Epson即时时钟模组「次秒」Sub-Second功能与应用
RTC即时时钟模组通常用来运算或管理时间日历、计时器等系统重要资讯。某些Epson RTC即时时钟模组可以透过使用将32,768 Hz除频后,用来管理控制次秒(sub Seconed)功能。
本文将描述RTC即时时钟模组,三个相关具体应用。下表一为Epson RTC主流机种和功能,

图一,描述了Epson RA8000CE RTC其内部的除频电路,它的频率从内建基频32,768Hz音叉型石英晶体元为基础,件提供了多种选择。RTC的FOUT引脚具有频率输出。
RA8000CE可以分别依设定,选择是否需要输出32,768Hz, 1,024Hz和1Hz的频率给电路系统。

图一. RA8000CE内部除频电路图
图二,RTC低频频率信号输出与A/DC搭配应用。
例如,一些低速频率,例如:1,024Hz和32,768Hz ,常被使用在低速的A/DC ,可透过Epson RTC FOUT引脚提供相关频率给A/DC用以取样频率。另过,另有多款Epson RTC即时时钟模组可以提供4,096Hz时脉输出。

图二. RTC与A/DC搭配应用
图三,32,768Hz用予MCU (Micro Controller Unit)内部计时器,亦或系统运作参考时脉。
因此,客户的MCU不需要32,768Hz的石英晶体,用予内部的低频振荡电路,可直接使用Epson RTC FOUT引脚,输出32,768Hz时脉给MCU便可。

图3 32768Hz MCU的系统时脉
在影片图像储存应用中,通常透过时间戳记记录在每个图框帧数(frame) ,具有时间戳记图框资料将用于计算和判断各帧图框资料在影片播放时、帧数顺序的判断。但有些应用在各别系统应用限制下,导致无法从MPEG(Moving Picture Experts Group)或H.264档案格式中获取时间戳记,在这种情况下,具备次秒(Sub second)时间资料计录,将从每一个帧数中来取得。
图四,表示RTC即时时钟模组(RX-8803SA/LC)位影像录制提供了次秒等级时间数据,透过MCU将所需要的次秒时间记录由RTC即时时钟模组发中读取后,记录在每一帧图框资料中,RTC模组提供的时间戳记中,包含了日期和次秒(1/100)资料。
具次秒解析度的时间戳记资料,让系统可以正确播放影像画面,并可判断每帧图框正确顺序。RX8901CE 、RX4901CE 、RA8000CE和RA4000CE ,这些机种可以甚至可以支援1/512和1/1,024的次秒时间数据解析度。

图四. RX-8803SA/LC 1/100次秒影像图框帧数
使用1/100秒的时间戳记,将可以正确无误查看影像播放品质,使用者也可以判断每帧的顺序,请参考图五.

图五.具备1/100秒时间戳记可正确播放影像
图六.将装置于不同位置的各相机,如相机A和B ,透过GNSS(Global Navigation Satellite System)时间同步后,让各相机以1/100秒的时间数据解析度同步纪录同一位滑雪者,且相机A和B用同样的秒数获取帧数顺序,因此,编辑者可依用两个不同位置的相机中的同步次秒时间记录来分析或剪辑滑雪者影像画面。

图六.相机A和B用独立的1/100秒捕抓画面
透过结合爱普生RTC即时时钟模组、MCU和FPGA(Field Programmalbe Gate Array)系统,使用者可以管理纪录时间戳记的事件时间,例如:停电或者系统故障等。RX8111CE, RX4111CE可提供时间资料,从年到秒级别来记录时间,另外,RA8000CE和RA4000CE日期时间资料中,更可以支援包含次秒sub second等级时间记录。
图七,表示RA8000CE时间戳记的功能方块图,它可提供BCD(Binary Coded Decimal)码或二进制资料格式。

图七. RA8000CE时间戳记功能方块图
许多电脑系统可以透过使用MCU和FPGA来管理sub second级的时间戳记,结合MCU 、FPGA和RA8000CE ,管理者可以在事件发生时透过将时间戳记资料存储到RTC即时时钟模组来进行备份操作,因此,即使在停电期间,使用者也可以辨识时间戳记的纪录,除了标准的BCD格式外,使用者亦可使用二进制,请参考图八。

图八. MCU和FPAG系统备份RA8000CE时间戳记
附录:以下为爱普生主要RTC即时时钟模组产品资讯,供您参考
具有次秒(sub second)等级时间记录(ex. 1/100秒)机种
RX-8803SA , RX-8803LC , RX8901CE , RX4901CE , RA8000CE , RA4000CE
更多有关Epson即时时钟模组产品和影片说明资讯,请参考,
https://www5.epsondevice.com/en/information/#rtc
https://www5.epsondevice.com/en/information/technical_info/rtc/
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