ARM嵌入式系统软件实时时钟的设计

1 引言
现在的许多设备对实时时钟都有很高的要求，在片集成的实时时钟往往只注意到了其使用的方便，而没有考虑在实际应用中还有很多特殊的要求。本文讨论如何使用独立的外扩实时时钟，来满足这些要求。
什么是实时系统？就是系统运行时的反馈信息或者指令，必须在要求的时间内发出或者返回，否则视为无效。例如，数据采集的时候，必须在对应的时间内得到信号，以保证数据采集的有效性。那么什么是实时时钟？就是采用独立的S3C44B0XARM７处理器，该处理器内部集成了一个实时时钟，其中的2个中断源INT_RTC和INT_ADC中断源在26个中断源中优先级最低。RTC的电压要求2.5V或3V，但是不支持3.3V。也就是说开发板上的实时时钟不能脱离开发板独立地运行，同时中断级别低，电压范围窄，精度不可调，不具备通用性。而外扩的独立实时时钟电压范围宽，使用I2C总线，中断级别高，同时独立于开发板运行，通用性好。特别是精度是可以矫正调节的，这对实时性来说精度是很重要的指标。

2 ARM处理器
ARM(ADVANCED RISC Machines)是一类微处理器的通称[1]。1991年ARM公司成立于英国剑桥,主要出售芯片设计技术的授权。ARM现在已遍及工业控制，消费类PCF8563
PCF8563是PHILIPS公司生产的低功耗CMOS实时时钟/日历芯片, 芯片最大总线速度为400kbits/s,每次读写数据后,其内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。PCF8563可广泛应用于移动电话、便携仪器、传真机、电池电源等产品中。PCF8563有16个8位寄存器,其中包括:可自动增量的地址寄存器、内置32.768KHZ的400KHZ的I2C总线接口。所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器,但不是所有位都有用。当一个RTC寄存器被读时,所有计数器的内容将被锁存,因此,在传送条件下,可以禁止对时钟/日历芯片的错读。同时它还拥有PHILIPS的优良品质，在3V电压，25摄氏度下，功耗为250nA，非常低。本文选用PCF8563来外扩实时时钟，其硬件连接示意图如图1所示：

图1 PCF8563与S3C44B0X的连接图

4 I2C总线
在现代电子系统中