CN101840357A - 时钟备份方法及时钟备份装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种时钟备份方法及时钟备份装置，方法包括：对主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差进行检测；若检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围，则将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟。本发明通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

Description

时钟备份方法及时钟备份装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种时钟备份方法及时钟备份装置。

背景技术

在通信系统中，时钟的地位至关重要，各种控制、数据传输都离不开时钟。时钟相当于通讯设备的“心脏”，如果没有时钟，通讯设备将停止工作。用于提供时钟源的晶振是一种具有固定的震荡频率的器件，这种器件的缺陷在于它的高失效率性，即比较容易老化，而且随着使用时间的增加，晶振老化的现象会越来越严重，甚至于处于完全失效不再震动的状态。晶振的故障不可避免的会造成控制系统的不稳定，而为了对这种不稳定因素进行控制和防御，必须采取相应手段以避免这种现象的发生。

现有技术中常用的解决该问题的技术为时钟备份，即在一个通讯系统中同时设置两个晶振，且两个晶振同时处于工作的状态，以同时产生两个时钟，外部选择电路自动选择其中工作状态正常的任意一路作为主时钟，以输出给负载芯片。而当检测电路检测到主时钟处于“不起振”的失效状态时，自动控制进行主备时钟的切换，将另一路备份时钟作为当前的输出时钟，以继续提供负载芯片正常的时钟信号，保证系统的正常运行。

但是，这种时钟备份方法存在一定的缺陷：该方法只针对主时钟处于完全失效的状态进行检测，即只能解决主时钟“不起振”这一种问题，可是对于晶振器件而言，失效模式除了“不起振”外，还包括各种老化现象，例如频率过大、频率过小等，晶振频率与固有频率偏差过大时也很容易引起系统出现明显的性能下降问题，例如可能会导致传输数据出现错漏，严重的甚至会导致系统直接不能工作。例如设备A的晶振是10.001MHz，设备B的晶振却是9.981MHz，假如设备A向设备B传输数据的话，设备B由于时钟比较慢，会有很多数据来不及接收而遗漏。因此，迫切需要提供一种对应的解决方案以解决主时钟在各种老化状态下的时钟失效问题。

发明内容

本发明实施例提供一种时钟备份方法及时钟备份装置，用以提高时钟可靠性，及时在晶振老化失效的情况下实现对时钟的备份。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种时钟备份方法，包括：

对主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

当检测到所述主时钟的当前工作频率与所述固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟。

为实现上述目的，本发明实施例还提供一种时钟备份装置，包括：

时钟检测单元，用于对主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

时钟切换单元，用于当所述检测单元检测到所述主时钟的当前工作频率与所述固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟，选择输出所述备份时钟作为所述当前工作时钟。

本发明实施例提供的时钟备份方法及时钟备份装置，通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明时钟备份方法实施例一的流程图；

图2为本发明时钟备份方法实施例二的流程图；

图3为本发明时钟备份装置实施例一的结构示意图；

图4为本发明时钟备份装置实施例二的结构示意图；

图5为本发明时钟备份装置实施例三的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明时钟备份方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例具体包括如下步骤：

步骤100，对主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

时钟通讯系统中，通常情况下由主时钟为整个系统提供时钟信号，主时钟作为系统默认的当前工作时钟，需要保证提供的时钟信号是可靠的，以确保系统的正常运行，否则需要对当前工作时钟进行主备时钟的切换。在本实施例中，为了及时了解主时钟当前的工作状态，需要对主时钟的工作频率进行检测，具体指检测主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间是否已经出现了偏差，以及该偏差的大小，从而以根据偏差的大小判断主时钟是否出现各种老化现象，例如工作频率过快、工作频率过慢或者不再震动等现象。

步骤101，将检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟。

在检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间出现偏差之后，时钟备份装置需要对该偏差的大小是否已经超出了预设的偏差范围进行判断，以判决主时钟是否已经无法为系统提供正常的时钟信号，以及是否需要将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟。具体地，对于晶振器件而言，固有频率为晶振处于理想状态下的理想频率，但是在实际应用中晶振的工作频率总是会和该理想频率出现或大或小的偏差。例如对于固有频率为10MHz的晶振而言，理想情况下是每秒钟振荡1000万个周期，但在实际情况中却可能会出现每秒振荡1001万个周期的情况，对于这种细小的偏差，在不影响通讯系统及设备正常工作的前提下，通常可以忽略不计，但是如果存在的偏差过大，例如当该晶振每秒振荡1050万个周期时，则可能会影响到系统的正常通讯，则需要进行主备时钟的切换。

因此，在本实施例中，针对通讯系统的实际应用情况，例如该通讯系统对可靠性的要求等，可以为主时钟设置一定大小的偏差范围，具体地指对系统可以接受的时钟偏差范围，即对系统主时钟工作频率的精度要求进行一定的设置。例如这个精度要求可以设置为50ppm，即要求主时钟的当前工作频率与固有频率的偏差不能超出固有频率的百万分之五十，而当时钟备份装置检测到主时钟的当前偏差超出了该偏差范围时，则可以执行对当前工作时钟进行切换的操作，将当前工作时钟从主时钟切换为备份时钟，以选择备份时钟作为整个系统的输出时钟，从而保证整个系统的通讯正常。

如此一来，通过对用于进行比较的偏差范围进行设置，本发明可以将系统主时钟的频率与固有频率之间的偏差控制在可以容忍并接受的范围之内，在这个范围内，时钟频率的偏差是安全的，不会对通讯系统产生不利的影响，从而保证了系统可靠性。

本实施例的时钟备份方法，通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

图2为本发明时钟备份方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例具体包括如下步骤：

步骤200，在主时钟作为当前工作时钟时，关断设置在备份时钟与电源之间的开关，使备份时钟处于断电状态；

在本实施例中，在进行对主时钟的工作频率的检测，以及进行主备时钟的切换之前，为了同时保证备份时钟频率的准确可靠性，在备份时钟与电源之间设置了一可控开关。设置的该可控开关的作用在于：当系统的当前工作时钟为主时钟时，通过关断备份时钟与电源之间的该开关，可以使备份时钟处于断电的状态，从而以延长备份时钟的使用寿命，保证备份时钟的准确可靠性。

具体地，由于对于一个通讯系统而言，在正常情况下，主时钟为系统的默认时钟，备份时钟无需参与整个系统的工作中，因此在本实施例中，若仍然采用现有技术的时钟备份方案，同时将主备时钟均设置为工作的状态，当主时钟工作时，备份时钟也同时工作，这明显地会降低备份时钟以及整个通讯系统的时钟使用寿命，而且还有可能出现当需要进行主备时钟切换时，备份时钟由于工作时间太长，也无法提供准确的时钟信号的现象。

因此，在本实施例中，在通常情况下，在当前工作时钟为主时钟时，关断备份时钟与电源之间的开关，将备份时钟设置为断电的状态，可以在很大程度上确保备份时钟的可靠性。

步骤201，对主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

在确保备份时钟在无需参与系统工作时处于断电模式后，时钟备份装置需要对主时钟的工作频率是否出现偏差进行检测。具体地，在本实施例中，时钟备份装置对主时钟工作频率的检测可以包括两个并行的方案：第一个方案为时钟备份装置以固定的时间间隔，以备份时钟为基准，周期性地对主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差进行检测，以检测主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差是否过大或者过小；而另一个并行的方案则为时钟备份装置通过即时监控主时钟的频率状态，以对主时钟是否处于完全失效的状态进行检测。下面分别对两种检测方案进行说明如下：

对于第一种检测方案，由于在一个通讯系统中，主时钟与备份时钟的固有频率通常是相等的，因此当备份时钟处于正常工作状态时，完全可以以备份时钟的工作频率为基准，对主时钟的工作频率进行检测。同时，由于在本实施例中，备份时钟在通常情况下处于关闭的状态，对于备份时钟而言，其时钟频率的准确性以及可靠性得到了保证，因此进一步地确保了以备份时钟为基准进行对主时钟频率检测的可行性。时钟备份装置可以通过预先设置一个时间间隔，每隔一段时间便发起一次以备份时钟为基准，对主时钟的工作频率的检测操作，从而周期性检测主时钟的频率是否可靠。具体地，在本实施中，时钟备份装置参照备份时钟的工作频率，对主时钟进行的频率检测具体可以包括如下步骤：

步骤2010，导通备份时钟与电源之间的开关；

由于备份时钟与电源之间的开关在通常情况下处于关闭的状态，因此为了实现以备份时钟为基准，对主时钟的工作频率进行检测，时钟备份装置在进行频率检测之前，首先需要导通备份时钟与电源之间的开关，以使备份时钟从断电状态转换到工作状态。

步骤2011，同时对主时钟和备份时钟的时钟周期进行计数；

步骤2012，当备份时钟的当前计数值到达预设的第一计数值时，计算主时钟的当前计数值与第一计数值之间的差值；

步骤2013，根据计算得到的差值，检测主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差是否超出预设的偏差范围，若是，则执行步骤202，若否，返回至执行步骤200；

在导通了备份时钟与电源之间的开关之后，备份时钟处于通电工作的状态，时钟备份装置此时可以通过分别对主时钟和备份时钟的时钟周期进行计数，以检测主时钟的当前工作频率是否准确。具体地，时钟备份装置可以采用两个计数器，在同一时刻、分别启动对主时钟和备份时钟的时钟周期的计数。而当对应于备份时钟的计数器对备份时钟的当前计数值到达预设的第一计数值时，时钟备份装置查询此时对应于主时钟的计数器的当前计数值，并进一步计算主时钟的当前计数值与第一计数值之间的差值，即计算主时钟的当前计数值和备份时钟的当前计数值之间的差值。

由于在本实施例中，备份时钟的工作频率在通常情况下可认为是准确可靠的，即相当于系统的固有频率，因此时钟备份装置计算得到的主时钟的当前计数值与备份时钟的当前计数值之间的差值，可以转换为主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差值，因此根据计算得到的该差值，时钟备份装置可以很容易地检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间是否存在偏差，以及检测到该偏差是否超出了预设的偏差范围。进一步地，时钟备份装置可以根据检测结果决定是否需要进行主备时钟的切换。

步骤202，选择输出备份时钟作为当前工作时钟；

若时钟备份装置根据新一轮的检测结果，获知主时钟的当前工作频率与固有频率之间的差值超出了预设的偏差范围，例如若设置该偏差范围为不能超出50ppm，即主时钟的当前工作频率与固有频率的偏差不能超出固有频率的百万分之五十，而检测的当前结果表明主时钟的频率偏差超出了固有频率的百万分之五十，时钟备份装置可以进行主备时钟的切换，且由于此时备份时钟与电源之间的开关已经处于导通的状态，时钟备份装置无需再对该开关进行任何的操作，直接选择输出备份时钟作为当前工作时钟即可。

需要说明的是，在本实施例中，时钟备份装置对主时钟和备份时钟的周期性的计数与检测具体可以通过一定时器予以实现。具体地，时钟备份装置可以通过设置一定时器，根据系统的当前工作时钟进行计时，在预设的计时时间(例如一个月)到达时，则启动新一轮的对主时钟的质量检测。而由于该预设的计时时间通常较长，因此即使当前工作时钟，即主时钟已经发生了老化现象，工作频率并不十分准确，也不会影响该定时器的整体的计时效果，而在该较长一段时间的间隔时间内，备份时钟将一直处于断电的状态，保证了备份时钟了可靠性。

对于第二种检测方案，主要针对主时钟的完全失效状况。为了确保当主时钟完全失效时，备份时钟能够及时地接替主时钟并为系统提供时钟信号，时钟备份装置需要即时地对主时钟的工作状态，即对主时钟是否处于“不起振”的状态进行检测，具体地，对于这种检测方案，本实施例中具体可以包括如下步骤：

步骤2010’，每当对主时钟的时钟周期的计数值到达预设的第二计数值时，翻转检测信号的电平；

步骤2011’，根据检测信号在预设的时间内是否发生变化，检测主时钟是否完全失效，若是则执行步骤203，若否则执行步骤204；

时钟备份装置通过设置一计数器即时地对主时钟的时钟周期进行计数，即对主时钟的翻转次数进行计数，每当计数器的计数值达到一预设的第二计数值时，时钟备份装置翻转检测信号的电平(从1到0或者从0到1)，并对计数器进行清零以重新计数。例如当主时钟每翻转100次时，时钟备份装置则对检测信号的电平进行翻转，从而使得该输出的检测信号根据某一个固定频率而发生变化。

在稳定地输出检测信号后，时钟备份装置对该检测信号进行实时地监测，通过对检测信号的监控，实现对主时钟工作状态的监控。具体地，在本实施例中，时钟备份装置可以针对理想情况下检测信号发生翻转的周期，即针对上述预设的第二计数值，设置一个限定时间，该限定时间可以在一定程度上超出理想情况下主时钟的时钟周期计数到第二计数值时所对应的时间，且可以根据实际情况而定。而在该预设的限定时间内，时钟备份装置通过监测该检测信号的电平是否发生了变化，可以获知主时钟的时钟工作状态，若该检测信号在较长的一段限定时间内还未发生任何变化，则基本可以断定主时钟处于失效的状态，且应该进行主备时钟的切换。

步骤203，导通备份时钟与电源之间的开关，使备份时钟从断电状态转换到工作状态，并执行步骤202；

具体地，若时钟备份装置通过检测获知该检测信号的变化周期超出了该预设的时间，即检测信号在预设的较长一段时间内还未发生变化，这表明主时钟在较长一段时间都没有发生偏转，即可以表明主时钟处于完全失效的状态，因此此时时钟备份装置可以进行主备时钟的切换，具体指导通备份时钟与电源之间的开关，使备份时钟从断电状态转换到工作状态，并选择输出备份时钟作为当前工作时钟。

步骤204，维持主时钟为当前工作时钟。

相反地，若时钟备份装置通过检测获知该检测信号的变化周期小于该预设的时间，即检测信号在预设的时间内发生了变化，表明主时钟一直处于工作的状态，虽然此时对主时钟是否已经出老化现象不能确定，但是这并不是本步骤的真正检测目的，因此，时钟备份装置此时可以继续维持主时钟作为当前工作时钟，而无需对备份时钟的电源开关做任何处理，且可以继续进行对主时钟的监测。

本实施例的时钟备份方法，通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

进一步地，本实施例中，还通过在备份时钟与电源之间设置可控开关，在主时钟处于工作状态时，关断备份时钟与电源之间的连接，并对主时钟的时钟输出状态进行检测，只有在检测到主时钟失效、或者主时钟的频率偏移过大，即主时钟的老化现象超出可用范围时，才对主备时钟进行切换，从而延长了系统整体的时钟使用寿命，提高了系统时钟的可靠性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明时钟备份装置实施例一的结构示意图，如图3所示，本实施例的时钟备份装置包括：时钟检测单元11和时钟切换单元12。其中，时钟检测单元11用于对主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；时钟切换单元12用于当时钟检测单元11检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，选择输出备份时钟作为当前工作时钟。

具体地，本实施例中的所有模块所涉及的具体工作过程，可以参考上述时钟备份方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的时钟备份装置，通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

图4为本发明时钟备份装置实施例二的结构示意图，如图4所示，在上述时钟备份装置实施例一的基础上，本实施例的时钟备份装置还可以包括开关关断单元13，用于在主时钟作为当前工作时钟时，关断设置在备份时钟与电源之间的开关，使备份时钟处于断电状态。

进一步地，本实施例中的时钟检测单元11还可以包括：第一检测单元111和第二检测单元112。其中第一检测单元111用于以固定的时间间隔，周期性以备份时钟为基准，对主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；而第二检测单元112则用于即时地对主时钟是否处于完全失效的状态进行检测。

具体地，第一检测单元111还可以包括：第一开关导通子单元1111、计数子单元1112、计算子单元1113、第一检测子单元1114和发送子单元1115。

其中，第一开关导通子单元1111用于导通备份时钟与电源之间的开关；计数子单元1112用于同时对主时钟和备份时钟的时钟周期进行计数；计算子单元1113用于当备份时钟的当前计数值到达预设的第一计数值时，计算主时钟的当前计数值与第一计数值之间的差值；第一检测子单元1114用于根据计算子单元1113计算得到的差值，检测主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差是否超出预设的偏差范围；而发送子单元1115则用于在第一检测子单元1114检测到主时钟的当前工作频率与固有频率之间的偏差超出了预设的偏差范围时，发送指示信号给时钟切换单元12，以指示时钟切换单元12执行将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟的操作。

具体地，第二检测单元112还可以包括：电平翻转子单元1121、第二检测子单元1122和第二开关导通子单元1123。其中，电平翻转子单元1121用于每当对主时钟的时钟周期的计数值到达预设的第二计数值时，翻转检测信号的电平；第二检测子单元1122用于根据检测信号在预设的时间是否发生变化，检测主时钟是否处于完全失效的状态，而第二开关导通子单元1123则用于当第二检测子单元1122检测到主时钟处于完全失效的状态时，导通备份时钟与电源之间的开关，并发送指示信号给时钟切换单元12，以指示时钟切换单元12执行将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟的操作。

具体地，本实施例中的上述所有模块所涉及的具体工作过程，同样可以参考上述时钟备份方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的时钟备份装置，通过对主时钟的工作频率进行检测，且当检测到主时钟的工作频率与固有频率之间的偏差大于可接收的预设偏差范围，即主时钟的老化现象超出可用范围时，对主备时钟进行切换，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，从而能够通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统时钟的可靠性。

进一步地，本实施例中，还通过在备份时钟与电源之间设置可控开关，在主时钟处于工作状态时，关断备份时钟与电源之间的连接，并对主时钟的时钟输出状态进行检测，只有在检测到主时钟失效、或者主时钟的频率偏移过大，即主时钟的老化现象超出可用范围时，才对主备时钟进行切换，从而延长了系统整体的时钟使用寿命，提高了系统时钟的可靠性。

图5为本发明时钟备份装置实施例三的硬件结构示意图，本实施例中，以一种具体的实施方式为例对本发明的时钟备份装置在实际应用中的具体实现进行了详细的说明，但需要了解的是，本发明的保护范围并不局限于此，符合本发明的发明构思的其他实现方式同样属于本发明的保护范畴。

如图5所示，本实施例中系统包括主时钟和备份时钟两个系统时钟，备份时钟与电源VCC之间设置了可控开关S，用于控制备份时钟处于工作或断电状态。全局时钟选择单元的两个输入端分别连接改主时钟和备份时钟，用于根据指示信号，选择输出主时钟或备份时钟以作为系统的当前工作时钟，且在默认状态下，全局时钟选择单元默认选择主时钟作为当前系统时钟。时钟管理模块以及复位芯片用于对系统当前工作时钟的工作状态进行检测，主要指对主时钟的工作质量进行检测，并根据检测的结果判断是否发送指示信号给全局时钟选择单元，以指示全局时钟选择单元进行主备时钟的切换。具体地，当时钟管理模块检测到主时钟发生老化现象，且超出了预设的范围时，其中的时钟质量监控单元会控制导通开关S，并通知全局时钟选择单元选择备份时钟作为当前输出时钟，以提供给负载芯片。

结合上述的时钟备份装置实施例，在本实施例中，图5中所示的时钟管理模块、复位芯片以及全局时钟选择单元整体相当于上述实施例中用于对主时钟和备份时钟进行质量检测与控制的时钟备份装置。具体地，时钟管理模块及复位芯片主要用于对主时钟的工作状态及质量进行检测，相当于上述实施例中的时钟检测单元，而全局时钟选择单元用于对系统的当前工作时钟进行主备时钟的切换，相当于上述实施例中的时钟切换单元。

时钟管理模块及复位芯片对主时钟的检测，以及时钟切换单元对当前工作时钟的切换具体包括如下两个主流程：

第一个操作流程相当于上述实施例中第一检测单元的处理流程，在本操作流程中，需要参与的单元包括定时单元、计数器A、计数器B以及时钟质量监控单元，这些工作单元共同相当于上述实施例中的第一检测单元。且在本实施例中，该操作流程具体为：定时单元通过对当前输出时钟的时钟周期进行计数以对时间进行计时，在计时到一预设的时间(例如一个月)时，定时单元通知时钟质量监控单元定时时间已到，需要对主时钟启动一次新的时钟质量检测。时钟质量监控单元在接收到定时模块的通知信号之后，对计数器A和计数器B进行清零，并同时驱动导通开关S，使备份时钟处于工作状态，此时计数器A和计数器B开始分别对主时钟和备份时钟的时钟周期开始计数。

当计数器B到达一定数值时，时钟质量监控单元查询计数器A的计数值，并和计数器B的计数值进行计算比较。如果两者相差超过某一个值LIMIT，则判断时钟A已经老化，时钟质量监控单元将通知全局时钟选择单元选择输出备份时钟，以代替主时钟，从而进行主备时钟的切换。反之，通过检测获知主时钟的频率还处于可用的范围，时钟质量监控单元则将重新关断开关S，维持主时钟作为当前输出时钟，并且重新对定时器进行清零操作，以重新计时，以在下一个时间点到达时启动新一轮的时钟质量检测。

第二个操作流程相当于上述实施例中第二检测单元的处理流程，在本操作流程中，需要参与的单元包括时钟状态监控单元、复位芯片以及时钟质量监控单元，这些工作单元共同相当于上述实施例中的第二检测单元。具体地，本实施例中，该操作流程具体为：时钟状态监控单元内置计数器，即时地对主时钟进行计数，例如在主时钟每翻转100次时，将输出给复位芯片的看门狗(WDI)信号(相当于上述实施例中的检测信号)的电平状态改变一次。而复位芯片即时地对WDI信号的状态进行检测，当检测到WDI信号在某一个限定的时间T_LM内状态发生变化(从1到0或者从0到1)时，则将返回给时钟状态监控单元的复位(RESET)信号保持一个电平状态不变；而若检测到超出时间T_LM时WDI信号还未发生改变时，则将输出的RESET信号的电平状态进行翻转。

如此一来，假如主时钟已经失效，则时钟状态监控单元没有计数值，输出的WDI信号也不会发生状态改变，RESET的信号就会相应地发生电平变化。而时钟状态监控单元同时即时地监控复位芯片的RESET信号，如果RESET信号发生了变化，则说明主时钟处于失效中断的状态，于是时钟状态监控单元将通知时钟质量监控单元主时钟已经失效，时钟质量监控单元将驱动导通开关S，并通知全局时钟选择单元选择输出备份时钟作为当前输出时钟，以提供给负载芯片。

本实施例的时钟备份装置，通过在备份时钟与电源之间设置可控开关，在主时钟处于工作状态时，关断备份时钟与电源之间的连接，并对主时钟的时钟输出状态进行检测，只有在检测到主时钟失效、或者主时钟的工作频率与固有频率间的偏差过大，即主时钟的老化现象超出可用范围时，才对主备时钟进行切换，开启备份时钟与电源之间的控制开关，将当前工作时钟从主时钟切换到备份时钟，以使备份时钟为负载芯片提供所需时钟信号，从而通过对时钟偏差范围进行设置及控制，避免出现因主时钟的各种老化状态而产生的对系统的不利影响，提高了系统的时钟可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种时钟备份方法，其特征在于，包括：

对主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

当检测到所述主时钟的当前工作频率与所述固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟。

2.根据权利要求1所述的时钟备份方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述主时钟作为所述当前工作时钟时，关断设置在所述备份时钟与电源之间的开关，使所述备份时钟处于断电状态。

3.根据权利要求1或2所述的时钟备份方法，其特征在于，所述对主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测具体包括：

以固定的时间间隔，周期性以所述备份时钟为基准，对所述主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；以及，

即时地对所述主时钟是否处于完全失效的状态进行检测。

4.根据权利要求3所述的时钟备份方法，其特征在于：

所述以所述备份时钟为基准，对所述主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测包括：

导通所述备份时钟与电源之间的开关；

同时对所述主时钟和备份时钟的时钟周期进行计数；

当所述备份时钟的当前计数值到达预设的第一计数值时，计算所述主时钟的当前计数值与所述第一计数值之间的差值；

根据所述差值检测所述主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差是否超出所述预设的偏差范围；

所述将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟具体包括：选择输出所述备份时钟作为所述当前工作时钟。

5.根据权利要求3所述的时钟备份方法，其特征在于：

所述即时地对所述主时钟是否处于完全失效的状态进行检测包括：

每当对所述主时钟的时钟周期的计数值到达预设的第二计数值时，翻转检测信号的电平；

根据所述检测信号在预设的时间是否发生变化，检测所述主时钟是否处于完全失效的状态；

所述将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟具体包括：导通所述备份时钟与电源之间的开关，使所述备份时钟从断电状态转换到工作状态，并选择输出所述备份时钟作为所述当前工作时钟。

6.一种时钟备份装置，其特征在于，包括：

时钟检测单元，用于对主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

时钟切换单元，用于当所述检测单元检测到所述主时钟的当前工作频率与所述固有频率之间的偏差超出预设的偏差范围时，将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟，选择输出所述备份时钟作为所述当前工作时钟。

7.根据权利要求6所述的时钟备份装置，其特征在于，所述备份时钟与电源之间还设置有开关，所述装置还包括：

开关关断单元，用于在所述主时钟作为所述当前工作时钟时，关断所述开关，使所述备份时钟处于断电状态。

8.根据权利要求6或7所述的时钟备份装置，其特征在于，所述时钟检测单元还包括：

第一检测单元，用于以固定的时间间隔，周期性以所述备份时钟为基准，对所述主时钟的当前工作频率与所述主时钟的固有频率之间的偏差进行检测；

第二检测单元，用于即时地对所述主时钟是否处于完全失效的状态进行检测。

9.根据权利要求8所述的时钟备份装置，其特征在于，所述第一检测单元还包括：

第一开关导通子单元，用于导通所述备份时钟与电源之间的开关；

计数子单元，用于同时对所述主时钟和备份时钟的时钟周期进行计数；

计算子单元，用于当所述备份时钟的当前计数值到达预设的第一计数值时，计算所述主时钟的当前计数值与所述第一计数值之间的差值；

第一检测子单元，用于根据所述差值检测所述主时钟的当前工作频率与主时钟的固有频率之间的偏差是否超出所述预设的偏差范围；

发送子单元，用于在所述第一检测子单元检测到所述偏差超出了所述预设的偏差范围时，发送指示信号给所述时钟切换单元，以指示所述时钟切换单元执行将当前工作时钟从所述主时钟切换到备份时钟的操作。

10.根据权利要求8所述的时钟备份装置，其特征在于，所述第二检测单元还包括：

电平翻转子单元，用于每当对所述主时钟的时钟周期的计数值到达预设的第二计数值时，翻转检测信号的电平；

第二检测子单元，用于根据所述电平翻转子单元输出的检测信号在预设的时间是否发生变化，检测所述主时钟是否处于完全失效的状态；

第二开关导通子单元，用于当所述第二检测子单元检测到所述主时钟处于完全失效的状态时，导通所述开关，并发送指示信号给所述时钟切换单元，以指示所述时钟切换单元执行将当前工作时钟从所述主时钟切换到所述备份时钟的操作。

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