要約：このアプリケーションノートは、1-Wire®インタフェースのハイレベルの概要を提供し、データビットレベルの通信、デバイスの選択、および各デバイスの変更不能な固有のIDの解説を通じて、電力およびデータ供給について論じています。単一接点の1-Wireインタフェースは、その名前が示す通り、相互接続を最小限にする必要があるシステムに、主要機能を与える無比のソリューションです。 概要 ダラスセミコンダクタの1-Wireバスは、ホスト/マスタコントローラと、ひとつあるいは複数のデータラインを共有するスレーブとの間で双方向半二重通信を実現するシンプルな信号伝達スキームです(図1)。スレーブデバイスは、電力もデータ通信も、この1-Wireラインだけで受け取ることができます。電力供給については、ラインがハイ状態となっている間に電荷を内蔵コンデンサで捕らえ、ラインがロー状態となってデータ通信を行っている間、この電荷でデバイスを動作させる仕組みとなっています。1-Wireのマスタは、通常、オープンドレインのI/Oポートピンと、3V～5V電源に接続したプルアップ抵抗で構成されます。専用ラインドライバソリューションなど、もっと高度な構成のマスタもダラスセミコンダクタより入手可能です。この巧みな通信スキームを活用すると、いつでも簡単かつ効率的にメモリや認証機能、ミックスドシグナル機能などを追加することができます。 図1. 1-Wireのマスタ/スレーブ構成では、すべてのデバイスが1本のデータラインを共有します。 64ビットのシリアル番号 1-Wireシステムには、基礎的でとても重要な特長があります。スレーブデバイスは、それぞれ、固有で変えることができない(ROM)、64ビットのシリアル番号(ID)が工場出荷時に設定されています。この番号が他のデバイスと重複することはありません。64ビットのこのID値は、最終製品に一意の電子的IDを与えるとともに、1本のバスラインにつながれた複数のスレーブデバイスから目的のデバイスをマスタデバイスが選ぶ際にも利用されます。なお、64ビットIDの一部は、デバイスの種類とサポートされている機能を示す8ビットのファミリコードとなっています。 データビットレベルの通信 1-Wireの通信は、すべて、バスマスタが開始し、制御します。図2に示すように、1-Wireの通信波形はパルス幅変調と似ています。これは、タイムスロットと呼ばれるデータビット時間の間、パルス幅をワイド(ロジック0)かナロー(ロジック1)とすることでデータが送られるからです。通信シーケンスは、バスマスタが一定の長さの「Reset」パルスを出し、バス全体の同期を取る形でスタートします。このResetパルスに対し、各スレーブは、ロジックローの「Presence」パルスで応答します。データを書きこむ場合、マスタは、まず、1-Wireラインをローにしてタイムスロットを開始した後、ラインをローのまま保持して(ワイドパルス)ロジック0を送信するか、ラインをリリースして(ショートパルス)バスをロジック1ステートに戻します。データを読む場合にも、まず、マスタがラインをナローローパルスで駆動してタイムスロットを開始します。スレーブは、オープンドレイン出力をオンにしてからラインをローにホールドしてパルスを引きのばし、ロジック0を返すか、オープンドレイン出力をオフのままとしてラインを元に戻し、ロジック1を返します。なお、1-Wireデバイスのほとんどは、約15kbpsの標準速度と約111kbpsのオーバードライブ速度というふたつのデータレートをサポートしています。このプロトコルはセルフクロッキングであり、ビット間遅延が長くても問題が起きないため、割り込みが発生するソフトウェア環境でもスムースな運用が行うことができます。 図2. マスタが開始したデータビットの読み書きを示す波形です。スレーブとマスタのサンプリングポイントも表示されています。 デバイスの選択 1-Wire通信で最初に行うことは、その後の通信相手となるスレーブデバイスを選択することです。スレーブデバイスがひとつだけの環境では、選択シーケンスは最小限ですみます。しかし、複数のスレーブデバイスがある環境では、すべてのスレーブを選択するか、64ビットIDで特定のスレーブを指定して選択するかになります。バイナリサーチのアルゴリズム(ROMレベルのコマンドとして1-Wireのデータシートに記載されています) はバスマスタが｢学習｣することを可能にし、ライン上にあるいずれのスレーブデバイスについても、それぞれ適切な64ビットIDを選ぶことができるようになります。いったん特定のスレーブが選択されると、マスタはそのデバイスだけに有効なコマンドを発行し、データを送るか、あるいは、そのスレーブからデータを読み出します。その間、他のスレーブデバイスは、Resetパルスが発行されるまで、通信を無視します。 まとめ 1-Wireの基本構成に組み込まれるのは、各種のメモリ、ディジタル、アナログ、およびミックスドシグナル機能です。この多様性によって製品のラインナップは、単一接続の1-Wireインタフェースが配線の問題を解決し、ユニークな特長を持つ製品ラインに付加価値をつけることができるアプリケーションに最適となります。1-Wire製品は標準的なICパッケージングと堅牢なステンレスのiButtonパッケージがあります。製品、パッケージング、多彩なソフトウェアサポートについては、詳細を1-Wireデバイスで紹介しています。 1-WireはMaxim Integrated Products, Inc.の登録商標です。 フィードバックをお寄せください。 内容に満足されましたか、あるいは満足されていませんか？もっと良いページにできると思いますか？あるいは、単なるコメントでも結構です。フィードバックをお待ちしています。—マキシムはお客様からいただく訂正、提案を元に改善していきます。 このページを評価し、フィードバックを送信する。 自動アップデート お客様が関心のある分野でアプリケーションノートが新規に掲載された際に自動通知Eメールの受信を希望する場合は、EE-Mail™にご登録ください。 その他の情報   APP 3989: Feb 09, 2007 DS2401 シリコンシリアルナンバー フルデータシート (PDF, 288kB) 無料 サンプル DS2405 アドレス指定可能なスイッチ フルデータシート (PDF, 436kB) 無料 サンプル DS2406 1kビットメモリ付き、デュアル、アドレス指定可能なスイッチ フルデータシート (PDF, 264kB) 無料 サンプル DS2408 1-Wire、8チャネル、アドレス指定可能なスイッチ フルデータシート (PDF, 420kB) 無料 サンプル DS2411 VCC入力付き、シリコンシリアルナンバ フルデータシート (PDF, 192kB) 無料 サンプル DS2413 1-Wire、デュアルチャネル、アドレス指定可能なスイッチ フルデータシート (PDF, 184kB) 無料 サンプル DS2417 割込み付き、1-Wireタイムチップ フルデータシート (PDF, 164kB) 無料 サンプル DS2431 1024ビット、1-Wire EEPROM フルデータシート (PDF, 272kB) 無料 サンプル DS2432 SHA-1エンジン内蔵、1kビット保護1-Wire EEPROM 要約版データシート (PDF, 408kB, English only) DS2433 4kb、1-Wire EEPROM フルデータシート (PDF, 700kB) 無料 サンプル DS2450 1-WireクワッドA/Dコンバータ フルデータシート (PDF, 360kB) 無料 サンプル DS2480B シリアルから1-Wireへのラインドライバ フルデータシート (PDF, 344kB) 無料 サンプル DS2482-100 シングルチャネル1-Wireマスタ フルデータシート (PDF, 532kB) 無料 サンプル DS2502 1kbアドオンリーメモリ フルデータシート (PDF, 744kB) 無料 サンプル DS2505 16kビットアドオンリーメモリ フルデータシート (PDF, 320kB) 無料 サンプル DS28E01-100 SHA-1エンジン付き、1Kb保護1-Wire EEPROM 要約版データシート (PDF, 408kB) DS28E04-100 PIO付き、4096ビットアドレス指定可能1-Wire EEPROM フルデータシート (PDF, 312kB) 無料 サンプル DS28EA00 シーケンス検出およびPIO付き、1-Wireディジタル温度計 フルデータシート (PDF, 512kB) 無料 サンプル   ダウンロード、PDFフォーマット (48kB)  AN3989, AN 3989, APP3989, Appnote3989, Appnote 3989