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一种时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质

申请号 CN202311005993.7 申请日 2023-08-10 公开(公告)号 CN117010205A 公开(公告)日 2023-11-07
申请人 深圳市艾锐达光电有限公司; 发明人 姚志成; 谢剑军;
摘要 本 申请 提供了一种时钟 精度 修正方法、装置、设备及可读存储介质,该方法包括:获取时钟源所处的环境工况;根据环境工况在修正模型中计算修正值;根据修正值对时钟的精度进行修正。通过本申请方案的实施,创建修正模型,将环境工况输入到修正模型中得到修正值,根据修正值对时钟的精度进行修正,保证在不同环境工况下 实时时钟 的准确度。
权利要求

1.一种时钟精度修正方法,其特征在于,包括:
获取时钟源所处的环境工况;
根据所述环境工况在修正模型中计算修正值;
根据所述修正值对时钟的精度进行修正。
2.根据权利要求1所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述根据所述环境工况在修正模型中计算修正值的步骤之前,还包括:
生成所述环境工况与所述时钟源的频率偏差的二次函数关系式;
将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型。
3.根据权利要求2所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤,包括:
获取所述环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据所述映射关系创建负载电容预测模型;
获取所述环境工况与寄生电容之间的第二映射关系,并根据所述第二映射关系创建寄生电容预测模型;
获取所述环境工况与负载电流之间的第三映射关系,并根据所述第三映射关系创建负载电流预测模型;
将所述二次函数关系式与所述负载电容预测模型、所述寄生电容预测模型以及所述负载电流预测模型结合生成所述修正模型。
4.根据权利要求3所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述获取所述环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据所述映射关系创建负载电容预测模型的步骤,包括:
获取不同所述环境工况下所述负载电容的容值变化量;
根据所述环境工况与所述容值变化量的对应关系确定三次函数关系式;
基于所述三次函数关系式创建所述负载电容预测模型。
5.根据权利要求3所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤之后,还包括:
获取所述时钟源的频率偏差的实际测量值;
根据所述实际测量值对所述修正模型进行验证。
6.根据权利要求5所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述根据所述实际测量值对所述修正模型进行验证的步骤,包括:
生成所述实际测量值的第一曲线以及生成所述修正值的第二曲线;
当所述第一曲线与第二曲线之间存在预设数量的交点时,确定所述修正模型为准确模型。
7.根据权利要求1所述的时钟精度修正方法,其特征在于,所述根据所述修正值对时钟精度进行修正的步骤,包括:
设置预设修正周期;
在所述预设修正周期内,根据所述修正值对所述时钟源进行预设次数的修正。
8.一种时钟精度修正装置,其特征在于,包括:
获取模,用于获取时钟源所处的环境工况;
计算模块,用于根据所述环境工况在修正模型中计算修正值;
修正模块,用于根据所述修正值对时钟的精度进行修正。
9.一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,其中:
所述处理器用于执行存储在所述存储器上的计算机程序
所述处理器执行所述计算机程序时,实现权利要求1至7中任意一项所述时钟精度修正方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现权利要求1至7中的任意一项所述时钟精度修正方法中的步骤。

说明书全文

一种时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及时钟校准技术领域,尤其涉及一种时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质。

背景技术

[0002] 目前主流技术方案中,主要是以晶振(32768Hz)做为时钟源,由RTC芯片对晶振进行驱动,产生谐振后获得稳定可靠的32768Hz频率基准时钟信号,用于RTC(Real Time Clock,实时时钟)时间计数。且通过温度的测量对晶振与温度变化的二次函数关系进行补偿修正,确保时钟在不同的温度范围内仍能保持一定的准确度。然而,在实际情况下,晶振与温度变化并非简单的线性关系,因此目前主流技术方案并不能精确补偿修正实时时钟在不同环境工况下的误差。发明内容
[0003] 本申请实施例提供了一种时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质,至少能够解决相关技中无法在不同环境工况下对实时时钟进行精准修正的问题。
[0004] 本申请实施例第一方面提供了一种时钟精度修正方法,包括:获取时钟源所处的环境工况;
根据所述环境工况在修正模型中计算修正值;
根据所述修正值对时钟的精度进行修正。
[0005] 可选的,所述根据所述环境工况在修正模型中计算修正值的步骤之前,还包括:生成所述环境工况与所述时钟源的频率偏差的二次函数关系式;
将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型。
[0006] 可选的,所述将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤,包括:获取所述环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据所述映射关系创建负载电容预测模型;
获取所述环境工况与寄生电容之间的第二映射关系,并根据所述第二映射关系创建寄生电容预测模型;
获取所述环境工况与负载电流之间的第三映射关系,并根据所述第三映射关系创建负载电流预测模型;
将所述二次函数关系式与所述负载电容预测模型、所述寄生电容预测模型以及所述负载电流预测模型结合生成所述修正模型。
[0007] 可选的,获取所述环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据所述映射关系创建负载电容预测模型的步骤,包括:获取不同所述环境工况下所述负载电容的容值变化量;
根据所述环境工况与所述容值变化量的对应关系确定三次函数关系式;
基于所述三次函数关系式创建所述负载电容预测模型。
[0008] 可选的,所述将所述二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤之后,还包括:获取所述时钟源的频率偏差的实际测量值;
根据所述实际测量值对所述修正模型进行验证。
[0009] 可选的,所述根据所述实际测量值对所述修正模型进行验证的步骤,包括:生成所述实际测量值的第一曲线以及生成所述修正值的第二曲线;
当所述第一曲线与第二曲线之间存在预设数量的交点时,确定所述修正模型为准确模型。
[0010] 可选的,所述根据所述修正值对时钟精度进行修正的步骤,包括:设置预设修正周期;
在所述预设修正周期内,根据所述修正值对所述时钟源进行预设次数的修正。
[0011] 本申请实施例第二方面提供了一种时钟精度修正装置,包括:获取模,用于获取时钟源所处的环境工况;
计算模块,用于根据所述环境工况在修正模型中计算修正值;
修正模块,用于根据所述修正值对时钟的精度进行修正。
[0012] 本申请实施例第三方面提供了一种电子设备,其特征在于,包括存储器及处理器,其中,所述处理器用于执行存储在所述存储器上的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时上述本申请实施例第一方面提供的时钟精度修正方法中的各步骤。
[0013] 本申请实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现上述本申请实施例第一方面提供的时钟精度修正方法中的各步骤。
[0014] 由上可见,根据本申请方案所提供的时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质,获取时钟源所处的环境工况;根据所述环境工况在修正模型中计算修正值;根据所述修正值对时钟的精度进行修正。通过本申请方案的实施,创建修正模型,将环境工况输入到修正模型中得到修正值,根据修正值对时钟的精度进行修正,保证在不同环境工况下实时时钟的准确度。附图说明
[0015] 图1为本申请实施例提供的时钟精度修正方法的基本流程示意图;图2为本申请实施例提供的修正模型曲线示意图;
图3为本申请实施例提供的时钟精度修正装置的程序模块示意图;
图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

[0016] 为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而非全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0017] 为了解决相关技术中无法在不同环境工况下对实时时钟进行精准修正的问题,本申请实施例提供了一种时钟精度修正方法,如图1为本实施例提供的时钟精度修正方法的基本流程图,该时钟精度修正方法包括以下的步骤:步骤110、获取时钟源所处的环境工况。
[0018] 具体的,实时时钟芯片是日常生活中应用最为广泛的消费类电子产品之一。它为人们提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准,实时时钟芯片大多采用精度较高的晶体振荡器作为时钟源(时钟源用来为环形脉冲发生器提供频率稳定且电平匹配的方波时钟脉冲信号。它通常由石英晶体振荡器和与非组成的正反馈振荡电路组成),实时时钟芯片的时间误差主要来源于时钟芯片中晶振的频率误差,而晶振的频率误差主要是由于温度变化引起的。所以,把温度对晶振谐振频率所产生的误差进行有效的补偿,是提高时钟精度的关键。然而,在实际应用中,引起时钟源频率误差的原因并非是单一的温度变化,湿度变化同样可以造成时钟源频率误差,并且温度变化会引起时钟源负载电流(驱动电流)、负载电容以及寄生电容的变化,因此,时钟源的频率误差与温度变化并非简单的线性关系,应当还要考虑其他因素或者对温度变化引起的时钟内部电路变化产生的误差。在本实施例中,对实时时钟当前的环境工况(例如,温度、湿度等)进行测量,可以通过温湿度传感器对实时时钟的环境工况进行实际测量,并对测量数据实时更新,保证环境工况发生变化时,能够及时对变化数据产生的偏差进行修正。
[0019] 步骤120、根据环境工况在修正模型中计算修正值。
[0020] 具体的,将实时更新的环境工况数据输入到修正模型中,计算出对时钟源产生的频率偏差进行修正的修正值。可以理解的是,该修正模型是根据对对晶体振荡器的研究和分析而生成的修正模型。
[0021] 在本实施例一种可选的实施方式中,根据环境工况在修正模型中计算修正值的步骤之前,还包括:生成环境工况与时钟源的频率偏差的二次函数关系式;将二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型。
[0022] 具体的,目前主流的对时钟源频率偏差修正的技术方案中,只是对晶体振荡器与温度变化的二次函数关系进行补偿修正。在本实施例中,通过对晶体振荡器的研究与分析,即分析温度或湿度对晶体振荡器的频率偏差的影响,并通过对大量实验用例的测试结果,找出环境工况与晶体振荡器的频率偏差之间的最佳二次函数关系式,而该二次函数关系式还只是理想状态下环境工况对频率偏差的影响,温度的变化还可能引起负载电流、负载电容以及寄生电容等参数发生变化,因此还需要预先设计负载电流、负载电容以及寄生电容的预测模型,将二次函数关系式与预设预测模型相结合生成最终的修正模型,保证频率偏差修正的准确性,提高实时时钟的精确度。
[0023] 可选的,将二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤,包括:获取环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据映射关系创建负载电容预测模型;获取环境工况与寄生电容之间的第二映射关系,并根据第二映射关系创建寄生电容预测模型;获取环境工况与负载电流之间的第三映射关系,并根据第三映射关系创建负载电流预测模型;将二次函数关系式与负载电容预测模型、寄生电容预测模型以及负载电流预测模型结合生成修正模型。
[0024] 具体的,贴片电容器,是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合而成,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,因此贴片电容器极容易受温度影响,从而产生电容容值变化,导致晶体振荡器的频率偏差。因此,对贴片电容器的材料特性进行研究、分析和整理。创建合适的负载电容预测模型,并对负载电容在不同的环境工况条件下如温度、湿度等的电容容值变化量进行预测;寄生电容是分布在导线之间、线圈与机壳之间以及某些元件之间的分布电容等,寄生电容一般是指电感,电阻,芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。基于环境工况中温度变化,对PCB信号线电气特性进行研究、分析和整理,创建合适的寄生电容预测模型,对其寄生电容和电感在不同环境工况条件下进行预测;同理,对芯片驱动电流(负载电流)在不同工况下进行实测,并进行数据分析整理,创建环境工况与负载电流关系的负载电流预测模型;再将环境工况对晶体振荡器的频率偏差的二次函数关系式,与三种不同的预测模型相结合,生成最终的修正模型,提高的晶体振荡器频率偏差的准确性。
[0025] 可选的,在创建负载电容预测模型的过程中,对贴片电容器的材料特性进行研究、分析和整理可以理解为寻找环境工况对负载电容的影响,经过对多组实验用例和测试结果的分析,最终确定环境工况与容值变化量呈现一种三次函数关系曲线,根据三次函数关系曲线创建负载电容预测模型。同理,寄生电容预测模型与负载电流的创建也是如此。
[0026] 可选的,在创建完上述三种预测模型之后,还需要对相应的预测模型进行验证。在本实施例中,例如,对负载电容预测模型进行验证:对负载电容在不同的环境工况条件下如温度、湿度等的电容容值变化量进行预测,获取对应的预测曲线,在预测的不同环境工况中选择多个对应的温度数据,并通过对实时时钟的实际测量确定对应的负载电容容值变化量,选择的温度数据最少不低于三个,且预测数据与实测数据全部相同,才能确定负载电容预测模型是准确的。
[0027] 可选的,将二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型的步骤之后,还包括:获取时钟源的频率偏差的实际测量值;根据实际测量值对修正模型进行验证。
[0028] 具体的,由于修正模型是由多个预测模型与二次函数关系式结合形成的数学模型,因此,即使预测模型和二次函数关系式都是准确的,但是在结合之后生成最终的修正模型也可能存在一些偏差,因此同样需要对修正模型进行验证。可以理解的是,温度与晶体振2
荡器的曲线关系采用二次函数曲线y=ax+bx+c,而电容和电流对晶体振荡器影响的曲线关系采用三次函数曲线y=ax³+bx²+cx+d,因此,通过温度的测量对晶振与温间变化的二次函数关系进行补偿修正的修正方式并不能解决电容和电流对晶体振荡器影响产生的频率偏差。在本实施例中,如图2所示为本申请实施例提供的修正模型曲线示意图,图中开口向下的规则曲线为修正模型计算的修正量曲线,不规则曲线则表示为时钟源实际测量的频率偏差曲线,横轴表示环境工况,纵轴表示时钟源的频率偏差。在对修正模型进行验证时,任意选取多个不同环境工况对时钟源的频率偏差进行实际测量,若测量出来的频率偏差值刚好与修正模型的曲线在对应环境工况下的修正值一致,则认为该修正模型为准确的修正模型。
[0029] 应当说明的是,理论上应当是两条曲线完全重合才能说明修正模型是准确的,但实际上并不是所有的温度变化都能引起时钟源的频率偏差,实验中也无法实现对所有的温度变化进行测量,因此选取多个样本对修正模型进行验证即可证明修正模型的准确性。
[0030] 步骤130、根据修正值对时钟的精度进行修正。
[0031] 具体的,在本实施例中,根据修正模型计算出来的修正值,通过计数器对时钟的频率偏差进行修正,计数器是在计时脉冲控制下,用来统计时钟脉冲的个数,以获得时间的寄存器或存储单元。在不同环境工况下,例如温度变化就会使时钟脉冲的频率发生偏差,导致计数器的统计个数错误,而修正模型的修正值就是对计数器的数值进行调校。
[0032] 在本实施例一种可选的实施方式中,根据修正值对时钟精度进行修正的步骤,包括:设置预设修正周期;基于修正值,在预设修正周期内,对时钟源进行预设次数的修正。
[0033] 具体的,在实际应用中,如果采用32768Hz的晶振作为时钟源,1秒钟就会产生32768个脉冲,需要调快或调慢,就得每秒少计或多计,才能对时钟精度调整,修正就是调整每秒的计数多少。在本实施例中,修正方式为每秒对时钟源进行计数值的加减实现,考虑到需要达到极高的精度要求,将一分钟作为一个调校周期,在一个周期内可以进行60次修调,
60次修调的平均值即为一分钟的误差修正量。可以理解的是,若一秒钟内计数器的调整数值过大,可能会影响修正精度。因此,修正模型计算出的修正值就是时钟在一个周期内需要修正的平均值,即以周期为单位,秒是最小的修正单元,一直在修正,修正量由模型决定,但会等量分散到一分钟内进行调整,可能这一秒还在修正,下一秒没有在修正,可以适用于环境工况一直在变化的情况,使在一个周期内对频率偏差的修正更加准确。
[0034] 基于上述申请的实施例方案,获取时钟源所处的环境工况;根据环境工况在修正模型中计算修正值;根据修正值对时钟的精度进行修正。通过本申请方案的实施,创建修正模型,将环境工况输入到修正模型中得到修正值,根据修正值对时钟的精度进行修正,保证在不同环境工况下实时时钟的准确度。
[0035] 图3为本申请实施例提供的一种时钟精度修正装置,该时钟精度修正装置可用于实现前述实施例中的时钟精度修正方法。如图3所示,该时钟精度修正装置主要包括:获取模块10,用于获取时钟源所处的环境工况;
计算模块20,用于根据环境工况在修正模型中计算修正值;
修正模块30,用于根据修正值对时钟的精度进行修正。
[0036] 在本实施例一种可选的实施方式中,该时钟精度修正装置还包括:生成模块。生成模块用于:生成环境工况与时钟源的频率偏差的二次函数关系式;将二次函数关系式与预设预测模型相结合生成修正模型。
[0037] 进一步的,在本实施例一种可选的实施方式中,生成模块具体用于:获取环境工况与负载电容之间的映射关系,并根据映射关系创建负载电容预测模型;获取环境工况与寄生电容之间的第二映射关系,并根据第二映射关系创建寄生电容预测模型;获取环境工况与负载电流之间的第三映射关系,并根据第三映射关系创建负载电流预测模型;将二次函数关系式与负载电容预测模型、寄生电容预测模型以及负载电流预测模型结合生成修正模型。
[0038] 进一步的,在本实施例一种可选的实施方式中,生成模块还用于:获取不同环境工况下负载电容的容值变化量;根据环境工况与容值变化量的对应关系确定三次函数关系式;基于三次函数关系式创建负载电容预测模型。
[0039] 进一步的,在本实施例另一种可选的实施方式中,该时钟精度修正装置还包括:验证模块。获取模块还用于:获取时钟源的频率偏差的实际测量值。验证模块用于:根据实际测量值对修正模型进行验证。
[0040] 再进一步的,在本实施例一种可选的实施方式中,验证模块具体用于:生成实际测量值的第一曲线以及生成修正值的第二曲线;当第一曲线与第二曲线之间存在预设数量的交点时,确定修正模型为准确模型。
[0041] 在本实施例一种可选的实施方式中,修正模块具体用于:设置预设修正周期;在预设修正周期内,根据修正值对时钟源进行预设次数的修正。
[0042] 根据本申请方案所提供的时钟精度修正装置,获取时钟源所处的环境工况;根据环境工况在修正模型中计算修正值;根据修正值对时钟的精度进行修正。通过本申请方案的实施,创建修正模型,将环境工况输入到修正模型中得到修正值,根据修正值对时钟的精度进行修正,保证在不同环境工况下实时时钟的准确度。
[0043] 图4为本申请实施例提供的一种电子设备。该电子设备可用于实现前述实施例中的时钟精度修正方法,主要包括:存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序403,存储器401和处理器402通过通信连接。处理器402执行该计算机程序403时,实现前述实施例中的时钟精度修正方法。其中,处理器的数量可以是一个或多个。
[0044] 存储器401可以是高速随机存取记忆体(RAM,Random Access Memory)存储器,也可为非不稳定的存储器(non‑volatile memory),例如磁盘存储器。存储器401用于存储可执行程序代码,处理器402与存储器401耦合。
[0045] 进一步的,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是设置于上述各实施例中的电子设备中,该计算机可读存储介质可以是前述图4所示实施例中的存储器。
[0046] 该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现前述实施例中的时钟精度修正方法。进一步的,该计算机可存储介质还可以是U盘、移动硬盘只读存储器(ROM,Read‑Only Memory)、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0047] 在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0048] 作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0049] 另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0050] 集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0051] 需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定都是本申请所必须的。
[0052] 在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
[0053] 以上为对本申请所提供的时钟精度修正方法、装置、设备及可读存储介质的描述,对于本领域的技术人员,依据本申请实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
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