시계를 만들어볼까… 중력에 기대지 않는 시간

AI 요약

GNSS(위성항법시스템)를 활용해 수십 나노초(ns) 정밀도의 시계를 Raspberry Pi Pico로 직접 제작하는 과정을 다룬 기술 블로그입니다. GNSS 위성은 원자시계를 탑재해 고정밀 시간 정보를 제공하며, PPS(Pulse Per Second) 신호를 사용해야 UART 통신의 한계를 극복하고 정밀한 시간 동기화가 가능합니다. 펌웨어는 Rust 언어와 embassy 비동기 런타임을 사용해 개발합니다.

핵심 포인트

• GNSS는 GPS, QZSS(일본), Galileo(유럽), BeiDou(중국), GLONASS(러시아) 등 위성항법시스템의 총칭
• 정밀 측위를 위해 최소 4개 위성이 필요하며(위치 3차원 + 시간), 위성들은 원자시계 탑재
• UART로는 수십 ns 정밀도의 시간 동기화가 불가능하므로 PPS(Pulse Per Second) 신호를 별도 배선해 사용
• 하드웨어: Raspberry Pi Pico + GNSS 모듈(아키즈키 전자 판매품), 펌웨어: Rust + embassy

향후 전망

• NTP보다 정밀한 Stratum-1 타임 서버를 저비용으로 자체 구축 가능
• air-gapped 환경에서도 고정밀 시간 정보를 활용한 시스템 개발 수요 증가 예상