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Die Erfindung betrifft eine Zeitkorrekturschaltung, insbesondere eine Echtzeituhr-Korrekturschaltung für ein Elektronikgerät mit einer Mehrzahl von CPUs.
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Eine Echtzeituhr (englisch: Real-Time Clock) ist eine Uhr, die mittels entsprechender Frequenzsignale tatsächliche Uhrzeit misst, und wird in der Regel in einem Elektronikgerät wie einem PC, einem Mobiltelefon, einem Server usw. eingesetzt, um die tatsächliche Uhrzeit zu berechnen. Die übliche Echtzeituhr wird normalerweise entweder elektrisch mit einer CPU eines Elektronikgerätes verbunden oder direkt in der CPU eingebaut. Wenn das Elektronikgerät über eine Mehrzahl von CPUs verfügt, berechnen die einzelnen CPUs die tatsächliche Uhrzeit jeweils mit einer unabhängig voneinander arbeitenden Echtzeituhr, wobei entsprechende Schnittstellengeräte des Elektronikgerätes in der Regel auch ihre eigene Echtzeituhren besitzen, um die tatsächliche Uhrzeit zu berechnen.
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In 1 ist eine übliche Echtzeituhrschaltung für ein mit einer Mehrzahl von CPUs versehenes Elektronikgerät in einem Blockdiagramm dargestellt. In dem üblichen Elektronikgerät werden die einzelnen CPUs 1, 4, 7 entweder zur Kommunikation, zur Steuerung oder als Anzeige auf einer Bedienungstafel verwendet, wobei die CPU 1 mit einem externen Netzwerk 200 verbunden wird. In den jeweiligen CPUs 1, 4, 7 wird je eine Echtzeituhr 2, 5 oder 8 eingebaut, welche unabhängig voneinander die tatsächliche Uhrzeit berechnen. Nachteilig ist jedoch bei der Lösung, dass die tatsächlichen Uhrzeiten, die durch die Echtzeituhren 2, 5, 8 unabhängig voneinander heraus berechnet werden, unvermeidlich voneinander abweichen, wobei die tatsächlichen Uhrzeiten mit der abgelaufenen Betriebszeit immer deutlicher voneinander abweichen, was eine normale Bedienung des Elektronikgerätes durch einen Benutzer negativ beeinflusst. So muss eine Zeitkorrektur rechtzeitig an den jeweiligen Echtzeituhren 2, 5, 8 vorgenommen werden. Weil die Zeitkorrektur der Echtzeituhren 2, 5, 8 unabhängig voneinander und einer nach der anderen durchgeführt wird, kann es leicht dazu führen, dass die Kommunikation zwischen den einzelnen CPUs 1, 4, 7 gestört wird. Damit die Echtzeituhren 2, 5, 8 nicht stehenbleiben, wenn das Elektronikgerät ausgeschaltet wird oder wenn dessen Netzstecker ausgezogen wird, werden die jeweiligen Echtzeituhren 2, 5, 8 je mit einer Batterie 3, 6 oder 9 verbunden, sodass die Echtzeituhren 2, 5, 8 unter diesem Umstand immer noch kontinuierlich betrieben werden, um die richtige Uhrzeit aufrechtzuerhalten, was jedoch Fertigungskosten des Elektronikgerätes Gerät erhöht, weil dabei eine Mehrzahl von Batterien verwendet werden muss. Nachdem oben genannte Nachteile festgestellt sind, hält der Erfinder dafür, dass sich ein derartiges Echtzeituhrsystem weiter verbessern lässt. So entsteht die vorliegende Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Echtzeit-Korrekturschaltung für ein mit einer Mehrzahl von CPUs versehenes Elektronikgerät bereitzustellen, wobei eine erste CPU von einem externen Netzwerk eine Normzeit bezieht, mit der eine Zeitkorrektur an einer externen Echtzeituhr vorgenommen wird. Dann stellt die externe Echtzeituhr die Normzeit allen in den einzelnen CPUs eingebauten Echtzeituhren zur Verfügung, wodurch eine einheitliche Zeitkorrektur an allen in den jeweiligen CPUs eingebauten Echtzeituhren durch eine einzige externe Echtzeituhr ermöglicht wird, um die Abweichungen zu eliminieren, was nicht nur die Störungen bei der Kommunikation zwischen den einzelnen CPUs verringert, einen Strombedarf weiter erniedrigt, sondern auch die Fertigungskosten des Elektronikgerätes erniedrigt, weil die Anzahl der zu verwendenden Batterien reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine für ein mit einer Mehrzahl von CPUs versehenes Elektronikgerät vorgesehene Echtzeit-Korrekturschaltung, die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 einen Blockschaltplan einer herkömmlichen Echtzeituhrschaltung für ein mit einer Mehrzahl von CPUs versehenes Elektronikgerät;
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2 einen Blockschaltplan einer erfindungsgemäßen Echtzeituhr-Korrekturschaltung für ein Elektronikgerät mit einer Mehrzahl von CPUs (in Verbindung mit einem externen Netzwerk); und
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3 einen Blockschaltplan einer erfindungsgemäßen Echtzeituhr-Korrekturschaltung für ein Elektronikgerät mit einer Mehrzahl von CPUs (ohne das externe Netzwerk).
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In 2 wird eine erfindungsgemäße Echtzeituhr-Korrekturschaltung für ein mit einer Mehrzahl von CPUs versehenes Elektronikgerät dargestellt, wobei die Korrekturschaltung eine externe Echtzeituhr 10, eine erste CPU 20, eine zweite CPU 30 und eine dritte CPU 40 umfasst.
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Die externe Echtzeituhr 10 wird mit einer Batterie 11 verbunden, welche die externe Echtzeituhr 10 mit benötigtem Strom versorgt, wenn ein entsprechendes Signal einer externen Stromversorgung fehlt, sodass die externe Echtzeituhr 10 weiter kontinuierlich ununterbrochen betrieben wird, wodurch ein ununterbrochener Betrieb der externen Echtzeituhr 10 realisiert wird. In der vorliegenden Erfindung kann die Batterie 11 eine Lithiumbatterie sein.
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Die erste CPU 20 wird zur Kommunikation verwendet. Um eine Kommunikationsfunktion nach außen zu erfüllen, kann die erste CPU 20 mit einem externen Netzwerk 22 verbunden werden, um eine Kommunikationsfunktion nach außen zu erfüllen, wobei eine erste Echtzeituhr 21 in der ersten CPU 20 eingebaut wird, während die erste CPU 20 mit der externen Echtzeituhr 10 verbunden wird.
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Die zweite CPU 30 wird zur Steuerung verwendet und mit der ersten CPU 20 verbunden, wobei eine zweite Echtzeituhr 31 in der zweiten CPU 30 eingebaut wird.
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Die dritte CPU 40 dient als die Anzeige einer Steuertafel und wird mit der ersten CPU 20 verbunden, wobei eine dritte Echtzeituhr 41 in der dritten CPU 40 eingebaut wird.
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Wie aus 2 ersichtlich, bezieht die erste CPU 20 eine Normzeit von dem externen Netzwerk 22, wenn das Elektronikgerät eingeschaltet und mit dem Netzwerk verbunden wird, wobei die Normzeit zur Zeitkorrektur an die externe Echtzeituhr 10 geleitet wird, sodass die externe Echtzeituhr 10 die Normzeit erhält. Die externe Echtzeituhr 10 leitet dann die Normzeit an die erste CPU 20 zurück, sodass die Uhrzeit der in der CPU 20 eingebauten, ersten Echtzeituhr 21 nach der Normzeit synchronisiert wird. Anschließend gibt die erste CPU 20 einen Korrekturwert an die zweite CPU 30 und die dritte CPU 40 aus, sodass die Uhrzeit der in der zweiten CPU 30 eingebauten, zweiten Echtzeituhr 31 und der in der dritten CPU 40 eingebauten, dritten Echtzeituhr 41 nach dem Korrekturwert synchronisiert wird. Dadurch ist verwirklicht, dass die erste CPU 20 die Normzeit von dem externen Netzwerk 22 bezieht und einen Korrekturwert an die externe Echtzeituhr 10 leitet, sodass die Uhrzeit der externen Echtzeituhr 10 nach der Normzeit synchronisiert wird. Dann stellt die externe Echtzeituhr 10 der ersten CPU 20 die Normzeit zur Verfügung, wobei die erste CPU 20 den Korrekturwert an die zweite CPU 30 und die dritte CPU 40 ausgibt, sodass die Uhrzeit der in den einzelnen CPUs 20, 30, 40 eingebauten Echtzeituhren 21, 31, 41 nach der Normzeit einheitlich synchronisiert wird, wodurch die Abweichungen der in den einzelnen CPUs 20, 30, 40 eingebauten Echtzeituhren 21, 31, 41 eliminiert werden.
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Gemäß 3 gibt die externe Echtzeituhr 10 den Korrekturwert direkt an die erste CPU 20 aus, wenn das Elektronikgerät eingeschaltet und nicht mit dem Netzwerk verbunden wird, sodass die Uhrzeit der in der ersten CPU 20 eingebauten Echtzeituhr 21 synchronisiert wird. Anschließend sendet die erste CPU 20 den Korrekturwert an die zweite CPU 30 und die dritte CPU 40 aus, sodass die Zeitkorrektur der in der zweiten CPU 30 eingebauten, zweiten Echtzeituhr 31 und der in der dritten CPU 40 eingebauten, dritten Echtzeituhr 14 erfüllt wird, wodurch realisiert wird, dass die externe Echtzeituhr 10 der ersten CPU 20 die Normzeit zur Verfügung stellt, wobei die erste CPU 20 den Korrekturwert an die zweite CPU 30 und die dritte CPU 40 ausgibt, sodass die in den einzelnen CPUs 20, 30, 40 eingebauten Echtzeituhren 21, 31, 41 durch die Zeitkorrektur eine einheitliche Normzeit besitzen.
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Beim Ausschalten des Elektronikgerätes wird die externe Echtzeituhr 10 mit der Batterie 11 versorgt, sodass sie weiter betrieben wird und die tatsächliche Uhrzeit kontinuierlich berechnet, wobei die in den einzelnen CPUs 20, 30, 40 eingebauten Echtzeituhren 21, 31, 41 außer Betrieb gesetzt werden. Erst bei einem Wiederschalten des Elektronikgerätes werden die Echtzeituhren 21, 31, 41 wieder mit Strom versorgt und nach der von der externen Echtzeituhr 10 bereitgestellten Normzeit synchronisiert, wodurch ein benötigter Stromverbrauch in einem großen Maß erniedrigt wird, um die Energie zu sparen. Außerdem, weil die vorliegende Erfindung bei dem Ausschalten des Elektronikgerätes lediglich durch eine Batterie 11 mit genügendem Strom versorgt wird, werden die Fertigungskosten weiter erniedrigt, was eine wirtschaftliche Effizienz erhöht.
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Es ist erwähnenswert, dass die externe Echtzeituhr 10 bei jedem Einschalten des Elektronikgeräts und danach regelmäßig in einem bestimmten Zeitintervall wieder korrigiert wird, sodass die in den einzelnen CPUs 20, 30, 40 eingebauten Echtzeituhren 21, 31, 41 stets eine einheitliche Normzeit aufrechterhalten, ohne dabei öfters korrigieren zu müssen, wodurch die Kommunikationsstörungen zwischen den jeweiligen CPUs 20, 30, 40 verringert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- CPU
- 2
- Echtzeituhr
- 3
- Batterie
- 4
- CPU
- 5
- Echtzeituhr
- 6
- Batterie
- 7
- CPU
- 8
- Echtzeituhr
- 9
- Batterie
- 200
- externes Netzwerk
- 10
- externe Echtzeituhr
- 11
- Batterie
- 20
- erste CPU
- 21
- erste Echtzeituhr
- 22
- externes Netzwerk
- 30
- zweite CPU
- 31
- zweite Echtzeituhr
- 40
- dritte CPU
- 41
- dritte Echtzeituhr
