【導讀】時鍾同步的應用廣泛，但常規的時鍾同步方案或對終端設備要求高，或原理相對複雜。對此
，本文利用大普的RTC秒上升沿即時生效原理，設計一種低功耗、高精確時鍾同步方案。

摘要

時鍾同步的應用廣泛，但常規的時鍾同步方案或對終端設備要求高，或原理相對複雜。對此
，本文利用大普的RTC秒上升沿即時生效原理
，設計一種低功耗
、高精確時鍾同步方案。

時鍾同步的應用涵蓋通信、交通、電力、視頻、醫療、金融、教育等領域
，在低功耗的設備上提高時鍾的同步精度具有較高的應用價值。

1.   時鍾同步的概念及精度影響因素

2.   時鍾同步的設計原理

市場上RTC的時間寄存器分辨率一般精確到秒，但本文將探討基於RTC，如何進行毫秒甚至微秒級別的時鍾同步設置。其主要原理是利用大普的RTC秒上升沿即時生效原理——即秒上升沿會移動到秒設置生效的位置，當MCU捕捉到時鍾服務器輸出1PPS上升沿時
，對RTC進行秒的寫操作，即能實現精準時鍾同步。工作原理框圖見圖1。

3.   時鍾同步的具體實現

3.1誤差確認

減少誤差需要先分析和確認誤差。如圖2所示，圖中T1是MCU軟件操作時延和IIC指令時延，主要和單片機以及IIC速率有關係。硬件和軟件係統確定後
，T1即為固定值。T2是IIC操作生效到秒上升沿變化時間差
，是RTC同步誤差
，主要由RTC內部邏輯電路確定
，也是固定值。T3為T1和T2之和，即總誤差。

3.2誤差校準

確認誤差之後
，需要對誤差進行校準。如上文所述，總誤差為固定值T3
，那麼校時起點若相對於GPS/BDS秒上升沿提前T3，就能實現精準的秒上升沿同步。如圖3所示。

4.   時鍾同步的測試驗證

按照以上原理進行了測試驗證。實際測試結果顯示
，經過誤差校準後，RTC輸出的1PPS（綠色）和服務器輸出的1PPS（黃色）同步精度非常高，相位偏差在±10us[3]內，實現了微秒級別的時鍾同步。

（10）多種接口類型，接口可定製

（2）超高穩定度：

         ±3.4ppm @ -40℃～+85℃

（3）內置晶體：32.768kHz

（9）封裝尺寸：3.2* 2.5*1.0mm

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