JP2011199516A - クロック生成装置、クロック切り替え方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】クロック生成装置に接続されるスレーブ装置の数が変化し、接続先の負荷容量が変動したとしても、クロック生成装置とスレーブ装置間で定められた切り替え仕様を満たすクロック選択信号を出力する。
【解決手段】クロック生成装置は、スレーブ装置実装検出部において接続されたスレーブ装置の数を検出し、その検出数をバッファタイプ選択部に通知する。バッファタイプ選択部においては、この通知に基づきクロック選択信号を出力する際のバッファタイプを選択する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冗長な構成を有するシステムにおける、クロック生成装置、その装置におけるクロックの切り替え方法及びプログラムに関し、特に、本クロック生成装置に接続される装置の数に応じてドライブ能力を変更するクロック生成装置、そのクロック切り替え方法及びプログラムに関する。

デバイスの出力信号に接続される負荷容量に対して、そのドライブ能力が小さいと出力波形には鈍りが生じてしまう。そのため、デバイスのドライブ能力はその負荷容量に応じて決定する必要がある。ここで、特許文献１に、種々の出力負荷容量に対応する負荷駆動能力を外部制御により制御調整する技術を用いた半導体集積回路が開示されている。

また、特許文献２では、負荷容量の不均一性等によってドライバ回路の出力波形に鈍りが生じると、鈍り検出回路がこの鈍りを検出し、ドライブ能力を変更する技術を用いたクロックドライバ回路が開示されている。

特開平６−３２６５８１号公報 特開平１１−１９１０１９号公報

以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。

無線基地局装置の信頼性及び可用性を高めるために、無線基地局装置の構成を冗長にすることがある。

例えば、運用系と待機系のクロック生成装置と、これらのクロック生成装置から供給されるクロックを受けて動作するスレーブ装置とを有する構成が考えられる。

このような無線基地局装置においては、クロック供給系において障害が生じた場合にはスレーブ装置を駆動するクロックを運用系のクロックから待機系のクロックに変更することができる。

前記クロックの変更は、複数のクロック生成装置のうち、いずれのクロック生成装置が供給するクロックを使用するべきかスレーブ装置が判断するためのクロック選択信号が使用される。その際、運用系のクロック生成装置及び待機系のクロック生成装置は共に定められた仕様を満足するクロック選択信号を出力しなければならない。

図８において、運用系のクロックと待機系のクロックを切り替える際に定められているクロック選択信号についての仕様の例を示す。

待機系のクロックと運用系のクロックを切り換える場合には、切り替え前は運用系のクロックを出力しているクロック生成装置はクロックが立ち下ってからクロック選択信号を立ち下げる。次に、切り替え前は待機系のクロックを出力しているクロック生成装置は自らが出力しているクロックから定められた時間内にクロック選択信号を立ち上げる。このように、各クロック生成装置はクロック選択信号を所定の仕様を満たすように切り替えなければならない。

ここで、無線基地局装置においては常に１つのスレーブ装置がクロック生成装置に接続されるとは限らない。クロック生成装置には複数のスレーブ装置が接続されることもある。さらにスレーブ装置の数は当初の構成から増減することもある。

また、クロック生成装置の生成するクロック選択信号における立ち上がり時間や立ち下がり時間は接続されるスレーブ装置の負荷容量によって変動する。

この場合に、特定の数のスレーブ装置が接続された状態でクロック生成装置のクロック選択信号における出力バッファのドライブ能力を固定してしまうと、スレーブ装置の数が増加した場合にはクロック選択信号に対する負荷容量が大きくなりクロック選択信号の立ち上がりに要する時間が長くなる。その結果、クロック選択信号の立ち上がりが遅れることにより、クロック選択信号の切り替えに規定した仕様を満足することができない場合がある。

図９にクロック選択信号に対する負荷容量が大きく、ドライブ能力が不足する場合のクロック選択信号の例を示す。図９からクロック選択信号の波形が鈍るとクロック選択信号がクロック切り替え可能区間を超過する可能性があることがわかる。

一方、クロック生成装置に接続されたスレーブ装置の数が減少する場合にはクロック選択信号に対する負荷容量が小さくなり、クロック選択信号の出力バッファのドライブ能力が過大となる。その結果、スレーブ装置が規定する入力電圧の絶対定格値を満たすことができないオーバーシュートやアンダーシュートが発生する可能性がある。クロック生成装置においてはこのような波形の出力を防止する必要がある。

図１０にクロック選択信号に対する負荷容量が小さく、ドライブ能力が過大な場合のクロック選択信号の例を示す。図１０からドライブ能力が過大となると、クロック選択信号の波形にアンダーシュートやオーバーシュートが発生する可能性があることがわかる。

以上のとおり、従来技術には、解決すべき問題点が存在する。本発明の一側面において、クロック生成装置に接続されるスレーブ装置の数が変化した場合であっても、適切なクロック選択信号を出力することができるクロック生成装置、クロック切り替え方法及びプログラムが、望まれる。

本発明の第１の視点によれば、接続されたスレーブ装置の実装数を検出する検出部と、
前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する出力バッファ選択部と、を備えるクロック生成装置が提供される。

本発明の第２の視点によれば、上記クロック生成装置を配置し、クロック生成装置がスレーブ装置に対して、実装されているスレーブ装置の数に基づいてクロック選択信号を供給する無線基地局装置が提供される。

本発明の第３の視点によれば、接続されたスレーブ装置の実装数を検出する工程と、
前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する工程と、を含むクロック切り替え方法が提供される。

本発明の第４の視点によれば、接続されたスレーブ装置の実装数を検出する処理と、
前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する処理と、をクロック生成装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。

本発明の各視点によれば、クロック生成装置に接続されるスレーブ装置の数が変化しても、適切なクロック選択信号を出力することができる。

続いて、本発明のとりうる好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

以下、本発明の一実施形態に係るクロック生成装置を含む無線基地局装置の構成を図４乃至図７に基づいて説明する。

その後、クロック生成装置の内部構成の一例を図１乃至図３に基づいて説明する。

運用系と待機系のクロック発生装置を有する、冗長な構成を持つ無線基地局装置の全体的なブロック図を図４に示す。

図４に示す冗長な構成を持つ無線基地局装置は、運用系及び待機系のクロック生成装置１０１及び１０２と、各クロック生成装置に接続されたスレーブ装置２０１乃至２０６とを備えている。図４では６つのスレーブ装置が接続される場合を想定しているが、スレーブ装置の数はこれに限定されるものではない。

図４ではクロック生成装置１０１が運用系のクロック生成装置として動作し、各スレーブ装置２０１乃至２０６にクロックを供給している。各スレーブ装置２０１乃至２０６はクロック生成装置１０１が供給するクロック３０１により動作する。また、クロック生成装置１０１とクロック生成装置１０２が互いに同期を取ることによりいずれかが運用系のクロック生成装置であるか定まる。

次に図５乃至７を用いて各クロック生成装置と各スレーブ装置間の接続を説明する。

図５では各クロック生成装置１０１及び１０２のクロック出力と各スレーブ装置２０１乃至２０６は専用のクロック３０１で接続されていることを示している。

図６では各クロック生成装置１０１及び１０２のクロック選択信号は、各クロック生成装置１０１及び１０２に１系統存在し、それぞれのクロック選択信号は各スレーブ装置２０１乃至２０６に接続されていることを示している。このクロック選択信号３０２はスレーブ装置２０１乃至２０６に共通して使用する信号である。

図７では各スレーブ装置２０１乃至２０６が無線基地局装置に実装された場合には各クロック生成装置１０１及び１０２でスレーブ装置が実装されたことを認識できるようにスレーブ装置実装信号３０３で接続されていることを示している。

以上のような構成をもつ無線基地局装置においてクロックの切り替えを説明する。説明にあたってはクロック生成装置１０１が現在の運用系、クロック生成装置１０２が現在の待機系であるとする。この状態からクロック生成装置１０１を待機系、クロック生成装置１０２を運用系に切り替える動作について説明する。

クロック生成装置１０１と１０２の間において同期をとり、クロック生成装置１０１は運用系から待機系に変更になることを認識する。すると、クロック生成装置１０１は、クロック選択信号３０２を現在のＨＩＧＨ出力からＬＯＷ出力とする。
一方、クロック生成装置１０２は定められた時間の間でクロック選択信号３０２をＬＯＷ出力からＨＩＧＨ出力とする。このようにクロック選択信号３０２を切り替えることにより、運用系と待機系のクロックを変更する。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態に係るクロック生成装置の構成を説明する。なお、図４におけるクロック生成装置１０１と１０２の内部構成は同一であるので、図１及び図３においてはクロック生成装置１０２についての記載を省略した。

図１は前述のクロック生成装置の内部構成を示したブロック図である。

本実施形態のクロック生成装置１０１及び１０２においてはドライブ能力の異なる出力バッファを選択することが可能なバッファタイプ選択部１０１１とスレーブ装置実装信号３０３によりクロック生成装置１０１及び１０２に接続されたスレーブ装置の数を検出し、前記バッファタイプ選択部１０１１に対して接続されたスレーブ装置の数を通知が可能なスレーブ装置実装検出部１０１２とを備える。

バッファタイプ選択部１０１１においてはスレーブ装置実装数に基づいてクロック選択信号３０２を駆動するバッファタイプを選択する。

このスレーブ装置実装数と選択するバッファタイプの関係は予めハードウェアにより定められたものでもよい。

図２はバッファタイプ選択部１０１１においてあらかじめ規定されているテーブルの例である。図２の例では、スレーブ装置の実装数が２つ増える毎に、ドライブ能力が８ｍＡが増大するよう、実装数とバッファタイプとの関係が定められている。このほか、スレーブ装置の実装数が増大するに従って、より大きいドライブ能力を持つ出力バッファを選択する方法を採用することも可能である。

例えば、クロック生成装置１０１又は１０２がクロック選択信号３０２としてＨＩＧＨ出力する場合を考える。その際に、３つのスレーブ装置が接続されていれば、バッファタイプ選択部１０１１は、図２の関係に従いバッファタイプとして１６ｍＡ出力可能なバッファを選択してクロック選択信号としてＨＩＧＨ出力する。

また、スレーブ装置実装検出部１０１２においてはクロック生成装置１０１及び１０２にスレーブ装置が接続されたときのスレーブ装置実装信号３０３の論理が定められている。その論理に従いクロック生成装置１０１及び１０２に接続されたスレーブ装置の数をスレーブ装置実装検出部が認識する。

具体的にはスレーブ装置の接続時には、スレーブ装置実装信号３０３はＬＯＷと定められていれば、スレーブ装置実装検出部１０１２においてＬＯＷ信号を数え、その数をクロック生成装置１０１及び１０２に接続されたスレーブ装置の実装数としてバッファタイプ選択部１０１１に通知する。

バッファタイプ選択部１０１１は、前記通知されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したバッファタイプを介してクロック選択信号３０２を出力する。

［第２の実施形態］
尚、図２のバッファタイプ選択部１０１１におけるスレーブ装置の数とバッファタイプとの関係はハードウェアに予め規定されたものではなく、変更可能なものであってもよい。このような場合の実施例を、図３を用いて説明する。

図３において図１と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。

図１のバッファタイプ選択部１０１１においてはスレーブ装置実装数とクロック選択信号３０２を駆動するバッファタイプの関係が予め規定されていた。しかし、図３のバッファタイプ選択部１０１１においてはスレーブ装置実装数とクロック選択信号３０２を駆動するバッファタイプの関係は予め規定されていない。バッファタイプ選択部１０１１においては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１３からスレーブ装置実装数とクロック選択信号を駆動するバッファタイプの関係の通知を受けつける。

バッファタイプ選択部１０１１ではＣＰＵ１０１３からの通知に基づいてクロック選択信号３０２のバッファタイプの切り替えをする。このように、スレーブ装置の数とその検出数に応じたドライブ能力の決定をハードウェアによらず、クロック生成装置を構成するコンピュータのハードウェアを利用して動作するソフトウェア（コンピュータプログラム）で実現することもできる。

その結果、スレーブ装置実装数とクロック選択信号を駆動するバッファタイプの関係が当初のものから変更になっても、ハードウェアを変更することなく、柔軟に設定の変更ができるという効果を有する。

以上、本発明のとりうる好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、スレーブ装置実装数とクロック選択信号を駆動するバッファの選択は一定の関係により定まるとしてもよい。例えば、スレーブ装置実装数に所定の係数を乗ずることにより、クロック選択信号を駆動するバッファのドライブ能力を求める方法を採ることができる。

また、この関係はソフトウェアにより変更できるものとしても良い。

なお、クロック生成装置の出力するクロックを、無線基地局装置内の各装置が同調して動作するための基準クロックとすることもできる。その際にはクロック選択信号は基準クロックを選択するための基準クロック選択信号として用いることができる。

さらに、本発明の実施形態に係るクロック生成装置とスレーブ装置をもって無線基地局装置を構成することができる。その具体的な構成の一例は上述の図４乃至図７となる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）接続されたスレーブ装置の実装数を検出する検出部と、
前記検出部にて検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する出力バッファ選択部と、
を備えるクロック生成装置。

（付記２）前記スレーブ装置は、他のクロック生成装置とも接続され、
前記クロック選択信号は、前記スレーブ装置が、自装置または前記他のクロック生成装置から供給されるクロックを選択するための信号であるクロック生成装置。

（付記３）前記出力バッファ選択部は、前記スレーブ装置の実装数が増大するに従って、より大きいドライブ能力を持つ出力バッファを選択するクロック生成装置。

（付記４）前記出力バッファ選択部は、スレーブ装置の実装数に、所定の係数を乗じたドライブ能力を持つ出力バッファを選択するクロック生成装置。

（付記５）さらに、スレーブ装置の実装数と、前記ドライブ能力との関係を規定したテーブルを備え、
前記出力バッファ選択部は、前記テーブルを参照して前記出力バッファを選択するクロック生成装置。

（付記６）前記所定の係数又は前記テーブルの値は変更可能であるクロック生成装置。

（付記７）前記検出部は、前記各スレーブ装置から入力された実装信号の論理和に基づいて、スレーブ装置の実装数を検出するクロック生成装置。

（付記８）前記クロック生成装置を配置し、前記クロック生成装置がスレーブ装置に対して、実装されているスレーブ装置の数に基づいてクロック選択信号を供給する無線基地局装置。

（付記９）接続されたスレーブ装置の実装数を検出する工程と、
前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する工程と、
を含むクロック切り替え方法。

（付記１０）前記クロック選択信号は、前記スレーブ装置が、複数のクロック生成装置から供給されるクロックを選択するための信号であるクロック切り替え方法。

（付記１１）前記スレーブ装置の実装数が増大するに従って、より大きいドライブ能力を持つ出力バッファを選択して前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給するクロック切り替え方法。

（付記１２）前記クロック選択信号を供給する工程において、スレーブ装置の実装数に、所定の係数を乗じたドライブ能力を持つ出力バッファを選択するクロック切り替え方法。

（付記１３）さらに、前記クロック選択信号を供給する工程において、スレーブ装置の実装数と、前記ドライブ能力との関係を規定したテーブルを参照し、前記出力バッファを選択するクロック切り替え方法。

（付記１４）前記所定の係数又は前記テーブルの値は、変更可能であるクロック切り替え方法。

（付記１５）前記スレーブ装置の実装数を検出する工程において、前記各スレーブ装置から入力された実装信号の論理和に基づいて、スレーブ装置の実装数を検出するクロック切り替え方法。

（付記１６）接続されたスレーブ装置の実装数を検出する処理と、
前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する処理と、
をクロック生成装置を構成するコンピュータに実行させるプログラム。

（付記１７）前記クロック選択信号は、前記スレーブ装置が、複数のクロック生成装置から供給されるクロックを選択するための信号であるプログラム。

（付記１８）前記スレーブ装置の実装数が増大するに従って、より大きいドライブ能力を持つ出力バッファを選択して前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給するプログラム。

（付記１９）前記クロック選択信号を供給する処理において、スレーブ装置の実装数に、所定の係数を乗じたドライブ能力を持つ出力バッファを選択するプログラム。

（付記２０）さらに、前記クロック選択信号を供給する処理において、スレーブ装置の実装数と、前記ドライブ能力との関係を規定したテーブルを参照し、前記出力バッファを選択するプログラム。

（付記２１）前記所定の係数又はテーブルの値は、変更可能であるプログラム。

（付記２２）
前記スレーブ装置の実装数を検出する処理において、前記各スレーブ装置から入力された実装信号の論理和に基づいて、スレーブ装置の実装数を検出するプログラム。

なお、本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明に係るクロック生成装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る実施形態のスレーブ装置実装数とバッファタイプの関係を示す図である。 本発明に係る実施形態のうちＣＰＵを用いた時の構成を示すブロック図である。 本発明に係るクロック生成装置を有する無線基地局装置の構成を示すブロック図である。 図４の無線基地局装置におけるクロックの接続状態を示すブロック図である。 図４の無線基地局装置におけるクロック選択信号の接続状態を示すブロック図である。 図４の無線基地局装置におけるスレーブ装置実装信号の接続状態を示すブロック図である。 運用系のクロックと待機系のクロックを切り替える際の切り替えタイミングチャートである。 クロック選択信号の切り替えにおいて負荷容量が大きくドライブ能力が不足する場合のタイミングチャートである。 クロック選択信号の切り替えにおいて負荷容量が小さくドライブ能力が過大な場合のタイミングチャートである。

１０１、１０１ａ、１０２ クロック生成装置
２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ スレーブ装置
３０１ クロック
３０２ クロック選択信号
３０３ スレーブ装置実装信号
１０１１ バッファタイプ選択部
１０１２ スレーブ装置実装検出部
１０１３ ＣＰＵ

Claims (10)

1. 接続されたスレーブ装置の実装数を検出する検出部と、
   前記検出部にて検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する出力バッファ選択部と、
   を備えることを特徴とするクロック生成装置。
2. 前記スレーブ装置は、他のクロック生成装置とも接続され、
   前記クロック選択信号は、前記スレーブ装置が、自装置または前記他のクロック生成装置から供給されるクロックを選択するための信号である請求項１のクロック生成装置。
3. 前記出力バッファ選択部は、前記スレーブ装置の実装数が増大するに従って、より大きいドライブ能力を持つ出力バッファを選択する請求項１又は２のクロック生成装置。
4. 前記出力バッファ選択部は、スレーブ装置の実装数に、所定の係数を乗じたドライブ能力を持つ出力バッファを選択することを特徴とする請求項１から３いずれか一に記載のクロック生成装置。
5. さらに、スレーブ装置の実装数と、前記ドライブ能力との関係を規定したテーブルを備え、
   前記出力バッファ選択部は、前記テーブルを参照して前記出力バッファを選択することを特徴とする請求項１から４いずれか一に記載のクロック生成装置。
6. 前記所定の係数又は前記テーブルの値は変更可能であることを特徴とする請求項４又は５記載のクロック生成装置。
7. 前記検出部は、前記各スレーブ装置から入力された実装信号の論理和に基づいて、スレーブ装置の実装数を検出する請求項１から６いずれか一に記載のクロック生成装置。
8. 請求項１から７いずれか一に記載のクロック生成装置を配置し、前記クロック生成装置がスレーブ装置に対して、実装されているスレーブ装置の数に基づいてクロック選択信号を供給する無線基地局装置。
9. 接続されたスレーブ装置の実装数を検出する工程と、
   前記検出されたスレーブ装置の実装数に基づいて選択したドライブ能力を持つ出力バッファを介して、前記スレーブ装置に対しクロック選択信号を供給する工程と、
   を含むことを特徴とするクロック切り替え方法。
10. 前記クロック選択信号は、前記スレーブ装置が、複数のクロック生成装置から供給されるクロックを選択するための信号である請求項９のクロック切り替え方法。

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