Часы реального времени

Часы реального времени (ЧРВ, RTC — англ. Real Time Clock) — электронная схема, предназначенная для учёта хронометрических данных (текущее время, дата, день недели и др.), представляющая собой систему из автономного источника питания и учитывающего устройства. Чаще всего часы реального времени встречаются в вычислительных машинах, хотя, на самом деле, ЧРВ присутствуют практически во всех электронных устройствах, которые должны хранить время.

Полупроводниковые часы реального времени производства Dallas на материнской плате персонального компьютера форм-фактора Baby AT

Терминология

Название «real-time clock» используется в английском языке для различения от тактовых генераторов (которые в английском языке называются «clock signals»). Тактовые генераторы не ведут счёт в «человеческих» единицах исчисления времени.

Назначение

Часы реального времени для Raspberry Pi

Несмотря на то, что часы реального времени могут быть реализованы без использования специализированных устройств^[1], применение специализированной схемы для ЧРВ позволяет добиться более низкого энергопотребления, освобождения центрального процессора для критичных по времени задач и обеспечить более высокую точность.

GPS-приёмники могут ускорять процесс включения, сравнивая время в собственных ЧРВ со временем последнего получения сигнала от спутника^[2] (если предыдущее включение было несколько часов назад, то могут быть использованы ранее найденные спутники, и определение координат начнётся быстрее).

Источники питания

Литиевый элемент питания внутри микросхемы часов реального времени

ЧРВ часто используют независимые от основной системы источники питания, чтобы продолжать работать даже при выключении основного устройства. В старых системах для этого использовалась подключаемая к микросхеме кассета с пальчиковыми элементами на 1 год, позже — встроенная в микросхему литиевая батарейка на 10 лет, в новых может использоваться ионистор^[3]. В компьютерах тот же самый источник питания может использоваться и для обеспечения работы CMOS-памяти (для хранения настроек BIOS).

Отсчёт времени

Большинство ЧРВ использует кварцевый резонатор^[4][5], но некоторые используют частоту питающей сети^[6]. В большинстве случаев используется кварцевый резонатор на частоте 32 768 Гц^[4]. Та же частота используется в кварцевых часах. Такая частота обеспечивает 2¹⁵ циклов в секунду, что очень удобно для простых двоичных счётчиков.

Примеры

Микросхема ODIN — аналог Dallas RTC

Многие производители микросхем производят ЧРВ, включая Intersil, Maxim, Philips, Texas Instruments, STMicroelectronics.

История

ЧРВ были впервые представлены в составе IBM PC/AT, выпущенного в 1984 году (использовалась микросхема MC146818). Позже Dallas выпустила совместимые микросхемы ЧРВ, которые использовались в старых компьютерах и могут быть легко опознаны на системных платах благодаря характерной голографической наклейке. В современных вычислительных машинах ЧРВ встраивается в южный мост^[7]. Некоторые микроконтроллеры имеют встроенные часы реального времени (чаще всего модели с разнообразной функциональностью и периферией).

См. также

• Системные часы
• Таймер (информатика)
• Сигнал RTC
• HPET