Rtc time что это: man rtc (4): часы реального времени

Содержание

Управление системным временем и RTC в высокоуровневом приложении — Azure Sphere


  • Статья




Часы RTC (часы в реальном времени) используются для хранения времени на устройстве Azure Sphere, когда устройство теряет питание и не имеет доступа к сетевому подключению после перезагрузки устройства. Это позволяет устройству поддерживать время во время потери питания, даже если у него нет доступа к NTP-серверу.

Если задано системное время, оно не сохраняется, когда устройство теряет питание. Чтобы сохранить время во время потери питания, необходимо вызвать функцию Applibs clock_systohc. При clock_systohc вызове системное время передается в формат RTC.

Требования к RTC

Приложения, использующие RTC, должны включать соответствующие файлы заголовков и добавлять параметры RTC в манифест приложения.

Включите заголовок rtc в проект:

 #include <applibs\rtc.h>

Параметры манифеста приложения

Чтобы использовать API-интерфейсы RTC и стандартных часов, SystemTime необходимо добавить возможность приложения в манифест приложения, а затем задать значение true. Манифест приложения Azure Sphere содержит дополнительные сведения о манифесте приложения.

{
  "SchemaVersion": 1,
  "Name" : "Mt3620App3_RTC",
  "ComponentId" : "bb267cbd-4d2a-4937-8dd8-3603f48cb8f6",
  "EntryPoint": "/bin/app",
  "CmdArgs": [],
   "Capabilities": {
    "AllowedConnections": [],
    "AllowedTcpServerPorts": [],
    "AllowedUdpServerPorts": [],
    "HardwareAddressConfig": true,
    "Gpio": [],
    "Uart": [],
    "WifiConfig": false,
    "NetworkConfig": false,
    "SystemTime": true,
    "TimeSyncConfig": true
  }
}

Получение системного времени

Чтобы получить системное время, вызовите стандартную функцию clock_gettime .

Установка системного времени

Чтобы задать системное время, вызовите стандартную функцию clock_settime .

Синхронизация системного времени с RTC

Когда системное время задано, оно не сохраняется, когда устройство теряет питание. Чтобы сохранить время во время потери питания, вызовите функцию Applibs clock_systohc . При clock_systohc вызывается системное время, которое передается в формат RTC.

Настройка клиентской службы NTP

Служба клиента NTP включена по умолчанию. Если задать системное время при включении клиентской службы NTP, оно перезапишет время в формате UTC, когда устройство подключено к Интернету. Вы можете отключить клиентскую службу NTP. Однако это может привести к сбою облачных обновлений на устройстве, если разница между системным временем и временем NTP-сервера слишком велика.

Задание часового пояса

Системное время и время RTC хранятся в gmt/UTC. Вы можете изменить часовой пояс setenv , используемый приложением, вызвав функцию для обновления переменной среды TZ, а затем вызвав функцию tzset .

В проекте SetTimeFromLocation показано, как использовать обратный IP-поиск для получения сведений о расположении, получения времени для расположения и задания времени устройства. Этот проект входит в коллекцию Azure Sphere, коллекцию несвязанного скрипта, служебных программ и функций.

ОС Azure Sphere поддерживает некоторые, но не все возможные форматы для переменной среды TZ:

  • Текущий часовой пояс можно задать с использованием летнего времени (DST) или без нее. Примеры: EST+5, EST+5EDT. Это значение является положительным, если локальный часовой пояс находится к востоку от простого меридиана, а отрицательный — к востоку.
  • Вы не можете указать дату и время, когда DST должен вступает в силу.
  • Невозможно указать файл часового пояса или базу данных.

Чтобы сохранить параметры часового пояса во время потери питания, можно использовать изменяемое хранилище для хранения часового пояса в постоянном хранилище, а затем отозвать параметр при перезагрузке устройства.

Указание NTP-сервера

Клиентскую службу NTP можно настроить для получения времени из нескольких источников. Источник времени по умолчанию , prod.time.sphere.azure.netкак указано в требованиях к сети ОС Azure Sphere.

NTP-клиент пытается синхронизироваться каждые 15 секунд до успешной синхронизации. После успешной синхронизации она пытается повторно синхронизировать время каждые 24 часа. Когда Azure Sphere выполняет синхронизацию времени, она сначала использует случайный исходный порт клиента UDP в диапазоне от 32678 до 61000. В случае сбоя этого порта Azure Sphere попытается использовать порт 124 в качестве исходного порта клиента UDP.

Можно указать, что система получает время с DHCP-сервера, или указать источник времени в приложении с помощью Networking_TimeSync_EnableCustomNTP или Networking_TimeSync_EnableDefaultNTP.

Если настроено использование DHCP для источников сервера времени, Azure Sphere будет обрабатывать параметр DHCP 042, а NTP-клиент будет обрабатывать только первые две записи, отправленные в параметре DHCP, которые должны быть указаны в порядке предпочтения. Они будут рассматриваться как сервер-источник и сервер-получатель.

Вы также можете настроить сервер времени с помощью Networking_TimeSync_EnableCustomNTP, если вы хотите указать сервер основного и дополнительного времени с помощью приложения. Максимальная длина для каждого полного доменного имени сервера составляет 255 символов.

Резервный вариант

  • Если NTP-клиент настроен для получения серверов времени через DHCP или API, для указания поведения резервного копирования требуется дополнительный параметр.

  • Клиент попытается сначала связаться с сервером основного времени. Если клиенту не удается получить допустимый ответ сервера времени, он будет пытаться использовать дополнительный сервер времени (если он указан).

  • Если указан дополнительный Networking_NtpOption_FallbackServerEnabled сервер времени и он завершается сбоем или при сбое параметра вернуться к значениям ос по умолчанию через сбой, система будет обращаться к источнику времени ОС по умолчанию prod. time.sphere.azure.net.

    • В течение следующего 24-часового интервала синхронизации ОС будет выполнять запрос к основному серверу времени.

  • Если вы указали Networking_NtpOption_FallbackServerDisabled, ОС будет выполнять запросы к серверу-источнику и серверу-получателю каждые 15 секунд, пока не будет успешно синхронизирован с одним из серверов времени.

Устройства с несколькими адресами

Параметры сервера времени — это глобальный параметр, а не параметр для каждого интерфейса. Если устройство Azure Sphere является многонастройным и оба интерфейса получают сведения о NTP-сервере через DHCP, то будет использован последний обработанный набор параметров DHCP NTP.

Пример системного времени

В примере системного времени показано, как управлять системным временем и использовать оборудование RTC. Пример приложения задает системное время, а затем использует функцию clock_systohc для синхронизации системного времени с RTC.

В проекте SetTimeFromLocation показано, как использовать обратный IP-поиск для получения сведений о расположении, получения времени для расположения и задания времени устройства. Этот проект входит в коллекцию Azure Sphere, коллекцию несвязанного скрипта, служебных программ и функций.

Пользовательский пример NTP

В примере настраиваемого NTP показано, как настроить клиентскую службу NTP для получения времени из нескольких источников.

ТАЙМЕРЫ/ ЧАСЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

  • Главная
  • База знаний
  • org/ListItem»>
    ТАЙМЕРЫ/ ЧАСЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

     RTC — английская аббревиатура от Real Time Clock (Часы Реального Времени) — микросхемы данного типа изначально использовались в компьютерах, но постепенно перешли и в другие устройства систем использующих в работе реальное время.

Принцип работы:

     Микросхемы предназначены для хранения информации о текущем времени независимо от работы остальной системы (т.е. даже при выключенном питании).

     Типовая микросхема обеспечивает счет времени: часы (формат 24/12 часов), минуты, секунды, день недели, месяц, год (автоматическая коррекция високосных годов), столетие.

     В случае отсутствия основного питания, микросхема автоматически переходит на питание от резервной батареи, при этом не нарушается счет времени, и не изменяется содержимое внутреннего ОЗУ.

     Также эти устройства имеют функции , т. е. способны выполнять функции таймера (например, включать/выключать систему в определенное время/на определенное время)

Структура устройства:

     Тактовый генератор, набор делителей частоты, счетчиков и регистров, дополнительно в некоторых моделях имеются: встроенный кварцевый резонатор, батарея резервного питания, ОЗУ для нужд разработчика. Интерфейс используется как параллельный (8-ми и 4-рех битный), так и последовательный I2C, 1W, и т.д., при этом процедура обмена отличается крайней простотой.






































Модель Внутренее ОЗУ Uпит, В Iпотр, макс. мА Стабильность
частоты, х10-6		 Траб., °С Корпус
Активный режим Режим покоя
    Параллельная шина доступа/управления
КР512ВИ1 50х8 4,5…5,5 0,1 — Внеш. ** -10…+70 DIP24
DS1643-100* 8Кх8 4,5…5,5 50 3 ±1 мин/месяц 0…+70 DIP28
DS1286 50х8 4,5…5,5 15 7 ±1 мин/месяц 0…+70 DIP28
DS12887A 114х8 4,5…5,5 15 — ±1 мин/месяц 0…+70 DIP24
DS12C887 114х8 4,5…5,5 15 — ±1 мин/месяц 0…+70 DIP24
DS12C887A 114х8 4,5…5,5 15 — ±1 мин/месяц 0…+70 DIP24
M48T02-70PC1* 2Kх8 4,75…5,5 80 3 ±1 мин/месяц 0…+70 PCDIP24
M48T12-70PC1* 2Kх8 4,5…5,5 80 3 ±1 мин/месяц 0…+70 PCDIP24
M48T18-100* 8Kх8 4,5…5,5 80 3 ±1 мин/месяц 0…+70 SOh38, PCDIP28
M48T08-100/150* 8Kх8 4,75…5,5 80 3 ±1 мин/месяц 0…+70 PCDIP28
RTC58321 — 4,5…5,5 0,04   0±10 -10…+70 DIP16
RTC62421A — 4,5…5,5 0,03   0±10 -40…+85 DIP18
RTC6593 114х8 4,5…5,5 10 0,001 5±20 -10…+70 SO24
RTC72421 — 4,5…5,5 0,01   ±10, ±50 -10…+70 DIP18
RTC7301 — 1,6…5,5 0,02 — 5±23 -40…+85 DIP18, SO24
    Последовательная шина доступа/управления
RTC4543S — 2,5…5,5 0,01 — 5±12, ±23 -40…+85 SOP14, SO18
RTC4553A 30х4 2,7…5,5 0,01 — 5±10 -30…+70 SO14
RTC4513 — 2,7…5,5 0,02 — 0±25 -40…+85 SOP14
RTC4574JE — 1,6…5,5 — 0,02 5±23 -40…+85 SOJ20
RTC4574S — 1,6…5,5 — 0,02 5±12, ±23 -40…+85 SOP14
RTC72423A 240х8 2,5…6,0 0,01   ±20 -40…+85 SOP24
RTC8564JE — 1,0…5,5 0,8 0,0008 5±23 -40…+85 SOJ20
RTC8583B 240х8 2,5…6,0 0,2 0,05 ±50 -30…+70 SO14
DS1302 31х8 2,0…5,5 1,2 0,001 Внеш. 0…+70, -40…+85 DIP8, SO8, SOIC8wide
DS1305 96х8 2,0…5,5 1,28 0,025 Внеш. 0…+70, -40…+85 DIP16, TSSOP20
DS1306 96х8 2,0…5,5 1,28 0,081 Внеш. 0…+70 DIP16, SSOP20
DS1307 56х8 4,5…5,5 1,5 0,2 Внеш. 0…+70, -40…+85 DIP8, SOIC8
DS1673E-3 — 2,7…3,3 1 0,1 Внеш. 0…+70 SSOP20
DS1677E-5 — 4,5…5,5 2 0,3 Внеш. 0…+70 SSOP20
PCF8573   1,1…6,0 0,05 — Внеш. 0…+70 DIP16
PCF8583 256х8 1,0…6,0 0,2 0,05 Внеш. -40…+85 DIP8, SO8
M41T56M6 64×8 4,5…5,5 0,3 0,1 Внеш. -40…+85 SO8
HT1380   2,5…5,5 0,001 100 нА Внеш. 0…+70 DIP8


    *Цифрами обозначается время доступа к внутреннему ОЗУ (-100: 100 нс, -70: 70 нс и т. д.)

    **Определяется характеристиками внешнего кварцевого резонатора

  • Наименование

    К продаже

    Цена от

К продаже:

458 шт.

Цена от:

474,71₽

К продаже:

1 382 шт.

Цена от:

106,71₽

К продаже:

20 шт.

Цена от:

231,39₽

К продаже:

400 шт.

Цена от:

392,49₽

Что такое часы реального времени (RTC)?

Автор Дэвид Мини, вице-президент по глобальным техническим продажам и маркетингу , ECS Inc. International

Скачать PDF

Знакомство с часами реального времени

В ECS Inc. International мы предлагаем самый широкий ассортимент продукции в электронной промышленности. Наше портфолио включает кварцевые резонаторы, кварцевые резонаторы, генераторы, VCXO, TCXO, OCXO, часы реального времени (RTC) и миниатюрные экранированные силовые катушки индуктивности. ECS Inc. является признанным лидером в области продуктов для управления частотой и питанием. Наши продукты широко используются в IoT, носимых устройствах, потребительских товарах, автомобильной электронике и медицинских изделиях.

Что такое часы реального времени (RTC)?

Часы реального времени, или RTC, — это цифровые часы, основной функцией которых является точное отслеживание времени, даже когда источник питания отключен или устройство переведено в режим пониженного энергопотребления. RTC состоят из контроллера, генератора и встроенного кварцевого резонатора. Они спроектированы как универсальные устройства, чтобы обеспечить лучшую производительность, чем отдельные компоненты, упростить интеграцию в новые конструкции и сократить время выхода на рынок.

Функции RTC называются регистрами. Данные регистра программируются в оперативной памяти. Регистры периодически обновляются — даже во время нормальной работы RTC. Дизайн RTC также включает функцию переключения питания на работу от батареи или другого резервного источника питания с низким энергопотреблением. Это позволяет RTC поддерживать точный и непрерывный отсчет времени, даже если устройство переходит в спящий режим или при отключении основного питания. Это также избавляет пользователя от необходимости сбрасывать время и дату каждый раз при включении питания устройства.

RTC используются в различных приложениях, где они играют решающую роль в точном отслеживании текущего времени, а также обеспечивают сигналы тревоги, таймеры и функции прерывания и помогают снизить энергопотребление.

Как сегодня используются RTC

Многие из современных продуктов питаются от аккумуляторов, и доступ к замене аккумуляторов или перезарядке источников питания ограничен или отсутствует. Из-за отсутствия источников питания непрерывная работа всех систем и сенсорных функций может быстро разрядить батарею этих устройств. Решение состоит в том, чтобы запланировать прерывистую активацию продукта, чтобы значительно продлить срок службы батареи. Использование RTC позволяет разработчику отключать сильно потребляемый микроконтроллер, когда не требуется никаких задач, что приводит к значительной экономии энергии. Когда микроконтроллеры находятся в глубоком спящем режиме или в режиме пониженного энергопотребления, внутренние часы и схемы часов реального времени продолжают работать для обеспечения точного хронометража и функций будильника. В этом режиме потребляемый ток будет всего 0,5 мкА.

Модуль часов реального времени (RTC) решает проблему текущего потребления, всегда оставаясь включенным и являясь устройством с наименьшим текущим использованием, когда не требуется никаких других задач. Даже если RTC не используется в качестве энергосберегающего устройства, функция непрерывного хронометража имеет решающее значение для надлежащего функционирования современной электроники, медицинских устройств и промышленных продуктов, где энергосбережение и резервное хронометраж имеют первостепенное значение.

Обзор модулей RTC от ECS Inc.

ECS Inc. International ECS-RTC-3225-5609и ECS-RTC-3225-5699HS представляют собой часы реального времени с интерфейсом шины I2C малого форм-фактора, низким энергопотреблением и встроенным TCXO 32,768 кГц. Точный датчик температуры и цепь с температурной компенсацией обеспечивают точность часов. Они поддерживают специализированные функции календаря и таймера и идеально подходят для портативных и небольших электронных устройств. Модуль часов реального времени предлагает выбор выходной частоты (32,768 кГц, 1024 Гц, 1 Гц) и включение/отключение одного выхода CMOS для периферийных устройств.

В часах реального времени ECS-RTC-3225-5609 и ECS-RTC-3225-5609 используется точный кварцевый резонатор, управляющий микроконтроллером для управления временными функциями. Эти модули часов реального времени позволяют инженерам гибко решать современные задачи проектирования. Наш подключенный мир требует взаимодействия с повышенной производительностью и сниженным энергопотреблением.

Модуль часов реального времени экономит место, время и деньги, поскольку вся интегральная схема выполнена в компактном корпусе. Это позволяет инженерам сократить количество деталей и свести к минимуму занимаемую площадь. Поскольку часы реального времени откалиброваны на заводе, они не требуют дополнительной настройки генератора на этапе проектирования или настройки во время работы.

Размер и интерфейс модулей RTC ECS Inc.

Чтобы свести к минимуму влияние на системную плату, ECS-RTC-3225-5609 и -5699HS доступны в корпусе 3,2 мм x 2,5 мм x 1,0 мм.

Интерфейс I 2 C представляет собой простую двунаправленную двухпроводную синхронную последовательную шину. Шина I2C поддерживает двунаправленную связь через последовательную линию синхронизации (SCL), контакт 5, и вход/выход последовательной линии данных (SDA), контакт 7. I 2 Устройство шины C может быть определено как «ведущее» и «ведомое». Модули ECS RTC можно использовать только в качестве ведомых. я 2 Интерфейс шины C поддерживает операции чтения/записи одного байта, а также пошаговый доступ к нескольким байтам.

Стабильность модулей RTC ECS Inc.

Стабильность связана с производительностью кристалла 32,768 кГц и генератора, встроенного в RTC. Его производительность может ухудшиться из-за изменений температуры или эффектов, вызванных старением. Герметичные модули ECS-RTC-3225-5609 и ECS-RTC-3225-5699HS со встроенными кварцевыми резонаторами и схемой RTC сводят к минимуму влияние температуры, давления и влажности на производительность модуля.

  • Диапазон рабочих температур: -40ºC ~ +85ºC
  • Устойчивость к температуре:
    • ECS-RTC-3225-5609
      • < ±5 частей на миллион при -20ºC ~ +70ºC
      • < ±20 частей на миллион при -40ºC ~ +85ºC
    • ЭКС-РТК-3225-5699ХС
      • < ±5 частей на миллион при -40ºC ~ +85ºC

Прерывания RTC и варианты

RTC может создавать различные типы прерываний (вывод 10). Во время работы RTC можно запрограммировать на отправку тревожного или триггерного флага, чтобы обеспечить полное отображение часов и календаря. Эти функции прерывания активны, когда RTC работает от резервного источника (состояние питания Vbat). Для каждого возникновения и изменения прерывания RTC будет создавать цифровую временную метку события для проверки согласованности.

Примеры прерываний RTC включают периодические обновления времени, периодический обратный отсчет для таймеров, детекторы низкого напряжения, автоматическое переключение источника питания, сброс питания и аварийные сигналы. Аварийные сигналы основаны на настройках времени в регистрах. Прерывание по тревоге генерируется, когда время совпадает с настройками регистров, затем вывод 10 /INT переходит в низкий уровень и запускает прерывание по тревоге. Это будет то же самое для таймеров обратного отсчета для уведомления о том, что событие произошло.

Нужна ли калибровка модулей реального времени ECS Inc.?

Пользовательская калибровка ECS-RTC-3225-5609 или ECS-RTC-3225-5699HS не требуется, поскольку они точно калибруются в процессе производства с использованием высокоточных эталонных единиц времени. Поскольку устройства откалиброваны, все ошибки, связанные с синхронизацией, измерением и оцифровкой значений температуры, включены в спецификации.

Потенциальные источники питания RTC и резервные источники

Во время нормальной работы RTC обычно питается от основного источника питания системы. Однако для RTC требуется выделенный резервный источник питания, чтобы точно отслеживать время без перерывов и поддерживать хронометраж после отключения электроэнергии. ECS Inc. ECS-RTC-3225-5609 и ECS-RTC-3225-5699HS предназначены для обнаружения низкого уровня или отсутствия основного напряжения питания и автоматически переключаются на батарею или дополнительный источник питания, поддерживающий внутренние часы. Он будет продолжать использовать резервный источник до тех пор, пока не будет восстановлено питание основной системы или не будет перезаряжена батарея.

Наиболее распространенным источником резервного питания будет батарейка типа «таблетка» или перезаряжаемая батарея. Другими вариантами являются MLCC или суперконденсатор. Питание также может быть доступно из другого близлежащего источника.

Для получения дополнительной информации о полном каталоге часов реального времени ECS Inc. International нажмите здесь.

Чтобы просмотреть полный каталог продукции ECS Inc. International, нажмите здесь.

Чтобы просмотреть дополнительные видеоресурсы, нажмите здесь.

Свяжитесь с нами, если вам нужна дополнительная информация или у вас есть особые требования в вашем приложении.

ECS, Inc. International
15351 West 109th Street
Lenexa, KS 66219

Тел.: 913-782-7787
Бесплатный номер: 1-800-237-1041
Факс: 913-782-6991

Что такое часы реального времени (RTC) и почему они важны в вычислительной технике?

Ключевые моменты

  • Часы реального времени (RTC) представляют собой электронное устройство, выполненное в виде интегральной схемы для измерения прохождения в реальном времени.
  • Необходимость точного учета времени часто используется как триггер для определенных событий.
  • Причина необходимости автономного питания сводится к функциональному использованию модулей RTC в ноутбуках, компьютерах, планшетах и ​​других электронных устройствах.

Что такое часы реального времени?: Полное объяснение

Часы реального времени (RTC) представляют собой электронное устройство, выполненное в виде интегральной схемы для измерения прохождения в реальном времени. Часы реального времени поддерживают точные измерения времени во встроенной системе, даже когда основное питание отключено. Он считает часы, минуты, секунды, месяцы, дни и даже годы. Эти модули можно найти почти в каждом электронном устройстве, особенно когда устройство требует точного хронометража.

Назначение RTC

Необходимость точного хронометража часто используется в качестве триггера для определенных событий, таких как включение устройства или отключение будильника. Хотя некоторые часы реального времени предназначены для установки в блок микроконтроллера (MCU) устройства, интегральные схемы часов реального времени (ИС часов реального времени) работают от источника питания, независимого от основного устройства, что обеспечивает более точное отслеживание и предотвращает потерю данных.

В прошлом микросхемы питались от литиевых батарей. В более новых системах используется вспомогательная батарея или суперконденсаторы. Эти новые микросхемы RTC являются перезаряжаемыми и могут быть припаяны к другим устройствам. В большинстве материнских плат потребительского класса для питания RTC используется одна батарея.

Когда эта батарея удалена, RTC сбрасываются в начальную точку. Важно помнить, что RTC работают от собственного источника питания, а не от источника питания, используемого для работы основной электроники.

X470 — это стильная карта, которая понравится геймерам, которые могут обойтись без обширных возможностей разгона.

©Michael Wolf / CC BY-SA 3.0 – Лицензия

Источник питания

Причина, по которой необходимо независимое питание, сводится к функциональному использованию модулей RTC в ноутбуках, компьютерах, планшетах и ​​других электронных устройствах. Поскольку большинство устройств часто включаются и выключаются в непрерывных циклах, отслеживание данных для синхронизации процессов может быть запутанным, если системные часы каким-либо образом неточны.

Чтобы предотвратить неточное отслеживание времени, системные часы устройства проверяют свою отметку времени относительно модуля RTC. Поскольку модуль RTC никогда не выключается, он точно измеряет прошедшее время, даже когда основное устройство выключено.

При таком большом внимании к требованиям к модулям RTC в электронных устройствах важно отметить, что батареи RTC не бессмертны и обычно служат от трех до пяти лет в зависимости от химического состава. RTC необходимы для устройств, в которых они установлены. Если батарея выходит из строя, ее необходимо заменить, чтобы ваше устройство продолжало работать должным образом.

Если источник питания модуля RTC выходит из строя, пользователь устройства обычно информируется сообщением об ошибке при запуске. Иногда единственный способ узнать о сбое батареи — это обнаружить странности в системных часах вашего устройства или повреждения конфигурации.

Основные преимущества часов реального времени:

  • Часы реального времени более точны, чем программные часы.
  • Использование независимого источника питания улучшает общее энергопотребление и стабильность частоты.
  • Используя независимый модуль хронометража, он высвобождает ресурсы основной системы для выполнения срочных задач.

Радио- и программные

Существует два типа современных RTC, используемых в компьютерах и других системах: радио-RTC и программные RTC. Разница между устройствами заключается в том, как модуль RTC получает информацию о часах.

Радиочастотные часы реального времени

Многие беспроводные технологии, такие как сотовые телефоны и другие устройства с поддержкой LTE, получают информацию о часах по цифровому радио. По сути, это метод проверки времени, отправляемого в ультранизкочастотных радиопередачах национальной организацией по стандартизации. Этот тип часов часто называют радиочасами.

Несмотря на то, что модуль RTC отслеживает прошедшее время независимо, он использует стандарты, рассылаемые через Интернет или радиоволны, для поддержания стандартизированной точности. Это отлично подходит для обновления часов и отслеживания времени в соответствии с определенными часовыми поясами или изменениями, такими как переход на летнее время.

Программные часы реального времени

Программные часы реального времени больше используются в настольных компьютерных системах. Большинство компьютеров имеют один или несколько аппаратных таймеров, которые собирают сигналы либо с кварцевых кристаллов, либо с керамических резонаторов. К сожалению, они могут быть немного неточными по сравнению с абсолютным временем. Чтобы компенсировать разницу, программное обеспечение запрограммировано на выполнение математических операций, которые могут превратить вывод этих сигналов в точные часы реального времени.

Как и традиционные часовщики, программисты часов реального времени должны настраивать программное обеспечение, чтобы компенсировать довольно частые физические явления и неточности. Используя несколько простых уравнений и два отдельных счетчика реального времени для проверки друг друга, сигналы могут быть преобразованы в точное представление прохождения реального времени.

RTC часто путают с вычислениями в реальном времени и счетчиком в реальном времени.

Часы реального времени: точное определение

В компьютерном мире термин «часы» используется не только для отслеживания точного времени. Аппаратные часы и такты часто используются для измерения скорости сигналов, которые происходят между определенными компонентами на материнской плате. Термин часы реального времени используется, чтобы избежать путаницы с аппаратными часами. Аппаратные часы используются для измерения сигналов, которые определяют функциональность или вычислительную мощность электронного устройства. Часы реального времени используются для измерения истинного течения времени в распознаваемых человеком единицах, таких как часы, секунды, минуты, дни и месяцы.

Трехбуквенная аббревиатура для часов реального времени, RTC, также используется совместно с другими вычислительными терминами, такими как вычисления в реальном времени и счетчик реального времени. Это часто приводит к путанице на раннем этапе для начинающих, особенно потому, что счетчики реального времени иногда используются в программировании аналогично часам реального времени. Лучший способ сохранить четкое разделение и определение терминов состоит в том, чтобы думать о часах реального времени как о физических модулях компьютерной микросхемы, обычно встроенных в блок микроконтроллера, в то время как другие термины используются для программных функций, возникающих в результате производительности оборудования.

Модули часов реального времени

Являясь важным компонентом компьютеров, часы реального времени производятся в виде модулей, устанавливаемых на блоки микроконтроллеров электронных устройств и компьютерных материнских плат. Большинство современных модулей RTC имеют перезаряжаемую батарею и могут быть припаяны к устройству, на которое они предназначены.

В качестве основного компонента компьютера вы можете найти их в продаже. Однако реальность такова, что большинство производителей модулей RTC производят продукт для продажи бизнесу, а не обычному потребителю. Только недавно были произведены модули RTC для использования в проектах Arduino или raspberry pi в соответствии с растущим сообществом разработчиков открытого исходного кода.

Производители модулей часов реального времени
  • NXP Semiconductors
  • Dallas Semiconductors
  • STMicroelectronics
  • Micro Crystal
  • Petermann-Technik
  • Petermann-Technik
  • New Japan Radio
  • 067
  • Технология Microchip
  • Максим Интегрированный
  • Epson Europe Electronics
  • Seiko NPC
  • ABLIC
  • Renesas Electronics
  • Диоды
  • Abracon

Как работают часы реального времени?

Часы реального времени служат только для одной цели — следить за временем. Как описано в разделах выше, отслеживание течения времени необходимо для функционирования компьютера и даже для многих более простых электронных устройств. Хотя у него есть только одна функция, приложений и вариантов использования для отслеживания времени бесчисленное множество. От генераторов случайных чисел до кибербезопасности и т. д. измерения времени и отслеживание текущего времени используются почти в каждой вычислительной операции.

В традиционных часах ход времени поддерживается за счет кинематических операций или использования модуля RTC, но как он это делает?

Ответ: кварцевые генераторы. RTC на интегральных схемах отслеживает время, считая циклы генератора. Обычно эти генераторы изготавливаются из кристалла кварца и работают на частоте 32,768 кГц. Приложив немного изобретательности к программному обеспечению, эти модули могут измерять время цикла и учитывать любые несоответствия, вызванные колебаниями источника питания или небольшими изменениями скорости цикла.

Многие модули RTC используют вторичный метод отслеживания для обращения к внешнему сигналу для фиксации точного стандартного времени. Это не отменяет внутренние измерения, а вместо этого работает вместе, чтобы сохранить наиболее точную запись. Программные часы, используемые на смартфонах, являются прекрасным примером модуля RTC, который использует внешние сигналы для поддержания стандартного времени. Если смартфон теряет связь с внешним сигналом, он возвращается к подсчету циклов генератора.

Кристалл кварца — это физический материал. Это означает, что он подвержен старению и изменениям температуры, которые могут повлиять на точность модуля RTC в целом. Некоторые модули имеют встроенный метод температурной компенсации для борьбы с влиянием изменений температуры и повышения общей точности генератора. Большинство недорогих кристаллов, используемых в оборудовании ПК, имеют допуск по частоте +/- 20 частей на миллион. Это означает погрешность, которая может составлять до 72 миллисекунд в час или 1,7 секунды в день.

Как создать часы реального времени?

Процесс изготовления модулей RTC является коммерческой тайной на заводах по производству полупроводников. Однако вы можете создать часы реального времени, используя купленный модуль RTC для проектов Arduino или Raspberry Pi. Существует также возможность создания полностью программных часов реального времени.

Я бы не рекомендовал тратить время на создание программных часов реального времени, так как модули RTC лучше подходят для управления ресурсами и точности. С другой стороны, проекты Arduino могут иметь множество применений для модулей RTC. Одна острая концепция — создание будильника.

Если вы хотите создать проект Arduino, который должен поддерживать точное измерение времени или использовать время для определенных функций, вам повезло. Во-первых, вы захотите собрать все компоненты, которые вам понадобятся для проекта. Этот список обычно выглядит примерно так:

  • Arduino UNO
  • Кабель USB 2.0 типа A/B
  • Модуль часов реального времени (DS1307, DS3231)
  • CR2032 Аккумулятор
  • Перемычки

    • 9002 чтобы сделать вывод из списка необходимых элементов, процесс включает в себя подключение модуля RTC к схеме Arduino с помощью штыревых разъемов модуля. Батарея CR2032 предназначена для использования в качестве отдельного источника питания для модуля RTC. Убедитесь, что какой бы модуль вы ни приобрели, вы также приобрели аккумулятор соответствующего размера.

    Каждый модуль RTC будет иметь набор контактов для подключения. DS3231 имеет десять контактов. Каждая булавка имеет точную маркировку. Шесть контактов, торчащих из модели:

    • Контакт 32K — выводит стабильный и точный эталонный тактовый сигнал
    • Контакт SQW — выводит прямоугольную волну с частотой 1 Гц, 4 кГц, 8 кГц или 32 кГц и может обрабатываться с помощью программирования
    • SCL Вывод — последовательный вывод часов для интерфейса I2C
    • Вывод SDA — вывод последовательных данных для интерфейса I2C
    • Вывод VCC — вывод питания, который может передавать от 3,3 В до 5,5 В
    • Контакт GND – электрический контакт заземления

    На другой стороне модуля есть четыре контакта для обычного использования:

    • VCC
    • GND
    • SDA
    • SCL

      • Все контакты для нормального использования требуется для подключения модуля RTC к вашему Arduino UNO. Используя перемычки и схему подключения, подключите четыре необходимых контакта к правильным позициям на печатной плате Arduino. После того, как устройство правильно подключено, все остальное делается путем программирования. Поскольку я подключаюсь, чтобы предсказать точный вариант использования модуля RTC в вашем проекте Arduino, вам придется решить, как запрограммировать устройство, или следовать инструкциям руководства.

      Откуда взялись часы реального времени (RTC)?

      Часы реального времени изначально использовались в конкретных компьютерных конструкциях, таких как IBM System/360s, PDP-8 и Novas, как недорогое и более точное устройство для хронометража, чем программные реализации. Идея точных часов, используемых для отслеживания вычислительных операций и процессов, была основным компонентом создания компьютеров.

      Появление модулей RTC началось в 1988 году компанией Dallas Semiconductors и получило широкое распространение в отрасли производства компонентов в Китае.

      Каково применение часов реального времени (RTC)?

      Как указывалось в предыдущих разделах, часы реального времени используются в различных электронных устройствах, от компьютеров и серверов до потребительских товаров и устройств Интернета вещей. Каждый раз, когда устройству необходимо использовать точное время и режим реального времени, можно найти модули RTC.

      Помимо типичных применений модулей RTC в вычислениях, есть несколько других категорий, которые также находят хорошее применение для модулей RTC.

      Проекты своими руками

      Домашние проекты и средства автоматизации Arduino и Raspberry-Pi часто нуждаются либо в отслеживании течения времени, либо в проверке текущего времени. Конечно, то, как именно используется время, зависит от домашнего проекта «сделай сам», в котором оно используется.

      Проекты по робототехнике

      В робототехнике модули RTC могут помочь в расчете плавного и точного движения, а также в пространственном обнаружении. Для программирования самоопределяющихся путей используется время, которое требуется движущимся объектам, чтобы добраться из одного места в другое, чтобы помочь запрограммировать, какой путь выбрать для автоматических роботов. В некоторых случаях модули RTC используются для модуляции скорости движения, которую должен совершать робот.

      Электрические/электронные проекты

      Основной вариант использования модулей RTC в вычислениях. Компьютеры, серверы, смартфоны, планшеты, цифровые часы и множество других электронных устройств требуют использования модулей RTC для регулирования важных процессов для поддержания функциональности устройства. Все, от базовых операций, которые создают пользовательский интерфейс, до управления точными вычислениями, компьютеры считают полезным ссылаться на точные временные промежутки.

      Примеры часов реального времени (RTC) в реальном мире

      Модули RTC повсюду. В то время как потребительский рынок для модулей значительно меньше, чем рынок B2B отрасли, модули RTC можно найти в любой отрасли, будь то компьютеры и серверы, используемые для автоматизированных устройств, которые помогают обслуживать объекты, или даже просто в простых наручных часах. . Вот несколько примеров конкретных модулей RTC, которые можно найти на рынке. В разделе «Точное определение» вы можете найти список производителей модулей RTC.

      • Maxim Integrated DS1307
      • Motorola MC146818
      • Dallas Semiconductor DS1387

      Далее:

      Майк

      Биография, история и изобретения

    • Эшелон против Пелотона: в чем разница и Как лучше?
    • Крупнейшие технологические компании Делавэра

    Что такое часы реального времени (RTC) и почему они важны для вычислений? FAQs (часто задаваемые вопросы) 

    Что такое часы реального времени?

    Часы реального времени — это электронное устройство, предназначенное для измерения времени.

    В чем разница между часами реального времени и аппаратными часами?

    Часы реального времени измеряют время в человеческих единицах. Аппаратные часы измеряют скорость завершения цикла компьютерных компонентов, таких как ЦП.

    В чем разница между счетчиком реального времени и часами реального времени?

    Счетчики реального времени являются базовой формой часов, которые специализируются на универсальных таймерах с низким энергопотреблением на низкочастотном источнике часов.

Опубликовано

в

от

admin

Метки:

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *