Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 11

Enhancing the accuracy of standard embedded RTC module with random synchronization events and dynamic calibration

10.15199/48.2016.11.60

nr katalogowy: 102002
10.15199/48.2016.11.60

This paper presents a three-step calibration method for improving the accuracy of the standard crystal oscillator, which is running the embedded RTC (real time clock) module in a standalone not networked sensor device. The first is the analysis and verification of the hardware design. The second step includes implementation of the static calibration procedure where special attention is given to the power use. In the last step the dynamic calibration procedure is implemented, based on the random synchronization events. The developed method should offer a mix of good stability and power efficiency, small footprint and competitive price. Streszczenie. Zaprezentowano metodę kalibracji i poprawy dokładności generatora wykorzystywanego we wbudowanym module zegara RTC (real time clock).Poprawa dokładności modułu zegara RTC z losową synchronizacją I dynamiczną kalibracją Keywords: accuracy improvement, accuracy enhancement, calibration procedures, calibration methods. Słowa kluczowe: zegar kwarcowy, kalibracja. Introduction The concept of internet of things foresees interconnection of embedded systems, which com-bine a variety of sensors to perform the defined functionality within the network. Most of such embedded systems and sensor networks need a reliable time source to operate properly [1, 2]. In this paper we will present a three step method, with which we will try to improve the accuracy and stability of the RTC module. The first step analyse the current RTC to determinate initial accuracy. Second step is the static calibration with heavy emphasis on the power consumption. The final step is the experimental dynamic calibration with which the accuracy of each individual RTC module is furthers improved. Presentation of the secure authentication node device The secure authentication sensor node represents a base device, on with our study is performed. It’s designed with the STM32F10x series of microcontroller [3]. This microcont[...]

Bibliografia

[1] Nizhnik, O.; Higuchi, K.; Maenaka, K. Quartz Resonator Based, 0.12 μW, 32768 Hz Oscillator with ±100 ppm Frequency Accuracy. J. Low Power Electron. Appl.2011, 1, 327-333.
[2] Kumar A.; Madaan P.; Oscillators: How to generate a precise clock source. Cypress Semiconductor 2013.
[3] STM32F103xC Documentation. Available online: http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1031/L N1565/PF16448
[4] Epson Toyocom FC-13F crystal datasheet. Available online: http://www.farnell.com/datasheets/1563923.pdf
[5] Oscillator design guide for ST microcontrollers. Available online: http://www.icbase.com/File/HTML/hotic/html/docs/15287.pdf (accessed on 12 November 2013)
[6] Zhou, H.; Nicholls, C.; Kunz, T.; Schwartz, H.; Frequency accuracy & stability dependencies of crystal oscillators. Carleton University, Systems and Computer Engineering 2008.
[7] Williams J.; Sub-μA RMS Current Measurement for Quartz Crystals. Linear Technology Magazine 2007, 41-42.
[8] Best Practices for the PCB layout of Oscillators, Available online: http://www.atmel.com/Images/doc8128.pdf
[9] TPS65950/30/20 32-kHz Oscillator Schematic and PCB Layout Guide, Available online: http://www.ti.com/lit/an/swca076/swca076.pdf
[10] Crystal Considerations with Dallas Real Time Clocks, Available online: http://www.zmitac.aei.polsl.pl/Electronics_Firm_Docs/DALLAS/ app58.pdf
[11] MSP430 32-kHz Crystal Oscillators, Available online: http://www.ti.com/lit/an/slaa322b/slaa322b.pdf
[12] RTC Crystal Deviation & Compensation Simulator V1.0, Available online: http://www.ricoh.com/LSI/product_rtc/info/compensation_m.pdf
[13] Huang, L.; Fu, W.; Tan F.; A temperature compensating method for crystal oscillator, Chinese Patent Application Number 200410022680.3, June 3, 2004.
[14] Li, M.-Q.; Huang, X.-H.; Tan F.; Fan, Y.-H.; Liang X.; A Novel Microcomputer Temperature-Compensating Method for an Overtone Crystal Oscillator", Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, IEEE Transactions., vol.52, no.11, pp.1919- 1922, Nov, 2005.
[15] Achenbach, R.; Feuerstack-Raible, M. ; Hiller, F. ; Keller, M. ; Meier, K. ; Rudolph, H. ; Saur-Brosch, R.; A digitally temperature-compensated crystal oscillator. IEEE Journal of Solid-State Circuits 2000, 35, 1502-1506.
[16] Deno, S.; Hahnlen, C. ; Landis, D. ; Aurand, R.; A low cost microcontroller compensated crystal oscillator. Frequency Control Symposium (FCS), 1997 IEEE International, Orlando, U.S., 28-30 May 1997, pp. 954-960
[17] Esterline, J.C.; Temperature compensation of crystal oscillators using an Artificial Neural Network. Frequency Control Symposium (FCS), 2012 IEEE International, Baltimore, U.S., 21-24 May 2012, pp. 1-7
[18] Slovenian Environment Agency - National Meteorological Service of Slovenia, Temperature statistics for the city of Celje, Avalible online: http:// http://meteo.arso.gov.si/

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 102002 "Enhancing the accuracy of..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2016-11

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma