RTCモジュールとは? - 車載機器の時計精度と消費電流の課題を解決する方法 -

こんなお悩みありませんか?車載製品でよくある3つの課題 3つの課題を解決するエプソンのRTCモジュール 3つの課題を解決するRTCモジュールの使い方 RA4000CE/RA8000CEの仕様 外形寸法・製品名 推奨製品ラインアップ 技術記事や事例資料などの資料請求・お問い合わせ

RTCとは?

RTC(Real Time Clock)とはリアルタイムクロックの略称で、クロック源から時刻・年月日などのデジタルデータ(カレンダー)を作り、出力する機能、あるいはその機能を実装した部品(IC)です。

RTCモジュールとは?

クロック源となる水晶振動子、時刻データを生成するRTC IC、発振回路を1パッケージにした製品です。

お客様による発振回路設計、周波数調整が不要で、低パワーかつ手軽に時刻データをお使いいただけます。

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こんなお悩みありませんか?車載機器でよくある3つの課題

1高温環境で時計の精度がどんどんズレてしまう・・・

ADASや自動運転などの高機能化に伴い、自己発熱が大きいSoCが搭載されるケースが増えています。また、電気自動車(EV)の場合、バッテリーの近くにECUを搭載せざるを得ないケースも増えています。

時計用途で使用される32kHz振動子は、温度変化に対する周波数の変動が大きいため、時刻情報のズレが大きくなるという課題があります。

2システム待機時の消費電流が目標より大きくなってしまう・・・

多くの車載システムが多機能化になり、ECUの搭載数も年々増加しています。そのため、待機時の消費電流も増加し、システム全体の低パワー化が求められています

特に、BMS(Battery Management System)のような車が動いていない状態でも動作するECUは、消費電流の削減が強く求められています。

3機器の安全性を高める為、システムの冗長化が必要・・・

自動車の機能安全ISO26262への対応が進む中、システムや部品の冗長設計が求められるケースも増えてきています。

高いASILレベルに対応するために、部材コストや実装スペースが課題となる事もあります。

3つの課題を解決するエプソンのRTCモジュール

車載用高精度RTCモジュール RA4000CE/RA8000CE

RA4000CE/RA8000CEは、AEC-Q100準拠で125℃の高温環境下でも動作可能なRTCモジュールです。RA4000CEがSPI-Busインターフェイス、RA8000CEがI2C-Busインターフェイスに対応した製品となります。

RA4000CE/RA8000CEの主な特長

125℃の高温環境下でも高い精度の時刻情報を提供

温度補償機能付きICを搭載する事で、-40℃~125℃の広い温度範囲で高い時計精度を保証します。

♢ AEC-Q100に準拠した車載品質

設計から工程管理に至るまで車載品質確保に向けた取り組みを実施しています。

♢ システム全体の待機時 消費電流削減に貢献

低リークICにより300nA typの低消費駆動が可能です。

♢ システムの冗長化、部品点数削減に貢献

リセット出力機能をオプションで選択可能です。電源低下を検出しリセット信号を出力します。

♢ 各種インターフェイス(I2C-Bus、SPI-Bus)、オプション機能から最適なモデルを選択可能

I2C-Busインターフェイス、SPI-Bus(3-wire/4-wire)インターフェイス、外部入力端子数等、豊富なオプションを準備しています。

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■ アプリケーション例

3つの課題を解決するRTCモジュールの使い方

1温度補償機能により高温環境下でも高い時計精度を保持

DTCXO(デジタル温度補償発振器)を搭載しており、基板上の温度変動に対する発振周波数の変化を自動補正し、+125℃までスタンドアロンで正確な時刻情報を提供することが出来ます。

温度補償付RTCモジュールの周波数温度特性
時刻ズレ量の比較
温度環境/期間 当社従来製品
(温度補償無し)
RA8000CE
RA4000CE
85℃ 1日 約10.8秒 0.5秒以内
1ヵ月 約5分27秒 13.2秒以内
105℃ 1日 約19.3秒 0.7秒以内
1ヵ月 約9分41秒 21秒以内
125℃ 1日 約31秒 4.4秒以内
1ヵ月 約15分7秒 2分12秒以内

2待機電力を削減して低消費なシステムを構築

RTCモジュールはMCUのスリープモードに比べ、一桁低い消費電流で時刻情報を保持できます。さらに、低リーク ICによって高温動作時の消費電流がほとんど上がりません。
RTCモジュールをスタンドアローンで計時させることでシステムの低パワー化が可能です。

3リセット機能により、システムの冗長化に貢献

RTCモジュールが電源低下を検出しMCUへリセット信号を出力します。
外付けリセットICが不要になるのでお客様の基板面積及び部品点数を削減できます。
MCU内のリセット機能のみを使用してるお客様は、外付けのリセット機能を搭載することでシステムに冗長性を持たせることができます。

一般的な構成

エプソンのご提案

RA4000CE/RA8000CEの仕様

製品名 RA8000CE RA4000CE
インターフェイス方式 I2C-Bus SPI-Bus
インターフェイス電源電圧 1.6V~5.5V
計時消費電流 300nA(Typ.)/3V時 *リセット出力機能無しの場合
動作温度範囲 -40℃ ~ +125℃
周波数安定度 -40℃ to +85℃ ±5.0 x 10-6(月差±13.2秒以内)
+85℃ to +105℃ ±8.0 x 10-6(月差±21秒以内)
+105℃ to +125℃ ±50.0 x 10-6(月差±132秒以内)
主な機能 ・リセット出力機能(オプションにて選択可)
・タイムスタンプ機能:1/1024秒~年桁までを記録 最大2回
・UNIXタイム等の秒カウントが可能なバイナリーカウンターを搭載
車載用信頼性規格 AEC-Q100準拠
外形寸法 3.2x2.5x1.0t(Max.)mm

外形寸法・製品名

■ 外形寸法、フットプリント

外形寸法、フットプリント
RA8000CE RA4000CE
Option A Option B Option A Option B Option D Option E
I/F I2C SPI3-wire SPI4-wire
EVIN 2ch 2ch 1ch
Reset No Yes No Yes No Yes
Pin# 1 EVIN1 EVIN1 DI
2 VDD VDD VDD
3 /INT CE CE
4 FOUT FOUT /INT
5 N.C. /RST N.C. /RST N.C. /RST
6 EVIN2 EVIN2 EVIN2
7 SDA DIO DO
8 SCL CLK CLK
9 GND GND GND
10 SOUT /INT SOUT

■ 製品名

RA4000CEYBA0
 
① 機種名   ② 周波数精度   ③ ピン配置*   ④ リセット出力機能
RA4000CE SPI-Bus インターフェース YB ±5.0 x 10-6/-40℃+85℃
±8.0 x 10-6/-40℃+105℃
±50 x 10-6/+105℃+125℃
A Option A 0 リセット機能無し
B Option B
RA8000CE I2C-Bus インターフェース D Option D 8 リセット機能有り
E Option E

*ピン配置オプションは上表を参照ください

推奨製品ラインアップ

用途 機種名 主な特長 インターフェイス バックアップ消費電流
Typ.(3V) [µA]
DTCXO 機能
電源切替 タイムスタンプ イベント入力端子 その他
民生
産業
RX8901CE
【New】
高精度
タイムスタンプ
I2C 0.24 32回  
RX4901CE
【New】
高精度
タイムスタンプ
SPI 0.24 32回  
RX8111CE 低パワー
タイムスタンプ
I2C 0.1   8回  
RX4111CE 低パワー
タイムスタンプ
SPI 0.1   8回    
RX8130CE リセット出力
2次電池充電管理
I2C 0.3        
RX8804CE 高精度
+105℃
I2C 0.35   1回 SOUT
Status OUT端子
RX8900CE 高精度
I2C 0.7      
車載 RA8000CE
【New】
高精度 / +125℃対応
リセット出力
AEC-Q100
I2C 0.3   2回  
RA4000CE
【New】
高精度 / +125℃対応
リセット出力
AEC-Q100
SPI 0.3   2回  
RA8804CE 高精度
+105℃
AEC-Q100
I2C 0.35   1回 SOUT
Status OUT端子
RA8900CE 高精度
AEC-Q100
I2C 0.7      

RX4901CE/RX8901CE システムの低パワー化・時刻情報の高精度化を実現する方法をご紹介

技術記事や事例資料などの資料請求・お問い合わせ

アプリケーションマニュアル RA4000CE/RA8000CE

機能、制御方法、仕様、電気的特性を記載したマニュアルです。
RA4000CE/RA8000CEを搭載する製品の設計者向け資料です。

車載RTCモジュールによる課題解決事例

電気自動車に搭載されるBMSに対してエプソンのRTCモジュールを使用するメリットを紹介します。

kHz帯DTCXO実使用環境での時刻精度に関する技術記事

外気温が変化する実使用環境でも安定した時刻精度が得られることを、車中での長期間の実使用試験を行って検証した資料です。


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