高度なアプリケーションでシステム時間と RTC を管理する

[アーティクル]
08/09/2023

RTC (リアルタイムクロック) は、デバイスが電源を失い、デバイスの再起動後にネットワーク接続にアクセスできない場合に、Azure Sphere デバイス上の時間を維持するために使用されます。これにより、デバイスが NTP サーバーにアクセスできない場合でも、電源喪失時に時間を維持できます。

システム時刻を設定した場合、デバイスの電源が失われると、システム時刻は保持されません。電源喪失時に時間を保持するには、Applibs 関数をclock_systohc呼び出す必要があります。 clock_systohcが呼び出されると、システム時刻が RTC にプッシュされます。

RTC の要件

RTC を使用するアプリケーションには、適切なヘッダーファイルを含め、RTC 設定をアプリケーションマニフェストに追加する必要があります。

ヘッダーファイル

プロジェクトに rtc ヘッダーを含めます。

 #include <applibs\rtc.h>

アプリケーションマニフェストの設定

RTC と標準クロック API を使用するには、アプリケーション機能を SystemTime アプリケーションマニフェストに追加し、値をに設定する true必要があります。 Azure Sphere アプリケーションマニフェストには、アプリケーションマニフェストの詳細が記載されています。

{
  "SchemaVersion": 1,
  "Name" : "Mt3620App3_RTC",
  "ComponentId" : "bb267cbd-4d2a-4937-8dd8-3603f48cb8f6",
  "EntryPoint": "/bin/app",
  "CmdArgs": [],
   "Capabilities": {
    "AllowedConnections": [],
    "AllowedTcpServerPorts": [],
    "AllowedUdpServerPorts": [],
    "HardwareAddressConfig": true,
    "Gpio": [],
    "Uart": [],
    "WifiConfig": false,
    "NetworkConfig": false,
    "SystemTime": true,
    "TimeSyncConfig": true
  }
}

システム時刻を取得する

システム時刻を取得するには、標準 clock_gettime 関数を呼び出します。

システム時刻を設定する

システム時刻を設定するには、標準 clock_settime 関数を呼び出します。

システム時刻を RTC と同期する

システム時刻が設定されている場合、デバイスの電源が失われると、システム時刻は保持されません。電源喪失時に時間を保持するには、Applibs clock_systohc 関数を呼び出します。 clock_systohcが呼び出されると、システム時刻が RTC にプッシュされます。

NTP クライアントサービスを構成する

NTP クライアントサービスは既定で有効になっています。 NTP クライアントサービスが有効になっている間にシステム時刻を設定すると、デバイスにインターネット接続がある UTC 時刻が上書きされます。 NTP クライアントサービスを無効にできます。ただし、システム時刻と NTP サーバー時間の差が大きすぎると、デバイスのクラウド更新が失敗する可能性があります。

タイムゾーンを設定する

システム時刻と RTC 時刻は GMT/UTC に格納されます。アプリケーションで使用されるタイムゾーンを変更するには、関数を setenv 呼び出して TZ 環境変数を更新し、関数を tzset 呼び出します。

SetTimeFromLocation プロジェクトでは、逆引き IP 参照を使用して位置情報を取得し、場所の時刻を取得し、デバイスの時刻を設定する方法を示します。このプロジェクトは、メンテナンスされていないスクリプト、ユーティリティ、および関数のコレクションである Azure Sphere ギャラリーの一部です。

Azure Sphere OS では、 TZ 環境変数に使用できる一部の形式がサポートされていますが、一部の形式はサポートされていません。

夏時間 (DST) の有無にかかわらず、現在のタイムゾーンを設定できます。例: "EST+5"、"EST+5EDT" この値は、ローカルタイムゾーンが Prime Meridian の西にある場合は正、東の場合は負の値になります。
DST が有効になる日付と時刻を指定することはできません。
タイムゾーンファイル/データベースを指定することはできません。

電源喪失時にタイムゾーンの設定を維持するには、変更可能なストレージを使用してタイムゾーンを永続的ストレージに格納し、デバイスの再起動時に設定を呼び出します。

NTP サーバーの指定

NTP クライアントサービスは、複数のソースから時間を取得するように構成できます。 Azure Sphere OS ネットワーク要件で説明されているように、既定のタイムソースは prod.time.sphere.azure.netです。

NTP クライアントは、正常な同期が発生するまで、15 秒ごとに時刻の同期を試みます。時刻の同期に成功すると、24 時間ごとに時刻の再同期が試行されます。 Azure Sphere は、時刻同期を実行するときに、最初に 32678 から 61000 の間でランダムな UDP クライアントソースポートを使用します。このポートが失敗した場合、Azure Sphere は UDP クライアントソースポートとしてポート 124 の使用を試みます。

システムが DHCP サーバーから時刻を取得するように指定することも、 Networking_TimeSync_EnableCustomNTP または Networking_TimeSync_EnableDefaultNtp 関数を使用してアプリケーションのタイムソースを指定することもできます。

タイムサーバーソースに DHCP を使用するように構成されている場合、Azure Sphere は DHCP オプション 042 を処理し、NTP クライアントは DHCP オプションで送信された最初の 2 つのエントリのみを処理します。これは優先順に一覧表示されます。これらはプライマリサーバーとセカンダリサーバーと見なされます。

また、アプリケーションを介してプライマリタイムサーバーとセカンダリタイムサーバーを指定する場合は、 Networking_TimeSync_EnableCustomNTP を使用してタイムサーバーを構成することもできます。各タイムサーバー完全修飾ドメイン名 (FQDN) の最大長は 255 文字です。

フォールバック

DHCP または API を使用してタイムサーバーを取得するように NTP クライアントが構成されている場合は、フォールバック動作を指定するために追加のパラメーターが必要です。
クライアントは最初にプライマリタイムサーバーへの接続を試みます。クライアントが有効なタイムサーバー応答を取得できない場合は、セカンダリタイムサーバー (指定されている場合) が試行されます。
セカンダリタイムサーバーが指定されていて失敗した場合、またはを使用して Networking_NtpOption_FallbackServerEnabled OS の既定値にフォールバックするオプションが失敗した場合、システムは既定の OS タイムソース prod.time.sphere.azure.net に接続します。
- 次の 24 時間の同期間隔で、OS は戻り、プライマリタイムサーバーのクエリを試行します。
Networking_NtpOption_FallbackServerDisabledを指定した場合、OS は、いずれかのタイムサーバーと正常に同期されるまで、15 秒ごとにプライマリサーバーとセカンダリサーバーに対してクエリを実行し続けます。

マルチホームデバイス

タイムサーバーの設定はグローバル設定であり、インターフェイスごとの設定ではありません。 Azure Sphere デバイスがマルチホームで、両方のインターフェイスが DHCP 経由で NTP サーバー情報を取得する場合は、最近処理された DHCP NTP オプションセットが優先されます。

システム時刻のサンプル

システム時刻のサンプルは、システム時刻を管理し、ハードウェア RTC を使用する方法を示しています。サンプルアプリケーションでは、システム時刻を設定し、関数を clock_systohc 使用してシステム時刻を RTC と同期します。

カスタム NTP サンプル

カスタム NTP サンプルは、複数のソースから時間を取得するように NTP クライアントサービスを構成する方法を示しています。