JP2016217739A - システム時刻修正装置およびシステム時刻修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リアルタイムクロックの出力時刻に基づいてシステム時刻を修正する際の誤差を抑制できるようにする。
【解決手段】リアルタイムクロック１０２の出力時刻を、その出力時刻の最小単位である第１の単位の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得する出力時刻取得部１１１と、出力時刻取得部１１１が出力時刻を取得する毎に、当該出力時刻における第１の単位の値が切り替わったか否かを判断する判断部１１３と、判断部１１３によって出力時刻における第１の単位の値が切り替わったと判断されたとき、システム時刻を出力時刻と同じ時刻に修正する時刻修正部１１４とを備えることにより、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の第１の単位の値が切り替わってから、最初にその出力時刻を取得したタイミングで、システム時刻の誤差が第１の単位の１０分の１以下となるように、システム時刻が修正されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、システム時刻を修正するためのシステム時刻修正装置およびシステム時刻修正方法に関する。

従来、リアルタイムクロックの出力時刻をシステム時刻として用いて各種処理を行うシステムがある。しかしながら、一般的に、リアルタイムクロックの出力時刻の最小単位は１秒である。このため、リアルタイムクロックの出力時刻をそのままシステム時刻として用いるシステムでは、１秒未満の精度を必要とする処理を行うことができない。

例えば、下記特許文献１には、リアルタイムクロックの出力時刻を用いて異常の発生時刻を１秒単位で記録するようになされたＰＬＣ（プログラマブル・コントローラ）において、１秒未満の間に複数の異常が発生した場合、これら複数の異常の発生時刻として同じ時刻が記録されるため、複数の異常の発生順序を識別できなくなるといった問題が挙げられている。

そこで、このような問題を解決するため、下記特許文献１には、秒単位リアルタイムクロックのカウント値データの最下位に、フリーラニングカウンタから取得したミリ秒単位またはマイクロ秒単位のカウント値を付与することにより、ミリ秒単位またはマイクロ秒単位の現在時刻データを生成し、このミリ秒単位またはマイクロ秒単位の現在時刻データを異常の発生時刻として記録する技術が開示されている。この技術により、１秒未満の間に生じた複数の異常の発生時刻が同一になって識別できなくなるといった問題を回避することができる。

特開２００９−２２３５８６号公報

また、従来、システム起動時にリアルタイムクロックの出力時刻を取得して、取得したリアルタイムクロックの出力時刻に基づいて、システム時刻を修正する技術が用いられている。これにより、システム停止によって停止したシステム時刻を、システム起動時に、システム停止中も動作していたリアルタイムクロックの出力時刻に同期させることができる。

しかしながら、一般的に、システム時刻の最小単位はミリ秒であるのに対し、リアルタイムクロックの出力時刻の最小単位は１秒である。このため、従来、リアルタイムクロックの出力時刻に基づいてシステム時刻を修正した場合、システム時刻に１秒未満の誤差が生じてしまうといった問題が生じていた。

図５は、従来のシステム時刻修正方法の具体例を示す図である。図５は、従来のシステムにおいて、当該システムが起動されてからの、実時刻、取得したリアルタイムクロック（ＲＴＣ）の出力時刻、システム時刻の各々の変化を時系列で示したものである。なお、実際には各時刻には「年」、「月」、「日」、「時」、「分」、「秒」が示されているが、ここでは「秒」に着目して説明する。

図５において、実時刻が「４０．３（秒）」のとき（ｔ０１）、システムが起動されている。このとき、リアルタイムクロックの出力時刻の最小単位は１秒であるため、リアルタイムクロックから取得した出力時刻には、「４０（秒）」が示されている。従来のシステム時刻修正装置は、この出力時刻を取得したタイミングで、システム時刻を「４０．０（秒）」に修正する。このため、システム時刻には、実時刻から「０．３（秒）」の誤差が生じる。それ以降、システム時刻は、実時刻から「０．３（秒）」の誤差が生じたままである。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、リアルタイムクロックの出力時刻に基づいてシステム時刻を修正する際の誤差を抑制できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、リアルタイムクロックの出力時刻を、その出力時刻の最小単位である第１の単位の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得し、リアルタイムクロックの出力時刻を取得する毎に、当該出力時刻における第１の単位の値が切り替わったか否かを判断し、出力時刻における第１の単位の値が切り替わったと判断されたとき、システム時刻を出力時刻と同じ時刻に修正するようにしている。

上記のように構成した本発明によれば、リアルタイムクロックの出力時刻の第１の単位の値が切り替わってから、最初にその出力時刻を取得したタイミングで、リアルタイムクロックの出力時刻に対するシステム時刻の誤差が第１の単位の１０分の１以下となるように、システム時刻を修正することができる。このため、本発明によれば、リアルタイムクロックの出力時刻に基づいてシステム時刻を修正する際の誤差を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正装置による処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正方法の具体例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正方法の比較例を示す図である。 従来のシステム時刻修正方法の具体例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

〔システム時刻修正装置の機能構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正装置１１０の機能構成例を示すブロック図である。図１に示すシステム１００は、システム時計１０４のシステム時刻に応じて各種処理（例えば、タイマー起動処理）を行うことが可能な情報処理システムである。

図１に示すように、システム１００は、リアルタイムクロック１０２、システム時計１０４およびシステム時刻修正装置１１０を備えている。

リアルタイムクロック１０２は、時刻をカウントする。そして、リアルタイムクロック１０２は、カウントした時刻を出力する。本実施形態では、リアルタイムクロック１０２は、１秒を最小単位（第１の単位）とする時刻をカウントして、１秒を最小単位とする時刻を出力することができるようになっている。リアルタイムクロック１０２は、システム１００の電源とは別に、内蔵電池を備えている。そして、リアルタイムクロック１０２は、この内蔵電池によって動作する。このため、リアルタイムクロック１０２は、システム１００が停止している間も、内蔵電池によって動作することにより、実時刻に同期する時刻をカウントし続けることができる。

システム時計１０４は、システム１００のシステム時刻をカウントする。そして、システム時計１０４は、カウントしたシステム時刻を各種アプリケーションへ出力する。各種アプリケーションは、システム時計１０４から出力されたシステム時刻に従って、各種処理（例えば、タイマー起動処理、ログ出力処理等）を実行する。本実施形態では、システム時計１０４は、システム時刻をミリ秒単位でカウントして、ミリ秒単位のシステム時刻を出力することができるようになっている。

システム時刻修正装置１１０は、システム時計１０４が出力するシステム１００のシステム時刻を修正する装置である。システム時計１０４は、システム１００の電源によって動作する。このため、システム１００が停止すると同時に、システム時計１０４も停止する。したがって、システム１００が再起動されたとき、システム時計１０４が出力するシステム時刻は、実時刻とは大きく異なっている。そこで、システム時刻は、システム１００が再起動されたとき、実時刻と同期するように、システム時刻修正装置１１０によって修正される。図１に示すように、システム時刻修正装置１１０は、その機能構成として、出力時刻取得部１１１、出力時刻記憶部１１２、判断部１１３および時刻修正部１１４を備えている。

出力時刻取得部１１１は、リアルタイムクロック１０２の出力時刻を、その出力時刻の最小単位である第１の単位の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得する。本実施形態では、出力時刻取得部１１１は、第１の単位（最小単位）が「１秒」であるリアルタイムクロック１０２の出力時刻を、「１秒」の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得する。

第１例として、出力時刻取得部１１１は、第１の単位（最小単位）が「１秒」であるリアルタイムクロック１０２の出力時刻を、その１０分の１である１００ミリ秒間隔で取得する。第２例として、出力時刻取得部１１１は、第１の単位（最小単位）が「１秒」であるリアルタイムクロック１０２の出力時刻を、その５分の１である２００ミリ秒間隔で取得する。

出力時刻記憶部１１２は、出力時刻取得部１１１がシステム起動時に最初に取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻を記憶する。

判断部１１３は、出力時刻取得部１１１がリアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得する毎に、取得した出力時刻と、出力時刻記憶部１１２に記憶されている出力時刻とを比較して、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の第１の単位（最小単位）の値が切り替わったか否かを判断する。本実施形態では、判断部１１３は、出力時刻取得部１１１がリアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得する毎（１００ミリ秒毎、または、２００ミリ秒毎）に、当該出力時刻の「秒」の値が切り替わったか否かを判断する。

時刻修正部１１４は、判断部１１３によって出力時刻の第１の単位（最小単位）の値が切り替わったと判断されたとき、システム時計１０４が出力するシステム１００のシステム時刻を、リアルタイムクロック１０２の出力時刻と同じ値に修正する。すなわち、本実施形態では、時刻修正部１１４は、判断部１１３によってリアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わったと判断されたとき、システム１００のシステム時刻を、リアルタイムクロック１０２の出力時刻と同じ時刻に修正する。

例えば、出力時刻取得部１１１が、リアルタイムクロック１０２の出力時刻として最初に「１０時１０分４０秒」を取得した後、それからｍ×１００ミリ秒後、または、ｎ×２００ミリ秒後（ｍ，ｎは、出力時刻取得部１１１がリアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得した回数）に、リアルタイムクロック１０２の出力時刻として「１０時１０分４１秒」を取得したとする。このとき、判断部１１３は、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わったと判断する。これに応じて、時刻修正部１１４は、システム時計１０４が出力するシステム１００のシステム時刻を、出力時刻取得部１１１がｍ回目またはｎ回目に取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻と同じ「１０時１０分４１秒」に修正する（なお、ミリ秒単位の値は「．０」にする）。

なお、上記各機能ブロック１１１〜１１４は、ハードウェア構成、ＤＳＰ、ソフトウェアの何れによっても実現することが可能である。例えばソフトウェアによって実現する場合、上記各機能ブロック１１１〜１１４は、実際にはコンピュータのＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、半導体メモリ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。

〔システム時刻修正装置１１０による処理の手順〕
図２は、本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正装置１１０による処理の手順を示すフローチャートである。図２に例示する処理は、例えば、システム１００が起動したときに実行される。

まず、出力時刻取得部１１１が、リアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得する（ステップＳ２０２）。次に、出力時刻記憶部１１２が、ステップＳ２０２で取得されたリアルタイムクロック１０２の出力時刻を記憶する（ステップＳ２０４）。

次に、出力時刻取得部１１１が、前回の出力時刻を取得してから所定時間（１００ミリ秒毎、または、２００ミリ秒毎）が経過したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。ここで、前回の出力時刻を取得してから所定時間が経過していないと出力時刻取得部１１１が判断した場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、出力時刻取得部１１１は、ステップＳ２０６の判断処理を再度実行する。

一方、前回の出力時刻を取得してから所定時間が経過したと出力時刻取得部１１１が判断した場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、出力時刻取得部１１１が、リアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得する（ステップＳ２０８）。そして、判断部１１３が、ステップＳ２０８で出力時刻取得部１１１が取得した出力時刻と、ステップＳ２０４で出力時刻記憶部１１２が記憶した出力時刻とを比較して、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わったか否かを判断する（ステップＳ２１０）。

ここで、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わっていないと判断部１１３が判断した場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、システム時刻修正装置１１０は、ステップＳ２０６以降の処理を再度実行する。

一方、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わったと判断部１１３が判断した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、時刻修正部１１４が、システム時計１０４が出力するシステム時刻を、ステップＳ２０８で出力時刻取得部１１１が取得した出力時刻と同じ時刻に修正する（ステップＳ２１２）。そして、システム時刻修正装置１１０は、図２に示す一連の処理を終了する。

〔システム時刻修正方法の具体例〕
図３は、本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正方法の具体例を示す図である。図３は、本実施形態のシステム１００において、当該システム１００が起動されてからの、実時刻、取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻、システム時刻の各々の変化を時系列で示したものである。このうち、図３（ａ）は、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を１００ミリ秒とする例を示している。また、図３（ｂ）は、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を２００ミリ秒とする例を示している。なお、実際には各時刻には「年」、「月」、「日」、「時」、「分」、「秒」が示されているが、ここでは「秒」に着目して説明する。

図３（ａ）に示す例では、実時刻が「４０．３（秒）」のとき（ｔ１）、システム１００が起動されている。このとき、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位は１秒であるため、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４０（秒）」が示されている。それ以降、出力時刻取得部１１１により、リアルタイムクロック１０２の出力時刻が１００ミリ秒間隔で取得される。

そして、実時刻が「４１．０（秒）」のとき（ｔ２）、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４１（秒）」が示されている。すなわち、取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わる。このタイミングで、時刻修正部１１４が、システム時刻を「４１．０（秒）」に修正する。これにより、システム時刻は、実時刻からの誤差がない状態となる。

図３（ｂ）に示す例では、実時刻が「４０．３（秒）」のとき（ｔ３）、システム１００が起動されている。このとき、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位は１秒であるため、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４０（秒）」が示されている。それ以降、出力時刻取得部１１１により、リアルタイムクロック１０２の出力時刻が２００ミリ秒間隔で取得される。

そして、実時刻が「４１．１（秒）」のとき（ｔ４）、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４１（秒）」が示されている。すなわち、取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」の値が切り替わる。このタイミングで、時刻修正部１１４が、システム時刻を「４１．０（秒）」に修正する。これにより、システム時刻は、実時刻から「０．１（秒）」の誤差（すなわち、第１の単位（１秒）の１０分の１の誤差）が生じた状態となる。但し、この誤差は、従来の方法（図５参照）による誤差「０．３（秒）」と比べて、軽減されたものとなっている。

なお、図３（ｂ）に示すように、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を２００ミリ秒とした場合であっても、システム起動時の実時刻における１００ミリ秒単位の値が偶数の場合（例えば、「４０．４（秒）」の場合）は、図３（ａ）と同様に、実時刻が「４１．０（秒）」のときに、リアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得して、システム時刻を「４１．０（秒）」に修正することができる。すなわち、システム時刻を、実時刻からの誤差がない状態とすることができる。

〔システム時刻修正方法の比較例〕
図４は、本発明の一実施形態に係るシステム時刻修正方法の比較例を示す図である。図４（ａ）は、上記実施形態に対する比較例の第１例として、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を、仮に３００ミリ秒とする例を示している。また、図４（ｂ）は、上記実施形態に対する比較例の第２例として、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を、仮に５００ミリ秒とする例を示している。

図４（ａ）に示す例では、実時刻が「４０．３（秒）」のとき（ｔ１’）、システム１００が起動されている。このとき、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位は１秒であるため、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４０（秒）」が示されている。それ以降、出力時刻取得部１１１により、リアルタイムクロック１０２の出力時刻が３００ミリ秒間隔で取得される。

そして、実時刻が「４１．２（秒）」のとき（ｔ２’）、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻が、「４１（秒）」に切り替わる。このタイミングで、時刻修正部１１４が、システム時刻を「４１．０（秒）」に修正する。これにより、システム時刻は、実時刻から「０．２（秒）」の誤差が生じた状態となる。すなわち、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を１００ミリ秒間隔または２００ミリ秒間隔とする場合よりも、大きな誤差が生じてしまうこととなる。

なお、この例では、従来の方法（図５参照）による誤差「０．３（秒）」よりも小さい誤差（０．２秒）に抑えることができているが、実時刻が「４０．９（秒）」のときにリアルタイムクロック１０２の出力時刻を取得したタイミングでシステム時刻を修正するときの誤差（０．１秒）よりも、大きな誤差が生じてしまうことになる。

図４（ｂ）に示す例では、実時刻が「４０．３（秒）」のとき（ｔ３’）、システム１００が起動されている。このとき、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位は１秒であるため、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻には、「４０（秒）」が示されている。それ以降、出力時刻取得部１１１により、リアルタイムクロック１０２の出力時刻が５００ミリ秒間隔で取得される。

そして、実時刻が「４１．３（秒）」のとき（ｔ４’）、出力時刻取得部１１１が取得したリアルタイムクロック１０２の出力時刻が、「４１（秒）」に切り替わる。このタイミングで、時刻修正部１１４が、システム時刻を「４１．０（秒）」に修正する。これにより、システム時刻は、実時刻から「０．３（秒）」の誤差が生じた状態となる。すなわち、従来の方法（図５参照）による誤差「０．３（秒）」と変わらない。なお、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を５００ミリ秒間隔とした場合、最大で０．４（秒）の誤差が生じることとなり、従来の方法（図５参照）による誤差「０．３（秒）」よりも大きな誤差が生じてしまうこととなる。

以上のことから、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を２００ミリ秒以下（すなわち、第１の単位（１秒）の５分の１以下）とするのが好ましいことがわかる。

以上説明したように、本実施形態では、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の「秒」（第１の単位）の値が切り替わってから、最初にその出力時刻を取得したタイミングで、システム時刻の誤差が１００ミリ秒以下（第１の単位の１０分の１以下）となるように、システム時刻を修正することができる。このため、本実施形態によれば、リアルタイムクロック１０２の出力時刻に基づいてシステム時刻を修正する際の誤差を抑制することができる。

特に、本実施形態では、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を１００ミリ秒または２００ミリ秒としたため、リアルタイムクロック１０２の出力時刻に対するシステム時刻の誤差を生じさせることなく、または、誤差が生じたとしてもその誤差が１００ミリ秒となるように、システム時刻を修正することができる。

なお、上記実施形態では、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔を１００ミリ秒または２００ミリ秒としているが、本発明はこれに限らない。すなわち、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔は、その出力時刻の最小単位である「１秒」の５分の１以下であればよく、例えば、１０ミリ秒、５０ミリ秒等であってもよい。

また、上記実施形態では、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位が「１秒」である場合について例示しているが、本発明はこれに限らない。例えば、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の最小単位が「１００ミリ秒」であってもよい。この場合も、リアルタイムクロック１０２の出力時刻の取得間隔は、その出力時刻の最小単位である「１００ミリ秒」の５分の１以下（例えば、２０ミリ秒、１０ミリ秒等）であればよい。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００ システム
１０２ リアルタイムクロック
１０４ システム時計
１１０ システム時刻修正装置
１１１ 出力時刻取得部
１１２ 出力時刻記憶部
１１３ 判断部
１１４ 時刻修正部

Claims (4)

1. システム時刻を修正するシステム時刻修正装置であって、
   リアルタイムクロックの出力時刻を、その出力時刻の最小単位である第１の単位の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得する出力時刻取得部と、
   前記出力時刻取得部が前記出力時刻を取得する毎に、当該出力時刻における前記第１の単位の値が切り替わったか否かを判断する判断部と、
   前記判断部によって前記出力時刻における前記第１の単位の値が切り替わったと判断されたとき、前記システム時刻を前記出力時刻と同じ時刻に修正する時刻修正部と
   を備えたことを特徴とするシステム時刻修正装置。
2. 前記出力時刻取得部は、前記第１の単位が１秒である前記出力時刻を、前記第２の単位である１００ミリ秒間隔で取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム時刻修正装置。
3. 前記出力時刻取得部は、前記第１の単位が１秒である前記出力時刻を、前記第２の単位である２００ミリ秒間隔で取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム時刻修正装置。
4. システム時刻を修正するシステム時刻修正装置によるシステム時刻修正方法であって、
   前記システム時刻修正装置の出力時刻取得部が、リアルタイムクロックの出力時刻を、その出力時刻の最小単位である第１の単位の５分の１以下である第２の単位の間隔で取得する出力時刻取得工程と、
   前記システム時刻修正装置の判断部が、前記出力時刻取得工程にて前記出力時刻取得部が前記出力時刻を取得する毎に、当該出力時刻における前記第１の単位の値が切り替わったか否かを判断する判断工程と、
   前記システム時刻修正装置の時刻修正部が、前記判断工程にて前記判断部によって前記出力時刻における前記第１の単位の値が切り替わったと判断されたとき、前記システム時刻を前記出力時刻と同じ時刻に修正する時刻修正工程と
   を含むことを特徴とするシステム時刻修正方法。

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