一款技術復雜的產品卻能擁有非常簡單的使用體驗，這就是獨創工程設計的偉大之處。通用性強、經久耐用的iButton就是這樣的產品，它是一款密封在不銹鋼護套中的芯片。iButton的起源可追溯到大約30年前，至今仍然被不斷集成到各種應用之中。例如，矯正科醫生將其安裝在牙套上，以監測病人的佩戴時間；制藥公司利用其監測運送途中的溫度敏感藥物，將該信息與位置信息進行整合，以及時發現任何問題；食品供應公司對易腐爛的貨物也在實施同樣的應用。甚至，美國德克薩斯州達拉斯的一個動物園讓一頭大象吞下iButton，用于記錄腸道的溫度。

目前，iButton家族中有超過20款產品，專門為其他產品無法實現的數據傳送或記錄功能而設計。器件可跟蹤溫度和濕度、提供訪問控制及資產追蹤，以及支持電子現金交易。在當地一些大學醫院的醫生訪問了位于圣何塞的Maxim總部，了解了iButton在矯正領域的應用之后，我希望更多地了解這些微小器件的起源。于是，我與iButton的發明人之一Hal Kurkowski進行了交流。他目前是Maxim微處理器與安全產品事業部的執行總監。

故事始于Dallas Semiconductor (2001年被Maxim收購)，其產品線包括非易失靜態RAM。在存儲數據的傳統技術中，寫序列通常比讀序列所需的時間長，這對于某些類型的應用會存在問題。Dallas Semiconductor的工程師借助其創始人開發的產品，創建了電池備份的靜態RAM，其中讀和寫序列是同步的；芯片斷電期間，電池電源可保持數據。該RAM產品的一個分支(便攜式令牌)成為了iButton和智能卡的先驅。該令牌的作用與現在USB狗類似，支持其與主計算機之間交換數據。設計者利用雙列直插封裝(DIP)的引腳提供與令牌內芯片的電氣連接。但是Kurkowski解釋說，這些引腳非常脆弱，從而影響令牌的實用性和可靠性。

大約在同時，該公司正在開發1-Wire?串行協議，該協議通過單根導線提供低速數據、信號和電源。將1-Wire協議集成到令牌中使其更接近今天的iButton。但是工程師必須解決可靠性問題。當時，他們考察了鋰離子紐扣電池行業。為了與令牌內的芯片通信，至少需要一個觸點和一個地，與電池非常相似。于是，工程師就想：如果把芯片從令牌中取出，然后放進紐扣電池外殼中，會怎么樣呢？工程師將一塊包含芯片的微小PCB安裝到了一個不銹鋼護套內，提供更堅固的外殼。1-Wire協議提供與紐扣電池外殼中的芯片通信以及供電的途徑。對于要求非易失讀/寫存儲器、實時時鐘或溫度數據記錄器的產品，在護套內增加了一個小型電池，提供必要的板載電源。

iButtons捕獲的數據可傳輸到計算機進行檢查和分析，而器件可安裝在任何物體上

復雜的芯片，簡單的使用

正如Kurkowski所言，iButton仍然有許多方面需要增強，因為在光滑的紐扣電池式外殼上附著任何物體都是非常困難的。對于壽命可能持續長達10年并且在惡劣環境下使用的器件，雙面膠或膠水畢竟不太切合實際。工程師決定在護套的底部周圍設計凸緣，在前方設計一個機械壓接環，這樣就能夠以機械方式將iButton固定在終端產品上。“現在，我們能夠將想要的任何功能集成到芯片，它可以是存儲器芯片、實時時鐘、溫度測量芯片。”Kurkowski補充說。

當iButton開發人員創建不同版本的產品時，他們始終保持器件形狀的一致性，以便于使用。有一組探頭和讀取器可支持任何類型的iButton。用戶很容易設置數據記錄頻率等不同的參數，并且可通過應用程序將數據下載到計算機。Thermochron iButtons作為溫度測量器件，配備有芯片、電池和實時時鐘(RTC)。從工程角度看，iButton Hygrochron溫度/濕度記錄器甚至表現更為出色。iButtons通常完全密封，但這種iButtons需要接觸周圍空氣。Kurkowski介紹說，為提供接觸能力，工程師在按鈕的頂部設計了一個微型孔，在正下方安裝濕度傳感器，將器件的其余部分密封，以保護其他電子元件。

“iButton的優點之一是其熱質量非常小，所以響應時間非常快。”Kurkowski表示：“此外，器件可使用10年或進行一百萬次溫度轉換 — 以先到者為準。”

顯而易見，iButton的發明需要一定的巧思和創造力，以及將獨立的工程設計整合在一起的能力。工程團隊還需要考察其他領域的工作，例如紐扣電池。由于iButtons具有類似的形狀和尺寸，團隊就能夠借助電池制造技術生產其器件。

“在許多工程中，您需要做的是進行考察，了解是否有人已經解決了相關問題，因為您有很多問題需要解決。”Kurkowski表示：“您希望最終產品非常獨特、具有創造性，并且他人難以仿制。但另一方面，你并不希望發明從A到B的所有東西，所以就需要了解有哪些困難已經被別的工程師克服。”

iButton的應用廣泛，可謂只有想不到，沒有做不到。