探索DS1248/DS1248P 1024K NV SRAM：集實時時鐘與非易失存儲于一體

在電子設計領域，一款功能強大且穩(wěn)定的存儲設備往往能為項目帶來極大的便利。今天，我們就來深入了解一下Maxim公司推出的DS1248/DS1248P 1024K NV SRAM，它不僅具備非易失性存儲功能，還集成了實時時鐘，為電子系統(tǒng)的設計提供了更多的可能性。

文件下載：DS1248.pdf

產(chǎn)品特性亮點

實時時鐘精準計時

DS1248內(nèi)置的實時時鐘（RTC）功能十分強大，能夠精確跟蹤百分之一秒、分鐘、小時、天、日期、月份和年份等時間信息。這對于需要精確計時的應用場景，如數(shù)據(jù)記錄、事件調(diào)度等，提供了可靠的時間支持。

大容量非易失存儲

該芯片擁有128K x 8的NV SRAM，可直接替代易失性靜態(tài)RAM或EEPROM。這意味著即使在電源中斷的情況下，存儲的數(shù)據(jù)也不會丟失，為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全提供了保障。

鋰電池供電與數(shù)據(jù)保留

芯片內(nèi)部集成了鋰能源電池，在主電源缺失時，能夠維持日歷操作并保留RAM數(shù)據(jù)。而且，鋰電池在首次通電前處于電氣斷開狀態(tài)，保證了電池的新鮮度和使用壽命。據(jù)官方數(shù)據(jù)，在無電源情況下，數(shù)據(jù)可保留超過10年。

自動閏年補償

DS1248具備自動閏年補償功能，且該功能在2100年之前都有效，確保了時鐘計時的準確性。

多種封裝形式

提供32引腳DIP和34引腳PowerCap模塊兩種封裝形式。32引腳DIP模塊將晶體、鋰能源源和硅集成在一個封裝中；34引腳PowerCap模塊則設計有與單獨的PowerCap（DS9034PCX）連接的觸點，方便更換電池，且避免了表面貼裝過程中高溫對晶體和電池的損壞。

引腳配置與功能

DS1248的引腳配置清晰，不同引腳承擔著不同的功能。例如，RST為低電平有效復位輸入，CE為低電平有效芯片使能輸入，WE為低電平有效寫使能輸入等。了解這些引腳的功能，對于正確使用芯片至關重要。

工作模式詳解

讀取模式

當寫使能信號(overline{WE})為高電平（無效）且芯片使能信號(overline{CE})為低電平（有效）時，DS1248執(zhí)行讀取周期。17個地址輸入（A0 - A16）指定要訪問的128k字節(jié)數(shù)據(jù)中的特定地址。在最后一個地址輸入信號穩(wěn)定后的(t_{ACC})（訪問時間）內(nèi)，若(overline{CE})和(overline{OE})（輸出使能）的訪問時間和狀態(tài)滿足要求，八個數(shù)據(jù)輸出驅動器將提供有效數(shù)據(jù)。

寫入模式

當?shù)刂份斎敕€(wěn)定后，(overline{WE})和(overline{CE})信號均為低電平（有效）時，DS1248進入寫入模式。(overline{CE})或(overline{WE})的后一個下降沿確定寫入周期的開始，寫入周期由(overline{CE})或(overline{WE})的較早上升沿終止。在整個寫入周期內(nèi)，所有地址輸入必須保持有效，(overline{WE})必須返回高電平并保持最小恢復時間（(t_{WR})），才能啟動下一個周期。為避免總線沖突，寫入周期期間(overline{OE})控制信號應保持高電平（無效）。

數(shù)據(jù)保留模式

對于5V設備，只有當(V{CC})大于(V{PF})（寫保護發(fā)生點）時，設備才能完全訪問，數(shù)據(jù)可以寫入或讀取。當(V{CC})低于(V{PF})時，內(nèi)部時鐘寄存器和SRAM被阻止訪問；當(V{CC})低于電池切換點(V{so})時，設備電源從(V{CC})引腳切換到備用電池，RTC操作和SRAM數(shù)據(jù)由電池維持，直到(V{CC})恢復到標稱水平。3.3V設備的工作原理類似。

幻影時鐘操作

與幻影時鐘的通信通過對64位串行位流的模式識別來建立。在識別64位模式之前的所有訪問都指向內(nèi)存；識別成功后，接下來的64個讀或寫周期將提取或更新幻影時鐘中的數(shù)據(jù)，同時禁止內(nèi)存訪問。

模式識別過程

首先，使用幻影時鐘的(overline{CE})和(overline{OE})控制對任何內(nèi)存位置進行讀周期，啟動模式識別序列，將指針移動到64位比較寄存器的第一位。然后，使用SmartWatch的(overline{CE})和(overline{WE})控制執(zhí)行64個連續(xù)的寫周期，這些寫周期僅用于訪問幻影時鐘。在模式識別過程中，若出現(xiàn)讀周期，當前序列將中止，比較寄存器指針將復位。當64位全部匹配后，幻影時鐘被啟用，可進行數(shù)據(jù)傳輸。

寄存器信息

幻影時鐘信息包含在八個8位寄存器中，每個寄存器按順序逐位訪問。更新寄存器時，必須以8位為一組進行操作，讀寫單個位可能會產(chǎn)生錯誤結果。寄存器中的數(shù)據(jù)采用二進制編碼十進制（BCD）格式，讀寫操作從寄存器0的第0位開始，到寄存器7的第7位結束。

電氣特性與參數(shù)

絕對最大額定值

不同電壓產(chǎn)品的引腳電壓范圍有所不同，5V產(chǎn)品的引腳電壓范圍為 -0.3V至 +6.0V，3.3V產(chǎn)品為 -0.3V至 +4.6V。存儲溫度范圍方面，EDIP為 -40°C至 +85°C，PowerCap為 -40°C至 +125°C。焊接溫度方面，EDIP采用波峰焊或手工焊接，溫度為260°C，PowerCap回流焊溫度為260°C。

工作范圍

商業(yè)級產(chǎn)品的溫度范圍為0°C至 +70°C，工業(yè)級為 -40°C至 +85°C，工作電壓為3.3V ±10% 或 5V ±10%。

電氣參數(shù)

不同電壓產(chǎn)品的電氣參數(shù)有所差異，如輸入泄漏電流、I/O泄漏電流、輸出電流、待機電流、工作電流等。同時，還給出了不同電壓產(chǎn)品的寫保護電壓、電池切換電壓等參數(shù)。

總結與思考

DS1248/DS1248P 1024K NV SRAM以其豐富的功能和穩(wěn)定的性能，為電子工程師提供了一個優(yōu)秀的存儲與計時解決方案。在實際應用中，我們需要根據(jù)具體的項目需求，合理選擇封裝形式和工作電壓，確保芯片的正常運行。同時，對于幻影時鐘的操作，需要嚴格按照模式識別流程進行，以保證數(shù)據(jù)的準確傳輸。你在使用類似芯片時，是否也遇到過一些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。