JP2010054412A - リアルタイムクロック - Google Patents

Abstract

【課題】日時データに異常が生じた場合に、異常な日時データを正常な日時データに書き換えることを可能とするリアルタイムクロックを提供する。
【解決手段】発振回路１６から出力される信号に基づいて日時データを生成する時刻・カレンダ回路２０と、日時データの異常を検出する異常データ検出ユニット２２と、正常な日時データを記録するバックアップデータ記録部５２と、自動復帰回路５４とを有し、日時データの異常が検出されなかった場合、時刻・カレンダ回路２０が生成した日時データをバックアップデータ記録部５２に記録する正常時書き換え処理を行い、自動復帰回路５４は、日時データの異常が検出された場合、バックアップデータ記録部５２から読み出した日時データを時刻・カレンダ回路２０へ入力する異常時書き換え処理を行い、異常データ検出ユニット２２には、異常データ警告フラグ２４が備えられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リアルタイムクロックに関する。

現在、様々な電子機器に搭載されているリアルタイムクロックは、時刻とカレンダとを表示する機能を備え、外部に設置された二次電池から電源が供給されており、搭載された電子機器の電源が切られた状態でも計時が可能であり、電源復帰後には電子機器に対して復帰時の時刻データやカレンダデータ（以下、日時データと称す）の提供を行う。

リアルタイムクロックは、電子機器のタイマーを起動させるための日時データを提供する役割も担うことがあるため、日時データに異常が生じた場合には、電子機器自体に誤作動を生じさせる虞がある。

このため、リアルタイムクロックには、特許文献１に開示されているように、日時データに生ずる異常を検出する回路を備えたものも知られている。このように、リアルタイムクロックの日時データに異常が生じた場合に、その異常を示す手段を有すれば、日時データを正常なデータに書き換えることが可能となると共に、異常データに基づく電子機器の誤作動も防止することができるからである。
特開２００７−６４８６７号公報

特許文献１に開示されているようなリアルタイムクロックであれば、日時データに異常が生じた場合、異常が生じたことは知ることが可能となる。しかし、異常の発生は、ユーザがその事を確認して初めて気づく事象であり、ユーザの確認が無い状態では、異常データを基準として日時データが更新されたり、リアルタイムクロックが動作を停止したりする可能性がある。つまり、異常が生じたこと事態は確認できるが、リアルタイムクロックを搭載した電子機器等の誤作動防止に関しては、根本的な解決策が採られていないというのが現状である。

そこで本発明では、リアルタイムクロックの日時データに異常が生じた場合に、異常な日時データを正常な日時データに書き換えることを可能とし、リアルタイムクロックを搭載した電子機器の誤作動を防止することができるリアルタイムクロックを提供することを第１の目的とする。また、本発明では第２の目的として、日時データに対する異常が何時生じたのかを、ユーザが知ることのできるリアルタイムクロックを提供することを目的とする。さらに第３の目的として本発明では、日時データに生じた異常がどのようなものであったのか、またそのような異常が何時生じたのかをそれぞれユーザが知ることのできるリアルタイムクロックを提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］発振回路から出力される信号に基づいて日時データを生成する時刻・カレンダ回路と、前記時刻・カレンダ回路によって生成される前記日時データの異常を検出する異常データ検出ユニットと、前記時刻・カレンダ回路によって生成された前記正常な日時データを記録するバックアップデータ記録部と、
自動復帰回路とを有し、前記異常データ検出ユニットにより前記日時データの異常が検出されなかった場合、前記時刻・カレンダ回路が生成した前記日時データを前記バックアップデータ記録部に記録する正常時書き換え処理を行い、前記自動復帰回路は、前記異常データ検出ユニットにより前記日時データの異常が検出された場合、前記バックアップデータ記録部から読み出した前記日時データを前記時刻・カレンダ回路へ入力する異常時書き換え処理を行う回路であり、前記異常データ検出ユニットには、前記時刻・カレンダ回路によって生成された前記日時データが正常であるか異常であるかを判定したフラグを立てる異常データ警告フラグが備えられていることを特徴とするリアルタイムクロック。

このような構成とすることによれば、リアルタイムクロックの日時データに異常が生じた場合に、ユーザが確認することなく異常な日時データを正常な日時データに書き換えることができる。このため、リアルタイムクロックを搭載した電子機器の誤作動を防止することも可能となる。

［適用例２］適用例１に記載のリアルタイムクロックであって、前記自動復帰回路の前記異常時書き換え処理実行後、前記正常時書き換え処理を行うか否かを選択するバックアップデータ種別選択回路を備えたことを特徴とするリアルタイムクロック。
このような構成とした場合には、日時データに対する異常が何時生じたのかを、ユーザが知ることが可能となる。

［適用例３］適用例２に記載のリアルタイムクロックであって、前記バックアップデータ記録部に、前記異常データ検出ユニットによって正常と判定された前記日時データを記録する第１の記録部と、前記異常データ検出ユニットによって異常と判定された日時データを記録する第２の記録部とを設けたことを特徴とするリアルタイムクロック。
このような構成とした場合ユーザは、日時データに生じた異常がどのようなものであったのか、またそのような異常が何時生じたのかをそれぞれ知ることが可能となる。

［適用例４］適用例１乃至適用例３のいずれかに記載のリアルタイムクロックであって、前記バックアップデータ記録部に備えるメモリを不揮発性メモリとしたことを特徴とするリアルタイムクロック。
このような構成とした場合、リアルタイムクロックの電源電圧が低下した場合でも、記録したバックアップデータの破壊を防止することができる。

［適用例５］適用例４に記載のリアルタイムクロックであって、前記異常データ検出ユニットに、電源電圧が予め定められた電圧よりも低下したことを検出する電圧低下検出回路と、前記電圧低下検出回路によって検出された電圧が、前記予め定められた電圧より高いか低いかの判定結果を示すフラグを立てる電圧低下フラグを備えたことを特徴とするリアルタイムクロック。
このような構成とした場合には、動作中のリアルタイムクロックの電源電圧の異常を検出することが可能となる。

以下、本発明のリアルタイムクロックに係る実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明のリアルタイムクロックに係る第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るリアルタイムクロック１０は、発振器１２と分周回路１８、時刻・カレンダ回路２０、異常データ検出ユニット２２、バックアップデータ記録部５２、及びインターフェース回路５８を有する。なお、発振器１２及び各回路等には、図示しない電源、あるいは二次電池から、動作に必要な電力（以下、電源電圧と称す）が供給されているものとする。

発振器１２は、振動子１４と発振回路１６とから成る。振動子１４としては、圧電効果を奏する素子片を利用したものを挙げることができ、具体的な一例としては、周波数温度特性が良好な水晶を構成部材として用いた圧電振動子を挙げることができる。発振回路１６としては、ＬＣ発振回路やＣＭＯＳインバータを利用して構成される発振回路などを挙げることができる。
このような構成とされる本実施形態に係る発振器１２は、３２７６８Ｈｚのクロック信号を出力するように調整されている。

分周回路１８には、１／２分周期（不図示）が多段に設けられており、発振器１２から出力される３２７６８Ｈｚのクロック信号を１Ｈｚ１秒の１秒信号へと分周し、詳細を後述する時刻・カレンダ回路２０へと出力する。

時刻・カレンダ回路２０は、複数のカウンタ（不図示）を備えており、分周回路１８から出力された１秒信号を計数して年月日等のカレンダデータや、時分秒といった時計データ等の日時データを出力する。

異常データ検出ユニット２２は、異常データ検出部２６と異常データ警告フラグ２４とを有する。異常データ検出部２６は、時刻・カレンダ回路２０によって計数される年データ、月データ、日データ、年月日データ、時データ、分データ、秒データ等の日時データを参照し、あるいは時刻・カレンダ回路２０から出力される日時データを受け取ることにより、各データの異常を検出する回路であり、異常が検出された場合には、異常データ警告フラグ２４を示すデータビットに「１」を立て、異常が検出されなかった場合には同データビットに「０」を立てる処理を行う。

ここで、各データの異常とは、それぞれ次のような事例を言う。例えば年データの場合、００００から９９９９までの数値しかあり得ない。このため、２００Ａといった数値が示された場合には異常であると判定される。また、月データの場合には０１から１２までが正常と判定され、１３といった数値が示された場合には異常と判定される。日データに関しては、０１から３１までの数値が正常と判定される可能性があるが、月データや年データ（うるう年の場合）との組み合わせにより、その正否が判定される。例えば年データが２００８、月データが２であった場合、日データが２９を示していても正常と判定されるが、年データが２００９、月データが２である場合には、日データが２９を示すと異常と判定される。

また、時データは００から２３、分データ、秒データはそれぞれ００から５９の範囲のデータが正常で、それ以外のデータが示された場合には異常と判定される。ただし、１日の時間が１２時間制に設定されている場合には、午前に関してはＡＭ１２、ＡＭ０１、・・・ＡＭ１１を、午後に関してはＰＭ１２、ＰＭ０１、ＰＭ０２、・・・ＰＭ１１を正常と判定し、それ以外を異常と判定する。

異常データ検出部２６の具体例としては、例えば図２に示すようなものを挙げることができる。図２に示す異常データ検出部２６は、カレンダデータ異常検出手段２８と時刻データ異常検出手段３８、および判定手段としてのＯＲ回路５０とを有する。

カレンダデータ異常検出手段２８は、年データの異常を検出する年データ異常検出回路３０と、月データの異常を検出する月データ異常検出回路３２、日データの異常を検出する日データ異常検出回路３４、年月日の組み合わせに関する異常を検出する年月日異常検出回路３６、及び入力端子が前記検出回路の出力側に接続されたＯＲ回路４６とから成る。

また、時刻データ異常検出手段３８は、時データの異常を検出する時データ異常検出回路４０と、分データの異常を検出する分データ異常検出回路４２、秒データの異常を検出する秒データ異常検出回路４４、及び入力端子が前記検出回路の出力側に接続されたＯＲ回路４８とから成る。

上述したカレンダデータ異常検出手段２８におけるＯＲ回路４６と時刻データ異常検出手段３８におけるＯＲ回路４８の出力端子は、上述した異常データ検出部２６のＯＲ回路５０における入力側に接続されている。上述した各異常検出回路は、異常を検出した際には「１」正常な場合には「０」を出力するように設定されている。このためＯＲ回路５０は、カレンダデータ異常検出手段と時刻データ異常検出手段におけるいずれかの検出回路がデータの異常を検出すると、出力信号として「１」を出力し、異常データ警告フラグに「１」を立てる。

バックアップデータ記録部５２は、メモリ等を備えた記録回路５６と、自動復帰回路５４とを有する。記録回路５６には、異常データ検出部２６により「正常」と判定された日時データが記録される正常時書き換え処理が成される。すなわち、記録回路５６への記録（正常時書き換え処理）は、異常データ警告フラグ２４に立てられる「０」をトリガとして成される。このような構成により、異常データ検出部２２により「異常」が検出され、異常データ警告フラグ２４に「１」が立てられた場合には、記録回路５６への記録が行われないこととなり、記録回路５６には、１秒以内（異常が検出された場合には２秒以内）の正常な日時データが記録され続けることとなる。

自動復帰回路５４は、移動データ検出ユニットにて日時データに異常が検出された場合に、記録回路５６に記録されている正常な日時データと、異常が検出された日時データとを入れ換える異常時書き換え処理を行う回路である。自動復帰回路５４は、異常データ警告フラグ２４に立てられる「１」を起動用のトリガ信号として起動する。このような構成とすることで、時刻・カレンダ回路２０から出力される日時データが、異常データ検出ユニット２２を介して異常であると判定された場合に、異常検出前１秒以内に検出された正常な日時データを時刻・カレンダ回路２０に書き込むことができる。これにより、リアルタイムクロック１０は、誤差「−１秒」の範囲の正常な日時データに基づいて稼動し続けることとなり、リアルタイムクロック１０を搭載した電子機器を誤作動させる虞が無い。

インターフェース回路５８は、時刻・カレンダ回路２０や異常データ検出ユニット２２からの出力信号を外部機器に出力する際、あるいは外部からのデータの書き込み等が行われる際の仲介を担う回路である。このため、インターフェース回路５８を介することにより、時刻・カレンダ回路２０から出力される日時データをリアルタイムクロック１０を搭載した電子機器に提供したり、異常データ検出ユニット２２から出力される異常データ警告フラグ２４の出力内容を外部機器に表示することができる。また、インターフェース回路５８を介することによれば、時刻・カレンダ回路２０に対してユーザ７０が日時データを書き込んだり、異常データ検出ユニット２２のリセットを行ったりすることができる。

このような構成のリアルタイムクロック１０によれば、時刻・カレンダ回路２０の誤作動、あるいは時刻・カレンダ回路２０に対するユーザ７０の入力ミス等により、出力される日時データに異常が発生した場合に、異常データに変えてバックアップデータ記録部５２に記録された異常発生前の（異常発生直前に記録された）正常な日時データを書き込み、当該異常発生直前の正常な日時データを基準として日時データを提供し続けることが可能となる。

また、上記のような構成のリアルタイムクロック１０によれば当然に、何らかの事情に
より時刻・カレンダ回路２０に誤作動が生じ、出力される日時データに異常が検出された場合にも、異常データに変えてバックアップデータ記録部に記録された異常発生前の正常な日時データを書き込むことができる。

このため、リアルタイムクロック１０が搭載されたユーザシステムに対し、常に正しい日時データ（正常に示される日時データ）を提供することができ、ユーザシステムの誤作動等を防止することができる。

なおこの場合、異常発生後に日時データの書き換えが行われた後、書き換えられた日時データを基準として計数して出力される日時データに関して、異常データ検出ユニット２２により、「異常」または「正常」の判定が成され、記録回路の書き換え等が成される。このため、時刻・カレンダ回路２０の出力に異常が生じた場合であっても、異常発生時の日時データは残らないが、インターフェース回路５８を介して異常データ警告フラグに「１」が立ったことをユーザシステムに提供することにより、ユーザ７０はユーザシステムの警告表示等を介して、リアルタイムクロック１０の時刻・カレンダ回路２０に異常が生じたことを知ることができる。

次に、図３を参照して本発明のリアルタイムクロックに係る第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るリアルクロックの殆どの構成は、図１に示した第１の実施形態に係るリアルタイムクロックと同様である。よって、その機能を同一とする箇所には、図面に同一の符号を付してその詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係るリアルタイムクロック１０ａと第１の実施形態に係るリアルタイムクロック１０との相違点は、異常データ検出ユニット２２とバックアップデータ記録部５２との間に、バックアップデータ種別選択回路６０を設けた点にある。

バックアップデータ種別選択回路６０は、バックアップデータ記録部５２における記録回路５６に記録しておきたいデータや、異常発生時のデータ処理方法等の選択を行うための回路である。例えば第１の実施形態に係るリアルタイムクロック１０では、日時データに異常が生じた場合には異常が発生した日時データを記録回路５６に記録された異常発生直前の正常な日時データに書き換える処理を行った後、記録回路５６には書き換え処理後に正常と認定された日時データが書き込まれる（更新される）こととなっていた。これに対し本実施形態に係るリアルタイムクロック１０ａでは、バックアップデータ種別選択回路６０による選択として、正常データを記録する旨、異常が発生した場合、直前に記録された正常な日時データにより、異常が発生した日時データを書き換える処理を行い、日時データ書き換え後に時刻・カレンダ回路２０から出力される日時データの記録回路５６への記録（更新）は行わない旨の登録をすることで、記録回路５６には異常発生時の日時データを残しつつ、リアルタイムクロック１０ａからは正常な日時データを出力することが可能となる。

バックアップデータ種別選択回路６０に対し上記のような登録を行った場合、ユーザ７０は、異常発生時の日時を確認することが可能となる。これによりユーザ７０は、異常発生日時に合わせた修復、復帰などの処理ができるようになる。またユーザ７０は、異常発生日時と、正常な日時データとして出力されている現在日時とを考慮した修復、復帰等の処理も行うことができるようになる。

また、記録回路５６のメモリに、正常な日時データを記録する領域の他に異常な日時データを記録する領域を確保した場合、バックアップデータ種別選択回路６０に対し、次のような処理方法を登録することが可能となる。

すなわち、記録回路５６には、正常と判定された日時データをメモリの第１の記録部に記録し、異常と判定された日時データをメモリの第２の記録部に記録する旨、および時刻・カレンダ回路２０の出力データに異常が生じた場合には、異常発生時の異常な日時データを第２の記録部に記録し、第１の記録部に記録された正常な日時データを時刻・カレンダ回路２０に書き込む処理を行う旨記録するのである。

このような選択により、日時データに異常が発生すると、時刻・カレンダ回路２０は正常な日時データへの書き換えが成されると共に、異常と判定された日時データが記録回路５６に記録されることとなり、記録回路５６には、日時データに異常が生じた際の正常な日時データと、実際に異常と判定された異常な日時データが記録される。このような選択を可能とすることによればユーザ７０は、異常がいつ生じたのか、および異常（不具合）がどのように生じるのかを知ることが可能となる。

また、上記実施形態では記録回路５６のメモリに関して特に限定はしていない。ここで、上記のような構成のリアルタイムクロック１０、１０ａにおいて、記録回路５６のメモリにＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭのような不揮発性メモリを採用した場合、電源電圧によるバックアップデータ（正常な日時データや異常な日時データ）の破壊を防止することができるため、電圧低下を原因とする日時データの異常が生じた場合であっても、電圧復旧時には、電圧低下直前に記録された正常な日時データにより、時刻・カレンダ回路２０への書き込み処理が可能となる。

また、メモリに不揮発性メモリを採用した場合において、図４に示すように、異常データ検出ユニット２２に電圧低下検出回路６２を備え、電源電圧低下の検出により電圧低下フラグ６４を立てるようにし、電圧低下フラグ６４が立った後は記録回路５６へ記録される日時データの更新をしないようにバックアップデータ種別選択回路６０に登録した場合、ユーザ７０は、電源電圧低下が生じた日時を知ることが可能となる。なおこの場合、電源電圧の低下を検出するための基準となる電圧（基準電圧）を予め定めておく必要がある。電圧低下検出回路６２は、電源電圧が基準電圧を下回った場合に、電圧低下フラグ６４を立てるように設定する必要があるからである。なお基準電圧は、動作補償電圧より低く、動作停止電圧よりも高い値であることが望ましい。

第１の実施形態に係るリアルタイムクロックの構成を示す図である。 異常データ検出部の構成例を示す図である。 第２の実施形態に係るリアルタイムクロックの構成を示す図である。 実施形態に係るリアルタイムクロックの応用形態を示す図である。

符号の説明

１０………リアルタイムクロック、１２………圧電発振器、１４………振動子、１６………発振回路、１８………分周回路、２０………時刻・カレンダ回路、２２………異常データ検出ユニット、２４………異常データ警告フラグ、２６………異常データ検出部、５２………バックアップデータ記録部、５４………自動復帰回路、５６………記録回路。

Claims (5)

1. 発振回路から出力される信号に基づいて日時データを生成する時刻・カレンダ回路と、
   前記時刻・カレンダ回路によって生成される前記日時データの異常を検出する異常データ検出ユニットと、
   前記時刻・カレンダ回路によって生成された前記正常な日時データを記録するバックアップデータ記録部と、
   自動復帰回路と
   を有し、
   前記異常データ検出ユニットにより前記日時データの異常が検出されなかった場合、前記時刻・カレンダ回路が生成した前記日時データを前記バックアップデータ記録部に記録する正常時書き換え処理を行い、
   前記自動復帰回路は、前記異常データ検出ユニットにより前記日時データの異常が検出された場合、前記バックアップデータ記録部から読み出した前記日時データを前記時刻・カレンダ回路へ入力する異常時書き換え処理を行う回路であり、
   前記異常データ検出ユニットには、前記時刻・カレンダ回路によって生成された前記日時データが正常であるか異常であるかを判定したフラグを立てる異常データ警告フラグが備えられていることを特徴とするリアルタイムクロック。
2. 請求項１に記載のリアルタイムクロックであって、
   前記自動復帰回路の前記異常時書き換え処理実行後、前記正常時書き換え処理を行うか否かを選択するバックアップデータ種別選択回路を備えたことを特徴とするリアルタイムクロック。
3. 請求項２に記載のリアルタイムクロックであって、
   前記バックアップデータ記録部に、前記異常データ検出ユニットによって正常と判定された前記日時データを記録する第１の記録部と、前記異常データ検出ユニットによって異常と判定された日時データを記録する第２の記録部とを設けたことを特徴とするリアルタイムクロック。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のリアルタイムクロックであって、
   前記バックアップデータ記録部に備えるメモリを不揮発性メモリとしたことを特徴とするリアルタイムクロック。
5. 請求項４に記載のリアルタイムクロックであって、
   前記異常データ検出ユニットに、電源電圧が予め定められた電圧よりも低下したことを検出する電圧低下検出回路と、
   前記電圧低下検出回路によって検出された電圧が、前記予め定められた電圧より高いか低いかの判定結果を示すフラグを立てる電圧低下フラグを備えたことを特徴とするリアルタイムクロック。

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