Zegara czasu rzeczywistego lub RTC (w języku angielskim, zegar czasu rzeczywistego lub RTC ) jest zegar umożliwiający bardzo dokładną rachubę czasu (np nanosekund ) dla układu elektronicznego, do tej pory, czy wyzwalanie zdarzeń przez czas.
Zegar czasu rzeczywistego najczęściej występuje w postaci układu scalonego zawierającego kwarc piezoelektryczny .
Chociaż termin ten często odnosi się do urządzeń w komputerach osobistych , serwerach komputerowych i systemach pokładowych , zegary czasu rzeczywistego są obecne w prawie wszystkich urządzeniach elektronicznych, które muszą znać dokładny czas.
Termin zegar czasu rzeczywistego jest używany w celu uniknięcia pomyłki z sygnałem zegarowym, który jest serią sygnałów rządzących elektroniką cyfrową ( procesorem w przypadku komputera ) i nie liczy czasu w jednostkach ludzkich (godziny, minuty i sekundy) .
Terminu zegar czasu rzeczywistego nie należy mylić z terminem system czasu rzeczywistego . Te dwa terminy mają ten sam akronim w języku angielskim (RTC dla zegara czasu rzeczywistego i obliczeń czasu rzeczywistego ), co czasami jest mylące.
Chociaż można poznać datę i godzinę bez korzystania z zegara czasu rzeczywistego, zastosowanie takiego zegara ma zalety:
Odbiornik GPS może skrócić czas uruchamiania, porównując aktualny czas, zgodnie z jego zegarem czasu rzeczywistego, z czasem, w którym ostatnio odebrał ważny sygnał. Jeśli minęło mniej niż kilka godzin, nadal można używać poprzednich efemeryd .
Zegary czasu rzeczywistego często mają alternatywne źródło energii, co pozwala im na ciągłe odmierzanie czasu, nawet jeśli główne źródło energii jest wyłączone lub niedostępne. To alternatywne źródło zasilania jest zwykle baterią litową w starszych systemach, ale niektóre nowsze systemy używają superkondensatora, ponieważ można je ładować i można je lutować .
Źródło zasilania prądem przemiennym może również zasilać nieulotną pamięć systemu BIOS .
Większość zegarów czasu rzeczywistego wykorzystuje oscylator kwarcowy, ale niektóre mogą wykorzystywać częstotliwość prądów elektrycznych .
Zastosowanym kryształem jest zwykle kryształ kwarcu o częstotliwości 32,768 kHz , tej samej częstotliwości, co w zegarkach kwarcowych . Mając dokładnie 2 do 15 cykli na sekundę, jest to wygodna częstotliwość do stosowania z binarnymi obwodami licznikowymi. Niska częstotliwość oszczędza energię, pozostając poza zasięgiem ludzkiego słuchu. Temperatura ma niewielki wpływ na częstotliwość kryształu kwarcu.
Niektóre zegary czasu rzeczywistego wykorzystują rezonator mikromechaniczny . Pozwala to zmniejszyć rozmiar i koszt zegara poprzez zmniejszenie liczby jego części. Rezonatory mikromechaniczne są znacznie bardziej wrażliwe na temperaturę niż rezonatory kwarcowe. Kompensują wahania temperatury za pomocą elektronicznego termometru i logiki elektronicznej.
Typowe specyfikacje dokładności zegarów kwarcowych czasu rzeczywistego wynoszą od ± 100 do ± 20 części na milion (od 8,6 do 1,7 sekundy dziennie). Dostępne są zegary z kompensacją termiczną z dokładnością poniżej 5 części na milion.
Konkretnie jest to wystarczające do nawigacji astronomicznej , klasycznego zadania chronometru . W 2011 roku dostępne stały się zegary atomowe w skali mikroczipowej . Chociaż są znacznie droższe i energochłonne (120 mW w porównaniu do <1 μW), utrzymują czas z dokładnością do 50 części na bilion 5 × 10-11 .
Wielu producentów układów scalonych produkuje zegary czasu rzeczywistego, w tym Epson , Intersil , Integrated Device Technology (en) , Maxim , NXP Semiconductors , Texas Instruments , STMicroelectronics i Ricoh . Powszechnie używanym zegarem w komputerach jednopłytkowych jest Maxim Integrated DS1307.
RTC został wprowadzony w kompatybilnym komputerze PC z PC / AT IBM w 1984 roku, który wykorzystywał zegar Motorola MC146818. Później firma Dallas Semiconductor (en) wyprodukowała kompatybilne zegary, które były często używane w starszych komputerach i można je łatwo zidentyfikować na płytach głównych dzięki charakterystycznej czarnej pokrywie baterii i nadrukowanemu sitodrukowi logo .
W nowszych systemach zegar jest wbudowany w układ mostka południowego .
Niektóre mikrokontrolery mają wbudowany zegar czasu rzeczywistego, zwykle tylko te, które mają wiele innych funkcji i urządzeń peryferyjnych .
Niektóre płyty główne są produkowane bez zegara czasu rzeczywistego. Zegar czasu rzeczywistego jest pomijany albo ze względów ekonomicznych (jak w architekturze systemu Raspberry Pi ), albo dlatego, że nie jest konieczny (jak w architekturze systemu Arduino ).