JP2980304B2 - クロック障害検出回路 - Google Patents

クロック障害検出回路

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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/24Testing correct operation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M13/00Coding, decoding or code conversion, for error detection or error correction; Coding theory basic assumptions; Coding bounds; Error probability evaluation methods; Channel models; Simulation or testing of codes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0079Receiver details
    • H04L7/0083Receiver details taking measures against momentary loss of synchronisation, e.g. inhibiting the synchronisation, using idle words or using redundant clocks

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ等の各制
御部で使用されるクロックの異常を検出するクロック障
害検出回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のクロック障害検出回路は、単安定
マルチバイブレータにCRフィルタを接続し、当該CR
フィルタの時定数により決定される所定時間内にクロッ
クの変化があったか否かを検出する。これにより、所定
時間内にクロックのレベルの変化があれば、クロックは
正常と判断し、所定時間内にクロックのレベルの変化が
なければ、クロックは異常と判断する。この結果、クロ
ックがハイレベルかロウレベルのいずれかに固定してし
まうような異常状態を検出することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような課題があった。即ち、ク
ロックは、正常な状態では、一定の周期でハイレベルと
ロウレベルを交互に繰り返すが、従来の技術では、一定
時間内にクロックのレベルの変化が検出されれば正常と
みなしてしまう。従って、ハイレベルとロウレベルとの
変化の頻度が異常に多くなってしまうようなクロックの
障害は正常な状態と区別することができず、異常である
ことを検出することができなかった。また、従来の技術
では、監視時間の設定は、コンデンサと抵抗の時定数に
より決められるため、現在のクロックの精度に適合した
ナノ秒単位の短い時間を設定することができなかった。
更に、コンデンサと抵抗のアナログ素子により回路を構
成していたため、このようなクロック障害検出回路をL
SI内に組み込むことは困難であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のクロック障害検
出回路は、上述した課題を解決するため、以下の点を特
徴とするものである。 (1) 異常検出用の基準クロックに同期させて、被監視クロ
ックのレベルを監視し、被監視クロックのレベルが所定
時間以上変化しない状態であるか否かを検出するレベル
監視部を備える。被監視クロックのレベルが一定時間
内で変化する際のその変化点の数を監視し、当該変化点
の数が所定数以上か否かを検出する変化点監視部を備え
る。レベル監視部及び変化点監視部の出力信号が入力
され、当該レベル監視部及び変化点監視部で検出された
各障害の状態に応じた信号が出力される障害判定部を備
える。
【0005】当該障害判定部の出力信号が入力される
とカウンタにデータがロードされ、基準クロックの入力
回数を前記カウンタにより計数し、被監視クロックのレ
ベルが所定時間以上変化しない状態では、前記カウンタ
の計数が所定数以上となると異常と判定してクロック障
害判定信号を出力し、また、変化点の数が所定数以上の
状態では前記所定数が前記カウンタにロードされ、直ち
に異常と判定してクロック障害判定信号を出力する計数
部を備える。 (2) (1)の計数部は、以下のように構成される。 被監視クロックがハイレベルに固定される時間を計数
する第1のカウンタを備える。被監視クロックがロウ
レベルに固定される時間を計数する第2のカウンタを備
える。
【0006】
【作用】被監視クロックは、正常な状態では一定周期の
パルスとなる。被監視クロックの異常状態は、ハイレベ
ル又はロウレベルに固定(スタック)し、パルスとなら
なくなる状態と、パルスの周期が異常に短くなる高周波
状態とがある。レベル監視部は、被監視クロックのスタ
ック状態を監視し、変化点監視部は、被監視クロックの
高周波状態を監視する。これらのレベル監視部及び変化
点監視部から出力される信号は、障害判定部に入力され
る。そして、障害判定部により、各障害の状態に応じた
信号が出力され、その信号は計数部に入力される。計数
部では、スタック状態での基準クロックの入力回数をカ
ウンタにより計数し、所定数以上となると、異常と判定
し、クロック障害判定信号を出力する。また、計数部の
カウンタには、高周波状態では障害判定部により所定数
がロードされ、直ちに異常と判定され、クロック障害判
定信号が出力される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明のクロック障害検出回路の
一実施例のブロック図である。図示の装置は、レベル監
視部1、変化点監視部2、障害判定部3、計数部4から
成る。レベル監視部1は、被監視クロックがハイレベル
又はロウレベルに固定される時間を監視する。即ち、レ
ベル監視部1は、被監視クロックQ2を異常検出用の基
準クロックQ1に同期させて出力し、被監視クロックQ
2がハイレベル又はロウレベルに固定されたときはハイ
レベル又はロウレベルに固定された信号を出力する。
【0008】変化点監視部2は、被監視クロックQ2の
ハイレベルとロウレベルとの間の変化点の数が一定時間
内で所定数以上となったときに異常変化点検出信号Q6
を出力する。即ち、変化点監視部2は、カウンタ回路、
微分回路、比較回路等(図示省略)を備えている。そし
て、微分回路等により被監視クロックの立上がり点又は
立下がり点を検出し、基準クロックQ1により規定され
る所定時間内で検出された検出点の数を内部のカウンタ
回路により計数する。その後、この計数値が所定数以上
であるか否かを比較回路により比較し、所定数以上であ
るときは、異常変化点検出信号Q6を出力する。
【0009】障害判定部3は、オア回路、所定のデータ
を格納したレジスタ回路等から成る。そして、レベル監
視部1及び変化点監視部2のそれぞれの出力信号を、そ
れぞれ入力A、Bとして入力する。レベル監視部1及び
変化点監視部2は、同時に信号を出力することはなく、
いずれか一方のみが障害判定部3に入力される。そし
て、レベル監視部1又は変化点監視部2のいずれかの出
力信号がカウンタC1のロード信号として出力される。
一方、カウンタC2には、この出力信号がインバータを
介してロード信号Q8として入力される。
【0010】計数部4は、図1に示すように、カウンタ
C1、C2、デコーダD1、D2、保持回路H1から成
る。カウンタC1は、ロード信号Q7の入力時にロード
データQ9を入力し、基準クロックQ1の入力毎に計数
を行なう。例えば、ロードデータQ9が“0”であれ
ば、“0”から計数を開始する。また、ホールド信号の
入力時に計数を停止し、その時の計数値Q14を保持す
る。カウンタC2は、ロード信号Q7をインバータ5に
より反転したロード信号Q8の入力時にロードデータQ
9を入力し、基準クロックQ1の入力毎に計数を行な
う。例えば、ロードデータQ9が“0”であれば、
“0”から計数を開始する。また、ホールド信号の入力
時に計数を停止し、その時の計数値Q14を保持する。
【0011】これらのカウンタC1、C2には、それぞ
れデコーダD1、D2が接続されている。デコーダD
1、D2は、所定値“X”でデコード値を出力し、それ
ぞれカウンタC1、C2にホールド信号を出力する。デ
コーダD1、D2のデコード値“X”は、保持回路H1
に保持され、障害判定信号Q14として出力される。ま
た、図1において、端子から入力される基準クロックQ
1及びリセット信号Q3は、レベル監視部1、変化点監
視部2、障害判定部3、カウンタC1、C2の各クロッ
ク端子及びリセット端子に入力される。また、障害通知
解除信号Q4が障害判定部3に入力されることにより、
計数部4に対し強制的にロードデータ“0”が出力され
る。
【0012】次に、上述した装置の動作を説明する。図
2に、クロック障害検出回路のタイムチャートを示す。
レベル監視部1の内部では、被監視クロックQ2が異常
検出用の基準クロックQ1に従って、ハイレベル又はロ
ウレベルとなり続ける時間を監視する。ハイレベル又は
ロウレベルの時間が長くなるほど、検出信号のハイレベ
ル又はロウレベルの時間も長くなる。また、変化点監視
部2の内部では、被監視クロックQ2は一定時間内の変
化点の数を監視し、所定数以上の変化点が検出された場
合は異常変化点検出信号Q6を出力する。
【0013】尚、レベル監視部1及び変化点監視部2に
おいて、被監視クロックQ2を処理する異常検出用の基
準クロックQ1は、被監視クロックQ2とは非同期であ
るため、レベル監視部1及び変化点監視部2の出力信号
の状態(有効時間)は、被監視クロックQ2の状態が正
常でも多小変動する場合がある。障害判定部3において
異常変化点検出信号Q6が有効でないときはカウンタの
ロード信号としてレベル監視部1の出力をカウンタC1
に入力し、その反転信号をカウンタC2に入力する。ま
た、カウンタC1のロードデータを“0”に設定する。
この場合、カウンタC1、C2では、一方のカウンタが
動作しているときは他方のカウンタはリセット状態にな
っている。正常時はカウンタC1が1、2回程度計数さ
れた後、障害判定部3からロードデータ“0”が出力さ
れることによりカウンタC1がリセットされ、カウンタ
C1の計数値は“0”に戻る。
【0014】ところが、図3のタイムチャートに示すよ
うに被監視クロックQ2がハイレベルに固定して中断し
た場合はカウンタC1の値が上昇し続け、カウンタ値が
“F”=デコーダ値“X”となった時点でデコーダD1
からカウンタC1にホールド信号Q12が送出され、カ
ウンタC1が“F”に固定されたままにされる。このホ
ールド信号Q12は、被監視クロックQ2の固定の検出
信号として保持回路H1に送出される。そして、保持回
路H1において、この信号をクロック障害判定信号Q1
4として出力する。以上のように、基準クロックQ1の
“F”サイクル分の時間以上被監視クロックQ2がハイ
レベルに固定し続けた場合、クロック障害判定信号Q1
4を有効にする。
【0015】一方、図4のタイムチャートに示すように
被監視クロックQ2がロウレベルに固定して中断した場
合はカウンタC2の値が上昇し続け、カウンタ値が
“F”となった時点でデコーダD2からカウンタC2に
ホールド信号Q13を送出される。そして、カウンタC
2が“X”に固定されたままにされると共に、クロック
のロウレベルでの固定の検出信号として保持回路H1に
送出される。そして、保持回路H1において、この信号
がクロック障害判定信号として出力される。以上のよう
に、基準クロックQ1の“F”サイクル分の時間以上被
監視クロックQ2がロウレベルに固定し続けた場合、ク
ロック障害判定信号Q14を有効にする。
【0016】そして、図5のタイムチャートに示すよう
に被監視クロックの変化点に異常があった場合(異常高
周波数状態)、障害判定部3においてカウンタC1のロ
ード信号として変化点監視部2の出力がカウンタC1に
入力され、その反転信号がカウンタC2に入力される。
また、カウンタC1のロードデータが“F”に設定され
る。この場合、カウンタC1においてデータ“F”がロ
ードされて直ちにクロック障害判定信号Q14が出力さ
れる。尚、カウンタC2はインバータ5の作用により
“F”が設定されず、“F”まで計数された後、ホール
ド状態となる。
【0017】また、クロック障害判定信号Q14が解除
される条件は外部より入力される障害通知解除信号が障
害判定部3及び保持回路H1に入力されることである。
これにより、障害判定部3の出力が停止され、カウンタ
C1、C2にデータ“0”が設定されると共に保持回路
H1も初期化される。以上のようなクロック障害検出回
路は、クロック監視のために検出用の基準クロックを別
に持つため、ディジタル通信用LSIの伝送路から受信
した回線クロック障害をLSI内部クロックで検出する
場合に適用することが可能である。このようにして、ク
ロック障害検出回路をディジタル回路のみにより構成し
てLSI内に容易に設けることができ、基板上の搭載部
品点数を削減することができる。また、図1の回路では
基準クロックをナノ秒単位で設定し、被監視クロックを
ナノ秒単位で厳密に監視することができるとともに、監
視時間を柔軟に変更することが可能である。
【0018】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、種々の変形が可能であることはもちろん
である。例えば、計数部4から出力される判定信号は1
種類のみとしたが、ハイレベルの固定、ロウレベルの固
定、高周波数状態の障害の種類ごとに異なる複数種類の
判定信号を出力することも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクロック
障害検出回路は、異常検出用の基準クロックにより動作
するディジタル回路により構成するようにしたので、ハ
イレベルとロウレベルとの変化の頻度が異常に多くなっ
てしまうようなクロックの障害をも検出することができ
る。また、監視時間の設定は、異常検出用の基準クロッ
クにより決められるため、ナノ秒単位の短い時間を設定
することもできる。更に、ディジタル回路であるため、
LSI内に組み込むことも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクロック障害検出回路の一実施例のブ
ロック図である。
【図2】図1の回路の正常時の動作を説明するタイムチ
ャートである。
【図3】図1の回路の被監視クロックがハイレベルに固
定した状態の動作を説明するタイムチャートである。
【図4】図1の回路の被監視クロックがロウレベルに固
定した状態の動作を説明するタイムチャートである。
【図5】図1の回路の被監視クロックが高周波数となっ
た状態の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
1 レベル監視部 2 変化点監視部 3 障害判定部 4 計数部 C1、C2 カウンタ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異常検出用の基準クロックに同期させ
    て、被監視クロックのレベルを監視し、被監視クロック
    のレベルが所定時間以上変化しない状態であるか否かを
    検出するレベル監視部と、 前記被監視クロックのレベルが一定時間内で変化する際
    のその変化点の数を監視し、当該変化点の数が所定数以
    上か否かを検出する変化点監視部と、 前記レベル監視部及び変化点監視部の出力信号が入力さ
    れ、当該レベル監視部及び変化点監視部で検出された各
    障害の状態に応じた信号が出力される障害判定部と、 前記障害判定部の出力信号が入力されるとカウンタにデ
    ータがロードされ、基準クロックの入力回数を前記カウ
    ンタにより計数し、被監視クロックのレベルが所定時間
    以上変化しない状態では、前記カウンタの計数が所定数
    以上となると異常と判定してクロック障害判定信号を出
    力し、また、変化点の数が所定数以上の状態では前記所
    定数が前記カウンタにロードされ、直ちに異常と判定し
    クロック障害判定信号を出力する計数部とから成るこ
    とを特徴とするクロック障害検出回路。
  2. 【請求項2】 前記計数部は、前記被監視クロックがハ
    イレベルに固定される時間を計数する第1のカウンタ
    と、 前記被監視クロックがロウレベルに固定される時間を計
    数する第2のカウンタとから成ることを特徴とする請求
    項1記載のクロック障害検出回路。
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