【技术大神】实时时钟解决方案随你挑,速来围观

2019-07-15 技术大神活动文章
RTC,实时时钟,32.768KHz晶体,晶体及时钟芯片

在基站系统中需要有可靠的时间信息来记录系统运行状况,俗称系统log信息。笔者在TDD小基站项目中为获取时间信息设计了3种解决方案。


1)通过RTC芯片获取时间信息
对于RTC,想必各位看客都不陌生。RTC即real time clock实时时钟。使用RTC芯片提供时间信息是较为常见,也比较简单,成本较低的解决方案。


笔者本次使用EPSON公司推出的RX8010SJ芯片进行RTC电路设计。通常情况下RTC芯片需外接32.768KHz晶体及匹配电容等元件,但RX8010SJ芯片集成度高,已把晶体及匹配电容内置,这样既简化了硬件电路设计,也可以提高RTC芯片精度一致性。


为保证在系统突然断电情况下,RX8010SJ芯片仍能继续正常工作,确保时间运行的连续性,使用系统电源为RX8010SJ芯片供电的同时,设计电池供电方案备用。


在本方案系统中,CPU芯片通过I2C接口对RX8010SJ芯片进行初始配置,后期系统运行过程中CPU通过I2C接口读取寄存器值来获取相应的年,月,日,星期,小时,分钟及秒信息。该方案获取时间信息较为简单,具体的电路设计如下:



2)通过GPS模块获取时间信息
大家应该都使用过GPS导航,都了解通过GPS定位可以获取所在位置信息。其实通过GPS定位还可以获取时间信息,只是GPS定位获取的时间信息表示方式与常用方式不一样。GPS时间是由星期数和当前星期日期数构成的,且每过1024个星期,GPS时钟的星期数将被清零。


笔者本次的设计方案如下:

GPS天线接收卫星信号,用射频方式传送给GPS模块,GPS模块得到与GPS系统时间精确同步的时间信息报文。GPS模块将时间信息报文通过串口传送给CPU,CPU通过解析时间信息报文获取时间信息。方案框图如下:


由此可知,通过GPS模块获取时间信息的方案需要将报文解析运算才能获取时间信息。同时这种方案还涉及到GPS盘调测以及GPS天线的搭建接入,调测难度比RTC芯片大,而且成本也会相应增加。


3) 通过1588时间服务器获取时间信息
IEEE1588标准的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准(IEEE 1588 Precision Clock Synchronization Protocol)”,简称PTP(Precision Timing Protocol)。通过解析PTP报文信息,可以获取高精度时间信息。


笔者本次的设计方案如下:
1588时间服务器通过网口接入PHY芯片,1588报文信息即通过这个网口传送到PHY芯片,PHY芯片将报文信息通过SGMII接口送到CPU,在CPU中解析出1588时间信息。



此方案涉及到1588时间服务器选型购买及调试,与GPS方案综合比较,1588时间服务器方案成本更高,调测难度更大。


总结
介绍完以上三种解决方案,也给大家总结下三种方案的优势及不足。


从成本及调测难度来看,RX8010SJ芯片提供时间信息方案最优。但该方案时间信息精度依赖于内置晶体的精确程度,同时运行时间越久,晶体的可靠程度就越低了,获取到的时间信息也会跟着失去准确性。


从获取时间信息精度来看,GPS模块提供时间信息方案最优。但该方案需外接GPS天线进行信号的接收,因此在无法搭建GPS天线或者GPS天线搜到的信号太弱的场景下,这个方案的优势也就没有了。


从使用场景的广泛性来看,1588时间服务器提供时间信息方案最优,该方案可以克服各种环境影响,维持较高的精准度。但该方案的高成本及较高的调测难度,降低了这个方案的性价比。

综上所述,三个方案各有其优势与缺陷,因此依据实际情况选择最佳方案,才能最合理的选择。


作者:9477

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  • Nicholas Lv7. 资深专家 2019-02-27
    研究一下
  • 海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2016-10-17
    逛逛,顺便签个到学习一下,希望能爬到11楼,
  • 海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2016-10-10
    每天来逛逛,看能不能坚持下来。
  • 海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2016-10-09
    最近也有这方面的项目需求,学习了。
  • 海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2016-10-09
    为好文章喝个彩,为自己争取蓝牙音响。
  • serena Lv7. 资深专家 2016-08-11
    最近天气热了,都没人灌水顶帖了吗?好文章顶起来嘛
  • BATI Lv7. 资深专家 2016-08-04
    very good
  • 海绵宝宝 Lv7. 资深专家 2016-08-04
    好文章,顶起来。
  • jjdd Lv7. 资深专家 2016-08-04
    很实用,很详细,很多应用需要时钟。
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