Epson 技術介紹 AN-023 ( March , 2022 )
文: 王建斌，任職於台灣愛普生科技股份有限公司，電子零件事業部。
RX8010SJ 產品 URL :
https://www5.epsondevice.com/en/products/rtc/rx8010sj.html
最新應用規格書下載( ver. 7 ) :
https://support.epson.biz/td/api/doc_check.php?dl=app_RX8010SJ&lang=en
愛普生 RX8010SJ 即時時鐘模組開放內建「數位式計時偏差補正」功能
Epson RX8010SJ Real Time Clock module , we just open designers’ option to accesson-chip “ Digital Offset “ functions for Time Calibration
概述
本篇將以精工愛普生的 Real-Time Clock (RTC)模組” RX8010SJ”為參考機種，愛普生 RX8010SJ 為 過去性價比佳的即時時鐘模組解決方案，可支援低耗電(計時模式)，和廣泛使用於電子產品的 I2C 資 料存取匯流排，內建 32.768kHz 音叉，出廠前已經愛普生工場調校時間精度，讓系統設計者勿需再擔憂各別零件設計組合時的誤差問題，甚至於發生匹配不當造成無法正常工作振盪的品質問題。
因為產品線和生產能力等規劃考量，內件的 32.768kHz 音叉石英元件和 CMOS IC 實裝完成電路 後，再透過最後環氧樹脂封合製程的 RX8010SJ，並非愛普生目前生產工廠為主力的陶瓷底座經氣 密封蓋標準化量產製程，近年已非我們推薦使用於新產品設計產品 (NRND : Not Recommend for New Design )，但對過去已採購使用於裝置設備設計的客戶來說，依舊是非常穩定實用好的產品，去年底，日本愛普生正式將過去已內建於 RTC ASIC 內，但隱藏「數位式計時偏差補正」功能正式公開，本篇便是和過去產品使用者說明，公開內建的「數位式計時偏差補正」功能和使用方法。
因為產品線和生產能力等規劃考量，內件的 32.768kHz 音叉石英元件和 CMOS IC 實裝完成電路 後，再透過最後環氧樹脂封合製程的 RX8010SJ，並非愛普生目前生產工廠為主力的陶瓷底座經氣 密封蓋標準化量產製程，近年已非我們推薦使用於新產品設計產品 (NRND : Not Recommend for New Design )，但對過去已採購使用於裝置設備設計的客戶來說，依舊是非常穩定實用好的產品，去年底，日本愛普生正式將過去已內建於 RTC ASIC 內，但隱藏「數位式計時偏差補正」功能正式公開，本篇便是和過去產品使用者說明，公開內建的「數位式計時偏差補正」功能和使用方法。
1. 隱藏於 RX8010SJ 指令集中，暫存器[30h] -「數位式計時偏差額外補正」，
關於 RX8010SJ 暫存器表中，新舊版本應用規格書間，公開可使用功能表的陳術對比，請參考下
表例，
表例，
接著，我們對新開放暫存器[30h]，相關功能設定開始說明，
2.「開啟」或是「關閉」數位式計時偏差補正功能?
bit 7 (DTE)位元設定值決定，
bit 7 = 0b = 關閉、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值無論為何，內部運作皆忽略，
bit 7 = 1b = 開啟、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值，決定內部數位式計時偏差補正運作，
bit 7 = 0b = 關閉、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值無論為何，內部運作皆忽略，
bit 7 = 1b = 開啟、bit6 ~ bit 0 ( L7 ~ L1 ) 設定數值，決定內部數位式計時偏差補正運作，
bit 6 (L7)位元設定值決定，額外「正偏差」修正量，或額外「負偏差」修正量，
每一階數位補正設定，可以修正約 3.05ppm 頻率偏移量/單位(以每十秒，修正一次)，
bit 6 = 0b = 額外「正」偏移量修正，可設定有效數值範圍為，01d ~ 63d，
bit 6 = 1b = 額外「負」偏移量修正、可設定有效數值範圍為，64d ~ 127d，(2 的補數使用)
每一階數位補正設定，可以修正約 3.05ppm 頻率偏移量/單位(以每十秒，修正一次)，
bit 6 = 0b = 額外「正」偏移量修正，可設定有效數值範圍為，01d ~ 63d，
bit 6 = 1b = 額外「負」偏移量修正、可設定有效數值範圍為，64d ~ 127d，(2 的補數使用)
3. 計時器於裝置設備內長時間運作下，觀察相關計時器時間或頻率間偏差量，
和適正暫存器計算和值設定方法，
和適正暫存器計算和值設定方法，
如何依期待偏移量，適正設定於 RX8010SJ 暫存器[30h]中?以下為相關設定說明，
如何設定正偏移量偏差修正值?下範例為，期待即時時鐘計時器能夠額外
如何設定正偏移量偏差修正值?下範例為，期待即時時鐘計時器能夠額外
參考範例一.「正 192ppm 偏移量」
參考範例二.「負 158ppm 偏移量」 ... 2 的補數使用，
參考範例三. 「每月 30 秒偏差量修正」，
4. 該如何計算，當使用 32.768kHz 頻率元件為計時器即時時鐘時脈來源，如何 將頻率的偏差量換算成每日秒差?
簡單來說，我們可以用，一天為 86,400 秒( = 60Sec. x 60Min. x 24hours )，透過以下計算式便可換算得到 32.768kHz 的頻率偏差量，1,000,000 / 86,4000 秒 = 11.57ppm，所以，32.768kHz 為基礎參考頻率量測下，11.57ppm 為一個 標準單位時，這個數值便等同於我們將會觀察到的計時器偏差「一秒/日」，的偏差量，
[eg.1] 觀察計時器長時間於設備內運作後，推算日偏差值，發現約有「快 2 秒」計時器偏差， 約等同 +11.57ppm x (+2) = +23.14ppm 偏差 ( = 32,768Hz x 23.14 x 10^-6 = 32,768Hz + 0.7582Hz )
[eg.2] 觀察計時器長時間於設備內運作後，推算日偏差值，發現約有「慢 5 秒」計時器偏差， 約等同 +11.57ppm x ( -5) = - 57.85ppm 偏差 ( = 32,768Hz x -57.85 x 10^-6 = 32,768Hz –1.8956Hz )
[eg.1] 觀察計時器長時間於設備內運作後，推算日偏差值，發現約有「快 2 秒」計時器偏差， 約等同 +11.57ppm x (+2) = +23.14ppm 偏差 ( = 32,768Hz x 23.14 x 10^-6 = 32,768Hz + 0.7582Hz )
[eg.2] 觀察計時器長時間於設備內運作後，推算日偏差值，發現約有「慢 5 秒」計時器偏差， 約等同 +11.57ppm x ( -5) = - 57.85ppm 偏差 ( = 32,768Hz x -57.85 x 10^-6 = 32,768Hz –1.8956Hz )
5. 當「開啟」暫存器[30h]，「數位式計時偏差補正」功能，將會有哪些引響?
前言提到，愛普生 RX8010SJ 出廠前已將內建的音叉石英元件和 CMOS IC 組裝完成後，其振盪
電路的時脈頻率調整校正在+5±23ppm 誤差內(約等同每日±2 秒/日偏差，室溫+25 度參考)
電路的時脈頻率調整校正在+5±23ppm 誤差內(約等同每日±2 秒/日偏差，室溫+25 度參考)
所以，當開啟「數位式計時偏差補正」時，並不會引響到實際內部 32.768kHz 振盪頻率精準度， 但開啟本功能時，下述所指出的功能，將會因為數位式計時偏差補正功能執行時，有所引響，
1. FOUT (當開啟輸出頻率功能時)，1Hz 或 1,024Hz 時脈輸出時，將會以修正後為基準，
2. Wakeup timer (喚醒倒數計時)，64Hz 或 1Hz 為喚醒時脈單元參考時，將會被引響，
2. Wakeup timer (喚醒倒數計時)，64Hz 或 1Hz 為喚醒時脈單元參考時，將會被引響，
6. 愛普生 RX8010SJ 即時時鐘模組產品圖片和相關內部結構圖(參考用)
以上為 RX8010SJ 內建數位式計時偏差補正功能相關說明，如有任何使用上問題，可隨時洽詢台灣愛普生公司各授權電子零件代理商，或是與我們聯絡。