CN106301744B - 一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置 - Google Patents

一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置，涉及电子通信技术领域，其方法包括以下步骤：主用时钟板生成用于系统时钟检测的参考时钟；主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测；主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换，以便使用由备用时钟板供应的系统时钟。本发明降低了由于时钟板晶振或晶体老化损坏带来的影响，提高了系统时钟板时钟保护倒换的可靠性。

Description

一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置
技术领域
本发明涉及电子通信技术领域，特别涉及一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置。
背景技术
随着通信技术的不断发展，电子通信设备也越来越复杂，其中基于插槽式、板卡式的通信系统设备正在受到广大设备厂家的青睐。
在这种插槽式、板卡式的系统中，通常安排两块时钟板，提供1+1保护，在处于工作状态的时钟板出现故障时，快速倒换到备用时钟板。
时钟板为设备各单元提供系统时钟，如果处于工作状态的时钟板系统时钟出现故障，又没有及时倒换的话，整端设备将会瘫痪，业务中断，造成难以估量的损失。
时钟板上面的核心器件为高精度的晶体或晶振，该晶体或晶振是会老化的。在经过长时间的工作之后，老化后的晶体或晶振输出的时钟频率会存在频偏。如果输出的频偏较大，超出设备各单元的容忍范围，系统设备各单元将不能正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种时钟板时钟保护倒换的方法及装置，解决了现有技术中由于晶体或晶振老化损坏时时钟板时钟不倒换的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种时钟板时钟保护倒换的方法，包括以下步骤：
主用时钟板生成用于系统时钟检测的参考时钟；
主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测；
主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换，以便使用由备用时钟板供应的系统时钟。
优选地，所述的主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测包括：
通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；
通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；
利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。
优选地，所述的利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测包括：
通过对所得到的高频参考时钟和低频系统时钟进行计算，得到系统时钟频偏；
通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏。
优选地，所述的通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏包括：
当所得到的系统时钟频偏大于所述设定值时，则判断所述系统时钟发生时钟频偏；
当所得到的系统时钟频偏小于或等于所述设定值时，则判断所述系统时钟未发生时钟频偏。
优选地，所述的主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换包括：
当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；
将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
根据本发明的另一方面，提供了一种时钟板时钟保护倒换的装置，包括：
生成参考时钟模块，用于主用时钟板生成用于系统时钟检测的参考时钟；
频率检测模块，用于主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测；
主备用时钟板倒换模块，用于主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换，以便使用由备用时钟板供应的系统时钟。
优选地，所述的频率检测模块包括：
倍频子模块，用于通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；
分频子模块，用于通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；
频率检测子模块，用于利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。
优选地，所述的频率检测子模块包括：
计算单元，用于通过对所得到的高频参考时钟和低频系统时钟进行计算，得到系统时钟频偏；
判断单元，用于通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏。
优选地，所述的判断单元包括：
第一判断子单元，用于当所得到的系统时钟频偏大于所述设定值时，则判断所述系统时钟发生时钟频偏；
第二判断子单元，用于当所得到的系统时钟频偏小于或等于所述设定值时，则判断所述系统时钟未发生时钟频偏。
优选地，所述的主备用时钟板倒换模块包括：
生成时钟倒换控制信号子模块，用于当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；
主备用时钟板倒换子模块，用于将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明增加了检测时钟板输出的系统时钟频偏，当系统时钟频偏超出设定的范围时触发时钟板时钟倒换。降低了由于时钟板晶振或晶体老化损坏带来的影响，从而提高了系统时钟板时钟保护倒换的可靠性。
附图说明
图1是本发明提供的一种时钟板时钟保护倒换的方法流程图；
图2是本发明提供的一种时钟板时钟保护倒换的装置示意图；
图3是本发明实施例提供的时钟板时钟保护倒换装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的图3中可编程逻辑器件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1显示了本发明提供的一种时钟板时钟保护倒换的方法流程图，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101：主用时钟板生成用于系统时钟检测的参考时钟；
步骤S102：主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测；
步骤S103：主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换，以便使用由备用时钟板供应的系统时钟。
具体地说，所述的主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测包括：通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。其中，所述的利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测包括：通过对所得到的高频参考时钟和低频系统时钟进行计算，得到系统时钟频偏；通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏。更具体地说，所述的通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏包括：当所得到的系统时钟频偏大于所述设定值时，则判断所述系统时钟发生时钟频偏；当所得到的系统时钟频偏小于或等于所述设定值时，则判断所述系统时钟未发生时钟频偏。
具体地说，所述的主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换包括：当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
图2显示了本发明提供的一种时钟板时钟保护倒换的装置示意图，如图2所示，包括：生成参考时钟模块201、频率检测模块202以及主备用时钟板倒换模块203，其中，所述生成参考时钟模块201，用于主用时钟板生成用于系统时钟检测的参考时钟；所述频率检测模块202，用于主用时钟板利用所述参考时钟对主用时钟板供应给各业务单板的系统时钟进行频率检测；所述主备用时钟板倒换模块203，用于主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换，以便使用由备用时钟板供应的系统时钟。
其中，所述的频率检测模块202包括：倍频子模块，用于通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；分频子模块，用于通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；频率检测子模块，用于利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。具体地说，所述的频率检测子模块包括：计算单元，用于通过对所得到的高频参考时钟和低频系统时钟进行计算，得到系统时钟频偏；判断单元，用于通过将所得到的系统时钟频偏与设定值进行比较，判断所述系统时钟是否发生时钟频偏。更具体地说，所述的判断单元包括：第一判断子单元，用于当所得到的系统时钟频偏大于所述设定值时，则判断所述系统时钟发生时钟频偏；第二判断子单元，用于当所得到的系统时钟频偏小于或等于所述设定值时，则判断所述系统时钟未发生时钟频偏。
其中，所述的主备用时钟板倒换模块203包括：生成时钟倒换控制信号子模块，用于当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；主备用时钟板倒换子模块，用于将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
图3显示了本发明实施例提供的时钟板时钟保护倒换装置的结构示意图，如图3所示，包括时钟板A、时钟板B以及各业务单板。所述时钟板A和所述时钟板B都包括三个模块：系统时钟产生模块，系统时钟检测及告警生成模块，处理器及时钟保护倒换模块。其中所述系统时钟检测及告警生成模块包括低频率高精度晶振和可编程逻辑器件两部分。
所述时钟板A和所述时钟板B，用于给各业务单板提供系统时钟及时钟倒换控制信号。
所述低频率高精度晶振，是时钟板上面额外增加的一颗晶振，该晶振输出频率较低，精度较高。用于给可编程逻辑器件的时钟检测提供参考时钟。
所述可编程逻辑器件，用于对参考时钟进行倍频，生成高速时钟，同时对时钟板输出的系统时钟进行分频，生成低速时钟。用高速时钟对低速时钟进行频率检测，当频偏超出设定的范围时，给出频偏越限告警。
所述处理器及时钟保护倒换模块，根据所述可编程逻辑器件产生的频偏越限告警，生成时钟保护倒换信号，并将其发送至各业务单板。
所述各业务单板，根据时钟板送过来的时钟保护倒换信号切换所述时钟板A和所述时钟板B的功能。
图4显示了本发明实施例提供的图3中可编程逻辑器件的结构示意图，如图4所示，所述可编程逻辑器件包括时钟分频器、时钟倍频器、计算器、频偏计算及告警生成模块。
所述时钟分频器，用于将系统时钟产生模块输出的系统时钟进行A分频处理，生成频率为FS/A的低频系统时钟。
所述时钟倍频器，用于通过内部锁相环功能将低频率高精度晶振输出的低频参考时钟进行B倍频处理，生成频率为FL*B的高频参考时钟。
所述计数器，用于将所生成的低频系统时钟和所生成的高频参考时钟分别作为数据和时钟进行计算，计算在FS/A的一个周期之内FL*B的实际采样样本数C。
所述频偏计算及告警生成模块，根据实际采样样本数C，计算出归一化频偏δ，当|δ|大于预设的门限T时给出告警信号ALM。
具体的计算如下：
Figure BDA0000716800410000061
Figure BDA0000716800410000062
当|δ|>T时，置ALM告警。
其中，Fs:系统时钟；FL:检测时钟；A:系统时钟的分频系数；B:检测时钟的倍频系数；C:实际采样样本数；δ:归一化频偏；T:频偏门限；ALM:告警。
下面结合图3和图4说明本发明具体的实施方式：
步骤一：系统时钟产生模块产生系统时钟Fs，送给可编程逻辑器件；
步骤二：时钟板上面的额外的低频率高精度晶振产生低频参考时钟FL，送给可编程逻辑器件；
步骤三：可编程逻辑器件的时钟分频器对系统时钟Fs进行A分频，产生频率为Fs/A的低频系统时钟；
步骤四：可编程逻辑器件的时钟倍频器对低频参考时钟FL进行倍频，产生频率为FL*B的高频参考时钟；
步骤五：可编程逻辑器件用高频参考时钟对低频系统时钟进行频率检测，当检测到时钟频偏超过设定的门限时，生成时钟倒换控制信号；
可编程逻辑器件的时钟分频器和时钟倍频器将FS/A和FL*B分别作为数据和时钟送给可编程逻辑器件的计数器，计数器计算在FS/A的一个周期之内FL*B的计数值C，C称为实际采样样本数。频偏计算及告警产生模块根据计算器计算出的实际采样样本数C，计算出归一化频偏δ，当|δ|大于预设的门限T时给出告警信号ALM(Application LifecycleManagement，应用程序生命周期管理)。
具体的计算如下：
Figure BDA0000716800410000071
Figure BDA0000716800410000072
其中，Fs:系统时钟；FL:检测时钟；A:系统时钟的分频系数；B:检测时钟的倍频系数；C:实际采样样本数；δ:归一化频偏；T:频偏门限；ALM:告警。
步骤六：处理器及时钟保护倒换模块检测到可编程逻辑器件产生的时钟频偏越限告警ALM告警时，给各业务单板送出时钟保护倒换控制信号。
步骤七：各业务单板收到时钟板送来时钟保护倒换控制信号，触发时钟保护倒换。
综上所述，本发明具有以下技术效果：
本发明在现有时钟板时钟保护倒换技术的基础上增加了系统时钟检测及告警生成模块，克服了现有技术中时钟板输出的系统时钟频偏较大时，而时钟板又没有及时倒换造成设备瘫痪、业务中断的缺点，通过检测时钟板输出的系统时钟频偏，当检测到系统时钟频偏超出设定的范围时触发时钟板时钟倒换，降低了由于时钟板晶振或晶体老化损坏带来的影响，从而提高了系统时钟板时钟保护倒换的可靠性。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种时钟板时钟保护倒换的方法，其特征在于，包括以下步骤：
主用时钟板上的系统时钟产生模块产生用于供应给各业务单板的系统时钟；
主用时钟板上的低频率高精度晶振产生用于检测所述系统时钟的参考时钟；
当主用时钟板利用所述参考时钟检测到所述系统时钟的频偏超出设定值时，生成时钟倒换控制信号，并将所述时钟倒换控制信号发送给各业务单板，以便各业务单板屏蔽主用时钟板供应的系统时钟，同时接通备用时钟板供应的系统时钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；
通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；
利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的主用时钟板在检测到系统时钟频偏超出设定值时，通知各业务单板进行主备用时钟板倒换包括：
当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；
将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
4.一种时钟板时钟保护倒换的装置，其特征在于，包括：
系统时钟产生模块，用于产生供应给各业务单板的系统时钟；
低频率高精度晶振，用于产生检测所述系统时钟的参考时钟；
主备用时钟板倒换模块，用于当利用所述参考时钟检测到所述系统时钟的频偏超出设定值时，生成时钟倒换控制信号，并将所述时钟倒换控制信号发送给各业务单板，以便各业务单板屏蔽主用时钟板供应的系统时钟，同时接通备用时钟板供应的系统时钟。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
倍频子模块，用于通过对所生成的参考时钟进行倍频处理，得到高频参考时钟；
分频子模块，用于通过对所述系统时钟进行分频处理，得到低频系统时钟；
频率检测子模块，用于利用所得到的高频参考时钟对所得到的低频系统时钟进行频率检测。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述的主备用时钟板倒换模块包括：
生成时钟倒换控制信号子模块，用于当判断所述系统时钟发生时钟频偏时，生成用于各业务单板进行主备用时钟板倒换的时钟倒换控制信号；
主备用时钟板倒换子模块，用于将所生成的时钟倒换控制信号发送至各业务单板，以便各业务单板根据所接收到的时钟倒换控制信号进行主备用时钟板倒换。
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