CN1108024C - 一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法及其装置，其装置包括两个互联的同时工作的相同的模块，每一模块包括倍频电路、相位调整电路和时钟切换选择电路。各倍频电路分别从外部接收信号并倍频；各相位调整电路分别接收各倍频电路传来的信号，进行信号检测并调整它们的相位差至很小的范围，输出调整后的两个信号和检测结果信号；各时钟切换选择电路根据外部控制信号和检测结果信号从相位调整电路输出的调整后的两个信号中选择一个输出。

Description

一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法及其装置

本发明涉及一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法及其装置。

同步时钟供给系统在通信系统中起着举足轻重的作用，为了确保时钟信号的可靠，同步时钟供给系统总是包括两个主、备用模块，整个装置工作在热备份的状态下。正常情况下，只有一个模块输出时钟信号，称之为主用模块，而另一个模块称为备用模块。当主用模块发生问题或其它特殊情况发生时，系统需要将原来的主用模块变成备用，同时原来的备用模块变为主用。发生在这样的选择切换时往往会导致在一段时间里出现两个时钟信号同时输出或没有任何一个信号输出，这些情况都会严重影响整个通信系统的正常工作。

本发明的目的在于提供一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法及其装置，使得出现意外情况时能在主、备用时钟信号之间进行迅速切换，以确保装置只有唯一的信号输出。

为了实现上述的发明目的，所提供的一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法，它包括下列步骤：对输入的一外部参考信号分别进行倍频，产生第一倍频信号和第二倍频信号；对第一倍频信号和第二倍频信号同时进行第一相位调整和第二相位调整，直至第一相位调整后的两个输出信号的相位差在一很小的范围内，并且第二相位调整后的两个输出信号的相位差也在一很小的范围内；根据外部输入的控制信号分别从第一相位调整和第二相位调整后的两个输出信号中各选出一个来源于第一倍频信号或第二倍频信号的信号作为输出信号。

为了实现上述的发明目的，所提供的一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择装置，它包括两个同时工作的相同的模块，每一模块包括一倍频电路、一与该倍频电路单向联接的相位调整电路、一与该相位调整电路单向联接的时钟切换选择电路，两个模块通过下述的方式相联接：各时钟切换选择电路互联，各相位调整电路互联，本模块的相位调整电路还与另一模块的倍频电路单向联接，其中：各倍频电路分别从外部接收输入信号，进行倍频；各相位调整电路分别接收各倍频电路传来的信号，进行信号检测并采用延时线技术调整它们的相位差至很小的范围，输出调整后的两个信号和检测结果信号，同时它们还进行信息交互；各时钟切换选择电路根据外部控制信号和来自相位调整电路的检测结果信号从该相位调整电路输出的调整后的两个信号中选择一个输出，同时它们还交互信息。

上述的同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择装置，其中，时钟切换选择电路包括：脉冲检测切换单元，接收外部的脉冲检测报警信号，输出切换命令；模块状态切换单元，接收外部的模块状态指示信号，输出切换命令；功能控制切换单元，接收外部的功能控制信号，输出切换命令；时钟切换选择控制单元，除了接收外部的缺省状态信号，还接收上述三个单元输出的切换命令，并对接收的输出切换命令进行优先性选择，首选脉冲检测切换单元输出的切换命令，其次选择模块状态切换单元输出的切换命令，再者选择功能控制切换单元输出的切换命令，最后选择外部的缺省状态信号，然后输出被选信号；时钟输出选择单元，从时钟切换选择控制单元获取被选信号，并从外部的两个输入时钟信号择一输出。

由于采用了上述的技术解决方案，使得出现意外情况时能在主、备用时钟信号之间进行迅速切换，以确保装置只有唯一的信号输出。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明时钟信号切换选择装置的电路结构功能框图；

图2为图1中所示的时钟切换选择电路的电路结构功能框图。

本发明一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法，对输入的一外部参考信号分别进行倍频，产生8.192Mhz的第一倍频信号和第二倍频信号；对8.192MHz的第一倍频信号和第二倍频信号同时进行第一相位调整和第二相位调整，直至第一相位调整后的两个输出信号的相位差在一很小的范围内，并且第二相位调整后的两个输出信号的相位差也在一很小的范围内；根据外部输入的控制信号分别从第一相位调整和第二相位调整后的两个8.192MHz的输出信号中各选出一个来源于第一倍频信号或第二倍频信号的信号作为输出信号。

如图1所示，本发明时钟信号切换选择装置包括两个同时工作的相同的模块11、22，每一模块包括倍频电路1、和该倍频电路相联的相位调整电路2、和该相位调整电路相联的时钟切换选择电路3。两个模块的联接方式为：两个模块的各相位调整电路2互联，两个模块的各时钟切换选择电路3互联，各相位调整电路2分别与另一模块的倍频电路1相联。

上述两个模块的倍频电路1将输入的参考信号Ref倍频为8.192MHz信号f、f′，并分别送至两个模块的相位调整电路2；f和f′经过相位调整电路2后，输出信号F1和F2(F1′和F2′)的相位差就可以在0～10ns之间(注意，F1和F1′、F2和F2′几乎相同)，这样在输出信号切换时就可以大大减小时钟信号的相位抖动。同时相位调整电路2还对信号f、f′进行脉冲检测报警，输出脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)，并送至时钟输出切换选择电路3，时钟输出切换选择电路3根据多个输入控制信号实时产生被选信号C0和C1，根据被选信号C0、C1从F1和F2(F1′和F2′)中选择一个作为最终输出时钟信号Fo(Fo′)。从图1中还可以看出两个模块的相位调整电路2之间还相互交换各自的被选信号C0和C1，从而把本模块的输出时钟选择状态通知对方。被选信号与选定时钟之间关系为：C0＝1时，选用本模块输出时钟；C1＝1时，选用另一模块的输出时钟。两个模块的时钟切换选择电路之间还相互交换各自模块的输入控制信号和脉冲检测报警信号，保证正常工作时，两个模块的C0、C1互为相反，从而确保两个模块选择同源的信号。

如图2所示，所述的时钟输出选择电路模块3，包括脉冲检测切换单元31、模块状态切换单元32、功能控制切换单元33、与脉冲检测切换单元31、模块状态切换单元32和功能控制切换单元33单向联接的时钟切换选择控制单元34、与时钟切换选择控制单元34单向联接的输出选择单元35。时钟输出选择电路模块3接收多个输入控制信号P1、P2(P1′、P2′)、M1、M2(M1′、M2′)、S(S′)、DS(DS′)。P1、P2(P1′、P2′)是来自相位调整电路2的脉冲检测报警信号，M1、M2(M1′、M2′)是两个模块工作状态指示信号，S(S′)是外部的功能控制信号，DS(DS′)是上电缺省时两个模块的缺省指示信号。脉冲检测切换单元31接收到脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)后，输出切换命令到时钟切换选择控制单元34，模块状态切换单元32接收到工作状态指示信号M1、M2(M1′、M2′)后，输出切换命令到时钟切换选择控制单元34，功能控制切换单元33接收到外部的功能控制信号S(S′)后，输出切换命令到时钟切换选择控制单元34，时钟切换选择控制单元34按照下述的优先级顺序根据该输出切换命令改变被选信号C0、C1，从而使输出信号也立即在F1和F2(F1′、F2′)之间切换：

最高优先等级为来自相位调整电路模块2的的脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)，正常情况下，没有产生脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)，从而允许其它输入控制信号发生作用。而一旦有一个倍频后的8.192MHz信号，例如信号f发生故障，则本模块产生脉冲检测报警信号P1，脉冲检测切换单元31接收到P1，发出切换命令，时钟切换选择控制单元34立刻改变被选信号C0、C1，控制输出信号在F1和F2之间切换；另一个模块产生脉冲检测报警信号P2′，它的脉冲检测切换单元31接收到P2′，发出切换命令，时钟切换选择控制单元34立刻改变它的被选信号，控制输出信号在F1′和F2′之间切换，在这个过程中，这两个模块发生的切换选择是相对应的，保证选择同一个输出信号。当脉冲检测切换单元31输出切换命令时，时钟切换选择控制单元34自动屏蔽了其它输出切换命令；

次优先级为模块工作状态指示信号M1、M2(M1′、M2′)，当脉冲检测切换单元31没有输出切换命令时，如果出现模块工作状态指示信号M1、M2(M1′、M2′)，模块状态切换单元32发出切换命令，类似于上述描述，输出信号发生切换改变；

在脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)和模块工作状态指示信号M1、M2(M1′、M2′)都缺省时，还可以通过外部的功能控制信号S(S′)来改变输出信号；

在系统刚上电时，脉冲检测报警信号P1、P2(P1′、P2′)、模块工作状态指示信号M1、M2(M1′、M2′)、外部的功能控制信号S(S′)信号都处于缺省状态，此时两个模块的输出取决于上电缺省时两个模块的缺省指示信号DS(DS′)。

本发明设计的时钟信号切换选择实现方式主要由硬件实现，保证了切换的速度和可靠性。

Claims (3)

1.一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择方法，其特征在于它包括下列步骤：

对输入的一外部参考信号分别进行倍频，产生第一倍频信号和第二倍频信号；

对第一倍频信号和第二倍频信号同时进行第一相位调整和第二相位调整，直至第一相位调整后的两个输出信号的相位差在一很小的范围内，并且第二相位调整后的两个输出信号的相位差也在一很小的范围内；

根据外部输入的控制信号分别从第一相位调整和第二相位调整后的两个输出信号中各选出一个来源于第一倍频信号或第二倍频信号的信号作为输出信号。

2.一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择装置，其特征在于，它包括两个同时工作的相同的模块，每一模块包括一倍频电路、一与该倍频电路单向联接的相位调整电路、一与该相位调整电路单向联接的时钟切换选择电路，两个模块通过下述的方式相联接：各时钟切换选择电路互联，各相位调整电路互联，本模块的相位调整电路还与另一模块的倍频电路单向联接，其中：各倍频电路分别从外部接收输入信号，进行倍频；各相位调整电路分别接收各倍频电路传来的信号，进行信号检测并采用延时线技术调整它们的相位差至很小的范围，输出调整后的两个信号和检测结果信号，同时它们还进行信息交互；各时钟切换选择电路根据外部控制信号和来自相位调整电路的检测结果信号从该相位调整电路输出的调整后的两个信号中选择一个输出，同时它们还交互信息。

3、根据权利要求2所述的一种同步时钟供给系统中的时钟信号切换选择装置，其特征在于，所述的时钟切换选择电路包括：

脉冲检测切换单元，接收外部的脉冲检测报警信号，输出切换命令；

模块状态切换单元，接收外部的模块状态指示信号，输出切换命令；

功能控制切换单元，接收外部的功能控制信号，输出切换命令；

时钟切换选择控制单元，除了接收外部的缺省状态信号，还接收上述三个单元输出的切换命令，并对接收的输出切换命令进行优先性选择，首选脉冲检测切换单元输出的切换命令，其次选择模块状态切换单元输出的切换命令，再者选择功能控制切换单元输出的切换命令，最后选择外部的缺省状态信号，然后输出被选信号；

时钟输出选择单元，从时钟切换选择控制单元获取被选信号，并从外部的两个输入时钟信号择一输出。

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