JP2023122681A - 基準パルス補正装置及び基準パルス補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スレーブ装置が時刻情報を含むパケットを受信できなくても、基準パルス位相差を許容位相差に収める基準パルス補正装置及を提供する。【解決手段】通信システムにおいて、スレーブ装置が有する基準パルス補正装置10は、パケットに含まれる時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを出力する第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルスを出力する第2の基準パルス生成部13、マスタ装置とスレーブ装置の時刻同期が確立後、2つの基準パルスの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、第1の基準パルスの数を計数する第1の計数部14、時刻同期が外れている期間中、第2の基準パルスの数を計数する第2の計数部15、時刻同期が外れの期間中、第2の計数部の計数パルス数が、第1の計数部の計数パルス数に到達すれば、当該パルス数に基づき第2の基準パルスの周期を補正する基準パルス補正部16を含む。【選択図】図2
Description
本開示は、基準パルス補正装置及び基準パルス補正方法に関するものである。
マスタ装置と、複数のスレーブ装置と、それぞれのスレーブ装置と無線通信を行う無線端末とを備える通信システム(以下「従来の通信システム」という)がある。マスタ装置は、例えば、それぞれのスレーブ装置の制御を行うものである。スレーブ装置は、例えば、基地局装置である。スレーブ装置は、例えば、基準パルスを用いるTDD(Time Division Duplex)方式で、無線端末と無線通信を行う。
従来の通信システムの中には、マスタ装置のクロックが示す時刻であるマスタ時刻と、スレーブ装置のクロックが示す時刻であるスレーブ時刻との間で時刻同期を図る通信システムがある(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1に開示されているマスタ装置は、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置に送信する。スレーブ装置は、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ時刻とスレーブ時刻との間で時刻同期を図る。また、スレーブ装置は、基準パルスを生成し、補正後のスレーブ時刻に基づいて、生成した基準パルスの周期を補正する。スレーブ装置は、周期補正後の基準パルスを用いるTDD方式で、無線端末と無線通信を行う。
従来の通信システムの中には、マスタ装置のクロックが示す時刻であるマスタ時刻と、スレーブ装置のクロックが示す時刻であるスレーブ時刻との間で時刻同期を図る通信システムがある(例えば、特許文献1を参照)。
特許文献1に開示されているマスタ装置は、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置に送信する。スレーブ装置は、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ時刻とスレーブ時刻との間で時刻同期を図る。また、スレーブ装置は、基準パルスを生成し、補正後のスレーブ時刻に基づいて、生成した基準パルスの周期を補正する。スレーブ装置は、周期補正後の基準パルスを用いるTDD方式で、無線端末と無線通信を行う。
マスタ装置とスレーブ装置とを結ぶネットワークに存在しているスイッチ装置等が故障することで、マスタ装置が、時刻情報を含むパケットをスレーブ装置に送信できなくなることがある。
特許文献1に開示されている通信システムでは、スレーブ装置が、マスタ装置からのパケットを受信できなければ、基準パルスの周期を補正できなくなる。スレーブ装置が、基準パルスの周期を補正できなければ、当該基準パルスの位相と、マスタ装置により生成される基準パルスの位相との差(以下「基準パルス位相差」という)が、通信システムの許容する位相差である許容位相差よりも大きくなってしまうことがあるという課題があった。基準パルス位相差が許容位相差よりも大きくなることで、例えば、スレーブ装置が、無線端末との無線通信を継続できなくなることがある。
特許文献1に開示されている通信システムでは、スレーブ装置が、マスタ装置からのパケットを受信できなければ、基準パルスの周期を補正できなくなる。スレーブ装置が、基準パルスの周期を補正できなければ、当該基準パルスの位相と、マスタ装置により生成される基準パルスの位相との差(以下「基準パルス位相差」という)が、通信システムの許容する位相差である許容位相差よりも大きくなってしまうことがあるという課題があった。基準パルス位相差が許容位相差よりも大きくなることで、例えば、スレーブ装置が、無線端末との無線通信を継続できなくなることがある。
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、スレーブ装置が時刻情報を含むパケットを受信できなくなっても、基準パルス位相差を許容位相差内に収めることができる基準パルス補正装置及び基準パルス補正方法を得ることを目的とする。
本開示に係る基準パルス補正装置は、マスタ装置からスレーブ装置に送信されたパケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを出力する第1の基準パルス生成部と、第2の基準パルスを出力する第2の基準パルス生成部とを備えている。また、基準パルス補正装置は、マスタ装置とスレーブ装置との時刻同期が確立してから、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、第1の基準パルス生成部から出力された第1の基準パルスの数を計数する第1の計数部と、時刻同期が外れている期間中、第2の基準パルス生成部から出力された第2の基準パルスの数を計数する第2の計数部とを備えている。また、基準パルス補正装置は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部により計数されたパルス数が、第1の計数部により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて第2の基準パルスの周期を補正する基準パルス補正部を備えている。
本開示によれば、スレーブ装置が時刻情報を含むパケットを受信できなくなっても、基準パルス位相差を許容位相差内に収めることができる。
以下、本開示をより詳細に説明するために、本開示を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る基準パルス補正装置10を実装しているスレーブ装置を含む通信システムを示す構成図である。
図1に示す通信システムは、マスタ装置1-1,1-2、スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1c、スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2c及びスレーブ装置3a,3b,3cを備えている。
マスタ装置1-1及びスレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cは、現用系であり、マスタ装置1-2及びスレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cは、予備系である。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1c、スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2c及びスレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、基準パルス補正装置10を実装している。
図1は、実施の形態1に係る基準パルス補正装置10を実装しているスレーブ装置を含む通信システムを示す構成図である。
図1に示す通信システムは、マスタ装置1-1,1-2、スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1c、スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2c及びスレーブ装置3a,3b,3cを備えている。
マスタ装置1-1及びスレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cは、現用系であり、マスタ装置1-2及びスレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cは、予備系である。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1c、スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2c及びスレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、基準パルス補正装置10を実装している。
マスタ装置1-1は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1aと接続されている。
スレーブ装置2-1aは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1bと接続されている。
スレーブ装置2-1bは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1cと接続されている。
スレーブ装置2-1cは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1aと接続されている。
スレーブ装置2-1aは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1bと接続されている。
スレーブ装置2-1bは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1cと接続されている。
スレーブ装置2-1cは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1aと接続されている。
マスタ装置1-2は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2aと接続されている。
スレーブ装置2-2aは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2bと接続されている。
スレーブ装置2-2bは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2cと接続されている。
スレーブ装置2-2cは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2aと接続されている。
図1に示す通信システムでは、複数の装置の間が、イーサネットによって接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、複数の装置の間が、イーサネット以外のネットワークによって接続されているものであってもよい。
スレーブ装置2-2aは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2bと接続されている。
スレーブ装置2-2bは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2cと接続されている。
スレーブ装置2-2cは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-2aと接続されている。
図1に示す通信システムでは、複数の装置の間が、イーサネットによって接続されている。しかし、これは一例に過ぎず、複数の装置の間が、イーサネット以外のネットワークによって接続されているものであってもよい。
マスタ装置1-1は、マスタ時刻を有している。
マスタ装置1-1は、例えば、イーサネットフレームとして、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置2-1aに送信する。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在しているスイッチ装置として動作する。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置2-1aは、マスタ装置1-1から送信されたパケットを受信し、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置2-1aは、パケットをスレーブ装置2-1bに送信し、スレーブ装置2-1bは、パケットをスレーブ装置2-1cに送信し、スレーブ装置2-1cは、パケットをスレーブ装置2-1aに送信する。
スレーブ装置2-1b,2-1cのそれぞれは、スレーブ装置2-1aと同様に、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
マスタ装置1-1は、例えば、イーサネットフレームとして、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置2-1aに送信する。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在しているスイッチ装置として動作する。
スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置2-1aは、マスタ装置1-1から送信されたパケットを受信し、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置2-1aは、パケットをスレーブ装置2-1bに送信し、スレーブ装置2-1bは、パケットをスレーブ装置2-1cに送信し、スレーブ装置2-1cは、パケットをスレーブ装置2-1aに送信する。
スレーブ装置2-1b,2-1cのそれぞれは、スレーブ装置2-1aと同様に、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
マスタ装置1-2は、マスタ時刻を有している。
マスタ装置1-2は、例えば、イーサネットフレームとして、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置2-2aに送信する。
スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在しているスイッチ装置として動作する。
スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置2-2aは、マスタ装置1-2から送信されたパケットを受信し、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置2-2aは、パケットをスレーブ装置2-2bに送信し、スレーブ装置2-2bは、パケットをスレーブ装置2-2cに送信し、スレーブ装置2-2cは、パケットをスレーブ装置2-2aに送信する。
スレーブ装置2-2b,2-2cのそれぞれは、スレーブ装置2-2aと同様に、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
マスタ装置1-2は、例えば、イーサネットフレームとして、マスタ時刻を示す時刻情報を含むパケットをスレーブ装置2-2aに送信する。
スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在しているスイッチ装置として動作する。
スレーブ装置2-2a,2-2b,2-2cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置2-2aは、マスタ装置1-2から送信されたパケットを受信し、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置2-2aは、パケットをスレーブ装置2-2bに送信し、スレーブ装置2-2bは、パケットをスレーブ装置2-2cに送信し、スレーブ装置2-2cは、パケットをスレーブ装置2-2aに送信する。
スレーブ装置2-2b,2-2cのそれぞれは、スレーブ装置2-2aと同様に、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3aは、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1a及びスレーブ装置2-2aのそれぞれと接続されている。
スレーブ装置3bは、は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1b及びスレーブ装置2-2bのそれぞれと接続されている。
スレーブ装置3cは、は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1c及びスレーブ装置2-2cのそれぞれと接続されている。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在している基地局として動作する。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、例えば、スレーブ基準パルスを用いるTDD方式で、図示せぬ無線端末等と無線通信を実施する。後述する第1の基準パルス及び第2の基準パルスのそれぞれは、スレーブ基準パルスである。
スレーブ装置3bは、は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1b及びスレーブ装置2-2bのそれぞれと接続されている。
スレーブ装置3cは、は、例えば、イーサネットを介して、スレーブ装置2-1c及びスレーブ装置2-2cのそれぞれと接続されている。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、例えば、イーサネットに存在している基地局として動作する。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、スレーブ時刻を有している。
スレーブ装置3a,3b,3cのそれぞれは、例えば、スレーブ基準パルスを用いるTDD方式で、図示せぬ無線端末等と無線通信を実施する。後述する第1の基準パルス及び第2の基準パルスのそれぞれは、スレーブ基準パルスである。
スレーブ装置3aは、現用系のスレーブ装置2-1aに故障が生じていなければ、スレーブ装置2-1aから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置3aは、現用系のスレーブ装置2-1aに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2aから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3bは、現用系のスレーブ装置2-1bに故障が生じていなければ、スレーブ装置2-1bから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置3bは、現用系のスレーブ装置2-1bに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2bから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3cは、現用系のスレーブ装置2-1cに故障が生じていなければ、スレーブ装置2-1cから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置3cは、現用系のスレーブ装置2-1cに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2cから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3aは、現用系のスレーブ装置2-1aに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2aから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3bは、現用系のスレーブ装置2-1bに故障が生じていなければ、スレーブ装置2-1bから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置3bは、現用系のスレーブ装置2-1bに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2bから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ装置3cは、現用系のスレーブ装置2-1cに故障が生じていなければ、スレーブ装置2-1cから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
スレーブ装置3cは、現用系のスレーブ装置2-1cに故障が生じていれば、スレーブ装置2-2cから、時刻情報を含むパケットを受信し、時刻情報に基づいて、スレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
図2は、実施の形態1に係る基準パルス補正装置10を示す構成図である。
図2に示す基準パルス補正装置10は、入力ポート11-1,11-2、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、基準パルス補正部16及びパルス選択部17を備えている。
図2に示す基準パルス補正装置10は、入力ポート11-1,11-2、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、基準パルス補正部16及びパルス選択部17を備えている。
以下、図2に示す基準パルス補正装置10は、説明の便宜上、スレーブ装置3aに実装されているものとして説明する。
入力ポート11-1には、スレーブ装置2-1aから送信されたパケットが与えられる。
入力ポート11-2には、スレーブ装置2-2aから送信されたパケットが与えられる。
入力ポート11-1には、スレーブ装置2-1aから送信されたパケットが与えられる。
入力ポート11-2には、スレーブ装置2-2aから送信されたパケットが与えられる。
第1の基準パルス生成部12は、時刻同期制御回路21及び基準パルス生成カウンタ22を備えている。
第1の基準パルス生成部12は、入力ポート11-1に与えられたパケット、又は、入力ポート11-2に与えられたパケットを取得する。
第1の基準パルス生成部12は、パケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを第1の計数部14及びパルス選択部17のそれぞれに出力する。
第1の基準パルス生成部12は、入力ポート11-1に与えられたパケット、又は、入力ポート11-2に与えられたパケットを取得する。
第1の基準パルス生成部12は、パケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを第1の計数部14及びパルス選択部17のそれぞれに出力する。
第2の基準パルス生成部13は、基準パルス生成カウンタ23を備えている。
第2の基準パルス生成部13は、第2の基準パルスを生成し、第2の基準パルスを第2の計数部15及びパルス選択部17のそれぞれに出力する。
第2の基準パルス生成部13は、第2の基準パルスを生成し、第2の基準パルスを第2の計数部15及びパルス選択部17のそれぞれに出力する。
第1の計数部14は、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25及び保持回路26を備えている。
第1の計数部14は、マスタ装置1-1又はマスタ装置1-2と、スレーブ装置3aとの時刻同期が確立してから、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、第1の基準パルス生成部12から出力された第1の基準パルスの数を計数する。第1の基準パルスは、マスタ装置1-1により生成される基準パルス、又は、マスタ装置1-2により生成される基準パルスに相当する。このため、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差は、基準パルス位相差に相当する。
第1の計数部14は、マスタ装置1-1又はマスタ装置1-2と、スレーブ装置3aとの時刻同期が確立してから、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、第1の基準パルス生成部12から出力された第1の基準パルスの数を計数する。第1の基準パルスは、マスタ装置1-1により生成される基準パルス、又は、マスタ装置1-2により生成される基準パルスに相当する。このため、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差は、基準パルス位相差に相当する。
第2の計数部15は、基準パルス数カウンタ27を備えている。
第2の計数部15は、時刻同期が外れている期間中、第2の基準パルス生成部13から出力された第2の基準パルスの数を計数する。
第2の計数部15は、時刻同期が外れている期間中、第2の基準パルス生成部13から出力された第2の基準パルスの数を計数する。
基準パルス補正部16は、誤差判定回路28を備えている。
基準パルス補正部16は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて第2の基準パルスの周期を補正する。
なお、基準パルス補正部16は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも長ければ、第1の計数部14により計数されたパルス数に基づいて、第2の基準パルスの周期を長くする補正を行う。基準パルス補正部16は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも短ければ、第1の計数部14により計数されたパルス数に基づいて、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
基準パルス補正部16は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて第2の基準パルスの周期を補正する。
なお、基準パルス補正部16は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも長ければ、第1の計数部14により計数されたパルス数に基づいて、第2の基準パルスの周期を長くする補正を行う。基準パルス補正部16は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも短ければ、第1の計数部14により計数されたパルス数に基づいて、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
パルス選択部17は、セレクタ29を備えている。
パルス選択部17は、時刻同期が確立しているとき、第1の基準パルス生成部12から出力された第1の基準パルスを選択し、第1の基準パルスを外部に出力する。
パルス選択部17は、時刻同期が外れているとき、第2の基準パルス生成部13から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
パルス選択部17は、時刻同期が確立しているとき、第1の基準パルス生成部12から出力された第1の基準パルスを選択し、第1の基準パルスを外部に出力する。
パルス選択部17は、時刻同期が外れているとき、第2の基準パルス生成部13から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-1に与えられたパケット、又は、入力ポート11-2に与えられたパケットを取得する。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-1からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-2からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
時刻同期制御回路21は、パケットに含まれている時刻情報に基づく、第1の基準パルスの周期の補正指令を基準パルス生成カウンタ22に出力する。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-1からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-2からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
時刻同期制御回路21は、パケットに含まれている時刻情報に基づく、第1の基準パルスの周期の補正指令を基準パルス生成カウンタ22に出力する。
基準パルス生成カウンタ22は、時刻同期制御回路21から出力された補正指令に従って第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを基準パルス数カウンタ25及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ22は、リングカウンタ22aを備えている。
リングカウンタ22aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、リングカウンタ22aのカウント値である第1のカウント値をインクリメントする。第1のカウント値は、第1の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。
リングカウンタ22aは、第1のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
基準パルス生成カウンタ22は、リングカウンタ22aを備えている。
リングカウンタ22aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、リングカウンタ22aのカウント値である第1のカウント値をインクリメントする。第1のカウント値は、第1の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。
リングカウンタ22aは、第1のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
基準パルス生成カウンタ23は、第2の基準パルスを生成し、第2の基準パルスを基準パルス数カウンタ27及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ23は、リングカウンタ23aを備えている。
リングカウンタ23aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、リングカウンタ23aのカウント値である第2のカウント値をインクリメントする。第2のカウント値は、第2の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。
リングカウンタ23aは、第2のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
リングカウンタ23aは、誤差判定回路24から、リセット指令を受けたとき、第2のカウント値を0にリセットする。
基準パルス生成カウンタ23は、リングカウンタ23aを備えている。
リングカウンタ23aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、リングカウンタ23aのカウント値である第2のカウント値をインクリメントする。第2のカウント値は、第2の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。
リングカウンタ23aは、第2のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
リングカウンタ23aは、誤差判定回路24から、リセット指令を受けたとき、第2のカウント値を0にリセットする。
誤差判定回路24は、時刻同期制御回路21によって時刻同期が確立されているとき、第1のカウント値が0にリセットされたタイミングで、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差として、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差を算出する。
誤差判定回路24は、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差が、許容位相差に対応する閾値まで増加していれば、第2のカウント値を0にリセットするリセット指令をリングカウンタ23aに出力し、第1の基準パルス数の出力指令を基準パルス数カウンタ25に出力する。
誤差判定回路24は、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差が閾値まで増加したとき、第1の基準パルスの周期及び第2の基準パルスの周期のうち、どちらの周期が長いかを示す周期長情報を保持回路26に出力する。
誤差判定回路24は、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差が、許容位相差に対応する閾値まで増加していれば、第2のカウント値を0にリセットするリセット指令をリングカウンタ23aに出力し、第1の基準パルス数の出力指令を基準パルス数カウンタ25に出力する。
誤差判定回路24は、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差が閾値まで増加したとき、第1の基準パルスの周期及び第2の基準パルスの周期のうち、どちらの周期が長いかを示す周期長情報を保持回路26に出力する。
基準パルス数カウンタ25は、時刻同期制御回路21によって時刻同期が確立されてから、誤差判定回路24から、第1の基準パルス数の出力指令を受けるまでの期間中、基準パルス生成カウンタ22から出力された第1の基準パルスの数を計数する。
基準パルス数カウンタ25は、第1の基準パルス数の出力指令を受けたとき、計数した第1の基準パルス数を保持回路26に出力し、第1の基準パルス数を0にリセットする。
保持回路26は、基準パルス数カウンタ25から出力された第1の基準パルス数と、誤差判定回路24から出力された周期長情報とを保持する。
基準パルス数カウンタ25は、第1の基準パルス数の出力指令を受けたとき、計数した第1の基準パルス数を保持回路26に出力し、第1の基準パルス数を0にリセットする。
保持回路26は、基準パルス数カウンタ25から出力された第1の基準パルス数と、誤差判定回路24から出力された周期長情報とを保持する。
基準パルス数カウンタ27は、時刻同期制御回路21による時刻同期が外れている期間中、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスの数を計数する。
基準パルス数カウンタ27は、計数した第2の基準パルス数を誤差判定回路28に出力する。
基準パルス数カウンタ27は、誤差判定回路28から、第2の基準パルス数のリセット指令を受けたとき、第2の基準パルス数を0にリセットする。
基準パルス数カウンタ27は、計数した第2の基準パルス数を誤差判定回路28に出力する。
基準パルス数カウンタ27は、誤差判定回路28から、第2の基準パルス数のリセット指令を受けたとき、第2の基準パルス数を0にリセットする。
誤差判定回路28は、時刻同期制御回路21による時刻同期が外れている期間中、基準パルス数カウンタ27から出力された第2の基準パルス数が、保持回路26に保持されている第1の基準パルス数に到達すれば、当該パルス数と保持回路26に保持されている周期長情報とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達すれば、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達すれば、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
セレクタ29は、時刻同期制御回路21によって時刻同期が確立されているとき、基準パルス生成カウンタ22から出力された第1の基準パルスを選択し、第1の基準パルスを外部に出力する。
セレクタ29は、時刻同期制御回路21による時刻同期が外れているとき、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
セレクタ29は、時刻同期制御回路21による時刻同期が外れているとき、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
図2では、基準パルス補正装置10の構成要素である第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、基準パルス補正部16及びパルス選択部17のそれぞれが、専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、基準パルス補正装置10が、時刻同期制御回路21、基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25、保持回路26、基準パルス数カウンタ27、誤差判定回路28及びセレクタ29によって実現されるものを想定している。
保持回路26は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいは、DVD(Digital Versatile Disc)が該当する。
時刻同期制御回路21、基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25、基準パルス数カウンタ27、誤差判定回路28及びセレクタ29のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
時刻同期制御回路21、基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25、基準パルス数カウンタ27、誤差判定回路28及びセレクタ29のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
基準パルス補正装置10の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、基準パルス補正装置10が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。
ソフトウェア又はファームウェアは、プログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、DSP(Digital Signal Processor)が該当する。
図3は、基準パルス補正装置10が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
基準パルス補正装置10が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、基準パルス補正部16及びパルス選択部17におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ51に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ52がメモリ51に格納されているプログラムを実行する。
基準パルス補正装置10が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、基準パルス補正部16及びパルス選択部17におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムがメモリ51に格納される。そして、コンピュータのプロセッサ52がメモリ51に格納されているプログラムを実行する。
また、図2では、基準パルス補正装置10の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図3では、基準パルス補正装置10がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、基準パルス補正装置10における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
次に、図1に示す基準パルス補正装置10の動作について説明する。
図4は、基準パルス補正装置10の処理手順である基準パルス補正方法を示すフローチャートである。
図5及び図6は、時刻同期が確立しているときの基準パルス補正装置10の動作を示すタイミングチャートである。図6は、図5よりも時刻が経過したときのタイミングチャートである。
図7及び図8は、時刻同期が外れているときの基準パルス補正装置10の動作を示すタイミングチャートである。図8は、図7よりも時刻が経過したときのタイミングチャートである。
図4は、基準パルス補正装置10の処理手順である基準パルス補正方法を示すフローチャートである。
図5及び図6は、時刻同期が確立しているときの基準パルス補正装置10の動作を示すタイミングチャートである。図6は、図5よりも時刻が経過したときのタイミングチャートである。
図7及び図8は、時刻同期が外れているときの基準パルス補正装置10の動作を示すタイミングチャートである。図8は、図7よりも時刻が経過したときのタイミングチャートである。
第1の基準パルス生成部12の時刻同期制御回路21は、入力ポート11-1に与えられたパケット、又は、入力ポート11-2に与えられたパケットを取得する。これらのパケットの中には、マスタ時刻を示す時刻情報が含まれている。時刻情報が示すマスタ時刻は、例えば、パケットの送信時刻を表している。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-1からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-1との時刻同期を図る。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-2からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ時刻の補正としては、パケットの送信時刻に対してパケットの伝送遅延時間を加算した時刻と、スレーブ時刻とが一致するように、スレーブ時刻を補正する態様が考えられる。
時刻同期制御回路21は、入力ポート11-2からパケットを取得すれば、パケットに含まれている時刻情報に基づいて、スレーブ装置3aが有するスレーブ時刻を補正することで、マスタ装置1-2との時刻同期を図る。
スレーブ時刻の補正としては、パケットの送信時刻に対してパケットの伝送遅延時間を加算した時刻と、スレーブ時刻とが一致するように、スレーブ時刻を補正する態様が考えられる。
次に、時刻同期制御回路21は、補正後のスレーブ時刻に基づいて、第1の基準パルスの周期の補正指令を基準パルス生成カウンタ22に出力する。
時刻同期制御回路21は、図5に示すように、時刻同期が確立しているのか、時刻同期が外れているのかを示す同期状態信号を基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24,28及び基準パルス数カウンタ25,27のそれぞれに出力する。
時刻同期が確立していれば、同期状態信号の信号レベルは、Hレベルであり、時刻同期が外れていれば、同期状態信号の信号レベルは、Lレベルである。
時刻同期制御回路21は、図5に示すように、時刻同期が確立しているのか、時刻同期が外れているのかを示す同期状態信号を基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24,28及び基準パルス数カウンタ25,27のそれぞれに出力する。
時刻同期が確立していれば、同期状態信号の信号レベルは、Hレベルであり、時刻同期が外れていれば、同期状態信号の信号レベルは、Lレベルである。
第1の基準パルス生成部12の基準パルス生成カウンタ22は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が確立している旨を示しているとき、時刻同期制御回路21から補正指令が出力されると、補正指令に従って第1の基準パルスの周期を補正する(図4のステップST1)。例えば、第1の基準パルスの所望の周期に係る時間が○○であるとき、基準パルス生成カウンタ22は、スレーブ装置3aが有する補正後のスレーブ時刻に基づいて、第1の基準パルスの周期に係る時間が○○になるように、第1の基準パルスの周期を補正する。
図5及び図6におけるそれぞれの第1の基準パルスは、周期補正後の第1の基準パルスである。
基準パルス生成カウンタ22は、周期補正後の第1の基準パルスを基準パルス数カウンタ25及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ22は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示していれば、第1の基準パルスの周期を補正する処理を行わない。
図5及び図6におけるそれぞれの第1の基準パルスは、周期補正後の第1の基準パルスである。
基準パルス生成カウンタ22は、周期補正後の第1の基準パルスを基準パルス数カウンタ25及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ22は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示していれば、第1の基準パルスの周期を補正する処理を行わない。
基準パルス生成カウンタ22のリングカウンタ22aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、第1のカウント値をインクリメントする。
第1のカウント値は、第1の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。例えば、第1の基準パルスの周期に相当する回数がM(Mは、2以上の整数)であれば、第1のカウント値は、0→1→2→・・・→M-1→0のように更新される。
リングカウンタ22aは、第1のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
第1のカウント値は、第1の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。例えば、第1の基準パルスの周期に相当する回数がM(Mは、2以上の整数)であれば、第1のカウント値は、0→1→2→・・・→M-1→0のように更新される。
リングカウンタ22aは、第1のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
第2の基準パルス生成部13の基準パルス生成カウンタ23は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が確立している旨を示しているか否かにかかわらず、第2の基準パルスを生成する(図4のステップST2)。
基準パルス生成カウンタ23は、第2の基準パルスを基準パルス数カウンタ27及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ23は、第2の基準パルスを基準パルス数カウンタ27及びセレクタ29のそれぞれに出力する。
基準パルス生成カウンタ23のリングカウンタ23aは、スレーブ装置3aの内部クロックを取得する毎に、第2のカウント値をインクリメントする。当該内部クロックは、リングカウンタ22aが取得する内部クロックと同じクロックであってもよいし、他のクロックであってもよい。
第2のカウント値は、第2の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。例えば、第2の基準パルスの周期に相当する回数がL(Lは、2以上の整数)であれば、第2のカウント値は、0→1→2→・・・→L-1→0のように更新される。
リングカウンタ23aは、第2のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
第2のカウント値は、第2の基準パルスの周期に相当する回数だけインクリメントされ、上限値に到達した後、0にリセットされる。例えば、第2の基準パルスの周期に相当する回数がL(Lは、2以上の整数)であれば、第2のカウント値は、0→1→2→・・・→L-1→0のように更新される。
リングカウンタ23aは、第2のカウント値を誤差判定回路24に出力する。
第1の計数部14の誤差判定回路24は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が確立している旨を示しているとき、第1のカウント値が0にリセットされたタイミングで、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差を算出する。第1のカウント値が0にリセットされたタイミングは、第1の基準パルスの立ち上がりタイミングに相当する。
図5の例では、同期状態信号の信号レベルがHレベルになってから、2つ目の第1の基準パルスの立ち上がりタイミングのとき、第2のカウント値は“1”のため、第1のカウント値(=0)と第2のカウント値との誤差は、“1”である。
また、同期状態信号の信号レベルがHレベルになってから、3つ目の第1の基準パルスの立ち上がりタイミングのとき、第2のカウント値は“2”のため、第1のカウント値(=0)と第2のカウント値との誤差は、“2”である。
図5の例では、同期状態信号の信号レベルがHレベルになってから、2つ目の第1の基準パルスの立ち上がりタイミングのとき、第2のカウント値は“1”のため、第1のカウント値(=0)と第2のカウント値との誤差は、“1”である。
また、同期状態信号の信号レベルがHレベルになってから、3つ目の第1の基準パルスの立ち上がりタイミングのとき、第2のカウント値は“2”のため、第1のカウント値(=0)と第2のカウント値との誤差は、“2”である。
誤差判定回路24は、第1のカウント値と第2のカウント値との誤差が、許容位相差に対応する閾値まで増加していれば、第2のカウント値を0にリセットするリセット指令をリングカウンタ23aに出力する。
閾値は、1以上の整数である。このため、許容位相差に対応する誤差の許容値が、“△.△”のように、小数点で表される場合、閾値は、“△.△”の小数点が切り捨てられた値となる。具体的には、許容位相差に対応する誤差の許容値が“5.3”であれば、許容位相差に対応する閾値が“5”となり、許容位相差に対応する誤差の許容値が“12.7”であれば、許容位相差に対応する閾値が“12”となる。
図6では、許容位相差に対応する閾値が“4”である例を示しており、誤差判定回路24は、誤差が“4”まで増加したタイミングで、リセット指令をリングカウンタ23aに出力している。
リングカウンタ23aは、誤差判定回路24から、リセット指令を受けたとき、第2のカウント値を0にリセットする。
また、誤差判定回路24は、許容位相差に対応する閾値まで増加していれば、第1の基準パルス数の出力指令を基準パルス数カウンタ25に出力し、第1の基準パルスの周期及び第2の基準パルスの周期のうち、どちらの周期が長いかを示す周期長情報を保持回路26に出力する。
閾値は、1以上の整数である。このため、許容位相差に対応する誤差の許容値が、“△.△”のように、小数点で表される場合、閾値は、“△.△”の小数点が切り捨てられた値となる。具体的には、許容位相差に対応する誤差の許容値が“5.3”であれば、許容位相差に対応する閾値が“5”となり、許容位相差に対応する誤差の許容値が“12.7”であれば、許容位相差に対応する閾値が“12”となる。
図6では、許容位相差に対応する閾値が“4”である例を示しており、誤差判定回路24は、誤差が“4”まで増加したタイミングで、リセット指令をリングカウンタ23aに出力している。
リングカウンタ23aは、誤差判定回路24から、リセット指令を受けたとき、第2のカウント値を0にリセットする。
また、誤差判定回路24は、許容位相差に対応する閾値まで増加していれば、第1の基準パルス数の出力指令を基準パルス数カウンタ25に出力し、第1の基準パルスの周期及び第2の基準パルスの周期のうち、どちらの周期が長いかを示す周期長情報を保持回路26に出力する。
第1の計数部14の基準パルス数カウンタ25は、時刻同期制御回路21から、時刻同期が確立している旨を示す同期状態信号を受けてから、誤差判定回路24から、第1の基準パルス数の出力指令を受けるまでの期間中、基準パルス生成カウンタ22から出力された第1の基準パルスの数を計数する(図4のステップST3)。
また、基準パルス数カウンタ25は、第1の基準パルス数の出力指令を受けたとき、計数した第1の基準パルス数を保持回路26に出力し、第1の基準パルス数を0にリセットする。
図6の例では、基準パルス数カウンタ25から保持回路26に出力された第1の基準パルス数は“4”である。
保持回路26は、基準パルス数カウンタ25から出力された第1の基準パルス数と、誤差判定回路24から出力された周期長情報とを保持する。
また、基準パルス数カウンタ25は、第1の基準パルス数の出力指令を受けたとき、計数した第1の基準パルス数を保持回路26に出力し、第1の基準パルス数を0にリセットする。
図6の例では、基準パルス数カウンタ25から保持回路26に出力された第1の基準パルス数は“4”である。
保持回路26は、基準パルス数カウンタ25から出力された第1の基準パルス数と、誤差判定回路24から出力された周期長情報とを保持する。
第2の計数部15の基準パルス数カウンタ27は、時刻同期制御回路21から、時刻同期が確立している旨を示す同期状態信号を受けてから、時刻同期が外れている旨を示す同期状態信号を受けるまでの期間中、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスの数を計数する(図4のステップST4)。
図7及び図8の例では、基準パルス数カウンタ27が、第2の基準パルスの数として、0から4まで計数している。
基準パルス数カウンタ27は、計数した第2の基準パルス数を誤差判定回路28に出力する。
図7及び図8の例では、基準パルス数カウンタ27が、第2の基準パルスの数として、0から4まで計数している。
基準パルス数カウンタ27は、計数した第2の基準パルス数を誤差判定回路28に出力する。
基準パルス補正部16の誤差判定回路28は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示しているとき、基準パルス数カウンタ27から出力された第2の基準パルス数が、保持回路26に保持されている第1の基準パルス数に到達したか否かを判定する。
図7及び図8の例では、保持回路26に保持されている第1の基準パルス数が“4”であるため、基準パルス数カウンタ27から出力された第2の基準パルス数が“4”に到達したとき、誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行う。
基準パルス補正部16の誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行えば(図4のステップST5:YESの場合)、“4”と保持回路26に保持されている周期長情報とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する(図4のステップST6)。
誤差判定回路28の判定結果が、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達していない旨を示していれば(図4のステップST5:NOの場合)、基準パルス数カウンタ27が、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスの数を計数する(図4のステップST4)。
図7及び図8の例では、保持回路26に保持されている第1の基準パルス数が“4”であるため、基準パルス数カウンタ27から出力された第2の基準パルス数が“4”に到達したとき、誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行う。
基準パルス補正部16の誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行えば(図4のステップST5:YESの場合)、“4”と保持回路26に保持されている周期長情報とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する(図4のステップST6)。
誤差判定回路28の判定結果が、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達していない旨を示していれば(図4のステップST5:NOの場合)、基準パルス数カウンタ27が、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスの数を計数する(図4のステップST4)。
図5~図8のように、第1の基準パルスの周期が第2の基準パルスの周期よりも長ければ、誤差判定回路28は、“4”個の内部クロックを受ける時間だけ、第2の基準パルスの周期を長くする補正を行う。
一方、第1の基準パルスの周期が第2の基準パルスの周期よりも短ければ、誤差判定回路28は、“4”個の内部クロックを受ける時間だけ、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
また、誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行うと、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
基準パルス数カウンタ27は、誤差判定回路28から、第2の基準パルス数のリセット指令を受けたとき、第2の基準パルス数を0にリセットする。
一方、第1の基準パルスの周期が第2の基準パルスの周期よりも短ければ、誤差判定回路28は、“4”個の内部クロックを受ける時間だけ、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
また、誤差判定回路28は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達した旨の判定を行うと、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
基準パルス数カウンタ27は、誤差判定回路28から、第2の基準パルス数のリセット指令を受けたとき、第2の基準パルス数を0にリセットする。
パルス選択部17のセレクタ29は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が確立している旨を示していれば、基準パルス生成カウンタ22から出力された第1の基準パルスを選択し、第1の基準パルスを外部に出力する。
セレクタ29は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示していれば、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
第2の基準パルスの周期は、誤差判定回路28によって補正される。このため、時刻同期が外れている状態であっても、第2の基準パルスの周期は、時刻同期が確立しているときの周期補正後の第1の基準パルスの周期から、大きくずれないようになる。したがって、スレーブ装置3aは、時刻同期が外れている状態であっても、スレーブ基準パルスを用いるTDD方式で、図示せぬ無線端末等と無線通信を継続することができる。
セレクタ29は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示していれば、基準パルス生成カウンタ23から出力された第2の基準パルスを選択し、第2の基準パルスを外部に出力する。
第2の基準パルスの周期は、誤差判定回路28によって補正される。このため、時刻同期が外れている状態であっても、第2の基準パルスの周期は、時刻同期が確立しているときの周期補正後の第1の基準パルスの周期から、大きくずれないようになる。したがって、スレーブ装置3aは、時刻同期が外れている状態であっても、スレーブ基準パルスを用いるTDD方式で、図示せぬ無線端末等と無線通信を継続することができる。
以上の実施の形態1では、マスタ装置1-1等からスレーブ装置3a等に送信されたパケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを出力する第1の基準パルス生成部12と、第2の基準パルスを出力する第2の基準パルス生成部13とを備えるように、基準パルス補正装置10を構成した。また、基準パルス補正装置10は、マスタ装置1-1等とスレーブ装置3a等との時刻同期が確立してから、第1の基準パルスと第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、第1の基準パルス生成部12から出力された第1の基準パルスの数を計数する第1の計数部14と、時刻同期が外れている期間中、第2の基準パルス生成部13から出力された第2の基準パルスの数を計数する第2の計数部15とを備えている。また、基準パルス補正装置10は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて第2の基準パルスの周期を補正する基準パルス補正部16を備えている。したがって、基準パルス補正装置10は、スレーブ装置3a等が時刻情報を含むパケットを受信できなくなっても、基準パルス位相差を許容位相差内に収めることができる。
実施の形態2.
実施の形態2では、スレーブ装置が存在している環境の温度を示す温度データを取得する温度データ取得部32を備える基準パルス補正装置10について説明する。
実施の形態2では、スレーブ装置が存在している環境の温度を示す温度データを取得する温度データ取得部32を備える基準パルス補正装置10について説明する。
図9は、実施の形態2に係る基準パルス補正装置10を示す構成図である。図9において、図2と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
図9に示す基準パルス補正装置10は、入力ポート11-1,11-2、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、温度データ入力ポート31、温度データ取得部32、基準パルス補正部33及びパルス選択部17を備えている。
図9に示す基準パルス補正装置10は、入力ポート11-1,11-2、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、温度データ入力ポート31、温度データ取得部32、基準パルス補正部33及びパルス選択部17を備えている。
以下、図9に示す基準パルス補正装置10は、説明の便宜上、スレーブ装置3aに実装されているものとして説明する。ただし、図9に示す基準パルス補正装置10は、スレーブ装置3b、又は、スレーブ装置3cに実装されていてもよいし、スレーブ装置2-1a,2-1b,2-1c,2-2a,2-2b,2-2cに実装されていてもよい。
温度データ入力ポート31は、スレーブ装置3aが存在している環境に設置されている温度センサから、スレーブ装置3aが存在している環境の温度を示す温度データが与えられる。スレーブ装置3aが存在している環境の温度としては、例えば、スレーブ装置3aに含まれているクロック源の温度がある。
温度データ取得部32は、温度データ取得回路41を備えている。
温度データ取得回路41は、温度データ入力ポート31に与えられた温度データを取得し、温度データを基準パルス補正部33の温度変動調整回路42に出力する。
温度データ取得部32は、温度データ取得回路41を備えている。
温度データ取得回路41は、温度データ入力ポート31に与えられた温度データを取得し、温度データを基準パルス補正部33の温度変動調整回路42に出力する。
基準パルス補正部33は、温度変動調整回路42及び誤差判定回路43を備えている。
基準パルス補正部33は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、第1の計数部14により計数されたパルス数と温度データ取得部32により取得された温度データが示す温度とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
基準パルス補正部33は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、第1の計数部14により計数されたパルス数と温度データ取得部32により取得された温度データが示す温度とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
温度変動調整回路42は、第1の計数部14により計数されたパルス数と温度データ取得部32により取得された温度データが示す温度とに基づいて、第2の基準パルスの周期補正量を算出する。
誤差判定回路43は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、温度変動調整回路42により算出された周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
誤差判定回路43は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達すれば、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
誤差判定回路43は、時刻同期が外れている期間中、第2の計数部15により計数されたパルス数が、第1の計数部14により計数されたパルス数に到達すれば、温度変動調整回路42により算出された周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
誤差判定回路43は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達すれば、第2の基準パルス数のリセット指令を基準パルス数カウンタ27に出力する。
図9では、基準パルス補正装置10の構成要素である第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、温度データ取得部32、基準パルス補正部33及びパルス選択部17のそれぞれが、専用のハードウェアによって実現されるものを想定している。即ち、基準パルス補正装置10が、時刻同期制御回路21、基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25、保持回路26、温度データ取得回路41、温度変動調整回路42、誤差判定回路43及びセレクタ29によって実現されるものを想定している。
時刻同期制御回路21、基準パルス生成カウンタ22、基準パルス生成カウンタ23、誤差判定回路24、基準パルス数カウンタ25、温度データ取得回路41、温度変動調整回路42、誤差判定回路43及びセレクタ29のそれぞれは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
基準パルス補正装置10の構成要素は、専用のハードウェアによって実現されるものに限るものではなく、基準パルス補正装置10が、ソフトウェア、ファームウェア、又は、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせによって実現されるものであってもよい。
基準パルス補正装置10が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、温度データ取得部32、基準パルス補正部33及びパルス選択部17におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが図3に示すメモリ51に格納される。そして、図3に示すプロセッサ52がメモリ51に格納されているプログラムを実行する。
基準パルス補正装置10が、ソフトウェア又はファームウェア等によって実現される場合、第1の基準パルス生成部12、第2の基準パルス生成部13、第1の計数部14、第2の計数部15、温度データ取得部32、基準パルス補正部33及びパルス選択部17におけるそれぞれの処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムが図3に示すメモリ51に格納される。そして、図3に示すプロセッサ52がメモリ51に格納されているプログラムを実行する。
また、図9では、基準パルス補正装置10の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアによって実現される例を示し、図3では、基準パルス補正装置10がソフトウェア又はファームウェア等によって実現される例を示している。しかし、これは一例に過ぎず、基準パルス補正装置10における一部の構成要素が専用のハードウェアによって実現され、残りの構成要素がソフトウェア又はファームウェア等によって実現されるものであってもよい。
次に、図9に示す基準パルス補正装置10の動作について説明する。ただし、温度データ入力ポート31、温度データ取得部32及び基準パルス補正部33以外は、図1に示す基準パルス補正装置10と同様である。このため、ここでは、温度データ入力ポート31、温度データ取得部32及び基準パルス補正部33の動作のみを説明する。
温度データ入力ポート31には、例えば、スレーブ装置3aに含まれているクロック源の温度を観測する温度センサから、クロック源の温度を示す温度データが周期的に与えられる。
温度データ取得部32の温度データ取得回路41は、温度データ入力ポート31に与えられた温度データを取得する。
温度データ取得回路41は、温度データを基準パルス補正部33の温度変動調整回路42に出力する。
また、温度データ取得回路41は、周期的に与えられた温度データに基づいて、例えば、第2の基準パルスの周期が補正されてから、次に第2の基準パルスの周期が補正されるまでの期間の温度分布情報を作成する。温度分布情報としては、例えば、当該期間の平均温度と、平均温度からの標準偏差とがある。
温度データ取得回路41は、温度分布情報を保持回路26に出力する。
温度データ取得部32の温度データ取得回路41は、温度データ入力ポート31に与えられた温度データを取得する。
温度データ取得回路41は、温度データを基準パルス補正部33の温度変動調整回路42に出力する。
また、温度データ取得回路41は、周期的に与えられた温度データに基づいて、例えば、第2の基準パルスの周期が補正されてから、次に第2の基準パルスの周期が補正されるまでの期間の温度分布情報を作成する。温度分布情報としては、例えば、当該期間の平均温度と、平均温度からの標準偏差とがある。
温度データ取得回路41は、温度分布情報を保持回路26に出力する。
温度変動調整回路42は、保持回路26から、温度分布情報を取得する。
温度変動調整回路42は、誤差判定回路43から、補正量算出指令を受けたとき、温度データ入力ポート31に与えられた温度データのうち、最新の温度データが示す温度が、温度分布情報が示す平均温度からの標準偏差の範囲内であるか否かを判定する。
温度変動調整回路42は、最新の温度データが示す温度が、平均温度からの標準偏差の範囲内であれば、第2の基準パルスの周期補正量として、0の補正量を算出する。
温度変動調整回路42は、最新の温度データが示す温度が、平均温度からの標準偏差の範囲を逸脱していれば、標準偏差の範囲からの逸脱量に基づいて、第2の基準パルスの周期補正量を算出する。逸脱量に基づく周期補正量の算出処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、一般的には、逸脱量が大きい程、大きな周期補正量を算出する。
温度変動調整回路42は、誤差判定回路43から、補正量算出指令を受けたとき、温度データ入力ポート31に与えられた温度データのうち、最新の温度データが示す温度が、温度分布情報が示す平均温度からの標準偏差の範囲内であるか否かを判定する。
温度変動調整回路42は、最新の温度データが示す温度が、平均温度からの標準偏差の範囲内であれば、第2の基準パルスの周期補正量として、0の補正量を算出する。
温度変動調整回路42は、最新の温度データが示す温度が、平均温度からの標準偏差の範囲を逸脱していれば、標準偏差の範囲からの逸脱量に基づいて、第2の基準パルスの周期補正量を算出する。逸脱量に基づく周期補正量の算出処理自体は、公知の技術であるため詳細な説明を省略するが、一般的には、逸脱量が大きい程、大きな周期補正量を算出する。
誤差判定回路43は、時刻同期制御回路21から出力された同期状態信号が、時刻同期が外れている旨を示しているとき、基準パルス数カウンタ27から出力された第2の基準パルス数が、保持回路26に保持されている第1の基準パルス数に到達したか否かを判定する。
誤差判定回路43は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達していれば、補正量算出指令を温度変動調整回路42に出力する。
誤差判定回路43は、温度変動調整回路42から、第2の基準パルスの周期補正量を取得する。
誤差判定回路43は、周期補正量と周期長情報とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
即ち、誤差判定回路43は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも長ければ、周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を長くする補正を行う。誤差判定回路43は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも短ければ、周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
誤差判定回路43は、第2の基準パルス数が第1の基準パルス数に到達していれば、補正量算出指令を温度変動調整回路42に出力する。
誤差判定回路43は、温度変動調整回路42から、第2の基準パルスの周期補正量を取得する。
誤差判定回路43は、周期補正量と周期長情報とに基づいて、第2の基準パルスの周期を補正する。
即ち、誤差判定回路43は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも長ければ、周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を長くする補正を行う。誤差判定回路43は、第1の基準パルスの周期が、第2の基準パルスの周期よりも短ければ、周期補正量に基づいて、第2の基準パルスの周期を短くする補正を行う。
以上の実施の形態2では、スレーブ装置が存在している環境の温度を示す温度データを取得する温度データ取得部32を備え、基準パルス補正部33が、第1の計数部14により計数されたパルス数と温度データ取得部32により取得された温度データが示す温度とに基づいて第2の基準パルスの周期を補正するように、図9に示す基準パルス補正装置10を構成した。したがって、図9に示す基準パルス補正装置10は、図2に示す基準パルス補正装置10と同様に、スレーブ装置3a等が時刻情報を含むパケットを受信できなくなっても、基準パルス位相差を許容位相差内に収めることができるほか、スレーブ装置3a等が存在している環境の温度が変化しても、基準パルス位相差を許容位相差内に収めることができる。
なお、本開示は、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
1-1,1-2 マスタ装置、2-1a,2-1b,2-1c スレーブ装置、2-2a,2-2b,2-2c スレーブ装置、3a,3b,3c スレーブ装置、10 基準パルス補正装置、11-1,11-2 入力ポート、12 第1の基準パルス生成部、13 第2の基準パルス生成部、14 第1の計数部、15 第2の計数部、16 基準パルス補正部、17 パルス選択部、21 時刻同期制御回路、22 基準パルス生成カウンタ、22a リングカウンタ、23 基準パルス生成カウンタ、23a リングカウンタ、24 誤差判定回路、25 基準パルス数カウンタ、26 保持回路、27 基準パルス数カウンタ、28 誤差判定回路、29 セレクタ、31 温度データ入力ポート、32 温度データ取得部、33 基準パルス補正部、41 温度データ取得回路、42 温度変動調整回路、43 誤差判定回路、51 メモリ、52 プロセッサ。
Claims (5)
- マスタ装置からスレーブ装置に送信されたパケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正し、周期補正後の第1の基準パルスを出力する第1の基準パルス生成部と、
第2の基準パルスを出力する第2の基準パルス生成部と、
前記マスタ装置と前記スレーブ装置との時刻同期が確立してから、前記第1の基準パルスと前記第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、前記第1の基準パルス生成部から出力された第1の基準パルスの数を計数する第1の計数部と、
前記時刻同期が外れている期間中、前記第2の基準パルス生成部から出力された第2の基準パルスの数を計数する第2の計数部と、
前記時刻同期が外れている期間中、前記第2の計数部により計数されたパルス数が、前記第1の計数部により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて前記第2の基準パルスの周期を補正する基準パルス補正部と
を備えた基準パルス補正装置。 - 前記時刻同期が確立しているとき、前記第1の基準パルス生成部から出力された第1の基準パルスを選択し、前記時刻同期が外れているとき、前記第2の基準パルス生成部から出力された第2の基準パルスを選択するパルス選択部を備えたことを特徴とする請求項1記載の基準パルス補正装置。
- 前記基準パルス補正部は、
前記第1の基準パルスの周期が、前記第2の基準パルスの周期よりも長ければ、前記第1の計数部により計数されたパルス数に基づいて、前記第2の基準パルスの周期を長くする補正を行い、前記第1の基準パルスの周期が、前記第2の基準パルスの周期よりも短ければ、前記第1の計数部により計数されたパルス数に基づいて、前記第2の基準パルスの周期を短くする補正を行うことを特徴とする請求項1記載の基準パルス補正装置。 - 前記スレーブ装置が存在している環境の温度を示す温度データを取得する温度データ取得部を備え、
前記基準パルス補正部は、
前記第1の計数部により計数されたパルス数と前記温度データ取得部により取得された温度データが示す温度とに基づいて前記第2の基準パルスの周期を補正することを特徴とする請求項1記載の基準パルス補正装置。 - 第1の基準パルス生成部が、マスタ装置からスレーブ装置に送信されたパケットに含まれている時刻情報に基づいて第1の基準パルスの周期を補正して、周期補正後の第1の基準パルスを出力し、
第2の基準パルス生成部が、第2の基準パルスを出力し、
第1の計数部が、前記マスタ装置と前記スレーブ装置との時刻同期が確立してから、前記第1の基準パルスと前記第2の基準パルスとの位相差が許容位相差まで拡大する期間中、前記第1の基準パルス生成部から出力された第1の基準パルスの数を計数し、
第2の計数部が、前記時刻同期が外れている期間中、前記第2の基準パルス生成部から出力された第2の基準パルスの数を計数し、
基準パルス補正部が、前記時刻同期が外れている期間中、前記第2の計数部により計数されたパルス数が、前記第1の計数部により計数されたパルス数に到達すれば、当該パルス数に基づいて前記第2の基準パルスの周期を補正する
基準パルス補正方法。
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