JP2005156449A - 時刻修正装置及び時刻修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 実数演算の処理を行うことなく単純な演算処理を実行して、安価かつ高精度な時刻修正が行える時刻修正装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 内部時刻を計時する計時手段１１と、計時手段１１により計時された内部時刻と外部から受信した基準となる外部時刻との差などを基に算出した補正量を補正量レジスタ１５に設定するとともに、外部時刻を受信して前回時刻合わせを行った時点からの経過時間を経過時間レジスタ１６に設定するレジスタ設定手段１２と、前記補正量及び経過時間を基に整数演算処理により前記誤差と前記経過時間との関係を補間する補間処理手段１３と、前記内部時刻に所定単位量の補正を行う計時調整手段１４とを備えることにより、安価な時計用ＩＣと安価なマイコンを用いて時刻を高精度に修正することが可能となり、コストをかけずに高精度な時刻を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、安価な時計用ＩＣを使用して高精度の時刻を供給する時刻修正装置に関するものである。

従来の技術では、例えば特開平１０−３０９２２号公報に記載されているように、時刻源から高精度な時刻を取り出して時計カウンタを修正する構成の装置や、特開平７−２４４５４０号公報に記載されているように、より高精度の発振装置を用いて安価な時計用ＩＣを補正する方法が開示されている。また、特開平８−２１１１７２号公報にあるような、時刻あわせの経過時間と誤差とから時刻補正量を計算しこれに基づいて自動的に補正する時刻補正装置という技術が提案されている。

特開平１０−３０９２２号公報 特開平７−２４４５４０号公報 特開平８−２１１１７２号公報

しかしながら、時刻源から単に時刻を取り出して時計用ＩＣを合わせる方法では、取り出した後の時間経過により時計用ＩＣの誤差が累積して増大してしまうため、所望の精度を得ることが難しいという問題があった。そこで、この累積誤差の増大を解消するために、例えば、テレフォンＪＪＹ（電話回線による標準時供給システム）を利用し、公衆通信（電話）回線を介して高精度の時刻データを得ることが可能である。しかしこの場合、所定の精度を確保するには前記電話回線に頻繁に接続して時刻源からの時刻データを得る必要があり、接続回数に比例したランニングコストを要してしまうという問題があった。
また、高精度な発振装置を使用して時刻修正する方法の場合、時計用ＩＣとしてのリアルタイムクロック（ＲＴＣ）とは別に高精度な発振装置が必要となり、その分のコストアップや回路面積が増大してしまうという問題があった。
また、累積された時刻あわせの経過時間と誤差とから計算される補正量から時刻を自動的に補正する方法は、正確な時刻からのズレの割合を除算処理によって計算し、ごく微少な値を周期的に補正することで実現できるが、前記除算処理においては小数点以下の値を有する数値演算（実数演算）が必要であることから処理コストが増大するという問題があった。

そこで、本発明は前述した問題点に鑑み、実数演算の処理を行うことなく単純な演算処理を実行して、安価かつ高精度な時刻修正が行えることを目的としている。

本発明の請求項１に記載の時刻修正装置は、内部時刻を計時する計時手段と、前記計時手段の計時する任意の経過時間あたりの前記内部時刻と基準となる外部時刻との実質的な誤差とみなせる補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定手段と、前記記憶領域設定手段により設定された前記補正量及び前記経過時間を基に、整数演算処理により、前記誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理を行う補間処理手段と、前記補間処理に基づき前記内部時刻の補正を行う計時調整手段とを備えることを特徴としている。
また、請求項２に記載の時刻修正装置は、内部時刻を計時する計時手段と、前記計時手段により計時された内部時刻と外部から受信した基準となる外部時刻との差及び／又は前記内部時刻を前記外部時刻に前回時刻合わせした時点から前記内部時刻にした補正の累計値を基に算出した補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記前回時刻合わせした時点からの経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定手段と、前記記憶領域設定手段により設定された補正量及び経過時間を基に、整数演算処理により、前記内部時刻の前記経過時間あたりの前記外部時刻に対する実質的な誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線を補間する補間処理を行い、補正タイミングを算出する補間処理手段と、前記補間処理手段により算出された前記補正タイミングで、前記内部時刻に所定単位量の補正を行う計時調整手段とを備えることを特徴としている。

また、請求項３に記載の時刻修正装置は、請求項１又は２に記載の時刻修正装置において、前記補間処理のアルゴリズムはデジタル微分解析器であることを特徴としている。
また、請求項４に記載の時刻修正装置は、請求項３に記載の時刻修正装置において、前記補間処理手段は、前記第２の記憶領域に設定された経過時間の１／２（又は−１／２）に相当する値を初期値とした演算値から前記第１の記憶領域に設定した補正量を減算（又は加算）する整数演算を繰り返し、その演算結果が０以下（又は０以上）になったときを前記補正タイミングとし、当該補正タイミングことに前記演算値に前記経過時間に相当する値を加算（又は減算）する前記整数演算を繰り返すことを特徴としている。

本発明の請求項５に記載の時刻修正方法は、内部時刻を計時する計時処理と、前記計時処理の計時に基づく任意の経過時間あたりの前記内部時刻と基準となる外部時刻との実質的な誤差とみなせる補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定処理と、前記記憶領域設定処理により設定された前記補正量及び前記経過時間を基に、整数演算処理により行う、前記誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理と、前記補間処理に基づき前記内部時刻の補正を行う計時調整処理とを備えることを特徴としている。
また、請求項６に記載の時刻修正方法は、内部時刻を計時する計時処理と、前記計時処理により計時された内部時刻と外部から受信した基準となる外部時刻との差及び／又は前記内部時刻を前記外部時刻に前回時刻合わせした時点から前記内部時刻にした補正の累計値を基に算出した補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記前回時刻合わせした時点からの経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定処理と、前記記憶領域設定処理により設定された補正量及び経過時間を基に、整数演算処理により行う、前記内部時刻の前記経過時間あたりの前記外部時刻に対する実質的な誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理と、前記補間処理に基づき算出された補正タイミングで、前記内部時刻に所定単位量の補正を行う計時調整処理とを有することを特徴としている。
また、請求項７に記載の時刻修正方法は、請求項５又は６に記載の時刻修正方法において、前記補間処理のアルゴリズムはデジタル微分解析器であることを特徴としている。

また、請求項８に記載の時刻修正方法は、請求項７に記載の時刻修正方法において、前記補間処理は、前記第２の記憶領域に設定された経過時間の１／２（又は−１／２）に相当する値を初期値とした演算値から前記第１の記憶領域に設定した補正量を減算（又は加算）する整数演算を繰り返し、その演算結果が０以下（又は０以上）になったときを前記補正タイミングとし、当該補正タイミングごとに前記演算値に前記経過時間に相当する値を加算（又は減算）する前記整数演算を繰り返すことを特徴としている。

このような構成にすることで、外部の時刻源から得た正確な外部時刻情報（例えば、標準電波等から得た時刻情報）と、時計用ＩＣ、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）等の自身の計時手段で計時される任意の経過時間での内部時刻情報との実質的な誤差（すなわち、単に補正された内部時刻と外部時刻との差だけではなく、内部時刻の補正を行わないときの内部時刻と外部時刻との差や、内部時刻の補正を行ったときの補正分を誤差の一部とみなしたものである）、及び前記経過時間の値から、実質的な誤差と経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理、例えば、Ｙ軸、Ｘ軸にそれぞれ誤差、内部時刻をとって表される誤差と内部時刻との関係を示す直線を補間する整数演算処理による補間処理を行い、この補間処理に基づいて内部時刻を補正する、例えば、補間処理に基づき適宜算出されるタイミングごとに一定単位量で誤差を漸次補正することで、浮動小数点演算等の実数演算を使用しないアルゴリズムで高精度の補正が可能になる。

本発明によれば、任意の経過時間での内部時刻と基準となる外部時刻との実質的な誤差を基づく補正量、及び前記経過時間とを基に、整数演算処理により、内部時刻の経過時間あたりの外部時刻に対する誤差と経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理、例えば、誤差と内部時刻との関係を示す直線を補間する補間処理を行い、この補間処理に基づいて内部時刻の補正を行う、例えば、一定の単位量で内部時刻を漸次補正するタイミングを補間処理にて求めるように構成したので、実数演算に対応しない安価な時計用ＩＣと安価なマイコンを用いて簡便に時刻を修正することが可能となり、コストをかけずに高精度な時刻を得ることができるという効果を有する。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
＜時刻修正装置の全体構成＞
図１は時刻修正装置１００の機能構成図であり、図２はそのハードウェア構成を示すブロック図である。
図１に示すように、時刻修正装置１００は、計時手段１１と、レジスタ設定手段１２と、補間処理手段１３と、計時調整手段１４とを有している。
計時手段１１は、図２に示すＲＴＣ２４に相当する時計用ＩＣである。時計用ＩＣは、例えば、１０ＰＰＭの精度で最大１秒間に１０マイクロ秒の誤差を有している。従って、この時計用ＩＣを１日使用して計時した場合の最大誤差は、１日＝８６４００秒より８６４０００マイクロ秒＝約８６４ミリ秒の誤差を生じる可能性があるといえる。計時手段１１は、計時した値を内部時刻としてレジスタ設定手段１２に出力する。

レジスタ設定手段１２は、テレフォンＪＪＹ、標準電波、ＦＭ放送の時報等の時刻情報の送信局を外部時刻源とし、例えば、ＦＭ受信機にて送信局の計時装置によって計時された高精度の外部標準時刻（以下、「外部時刻」と称する）に基づいて生成される時報を受信機にて受信し、これに基づいて外部標準時刻を取得して入力する。言うまでもないが、ＦＭ受信機に代えて標準電波を受信する受信機を用いてもよく、また、ＧＰＳの時刻情報を受信するものであってもよく適宜変更可能である。そして、レジスタ設定手段１２は、この外部時刻と、計時手段１１より入力された内部時刻との差を時刻補正量として補正量レジスタ１５に設定する。
また、レジスタ設定手段１２は、前記内部時刻と前回修正したときの時刻（前回内部時刻）との差を経過時間として算出し、これを経過時間レジスタ１６に設定する。
なお、特許請求の範囲に記載する、第１の記憶領域は補正量レジスタ、第２の記憶領域は経過時間レジスタ、記憶領域設定手段はレジスタ設定手段に相当している。

補間処理手段１３は、詳細は後述するが、補正量レジスタ１５と経過時間レジスタ１６とに設定された値を基に、内部時刻が有する誤差を所定のアルゴリズムに従って補間処理する。
計時調整手段１４は、前記補間処理に基づき、内部時刻を所定の時間幅（例えば、１分毎）で修正する。

また、図１には示していないが、補間処理手段１３による補間計算を行う際に、内部時刻を補正する毎にカウンタ値を増加させて設定する補正カウンタも含んでいる。

このような時刻修正装置１００を実際に構築するためのハードウェア構成としては、例えば、図２に示すように、時刻修正装置１００全体を統括的に制御するＣＰＵ２１と、時刻修正処理に必要なプログラム等を格納するＲＯＭ２２と、ＲＯＭ２２から読み出されたプログラムや演算結果を一時記憶するためのワークエリアとして機能するＲＡＭ２３と、計時装置としてのＲＴＣ（リアルタイムクロック）２４と、外部との情報のやり取りを行うためのＩ／Ｏ（入出力装置）２５と、これらの構成を互いに通信可能に接続するためのバス２８を含むようにする。また、外部時刻を参照するため、例えば、ＦＭ受信機２６やモデム２７をＩ／Ｏ２５に接続するように構成する。なお、上述した構成以外の他の構成を含んでも構わないことは言うまでもない。

＜時刻修正装置１００の動作＞
ここでは、時刻修正装置１００の動作の一例を、補間処理結果の例を示しながら、具体的に説明する。図３は、時刻修正装置１００による時刻補正の全体的な動作手順を示したフローチャートである。
また、図４は、図３に示すステップＳ３９の処理内容、すなわち、補間計算及び計時補正処理に関する動作手順を詳細に示したフローチャートである。

本実施の形態例では、今回時刻合わせをしたときの内部時刻と、前回修正したときの内部時刻の差として表される経過時間が３０分であり、外部時刻源から得られる外部時刻と、計時手段１１により得られる内部時刻との差が７ミリ秒であり、さらに補正分解能が１ミリ秒である場合を想定して、時刻修正装置１００の動作を説明する。

図３のフローチャートに示すように、ステップＳ３０で、レジスタ設定手段１１は、前述した経過時間レジスタ１６、補正量レジスタ１５、及び補正カウンタに初期値として０を設定する。

次に、ステップＳ３１で、外部時刻を取り込むか否かの判断を行う。具体的には例えば、１日毎、１２時間毎のように一定周期を予め決めておき（本実施形態では３０分毎）、その時刻がくるとＲＴＣ２４の内部時刻を修正するために外部時刻を取り込むようにする。外部時刻の取り込みは、自動操作に限らず、手動操作で行うようにしてもよい。
そして、前記ステップＳ３１での判断の結果、外部時刻を取り込んで時刻合わせを行う場合、計時手段１１は、テレフォンＪＪＹ等の外部時刻源から取得した外部時刻と、計時手段１１、すなわちＲＴＣ２４で計時した内部時刻との差を計算して、補正量レジスタ＝補正カウンタ＋（外部時刻−内部時刻）で求まる値を補正量レジスタ１５に記憶する（ステップＳ３２）。前述したように、本実施形態の場合は、この時点では補正カウンタが０であるため、補正量レジスタ１５には外部時刻と内部時刻の差の値７が設定される。
これに対して、前記判断の結果、外部時刻を取り込んで時刻合わせを行わない場合、ステップＳ３７に進む。

次に、ステップＳ３３で、補正カウンタに値として０を設定する。これは、前回の時刻合わせ時の処理による値が補正カウンタに設定されているため、今回の時刻合わせのためにカウンタを初期化するものである。
次に、ステップＳ３４で、前回時刻合わせを行ってからの経過時間を例えば分単位で計算し、この値（つまり、経過時間レジスタ＝今回内部時刻−前回内部時刻）を経過時間レジスタ１６に記憶する。前述したように、本実施形態の場合、経過時間レジスタ１６には３０が設定される。

この場合、前回の時刻合わせから３０分が経過する間に内部時刻が７ミリ秒遅れていることから、計時手段１１であるＲＴＣ２４の内部時刻を７ミリ秒／３０分の割合で進める方向に補正する必要があるということが直感的に理解できる。つまり、７／３０＝０．２３３３…であることから、１分で０．２３３３…ミリ秒を補正する必要がある。しかし、０．２３３３…という値から明らかなように、浮動小数点表現される値が得られるような除算を行い、そしてこの値を１分ごとに加算（又は減算）して補正量を求める計算をしなければならない。

このため、時刻修正装置１００には、浮動小数点ユニットを内蔵したＣＰＵ２１を採用することが必要となるが、必然的にＣＰＵ価格が高くなってしまうので、組み込み機器用の低価格なＣＰＵ２１にはこのような浮動小数点ユニットが搭載されることが少ないかまたは殆ど存在しない。したがって、このような場合は、浮動小数点ユニットを内蔵する代わりにソフトウェア処理で浮動小数点処理（実数処理）を行うことになる。実際にソフトウェアによって処理することは可能であるが、一般に、計算時間が長く、計算誤差が大きくなるといった問題が生じてしまう。

そこで、本実施形態の時刻修正装置１００では、外部時刻と内部時刻との誤差を整数処理によって補間処理することが可能なアルゴリズムを用いて前述した問題点を解決することを特徴としている。
このアルゴリズムは、ラスタグラフィックスの処理で一般的に使用されている線形補間アルゴリズムであり、デジタル微分解析器とも呼ばれている手法である。具体的には、コンピュータ画面上の直線や円弧の座標を高速に計算するために用いて、真の直線から最短距離にある画素を加算のみの計算で求めることができることから処理速度を高速にすることができる。図５は、点（１，１）から点（８，４）を結ぶ線分を表現する際に、前記アルゴリズムによって選択される画素を網掛けで示した図である。

前記線形補間アルゴリズムを時刻修正装置１００に適用した場合、外部時刻と内部時刻との誤差（７ミリ秒）に関する誤差単位量として例えば１ミリ秒のような整数値を設定し、この誤差単位量分の補正を経過時間の何分のときに実行していくかを決定することを意味する。これを図５を用いて説明すれば、８分（横軸に相当）で計４ミリ秒（縦軸に相当）の誤差を補正しなければならないとき、経過時間１分目で１ミリ秒補正して２分目で補正せず、３分目で再び１ミリ補正して４分目で補正しないとすると４分間での補正の累積が２ミリ秒になる。５分目以降も同じように補正すると、結局、８秒間で補正の累積が４ミリ秒になる。このように、目標の誤差補正量４ミリ秒が経過時間８分内で平均して施されるように、計算処理上、整数の加算のみを用いながら、誤差単位量分の補正量を段階的に行い、線形補間することができるものである。なお、実質的な誤差と内部時刻との関係は直線で表されるものに限らず曲線で表されるものであってもよい。
このような処理をステップＳ３７〜ステップＳ３９で実行する。

ステップＳ３７の前に、ステップＳ３５では、後述するステップＳ３９で用いる誤差レジスタの初期値を設定するため、レジスタ設定手段１２は、シフト演算によって経過時間レジスタ１６に設定されている値（３０）の１／２の値（１５）を設定する。なお、この１／２の値が整数でない場合は、数値の切り上げ又は切り捨て処理をして整数にすることとする。
ステップＳ３６では、内部時刻を外部時刻に一致するよう時刻修正を行う。

次に、ステップＳ３７で、補正量レジスタ１５の値が０であるか否かを判断する。なお、補正量レジスタ１５の値は、前述したステップＳ３２によってのみ更新されることから、時刻合わせのタイミングでなければ補正カウンタ等の変化にかかわらず補正量レジスタは変化していない。そして、毎分０秒であるかを判断し（ステップＳ３８）、つまり１分毎にステップＳ３９の補間計算及び計時補正処理を行う。

ステップＳ３９の処理の詳細な手順を示したのが、図４に示すフローチャートである。
図４に示すように、まず、ステップＳ４１で、レジスタ設定手段１２は、現在の誤差レジスタの値から補正量レジスタ１５に設定されている値である７を減算する。具体的には、ステップＳ３５で誤差レジスタには初期値として１５が設定されているので、誤差レジスタ＝１５−７＝８となる。
次に、誤差レジスタの値が０以下であるかを判断し（ステップＳ４２）、前記判断の結果、０以下の場合はステップＳ４３に進み、これに対して誤差レジスタの値が０より大きい場合は図３に示すステップＳ３９を終了してステップＳ４０へ進む。ステップＳ４３では、減算された誤差レジスタの値に経過時間レジスタ１６の値（３０）を加算する。

つまり、ステップＳ４１〜４３での処理は、１分毎に誤差レジスタから補正量レジスタの値（７）を減算する演算を繰り返し行って、誤差レジスタの値が０以下になった時点が１ミリ秒分の補正するタイミングとして決定する。そして、次の補正タイミングを決定するため、現在の誤差レジスタの値に今回の時刻合わせの経過時間レジスタ値（３０）を加算して、同様な減算処理を行えるようにしている。
そして、ステップＳ４４で、決定した補正タイミングのときにのみ、計時調整手段１４によりＲＴＣ２４の内部時刻を１ミリ秒進める処理を行うとともに、レジスタ設定手段１２により補正回数を設定する補正カウンタの値を１増加している。

この結果、図６に示すように、経過時間３０分の間で、７回の補正タイミング（つまり、３分、７分、１１分、１５分、２０分、２４分、２８分）のときに１ミリ秒の補正を行うこととなり、結局、（補正のない場合の）ＲＴＣ２４の内部時刻を３０分あたり７ミリ秒進めることが可能となる。すなわち、図６は、今回の時刻合わせにおける内部時刻がａ分としたとき、（ａ＋０〜ａ＋３０）分であらわされる経過時間に対する誤差補正量（誤差時間）との関係を破線の直線で示したものである。この直線に基づく補間処理によって誤差補正が行われるようにし、補正時間の累計値が前記経過時間あたりの実質的な誤差と一致するようにしている。
また、図７は、ステップＳ４１〜ステップＳ４４の処理における誤差レジスタの計算結果の推移を示している。

ステップＳ４０では、時刻修正装置１００の電源（不図示）のＯＮ／ＯＦＦを判断する。この判断の結果、電源がＯＮの場合、一連の処理はステップＳ３１に戻り、時刻合わせのタイミングか否かを判断する。すなわち、テレフォンＪＪＹ等による外部時刻を取り込む周期の場合、今回の時刻修正のための、補正量レジスタ１５、経過時間レジスタ１６、補正カウンタ、及び誤差レジスタの各値を更新して、外部時刻を取り込む周期でない場合は、ステップＳ３７〜ステップＳ３９に示すように、内部時刻の誤差補間をすべきかを１分毎に判断して必要に応じて１ミリ秒の補正を施すようにしている。

図３のステップＳ３２で示すように、２回目以降の時刻合わせでは、前回の補正カウンタの値を外部時刻と内部時刻との誤差に加算して補正量レジスタ１５の値を設定するようにしている。つまり、補正カウンタの値は、前回時刻合わせのとき１ミリ秒補正するたびに１ずつ増加して記憶しているので、２回目以降の時刻合わせ時には、この記憶している補正カウンタの値を加算した値を補正量レジスタの値として用いるのである。

ここで、前回の時刻合わせ時の補正によって外部時刻と内部時刻は理論的には一致することから（外部時刻−内部時刻＝０）、補正量レジスタ＝補正カウンタとなる。常に同じ周期で時刻合わせを行う場合、今回の時刻合わせから次の時刻合わせまでの時間における誤差は、前回の時刻合わせから今回の時刻合わせまでの時間における誤差と同じであると予測されるので、記憶しておいた補正カウンタの値を前述した補正量レジスタに設定しても何ら不都合はない。さらに、時刻合わせの周期が変化して不定期に時刻合わせが行われる場合でも、補正カウンタには前回時刻合わせ時からその時点までの補正回数が記憶されて累積補正量を把握できているため、この補正カウンタと経過時間レジスタの各値を基に、前述した線形補間アルゴリズムを用いて適切な補正を維持することが可能となる。
なお、２回目以降の時刻合わせでは、理論的には、補正量レジスタ＝補正カウンタであると説明したが、実際にはクロック周波数の変動等によっても誤差が発生するので、この実誤差を補正カウンタに加えた値が補正量レジスタに設定されることになる。

そして、ステップＳ４０でのＯＮ／ＯＦＦの判断の結果、電源がＯＦＦの場合、前述した一連の処理が終了する。

なお、本実施形態では、経過時間レジスタ１６の１／２量（＋１５）を誤差レジスタに設定して、ステップＳ４１で１分毎にこの値から補正量レジスタの値を減算する処理を説明したが、例えば、前記値（＋１５）の符号を反転した−１５を使用してもよい。この場合、ステップＳ４１では１分ごとの減算処理ではなく加算処理を行うこととなり、ステップＳ４２で誤差レジスタの値が０以上か否かを判断するように変更すればよい。
そして、ステップＳ４２で誤差レジスタの値が０以上になったときは、ステップＳ４３で経過時間レジスタ１６の値（３０）を減算するように処理する。つまり、誤差レジスタ＝誤差レジスタ−経過時間レジスタにする。以上の処理を繰り返すことで前述した処理結果と同様の結果を得ることが出来る。

なお、本実施形態では、補正分解能が１ミリ秒の場合を想定して時刻修正装置１００の動作を説明したがこれに限られず、例えば、１０ミリ秒や１００マイクロ秒の任意の補正分解能の場合に適用できることは言うまでもない。
また、本実施形態では、ＲＴＣ２４の内部時刻の修正を１分単位に設定して前述した計算を行うようにしたがこれに限られず、例えば、３０秒単位や１０分単位に行うようにしても良い。
また、前記図６では、誤差補正量（誤差時間）と経過時間との関係を直線で示し、この直線式の補間処理に基づいて誤差補正の処理を行うことを説明したが、これに限られない。すなわち、前記補間処理では、経過時間以外の任意の定量値（例えば、本実施形態の内部時刻或いは外部時刻、又はその他の時刻を基に算出される値）と前記誤差補正量との関係を直線又は曲線で示し、補間処理を行うようにしてもよい。

前述したように、本実施形態の時刻修正装置１００は、内部時刻の補正を行うタイミングを、実数値を扱うことなく整数値の加減算（及び初期値設定時のシフト演算）のみの処理で決定することが可能であり迅速かつ誤差のない演算を行いながら、平均的な誤差補間を実現することができる。なお、このように本実施の形態では、経過時間の１／２を誤差レジスタの初期値とし、１分ごとに補正量を減算して０以下となったときに１ミリ秒の単位量の補正をし、誤差レジスタに経過時間を加えて、以降１分ごとに補正量を減算して０以下となったか否かの処理を繰り返すデジタル微分解析器のアルゴリズムによって補正タイミングを算出しているが、デジタル微分解析器のアルゴリズムはこれに限るものではない。例えば、経過時間の−１／２を誤差レジスタの初期値とし、１分ごとに補正量を加算して０以上となったきに補正を行うとともに経過時間を減算するような繰返し処理であってもよいし、経過時間の１／２を誤差レジスタの初期値とし、１分ごとに補正量を加算して経過時間以上となったときに補正を行うとともに経過時間を減算するような繰返し処理であっても良い。

（その他の実施形態）
前述した実施形態以外の例を簡単に説明する。
前記実施形態の時刻修正装置１００では、外部時刻と内部時刻との誤差を補間するための演算処理が、整数演算処理であることを特徴とするアルゴリズムを用いている。このため、このアルゴリズムをＬＳＩ化することが容易である。そこで、計時手段を含めたＬＳＩ化を図り、外部信号が入力された場合に、経過時間レジスタと補正量レジスタとの値を設定するレジスタ設定手段を備えた構成の時刻修正装置にしてもよい。

このような本実施形態の時刻修正装置の場合、工場出荷時における一定時間のエージングを行った後に外部計時装置から外部時刻を受信し、この外部時刻を基に補正量レジスタ及び経過時間レジスタ等の値が設定されるようにすることで、高精度なＲＴＣ（計時用ＩＣ）をＬＳＩとして提供することが可能となる。

また、前記実施形態の時刻修正装置１００では、整数演算処理を行う補正計算を、ラスタグラフィックスの処理で一般的に使用されている線形補間アルゴリズムを用いて行う場合を説明したがこれに限らない。例えば、実数を百倍、千倍、１万倍…してから整数部のみを取出して計算するようにしてもよい。

また、本発明の目的は、前記実施の形態の時刻修正装置の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

さらに、コンピュータが読みだしたプログラムコードを実行することにより、上記本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前記実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の一実施形態である時刻修正装置の機能構成図である。 本発明の一実施形態である時刻修正装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 時刻修正装置による時刻補正の全体的な動作手順を示したフローチャートである。 図３におけるステップＳ３０８に示す、補間計算及び計時補正処理の動作手順を詳細に示したフローチャートである。 時刻修正装置による補間計算のアルゴリズムを説明するための図である。 経過時間３０分に対して７ミリ秒の誤差を補正する場合の補正タイミング、及び補正時間の累計の推移を示す図である。 経過時間３０分に対して７ミリ秒の誤差を補正する場合の誤差レジスタ値の変化を示す図である。

符号の説明

１１ 計時手段
１２ レジスタ設定手段
１３ 補間処理手段
１４ 計時調整手段
１５ 補正量レジスタ
１６ 経過時間レジスタ
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ ＲＴＣ
２５ Ｉ／Ｏ
２６ ＦＭ受信機
２７ モデム
２８ バス
１００ 時刻修正装置

Claims (8)

1. 内部時刻を計時する計時手段と、
   前記計時手段の計時する任意の経過時間あたりの前記内部時刻と基準となる外部時刻との実質的な誤差とみなせる補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定手段と、
   前記記憶領域設定手段により設定された前記補正量及び前記経過時間を基に、整数演算処理により、前記誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理を行う補間処理手段と、
   前記補間処理に基づき前記内部時刻の補正を行う計時調整手段とを備えることを特徴とする時刻修正装置。
2. 内部時刻を計時する計時手段と、
   前記計時手段により計時された内部時刻と外部から受信した基準となる外部時刻との差及び／又は前記内部時刻を前記外部時刻に前回時刻合わせした時点から前記内部時刻にした補正の累計値を基に算出した補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記前回時刻合わせした時点からの経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定手段と、
   前記記憶領域設定手段により設定された補正量及び経過時間を基に、整数演算処理により、前記内部時刻の前記経過時間あたりの前記外部時刻に対する実質的な誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線を補間する補間処理を行い、補正タイミングを算出する補間処理手段と、
   前記補間処理手段により算出された前記補正タイミングで、前記内部時刻に所定単位量の補正を行う計時調整手段とを備えることを特徴とする時刻修正装置。
3. 前記補間処理のアルゴリズムはデジタル微分解析器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の時刻修正装置。
4. 前記補間処理手段は、前記第２の記憶領域に設定された経過時間の１／２（又は−１／２）に相当する値を初期値とした演算値から前記第１の記憶領域に設定した補正量を減算（又は加算）する整数演算を繰り返し、その演算結果が０以下（又は０以上）になったときを前記補正タイミングとし、当該補正タイミングごとに前記演算値に前記経過時間に相当する値を加算（又は減算）する前記整数演算を繰り返すことを特徴とする請求項３に記載の時刻修正装置。
5. 内部時刻を計時する計時処理と、
   前記計時処理の計時に基づく任意の経過時間あたりの前記内部時刻と基準となる外部時刻との実質的な誤差とみなせる補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定処理と、
   前記記憶領域設定処理により設定された前記補正量及び前記経過時間を基に、整数演算処理により行う、前記誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理と、
   前記補間処理に基づき前記内部時刻の補正を行う計時調整処理とを備えることを特徴とする時刻修正方法。
6. 内部時刻を計時する計時処理と、
   前記計時処理により計時された内部時刻と外部から受信した基準となる外部時刻との差及び／又は前記内部時刻を前記外部時刻に前回時刻合わせした時点から前記内部時刻にした補正の累計値を基に算出した補正量を第１の記憶領域に設定するとともに、前記前回の時刻合わせした時点からの経過時間を第２の記憶領域に設定する記憶領域設定処理と、
   前記記憶領域設定処理により設定された補正量及び経過時間を基に、整数演算処理により行う、前記内部時刻の前記経過時間あたりの前記外部時刻に対する実質的な誤差と前記経過時間との関係に対応する直線又は曲線の補間処理と、
   前記補間処理に基づき算出された補正タイミングで、前記内部時刻に所定単位量の補正を行う計時調整処理とを有することを特徴とする時刻修正方法。
7. 前記補間処理のアルゴリズムはデジタル微分解析器であることを特徴とする請求項５又は６に記載の時刻修正方法。
8. 前記補間処理は、前記第２の記憶領域に設定された経過時間の１／２（又は−１／２）に相当する値を初期値とした演算値から前記第１の記憶領域に設定した補正量を減算（又は加算）する整数演算を繰り返し、その演算結果が０以下（又は０以上）になったときを前記補正タイミングとし、当該補正タイミングごとに前記演算値に前記経過時間に相当する値を加算（又は減算）する前記整数演算を繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の時刻修正方法。

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