RTC(リアルタイムクロック)とは?
ー 仕組み・用途と低パワー化・時刻情報の高精度化を実現する方法 ー

こんなお悩みありませんか?RTCモジュールで解決できる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 RX4901CE/RX8901CE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を生成して出力する専用IC、あるいはその機能を実現する機能ブロックやソフトウエアを指します。

RTCの仕組み

基本的なRTCは、クロック源とする水晶振動子とその発振回路、および日時カウンター回路で構成されています。水晶は、電圧を印可すると「圧電現象」が起こり微細な電力が発生します。この電力を増幅して再び水晶に戻すことで一定の周波数信号が得られます。この水晶振動子の発振信号を日時カウンター回路のクロック源に用いて、日時データが生成される仕組みとなります。水晶は圧電現象が発生する素材の中では非常に発振周波数安定度が高いため、高精度な時刻データが生成されます。

RTCモジュールとは?

水晶振動子と、その発振回路や日時カウンター等を搭載したICを、最適なマッチングでモジュール化した製品です。

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や関連機能をご活用いただけます。

エプソンのRTCモジュール 詳しい情報はこちら

こんなお悩みありませんか?RTCモジュールで解決できる3つの課題

1システム全体の消費電流が目標より大きくなってしまう・・・

装置のIoT化が進む中、各装置の消費電流の削減が求められる傾向にあります。

スマートメーターでは、電力情報の改ざんを防ぐ為、タンパー検知が求められるケースがありますが、CPUを常時起動していると、システムの消費電流が高くなってしまいます。

2バックアップ電源で時刻情報を保持できる期間が短い・・・

スマートメーターでは、復旧後に正確な時刻情報を早期に得られるように、停電時でも正確な時刻情報の保持が求められるケースがあります。

また、時刻情報を保持する期間を延ばす為に、バッテリー容量を大きくするとコスト面も課題となります。

3高温環境で時計の精度がどんどんズレてしまう・・・

時間帯によって電気料金を変動させる制度を採用する国も多く、スマートメーターに高い時計精度の保証が求められるケースが増えてきています。

さらに、アフリカ等の地域でもスマートメーターの設置が進んでおり、設置環境が高温となる事もあります。

また、スマートメーター以外の製品でも、FA機器等で装置内の温度が高温となり、RTCモジュールに高温対応が求められるケースも出てきています。

3つの課題を解決するエプソンのRTCモジュール

タイムスタンプ機能付き高精度RTCモジュール RX4901CE/RX8901CE

豊富なオプション機能を搭載し、105℃の高温環境下でも動作可能なRTCモジュールです。
RX4901CEがSPI-Busインターフェイス、RX8901CEがI2C-Busインターフェイスに対応した製品となります。

RX4901CE/RX8901CEの主な特長

♢ バックアップ電源で長時間駆動が可能

低リークICにより240nA typの低消費駆動が可能です。

♢ 複数センサーからの検知でタイムスタンプ情報記録が可能

最大32回記録、最大3つの外部入力端子のタイムスタンプ機能を搭載しています。

♢ 105℃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℃~105℃の広い温度範囲で高い時計精度を保証します。

♢ 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。

プロモーション動画

ユースケース動画

■ アプリケーション例

3つの課題を解決するRTCモジュールの用途

1待機電力を削減して低消費なシステムを構築

タイムスタンプ機能は、あるイベントを感知した時の時刻を記憶する機能です。RTCモジュールがMCUに代わってイベント信号を待ち受けるので、MCUをスリープ状態に出来る為、システムの低パワー化が可能です。

一般的な構成

エプソンのご提案

2電源切替機能により、バックアップ電源を効率的に使用

RTCモジュールがメイン電源の電圧降下を検知し、自動でバックアップ電源へ切り替えます。 MOS Switch採用によりリーク電流や電圧降下が抑えられるため、ダイオードOR回路に比べシステム全体の効率的なパワーマネジメントが可能です。

エプソンのご提案

3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、+105℃までスタンドアロンで正確な時刻情報を提供する事ができます。

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)
RX8901CE
(XS精度)
RX4901CE
(XS精度)
85℃ 1日 約10.8秒 0.3秒以内
1ヵ月 約5分27秒 8秒以内
105℃ 1日 約19.3秒 0.5秒以内
1ヵ月 約9分41秒 13.2秒以内

RX4901CE/RX8901CEの仕様

製品名 RX8901CE RX4901CE
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
バックアップ電源電圧 1.1V~5.5V
バックアップ時消費電流 240nA(Typ.)/3V時
動作温度範囲 -40℃ ~ +105℃
周波数精度 XS精度 ±3.0 x 10-6 / -40℃ ~ +85℃(月差±8秒以内)
±5.0 x 10-6 / -40℃ ~ +105℃(月差±13.2秒以内)
XB精度 ±5.0 x 10-6 / -40℃ ~ +85℃(月差±13.2秒以内)
±8.0 x 10-6 / -40℃ ~ +105℃(月差±21秒以内)
主な機能 ・電源切替回路内蔵
・タイムスタンプ機能:1/1024秒~年桁までを記録 最大32回
・ウェイクアップタイマー機能:976µs~32年
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
RX8901CE RX4901CE
Option A Option B Option A Option B Option C Option D
I/F I2C SPI3-wire SPI4-wire
EVIN 2ch 3ch 1ch 2ch 0ch 1ch
Pin# 1 VDD VDD VDD
2 VOUT VOUT VOUT
3 VBAT VBAT VBAT
4 FOUT EVIN3 FOUT EVIN3 FOUT EVIN3
5 SCL CLK CLK
6 EVIN1 CE CE
7 SDA DIO DO
8 /INT /INT /INT
9 GND GND GND
10 EVIN2 EVIN2 DI

■ 製品名

RX4901CEXSA0
 
① 機種名   ② 周波数精度   ③ ピン配置*
RX4901CE SPI-Bus インターフェース XS ±3.0 x 10-6/-40℃~+85℃
±5.0 x 10-6/-40℃~+105℃
A0 Option A
B0 Option B
RX8901CE I2C-Bus インターフェース XB ±5.0 x 10-6/-40℃~+85℃
±8.0 x 10-6/-40℃~+105℃
C0 Option C
D0 Option D

*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      

RA4000CE/RA8000CE 車載機器の時計精度と消費電流の課題を解決する方法をご紹介

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 RX4901CE/RX8901CE

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。
RX4901CE/RX8901CEを搭載する製品の設計者向け資料です。

タンパー検知機能における課題解決事例

複数のEVINピンをもつRTCモジュールの使用例として、タンパー検知機能の構成事例を紹介します。

ホワイトペーパー: kHz帯DTCXO実使用環境での時刻精度に関する技術資料

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。


Page Top