專利名稱：一種同步時(shí)鐘供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步時(shí)鐘供給裝置。
在數(shù)字通信網(wǎng)中，傳送和交換的信號(hào)是對(duì)信息進(jìn)行編碼后的比特流，因而具有特定的傳輸比特率，若要求通信網(wǎng)上的各種數(shù)字設(shè)備相互都能準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，就需要網(wǎng)內(nèi)的各種數(shù)字設(shè)備(或網(wǎng)元)的時(shí)鐘信號(hào)以相同的頻率和相同的相位來處理比特流，這就是數(shù)字通信網(wǎng)的同步問題。我國(guó)數(shù)字通信網(wǎng)中的數(shù)字同步網(wǎng)采用的是主從同步方式，即用數(shù)字設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘模塊作為節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘，使它能同步于上一級(jí)的時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，但是該節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘不能脫離數(shù)字同步網(wǎng)獨(dú)立存在。隨著新型數(shù)字設(shè)備的應(yīng)用，如同步數(shù)字系列(SDH)、7號(hào)信令的信令點(diǎn)及信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)，數(shù)字交叉鏈接設(shè)備(DACS)等，都對(duì)時(shí)鐘的短期穩(wěn)定度提出了更為嚴(yán)格的要求。更為重要的是隨著通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，很多新型的數(shù)字設(shè)備也都需要能滿足國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU-T)建議的各種頻率的時(shí)鐘信號(hào)，因此迫切需要一種單獨(dú)的同步時(shí)鐘供給裝置，以提供滿意的同步基準(zhǔn)信號(hào)。
本發(fā)明的目的在于提供一種同步時(shí)鐘供給裝置，它能夠提供獨(dú)立的滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的三級(jí)時(shí)鐘信號(hào)，即可用于通信網(wǎng)中的同步節(jié)點(diǎn)，也可用于單獨(dú)的數(shù)字設(shè)備，使數(shù)字通信網(wǎng)上的各種數(shù)字設(shè)備之間能相互準(zhǔn)確無誤地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即一種同步時(shí)鐘供給裝置，它包括兩個(gè)相同的模塊，其中一個(gè)為主用模塊，另一個(gè)為備用模塊，整個(gè)裝置工作在熱備份狀態(tài)下，該主、備用模塊均包括一輸入時(shí)鐘處理單元、一與該輸入時(shí)鐘處理單元雙向聯(lián)接的鎖相單元、一與該鎖相單元單向聯(lián)接的輸出時(shí)鐘處理單元、一存儲(chǔ)單元、一通訊單元、以及一與上述各單元雙向聯(lián)接的中央處理單元，所述的主用模塊和備用模塊的聯(lián)接方式為主用模塊的通訊單元與備用模塊的通訊單元互聯(lián)；主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元互聯(lián)，并且主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與備用模塊的鎖相單元相聯(lián)接和備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與主用模塊的鎖相單元相聯(lián)接。其中所述的各輸入時(shí)鐘處理單元，分別接收相同的外部多個(gè)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)行分頻，并進(jìn)行質(zhì)量下降報(bào)警檢測(cè)，然后從多個(gè)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)中選擇質(zhì)量最好的一路輸出，并禁止使用質(zhì)量下降的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，如果檢測(cè)到的某個(gè)質(zhì)量下降的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)是當(dāng)前選中的輸出信號(hào)，還要自動(dòng)切換到另一路正常的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)被禁止的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)正常時(shí)， 自動(dòng)取消該信號(hào)的報(bào)警；所述的各鎖相單元，分別從本模塊的輸入時(shí)鐘處理單元獲取信號(hào)，進(jìn)行倍頻，并將倍頻后的信號(hào)返回至該輸入時(shí)鐘處理單元；所述的各輸出時(shí)鐘處理單元，分別用于接收兩個(gè)來自本模塊和另一模塊的鎖相單元所輸出的信號(hào)，并采用延遲線技術(shù)調(diào)整該兩個(gè)輸出信號(hào)的相位差至一很小的范圍內(nèi)，從調(diào)整后的兩個(gè)信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行信號(hào)再生處理，將再生的信號(hào)分頻后輸出，同時(shí)各輸出時(shí)鐘處理單元之間還進(jìn)行信息交換，以確保輸出信號(hào)的一致性；所述的各通訊單元，它們除了相互之間進(jìn)行信息交換外，還與外部系統(tǒng)進(jìn)行通信，并具有主、備用自動(dòng)切換功能，即正常情況下只有主用模塊的通訊單元與外部系統(tǒng)通訊，當(dāng)兩個(gè)模塊發(fā)生主、備用發(fā)生切換時(shí)，就自動(dòng)切換到備用模塊的通訊單元與外部系統(tǒng)通訊；所述的各存儲(chǔ)單元，分別用于存儲(chǔ)信息；所述的各中央處理單元，分別用于控制和管理本模塊的運(yùn)行。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，即整個(gè)裝置(主、備用模塊)工作在熱備份狀態(tài)下，兩個(gè)模塊彼此交互自身產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)以及其它狀態(tài)信息，從而確保了輸出時(shí)鐘信號(hào)的可靠性，同時(shí)每個(gè)模塊都可以根據(jù)自身狀態(tài)和配對(duì)模塊狀態(tài)獨(dú)立地正確確定自身主備用狀態(tài)，增強(qiáng)了裝置的可維護(hù)性。本發(fā)明的輸出信號(hào)還可以提供給各種需要精度不高于三級(jí)時(shí)鐘信號(hào)的通訊設(shè)備，如接入網(wǎng)等使用。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖1為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)功能框圖。
由圖1可見，本發(fā)明一種同步時(shí)鐘供給裝置，包括兩個(gè)相同的模塊，其中一個(gè)為主用模塊11，另一個(gè)為備用模塊22，整個(gè)裝置工作在熱備份狀態(tài)下，該主、備用模塊11、22均包括輸入時(shí)鐘處理單元1、與該輸入時(shí)鐘處理單元雙向聯(lián)接的鎖相單元3、與該鎖相單元單向聯(lián)接的輸出時(shí)鐘處理單元6、存儲(chǔ)單元5、通訊單元4以及和上述各單元雙向聯(lián)接的中央處理單元2。
主用模塊和備用模塊的聯(lián)接方式為主用模塊的通訊單元4與備用模塊的通訊單元4互聯(lián)；主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元6與備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元6互聯(lián)，并且主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元6與備用模塊的鎖相單元3相聯(lián)接和備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元6與主用模塊的鎖相單元3相聯(lián)接。
上述的同步時(shí)鐘供給裝置中的各輸入時(shí)鐘處理單元1，分別接收相同的四路2.048MHz和四路8KHz的外部輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)還接收來自本模塊鎖相單元3反饋的中央時(shí)鐘信號(hào)，外部參考時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過其報(bào)警檢測(cè)，判定輸入信號(hào)是否有效，將判定結(jié)果送到所述的中央處理單元2，同時(shí)還將這八路外部參考時(shí)鐘信號(hào)都分頻為4KHz，和中央時(shí)鐘信號(hào)分頻后的4KHz信號(hào)一一進(jìn)行相位比較，比較結(jié)果也送入本模塊的中央處理單元2，該中央處理單元2將比較結(jié)果加以分析，判斷外部參考時(shí)鐘信號(hào)是否發(fā)生質(zhì)量下降，中央處理單元2根據(jù)質(zhì)量下降判定結(jié)果和報(bào)警檢測(cè)結(jié)果，控制輸入時(shí)鐘處理單元從八個(gè)外部參考時(shí)鐘信號(hào)中選擇一個(gè)質(zhì)量最好的外部參考時(shí)鐘信號(hào)輸出到鎖相單元3。一旦中央處理單元2發(fā)現(xiàn)某個(gè)外部參考時(shí)鐘信號(hào)有報(bào)警，就控制輸入時(shí)鐘處理單元1禁止使用該外部參考時(shí)鐘信號(hào)，如果該外部參考時(shí)鐘信號(hào)是當(dāng)前選定的輸出信號(hào)，那么輸入時(shí)鐘處理單元1還要立刻自動(dòng)選擇另一個(gè)正常的外部參考時(shí)鐘信號(hào)作為輸出信號(hào)，保證整個(gè)裝置正常工作；如果報(bào)警的外部參考時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)正常后，中央處理單元2就自動(dòng)取消該信號(hào)的報(bào)警。
鎖相單元3接收輸入時(shí)鐘處理單元1的輸出信號(hào)，將它倍頻為8.192MHz的中央時(shí)鐘信號(hào)，返回至輸入時(shí)鐘處理單元1，同時(shí)還分別送到主、備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元6。
輸出時(shí)鐘處理單元6，接收兩個(gè)來自主用和備用模塊中的鎖相單元3的中央時(shí)鐘信號(hào)。正常情況下，主備用模塊中只有主用模塊輸出時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)主用模塊發(fā)生問題或其它特殊情況發(fā)生時(shí)，就需要將原來的主用模塊變成備用，同時(shí)原來的備用模塊變?yōu)橹饔?。發(fā)生這樣的切換選擇時(shí)往往會(huì)在切換過程中產(chǎn)生很大的相位突變，甚至在某一瞬間內(nèi)丟失時(shí)鐘信號(hào)，或者在一段時(shí)間里出現(xiàn)兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)輸出或沒有任何一個(gè)信號(hào)輸出，這些情況都會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)通信系統(tǒng)的正常工作。為此輸出時(shí)鐘處理單元6采用延遲線技術(shù)調(diào)整兩個(gè)中央時(shí)鐘信號(hào)的相位差至一很小范圍內(nèi)，保證主、備用模塊輸出時(shí)鐘信號(hào)切換時(shí)的相位差小于1/8時(shí)鐘周期，同時(shí)輸出時(shí)鐘處理單元6還監(jiān)控中央時(shí)鐘信號(hào)的品質(zhì)，當(dāng)品質(zhì)惡化時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。為了確保系統(tǒng)的唯一信號(hào)輸出，輸出時(shí)鐘處理單元6還根據(jù)主、備用模塊的狀態(tài)以及時(shí)鐘報(bào)警信號(hào)選擇輸出時(shí)鐘，也可以人工選擇輸出時(shí)鐘。輸出時(shí)鐘處理單元6將選擇出來的一路時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行再生，倍頻為16.384MHz，再輸出分頻為16M、8M、2M和8KHz信號(hào)，供外部系統(tǒng)使用。
通訊單元4，一方面和與之相聯(lián)的另一通訊單元4進(jìn)行信息交換，另一方面還和外部系統(tǒng)進(jìn)行通信，把自己的工作狀態(tài)傳送到外部系統(tǒng)，并接收外部系統(tǒng)的控制命令。該通訊單元4還具有主、備用自動(dòng)切換功能，即正常情況下只有主用模塊的通訊單元4與外部系統(tǒng)通訊，當(dāng)兩個(gè)模塊發(fā)生主、備用發(fā)生切換時(shí)，就自動(dòng)切換到備用模塊的通訊單元4與外部系統(tǒng)通訊中央處理單元2控制和管理整個(gè)裝置，確保整個(gè)裝置正常工作。
存儲(chǔ)單元5存儲(chǔ)中央處理單元2工作過程中產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還使用了一種先進(jìn)的可編程邏輯器件技術(shù)(CPLD)，把整個(gè)裝置中的主要數(shù)字電路集成在一片芯片中，這樣不但大大減小了硬件電路的復(fù)雜性，提高了可靠性，而且還減小了整體體積，降低了成本，并很方便于對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行升級(jí)。
權(quán)利要求
1．一種同步時(shí)鐘供給裝置，其特征在于它包括兩個(gè)相同的模塊，其中一個(gè)為主用模塊，另一個(gè)為備用模塊，整個(gè)裝置工作在熱備份狀態(tài)下，該主、備用模塊均包括一輸入時(shí)鐘處理單元、一與該輸入時(shí)鐘處理單元雙向聯(lián)接的鎖相單元、一與該鎖相單元單向聯(lián)接的輸出時(shí)鐘處理單元、一存儲(chǔ)單元、一通訊單元、以及一與上述各單元雙向聯(lián)接的中央處理單元，所述的主用模塊和備用模塊的聯(lián)接方式為主用模塊的通訊單元與備用模塊的通訊單元互聯(lián)；主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元互聯(lián)，并且主用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與備用模塊的鎖相單元相聯(lián)接和備用模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與主用模塊的鎖相單元相聯(lián)接，其中所述的各輸入時(shí)鐘處理單元，分別接收相同的外部多個(gè)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，進(jìn)行分頻，并進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量下降報(bào)警檢測(cè)，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果從多個(gè)輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)中選擇質(zhì)量最好的一路輸出，并禁止使用信號(hào)質(zhì)量下降的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，如果檢測(cè)到的某個(gè)質(zhì)量下降的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)是當(dāng)前選中的輸出信號(hào)，還要自動(dòng)切換到另一路正常的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)被禁止的輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)取消該信號(hào)的報(bào)警；所述的各鎖相單元，分別從本模塊的輸入時(shí)鐘處理單元獲取信號(hào)，進(jìn)行倍頻，并將倍頻后的信號(hào)返回至該輸入時(shí)鐘處理單元；所述的各輸出時(shí)鐘處理單元，分別用于接收兩個(gè)來自本模塊和另一模塊的鎖相單元所輸出的信號(hào)，并采用延遲線技術(shù)調(diào)整該兩個(gè)輸出信號(hào)的相位差至一很小的范圍內(nèi)，從調(diào)整后的兩個(gè)信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)，并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行信號(hào)再生處理，將再生的信號(hào)分頻后輸出，同時(shí)各輸出時(shí)鐘處理單元之間還進(jìn)行信息交換，以確保輸出信號(hào)的一致性；所述的各通訊單元，它們除了相互之間進(jìn)行信息交換外，還與外部系統(tǒng)進(jìn)行通信，并具有主、備用自動(dòng)切換功能，即正常情況下只有主用模塊的通訊單元與外部系統(tǒng)通訊，當(dāng)兩個(gè)模塊發(fā)生主、備用發(fā)生切換時(shí)，就自動(dòng)切換到備用模塊的通訊單元與外部系統(tǒng)通訊；所述的各存儲(chǔ)單元，分別用于存儲(chǔ)信息；所述的各中央處理單元，分別用于控制和管理本模塊的運(yùn)行。
全文摘要
一種同步時(shí)鐘供給裝置,它包括兩個(gè)相同的主用和備用模塊,整個(gè)裝置工作在熱備份狀態(tài)下,該主、備用模塊均包括輸入時(shí)鐘處理單元、與輸入時(shí)鐘處理單元雙向聯(lián)接的鎖相單元、與鎖相單元單向聯(lián)接的輸出時(shí)鐘處理單元、存儲(chǔ)單元、通訊單元、以及與上述各單元雙向聯(lián)接的中央處理單元,主、備用模塊的聯(lián)接方式為:各通訊單元互聯(lián);各輸出時(shí)鐘處理單元互聯(lián),本模塊的輸出時(shí)鐘處理單元與另一模塊的鎖相單元交互聯(lián)接。本發(fā)明確保了輸出時(shí)鐘信號(hào)的精度和可靠性。
文檔編號(hào)H04L7/00GK1302133SQ9912704
公開日2001年7月4日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者潘炳松, 張文, 尹朝暉, 陳晗穎 申請(qǐng)人:上海貝爾有限公司