Epson RX8010SJ Real Time Clock module , we just open designers’ option to access on-chip “ Digital Offset “ functions for Time Calibration
概述
本篇將以精工愛普生的Real-Time Clock (RTC)模組” RX8010SJ”為參考機種,愛普生RX8010SJ為過去性價比佳的即時時鐘模組解決方案,可支援低耗電(計時模式),和廣泛使用於電子產品的I2C資料存取匯流排,內建32.768kHz音叉,出廠前已經愛普生工場調校時間精度,讓系統設計者勿需再擔憂各別零件設計組合時的誤差問題,甚至於發生匹配不當造成無法正常工作振盪的品質問題。
因為產品線和生產能力等規劃考量,內件的32.768kHz音叉石英元件和CMOS IC實裝完成電路後,再透過最後環氧樹脂封合製程的RX8010SJ,並非愛普生目前生產工廠為主力的陶瓷底座經氣密封蓋標準化量產製程,近年已非我們推薦使用於新產品設計產品 (NRND : Not Recommend for New Design ),但對過去已採購使用於裝置設備設計的客戶來說,依舊是非常穩定實用好的產品,
去年底,日本愛普生正式將過去已內建於RTC ASIC內,但隱藏「數位式計時偏差補正」功能正式公開,本篇便是和過去產品使用者說明,公開內建的「數位式計時偏差補正」功能和使用方法。
1. 隱藏於RX8010SJ指令集中,暫存器[30h] -「數位式計時偏差額外補正」,
關於RX8010SJ暫存器表中,新舊版本應用規格書間,公開可使用功能表的陳術對比,請參考下表例,
Table 1.
接著,我們對新開放暫存器[30h],相關功能設定開始說明,
2.「開啟」或是「關閉」數位式計時偏差補正功能?
bit 7 (DTE)位元設定值決定,
bit 7 = 0b = 關閉、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值無論為何,內部運作皆忽略,
bit 7 = 1b = 開啟、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值,決定內部數位式計時偏差補正運作,
Table 2
bit 6 (L7)位元設定值決定,額外「正偏差」修正量,或額外「負偏差」修正量,
每一階數位補正設定,可以修正約3.05ppm頻率偏移量/單位(以每十秒,修正一次),
bit 6 = 0b = 額外「正」偏移量修正,可設定有效數值範圍為,01d ~ 63d,
bit 6 = 1b = 額外「負」偏移量修正、可設定有效數值範圍為,64d ~ 127d,(2的補數使用)
Table 3
3. 計時器於裝置設備內長時間運作下,觀察相關計時器時間或頻率間偏差量,和適正暫存器計算和值設定方法,
如何依期待偏移量,適正設定於RX8010SJ暫存器[30h]中?以下為相關設定說明,
如何設定正偏移量偏差修正值?下範例為,期待即時時鐘計時器能夠額外
參考範例一.「正192ppm偏移量」
參考範例二.「負158ppm偏移量」 … 2的補數使用,
參考範例三. 「每月30秒偏差量修正」,
4. 該如何計算,當使用768kHz頻率元件為計時器即時時鐘時脈來源,如何將頻率的偏差量換算成每日秒差?
簡單來說,我們可以用,一天為86,400秒( = 60Sec. x 60Min. x 24hours ),透過以下計算式便可換算得到32.768kHz的頻率偏差量,
1,000,000 / 86,4000秒 = 11.57ppm,所以,32.768kHz為基礎參考頻率量測下,11.57ppm為一個標準單位時,這個數值便等同於我們將會觀察到的計時器偏差「一秒/日」,的偏差量,
[eg.1] 觀察計時器長時間於設備內運作後,推算日偏差值,發現約有「快2秒」計時器偏差,約等同 +11.57ppm x (+2) = +23.14ppm偏差 ( = 32,768Hz x 23.14 x 10^-6 = 32,768Hz + 0.7582Hz )
[eg.2] 觀察計時器長時間於設備內運作後,推算日偏差值,發現約有「慢5秒」計時器偏差,約等同 +11.57ppm x ( -5) = – 57.85ppm偏差 ( = 32,768Hz x -57.85 x 10^-6 = 32,768Hz –1.8956Hz )
5. 當「開啟」暫存器[30h],「數位式計時偏差補正」功能,將會有哪些引響?
前言提到,愛普生RX8010SJ出廠前已將內建的音叉石英元件和CMOS IC組裝完成後,其振盪電路的時脈頻率調整校正在+5±23ppm誤差內(約等同每日±2秒/日偏差,室溫+25度參考)
Table 4
所以,當開啟「數位式計時偏差補正」時,並不會引響到實際內部32.768kHz振盪頻率精準度,但開啟本功能時,下述所指出的功能,將會因為數位式計時偏差補正功能執行時,有所引響,
1.FOUT (當開啟輸出頻率功能時),1Hz或1,024Hz時脈輸出時,將會以修正後為基準,
2.Wakeup timer (喚醒倒數計時),64Hz或1Hz為喚醒時脈單元參考時,將會被引響,
Table 5
6. 愛普生RX8010SJ即時時鐘模組產品圖片和相關內部結構圖(參考用)
Table 6
以上為RX8010SJ內建數位式計時偏差補正功能相關說明,如有任何使用上問題,可隨時洽詢台灣愛普生公司各授權電子零件代理商,或是與我們聯絡。
更多有關Epson RX8010SJ產品資訊,請參考
https://www5.epsondevice.com/en/products/rtc/rx8010sj.html
產品最新版菶應用設計規格書,請參考,
https://support.epson.biz/td/api/doc_check.php?dl=app_RX8010SJ&lang=en
更多有關Epson即時時鐘模組產品和影片說明資訊,請參考,
https://www5.epsondevice.com/en/information/#rtc
https://www5.epsondevice.com/en/information/technical_info/rtc/