特許ウォッチ

公開番号2025121222
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016537
出願日2024-02-06
発明の名称リアルタイムクロック生成装置およびリアルタイムクロック生成方法
出願人株式会社メガチップス
代理人個人,個人,個人
主分類G04G 3/00 20060101AFI20250812BHJP(時計)
要約【課題】精度を維持しつつ、低消費電力および小型でかつ低価格の構成でRTC信号を生成する。
【解決手段】リング振動子80は、基準クロック信号を出力する。テーブル取得部206は、リング振動子80が動作する時間帯と基準クロック信号の分周比との対応関係を示す制御値テーブルを取得する。分周部103は、制御値テーブルに従って、リング振動子80が動作する時間帯ごとに基準クロック信号の分周比を変化させることによりRTC信号を生成する。リング振動子90は、制御値テーブルのキャリブレーションの実行時に、基準クロック信号よりも高い精度で振動する測定用クロック信号を出力する。振動数測定部102は、測定用クロック信号に基づいてRTC信号の振動数を測定する。更新判定部207は、RTC信号の振動数が許容誤差を超えた場合、制御値テーブルにおける少なくとも一部の分周比を更新させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基準クロック信号を出力する第１のリング振動子と、
前記第１のリング振動子が動作する時間帯と前記基準クロック信号の分周比との対応関係を示す制御値テーブルを取得するテーブル取得部と、
前記制御値テーブルに従って、前記第１のリング振動子が動作する時間帯ごとに前記基準クロック信号の前記分周比を変化させることによりリアルタイムクロック信号を生成する分周部と、
前記制御値テーブルのキャリブレーションの実行時に、前記基準クロック信号よりも高い精度で振動する測定用クロック信号を出力する第２のリング振動子と、
前記測定用クロック信号に基づいて前記リアルタイムクロック信号の振動数を測定する振動数測定部と、
前記振動数測定部により測定された前記リアルタイムクロック信号の振動数が所定の許容誤差以下になったか否かを判定し、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差を超えた場合、前記制御値テーブルにおける少なくとも一部の前記分周比を更新させ、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差以下になった場合、前記キャリブレーションを終了する更新判定部とを備える、リアルタイムクロック生成装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１のリング振動子が動作する時間帯ごとの前記第１のリング振動子の動作温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部により取得された前記第１のリング振動子の動作温度に基づいて、前記第１のリング振動子が動作する時間帯ごとの前記基準クロック信号の前記分周比を決定する分周比決定部とをさらに備え、
前記テーブル取得部は、前記第１のリング振動子が動作する時間帯と前記分周比決定部により決定された前記基準クロック信号の前記分周比との対応関係を示す前記制御値テーブルを取得する、請求項１記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項３】
前記温度取得部は、ある時間帯における前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差を超えたと前記更新判定部により判定された場合、当該時間帯の前記第１のリング振動子の動作温度を再度取得し、
前記分周比決定部は、前記温度取得部により再度取得された当該時間帯の前記第１のリング振動子の動作温度に基づいて、前記制御値テーブルにおける当該時間帯の前記分周比を更新する、請求項２記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項４】
前記基準クロック信号の振動数を取得する振動数取得部をさらに備え、
前記テーブル取得部は、前記第１のリング振動子が動作する時間帯と前記振動数取得部により取得された前記基準クロック信号の振動数に対する前記分周比との対応関係を示す前記制御値テーブルを取得する、請求項１～３のいずれか一項に記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項５】
前記振動数測定部は、前記制御値テーブルの前記キャリブレーションの実行前に、前記基準クロック信号よりも高い精度で振動する外部クロック信号を出力する外部測定器に一時的に接続され、前記外部クロック信号に基づいて前記基準クロック信号の振動数をさらに測定し、
前記振動数取得部は、前記振動数測定部により測定された前記基準クロック信号の振動数を取得する、請求項４記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項６】
前記分周比は、前記基準クロック信号の振動数に基づいて決定された整数分周比を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項７】
前記分周比は、前記整数分周比で分周された場合の前記基準クロック信号の振動数を前記整数分周比よりも小さい分解能で特定の振動数に近づけるための小数分周比をさらに含む、請求項６記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項８】
前記分周部は、パルス幅変調制御により前記基準クロック信号の前記小数分周比を変化させて前記リアルタイムクロック信号を生成し、
前記小数分周比は、前記パルス幅変調制御におけるデューティ比を含む、請求項７記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項９】
外部電源から電圧が供給されることにより、供給された電圧よりも高い安定度を有する電圧を生成し、生成された電圧を前記第１のリング振動子に供給する基準電圧源をさらに備える、請求項１～３のいずれか一項に記載のリアルタイムクロック生成装置。
【請求項１０】
前記リアルタイムクロック生成装置は、互いに異なる第１の電源ドメインと第２の電源ドメインとに区画され、
前記第１のリング振動子および前記分周部は前記第１の電源ドメインに配置され、
前記第２のリング振動子および前記更新判定部は前記第２の電源ドメインに配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載のリアルタイムクロック生成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアルタイムクロックを生成する技術に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩｏＴ（Internet of Things）システム等に搭載されるマイクロコンピュータには、リアルタイムクロックが設けられる。リアルタイムクロックは、基準クロックの振動を測定し続けることにより現時刻を算出する。ここで、水晶振動子は、比較的高い精度で振動することが知られている。そのため、通常、基準クロックとして水晶振動子が用いられる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－２７０３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩｏＴシステム等に搭載されるマイクロコンピュータは、コインバッテリにより長期間駆動することが好ましい。したがって、マイクロコンピュータには、低消費電力であることが要求される。また、マイクロコンピュータには、小型でかつ低価格であることが要求される。
【０００５】
しかしながら、水晶振動子は高価である。また、水晶振動子の発振回路の規模は大きく、発振回路の消費電力は大きい。そのため、リアルタイムクロックに水晶振動子を用いると、マイクロコンピュータに要求される条件を満たすことが困難である。一方、水晶振動子を用いない場合には、リアルタイムクロックの精度を維持することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、精度を維持しつつ、低消費電力および小型でかつ低価格の構成でリアルタイムクロック信号を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に従うリアルタイムクロック生成装置は、基準クロック信号を出力する第１のリング振動子と、前記第１のリング振動子が動作する時間帯と前記基準クロック信号の分周比との対応関係を示す制御値テーブルを取得するテーブル取得部と、前記制御値テーブルに従って、前記第１のリング振動子が動作する時間帯ごとに前記基準クロック信号の前記分周比を変化させることによりリアルタイムクロック信号を生成する分周部と、前記制御値テーブルのキャリブレーションの実行時に、前記基準クロック信号よりも高い精度で振動する測定用クロック信号を出力する第２のリング振動子と、前記測定用クロック信号に基づいて前記リアルタイムクロック信号の振動数を測定する振動数測定部と、前記振動数測定部により測定された前記リアルタイムクロック信号の振動数が所定の許容誤差以下になったか否かを判定し、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差を超えた場合、前記制御値テーブルにおける少なくとも一部の前記分周比を更新させ、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差以下になった場合、前記キャリブレーションを終了する更新判定部とを備える。
【０００８】
本発明の他の局面に従うリアルタイムクロック生成方法は、基準クロック信号を出力する第１のリング振動子が動作する時間帯と前記基準クロック信号の分周比との対応関係を示す制御値テーブルを取得することと、前記制御値テーブルに従って、前記第１のリング振動子が動作する時間帯ごとに前記基準クロック信号の前記分周比を変化させることによりリアルタイムクロック信号を生成することと、前記制御値テーブルのキャリブレーションの実行時に、第２のリング振動子により出力され、前記基準クロック信号よりも高い精度で振動する測定用クロック信号に基づいて前記リアルタイムクロック信号の振動数を測定することと、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差を超えた場合、前記制御値テーブルにおける少なくとも一部の前記分周比を更新させることと、前記リアルタイムクロック信号の振動数が許容誤差以下になった場合、前記キャリブレーションを終了することとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、精度を維持しつつ、低消費電力および小型でかつ低価格の構成でリアルタイムクロック信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施の形態に係るＲＴＣ生成装置の構成を示す図である。
ＲＴＣ生成装置の動作を説明するための機能ブロック図である。
ＣＰＵにより実行される初期キャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される１日目の使用時キャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される２日目の使用時キャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される３日目以降の使用時キャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される３日目以降の使用時キャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される更新判定処理の一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される温度判定処理の一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵにより実行される異常判定処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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