新手学堂：嵌入式Linux系统下时间的实现

来源：中国IT实验室 作者：佚名 出处：巧巧读书 2008-05-23 进入讨论组

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    首先，明确一个问题：

    1、嵌入式系统板子上的时间是用date标准系统命令查看的，date是SHELL命令，例如busybox或者uClinux上的sash等。这个时间是有运行起来的嵌入式LINUX软件维护的，其实就是内存中的一个全局变量，LINUX默认启动给这个全局变量赋值就是19700101这样的数值。

    2、RTC芯片（很多是嵌入式处理器内置RTC模块，那么就是CPU内部寄存器）内部的寄存器维护的时间值。

    一般的，LINUX启动后，您可以通过date命令来设置更改系统时间，但掉电就会丢失的，启动后又是1970这样的时间了。若要能date设置后保存系统时间，使得在下次重启后还能保持的话，就必须有RTC＋后备电池 的软硬件支持。

    例如，我们PC上可以设置系统时间，重启后也不会丢失，就是因为我们PC主板上有RTC支持。

    RTC可以是外接的一个芯片，例如常见的X1226/1227等，它们就是通过I2C接到处理器上的。

    当然，现在更多的情况是CPU内置RTC模块，这样您硬件设计的话就只要提供后备电池即可。

    明确了系统时间的两个概念后，我们来看看RTC的实现机制。

    在嵌入式系统上，实现的方法可以灵活多样，只要能达到最终的目的：

    您可通过某种操作获取当前的正确的时间，而且重启不会丢失。

    那么看看几种实现机制。

    在开始介绍几种方法前，我们先说明一下软件时间的方式：

    我们的平台是嵌入式LINUX，要实现RTC支持，则必须是“驱动＋应用程序”的方式，而我们的驱动都建议是采用MODULES方式独立加载的方式，这样可不影响整个LINUX内核。

    下面开始介绍实现方法：

    从上面可以看到，时间实际上是两个地方同时在维护的，一个是RTC芯片内部寄存器或CPU的RTC寄存器；另一个则是LINUX维护的时间。LINUX的时间重启就会丢失，而RTC由于有后备电池保护，则不会丢失，在板子断电后还可以继续维持计时。所以，最好理解的实现方式就是让LINUX内核启动的时候，从RTC芯片里面读取时间值，赋给LINUX的时间变量。这样LINUX一启动时间就校正过来，不再是1970了。当然，这样做，就不能用独立的RTC驱动的MODULES形式了。而当您通过date命令设置LINUX时间时，您还要修改date命令的代码，使之同时还要通过I2C修改RTC芯片内部寄存器数值（或CPU内部寄存器数值），当然了，这样还是需要一个读写RTC的驱动的。

    下面则是一个更简化的实现方法

    即LINUX启动时，不从RTC芯片里面读取时间，而您直接修改date命令的代码，让它不要从LINUX提供的接口读取，而是直接通过驱动从RTC里面直接读取。

    另外，如果您的系统允许的话，您都可以不走date的路线，即读取系统时间不用date命令也可以，可以自己直接写个读取时间的函数，例如read_rtc/write_rtc，就用这两个函数取代date命令读取和设置系统时间的功能。

    呵呵，写了这么多，好像也没说清楚，最后，大家记住：

    我们看到的时间，实际是在两个不同的地方维护的

    一个是LINUX维护的，一个是RTC芯片里面的。

    这样就存在一个两个时间同步的问题，一个发生在LINUX启动的时候，需要从RTC里面获取时间；另一个发生在您设置系统时间的时候，需要两个同时更改。

    当然了，中间一些猫腻就可以发生，例如您可以偷懒跳过LINUX时间，让date或者您自己的代码直接读取RTC时间，而完全不理会LINUX的时间（还让它是1970……吧）

    在ARM9实验箱等板子上，我们是通过修改busybox的date.c代码来实现的的；而在HHGW-LITE-R3等HHPPC平台上则是通过自己写的writeRTC来作的。

    前一种方法改变了系统运行方式，后一种则没有把硬件时间同LINUX系统时间联系起来。

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