Инструкция для RAINBOW ELECTRONICS DS1961S

(скачивание инструкции бесплатно)
Формат файла: PDF
Доступность: Бесплатно как и все руководства на сайте. Без регистрации и SMS.
Дополнительно: Чтение инструкции онлайн
background image

 

DS1961S 

iButton

TM

 с 1Кб защищенной EPROM 

и блоком SHA-1 

www.maxim-ic.com 

1 из 38 

 
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 

 Электрически  программируемая  и  сти-

раемая  при  напряжении  5В  память 
(EEPROM)  объемом 1128 бит,  раз-
деленная  на  четыре  страницы  по 256 
бит, 64-битный  секретный  код  только 
для записи и до пяти регистров общего 
назначения для записи/чтения 

 Для  осуществления  записи  требуется 

знание  секретного  кода  и  возможность 
вычисления  и  передачи 160-битного 
MAC-кода (Message Authentication 
Code,  кода  аутентификации  сообще-
ния) для авторизации 

 Память  секретного  кода  и  память 

данных  может  быть  защищена  от 
записи  (целиком,  или  только  страница 
0)  или  переведена  в  режим  эмуляции 
EPROM («запись в 0», страница 1) 

 Встроенный 512-битный  блок SHA-1, 

который предназначен для вычисления 
160-битного MAC-кода  и  генерации 
секретных кодов 

 Считывание  и  запись  возможны  в 

диапазоне напряжений питания от 2,8В 
до 5,25В  и  диапазоне  температур  от 
-40

°C до +85°C 

 Обмен  с  хостом  осуществляется  по 

одной  цифровой  линии  на  скорости 
14,1 Кб 

в 

секунду  с  помощью 

1-проводного 

протокола (1-Wire

 

Protocol) 

 Встроенный 

генератор 16-битной 

контрольной  суммы (CRC) обеспе-
чивает безопасный обмен данными 

 Ускоренный  режим  позволяет  повы-

сить  скорость  обмена  до 125 Кбит  в 
секунду 

 Рабочий диапазон температур от -40

°C 

до +85

°C 

 Длительность  хранения  данных  не 

менее 10 лет при температуре +85

°C 

 

 
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ iButton 

 Уникальный,  занесенный  лазером  и 

проверенный  на  этапе  изготовления 
64-битный  регистрационный  номер 
(8-битный  код  семейства + 48-битный 
серийный  номер + 8-битная  контроль-
ная  сумма CRC) гарантирует  абсолют-
ный  контроль,  так  как  не  существует 
двух 

устройств 

с 

одинаковыми 

номерами 

 Встроенный    контроллер  многоточеч-

ной сети MicroLAN 

 Цифровая  идентификация  и  получение 

информации в одно касание 

 Компактный  носитель  информации  в 

виде кристалла микросхемы 

 Данные  могут  быть  доступными  при 

касании объекта 

 Форма  в  виде  таблетки  обеспечивает 

автоматическое 

центрирование 

в 

считывающем устройстве 

 Долговечный  корпус  из  нержавеющей 

стали  с  гравированным  регистрацион-
ным  номером  устойчив  к  внешним 
воздействиям 

 Легко  прикрепляется  с  помощью 

самоклеющейся 

подложки, 

фикси-

руется  собственным  фланцем  или 
напрессовываемым кольцом 

 Детектор  присутствия  выдает  ответ, 

когда считыватель в первый раз подает 
напряжение питания 

 Соответствует UL#913 (4-я  редакция); 

взрывобезопасное  исполнение,  утвер-
ждено  для  использования  в  классе I, 
отделение 1, группы A, B, C и D (в 
зависимости от приложения) 

 
 

iButton, 1-Wire и MicroCan являются 
зарегистрированными  торговыми  марками 
Dallas Semiconductor. 

DALLAS

SEMICONDUCTOR

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Оглавление инструкции
  • Страница 1 из 39
    DALLAS SEMICONDUCTOR TM iButton DS1961S с 1Кб защищенной EPROM и блоком SHA-1 www.maxim-ic.com ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Электрически программируемая и стираемая при напряжении 5В память (EEPROM) объемом 1128 бит, разделенная на четыре страницы по 256 бит, 64-битный секретный код только для записи
  • Страница 2 из 39
    DS1961S F3 MICROCAN F5 MICROCAN 3,10 5,89 0,36 0,36 0,51 0,51 ©1993 ©1993 XX 33 000000FBC52B DS 1961S-F3 Ø17,35 000000FBD8B3 DS 1961S-F5 YYWW REGISTERED RR Ø17,35 33 Ø16,25 YYWW REGISTERED RR XX Ø16,25 DALLAS DALLAS ÄÀÍÍÛÅ ÇÅÌËß ÄÀÍÍÛÅ ÇÅÌËß Все размеры приведены в миллиметрах. ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ
  • Страница 3 из 39
    DS1961S ПРИМЕНЕНИЯ DS1961S может использоваться для разных целей, таких как ограничение доступа, аутентификация предмета или пользователя, послепроизводственный контроль за продукцией и проведение электронных платежей. Как носитель электронных денег (eCash), DS1961S может сохранять до трех
  • Страница 4 из 39
    DS1961S данными осуществляется на повышенной скорости. Протокол, который требуется для передачи команд функций ПЗУ, показан на рис. 9. После того, как команда функции ПЗУ успешно выполнена, становятся доступными функции памяти, и мастер может передать одну из восьми команд функций памяти и SHA.
  • Страница 5 из 39
    DS1961S Рис. 3. 64-БИТНОЕ ПЗУ, ЗАПИСАННОЕ ЛАЗЕРОМ 8-БИТНАЯ CRC 48-БИТНЫЙ СЕРИЙНЫЙ НОМЕР 8-БИТНЫЙ КОД СЕМЕЙСТВА (33h) СТАРШИЙ БИТ МЛАДШИЙ БИТ Рис. 4. ГЕНЕРАТОР CRC 8 5 4 =1 Полином = X + X + X + 1 1-й каскад 0 X 3-й каскад 2-й каскад X 1 X 2 4-й каскад 3 X =1 5-й каскад 4 X =1 6-й каскад 5 X 7-й
  • Страница 6 из 39
    DS1961S Рис. 5. КАРТА ПАМЯТИ DS1961S ДИАПАЗОН АДРЕСОВ ОПИСАНИЕ 0000h – 001Fh Страница 0 памяти данных 0020h – 003Fh Страница 1 памяти данных 0040h – 005Fh Страница 2 памяти данных 0060h – 007Fh Страница 3 памяти данных 0080h – 0087h Память секретного кода 0088h 1) Защита от записи секретного кода
  • Страница 7 из 39
    DS1961S Рис. 6. АДРЕСНЫЕ РЕГИСТРЫ Номер бита 7 6 5 4 3 2 1 0 Адрес назначения (TA1) T7 T6 T5 T4 T3 T2 (0) T1 (0) T0 (0) Адрес назначения (TA2) T15 T14 T13 T12 T11 T10 T9 T8 Конечный адрес со статусом данных (E/S) (только для чтения) AA 1 PF 1 1 E2 (1) E1 (1) E0 (1) АДРЕСНЫЕ РЕГИСТРЫ И СОСТОЯНИЕ
  • Страница 8 из 39
    DS1961S перезаписать блокнот. После приема содержимого регистра E/S чтение блокнота заканчивается. Что происходит с данными блокнота в различных условиях, можно выяснить из описания команд записи и обновления блокнота. Вслед за данными блокнота следует инвертированная CRC, вычисленная для команды
  • Страница 9 из 39
    DS1961S Запись блокнота [0Fh] Команда записи блокнота используется во время процедуры записи в память данных, память секретного кода и по разрешенным для записи адресам страницы регистров. Если мастер шины передает адрес назначения, больший 90h, то команда не выполняется. После выдачи команды
  • Страница 10 из 39
    DS1961S Загрузка первого секретного кода [5Ah] Команда загрузки первого секретного кода имеет два режима работы, которыми управляет флаг EN_LFS. Когда EN_LFS = 0, команда заменяет текущий секретный код устройства содержимым блокнота, если память секретного кода не защищена от записи. Когда EN_LFS =
  • Страница 11 из 39
    DS1961S Рис. 7-1. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA Мастер TX команду функций памяти 0Fh запись блокнота? С блок-схемы функций ПЗУ (рис. 9) На 2-ю часть рис. 7 N Y Мастер TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) DS1961S сбр. EN_LFS = 0 N Y Адрес < 90h ? DS1961S устанавливает счетчик байтов блокнота = 0, очищает
  • Страница 12 из 39
    DS1961S Рис. 7-2. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) С 1-й части рис. 7 AAh чтение блокнота? N На 3-ю часть рис. 7 Y Мастер RX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) и байт E/S DS1961S устанавливает счетчик байтов блокнота = 0 Мастер RX байт данных из блокнота DS1961S инкрементирует счетчик байтов
  • Страница 13 из 39
    DS1961S Рис. 7-3. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) С 2-й части рис. 7 5Ah загрузка первого секретного кода? На 4-ю часть рис. 7 N Y Замечание: вначале в блокнот должен быть записан 8-байтный секретный код Мастер TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) и байт E/S Y Код авт. совпадает? N Адрес
  • Страница 14 из 39
    DS1961S Рис. 7-4. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) С 3-й части рис. 7 33h вычисление нового секретного кода? На 5-ю часть рис. 7 N Y Замечание: вначале мастер должен загрузить в блокнот 8-байтный частичный секретный код Мастер TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) DS1961S сбр. EN_LFS = 0 N
  • Страница 15 из 39
    DS1961S Рис. 7-5. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) Замечание: эта команда применима для любого адреса памяти С 4-й части рис. 7 55h копирование блокнота? На 6-ю часть рис. 7 N Y Мастер TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) и байт E/S N Вычисление кода аутентификации сообщения на основе
  • Страница 16 из 39
    DS1961S Рис. 7-6. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) С 5-й части рис. 7 A5h чтение аутен. страницы? На 7-ю часть рис. 7 N Y Замечание: три байта содержимого блокнота используются DS1961S как запрос. Мастер может записать запрос или использовать текущее содержимое блокнота Мастер TX TA1
  • Страница 17 из 39
    DS1961S Рис. 7-7. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) С 6-й части рис. 7 A3h обновление блокнота? На 8-ю часть рис. 7 N Y Мастер TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) DS1961S сбр. EN_LFS = 0 N Адрес < 90h ? DS1961S устанавливает счетчик байтов блокнота = 0, очищает PF, AA, T2:T0 = 0, 0, 0, E2:E0 =
  • Страница 18 из 39
    DS1961S Рис. 7-8. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПАМЯТИ И SHA (продолжение) Ñ 7-é ÷àñòè ðèñ. 7 F0h ÷òåíèå ïàìÿòè? N Y Ìàñòåð TX TA1 (T7:T0), TA2 (T15:T8) DS1961S ñáð. EN_LFS = 0 Y Àäðåñ < 98h ? N DS1961S óñòàíàâëèâàåò àäðåñ ïàìÿòè = (T15:T0) Y Àäðåñ ïàìÿòè ñåêðåòíîãî êîäà? N DS1961S èíêðåìåíòèðóåò ñ÷åò÷èê
  • Страница 19 из 39
    DS1961S Вычисление следующего секретного кода [33h] Некоторые приложения могут потребовать более высокого уровня безопасности, чем обеспечивает одиночный, непосредственно записанный секретный код. Для повышения уровня безопасности DS1961S имеет возможность вычисления нового секретного кода,
  • Страница 20 из 39
    DS1961S входных данных SHA. После приема адреса назначения (TA1 и TA2) DS1961S очищает флаг EN_LFS. Пять младших битов адреса TA1 игнорируются, так как требуется только адрес страницы. Если переданный мастером адрес назначения является допустимым (т.е. лежит в диапазоне 0000h – 007Fh), и память
  • Страница 21 из 39
    DS1961S опускаться ниже 2,8В. Одновременно мастер вычисляет MAC-код на основе тех же данных, и по истечении промежутка времени tCSHA передает его в DS1961S как доказательство своей авторизации для записи в EEPROM. После этого мастер должен выждать время tPROG, в течение которого напряжение на
  • Страница 22 из 39
    DS1961S кода, разрешающего пересылку данных из блокнота в страницу регистров, секретный код должен быть использован как данные страницы. Это препятствует использованию частичного (вычисленного) секретного кода, если требуется запись в страницу регистров. При практическом использовании DS1961S для
  • Страница 23 из 39
    DS1961S адрес назначения является правильным (<0080h), мастер принимает данные страницы, начиная с адреса назначения и до конца страницы данных, затем один байт FFh, затем инвертированное значение CRC для кода команды, адреса назначения, переданной страницы данных и байта FFh. Если адрес назначения
  • Страница 24 из 39
    DS1961S взамен этого блокнот загружается неизмененными данными из области памяти, согласно адресу назначения, даже если данная страница памяти находится в режиме EPROM. 2) После того, как мастер передаст восемь байт (которые не используются), флаг EN_LFS устанавливается в 1. Флаг EN_LFS
  • Страница 25 из 39
    DS1961S Последовательность Wt (0 ≤ t ≤ 79) определена следующим образом: := Mt (0 ≤ t ≤ 15) Wt 1 S (Wt-3 ⊕ Wt-8 ⊕ Wt-14 ⊕ Wt-16) (16 ≤ t ≤ 79) Последовательность Kt (0 ≤ t ≤ 79) определена следующим образом: := 5A827999h (0 ≤ t ≤ 19) Kt 6ED9EBA1h (20 ≤ t ≤ 39) 8F1BBCDCh (40 ≤ t ≤ 59) CA62C1D6h (60
  • Страница 26 из 39
    DS1961S временных интервалов, которые начинаются спадом импульса синхронизации, выдаваемого мастером. Более детальное описание протокола приведено в главе 4 книги «Book of DS19xx iButton Standards». АППАРАТНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ По определению 1-проводная шина имеет только одну линию; поэтому важно
  • Страница 27 из 39
    DS1961S ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПЕРЕСЫЛКИ Последовательность действий для доступа к DS1961S через 1-проводный порт должна быть следующей: Инициализация Команда функций ПЗУ Команда функций памяти или SHA Передача данных ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ Все пересылки по 1-проводной шине начинаются с последовательности
  • Страница 28 из 39
    DS1961S Рис. 9-1. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПЗУ Мастер TX импульс сброса С 2-й части рис. 9 С блок-схемы функций памяти (рис. 7) N Импульс сброса OD? OD = 0 Y Мастер TX команду функций ПЗУ 33h команда чтения ПЗУ? Y DS1961 TX импульс присутствия N N 55h команда сравнения ПЗУ? F0h команда поиска ПЗУ? Y Y RC
  • Страница 29 из 39
    DS1961S Рис. 9-2. БЛОК-СХЕМА ФУНКЦИЙ ПЗУ (продолжение) На 1-ю часть рис. 9 С 1-й части рис. 9 A5h команда продолжения? 3Ch команда OD пропуска ПЗУ? N Y N Y N Y RC = 0; OD = 1 RC = 1? 69h команда OD сравнения ПЗУ? RC = 0; OD = 1 N Мастер TX бит 0 Y Мастер TX импульс сброса? Y Бит 0 совпал? N Y N
  • Страница 30 из 39
    DS1961S Поиск ПЗУ [F0h] Когда система включается в первый раз, мастер шины может не знать количества присутствующих на шине устройств или их 64-битных регистрационных номеров. Команда поиска ПЗУ позволяет мастеру шины воспользоваться процессом идентификации 64-битных номеров всех подчиненных
  • Страница 31 из 39
    DS1961S Сравнение ПЗУ в ускоренном режиме [69h] Сравнение ПЗУ в ускоренном режиме, за которым следует 64-битный регистрационный номер, передаваемый на повышенной скорости, позволяет мастеру шины адресовать отдельное устройство на многоточечной шине. Только тот экземпляр DS1961S, содержимое ПЗУ
  • Страница 32 из 39
    DS1961S Рис. 10. ПРОЦЕДУРА ИНИЦИАЛИЗАЦИИ (ИМПУЛЬСЫ СБРОСА И ПРИСУТСТВИЯ). МАСТЕР TX ИМПУЛЬС СБРОСА ε VPUP VIHMASTER VTH VTL VILMAX 0V МАСТЕР RX ИМПУЛЬС ПРИСУТСТВИЯ tF tRSTL РЕЗИСТОР tMSP tPDH МАСТЕР tPDL tRSTH tREC DS1961S После того, как мастер освобождает линию, он переходит в режим приема (RX).
  • Страница 33 из 39
    DS1961S временного интервала напряжение на линии данных должно подняться выше VTH и оставаться таким в течение времени восстановления tREC. Передача данных от подчиненного устройства к мастеру Временной интервал чтения очень похож на временной интервал записи единицы. Мастер начинает интервал
  • Страница 34 из 39
    DS1961S Временной интервал записи нуля tW0L VPUP VIHMASTER VTH Окно опроса DS1961S VTL VILMAX 0V tF tREC tSLSMIN tSLSMAX РЕЗИСТОР МАСТЕР tSLOT DS1961S Временной интервал чтения данных tRL VPUP tMSR VIHMASTER VTH VTL VILMAX 0V Окно опроса мастера tF tSU РЕЗИСТОР δ tREC tSPDMIN tSPDMAX МАСТЕР tSLOT
  • Страница 35 из 39
    DS1961S При чтении блокнота генерация CRC также начинается очисткой сдвигового регистра генератора CRC. Затем по одному биту в сдвиговый регистр вводится код команды, адрес назначения TA1 и TA2, байт E/S, а также данные блокнота, которые были модифицированы DS1961S (см. описание команды записи
  • Страница 36 из 39
    DS1961S МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УСЛОВИЯ* Напряжение на входе/выходе относительно земли Втекающий ток входа/выхода Рабочая температура Температура перехода Температура хранения * –0,5В .. +6В 20 мА –40°C .. +85°C +150°C –55°C .. +85°C Функционирование устройства при этих или любых других условиях,
  • Страница 37 из 39
    DS1961S Длительность низкого уровня импульса присутствия tPDL Время опроса импульса присутствия tMSP Стандартная скорость Повышенная скорость, VPUP > 4,5 В Повышенная скорость Стандартная скорость Повышенная скорость, VPUP > 4,5 В Повышенная скорость 60 240 7,3 24 7,3 60 28 75 5 8,3 6,7 8,3 60 120
  • Страница 38 из 39
    DS1961S ПРИМЕЧАНИЯ: 1) Системное требование. 2) Максимально допустимое сопротивление подтягивающего резистора является функцией количества 1-проводных устройств в системе и времени восстановления. Приведенное здесь значение дано для одного устройства и минимального времени восстановления. Для более
  • Страница 39 из 39