Ho visto dozzine di diversi chip di clock in tempo reale sul mercato, nonché un numero di processori con un modulo di clock in tempo reale alimentato separatamente e alimentato separatamente.

Quasi tutti non solo memorizzano il tempo come anno-mese-giorno-ore-minuti-secondi, ma anche i singoli campi sono memorizzati in formato BCD anziché in formato binario.

C'è qualche motivo di fondo per questo?

Esistono applicazioni a microprocessore che fanno qualcosa di più sofisticato della semplice visualizzazione di un orologio in cui il formato BCD è più utile del binario o in cui il formato anno-mese-giorno-ora-minuti-secondi sarebbe più utile di un semplice conteggio a 47 bit dei cambiamenti di stato dell'oscillatore?

Da quello che posso dire, sembra che i produttori di RTCC aggiungano molti circuiti extra per rendere i loro chip meno utili; l'unica ragione per cui riesco a pensare che i moduli RTCC nei processori si comportino in quel modo è che i produttori di processori usano un'implementazione BCD preesistente piuttosto che produrre la propria.

Tutti gli RTC usano la codifica BCD?

Gli RTC di Philips / NXP (sia autonomi che integrati nei chip ARM7 o Cortex-M3) non usano la codifica BCD.

Cosa c'è che non va in un BCD RTC?

Rispetto al contatore piatto le uniche operazioni che sono più difficili con un orologio BCD diviso sono i calcoli della differenza di tempo (aggiunta di secondi o calcolo del tempo trascorso). Confronti temporali come: "l'ora corrente è superiore all'ora della sveglia impostata dall'utente" sono altrettanto facili.

Cosa c'è di bello negli RTC BCD (e generalmente in campo diviso)?

Dividere i campi è davvero bello quando ti preoccupi per la data del calendario. I calendari umani hanno cose divertenti come mesi di lunghezze diverse e in aggiunta a quegli anni bisestili. Prova a farlo in un singolo segnalino (puoi ottenere un punto bonus per non usare quasi nessun potere). Oh e prova a supportare i giorni della settimana (abbastanza utili in tutti i tipi di dispositivi destinati all'uomo: dalle sveglie ai controller di riscaldamento) con questo.

L'approccio BCD ha una funzione aggiuntiva: ottieni interruzioni "ogni secondo" o "ogni dieci secondi" gratuitamente, senza dover fare calcoli su orari o date.

Per il record dell'anno bisestile il calcolo è un po 'fuori nei RTC NXP poiché si occupa solo della divisione divisibile per 4 regole e non controlla la divisione per 100 e 400. Se mantenesse il contatore dell'anno in BCD questo sarebbe banale e molto probabilmente fatto bene.

Sommario

1. Se vuoi un orologio monotonico, usane uno. Puoi acquistare un PIC o un AVR con il "contatore RTC" (che è solo un contatore asincrono con un oscillatore autonomo a 32 kHz). Tieni presente che sarà difficile visualizzare semplicemente la data. :)

2. Quando è necessario visualizzare l'ora e la data e impostare gli allarmi in base all'immissione da parte dell'utente di orari e date, utilizzare un RTC. E ricorda che quando l'utente modifica l'ora e la data attuali, gli interrupt basati su RTC potrebbero non essere precisi.

Quando si utilizzano gli orologi alla fine, è più probabile che siano interessati a minuti e decine di secondi (verso la loro visualizzazione) rispetto al totale di secondi, minuti e così via. Nel caso in cui non ti interessino cifre separate, è probabile che non ti interessi nemmeno dei valori separati di minuti o secondi e che potresti anche usare un lungo contatore binario come hai suggerito.
È più semplice convertire da BCD a binario in software rispetto al contrario. E poiché i contatori BCD non richiedono un patrimonio immobiliare aggiuntivo rispetto ai contatori binari, ha senso scegliere per BCD.

Sospetto diversi motivi:

Storico: lo fanno da un po 'di tempo. Se vuoi che la tua nuova parte sostituisca un'altra parte, allora deve funzionare più o meno allo stesso modo. Quindi continui con il BCD.

Applicazione - se qualcuno sta usando un RTC da un piccolo micro (qualcosa nel range di 8 bit, come un PIC di fascia bassa), gestire un numero elevato (come il tuo contatore a 47 bit) è un grande dolore al collo. È molto più facile gestire le cifre BCD, poiché non devi lavorare per rompere le cose.

Non così difficile - Fare i contatori BCD non è così difficile, e in effetti penso che non siano molte più porte che farle binarie.

Si può immaginare un sistema in cui si ottengono contatori separati di ore, minuti, ecc. In binario anziché in BCD (evitando così il problema di "abbattere il numero a 47 bit"), ma non è molto più facile e si faranno alcuni conversioni quando si visualizza la cosa comunque.

Concordo con Michael Kohne sul fatto che ci sia molto slancio storico.

I primi MCU avevano anche molto meno spazio per codice e dati (ad esempio 128 BYTES di RAM). Poiché le informazioni temporali vengono spesso utilizzate per scopi di interfacciamento umano, ha più senso mantenere i dati più vicini al formato utilizzato per visualizzare / immettere dagli umani.

Alcuni MCU più recenti con più spazio per codice e dati a volte implementano contatori hardware in tempo reale - questi dispositivi mantengono spesso conteggi binari di tick a 32kHz.

Nel caso qualcuno fosse interessato, sto solo guardando la serie 32F della ST e sembra che mentre la nuova serie 32L utilizza un BCD RTC, la 32F utilizza un contatore diretto a 32 bit con prescalar configurabile e fornisce un input separato per la batteria (evviva! ). Avrei preferito avere un contatore dritto più lungo senza un prescalar configurabile (quindi avrei potuto ottenere una precisione di 1 / 256sec ma mantenere il tempo per anni senza doversi preoccupare di avvolgere) ma se dovessi impostare la prescale per 1/64sec il timer potrebbe funzionare due anni senza traboccare. Non ideale, ma non troppo male. Un po 'antiestetico che se qualcuno accende la macchina dopo che è stata spenta per troppo tempo (2,1+ anni), l'ora / data scivolerebbe in modo inosservabile di 2,1 anni, ma difficilmente un grosso problema (il contatore ha una bandiera di troppo pieno, ma in molti casi che non sarebbero terribilmente utili. Se la macchina fosse stata accesa per due anni prima di essere spenta e tre mesi dopo fosse stata accesa, il timer dovrebbe traboccare; la domanda sarebbe se fosse traboccato due volte, e non conosco alcuna bandiera per quello.

Maxim sembra fare proprio quello che vuoi con DS1372U . Ha bisogno di meno di 1μA, costa 1,7 USD ed è disponibile (!) Su DigiKey e Mouser. L'unico problema è che non sembra offrire allarmi con precisione superiore a 1 secondo e la frequenza di clock di uscita più bassa è $ \ circa $ 4kHz.