CN101197650A

CN101197650A - 时钟同步的装置与方法

Info

Publication number: CN101197650A
Application number: CNA2007101709547A
Authority: CN
Inventors: 胡骥; 王显安
Original assignee: Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd; Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: CN101197650B

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域，公开了一种时钟同步的装置与方法，所述装置包括：第一时钟单元，用于选择时钟信号，以及对选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理；第二时钟单元，用于与所述第一时钟单元选择同一个时钟信号，以及对选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理，以使所述第二时钟单元输出的信号与所述第一时钟单元输出的信号同步。本发明使得两个时钟的输出信号具有很好的同步效果，这样在进行主备时钟倒换时不会影响后级电路工作的稳定性。

Description

时钟同步的装置与方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种时钟同步的装置与方法。

背景技术

为提高系统内某一功能部分的可用性，在系统结构上常采用资源冗余的方法配置至少一个功能相同的部件来完成一个功能的容错策略。正常工作时系统内只有一个部件完成相应功能，称为主用部件。其它功能相同的部件处于备用状态，称为备用部件。当主用部件发生故障时自动将为备用部件，备份部件自动升为主用部件继续工作，保证系统的稳定运行，称为主备用倒换工作方式。但是，当主备倒换的时候，由于主备时钟不同步，会导致后级电路的时钟输入不稳定。

现有技术提供一种主备时钟倒换的技术方案，由图1可知，0#和1#为主备时钟模块中的同频率时钟源，在主备倒换的时候，直接通过选择器来选择其中一个时钟模块为后级电络提供时钟输入。若0#为主时钟模块，在倒换后很快切换1#为主时钟模块，而0#自动降为备时钟模块。其中，为后级电路提供时钟的模块我们称之为主时钟模块。

发明人在实现本发明过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：

上述现有技术的主时钟模块和备时钟模块使用了不同的时钟源，这两个时钟源的初始相位在每次上电后都不同，因此导致两个时钟的相位不确定，而且相差比较大，这样在主备时钟模块倒换时就会导致输出时钟频率发生相位跳变，所述相位跳变的大小由0#和1#输出时钟的相位差决定。而这种跳变会对系统后级电路造成严重的影响，甚至会导致后级电路系统工作不稳定。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种时钟同步的装置与方法，该装置与方法使得主备时钟的相位保持同步。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种时钟同步的装置，该装置包括：

第一时钟单元，用于选择时钟信号，以及对选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理；

第二时钟单元，用于与所述第一时钟单元选择同一个时钟信号，以及对选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理，以使所述第二时钟单元输出的信号与所述第一时钟单元输出的信号同步。

本发明实施例还提供了一种时钟同步的方法，所述方法包括：

为第一时钟和第二时钟选择一个相同的时钟信号；

所述的第一时钟和第二时钟分别对各自选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理，以使所述第一时钟和第二时钟的输出信号同步。

上述方技术方案具有如下优点或有益效果：由于本发明实施例首先为第一时钟和第二时钟选择一个相同的时钟信号，然后第一时钟和第二时钟分别对各自选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理，以使第一时钟和第二时钟的输出信号同步，从而使得第一时钟的输出信号和第二时钟的输出信号具有很好的同步效果，这样在进行主备时钟倒换时不会影响后级电路工作的稳定性。

附图说明

图1是现有技术主备时钟倒换示意图；

图2是本发明实施例一时钟同步的装置示意图；

图3是本发明实施例二时钟同步的装置示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员能够更好地理解本发明，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行详细描述。

实施例一、一种时钟同步的装置，由图2可知，该装置包括监控单元201、控制选择器202、第一时钟单元203以及第二时钟单元207。

其中，监控单元201用于监控主用时钟是否出现故障，所述主用时钟可以是第一时钟单元203来实现，也可以是第二时钟单元207来实现。例如，如果正常工作时使用的是第一时钟单元203，那么第一时钟单元203就是主用时钟，第二时钟单元207就是备用时钟，反之也成立。

其中，控制选择器202用于根据监控单元201的结果选择备用时钟作为主用时钟，所述时钟为后级电路提供时钟输入。例如，作为主用时钟的第一时钟单元203出现故障就会选择第二时钟单元207作为主用时钟。通常将第一时钟单元203的输出频率称为第一频率f12，将第二时钟单元207的输出频率称为第二频率f22。

其中，第一时钟单元203包括：

第一时钟源204，用于产生时钟信号，假设所述时钟信号的频率为f1。

第一选择器205，用于根据监控单元201的结果选择时钟信号，所述时钟信号可以是第一时钟源204产生的时钟信号或第二时钟单元207所产生的时钟信号。

第一锁相环206，用于对第一选择器205在选择时钟信号时所产生的相位跳变进行平滑处理。所述平滑处理就是在锁相环带宽足够窄时，锁相环的输出信号波形不会立即随输入信号波形跳变而跳变，而是经过若干个周期的跟踪后完全与输入信号波形达到同步。

其中，第二时钟单元207包括：

第二时钟源208，用于产生时钟信号，假设该时钟信号的频率为f2。

第二选择器209，用于根据监控单元201的结果与第一时钟单元203选择同一个时钟信号，所述时钟信号是第一时钟源204产生的时钟信号或第二时钟源208所产生的时钟信号。

第二锁相环210，用于对第二选择器209在选择时钟信号时所产生的相位跳变进行平滑处理。

由上述实施例可知，第一时钟单元203与第二时钟单元207选择相同的时钟源，并以所述时钟源产生的时钟信号作为第一锁相环206和第二锁相环210的输入，从而使得第一时钟单元203和第二时钟单元207的输出信号具有较好的同步效果。

值得说明的是，如果保证第一时钟源203或第二时钟源207到第一锁相环206和第二锁相环210的走线延时和器件延时相等或者在锁相环要求的相位延时容差之内，这样可以使得第一时钟单元203的输出信号和第二时钟单元207的输出信号具有更好的同步效果。

还值得说明的是，如果控制选择器202的性能足够好，那么控制选择器202在进行主备时钟切换时就能保证输出频率F的相位差在后级电路对时钟要求的相位差内，这样在进行主备时钟切换时时不会影响后级电路工作的稳定性。

还值得说明的是，因为第一时钟源204和第二时钟源208是同频时钟源，分别产生的时钟信号的相位差最多为半个时钟周期，所以只要锁相环路参数设置得当，在切换时钟源的时候，锁相环输出频率的相位变化基本不会影响后级时钟的相位。这样在切换时钟源后f12和f22仍然同步，从而保证后级电路输入时钟的相位仍然稳定，不会影响后级电路工作的稳定性。

最后，当后级电路需要的不仅仅是一种频率，而是多种频率的时候，并且多种频率间没有相位关系，则可以将f1和f2作为多个锁相环的输入。

实施例二、一种时钟同步的装置，由图3可知，该装置与图2类似，不同之处在于，本实施例为第一时钟单元增加了第一分频和调相单元301，为第二时钟单元增加了第二分频和调相单元302，另外还增加了第一控制选择器303。

其中，第一分频和调相单元301用于对第一锁相环206的输出信号进行分频，以及接收同步信号和第二分频和调相单元302输出的分频信号，如果选择第一时钟单元203作为主用时钟，假设第一分频和调相单元301输出信号的频率为f13，f13由f12分频得到，相位由第一分频和调相单元301的同步信号决定，通常将分频得到的信号和同步信号的上升沿或下降沿对齐来进行同步，此时不需要进行调相处理。如果第一时钟单元203是作为备用时钟，f13由f12分频得到，相位由第二分频和调相单元302的输出信号决定，此时第一分频和调相单元301再对分频得到的信号和收到的分频信号进行调相处理。

其中，第二分频和调相单元302用于对第二时钟单元207的输出信号进行分频，以及接收同步信号和第一分频和调相单元301输出的分频信号，如果选择第二时钟单元302作为主用时钟，假设第二分频和调相单元302输出信号的频率为f23，f23由f22分频得到，相位由第二分频和调相单元302的同步信号决定，通常将分频得到的信号和同步信号的上升沿或下降沿对齐来进行同步，此时不需要进行调相处理。如果第二时钟单元207是作为备用时钟，f23由f22分频得到，相位由第一分频和调相单元301的输出信号决定，此时第二分频和调相单元302再对分频得到的信号和收到的分频信号进行调相处理。其中，所述调相处理方式可以是四相相移键控调制、交错四相相移键控调制或移相键控调制方式。

其中，第一控制选择器303用于根据监控单元201的结果对第一分频和调相单元301和第二分频和调相单元302的输出信号进行选择，并以所述被选的输出信号作为后级电路的输入时钟。

下面以CDMA基站中主用时钟模块和备用时钟模块所提供的2秒时钟和16FC时钟为例来具体说明实施例二。

CDMA系统是时间同步系统，基站间的同步需要一个稳定的2S，通过2S信号的上升沿与全球定位系统(GPS，Global Positioning System)产生的秒信号的偶数秒上升沿对齐来获得基站与基站间同步，同时系统还要求与时钟16FC之间满足一定的相位关系。那么在设计的时候，第一时钟源和第二时钟源可以设计成长期稳定度和短期稳定度都比较好的10M时钟源，GPS产生的秒信号的偶数秒也就是实施例二中的同步信号。从图3可以看出，10M时钟经锁相环以后产生16FC时钟，然后再经控制选择器送到后级电路，而2s时钟则是由16FC分频而来，它的上升沿经分频和调相单元处理后与GPS产生的秒信号的偶数秒上升沿对齐。这种主备倒换的时钟方案可以使输出的2s和16FC时钟在倒换的过程中相位不会发生跳变，从而保证后级电路工作的稳定性。

由实施例二可知，上述实施例可以为后级电路提供两个时钟，并且两个时钟还有严格的相位关系。假设其中一个时钟的频率为F1，另一个时钟的频率为F2，并且F1的频率要小于F2的频率。由于F1的频率小于F2，所以f13和f23的频率可以由f12和f22分频并且经过调相处理得到。

另外，由于f13和f23是同频同相位的信号，在进行时钟切换的时候F1的相位不会发生跳变，所以后级电路选择器的控制信号在切换频率f13和f23的过程中，F2的相位差可以控制在后级电路允许的相位容差范围之内，从而保证后级电路的稳定工作。

实施例三、一种时钟同步的方法，具体包括以下步骤：

为第一时钟和第二时钟选择一个相同的时钟信号，所述时钟信号可以是第一时钟或第二时钟的时钟源所产生的时钟信号。

第一时钟和第二时钟分别对各自选择时钟信号所产生的相位跳变进行平滑处理，以使第一时钟和第二时钟的输出信号同步。

可选地，所述方法进一步包括：

对作为主用时钟的第一时钟或第二时钟进行监控，并在主用时钟出现故障时选择作为备用时钟的第二时钟或第一时钟为后级电路提供时钟输入。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指示相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括以下步骤：

为第一时钟和第二时钟选择一个相同的时钟信号；

其中，所述的存储介质可以是ROM、RAM、磁碟或光盘等等。

以上对本发明实施例所提供的一种时钟同步的装置与方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种时钟同步的装置，其特征在于，所述装置包括：

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

监控单元，用于监控所述作为主用时钟的第一时钟单元或第二时钟单元是否出现故障；

控制选择器，用于根据所述监控单元的结果选择所述备用的第一时钟单元或第二时钟单元作为主用时钟，所述主用时钟用来为后级电路提供时钟输入。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一时钟单元包括：

第一时钟源，用于产生时钟信号；

第一选择器，用于根据所述监控单元的结果选择时钟信号，所述时钟信号是所述第一时钟源产生的时钟信号或所述第二时钟单元产生的时钟信号；

第一锁相环，用于对所述第一选择器在选择时钟信号时所产生的相位跳变进行平滑处理。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二时钟单元包括：

第二时钟源，用于产生时钟信号；

第二选择器，用于根据所述监控单元的结果与所述第一时钟单元选择同一个时钟信号，所述时钟信号是所述第一时钟单元产生的时钟信号或所述第二时钟源产生的时钟信号；

第二锁相环，用于对所述第二选择器在选择时钟信号时所产生的相位跳变进行平滑处理。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一时钟单元进一步包括：

第一分频和调相单元，用于对所述第一锁相环的输出信号进行分频，以及接收同步信号和所述第二时钟单元输出的分频信号，以及将分频得到的信号和所述同步信号的上升沿或下降沿对齐来进行同步，或者将分频得到的信号和所述第二时钟单元输出的分频信号进行调相处理。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二时钟单元进一步包括：

第二分频和调相单元，用于对所述第二锁相环的输出信号进行分频，以及接收同步信号和所述第一时钟单元输出的分频信号，以及将分频得到的信号和所述同步信号的上升沿或下降沿对齐来进行同步，或者将分频得到的信号和所述第一时钟单元输出的分频信号进行调相处理。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还进一步包括：

第一控制选择器，用于根据所述监控单元的监控结果选择所述第一分频和调相单元或第二分频和调相单元的输出信号作为后级电路的输入时钟。

8.一种时钟同步的方法，其特征在于，包括：

为第一时钟和第二时钟选择一个相同的时钟信号；

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

对所述作为主用时钟的第一时钟或第二时钟进行监控，并在主用时钟出现故障时选择所述作为备用时钟的第二时钟或第一时钟为后级电路提供时钟输入。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述选择的时钟信号是所述第一时钟或第二时钟的时钟源产生的时钟信号。