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はい

i.MX93 RTC XTALI デューティサイクル

こんにちは、

i.MX93のRTC_XTALI入力を駆動するために、PCA9451Aの内蔵32kHz RC発振器を使用する予定です。この出力の周波数は、精度も安定性も高くないことを認識していますが、i.MX93内部で正確な時間基準として使用する意図はありません。

私たちが懸念しているのは、i.MX93のデューティサイクル仕様に関するものです。入力クロックは45%～55%の許容範囲内のデューティサイクルを必要とするが、PCA9451Aは30%～70%というより広い範囲を規定している。

このような条件下でこのクロックソースを使用することに、機能的なリスクはありますでしょうか？

よろしくお願いいたします。

ラファエロ

FRDM-i.MX93 i.MX93

Re: i.MX93 RTC XTALI Duty Cycle

はい、機能的なリスクはありますが、信号品質が良好であれば、実際には通常そのリスクは低いと言えます。リスクは主に、定常状態の動作よりも、入力バッファの動作とRTCの信頼性（特に起動時と低電力モード）に関連しています。

実際のリスク分析

ケース1 — 通常のデジタル時計表示（おそらく問題なし）

もし：

信号はCMOSレベルでクリーン（高速なエッジ、歪みなし）
周波数：約32kHz（非常に低い）
内部的にXTALモードは有効になっていません

それから：

RTCロジックは主にエッジでトリガーされます
広いデューティサイクル（30～70%）でも、十分なハイ/ローパルス幅（約9～21µs）が得られる。

結論：
ほとんどのシリコンでは機能障害は想定されない ―低リスク

ケース2 ― 境界線上の状況または最悪の状況（リスクが存在する）

リスクが増加するのは次のような場合です。

（A）入力バッファ閾値＋非対称性相互作用

デューティサイクルが偏っている場合（例：30/70 + 遅いエッジ）
VIH/VIL領域付近では、1つのフェーズが限界的になる。

→ 原因となる可能性があります:

ダブルトリガー
欠落したエッジ
内部準安定性（まれだが可能性あり）

（B）超低消費電力／SNVS／RTCドメイン

RTCドメインは超低消費電力クロックコンディショニングを使用する可能性がある
内部フィルタリングまたはストレッチロジックは、ほぼ50%のデューティ比を占める可能性がある。

→ リスク:

クロックの除去または歪み
不安定なRTC増加

（C）XTALモードが誤って使用された場合

ピンが水晶発振子を想定して構成されている場合：

→ 30～70%の波形は以下のいずれかになります。

内部ピアース発振器のバイアスを乱す
起動または振動を防止する

これは実際の故障モードです

CASE 3 — 仕様準拠／生産ばらつき

これは最も重要な実務上のリスクです。

i.MX93のデータシートでは、45～55%を明示的に要求しています。
PCA9451Aは30～70％を保証します

したがって：

保証仕様の範囲外で動作しています
PVT（プロセス／電圧／温度）全体にわたって動作が正式に保証されるわけではありません。

定量的な妥当性チェック

32kHzの場合：

周期 = 31.25 µs

デューティサイクルの極値：

ケース	そろそろ	低時間
50%	15.6 µs	15.6 µs
30%	9.4 µs	21.9 µs
70%	21.9 µs	9.4 µs

最悪の場合：

パルス幅は依然として非常に長い（>>内部セットアップ時間）

これが、実際にうまくいく理由です

実践的な推奨事項

以下の場合は許容されます：

RTCは正確なタイミングには使用されません
システムは正確な起動タイミングに依存しない
あなたは、保証されない行動を受け入れることになります。

Re: i.MX93 RTC XTALI Duty Cycle

こんにちは、ご返信ありがとうございます。

あなたは「内部的にXTALモードは有効になっていません」と書きました。どのレジスタで設定すればいいのでしょうか?(リファレンス・マニュアルには何も記載がありませんでした)また、この再構成が行われる前にプロセッサが外部クロックで駆動されている場合、リスクはありますか?

さらに、このクロックソースが不要なら、32 kHzのXTALIピンをGNDに単純に結びつけることができるのかも気になっています。

Re: i.MX93 RTC XTALI Duty Cycle

1.利用可能なi.MX93やPCA9451Aドキュメントで「XTALモードなし」を有効にするレジスタは見つかりませんでした。取得したドキュメントでは、ソフトウェア選択モードではなく、ピンストラップやハードウェアの挙動として記述されています。

2. はい、i.MX93バックアップドメイン供給が有効になる前にRTC_XTALIが駆動されると、文書化されたリスクがあります。i.MX93ハードウェア設計ガイドには、外部32.768 kHzのRTC信号がオフの場合は駆動してはならないNVCC_BBSM_1P8明記されています。

3. PCA9451Aのデータシートだけが、未使用の XTAL_IN ピンをGNDに接続します。