JP2003198519A

JP2003198519A - クロック生成方法及びクロック生成器

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Publication number: JP2003198519A
Application number: JP2001391455A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Fujiki; 和義藤木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP3843831B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、クロック生成方法において、生成する
クロックを基準となるクロックに同期させる場合、参照
クロックの位相に、生成クロックの位相を合わせてい
た。このため、複数の参照クロックが存在し、それらを
切り替えて参照する場合、それぞれ参照クロックの位相
は必ずしも同期していないため、参照クロック切り替え
時に生成クロックは切り替わった参照クロックの位相に
追従していた。【解決手段】参照クロック２５の周波数を計測する周
波数計測部２７と、出力するクロックを参照クロックの
周波数に合わせるための周波数調整部２８とを有し、参
照クロックの周波数を基準に生成クロック２６を同期さ
せることにより、生成クロックの位相の遷移をなくし、
データスリップが発生しないクロック生成方法とし、参
照クロックを複数回切り替えても生成クロックの位相の
遷移が発生しないものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスター／スレー
ブ関係において通信を行う装置において、基準となるク
ロックを参照して、そのクロックの位相または周波数に
同期したクロックを生成するクロック生成方法及びクロ
ック生成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クロック生成方法において、生成
するクロックを基準となるクロックに同期させる場合、
参照クロックの位相に、生成クロックの位相を合わせて
いた。このため、複数の参照クロックが存在し、それら
を切り替えて参照する場合、それぞれ参照クロックの位
相は必ずしも同期していないため、参照クロック切り替
え時に生成クロックは切り替わった参照クロックの位相
に追従していた。

【０００３】上記のように従来の参照クロックの位相に
追従する方法では、参照クロックが切り替わる度に生成
クロックの位相が遷移し、複数回繰り返した場合、元の
位相と比較して１クロック以上の位相が移動している可
能性があった。

【０００４】以下に従来のクロック同期方法による参照
クロックと生成クロックの動作について説明する。図６
は、従来のクロック生成器の構成図であり、図７は、従
来のクロック同期方法を表す信号波形図であり、図８
は、従来の同期説明図である。

【０００５】図６において、１はクロックを生成する際
の基準となる参照クロック、２は生成クロックであり、
３は生成クロック２と参照クロック１の位相を比較する
位相比較器、４は位相比較器において比較した結果によ
って生成クロックの位相を調整する位相調整器である。

【０００６】図７において、５はクロックを生成する際
の基準となる参照クロック、６は参照クロックに同期す
る前の生成クロックであり、７は参照クロックに同期し
た生成クロックである。

【０００７】図８において、１０〜１４は、それぞれ位
相の異なる参照クロックであり、１５は参照クロック１
０に同期した生成クロック、１６は生成クロック１５に
同期したデータ、１７は参照クロック１１に同期した生
成クロック、１８は生成クロック１７に同期したデー
タ、１９は参照クロック１２に同期した生成クロック、
２０は生成クロック１９に同期したデータ、２１は参照
クロック１３に同期した生成クロック、２２は生成クロ
ック２１に同期したデータ、２３は参照クロック１４に
同期した生成クロック、２４は生成クロック２３に同期
したデータである。

【０００８】ただし、データ１６、１８、２０、２２、
２４はフレームを表しており、１つ以上のビットの集ま
りを表している。

【０００９】以上のような構成図およびタイミングを表
す信号波形図を用いて、以下その動作を説明する。

【００１０】初めにクロック同期方法を説明する。

【００１１】図７の５のようなタイミングの参照クロッ
クと６のようなタイミングの生成クロックがある場合、
図６の位相調整器３によって位相の比較を行う。その結
果は生成クロック６の位相を参照クロックの位相に合わ
せるため、図７の（８）または（９）の位相に合わせる
ように、図６の位相調整器４へ調整値を送る。その調整
値により図６の位相調整器４は、たとえば図７の（９）
の方へ生成クロック６の位相を移動させる。

【００１２】この際の調整量は、このクロック生成器に
て生成したクロックを用いる後段の動作に影響を与えな
いように、ある一定の範囲以内に限られている。そのた
め、この動作を繰り返すことにより、位相調整器４はそ
の出力である生成クロック２を図７の生成クロック７の
ようなタイミングになるまで調整を行い、参照クロック
５に同期したクロックを出力する。

【００１３】次に複数の参照クロックから一つを選択し
クロックを生成する場合のタイミングの変化を以下に説
明する。

【００１４】図８の１０〜１４のような位相の異なる５
つの参照クロックがあり、クロック生成装置はこの中の
１つを基準としクロックを生成する。

【００１５】初めは参照クロック１０を基準にクロック
を生成しているとする。このときの生成されるのが生成
クロック１５である。また、データ通信は生成クロック
を基準に行われており、生成クロック１５を基準にデー
タ通信を行っているときのデータのタイミングがデータ
１６である。

【００１６】何等かの理由により基準となる参照クロッ
クを参照クロック１０から参照クロック１１へ切り替え
た場合、生成クロックは参照クロック１１の位相に追従
するため、生成クロックのタイミングは生成クロック１
５から少しずれた生成クロック１７のようなタイミング
となる。

【００１７】同様に、参照クロックを参照クロック１１
から参照クロック１２へ切り替えた場合、生成クロック
１７から少しタイミングがずれた生成クロック１９のよ
うなタイミングとなる。

【００１８】このように参照クロックを参照クロック１
０から参照クロック１４まで順次切り替えていくと、生
成クロックは生成クロック１５から生成クロック２３ま
で少しずつ位相をずらしながらタイミングを変えてい
く。

【００１９】ここで、最初のタイミングである生成クロ
ック１５の位相と、最後のタイミングである生成クロッ
ク２３の位相を見比べると、位相が１クロック以上遷移
している。

【００２０】このように従来のクロック生成方法では、
参照クロックを切り替えていくと、生成クロックの位相
が１クロック以上遷移してしまうことがあった。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の参
照クロックの位相に追従する方法では、参照クロックの
切り替えを複数回行うと、生成クロックの位相が初めの
位相に対して１クロック以上遷移している場合があるの
で、この生成クロックを基準にデータ通信を行っている
通信においては、データのスリップが発生する可能性が
あるという課題があった。

【００２２】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、参照クロックを複数回切り替えても生成クロック
の位相の遷移が発生することのないクロック同期方法を
提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、参照クロック
の周波数を計測する周波数計測手段と、出力するクロッ
クを参照クロックの周波数に合わせるための周波数調整
手段とを有し、参照クロックの周波数を基準に生成クロ
ックを同期させることにより、生成クロックの位相の遷
移をなくし、データスリップが発生しないクロック生成
方法とする。

【００２４】本発明によれば、ある理由により参照クロ
ックを切り替える場合においても、シームレスな通信を
継続することが可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、参照クロックの位相に交換機のクロックの位相を合
わせるという従来の位相追従手段に加えて、入力される
参照クロックの周波数を計測する周波数計測部と、周波
数計測部が計測した値または周波数記憶部に記憶した値
を用いて生成クロックの周波数を調整する周波数調整部
とを備え、参照クロックの周波数に同期したクロックを
出力するクロック生成方法であり、これにより参照クロ
ックの位相にかかわらず参照クロックに同期することが
でき、参照クロックが切り替わっても生成クロックの位
相が移動しないという作用を有する。

【００２６】本発明の請求項２に記載の発明は、参照ク
ロックが正常な時に、周波数調整に用いている値を周波
数記憶部に記憶しておき、参照クロックに異常が発生し
た場合、周波数記憶部に記憶した過去の調整値を用いて
出力クロックの周波数の調整を行うようにしたクロック
生成方法であり、そのまま異常なクロックに追従する場
合、または追従を停止して自走する場合に比べて精度の
良く出力クロックの調整が行えるという作用を有する。

【００２７】本発明の請求項３に記載の発明は、参照ク
ロックに異常が発生した場合、周波数調整部は、参照ク
ロック基準に周波数調整を行うモードから、周波数記憶
記憶手段に記憶されている値を用いて周波数調整を行う
モードに自動的に移行するようにしたクロック生成方法
であり、異常が発生した参照クロックが正常に戻るまで
の期間または正常な参照クロックに切り替えるまでの期
間に生成クロックの周波数調整を行い、参照クロックに
異常が発生している間も継続してデータ通信が行えると
いう作用を有する。

【００２８】本発明の請求項４に記載の発明は、周波数
計測部において計測した値を記憶する方法において、基
準周波数との差分のみを記憶するようにしたクロック生
成方法であり、周波数記憶部の容量を少なくすることが
可能となる、または、同じ容量において長期間記憶する
ことが可能となるという作用を有する。

【００２９】本発明の請求項５に記載の発明は、周波数
計測部において計測した値を記憶する方法において、計
測した周波数の差分を複数回合算して記憶するようにし
たクロック生成方法であり、周波数記憶部の容量を少な
くすることが可能となる、または、同じ容量において長
期間記憶することが可能となるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項６に記載の発明は、周波数
記憶部の値を用いて周波数を調整する方法において、周
波数調整部が使用する周波数記憶部の領域をプログラマ
ブルに設定できるようにしたクロック生成方法であり、
参照クロックの異常発生時に記憶した信頼性の低い計測
値を除いて周波数調整に用いることにより、周波数調整
の信頼性を高めるという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項７に記載の発明は、参照ク
ロック信号に同期したクロック信号を生成するクロック
生成器であって、参照クロック信号の周波数を計測する
周波数計測部と、周波数計測部にて計測した周波数情報
に基づいて出力するクロック信号の周波数を生成し、該
クロック信号を出力する周波数調整部とを備える構成と
したものであり、これにより参照クロックの位相にかか
わらず参照クロックに同期することができ、参照クロッ
クが切り替わっても生成クロックの位相が移動しないと
いう作用を有する。

【００３２】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
７に記載のクロック生成器であって、周波数計測部は、
参照クロック若しくは生成クロックを基本クロックによ
り累積的にカウントすることによりえられる値とに基づ
き、周波数情報を前記周波数調整部へ出力することとし
たものであり、参照クロックと生成クロックの相対的に
位相ずれが発生する状況を補正することができる作用を
有する。

【００３３】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
７または８に記載のクロック生成器であって、周波数計
測部において計測した値を記憶するための周波数記憶部
を有し、周波数調整部は、参照クロックが停止した場合
または異常な参照クロックが入力された場合に、周波数
記憶部に記憶されている過去の周波数データを取り出
し、参照クロック信号に代えてその取り出した周波数デ
ータにより、クロック信号を生成する構成としたもので
あり、そのまま異常なクロックに追従する場合、または
追従を停止して自走する場合に比べて精度良く出力クロ
ックの調整が行えるという作用を有する。

【００３４】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項９に記載のクロック生成器であって、周波数調整部
は、参照クロックに異常が発生した場合、参照クロック
を基準に周波数調整を行うモードから周波数記憶手段に
記憶されている値を用いて周波数調整を行うモードに自
動的に移行し、参照クロックが正常に戻った場合は、周
波数記憶手段に記憶されている値を用いて周波数調整を
行うモードから参照クロックを基準に周波数調整を行う
モードに移行する構成としたものであり、精度良く出力
クロックの調整が行えるという作用を有する。

【００３５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項９または１０に記載のクロック生成器であって、周波
数計測部は計測した周波数値と基準値との差分を算出
し、周波数記憶部に記憶する構成としたのであり、周波
数記憶部の容量を少なくすることが可能となる、また
は、同じ容量において長期間記憶することが可能となる
という作用を有する。

【００３６】本発明の請求項１２に記載の発明は、請求
項１１に記載のクロック生成器であって、周波数計測部
は計測した周波数値と基準値との差分を算出し、その周
波数の差分を複数回合算して周波数記憶部に記憶する構
成としたものであり、周波数記憶部の容量を少なくする
ことが可能となる、または、同じ容量において長期間記
憶することが可能となるという作用を有する。

【００３７】本発明の請求項１３に記載の発明は、請求
項９から１２のいずれかに記載のクロック生成器であっ
て、周波数記憶部が記憶している過去の周波数データの
うち、周波数調整部が使用する周波数データの記憶領域
をプログラマブルに設定可能とした構成としたものであ
り、参照クロックの異常発生時に記憶した信頼性の低い
計測値を除いて周波数調整に用いることにより、周波数
調整の信頼性を高めるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１３に記載のクロック生成器であって、周波数調整部
が使用する周波数データの記憶領域は、エラー検出時点
のメモリ番地から所定番地戻ったメモリ番地から所定区
間である構成としたものであり、参照クロックの異常発
生時に記憶した信頼性の低い計測値を除いて周波数調整
に用いることができ、周波数調整の信頼性を高めるとい
う作用を有する。

【００３９】本発明の請求項１５に記載の発明は、請求
項７から１４のいずれかに記載のクロック生成器を有す
る通信装置であり、参照クロックの位相にかかわらず参
照クロックに同期することができ、参照クロックが切り
替わっても生成クロックの位相が移動しないという作用
を有する。

【００４０】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図５を用いて説明する。

【００４１】（実施の形態１）図１（ａ）は本発明の実
施の形態１を示すクロック生成器の構成図、図１（ｂ）
は同クロック生成器における生成クロックカウントの例
を示す信号波形図を示し、２５と２６は従来の構成と同
様、それぞれ参照クロック、生成クロックであり、２７
は参照クロックの周波数を計測する周波数計測部、２８
は周波数計測の結果より生成クロックを調整する周波数
調整部である。

【００４２】本クロック生成器の周波数計測部２７に入
力された参照クロック２５は、その周波数計測部２７に
おいてクロック生成器の基本クロックにより、相対的な
周波数が測定（以下、「第１の測定値」とする）され
る。その後、生成クロック２６の周波数を調整するため
に制御情報として出力する。このときの調整用制御情報
は、調整後の生成クロック２６を用いて通信を行ってい
る後段の動作に影響を与えないように、ある一定の範囲
以内（たとえば、8kHz±488ppm）に限定する。

【００４３】ここで、具体的な例を説明すると、基本ク
ロックが131.072MHz、参照クロックが7.9999kHzである
場合、参照クロックは基本クロック16384サイクル分
（8.000kHz）として測定される。測定された参照クロッ
クの測定値は、生成クロックの周波数を調整するために
制御情報として周波数調整部２８に出力され、生成クロ
ックがその制御情報（基本クロック16384サイクル分）
に基づき、131.072MHzの基本クロックを使用して生成さ
れ、8.000kHzのクロックが出力される。

【００４４】なお、7.9999kHzである参照クロックに同
期する場合、すこしずつ位相がずれるため、このような
位相ずれが問題となるケースもある。このような場合、
周波数調整部から出力される生成クロックを周波数計測
部へフィードバックして位相ずれを調整することができ
る。具体的には、周波数計測部においてフィードバック
した生成クロックのある一つの立下がり時に基本クロッ
クカウンタ（基本クロックのクロック数を計数するカウ
ンタ）を初期化（カウンタ値＝０）し、以降の生成クロ
ックの立下り時における基本クロックカウンタの値を読
込み、立下り間の値（以下、第２の測定値）を逐次記憶
しておき、上述の第１の測定値と比較して同じでない場
合には、この第２の測定値を使用することにより、位相
ずれを修正することができる。図１（ｂ）を参照して、
7.9999kHz（125001．5625・・ｎｓｅｃ）の参照クロッ
クを131.072MHz（7.629・・ｎｓｅｃ）の基本クロック
で計測を開始し、参照クロックの立下り時間を順次連続
して計測すると、16384サイクル、16384サイクル、1638
4サイクル、16385サイクル、16384サイクル、・・とい
うように約４回に１回基本クロック16385サイクルとし
て計測され、16385サイクルを測定した場合、第１の測
定値（8.000kHz）とは異なるため、この第２の測定値が
周波数調整部２８に送られ、生成クロック２６の周波数
をその制御信号に基づいて調整し出力される。

【００４５】また、基本クロックカウンタの初期化と第
１の計測値の計測開始を同時に行い、第１の計測値の計
測の累積値と生成クロックの基本クロックカウンタ値と
を比較するようにしてもよい。

【００４６】なお、生成クロックをフィードバックする
のではなく、参照クロックのある一つの立下がり時に基
本クロックカウンタを初期化し、以降の生成クロックの
立下り時の基本クロックカウンタにおける値を読込み、
立下り間の値を逐次記憶しておき、上述の第１の測定値
と比較してもよい。

【００４７】次に複数の参照クロックが存在し、クロッ
ク異常等の理由により参照クロックを切り替えて運用す
る場合の説明を行う。

【００４８】周波数計測部２７は入力される参照クロッ
クの周波数成分だけを計測している。このため位相の異
なる参照クロックが入力された場合でも位相に対する制
御を行っていないので、生成クロックの位相が遷移して
いくことはなく、最初に確定したタイミングの近傍にて
生成クロックの位相は保持される。また、周波数計測部
２７からの調整用制御情報は、ある一定の範囲以内に限
定しているので、参照クロック切り替え時に、異常な周
波数を測定してしまった場合でも、調整後の生成クロッ
ク２６を用いて通信を行っている後段の動作に影響を与
えることがない。

【００４９】このため、参照クロックを切り替えて運用
を行った場合でも、データのスリップの発生しないクロ
ックを生成することが可能となる。

【００５０】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２を示すクロック生成器の構成図を示す。図２にお
いて、参照クロック、生成クロック、周波数計測部、お
よび周波数調整部は実施の形態１において用いた図１と
同じものであるので、同じ符号を付す。２９は周波数計
測部２７において測定した結果を記憶する周波数記憶
部、３０は参照クロック２５が正常な場合と異常な場合
で周波数調整部２８に送る周波数調整値を切り替えるセ
レクタである。また、３１は周波数計測部にて計測した
計測値、３２は周波数記憶部より取り出した過去の計測
値、３３は計測値３１と過去の計測値３２より選択し周
波数調整部にて用いる調整値であり、３４は周波数記憶
部２９の状態を書き込み状態から読み出し状態へ切り替
えたり、セレクタ３０の出力を切り替えるための信号を
出力する制御部である。

【００５１】以上のように構成されたクロック生成器に
おいて、以下にその動作を説明する。

【００５２】参照クロックが正常に入力されているとき
は、実施の形態１と同様に周波数計測部２７にて参照ク
ロックの周波数を計測し、その結果を周波数調整部２８
にて送って周波数の調整を行う。このときセレクタ３０
は計測値３１を選択している。また同時に、計測値３１
は周波数記憶部２９にて記憶されている。ここで周波数
記憶部２９はある程度の容量を持っており、過去のある
程度の時間の結果を記憶できるようになっている。

【００５３】参照クロック２５に異常が発生した場合、
制御部３４からの制御信号によって、周波数記憶部２９
はそれまで行ってきた計測値３１の記憶を停止し、それ
までに記憶した値を過去の計測値３２へ出力する。ま
た、セレクタ３０は、それまで選択していた計測値３１
を周波数記憶部２９より出力される過去の計測値３２に
切り替え、過去の計測値３２を調整値３３として出力す
る。周波数調整部２８は、この過去の計測値３２を用い
て生成クロックの調整を行う。

【００５４】このように過去の計測値を用いて出力クロ
ックの調整を行うことにより、異常な参照クロックに追
従し続けた場合のクロック生成、またはクロック生成器
の自走によるクロック生成に比べて、より精度の高いク
ロックを生成することが可能となる。

【００５５】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３を示すクロック生成器の構成図を示す。図３にお
いて、参照クロック２５から制御部３４までは実施の形
態２において用いた図２と同じものであるので、同じ符
号を付す。３５は参照クロックを常に監視し異常を検出
するための異常検出部である。

【００５６】以上のように構成されたクロック生成器に
おいて、以下にその動作を説明する。

【００５７】参照クロック２５が正常に入力されている
ときは、実施の形態１および２と同様に周波数計測部２
７にて参照クロック２５の周波数を計測し、その結果を
周波数調整部２８にて用いて周波数の調整を行う。この
ときセレクタ３０は計測値３１を選択している。また同
時に、計測値３１は周波数記憶部２９にて記憶されてい
る。

【００５８】参照クロック２５に異常が発生した場合、
参照クロック２５を監視している異常検出部３５により
クロック異常が発見され、その情報は制御部３４へ届け
られる。このとき、制御部３４は周波数記憶部２９およ
びセレクタ３０への制御信号を自動的に切り替え、通常
の周波数調整モード（以下、通常モード）から周波数記
憶手段に記憶されている値を用いて周波数調整を行うモ
ード（以下、ホールドオーバーモード）に切り替える。
また、参照クロック２５が復旧した場合や参照クロック
が複数存在して他の参照クロックに切り替え、入力され
る参照クロックが正常になった場合、異常検出部３５は
参照クロックが正常に戻ったことを検知し、制御部３４
へその情報を通知する。これにより制御部３４は、自動
的にホールドオーバーモードから通常モードへクロック
生成器の動作モードを切り替える。

【００５９】このように参照クロックの状態を監視する
ことによって、自動的にクロック生成器の動作モードを
変更することができる。

【００６０】（実施の形態４）たとえば131.072MHzの分
解能で８kHzを記憶する場合、１４ビット必要となる。

【００６１】このようにクロック生成器を動作させる基
本クロックが131.072MHzであり、参照クロックが8kHzで
ある場合のクロック生成装置を例に用いてその動作を説
明する。

【００６２】131.072MHzの分解能で８kHzを記憶する場
合、１４ビット必要となるが、実際に用いる数値は限ら
れていて、0〜8kHzすべての範囲で参照クロックと生成
クロックの周波数の差を用いる訳ではない。

【００６３】一般的に参照クロックと用いるディジタル
回線のクロック精度は±３ｐｐｍ程度、またクロック生
成器を動作させる基本クロックの発信器等は±3ppm〜±
100ppm程度であることを考えると、クロック生成器に必
要な相対精度は500ppm程度で十分であり、その範囲外の
参照クロックが入力されたときは参照クロックエラーも
しくはクロック生成器の動作エラーとして処理すること
が可能となる。

【００６４】これをふまえると、131.072MHzの分解能で
8kHzの±500ppm近傍で、計算が簡易な範囲は±488ppmと
なり、8kHzの±488ppmの範囲は、約7.996kHz〜8.004kHz
となる。これは131.072MHzで８個分の期間である。

【００６５】上記ように、8kHzを基準にその差を記録す
るには−8〜0〜＋8を表現できるビット数である５ビッ
トで十分となる。

【００６６】このように、基準周波数との差分のみを記
憶することにより、記憶するための容量を減らすことが
可能となる。

【００６７】（実施の形態５）実施の形態４の実施例に
続けて説明を行う。

【００６８】１回の計測結果を表現するためには５ビッ
ト必要である。これを１６回分を合計すると８０ビット
必要となる。しかし、１６回分を合算して保存すること
を考えると、−128〜＋128まで記録できなければならな
い。このためには９ビットで十分となり、８０ビットを
９ビットに圧縮することが可能となり、記憶するための
容量を減らすことが可能となる。

【００６９】（実施の形態６）図４は本発明の実施の形
態６における周波数記憶部の状態説明図を示す。３６は
周波数記憶部全体を表し、左から右へ順に記憶されてい
くものとする。３７は参照クロックエラーが発生した時
のタイミング、３８はそのエラーを検出した時のタイミ
ング、３９は通常モードからホールドオーバーモードへ
クロック生成器の動作モードを切り替えたタイミングを
表す。

【００７０】以上のように表された周波数記憶部につい
て、以下にその動作を説明する。

【００７１】通常モードでは周波数記憶部３６は書き込
みモードとなり、順に書き込まれていく。最後まで書き
込みが終わると最初から書き込まれ以前のデータは上書
きされていく。

【００７２】あるタイミングによってエラーが発生する
と（３７）、本クロック生成器もしくは、本クロック生
成器が搭載されているシステムはエラーを検出し（３
８）、自動もしくはホストプロセッサによる手動によっ
て動作モードを通常モードからホールドオーバーモード
へ切り替える（３９）。この時周波数記憶部は動作モー
ド切り替えと同時に書き込みモードから読み出しモード
に切り替わり、周波数記憶部に記憶されている情報を利
用して本クロック生成器は仮想的に周波数調整を行う。

【００７３】しかし、エラー発生（３７）から動作モー
ド切替（３９）までの間は、まだ書き込みモードであ
り、その期間に記録された計測値はエラーを含んだ参照
クロックを基準に周波数計測を行った結果であり、その
結果は信頼できるものではない。

【００７４】そのためその不確定部分（４０）以外の部
分を用いて周波数調整を行うことにより、周波数調整の
精度を高めることが可能となる。

【００７５】しかし、エラー発生タイミング（３７）が
実際どの時点で発生しているか分からない。そこで、以
下のようにして不確定領域以外の読み出しを行う。

【００７６】図５は、本発明の実施の形態６における周
波数記憶部のタイミングと読み出し番地の例を示す説明
図である。この図を用いて以下説明を行う。

【００７７】３６は周波数記憶部全体を表し、３７、３
９，４０はそれぞれエラー発生タイミング、動作モード
切り替えタイミング、不確定部分を表す。これらは図４
と同じものであるので同じ符号を付す。また、この実施
の形態では、周波数記憶部は０番地から２５５番地まで
とし、昇順にて書き込み／読み出しを行うものとし、実
際には任意に決めることが可能である。

【００７８】本発明では、読み出し開始の戻り区間と読
み出し区間が任意に設定できる。この例では読み出し開
始の戻り区間を２３０、読み出し区間を１８０とする。

【００７９】あるタイミングにて参照クロックにエラー
が発生し（３７）、動作モードの切り替え（３９）が１
５０番地に書き込み中に発生したとすると、１５０番地
を一時的に記憶しておく。次に予め設定しておいた読み
出し開始戻り区間が２３０なので、読み出し開始番地は
動作モード切り替え地点から２３０番地戻った番地とな
る。１５０から２３０を差し引くと負になるので、その
分は周波数記憶部の最大番地の２５５から差し引き１７
５番地が読み出し開始番地となる。読み出し区間は１８
０に設定しているので、１７５に１８０を加えて（これ
も同様に２５５を越える分は０に戻って）１００番地が
読み出し区間の最終番地となる。このようにして、ホー
ルドオーバーモード時の読み出し区間は１７５番地から
２５５番地、０番地を経由して１００番地までとなり、
１００番地まで読み終えると１７５番地から読み出し始
める。

【００８０】このようにして、１５０番地近辺の不確定
部分の読み出しをさけることができる。

【００８１】なお、本実施の形態では読み出す部分を指
定したが、読み出しを行わない部分を指定することによ
って実現することも可能である。

【００８２】このように、動作モード切り替え時の周波
数記憶部のアドレスを記憶させ、読み出しを行う部分を
決めることができるようにする、または、読み出しを行
わない部分を決めることができるようにすることにより
プログラマブルに読み出し領域を設定することが可能と
なる。

【００８３】なお、本発明の説明上、実施の形態として
６つに区切って説明したが、それぞれを組み合わせるこ
とを妨げるものではない。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように本発明に
よれば、参照クロックに同期したクロックを出力するク
ロック生成方法において、出力するクロックを参照クロ
ックの周波数に同期させることにより、複数の参照クロ
ックが存在し、それらを切り替えて参照できる場合、生
成したクロックを基準に行っているデータ通信にてデー
タのスリップが発生しなくなるという効果がある。

【００８５】また、参照クロックの周波数の計測ととも
に、参照クロックの一つの変化点から次の変化点毎の時
間を基準クロックに基づいて算出することにより、参照
クロックと生成クロックの相対的に位相ずれが発生する
状況を補正することができるという効果がある。

【００８６】また、参照クロックの周波数情報を記録し
ておき、参照クロックに異常が発生した場合に、参照ク
ロックが正常に復旧するまでの間、または他の参照クロ
ックに切り替えるまでの間、その記録しておいた情報を
用いてクロック生成を行うことにより、精度の高いクロ
ック生成を行うことが可能となり、シームレスなデータ
通信を行うことができるという効果がある。

【００８７】また、参照クロックに異常が発生した場
合、参照クロックの計測値を用いてクロック生成を行う
モードから、参照クロックが正常なときに記録しておい
た情報を用いてクロック生成を行うモードに自動的に切
り替えることにより、このクロック生成器を制御するプ
ロセッサの負荷を軽減することができるという効果があ
る。

【００８８】また、周波数計測部において計測した値を
記録する際に、基準となる値との差分のみを記録するこ
とにより、１回あたりのデータ量が少なくなり、同じ記
憶容量でより長時間データを記録することが可能とな
り、記憶した情報を用いてクロック生成を行う場合に、
より精度の高いクロック生成を行うことができるという
効果がある。

【００８９】また、周波数計測部において計測した値を
記録する際に、複数回合算して記憶することにより、同
じ記憶容量に記憶できる時間が長くなり、記憶した情報
を用いてクロック生成を行う場合に、より精度の高いク
ロック生成を行うことができるという効果がある。ま
た、参照クロックのゆらぎを吸収する効果があり、出力
されるクロックのジッタが減少するという効果がある。

【００９０】また、周波数記憶部の値を読み出す場合に
読み出す領域をプログラマブルに設定することにより、
参照クロックにエラーが発生して動作モードを切り替え
るまでの信頼性の低い計測値を除いて使用することがで
き、より精度の高いクロック生成を行うことができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１を示すクロック生
成器の構成図（ｂ）同クロック生成器における生成クロックカウント
の例を示す信号波形図

【図２】本発明の実施の形態２を示すクロック生成器の
構成図

【図３】本発明の実施の形態３を示すクロック生成器の
構成図

【図４】本発明の実施の形態６における周波数記憶部の
状態説明図

【図５】本発明の実施の形態６における周波数記憶部の
タイミングと読み出し番地の例を示す説明図

【図６】従来のクロック生成器の構成図

【図７】従来のクロック同期方法を表す信号波形図

【図８】従来の同期説明図

【符号の説明】

１参照クロック２生成クロック３位相比較器４位相調整器５参照クロック６位相同期前の生成クロック７位相同期後の生成クロック８位相同期前のクロックの位相が同期をとる方向９位相同期前のクロックの位相が同期をとる方向１０〜１４参照クロック１５参照クロック１０に同期した生成クロック１６生成クロック１５に同期したデータ１７参照クロック１１に同期した生成クロック１８生成クロック１７に同期したデータ１９参照クロック１２に同期した生成クロック２０生成クロック１９に同期したデータ２１参照クロック１３に同期した生成クロック２２生成クロック２１に同期したデータ２３参照クロック１４に同期した生成クロック２４生成クロック２３に同期したデータ２５参照クロック２６生成クロック２７周波数計測部２８周波数調整部２９周波数記憶部３０セレクタ３１周波数計測部によって計測された計測値３２周波数記憶部に記憶され、読み出された過去の計
測値３３セレクタによって選択した調整値３４クロック生成器を制御する制御部３５参照クロックの状態を監視する異常検出部３６周波数記憶部全体３７エラー発生タイミング３８エラー検出タイミング３９動作モード切り替えタイミング４０不確定部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】参照クロックを計測する周波数計測部と、
前記周波数計測部にて計測した結果をもとに参照クロッ
クの周波数に出力するクロックの周波数を合わせるため
の周波数調整部を有し、参照クロックの周波数に同期し
たクロックを出力することを特徴とするクロック生成方
法。
【請求項２】請求項１記載の周波数計測部と周波数調整
部に加えて、周波数計測部において計測した値を記憶す
るための周波数記憶部を有し、参照クロックが停止また
は異常な参照クロックが入力された場合に、前記周波数
記憶部に記憶されている過去の周波数データを用いて前
記周波数調整部を制御することを特徴とするクロック生
成方法。
【請求項３】参照クロックに異常が発生した場合、請求
項１記載の周波数調整部は、参照クロックを基準に周波
数調整を行うモードから請求項２記載の周波数記憶手段
に記憶されている値を用いて周波数調整を行うモードに
自動的に移行し、参照クロックが正常に戻った場合は、
前記周波数記憶手段に記憶されている値を用いて周波数
調整を行うモードから参照クロックを基準に周波数調整
を行うモードに移行することを特徴とするクロック生成
方法。
【請求項４】請求項１記載の周波数計測部において計測
した値を、請求項２記載の周波数記憶部に記憶する方法
において、前記周波数計測部にて計測した値と基準値と
の差分のみを記憶することを特徴とするクロック生成方
法。
【請求項５】請求項１記載の周波数計測部において計測
した値を、請求項２記載の周波数記憶部に記憶する方法
において、前記周波数計測部にて計測した周波数の差分
を複数回合算して前記周波数記憶部に記憶することを特
徴とするクロック生成方法。
【請求項６】請求項２記載の周波数記憶部の値を用いて
周波数を調整する方法において、請求項１記載の周波数
調整部が使用する前記周波数記憶部の領域をプログラマ
ブルに設定することを特徴とするクロック生成方法。
【請求項７】参照クロック信号に同期したクロック信号
を生成するクロック生成器であって、参照クロック信号
の周波数を計測する周波数計測部と、前記周波数計測部
にて計測した周波数情報に基づいて出力するクロック信
号の周波数を生成し、前記クロック信号を出力する周波
数調整部とを備えることを特徴とするクロック生成器。
【請求項８】前記周波数計測部は、計測を行った参照ク
ロックの周波数の計測値と、参照クロック若しくは生成
クロックを基本クロックにより累積的にカウントするこ
とにより得られる値とに基づき、周波数情報を前記周波
数調整部へ出力することを特徴とする請求項７記載のク
ロック生成器。
【請求項９】前記周波数計測部において計測した値を記
憶するための周波数記憶部を有し、前記周波数調整部
は、参照クロックが停止した場合または異常な参照クロ
ックが入力された場合に、前記周波数記憶部に記憶され
ている過去の周波数データを取り出し、参照クロック信
号に代えて取り出した周波数データにより、クロック信
号を生成することを特徴とする請求項７または８記載の
クロック生成器。
【請求項１０】前記周波数調整部は、参照クロックに異
常が発生した場合、参照クロックを基準に周波数調整を
行うモードから前記周波数記憶手段に記憶されている値
を用いて周波数調整を行うモードに自動的に移行し、参
照クロックが正常に戻った場合は、前記周波数記憶手段
に記憶されている値を用いて周波数調整を行うモードか
ら参照クロックを基準に周波数調整を行うモードに移行
することを特徴とする請求項９記載のクロック生成器。
【請求項１１】前記周波数計測部は計測した周波数値と
基準値との差分を算出し、前記周波数記憶部に記憶する
ことを特徴とする請求項９または１０記載のクロック生
成器。
【請求項１２】前記周波数計測部は計測した周波数値と
基準値との差分を算出し、その周波数の差分を複数回合
算して前記周波数記憶部に記憶することを請求項１１記
載のクロック生成器。
【請求項１３】前記周波数記憶部が記憶している過去の
周波数データのうち、前記周波数調整部が使用する周波
数データの記憶領域をプログラマブルに設定可能とした
ことを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の
クロック生成器。
【請求項１４】前記周波数調整部が使用する周波数デー
タの記憶領域は、エラー検出時点のメモリ番地から所定
番地戻ったメモリ番地から所定区間であることを特徴と
する請求項１３記載のクロック生成器。
【請求項１５】請求項７から１４のいずれかに記載のク
ロック生成器を有する通信装置。