特開 2022-174841 時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022174841

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G04G 5/00 20130101AFI20221117BHJP

   G04R 20/08 20130101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

G04G5/00 J

G04R20/08

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021080831

(22)【出願日】2021-05-12

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】疋田 和禎

【テーマコード（参考）】

2F002

【Ｆターム（参考）】

2F002AA00

2F002FA16

(57)【要約】

【課題】装置起動時に、装置起動前の時刻を精度よく設定できる時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】時刻同期化装置１は、第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力する第１の計時回路２と、第２の内部時刻を計時する第２の計時回路３と、第１のパルスが出力されたときの第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、第２の内部時刻を更新する制御部４と、計測回路５とを備える。第２の計時回路３は、第２の内部時刻が更新された後、所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、計測回路５は、第２のパルスを受信した時刻と、第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、制御部４は、時刻同期化装置１が再起動した後、第２の内部時刻と、差分時間とに基づいて、第１の内部時刻を設定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

時刻同期化装置であって、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力する第１の計時回路と、
第２の内部時刻を計時する第２の計時回路と、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新する制御部と、
計測回路と、を備え、
前記第２の計時回路は、前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記計測回路は、前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記制御部は、前記時刻同期化装置が再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間とに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、時刻同期化装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記時刻同期化装置が再起動した後、前記第２の内部時刻が示す第２の時刻データを取得し、前記差分時間と、前記第２の時刻データとに基づく第３の時刻データを算出し、前記第３の時刻データに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、請求項１に記載の時刻同期化装置。

【請求項3】

前記第２の計時回路は、前記時刻同期化装置が再起動した後の時刻であって、前記第３のパルスを出力した後、前記所定時間に対応する周期時間に応じた時刻に第４のパルスを出力し、
前記制御部は、前記第４のパルスが出力された場合、前記第２の時刻データを取得する、請求項２に記載の時刻同期化装置。

【請求項4】

前記第２の計時回路は、前記第４のパルスを出力した後、前記所定の周期時間が経過した場合、第５のパルスを出力し、
前記第１の計時回路は、前記第５のパルスが出力された場合、前記第１の内部時刻を歩進する、請求項３に記載の時刻同期化装置。

【請求項5】

他の装置から時報を受信する受信機をさらに備え、
前記第１の計時回路は、前記時報に基づいて前記第１の内部時刻を補正し、前記第１の内部時刻が補正された後、前記所定時間が経過した場合、前記第１のパルスを出力する、請求項１～４のいずれか１項に記載の時刻同期化装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記第１の内部時刻が補正された後、前記第１のパルスが出力される前に前記第１の内部時刻が示す第３の時刻データを取得し、前記第１のパルスが出力された場合、前記第３の時刻データと、前記所定時間とに基づいて、前記第１の時刻データを算出し、前記第１の時刻データに基づいて前記第２の内部時刻を更新する、請求項５に記載の時刻同期化装置。

【請求項7】

前記計測回路は、前記第１の計時回路が、前記第１の内部時刻を計時するときに使用するクロック波形を使用して、前記差分時間を計測する、請求項１～６のいずれか１項に記載の時刻同期化装置。

【請求項8】

前記第１の計時回路は、前記第２の計時回路よりも計時精度が高い、請求項１～７のいずれか１項に記載の時刻同期化装置。

【請求項9】

時刻同期化装置が実行する時刻同期方法であって、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力し、
第２の内部時刻を計時し、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新し、
前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記時刻同期化装置が再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間とに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、時刻同期方法。

【請求項10】

コンピュータに時刻同期方法を実行させるためのプログラムであって、
前記時刻同期方法は、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力し、
第２の内部時刻を計時し、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新し、
前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記コンピュータが再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間とに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、ことを含むプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

サーバ等の電源を使用した情報処理装置は、電源停止後、再び電源が立ち上げられた場合でも、時刻を維持できるように、情報処理装置が稼働中に駆動する主時刻回路と、情報処理装置が停止中でも駆動するＲＴＣ（Real Time Clock）とを有している。情報処理装置の電源が立ち上げられた場合、主時刻回路は、ＲＴＣから時刻を取得して時刻を復旧する。そのため、情報処理装置が起動している間に、例えば、ＲＴＣが、主時刻回路が計時する時刻をバックアップすることにより、主時刻回路が計時する時刻と同一の時刻を保持する。

【0003】

ＲＴＣを用いた技術として、例えば、特許文献１及び２が挙げられる。特許文献１には、稼働系チップセットに設けられた第１のＲＴＣが計時するシステム時刻と、第３のＲＴＣが計時するシステム時刻との差分時刻を算出することが開示されている。また、特許文献１には、障害発生時に、算出された差分時刻に基づいて、切替後の予備系チップセットに設けられた第２のＲＴＣに設定するシステム時刻を設定することが開示されている。特許文献２には、ＯＳ（Operating System）から指定された時刻と、ＵＴＣ（Universal Time, Coordinated）の時刻との時差に基づく時刻がＲＴＣに設定されることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２０５２８６号公報

【特許文献2】特許第５７２２９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、情報処理装置が起動している間に、主時刻回路が計時する時刻をＲＴＣにバックアップすることにより、主時刻回路とＲＴＣとが、同一の時刻を保持する。そのため、主時刻回路は、ＲＴＣに対して、時刻データを転送することで、ＲＴＣは同一の時刻を保持する。時刻データを転送する場合、ＲＴＣに時刻データを書き込む時間がかかる。そのため、主時刻回路と、ＲＴＣとの間で、時刻データを転送する場合、時刻データを送受信する時間、時刻データを書き込む時間、及び時刻データを読み込む時間を含むデータ転送時間を考慮する必要がある。当該データ転送時間を考慮しないと、時刻データが転送される毎に、主時刻回路と、ＲＴＣとが計時する時刻に、ずれが生じてしまい、情報処理装置が再起動し、主時刻回路に時刻を復旧する場合、主時刻回路は、装置起動前の時刻を維持できなくなる虞がある。

【0006】

特許文献１では、差分時刻は、第１のＲＴＣが計時するシステム時刻、及び第３のＲＴＣが計時するシステム時刻の差分であるが、それぞれのシステム時刻のデータ転送時間を考慮していない。また、特許文献２では、ＲＴＣへの時差に基づく時刻の設定に関して詳細な動作内容を開示していない。そのため、特許文献２においても、時差に基づく時刻の送信開始からＲＴＣが受信するまでのデータ転送時間を考慮していない可能性がある。したがって、特許文献１及び２に開示された技術を用いたとしても、情報処理装置が再起動したときに、主時刻回路が装置起動前の時刻を維持できていない可能性がある。つまり、特許文献１及び２に開示された技術を用いたとしても、情報処理装置が起動した場合、情報処理装置が起動する前の時刻を精度よく設定できていない虞がある。

【0007】

本開示の目的の１つは、上述した課題を鑑み、装置起動時に、装置起動前の時刻を精度よく設定することが可能な時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示にかかる時刻同期化装置は、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力する第１の計時回路と、
第２の内部時刻を計時する第２の計時回路と、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新する制御部と、
計測回路と、を備え、
前記第２の計時回路は、前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記計測回路は、前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記制御部は、前記時刻同期化装置が再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間とに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する。

【0009】

本開示にかかる時刻同期方法は、
時刻同期化装置が実行する時刻同期方法であって、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力し、
第２の内部時刻を計時し、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新し、
前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記時刻同期化装置が再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間とに基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、時刻同期方法である。

【0010】

本開示にかかるプログラムは、
コンピュータに時刻同期方法を実行させるためのプログラムであって、
前記時刻同期方法は、
第１の内部時刻を計時し、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、前記第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力し、
第２の内部時刻を計時し、
前記第１のパルスが出力されたときの前記第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、前記第２の内部時刻を更新し、
前記第２の内部時刻が更新された後、前記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力し、
前記第２のパルスを受信した時刻と、前記第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測し、
前記コンピュータが再起動した後、前記第２の内部時刻と、前記差分時間に基づいて、前記第１の内部時刻を設定する、ことを含むプログラムである。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、装置起動時に、装置起動前の時刻を精度よく設定することが可能な時刻同期化装置、時刻同期方法、及びプログラムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１にかかる時刻同期化装置の構成例を示す図である。

【図2】実施の形態２にかかる時刻同期化装置の構成例を示す図である。

【図3】時刻カウンタが行う時刻補正を説明するための図である。

【図4】実施の形態２にかかる時刻同期化装置の動作例を示す図である。

【図5】セーブ処理を説明するための図である。

【図6】セーブ処理を説明するための図である。

【図7】セーブ処理を説明するための図である。

【図8】リストア処理を説明するための図である。

【図9】リストア処理を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0014】

（実施の形態１）
図１を用いて、実施の形態１にかかる時刻同期化装置１の構成例について説明する。図１は、実施の形態１にかかる時刻同期化装置の構成例を示す図である。時刻同期化装置１は、第１の計時回路２と、第２の計時回路３と、制御部４と、計測回路５とを備える。

【0015】

第１の計時回路２は、例えば、主時刻回路である。第１の計時回路２は、時刻同期化装置１の電源がＯＮになっている状態で第１の内部時刻を計時する。第１の計時回路２は、所定のタイミングで第１のパルスを出力し、第１のパルスが出力された後、所定時間が経過した場合、第２のパルスを出力する。第１のパルスは、後述する第２の計時回路３が計時する第２の内部時刻を更新するために使用される。言い換えると、第１のパルスは、第２の内部時刻に第１の内部時刻をバックアップするために使用される。所定のタイミングは、第１の計時回路２が計時する時刻の秒が変わるタイミングのうち、予め設定されたタイミングでもよい。もしくは、所定のタイミングは、第１の内部時刻が他の装置から受信した時刻に基づいて補正された後でもよい。もしくは、所定のタイミングは、第１の内部時刻が他の装置から受信した時刻に基づいて補正された後、所定時間経過後でもよい。所定時間は、１秒等の予め定められた時間であってもよい。

【0016】

第２の計時回路３は、例えば、ＲＴＣである。第２の計時回路３は、第２の内部時刻を計時する。第２の計時回路３は、時刻同期化装置１の電源がＯＮになっている状態だけでなく、時刻同期化装置１の電源がＯＦＦになっている状態においても第２の内部時刻を計時する。第２の計時回路３は、後述する制御部４の制御に応じて、第２の内部時刻を更新する。第２の計時回路３は、制御部４が第２の内部時刻を更新した後、上記所定時間が経過した場合、第３のパルスを出力する。

【0017】

制御部４は、時刻同期化装置１を制御する制御部である。制御部４は、第１の計時回路２が第１のパルスを出力した場合、第１のパルスが出力されたときの第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、第２の内部時刻を更新する。言い換えると、制御部４は、第１の内部時刻に基づいて、第２の計時回路３が計時する第２の内部時刻を更新することで、第１の内部時刻を第２の内部時刻にバックアップする。制御部４は、時刻同期化装置１が再起動した後、後述する計測回路５が計測した差分時間と、第２の計時回路３が計時する第２の内部時刻とに基づいて、第１の内部時刻を設定する。時刻同期化装置１が再起動するとは、時刻同期化装置１の電源がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移した後、時刻同期化装置１の電源がＯＮ状態に再度遷移するである。

【0018】

計測回路５は、第１の計時回路２から出力される第２のパルス、及び第２の計時回路３から出力される第３のパルスを受信する。計測回路５は、第２のパルスを受信した時刻と、第３のパルスを受信した時刻との差分時間を計測する。なお、上述したように、第１の計時回路２は、時刻同期化装置１が再起動した後、第２の内部時刻と、計測された差分時間とに基づいて、第１の内部時刻を設定する。

【0019】

以上説明したように、制御部４は、第１のパルスが出力された場合、第１のパルスが出力されたときの第１の内部時刻が示す第１の時刻データに基づいて、第２の計時回路３が計時する第２の内部時刻を更新する。計測回路５は、第２のパルスを受信した時刻と、第２の計時回路３が、第２の内部時刻が更新された後に出力される第３のパルスを受信した時刻とに基づいて、差分時間を計測する。当該差分時間には、制御部４が、第２の計時回路３が計時する第２の内部時刻に、第１の時刻データを書き込む時間が含まれる。具体的には、計測回路５は、制御部４が、第２の計時回路３との間で、第１の時刻データを書き込む時間を含むデータ転送時間を考慮した差分時間を計測する。そのため、制御部４は、時刻同期化装置１が再起動した後、第２の内部時刻と、第１の時刻データを第２の内部時刻に書き込む時間を含むデータ転送時間を考慮した差分時間とに基づいて、第１の内部時刻を設定できる。したがって、実施の形態１にかかる時刻同期化装置１によれば、第１の時刻データのデータ転送時間を考慮できるため、装置が起動した後に、装置起動前の時刻を精度よく設定できる。

【0020】

（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１を具体的にした実施の形態である。

【0021】

＜時刻同期化装置の構成例＞
図２を用いて、実施の形態２にかかる時刻同期化装置１００の構成例について説明する。図２は、実施の形態２にかかる時刻同期化装置の構成例を示す図である。時刻同期化装置１００は、時刻データを他の装置（時刻供給先装置）に供給する情報処理装置である。また、時刻同期化装置１００は、瞬時電圧低下、及び停電により時刻供給先装置に供給する時刻データを生成するために使用する時刻が喪失されたときに備えて、時刻をバックアップしておく機能を備える。

【0022】

時刻同期化装置１００は、時報受信機１１と、時刻カウンタ１２と、時刻送出回路１３と、プロセッサ１４と、リアルタイムクロック１５と、不揮発性メモリ１６と、電池１７と、パルス計測回路１８とを備える。なお、記載を簡略化するために、以降の説明、及び図において、リアルタイムクロック１５をＲＴＣ１５として記載することがある。

【0023】

時刻同期化装置１００は、各機能ブロック間が、複数のバス又は信号線により接続されている。時刻データ信号線２０は、時刻カウンタ１２と、時刻送出回路１３とを接続する。時刻データ分配バス２１は、時刻送出回路１３と、時刻同期化装置１００が、時刻同期化装置１００が計時する時刻を供給する外部の時刻供給先装置群とを接続する。時刻カウンタ制御バス２２は、時刻カウンタ１２と、プロセッサ１４とを接続する。シリアル転送バス２３は、プロセッサ１４と、リアルタイムクロック１５とを接続する。メモリバス２４は、プロセッサ１４と、不揮発性メモリ１６とを接続する。時刻カウンタ秒更新パルス線２５は、時刻カウンタ１２と、パルス計測回路１８とを接続する。リアルタイムクロック秒更新パルス線２６は、リアルタイムクロック１５とパルス計測回路１８とを接続する。パルス計測回路制御バス２７は、プロセッサ１４と、パルス計測回路１８とを接続する。リアルタイムクロック秒更新通知線２８は、時刻カウンタ１２と、リアルタイムクロック１５とを接続する。

【0024】

時報受信機１１は、他の装置から時報を受信する。具体的には、時報受信機１１は、標準電波送信所等の基地局から、正時に同期した時刻を示す時報を受信することで取得する。時報受信機１１は、時報を受信すると同時に、時刻カウンタ１２に時刻補正パルスを出力する。

【0025】

時刻カウンタ１２は、実施の形態１における第１の計時回路２に対応する。時刻カウンタ１２は、時刻同期化装置１００の主時刻歩進回路である。時刻カウンタ１２は、例えば、発振周波数が１ｋＨｚの水晶発振器を含む。時刻カウンタ１２は、水晶発振器のクロック波形を使用して、ミリ秒までの単位で時刻を計時する。言い換えると、時刻カウンタ１２は、年、月、日、時、分、秒、及びミリ秒を含む時刻を計時する。なお、時刻カウンタ１２が計時する時刻は、第１の内部時刻と称されてもよい。また、時刻カウンタ１２は、水晶振動子を含むように構成されてもよい。

【0026】

時刻カウンタ１２は、時報受信機１１から時刻補正パルスを受信する。時刻カウンタ１２は、時刻補正パルスを時報とみなすことで、時刻補正パルスに基づいて、時刻カウンタ１２が計時する時刻の進み又は遅れ具合をずらしていくことで、少しずつ時刻を時報に合わせていく、Ｓｌｅｗ方式で時刻を補正する。一般的に、電子機器が時計機能を有する場合、内部時計を歩進するクロックソースには水晶発振器又は水晶振動子が使用される。上述したように、時刻同期化装置１も、時刻カウンタ１２は、水晶発振器を使用して、時刻を計時（歩進）する。ただし、電波時計のように外部のクロックソースを使用して機器内部の時計を定期的に補正する場合、例えば、標準電波送信所のクロックソースである原子時計と比べて、装置内部の水晶発振器等は、素子の精度誤差の分だけ時間経過とともに正時とずれが生じる。そのため、時刻カウンタ１２は、時報受信機１１からの時刻補正パルスに基づいて、時刻カウンタ１２が計時する時刻を補正する。

【0027】

ここで、図３を用いて、時刻カウンタ１２が行う時刻補正について説明する。図３は、時刻カウンタが行う時刻補正を説明するための図である。図３は、一例として、時刻カウンタ１２が計時する時刻が、正時より１秒進んでいる場合に、Ｓｌｅｗ方式を用いて、１０秒かけて、時刻カウンタ１２の時刻を正時に補正する様子を図示している。図３の上段は、本来の時刻である正時の秒を示している。図３の下段は、時刻カウンタ１２が計時する時刻の秒を示している。図３において、左から右に向かうにつれて、時間が経過していることを示している。

【0028】

図３に示されるように、時刻カウンタ１２は、時刻カウンタ１２が計時する時刻の秒が０１（秒）のときに時刻補正パルスを受信する。時刻カウンタ１２の時刻は、時刻補正パルスを受信するまで、正時よりも１秒進んでいる。時刻カウンタ１２は、時刻補正パルスを受信すると、Ｓｌｅｗ方式を用いて、徐々に時刻を補正していく。図３の下段のうち、太い黒線のブロックは、時刻補正中の、時刻カウンタ１２が計時する時刻の秒を表している。時刻カウンタ１２は、時刻補正中に、少しずつ、正時と近づくように、秒を遅らせていき、１０秒になる時点で、時刻カウンタ１２の時刻が正時と同一になるように補正していく。このように、時刻カウンタ１２は、Ｓｌｅｗ方式を用いて、徐々に時刻を正時に合うように補正することで、瞬時に時刻を合わせた場合に生じる時刻戻りを発生させずに、時刻を補正できる。

【0029】

時刻カウンタ１２は、時刻カウンタ秒更新パルス線２５を介して、後述するパルス計測回路１８に、秒更新パルスを出力する。また、時刻カウンタ１２は、時刻カウンタ秒更新パルス線２５を介して、時刻カウンタ１２が時刻を計時するために使用するクロック波形を、パルス計測回路１８に供給する。

【0030】

秒更新パルスとは、時刻カウンタ１２が計時する時刻に含まれるミリ秒が０になる毎に出力されるパルスである。例えば、時刻カウンタ１２が計時する時刻が、２０２０年１１月２３日１０時２０分２２秒１１２ミリ秒であった場合、時刻カウンタ１２が計時する時刻が、２０２０年１１月２３日１０時２０分２３秒０ミリ秒になった瞬間に、秒更新パルスが出力される。また、時刻カウンタ１２が計時する時刻が、２０２０年１１月２３日１０時２０分２４秒０ミリ秒になった瞬間に、次の秒更新パルスが出力される。

【0031】

図２に戻り説明を続ける。時刻カウンタ１２は、時刻データ信号線２０を介して、クロック波形と、時刻カウンタ１２が計時する時刻が示す、年、月、日、時、分及び秒を含む時刻データを時刻送出回路１３に出力する。時刻カウンタ１２は、時刻送出回路１３を介して、時刻データと、時刻を歩進するクロック波形を、時刻データ分配バス２１を通して、時刻同期化装置１００の外部にある装置（時刻供給先装置群）に供給する。このように、時刻カウンタ１２は、時刻送出回路１３を介して、複数の時刻供給先装置間（マルチクラスタ）の時刻を同一クロック波形の周期に同期させる。

【0032】

時刻カウンタ１２は、時刻カウンタ制御バス２２を介して、プロセッサ１４から歩進開始許可命令を受信する。歩進開始許可命令は、時刻同期化装置１００の再起動時、時刻カウンタ１２に時刻が設定（リストア）された後、時刻カウンタ１２が時刻の歩進を開始することを、プロセッサ１４が許可する命令である。時刻カウンタ１２は、歩進開始許可命令をプロセッサ１４から受信し、歩進開始許可命令を受信した後に、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスを受信すると、時刻カウンタ１２の時刻を歩進開始する。なお、歩進開始許可命令は、時刻カウンタ１２が正時に合うように時刻を補正する場合には使用されない命令である。

【0033】

時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック秒更新通知線２８を介して、後述するリアルタイムクロック１５が出力する秒更新パルスを受信する。

【0034】

時刻送出回路１３は、時刻データ信号線２０を介して、クロック波形と、時刻カウンタ１２が出力する時刻データを時刻カウンタ１２から受信する。時刻送出回路１３は、時刻供給先装置間の時刻の同期を行うために、時刻データ分配バス２１を介して、時刻カウンタ１２の時刻データと、時刻供給先装置群が時刻を歩進するためのクロック波形とを時刻供給先装置群に供給する。なお、各時刻供給先装置は、時刻カウンタ１２から供給された時刻データと、クロック波形とにより歩進することで、時刻供給先装置の時刻と、時刻同期化装置１００の時刻とが同期される。

【0035】

プロセッサ１４は、時刻同期化装置１００の制御部である。プロセッサ１４は、時刻同期化装置１００の制御内容を実行させるための命令が格納されたプログラムを実行することで各種制御を行う。

【0036】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ制御バス２２を介して、時刻カウンタ１２に対して、時刻カウンタ１２が計時する時刻についての時刻データの読み込み、時刻カウンタ１２が計時する時刻の書き込み、及び時刻カウンタ１２に対して歩進開始許可命令を行う。プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２からの秒更新パルスを受信する。プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２が、パルス計測回路１８に対して秒更新パルスを出力した後に時刻データの読み込み及び時刻の書き込みを実行する。

【0037】

プロセッサ１４は、シリアル転送バス２３を介して、後述するリアルタイムクロック１５に対して、リアルタイムクロック１５が計時する時刻についての時刻データの読み込み、及びリアルタイムクロック１５が計時する時刻の書き込みを行う。プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５が、パルス計測回路１８及び時刻カウンタ１２に対して秒更新パルスを出力した後、時刻データの読み込み及び時刻の書き込みを実行する。プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスを受信する。

【0038】

プロセッサ１４は、メモリバス２４を通して不揮発性メモリ１６に対して、不揮発性メモリ１６が保持するデータの読み込み、及び不揮発性メモリ１６に対してデータの書き込みを行う。

【0039】

プロセッサ１４は、パルス計測回路制御バス２７を介して、後述するパルス計測回路１８に対して、パルス計測回路１８の有効命令及び無効命令、並びにパルス計測回路１８が保持する情報の読み込みを行う。パルス計測回路１８の有効命令及び無効命令は、それぞれパルス計測回路１８が備えるパルス差分の計測を有効にするか、又は無効にするかを要求する命令である。

【0040】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２、リアルタイムクロック１５、及びパルス計測回路１８と協働（連動）して、時刻カウンタ１２と、リアルタイムクロック１５との時刻差分の計測及び時刻差分の保存（セーブ）を行うセーブ処理を実行する。また、プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２、及びリアルタイムクロック１５と協働（連動）して、時刻同期化装置１００が再起動したときに時刻カウンタ１２が計時する時刻を設定するリストア処理を実行する。なお、セーブ処理及びリストア処理については後述する。

【0041】

リアルタイムクロック１５は、実施の形態１における第２の計時回路３に対応する。リアルタイムクロック１５は、例えば、時刻同期化装置１００の瞬時電圧低下及び停電に備えて、時刻カウンタ１２の時刻を定期的にバックアップしておくために使用される。時刻カウンタ１２は、時刻供給先装置群に時刻を供給するための駆動回路、及び大規模回路を動作させるための常用電源が必要である。一方、リアルタイムクロック１５は、時刻データのみを一時的にバックアップしておく小規模回路で構成され、例えば、電池のような小電力電源での駆動可能に構成される。

【0042】

リアルタイムクロック１５は、時刻カウンタ１２が含む水晶発振器とは異なる水晶発振器を含み、秒までの単位で時刻を計時する。つまり、リアルタイムクロック１５は、時刻カウンタ１２が含む水晶発振器よりも計時できる時刻の精度が低い水晶発振器を使用する。言い換えると、時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５よりも計時精度が高いように構成される。リアルタイムクロック１５は、リアルタイムクロック１５が含む水晶発信器のクロック波形を使用して、秒までの単位で時刻を計時する。言い換えると、リアルタイムクロック１５は、年、月、日、時、分、及び秒を含む時刻を計時する。なお、リアルタイムクロック１５が計時する時刻は、第２の内部時刻と称されてもよい。また、リアルタイムクロック１５は、水晶振動子を含むように構成されてもよい。

【0043】

正時に同期した時刻（時報）と、時刻カウンタ１２のクロックソース（水晶発振器）とにずれが生じるのと同じように、リアルタイムクロック１５は、クロックソースが異なる時刻カウンタ１２との間においても時間経過とともに時刻のずれが生じる。リアルタイムクロック１５は、時刻カウンタ１２の時刻をバックアップするバックアップ動作が実行されることで、時刻カウンタ１２の時刻と一致するように補正される。具体的には、プロセッサ１４が、時刻カウンタ１２から時刻データを読み込み、リアルタイムクロック１５に書き込むことでバックアップ動作が実行される。

【0044】

リアルタイムクロック１５は、リアルタイムクロック秒更新パルス線２６を介して、パルス計測回路１８に対して、秒更新パルスを出力する。リアルタイムクロック１５は、リアルタイムクロック秒更新通知線２８を介して、時刻カウンタ１２に対して、秒更新パルスを出力する。リアルタイムクロック１５は、シリアル転送バス２３を介して、プロセッサ１４に対して、秒更新パルスを出力する。リアルタイムクロック１５は、リアルタイムクロック１５の時刻において、秒が更新されるタイミングにおいて、秒更新パルスをパルス計測回路１８、時刻カウンタ１２及びプロセッサ１４に出力する。リアルタイムクロック１５は、例えば、リアルタイムクロック１５の時刻に含まれる秒が、２３秒から、２４秒に変わる瞬間に秒更新パルスを出力する。

【0045】

不揮発性メモリ１６は、プロセッサ１４から転送された処理データを保存する。不揮発性メモリ１６は、不揮発性ランダム・アクセス・メモリー（ＮＶＲＡＭ：Non-Volatile Random Access Memory）でもよい。

【0046】

電池１７は、リアルタイムクロック１５、及び不揮発性メモリ１６に電源を供給する。時刻同期化装置１００において、瞬時電圧低下及び停電が発生した場合でも、リアルタイムクロック１５が、リアルタイムクロック１５が計時する時刻を継続的に歩進できるように、電池１７は、リアルタイムクロック１５に電力を供給する。また、不揮発性メモリ１６が、保存した処理データが喪失しないように、電池１７は、不揮発性メモリ１６に電力を供給する。

【0047】

パルス計測回路１８は、実施の形態１における計測回路５に対応する。パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を行う機能を備えており、当該機能を有効にすることでパルス差分を計測し、当該機能を無効にすることでパルス差分の計測を行わない。パルス計測回路１８は、パルス計測回路１８の有効命令及び無効命令をプロセッサ１４から受信することで、上記機能を有効又は無効にする。

【0048】

パルス計測回路１８は、上記機能が有効になった場合、パルス差分の計測として、時刻カウンタ１２からリアルタイムクロック１５に時刻データを転送する際に生じる時刻差を示す差分時間を、時刻カウンタ１２が使用するクロック波形を用いて計測する。パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２が使用するクロック波形を使用して、時刻カウンタ１２が出力した秒更新パルスを受信した時刻と、リアルタイムクロック１５が出力した秒更新パルスを受信した時刻との差分時間を計測する。パルス計測回路１８は、差分時間を計測すると、計測した差分時間を保持する。時刻カウンタ１２が使用するクロック波形は、ミリ秒単位まで計時（計測）できるため、パルス計測回路１８が計測した差分時間も、ミリ秒単位までの精度で計測される。パルス計測回路１８は、差分時間の計測が完了すると、パルス計測回路制御バス２７を介して、パルス計測完了通知をプロセッサ１４に出力する。

【0049】

<セーブ処理>
次に、セーブ処理について説明する。なお、説明を便宜的に行うため、時刻カウンタ１２が計時する時刻を第１の内部時刻として記載し、リアルタイムクロック１５が計時する時刻を第２の内部時刻として記載する。

【0050】

セーブ処理は、時刻カウンタ１２が時報に基づいて、Ｓｌｅｗ方式により第１の内部時刻が補正された時点で開始される。第１の内部時刻の補正が完了すると、プロセッサ１４は、第１の内部時刻を読み込み、第１の内部時刻が示す時刻データを取得する。時刻カウンタ１２は、第１の内部時刻の補正が完了した後、１秒が経過した場合、第１の内部時刻の補正が完了した後に最初の秒更新パルスを出力する。つまり、プロセッサ１４は、第１の内部時刻が補正された後、最初の秒更新パルスが出力される前に、第１の内部時刻が示す時刻データを取得する。なお、第１の内部時刻の補正が完了した後に最初に出力される秒更新パルスは、実施の形態１における第１のパルスに対応する。

【0051】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２から最初の秒更新パルスが出力されると、第１の内部時刻が示す時刻データと、秒更新パルスが出力される周期時間である１秒とに基づいて、最初の秒更新パルスが出力されるときの第１の内部時刻が示す時刻データを算出する。プロセッサ１４は、算出した時刻データに基づいて、リアルタイムクロック１５に時刻データに基づく時刻を書き込むことで、第２の内部時刻を更新する。プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５に時刻を書き込むと、パルス計測回路１８にパルス計測回路１８の有効命令を送信する。パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を行う機能を有効にする。

【0052】

時刻カウンタ１２は、最初の秒更新パルスを出力した後、１秒が経過した場合、２番目の秒更新パルスを出力する。リアルタイムクロック１５は、第２の内部時刻が更新された後、１秒が経過した場合、最初の秒更新パルスを出力する。なお、時刻カウンタ１２が出力する２番目の秒更新パルスは、実施の形態１における第２のパルスに対応し、リアルタイムクロック１５が出力する最初の秒更新パルスは、実施の形態１における第３のパルスに対応する。

【0053】

パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２から出力された２番目の秒更新パルスを受信した時刻と、リアルタイムクロック１５から出力された最初の秒更新パルスを受信した時刻との差分時間を計測し、計測した差分時間をパルス差分の計測結果とする。プロセッサ１４は、パルス計測回路１８から差分時間を取得し、不揮発性メモリ１６に取得した差分時間を書き込む。

【0054】

プロセッサ１４は、秒未満の桁をＢＣＤ（Binary-coded decimal）形式で不揮発性メモリ１６に書き込む（セーブする）。パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２と共通の１ｋＨｚの水晶発振器のクロック波形を使用しているため、プロセッサ１４は、不揮発性メモリ１６に、秒未満の桁をＢＣＤ形式でセーブする。プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２が秒更新パルスを出力したのを即時に検知し、リアルタイムクロック１５に時刻データを書き込むことで、パルス計測回路１８は、最大でも１秒以上とならないように差分時間を計測できる。したがって、計測される差分時間は、１秒未満であるため、プロセッサ１４は、秒未満の桁（ミリ秒単位）のみをＢＣＤ形式でセーブする。

【0055】

<リストア処理>
次に、リストア処理について説明する。リストア処理は、例えば、瞬時電圧低下又は停電等により、時刻同期化装置１００が再起動した後に実行される。リアルタイムクロック１５は、時刻同期化装置１００の電源がＯＦＦ状態においても、第２の内部時刻を計時（歩進）する。リアルタイムクロック１５は、時刻同期化装置１００が再起動し、第２の内部時刻の秒が更新された場合、時刻同期化装置１００が再起動した後、最初の秒更新パルスを出力する。言い換えると、リアルタイムクロック１５は、時刻同期化装置１００が再起動した後の時刻であり、かつ時刻同期化装置１００が再起動する前に出力された秒更新パルスが出力された後、周期時間である１秒に応じた時刻に、最初の秒更新パルスを出力する。なお、最初の秒更新パルスは、時刻同期化装置１００が再起動した後、リアルタイムクロック１５から最初に出力される秒更新パルスである。

【0056】

プロセッサ１４は、不揮発性メモリ１６から差分時間を取得し、リアルタイムクロック１５から第２の内部時刻が示す時刻データを取得する。プロセッサ１４は、取得した時刻データと、取得した差分時間と、周期時間である１秒とに基づいて、第１の内部時刻を設定するための時刻データを算出する。具体的には、プロセッサ１４は、取得した時刻データと、取得した差分時間と、周期時間である１秒とを可算した時刻データを、第１の内部時刻を設定するための時刻データとして算出する。プロセッサ１４は、算出した時刻データに基づいて、第１の内部時刻を設定するとともに、歩進開始許可命令を時刻カウンタ１２に送信する。

【0057】

リアルタイムクロック１５は、最初の秒更新パルスを出力した後、秒更新パルスを送信する周期時間である１秒が経過する場合、２番目の秒更新パルスを出力する。時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５が出力した２番目の秒更新パルスを受信すると、第１の内部時刻の歩進を開始する。なお、２番目の秒更新パルスは、時刻同期化装置１００が再起動した後、リアルタイムクロック１５から２番目に出力される秒更新パルスである。

【0058】

＜時刻同期化装置の動作例＞
次に、時刻同期化装置１００の動作例について説明する。まず、図４を用いて、時刻同期化装置１００の全体動作について説明する。図４は、実施の形態２にかかる時刻同期化装置の動作例を示す図である。

【0059】

図４に示すように、時刻同期化装置１００は、電源がＯＮされている状態で、セーブ処理を実行する（ステップＳ１）。セーブ処理は、時報受信機１１が標準電波送信所等の基地局から時報を受信し、時刻カウンタ１２が第１の内部時刻をＳｌｅｗ方式による補正が完了した場合に実行される。セーブ処理は、時報受信機１１が標準電波送信所等の基地局から時報を受信する毎に実行されてもよく、時報受信機１１が標準電波送信所等の基地局から、いずれかの時報を受信した場合に実行されてもよい。

【0060】

時刻同期化装置１００は、瞬時電圧低下及び停電等の理由により、時刻同期化装置１００が停止した後に再起動すると、リストア処理を実行する（ステップＳ３）。

【0061】

次に、図５～図７を用いて、図４のステップＳ１において実行されるセーブ処理について説明する。図５～図７は、セーブ処理を説明するための図である。まず、図５を用いて、セーブ処理の動作例について説明する。図５は、セーブ処理の動作を示すフローチャートである。

【0062】

時刻カウンタ１２は、時報受信機１１からの時刻補正パルスが入力され、Ｓｌｅｗ方式により時刻カウンタ１２の第１の内部時刻を補正する（ステップＳ１１）。
時刻カウンタ１２の時刻補正が完了すると、プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２から、第１の内部時刻を読み込み、時刻データ（年月日時分秒）を取得する（ステップＳ１２）。

【0063】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。
時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されていない場合、プロセッサ１４は、ステップＳ１３を繰り返し実行する（ステップＳ１３のＮＯ）。
時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力された場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、プロセッサ１４は、ステップＳ１４を実行する。

【0064】

ステップＳ１４において、プロセッサ１４は、取得した時刻データをリアルタイムクロック１５に書き込む（ステップＳ１４）。プロセッサ１４は、取得した時刻データをリアルタイムクロック１５に書き込むことにより、取得した時刻データに基づいて、リアルタイムクロック１５が計時する第２の内部時刻を更新する。時刻カウンタ１２は、秒更新パルスを送信しているため、実際の時刻は、プロセッサ１４が、時刻カウンタ１２から時刻データを取得した時刻よりも１秒進んでいる。そのため、プロセッサ１４は、取得した時刻データに１秒を加算した時刻データを算出し、算出した時刻データをリアルタイムクロック１５に書き込む。

【0065】

プロセッサ１４は、パルス計測回路１８に、パルス計測回路１８の有効命令を送信する（ステップＳ１５）。パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を行う機能を有効にして、パルス差分の計測の準備を行う。

【0066】

パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。
時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されていない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、パルス計測回路１８は、ステップＳ１６を繰り返し実行する。
時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力された場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、パルス計測回路１８は、ステップＳ１７を実行する。

【0067】

ステップＳ１７において、パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を開始する（ステップＳ１７）。パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２から秒更新パルスを受信すると、時刻カウンタ１２が、第１の内部時刻を計時するときに使用するクロック波形を使用して、パルス差分の計測結果である差分時間を計測するためにカウントを開始する。

【0068】

パルス計測回路１８は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。
リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されていない場合（ステップＳ１８のＮＯ）、パルス計測回路１８は、ステップ１７で開始したカウントを継続し、ステップＳ１８を繰り返し実行する。
リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力された場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）、パルス計測回路１８は、ステップＳ１９を実行する。

【0069】

ステップＳ１９において、パルス計測回路１８は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されると、パルス差分の計測を終了する（ステップＳ１９）。パルス計測回路１８は、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスを受信するとカウントを停止する。パルス計測回路１８は、カウントの開始から停止までの時間を、時刻カウンタ１２が出力した秒更新パルスを受信した時刻と、リアルタイムクロック１５が出力した秒更新パルスを受信した時刻との差分時間として計測を終了する。パルス計測回路１８は、プロセッサ１４にパルス計測完了通知を出力する。パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２が、第１の内部時刻を計時するために使用しているクロック波形を使用している。そのため、パルス計測回路１８が計測した差分時間は、最小単位がミリ秒の時間である。

【0070】

プロセッサ１４は、パルス計測回路１８からパルス計測完了通知を受信（検知）した後、パルス計測回路１８が計測したパルス差分の計測結果である差分時間を読み込み、不揮発性メモリ１６に保存（セーブする）（ステップＳ２０）。上述したように、差分時間は、１秒未満のデータであるため、プロセッサ１４は、不揮発性メモリ１６に、秒未満の桁をＢＣＤ形式でセーブする。

【0071】

次に、図６及び図７に示すタイミングチャートを用いて、図５で説明した動作例の具体例を説明する。なお、図６には、図５で説明した各動作との対応関係を理解し易くするために、関連する動作に、図５で記載した参照符号が付されている。また、以下の説明においても、図５で記載した参照符号を用いて説明する。

【0072】

図６において、左から右に向かうにつれて、時間が経過していることを示している。図６の上から順に、不揮発性メモリ１６、時刻カウンタ１２、プロセッサ１４、リアルタイムクロック１５、パルス計測回路１８のタイミングチャートを示している。

【0073】

まず、時刻カウンタ１２が、受信された時報に基づいて、Ｓｌｅｗ方式により、第１の内部時刻の補正が完了する（ステップＳ１１）。

【0074】

次に、時刻カウンタ１２の時刻補正が完了すると、プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２に対し、第１の内部時刻を読み込み、時刻データ（年月日時分秒）を取得する（ステップＳ１２）。

【0075】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されるまで待機し、時刻カウンタ１２は、秒更新パルスを出力する（ステップＳ１３）。なお、出力される秒更新パルスは、時刻補正が完了した後、時刻カウンタ１２が最初に出力する秒更新パルスである。

【0076】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されると、取得した時刻データに１秒を加算した時刻データをリアルタイムクロック１５に書き込む（ステップＳ１４）。

【0077】

ここで、図７を用いて、プロセッサ１４が、リアルタイムクロック１５に時刻データを書き込む動作の詳細を説明する。図７は、図６のプロセッサ１４が、リアルタイムクロック１５に時刻データを書き込む動作を拡大した拡大図である。

【0078】

プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２が秒更新パルスを出力すると、即時にリアルタイムクロック１５に時刻データを書き込むことで、リアルタイムクロック１５の第２の内部時刻を更新する。

【0079】

図７に示されるように、プロセッサ１４は、時刻データに含まれる、年（ＹＹ）、月（ＭＭ）、日（ＤＤ）、時（ｈｈ）、分（ｍｍ）及び秒（ｓｓ）を順に、リアルタイムクロック１５に書き込む。また、プロセッサ１４が、リアルタイムクロック１５に時刻データを書き込む際、優先的に処理される高優先度処理が割り込む場合、プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５との通信を中断する。プロセッサ１４は、高優先度処理を行った後、リアルタイムクロック１５に時刻データを書き込む。そのため、図７に示すように、プロセッサ１４が、リアルタイムクロック１５に対する、時刻データの書き込みは即時に完了する訳ではなく、時刻データの書き込み開始から完了までのシリアル転送時間（時刻データ転送時間）が遅延時間（誤差）となってしまう。この誤差（遅延時間）は、パルス差分（差分時間）となる。そこで、この誤差を考慮するために、プロセッサ１４、及びパルス計測回路１８は、以降の動作を実行する。なお、リアルタイムクロック１５は、プロセッサ１４がリアルタイムクロック１５に時刻データの書き込みを完了すると同時に、第２の内部時刻の歩進を開始する。

【0080】

図６に戻り、説明を続ける。プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５に、時刻データの書き込みを完了すると、パルス計測回路１８にパルス計測回路１８の有効命令を出力する（ステップＳ１５）。パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を行う機能を有効にして、パルス差分の計測の準備を行う。なお、以降の説明では、図６において、時刻データの書き込み開始から書き込み完了までの時間を示すシリアル転送時間が１０ミリ秒であったと仮定する。

【0081】

時刻カウンタ１２から秒更新パルスが出力されると（ステップＳ１６）、パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を開始する（ステップＳ１７）。なお、時刻カウンタ１２から出力される秒更新パルスは、第１の内部時刻の補正が完了した後、時刻カウンタ１２が２番目に出力する秒更新パルスである。

【0082】

リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されると（ステップＳ１８）、パルス計測回路１８は、パルス差分の計測を終了する（ステップＳ１９）。パルス計測回路１８は、カウントの開始から停止までの時間を、時刻カウンタ１２が出力した秒更新パルスを受信した時刻と、リアルタイムクロック１５が出力した秒更新パルスを受信した時刻との差分時間として計測を終了する。パルス計測回路１８は、計測を終了すると、プロセッサ１４にパルス計測完了通知を出力する。

【0083】

図６に示すように、パルス計測回路１８が計測したパルス差分の計測結果である差分時間は、シリアル転送時間と同じ時間である１０ミリ秒となる。パルス計測回路１８は、第１の内部時刻の補正が完了した後、時刻カウンタ１２が出力する２番目の秒更新パルスを受信した時刻からカウントを開始する。そして、パルス計測回路１８は、第２の内部時刻が更新された後、リアルタイムクロック１５が出力する最初の秒更新パルスを受信した時刻でカウントを停止する。このように、パルス計測回路１８は、カウント開始から停止までの時間である差分時間を計測することで、シリアル転送時間を計測できる。

【0084】

プロセッサ１４は、パルス計測回路１８からパルス計測完了通知を受信（検知）した後、パルス計測回路１８が計測したパルス差分の計測結果である差分時間を読み込み、不揮発性メモリ１６に保存（セーブする）（ステップＳ２０）。

【0085】

次に、図８及び図９を用いて、図４のステップＳ３において実行されるリストア処理について説明する。図８及び図９は、リストア処理を説明するための図である。まず、図８を用いて、リストア処理の動作例について説明する。図８は、リストア処理の動作を示すフローチャートであり、時刻同期化装置１００の電源を起動し、リアルタイムクロック１５から時刻カウンタ１２に時刻をリストアするまでのフローチャートである。

【0086】

プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されたか否かを判定する（ステップＳ３１）。
リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力されていない場合（ステップＳ３１のＮＯ）、プロセッサ１４は、ステップＳ３１を繰り返し実行する。
リアルタイムクロック１５から秒更新パルスが出力された場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、プロセッサ１４は、ステップＳ３２を実行する。なお、リアルタイムクロック１５から出力される秒更新パルスは、時刻同期化装置１００が再起動した後、リアルタイムクロック１５が最初に出力する秒更新パルスである。

【0087】

プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスを受信した場合、不揮発性メモリ１６から、パルス差分の計測結果である差分時間を取得する（ステップＳ３２）。
プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から第２の内部時刻が示す時刻データを取得する（ステップＳ３３）。

【0088】

プロセッサ１４は、取得した時刻データと、取得した差分時間とに基づいて、時刻カウンタ１２に設定（セット）する時刻データを算出し、算出した時刻データに基づいて、時刻カウンタ１２の第１の内部時刻を設定する（ステップＳ３４）。プロセッサ１４は、取得した時刻データ＋取得した差分時間＋１秒を時刻カウンタ１２に設定する時刻データとして算出する。

【0089】

ここで、差分時間は、セーブ処理において、プロセッサ１４が、時刻カウンタ１２から取得した時刻データを、リアルタイムクロック１５に書き込み始めてから完了するまでのシリアル転送時間と同じ時間である。つまり、プロセッサ１４は、シリアル転送時間を考慮した時刻データを算出し、シリアル転送時間を考慮した時刻データに基づいて、第１の内部時刻を設定する。
プロセッサ１４は、第１の内部時刻の歩進開始許可命令を時刻カウンタ１２に送信する（ステップＳ３５）。

【0090】

時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスが入力された瞬間に、第１の内部時刻の歩進を開始する（ステップＳ３６）。リアルタイムクロック１５は、時刻同期化装置１００が再起動し、最初の秒更新パルスを出力した後、１秒が経過すると、２番目の秒更新パルスを出力する。時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５が出力した２番目の秒更新パルスを受信すると、第１の内部時刻の歩進を開始する。上記のように、第１の内部時刻として設定された時刻データは、シリアル転送時間が考慮されている。そのため、プロセッサ１４は、リストア処理により、リアルタイムクロック１５の時刻と、遅れ具合を示すシリアル転送時間とに基づいて、時刻カウンタ１２に、電源消失前の時刻カウンタ１２の時刻歩進状況を誤差なく復旧できる。

【0091】

次に、図９に示すタイミングチャートを用いて、図８で説明した動作例の具体例を説明する。なお、図９には、図８で説明した各動作との対応関係を理解し易くするために、関連する動作に、図８で記載した参照符号が付されている。また、以下の説明においても、図８で記載した参照符号を用いて説明する。

【0092】

図９において、左から右に向かうにつれて、時間が経過していることを示している。図９の上から順に、不揮発性メモリ１６、時刻カウンタ１２、プロセッサ１４、及びリアルタイムクロック１５のタイミングチャートを示している。

【0093】

時刻同期化装置１００が２０２０年０３月０４日１０：３８：４５の直前で起動し、プロセッサ１４は、２０２０年０３月０４日１０：３８：４５にリアルタイムクロック１５が出力した秒更新パルスを受信する（ステップＳ３１）。なお、当該秒更新パルスは、時刻同期化装置１００が起動した後、リアルタイムクロック１５が最初に出力する秒更新パルスである。

【0094】

プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスを受信すると、不揮発性メモリ１６から、パルス差分の計測結果である差分時間を取得する（ステップＳ３２）。なお、図６で示したように、セーブ処理において、パルス差分の計測結果である差分時間は１０ミリ秒であるため、プロセッサ１４は、不揮発性メモリ１６から、１０ミリ秒を取得する。

【0095】

プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から第２の内部時刻が示す時刻データを取得する（ステップＳ３３）。プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５から秒更新パルスを受信すると、即時にリアルタイムクロック１５から時刻データを取得するため、２０２０年０３月０４日１０：３８：４５を時刻データとして取得する。

【0096】

プロセッサ１４は、取得した時刻データと、取得した差分時間とに基づいて、時刻カウンタ１２に設定（セット）する時刻データを算出し、算出した時刻データに基づいて、時刻カウンタ１２の第１の内部時刻を設定する（ステップＳ３４）。プロセッサ１４は、取得した時刻データ＋取得した差分時間＋１秒を、時刻カウンタ１２に設定する時刻データとして算出する。取得した時刻データが、２０２０年０３月０４日１０：３８：４５であり、取得した差分時刻が１０ミリ秒であるため、プロセッサ１４は、２０２０年０３月０４日１０：３８：４６．０１０を、時刻カウンタ１２に設定する時刻データとして算出する。プロセッサ１４は、２０２０年０３月０４日１０：３８：４６．０１０を、時刻カウンタ１２の第１の内部時刻として設定する。
プロセッサ１４は、第１の内部時刻の歩進開始許可命令を時刻カウンタ１２に送信する（ステップＳ３５）。

【0097】

時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスが入力された瞬間に、第１の内部時刻の歩進を開始する（ステップＳ３６）。リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスは、時刻同期化装置１００が起動した後、リアルタイムクロック１５が２番目に出力する秒更新パルスである。リアルタイムクロック１５は、２０２０年０３月０４日１０：３８：４６に、秒更新パルスを出力するが、時刻カウンタ１２が、歩進を開始する第１の内部時刻は、秒更新パルスが出力された時刻に１０ミリ秒が追加された時刻である。１０ミリ秒は、パルス差分の計測結果である差分時間であり、シリアル転送時間と同じ時間である。つまり、時刻カウンタ１２は、シリアル転送時間を考慮した時刻で第１の内部時刻の歩進を開始する。言い換えると、プロセッサ１４は、リストア処理により、リアルタイムクロック１５の時刻と、遅れ具合を示すシリアル転送時間とに基づいて、時刻カウンタ１２に、電源消失前の時刻カウンタ１２の時刻歩進状況を誤差なく復旧する。

【0098】

以上説明したように、パルス計測回路１８は、プロセッサ１４が、リアルタイムクロック１５に時刻データの書き込む時間を含むデータ転送時間を考慮した差分時間を計測できる。そのため、瞬時電圧低下及び停電が発生し、時刻同期化装置１００の電源が再び投入された場合でも、時刻カウンタ１２は、リアルタイムクロック１５の時刻と、パルス計測回路１８が計測した差分時間とに基づいて、電源喪失前の時刻データを誤差なく復旧できる。したがって、実施の形態２にかかる時刻同期化装置１００によれば、装置が起動した後に、装置起動前の時刻を精度よく設定できる。

【0099】

ここで、データ転送時間が一定時間であると仮定して時刻同期化装置１００を動作させることで、時刻同期化装置１００の動作を簡略化できる可能性がある。しかし、図７を用いて説明したように、プロセッサ１４は、高優先度処理を実行することから、データ転送時間は一定とはならない。そのため、データ転送時間が一定時間であると仮定して時刻同期化装置１００を動作させると、装置が起動した後に、装置起動前の時刻を精度よく設定できなくなってしまう。

【0100】

これに対して、実施の形態２では、パルス計測回路１８は、高優先度処理により、リアルタイムクロック１５に時刻データの書き込みが出来ない時間を含む差分時間を計測できる。そのため、時刻同期化装置１００によれば、装置稼働時に、プロセッサ１４上で動作する高優先度処理に影響されることなく、装置内の時刻を補正できる。したがって、実施の形態２にかかる時刻同期化装置１００によれば、装置が起動した後に、装置起動前の時刻を精度よく設定できる。

【0101】

（変形例１）
実施の形態２では、時刻カウンタ１２は、１ｋＨｚの水晶発振器を使用することで説明したが、３２．７６８ｋＨｚの水晶発振器を使用してもよい。この場合、時刻カウンタ１２は、年、月、日、時、分及び秒と、１５ビットのバイナリカウンタとを含む時刻を計時する。時刻カウンタ１２は、秒以下の１５ビットのバイナリカウンタが、１６ビット目に桁上がりする場合に１秒が経過したと判断する。実施の形態２のように、１ｋＨｚの水晶発信器が使用される場合、秒以下のデータ形式は、ｍｓ：ｍｓ：ｍｓとして表すことができる。なお、ｍｓはミリ秒を示す。これに対して、本変形例のように、３２．７６８ｋＨｚの水晶発信器が使用される場合、１５ビットカウンタのバイナリデータの値が、秒未満の時刻を表すことになる。なお、１５ビットカウンタであるため、時刻に関する単位はないことになる。

【0102】

また、時刻カウンタ１２が３２．７６８ｋＨｚの水晶発振器を使用する場合でも、パルス計測回路１８は、時刻カウンタ１２が使用するクロック波形を使用する。そのため、パルス計測回路１８が計測するパルス差分の計測結果である差分時間も、１５ビットのバイナリカウンタで計測される。

【0103】

プロセッサ１４は、パルス計測回路１８が計測完了した後、不揮発性メモリ１６に、パルス計測回路１８が計測するパルス差分の計測結果である差分時間を、１５ビットのバイナリデータとしてセーブする。時刻同期化装置１００が再起動した後、プロセッサ１４は、リアルタイムクロック１５からの秒更新パルスを検知した瞬間に、リアルタイムクロック１５から時刻データを読み込み、不揮発性メモリ１６からパルス差分を読み込む。プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２に、リアルタイムクロック１５から読み込んだ時刻データ、不揮発性メモリ１６から読み込んだパルス差分の計測結果と、１秒とを加算して、時刻カウンタ１２に時刻を設定する。

【0104】

この際、時刻カウンタ１２は、秒未満の桁が１５ビットのバイナリカウンタで第１の内部時刻を計時し、パルス計測回路１８が計測する差分時間も１５ビットのバイナリデータである。また、不揮発性メモリ１６にセーブしてある差分時間も１５ビットのバイナリデータである。そのため、プロセッサ１４は、３２．７６８ｋＨｚの水晶発振器が使用された場合でも、追加の変換処理を行うことなく、時刻カウンタ１２に算出した時刻データを設定できる。このように、実施の形態２を本変形例のように変形を施しても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

【0105】

（変形例２）
実施の形態２では、時刻カウンタ１２の第１の内部時刻が補正された後に、時刻カウンタ１２が最初に出力する秒更新パルスを契機にセーブ処理を実行したが、セーブ処理の開始契機に使用する秒更新パルスを他の秒更新パルスとしてもよい。具体的には、プロセッサ１４は、時刻カウンタ１２が出力する、任意の秒更新パルスを契機に、セーブ処理を実行してもよい。もしくは、時報受信機１１が時報を受信できなかった場合、プロセッサ１４は、任意の秒更新パルスを契機に、セーブ処理を実行してもよい。このようにすれば、時刻カウンタ１２の第１の内部時刻が、正時からの時刻ずれを含んでしまうが、時報受信機１１が時報を受信できなかったとしても、データ転送時間を考慮したセーブ処理を実行できる。

【0106】

（変形例３）
実施の形態２において、不揮発性メモリ１６が、パルス差分の計測結果である差分時間を、一定数保持するようにしてもよい。プロセッサ１４は、リストア処理において、不揮発性メモリ１６に保存されている、複数の差分時間の平均値、最小値、中央値、及び最大値のうち、少なくとも１つを算出し、算出した時間をリストア処理に使用してもよい。もしくは、プロセッサ１４は、リストア処理において、不揮発性メモリ１６に保存されている複数の差分時間に基づき機械学習により学習された学習モデルを使用して、差分時間の推奨値を推定し、推定された差分時間をリストア処理に使用してもよい。このようにすれば、高優先度処理が非周期的に発生する場合に、最適な差分時間をリストア処理で使用でき、プロセッサ１４上で動作する高優先度処理に影響されることなく、装置起動時に装置内の時刻を補正できる。

【0107】

本開示は、それぞれの実施の形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。また、本開示は、上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、本開示は、これに限定されるものではない。本開示は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。

【0108】

プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【符号の説明】

【0109】

１、１００ 時刻同期化装置
２ 第１の計時回路
３ 第２の計時回路
４ 制御部
５ 計測回路
１１ 時報受信機
１２ 時刻カウンタ
１３ 時刻送出回路
１４ プロセッサ
１５ リアルタイムクロック
１６ 不揮発性メモリ
１７ 電池
１８ パルス計測回路
２０ 時刻データ信号線
２１ 時刻データ分配バス
２２ 時刻カウンタ制御バス
２３ シリアル転送バス
２４ メモリバス
２５ 時刻カウンタ秒更新パルス線
２６ リアルタイムクロック秒更新パルス線
２７ パルス計測回路制御バス
２８ リアルタイムクロック秒更新通知線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】