[发明专利]一种RTC串口转并口应用的方法

说明书

本发明公开了一种RTC串口转并口应用的方法，包括以下步骤：步骤1，设计兼容性的软件及模块结构尺寸；步骤2，选用具有温度补偿功能的高精度串行接口RTC实时时钟芯片；步骤3，通过FPGA实现对串行接口RTC实时时钟的访问；步骤4，通过FPGA模拟并行总线接口；步骤5，最终实现串行接口转换为并行接口，两者通过FPGA进行数据互通。本发明采用上述结构的RTC串口转并口应用的方法，能够在原来结构的基础上提高RTC实时时钟的可信度，保障设备运用安全，降低成本。

技术领域

本发明涉及串行RTC实时时钟技术领域，尤其是涉及一种RTC串口转并口应用的方法。

背景技术

RTC(Real Time Clock)实时时钟广泛应用于需要获的日历时钟并以“时间”为要素进行控制、显示、记录等应用的各类产品。RTC是集成电路，通常称为时钟芯片。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。有些时钟芯片为了在主电源掉电时，还可以工作，需要外加电池供电。早期RTC产品：早期RTC产品实质是一个带有计算机通讯口的分频器。它通过对晶振所产生的振荡频率分频和累加，得到年、月、日、时、分、秒等时间信息并通过计算机通讯口送入处理器处理。这一时期RTC的特征如下：在控制口线上为并行口；功耗较大；采用普通CMOS工艺；封装为双列直插式；芯片普遍没有现代RTC所具有的万年历及闰年月自动切换功能，也无法处理2000年问题。现在已经被淘汰。中期RTC产品：在20世纪90年代中期出现了新一代RTC，它采用特殊CMOS工艺；功耗大为降低，典型值约0.5μA以下；供电电压仅为1.4V以下；和计算机通讯口也变为串行方式，出现了诸如三线SIO/四线SPI，部分产品采用2线I2C总线；包封上采用SOP/SSOP封装，体积大为缩小；功能上：片内智能化程度大幅提高、具有万年历功能，输出控制也变得灵活多样。有些RTC甚至已经出现时基软件调校功能(TTF)及振荡器停振自动检测功能而且芯片的价格极为低廉。目前，这些芯片已被客户大量使用中。最新一代RTC产品：最新一代RTC产品中，除了包含第二代产品所具有的全部功能，更加入了复合功能，如低电压检测，主备用电池切换功能，抗印制板漏电功能，且本身封装更小(高度0.85mm，面积仅为2mm*2mm)。

LKJ2000型列车运行监控装置是世界铁路装备数量最多的单一型号列控车载设备，在铁路近2.5万台机车及1000多列动车组上装备使用。LKJ2000型列车运行监控装置中使用的RTC实时时钟(如DS1554、DS1386)与主控CPU之间采用并行数据总线进行信息交互，其日历时钟信息与临时慢行限速控制等安全功能相关。由于此类直接采用并行数据总线通信的RTC实时时钟无温度补偿技术措施，时钟精度温度特性为典型的负温度系数抛物线，常温25℃时，时钟精度最高，随温度的升高或降低，时钟精度都随之下降。随着铁路运维体制改革，人工定期对RTC实时时钟进行时间校准的间隔逐步延长后，原RTC实时时钟的时间精度已不能满足安全运用的要求。

受在线运用LKJ2000列车运行监控装置数量庞大、设备硬件变更等级及成本控制等因素影响，亟需采用时钟精度高且具备温度补偿技术措施的RTC实时时钟对设备现用RTC实时时钟进行替代。而当前具备温度补偿技术措施的RTC实时时钟均采用串行数据通信方式，因为迫切需要发明一种RTC串口转并口应用的方法，能够以较低成本的方式来有效解决这一实际问题。

现有的RTC实时时钟具有以下缺点：

1.原RTC实时时钟的时钟精度低，无温度补偿技术措施，受环境温度影响，日历时钟误差较大。

2.原RTC实时时钟在产品寿命周期内会出现外部断电条件下因内置锂电池电量低引起时间停止走行的现象，直接更换RTC实时时钟成本高。

3.原LKJ2000列车运行监控装置不支持直接选用具备温度补偿技术措施但采用串行数据通信的RTC实时时钟，需要对主控印制板进行设计变更，影响大、成本高。

发明内容