JP3602004B2 - 装置内クロック非同期におけるシステム制御装置 - Google Patents
装置内クロック非同期におけるシステム制御装置 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は装置内クロック非同期におけるシステム制御装置に関し、特に主信号制御系から主信号が流れるのに必要とされる各種情報を蓄積するメモリ(以後,情報蓄積部と称する)へのアクセス動作におけるクロック速度とF/W(firmware;ファームウエア)制御系から情報蓄積部へのアクセス動作におけるクロック速度とが非同期の関係になって構成されている。
【0002】
本技術が属する分野としては例えば図7の従来の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の一例の構成図に示すような主信号制御部1,F/W制御部2,情報蓄積部3の大きくは3つの機能ブロック及びそれらを接続した信号とで装置内は構成されていて,それぞれが主信号制御系,F/W制御系,情報蓄積部に相当している。それにおいて主信号制御系から情報蓄積部へのアクセスに競合しないでF/W制御系から情報蓄積部へのアクセスを行う回路の改良に関する。
【0003】
【従来の技術】
このような、装置内クロック非同期においてシステム制御を行う装置は、ATM(asynchronous transfer mode)伝送路網の回線交換装置におけるF/W制御の機能に関する回路としてあるが,一般的には主信号系が伝送信号に従属したクロックを基本クロックとして動作し,F/W制御系が前記伝送信号に従属したクロックとは速度及び位相共に異なる非同期なクロックを基本クロックとして動作するように構成されている装置におけるシステム制御方式及びその回路として知られている。尚,この前記装置内における前記主信号系の基本クロックとするところの論理的な速度は例えば155.52MHzであり,また前記F/W制御系の基本クロックとするところの論理的な速度は例えば10MHzであることから,以後は主信号系の基本クロックを高速クロックと称し,F/W制御系の基本クロックを低速クロックと称して記す。
【0004】
伝送路網の回線交換装置において電源投入し伝送信号をまだ流すことのできない状態(以後,非運用状態と称する)から伝送信号を流すことのできる定常状態(以後,運用状態と称する)に至るまでには,先ず非運用状態にてF/W制御系から各種の設定情報となる例えば何れの方路から受信した伝送信号を何れの方路へ送信するかの設定である回線スイッチ情報や,流れる伝送信号の帯域,容量及び伝送揺らぎから生ずるトラヒックを吸収するなどから一時的に伝送信号を装置内へ格納するための蓄積バッファにおける各方路ごとの蓄積容量・閾値などを指定する情報や,方路毎に定められる送受信レート情報などを,情報蓄積部へ設定する。
【0005】
その後にF/W制御系から装置内へ非運用状態から運用状態への状態変更設定を指示する。そしてこの時点から初めて主信号制御系が情報蓄積部へアクセスを行って,主信号を送受信するのに要する情報を入手し,また一時的に伝送信号が格納されている容量及びその状況を管理するための各種パラメータ情報などを情報蓄積部から読出して逐次更新し情報蓄積部へ書き込むアクセスを行い続けながら,伝送路網の回線交換装置においては伝送信号を流すことのできる運用状態となっている。この動作ゆえに,非運用状態下にある場合には情報蓄積部とのアクセスは低速クロックを基本クロックとして動作するF/W制御系のみであり,また運用状態下にある場合には情報蓄積部とのアクセスは高速クロックを基本クロックとして動作する主信号制御系のみであることから,このようなシステム構成においては装置内で速度及び位相の異なった非同期なクロックが混在して情報蓄積部へアクセスする動作はなかったのである。
【0006】
しかし,近年は装置が運用状態下とする主信号制御系が情報蓄積部へ逐次アクセスする場合においても,何れの方路から受信した伝送信号を何れの方路へ送信するかの設定である回線スイッチ情報や,流れる伝送信号の帯域,容量及び伝送揺らぎから生ずるトラヒックを吸収するなどから一時的に伝送信号を装置内へ格納するための蓄積バッファにおける各方路ごとの蓄積容量・閾値などを指定する情報や,方路毎に定められる送受信レート情報などを,F/W制御系から情報蓄積部へ設定変更を行い,さらには一時的に伝送信号が格納されている容量及びその状況を管理するための主信号制御系から情報蓄積部へ書き込まれた各種パラメータ情報などをF/W制御系から情報蓄積部へ読出アクセスを行って収集するというこのような基本クロックの異なる主信号制御系とF/W制御系とから情報蓄積部へアクセスする装置内クロック非同期におけるシステム制御の方式及びその回路が要求されている。
【0007】
この要求に応えるために,例えば図8の従来の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の他の一例の構成図に示すように伝送路網の回線交換での装置内クロック非同期におけるシステム制御方式は,主信号制御部1,F/W制御部2,情報蓄積部3,タイミング信号生成部4の機能ブロックで構成されている。
【0008】
図中の破線については,主信号制御部1とタイミング信号生成部4及びその周辺を囲む破線(A)が本装置より上流に位置する主信号系から本装置へ流れ込む主信号に従属した高速クロックを基本クロックとしてそれに同期のとれた部分であり,F/W制御部及びその周辺を囲む破線(B)が本装置より上流に位置するF/W制御系から本装置へのF/W制御信号に従属した低速クロックを基本クロックとしてそれに同期のとれた部分であり,情報蓄積部及びその周辺を囲む破線(C)が前記の高速クロックと前記の低速クロックが混在して動作している部分であるとして示している。
【0009】
以下,本機能ブロックの動作について説明する。タイミング信号生成部4は,主信号101に同期したタイミング信号106を受けて,主信号生成部1が上流の主信号系から入力される主信号101を処理して下流の主信号系へ主信号102を出力するのに必要となるタイミング信号107を生成して主信号制御部1へ渡す。
【0010】
本装置における主信号を通せる以前の非運用状態下において,F/W制御部2は,上流のF/W制御系から主信号が通るのに必要な各種の設定情報を信号103で受けて情報蓄積部3へ信号105を介して設定の書込みを行う。主信号を通すのに必要となる各種の設定情報が全て情報蓄積部3へ書き込まれた後にF/W制御部2は,上流のF/W制御系からの運用状態へ切り替える指示を信号103で受けて主信号制御部1へ運用状態に切り替える指示の信号108を出力する。
【0011】
ここにおいて主信号制御部1は,主信号101を入力して主信号102を出力する動作においてタイミング信号107のタイミングに従って情報蓄積部3へ信号104を介してアクセスし,主信号処理に必要となる設定情報を情報蓄積部3から取り込み,さらにまた主信号処理に関する各種の状態情報を逐次更新してその状態情報を情報蓄積部3へ信号104を介して書き込む動作を行いながらその情報により入力した主信号101を処理して,下流の主信号系へ主信号102を出力するとしたものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この技術では、運用状態下において上流のF/W制御系より情報蓄積部3に書き込まれている主信号処理に必要な各種の設定情報や状態情報を読出し及び変更するためにはF/W制御部2を介して情報蓄積部3と信号105で情報のやり取りを行うわけだが,運用状態下においては主信号制御部1が逐次に情報蓄積部3と信号104で情報のやり取りを行っていて,信号105は低速クロックに同期した信号であり,信号104は高速クロックに同期した信号であり,かつ信号105と信号104は非同期であることから情報蓄積部3において信号104と信号105からのアクセスが競合するという動作が生じることで,主信号制御部1からまたF/W制御部2から情報蓄積部3への正常なアクセスが行われていないために装置内で誤動作が発生してしまうという問題がある。
【0013】
なお、この種の競合制御の一例が特開平6−83579号公報(以下、先行技術1と称する)及び特開平5−158655号公報(以下、先行技術2と称する)に記載されている。先行技術1記載の技術は、バッファへの書込み及び読出しを行う回路であって、書込みと読出しが競合したとき読出しを他のバッファに切替えるバッファ選択回路を有するというものである。又、先行技術2記載の技術は、直並列変換回路からの並列データが書込まれるシングルポートRAMであって、このシングルポートRAMの書込みタイミングと読出しタイミングとが競合したときにシングルポートRAMの読出しを遅延させる競合制御回路を有するというものである。しかし、これら先行技術1,2のいずれにも上記課題を解決する手段は開示されていない。
【0014】
そこで本発明の目的は、夫々異なる速度及び位相のクロックで動作する主信号制御部及びF/W制御部から情報蓄積部に対するアクセスが競合するのを防止することが可能な装置内クロック非同期におけるシステム制御装置を提供することにある。より具体的に説明すると、装置内の主信号制御部1とF/W制御部2とから情報蓄積部3へのアクセスが非同期クロックで構成されている場合に,情報蓄積部3における主信号制御部1との動作とF/W制御部3との動作に競合が生じて誤動作してしまうことを防止して,常時のアクセスとするところの例えば運用状態においてもF/W制御系より情報蓄積部3に書込まれている各種情報を読出し,変更することを可能にした,装置内クロック非同期におけるシステム制御装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、速度及び位相が異なる2種のクロックを基本クロックとして共通の記憶手段をアクセスする装置内クロック非同期におけるシステム制御装置であって、その装置は一方のクロックに他方のクロックを乗せ換えるクロック乗せ換え手段と、このクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した2種のクロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号による前記記憶手段のアクセス競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てる時分割手段とを含むことを特徴とする。
【0016】
本発明による装置内クロック非同期におけるシステム制御方式及びその回路は、上流のF/W制御系より情報蓄積部へのアクセスにおけるF/W制御部と情報蓄積部の間の部分に主信号に同期のとれたタイミング信号に従って動作して,かつ非同期クロックに従属したブロック間における信号の調停をとるために低速クロックに同期した信号を高速クロックに同期した信号への乗せ換え,また高速クロックに同期した信号を低速クロックに同期した信号への乗せ換えを行う機能を有する異速度クロック間調停部を設けたことを特徴としている。(参照:図1における異速度クロック間調停部5,タイミング信号生成部4から異速度クロック間調停部2へ出力されるタイミング信号110,F/W制御部2と異速度クロック間調停部5との信号105,情報蓄積部3と異速度クロック間調停部5との信号109。)
この異速度クロック間調停部5は,低速クロックに同期したF/W制御部2からの信号を低速クロックとは異速度である高速クロックに同期のとれた信号へ異速度クロック調停部5内で乗せ換えを行い,さらに主信号制御部1と情報蓄積部3の間のアクセスタイミングにぶつからないように主信号に同期したタイミング信号からタイミングを図って情報蓄積部3へ前記の異速度クロックへの乗せ換えによって高速クロックに同期のとれたアクセス信号を出力し,さらにまた情報蓄積部3から情報を読み出す場合には高速クロックに同期した情報蓄積部3からの信号を高速クロックとは異速度である低速クロックに同期のとれた信号へ異速度クロック調停部5内で乗せ換えを行ってF/W制御部2へその信号を出力するという動作(作用)を実行する。
【0017】
従って,異速度クロック間における信号の乗せ換えを行って,さらに主信号に同期したタイミング信号からタイミングを図って動作させることにより,単一クロックで構成される同期式回路で実現されるため異速度クロック間における動作とは違い,クロックエッジのラッチ動作において取りこぼしによる誤動作が発生することはなく,かつタイミング信号から情報蓄積部3へのアクセスタイミングを時分割で割り当てられているので情報蓄積部3にてアクセスの競合が発生することを防止するという効果が得られる。(参照:F/W制御部2と情報蓄積部3とのアクセスタイミングや主信号制御部1と情報蓄積部3とのアクセスタイミングを時分割で割り当てるとのことについてのタイミング的なイメージ図を図2に示す。)
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点を明確にすべく、以下添付した図面を参照しながら、本発明の実施の形態につき詳細に説明する。図1は本発明に係る装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の第1の実施の形態の構成図である。第1の実施の形態は,図1に示すように,主信号制御部1と,F/W制御部2と,情報蓄積部3と,タイミング信号生成部4と,異速度クロック間調停部5とから構成される。
【0019】
タイミング信号生成部4は,主信号に同期したタイミング信号106を本装置より上流に位置する主信号系から入力して主信号制御部1が情報蓄積部3へアクセスするタイミングを決定するためのタイミング信号107とF/W制御部2が異速度クロック間調停部5を経由して情報蓄積部3へアクセスするタイミングを決定するためのタイミング信号110とを生成し,タイミング信号107を主信号制御部1へ,タイミング信号110を異速度クロック間調停部5へそれぞれ出力する。
【0020】
前述した主信号制御部1が情報蓄積部3へアクセスするタイミングを決定するためのタイミング信号107及びF/W制御部2が異速度クロック間調停部5を経由して情報蓄積部3へアクセスするタイミングを決定するためのタイミング信号110とは,主信号制御系やF/W制御系を有す各々の機能ブロックに情報蓄積部3へアクセスするための時間的なタイミング領域を割り当てて,情報蓄積部3における主信号制御部1からと異速度クロック間調停部5からとのアクセスの競合を避けるようにするものであるが,これは図2のタイミング領域割り当て動作を示すタイミングチャートに示すようなイメージに基づいている。
【0021】
ここにおいて,本技術におけるタイミング信号107,110の位置づけや役割について図2を用いて説明する。図2における高速クロックの1クロック幅ごとに付加されているt1〜t20は,主信号に同期したタイミング信号(図1中の106。例えば伝送信号のフレーム先頭位置を示すフレーム信号やセルごとの先頭を示すセルパルス信号。)から装置設計において便宜的に位置づけるもので,ここでは説明の簡易化のため仮に20クロックを1周期としてt1〜t20を図2に記すように配置させている。
【0022】
図2に示すように,主信号制御部1が主信号を処理するために情報蓄積部3をアクセスするに要するタイミング位置及びその領域を信号104において高速クロックに関する時刻t8〜t20〜t1に割り当て,タイミング信号生成部4は主信号の流れにおいてその割り当てられた時刻位置を主信号制御部1が認識するためのタイミング信号107をt7にてアクティブにし主信号制御部1へ通知している。そして主信号制御部1が情報蓄積部3へのアクセス可能な時刻がt8〜t20〜t1になっていることから,アクセスが重ならないように異速度クロック間調停部5が信号109を介して情報蓄積部3へのアクセス可能な時刻を信号109におけるt2〜t7に割り当て,タイミング生成部4は異速度クロック間調停部5が情報蓄積部3をアクセスするのに割り当てられた時刻位置を異速度クロック間調停部5が認識するためのタイミング信号110をt1にてアクティブにし異速度クロック間調停部5へ通知している。さらに情報蓄積部3におけるアクセスの競合をさけるために,信号104にてのt2〜t7を主信号制御部1による情報蓄積部3とのアクセス禁止領域とし,信号109にてのt8〜t20〜t1を異速度クロック間調停部5による情報蓄積部3とのアクセス禁止領域としている。このようにしてタイミング信号107,110は,アクセスの可能領域及び禁止領域を割り当てられたそのような条件下で生成される信号となっている。
【0023】
図1において,主信号制御部1は,本装置より上流に位置する主信号系から主信号101を入力して,またタイミング信号生成部4からのタイミング信号107を入力して主信号の処理に合わせての必要なタイミングを図り,信号104を介して情報蓄積部3とのアクセスを行って情報蓄積部3から得られた情報により主信号を処理してその結果となる主信号102を本装置より下流に位置する主信号系へ出力する。さらに主信号を処理した後に更新された主信号を処理するのに必要な状態情報を信号104を介して情報蓄積部3へ書込む。
【0024】
F/W制御部2は低速クロック同期にて,本装置より上流に位置するF/W制御系と信号103を介してアクセスを行ってそれに従い異速度クロック間調停部5と信号105を介してアクセスを行う。異速度クロック調停部5は,F/W制御部2からの低速クロックに同期のとれた信号105を入力してそれを高速クロックに乗せ換え,さらにタイミング信号生成部4から出力されるタイミング信号110の入力に従ってタイミングを図り,情報蓄積部3と高速クロックに同期のとれた信号109を介してアクセスを行う。このようにして,装置内クロック非同期におけるシステム制御とするところの方式は構築されている。そして,本発明に従って前述の異速度クロック間調停部5が設けられているが,この部分が本技術の主要とするところである。
【0025】
図3は異速度クロック間調停部の回路図である。図3を参照すると,図1における異速度クロック間調停部5内の機能動作を表す回路イメージの図が以下のように構成されている。信号105a,信号105b,信号105c,信号105dとは,図1中の信号105における信号成分であり,信号105はアドレス(以後,ADRと記す),データ(以後,DATと記す),ライトイネーブル(以後,WEと記す),リードイネーブル(以後,REと記す),チップセレクト(以後,CSと記す),F/W制御アクセスが完了したことを示す信号(以後,ENDPと記す)の各信号を含んでいて,信号105aはF/W制御部2からのADRとDATとWEとRE,信号105bはF/W制御部2からのCSであり,また信号105CはF/W制御部2へのDAT,信号105dはF/W制御部2へのENDPである。
【0026】
信号109a,信号109bとは,図1中の信号109における信号成分であり,信号109aは情報蓄積部3への設定情報信号や情報蓄積部3から各種情報を読み出すための指示信号であり,信号109bは情報蓄積部3から読み出された各種情報信号である。本異速度クロック間調停部5は,図中に示す(イ)を境にしてF/W制御部2への側が低速クロックに,(イ)を境にして情報蓄積部3への側が高速クロックにそれぞれ同期した回路として構成されている。
【0027】
図3に示すように,立ち上がり微分回路11はF/W制御部2から本ブロックへのCSとなる低速クロックに同期した信号105bを入力して,低速クロックに同期したパルス信号120をJK・F/F12へ出力する。JK・F/F12は低速クロックに同期したパルス信号120を入力して,レベル信号121をアクティブ(有効)にしてD・F/F13へ出力する。
【0028】
D・F/F13はアクティブなレベル信号121を入力して,高速クロックに同期した信号122を立ち上がり微分回路14と立ち下がり微分回路15へ出力する。立ち上がり微分回路14は高速クロックに同期してアクティブになった信号122を入力して,高速クロックに同期したパルス信号123をJK・F/F16へ出力する。この時点にて立ち下がり微分回路15は,信号122に立ち下がり変化がなかったのでパルス信号124を出力しない。
【0029】
JK・F/F16は高速クロックに同期したパルス信号123を入力して,レベル信号125をアクティブにしてAND17へ出力する。AND17はアクティブなレベル信号125が入力されてさらに前記図1中の高速クロックに同期したタイミング信号110がアクティブになったときのみ高速クロックに同期した信号126をメモリアクセス信号生成部18へ出力する。
【0030】
メモリアクセス信号生成部18は高速クロックに同期した信号126と信号105aとから高速クロックに同期した信号109aを生成して情報蓄積部3へ出力する。前述したメモリアクセス信号生成部18の入力端において信号105aは低速クロックに同期した信号ではあるが,しかし高速クロックに同期した信号126が到着した時点においては既に信号105aの低速クロックによっての変化点は到着していてレベル的な信号として保たれているので,メモリアクセス信号生成部18の内部にて信号126と信号105aの論理積から処理される信号は高速クロックに同期のとれた信号である。そして,そこから生成された信号109aはクロックでラッチする動作において異常がなく高速クロックに同期した信号になっている。
【0031】
そしてさらにメモリアクセス信号生成部18は,情報蓄積部3における信号109aからの処理が終了した時点にてアクセスが完了したことを示す高速クロックに同期したパルス信号127をJK・F/F16と,JK・F/F19と,R付きクロック同期LATCH20へ出力する。
【0032】
F/W制御のアクセスが情報の読出しであった場合には,前述のパルス信号127と同時刻に情報蓄積部3から高速クロックに同期した信号109bがR付きクロック同期LATCH20へ出力される。
【0033】
JK・F/F16は高速クロックに同期したパルス信号127を入力して,レベル信号125をディスアクティブにしてAND17へ出力する。そしてAND17にては信号110が周期的に入力されるのだが信号125がディスアクティブなために信号126を出力しない。JK・F/F19は高速クロックに同期したパルス信号127を入力して,レベル信号128をアクティブにしてD・F/F21へ出力する。
【0034】
F/W制御のアクセスが情報の読出しであった場合には,R付きクロック同期LATCH20はパルス信号127で信号109bをラッチしてレベル的な信号130をD・F/F23へ出力する。そしてD・F/F23はレベル的な信号130を入力して,低速クロックに同期した信号105cをF/W制御部2へ出力する。D・F/F21はアクティブなレベル信号128を入力して,低速クロックに同期した信号129を立ち上がり微分回路22とJK・F/F12へ出力する。
【0035】
立ち上がり微分回路22は低速クロックに同期した信号129を入力して,低速クロックに同期したパルス信号105dをF/W制御部2へ出力する。そしてF/W制御のアクセスが情報の読出しであった場合には,F/W制御部2においてパルス信号105dのタイミングで前記の信号105cはラッチされて,上流のF/W制御系への信号形式に処理され上流のF/W制御系へ出力される信号となる。
【0036】
JK・F/F12は低速クロックに同期した信号129を入力して,レベル信号121をディスアクティブ(無効)にしてD・F/F13へ出力する。D・F/F13はディスアクティブなレベル信号121を入力して,高速クロックに同期した信号122を立ち上がり微分回路14と立ち下がり微分回路15へ出力する。立ち下がり微分回路15は高速クロックに同期してディスアクティブになった信号122を入力して,高速クロックに同期したパルス信号124をJK・F/F19とR付きクロック同期LATCH20へ出力する。
【0037】
この時点にて立ち上がり微分回路14は,信号122に立ち上がり変化がなかったのでパルス信号123を出力しない。JK・F/F19は高速クロックに同期したパルス信号124を入力して,レベル信号128をディスアクティブにしてD・F/F21へ出力する。
【0038】
F/W制御のアクセスが情報の読出しであった場合には,R付きクロック同期LATCH20はパルス信号124で信号130をALL”0”とする。そしてD・F/F23はALL”0”を入力し信号105cをALL”0”として,信号105cに関する信号がF/W制御部へまたF/W制御部内でバス信号として構成されているならば,この時点で仮に信号105cにマルチとなっているバス信号を本アクセスから解放する。
【0039】
D・F/F21はディスアクティブなレベル信号を入力して,低速クロックに同期した信号129を立ち上がり微分回路22とJK・F/F12へ出力する。立ち上がり微分回路22は低速クロックに同期した信号129を入力するのだが,この時点にて信号129に立ち上がり変化がなかったのでパルス信号105dを出力しない。またJK・F/F12は現在まで”H(高)”のレベルとして入力されていた信号129が”L(低)”になっただけであり,従って出力するレベル信号121はディスアクティブな状態を継続している。
【0040】
以上のように,異速度クロック間調停部5内の機能動作を表す回路イメージの構成になっていて,またそれのF/W制御における一連の主要な動作が実行されている。なお,図3におけるメモリアクセス信号生成部18は情報蓄積部とする例えばメモリ及びその周辺回路のインタフェースに合わせてロジックを組む既知の技術であり,また前述の情報蓄積部3及びF/W制御部2及び主信号制御部1は,当業者にとってよく知られており,また本発明とするところの技術には直接関係しないので,その詳細な構成は省略する。
【0041】
以下,第1の実施の形態の動作につき説明する。まず,異速度クロック間調停部5の動作について図4のタイミング図を用いて説明する。図4は第1の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。図4における高速クロックの1クロック幅ごとに付加されているt1〜t20は,主信号に同期したタイミング信号(図1中の106。例えば伝送信号のフレーム先頭位置を示すフレーム信号やセルごとの先頭を示すセルパルス信号。)から装置設計において便宜的に位置づけるもので,ここでは説明の簡易化のため仮に20クロックを1周期としてt1〜t20を図2に記すように配置させている。また図4中のイ,ロ,ハ,ニ,ホは説明の便宜上のために付けた低速クロックの立ち上がり変化点を示している。タイミング信号110がアクティブになる時刻については,前述の図2におけるタイミング信号110と同じ時間軸位置になっている。
【0042】
低速クロックの同期下において,イの時刻にて信号105a,105bを入力し,イの時点にて立ち上がり微分回路11から低速クロックに関して1クロック幅の信号120”H”を出力し,ロの時点にてJK・F/F12から信号121”H”を出力し続ける。
【0043】
高速クロックの同期下において,前述の信号121をD・F/F13がラッチするわけだが信号121はレベル信号になっていることから例えばD・F/F13の入力端にて信号121の変化点と高速クロックの立ち上がりエッジが重なってクロックでラッチに関する規格マージン割れとなることがあっても,その次の高速クロックの立ち上がりエッジにては信号121は高速クロックでラッチする規格マージンを満足しているので確実にD・F/F13は信号121をラッチすることができ,ここではt19にて低速クロックに同期した信号121”H”をラッチできたとして高速クロックに同期した信号122”H”を出力している。なお,信号121が継続して”H”になっているので必然的に信号122”H”が出力され続ける。この信号122から以降が高速クロックに同期のとれた信号になっていて,この時点で低速クロックに同期した信号を高速クロックに同期した信号へ乗せ換えるとのことが成立している。
【0044】
しかしこの高速クロックと非同期の信号121が”H”であることに発して継続し続ける信号122”H”によりさらに内部へのアクセスがアクティブであり続けることは誤動作を招く原因ともなるため,t19の時刻にて立ち上がり微分回路14は信号122の”L”から”H”への変化を受けて高速クロックに関して1クロック幅の信号123”H”を出力して低速クロック同期の信号121に発する信号成分の属性を断ち,さらにここでt20の時刻にてJK・F/F16は信号123”H”を受けて信号125”H”を出し続ける。この信号125”H”を出し続ける故は,前記の主信号制御部1から情報蓄積部3へのアクセスに競合しないための手段であり,F/W制御による情報蓄積部3へのアクセスが許可されているタイミング領域(図4中のt2〜t7)で動作を実行しようとするもので,AND17にて信号110が入力されるまで実行待ちの状態を継続させるものである。そしてt1の時刻にてAND17は,タイミング信号110の高速クロックに関して1クロック幅”H”を受けて初めて高速クロックに関して1クロック幅の信号126”H”をメモリアクセス信号生成部18へ渡す。この信号126から以降が情報蓄積部3における主信号制御部1及びF/W制御部2からのアクセスの競合によるぶつかりを回避した信号のタイミングになっているとのことが成立している。
【0045】
そして,t2の時刻にてアクセス信号生成部18は信号126”H”を受けて信号105aとから信号109aを生成し情報蓄積部3へ出力してアクセスを行う。またメモリアクセス信号生成部18にて情報蓄積部3における処理が完了した時点にて例えばここではt7の時刻にて高速クロックに関して1クロック幅の信号127”H”を出力し,t8の時刻にてそれを受けてJK・F/F16は信号125”L”を,JK・F/F19は信号128”H”をそれぞれレベル信号として出力し続ける。
【0046】
この度のF/W制御アクセスサイクルにおいて,このt8の時刻以降は信号125が”L”であり続けるので信号126がアクティブになることはない。又,この時点でF/W制御が情報蓄積部3からの情報を読み出すアクセスであった場合には,t7の時刻にて情報蓄積部3から出力された有効な信号109bをt8の時刻にてR付きクロック同期LATCH20で信号127の”H”のタイミングにてラッチし,有効となった信号130をレベル的な信号として出力し続け,ハの時刻にてそれを受けてD・F/F23が低速クロックに同期して有効となっている信号105cを出力する。
【0047】
この信号105cは高速クロックに同期した信号から低速クロックに同期した信号となっているが,非同期クロック間における信号の乗せ換えが成立した理由については前記の信号121から信号122へのそれに同様であり,ここでは省略する。
【0048】
続いて次に,前述の時刻t8でJK・F/F19から出力され続けている信号128”H”をD・F/F21にて低速クロックでラッチできたタイミングを仮にハの時刻とすると,この時刻ハの時点から低速クロックに同期した信号129が”H”になり続ける。この信号129は高速クロックに同期した信号から低速クロックに同期した信号となっているが,非同期クロック間における信号の乗せ換えが成立した理由については前述の信号121から信号122へのそれに同様であり,ここでは省略する。
【0049】
そしてハの時刻にて立ち上がり微分回路22は信号129が”L”から”H”に変化するのを受けて低速クロックに関して1クロック幅の信号105d”H”をF/W制御部2へ出力してF/W制御部2と異速度クロック間調停部との間における一連のF/W制御アクセスが完了したことの通知を行い,またニの時刻にてJK・F/F12は信号129”H”を受けて信号121を”L”のレベルにして出力しF/W制御部2の側から高速クロックに同期した内部ブロックへのアクセスを停止する。
【0050】
そしてさらに異速度クロック間調停部5の内部をF/W制御アクセスが行われた以前の状態に戻すために,信号121”L”のレベルをD・F/F13にて高速クロックでラッチできたタイミングを仮に時刻t16とすると,この時刻t16の時点から高速クロックに同期した信号122が”L”になり続け,時刻t16にて立ち下がり微分回路15は信号122が”H”から”L”に変化したのを受けて高速クロックに関して1クロック幅の信号124”H”を出力し,時刻t17にてJK・F/F19は信号124を受けて信号128”L”を出力し続け,またこの度のF/W制御が情報蓄積部3からの情報を読み出すアクセスであった場合には,t16の時刻にてR付きクロック同期LATCH20は信号124を受けて信号130を有効な状態から解放して例えばALL”L”とし,そしてホの時刻にて信号129が”L”となり,信号105cが有効な信号とするところから解放されて,ここで異速度クロック間調停部5におけるF/W制御アクセスの全ての動作が完了する。
【0051】
ホの時刻にて信号105aがアクティブからディスアクティブに変化して,信号105bが”H”から”L”に変化しているが,これは処理の完了を示す信号105dの”H”をF/W制御部2から上流のF/W制御系へ通知したことで上流のF/W制御系からのアクセスに従って変化したものであり,ここでは仮にこのハの時刻にしているがこのタイミングは本技術の動作とするところには関係がないので,このタイミングについての詳細な説明は省略する。
【0052】
この結果,装置内が非同期のクロックで構成されている場合におけるF/W制御において,F/W制御系の低速クロックに同期した信号を主信号制御系の高速クロックに乗せ換え,さらに主信号系からとF/W制御系からとの情報を蓄積しているブロックへのそれぞれのアクセスの競合を防止してそれぞれのアクセス動作を実現できることを可能としている。しかも,図3へ示すように単純な回路構成となっているので,必要な機能に応じて回路変更を盛り込むことが容易であり例えば情報蓄積部3とするところの種々多様なメモリ及びその周辺回路のインタフェースに合わせてメモリアクセス信号生成部18の内部回路を構成することで様々な場面で適用できるという効果もある。なお,上記第1の実施の形態では本技術の適用対象とするところを主信号制御系とF/W制御系が非同期の関係でありそれにおいてそれぞれが情報蓄積部をアクセスする場合として表現しているが,これを一般的にある機能ブロックAとある機能ブロックBが非同期の関係でありそれにおいてそれぞれが他の同一の機能ブロックCをアクセスする場合に適用されるとしてもよい。
【0053】
本発明の第2の実施の形態として,その基本的な構成は上記の通りであるが,前述の図7に示した装置内クロック非同期におけるシステム制御方式の機能ブロックについてさらに工夫したものについて説明する。その構成を図5に示す。図5は第2の実施の形態の構成図である。本図において,前述の図1における機能ブロックに異速度クロック間調停部A5a,異速度クロック間調停部B5b,情報蓄積部A3a,情報蓄積部B3bの各機能ブロックとそれに接続される信号線と,タイミング信号110aとタイミング信号110bとが追加されて構成されている。さらに異速度クロック間調停部B5bの下へ他の異速度クロック間調停部を複数ブロックと情報蓄積部B3bの下へ他の情報蓄積部を複数ブロックとして追加してもよい。異速度クロック間調停部A5a,異速度クロック間調停部B5bそれぞれの内部は,図3におけるメモリアクセス信号生成部18内の回路構成をそれぞれに対応した情報蓄積部A3a,情報蓄積部B3bのメモリ及びその周辺回路に合わせたインタフェースの構築する回路部分に変えるのみで他は図3に示す各機能ブロックを有して構成される。又,情報蓄積部A3a,情報蓄積部B3bそれぞれの内部は,主信号制御部1が主信号101を処理するに必要となる様々な情報や蓄積情報を格納するメモリへの多様なアクセス手段に応じて構築するメモリ及びその周辺手段で構成されたものとすればよい。
【0054】
主信号制御部1は情報蓄積部3,情報蓄積部A3a,情報蓄積部B3bへそれぞれのアクセスタイミングにて信号104を介してアクセスを行う。F/W制御部2は異速度クロック間調停部5,異速度クロック間調停部A5a,異速度クロック間調停部B5bへ信号105を介してアクセスする。異速度クロック間調停部A5aは低速クロックに同期した信号105を高速クロックに同期した信号へ乗せ換え,さらにタイミング信号110aに従って情報蓄積部A3aへ信号150を介してアクセスを行う。異速度クロック間調停部B5bは低速クロックに同期した信号105を高速クロックに同期した信号へ乗せ換え,さらにタイミング信号110bに従って情報蓄積部B3bへ信号151を介してアクセスを行う。
【0055】
従って,この複数の異速度クロック間調停部を用いた装置内クロック非同期におけるシステム制御方式及びその回路の動作のタイミングイメージは図6のようになる。図6は第2の実施の形態のタイミング領域割り当て動作を示すタイミングチャートである。即ち、図6に示すように情報蓄積部3における動作状態及びその区間については主信号制御によるアクセスが時間軸方向の仮にt8〜t20〜t1(この時刻位置はシステムにおける主信号処理動作から起因する。)に割り当てられているのでそのことから競合を避けるためにF/W制御によるアクセスは時間軸方向のt2〜t7が割り当てられたアクセス可能な時間領域として,前記のF/W制御によるアクセス可能な時刻がt2〜t7とされていることからタイミング信号生成部4は異速度クロック間調停部110から信号109を介して情報蓄積部3へのアクセスタイミングを定めるためのタイミング信号110を時刻t1にて高速クロックに関して1クロック幅”H”として生成し,また,情報蓄積部A3aにおける動作状態及びその区間については主信号制御によるアクセスが時間軸方向の仮にt15〜t20〜t9(この時刻位置はシステムにおける主信号処理動作から起因する。)に割り当てられているのでそのことから競合を避けるためにF/W制御によるアクセスは時間軸方向のt10〜t14が割り当てられたアクセス可能な時間領域として,前記のF/W制御によるアクセス可能な時刻がt10〜t14とされていることからタイミング信号生成部4は異速度クロック間調停部A5aから信号150を介して情報蓄積部A3aへのアクセスタイミングを定めるためのタイミング信号110aを時刻t9にて高速クロックに関して1クロック幅”H”として生成し,また,情報蓄積部B3bにおける動作状態及びその区間については主信号制御によるアクセスが時間軸方向の仮にt17〜t20〜t3(この時刻位置はシステムにおける主信号処理動作から起因する。)に割り当てられているのでそのことから競合を避けるためにF/W制御によるアクセスは時間軸方向のt4〜t16が割り当てられたアクセス可能な時間領域として,前記のF/W制御によるアクセス可能な時刻がt4〜t16とされていることからタイミング信号生成部4は異速度クロック間調停部B5bから信号151を介して情報蓄積部B3bへのアクセスタイミングを定めるためのタイミング信号110bを時刻t3にて高速クロックに関して1クロック幅”H”として生成している。
【0056】
これらの説明した動作によって図6にも示すように主信号制御及びF/W制御から情報を蓄積している各ブロックへのアクセスが時分割されていることで,情報を蓄積するブロックが複数ある場合においても,それに対応させて装置の構成を複数の異速度クロック間調停部を用いて構築することによって装置内クロック非同期におけるシステム制御を実現することができ,本発明の目的が達成される。
【0057】
しかも,本第2の実施の形態では,前述したように複数の情報を蓄積するブロックがある場合にも適用できるとしているので,論理的な構想としては図5に示すところからさらに主信号制御及びF/W制御からアクセスする様々なブロックとそれに対応させて異速度クロック間調停部を用いる構成により,装置が無から有へと構築されるにあたって異速度クロック間調停部を流用するだけの容易であり,システム構築の方式を設計するに要する期間も短縮されるという相乗的な効果も奏する。なお、本発明が上記第1及び第2の実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。
【0058】
【発明の効果】
本発明によれば、速度及び位相が異なる2種のクロックを基本クロックとして動作する装置内クロック非同期におけるシステム制御装置であって、その制御装置を一方のクロックに他方のクロックを乗せ換えるクロック乗せ換え手段と、このクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した2種のクロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号の競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てる時分割手段とを含んで構成したため、夫々異なる速度及び位相のクロックで動作する主信号制御部及びF/W制御部から情報蓄積部に対するアクセスが競合するのを防止することが可能となる。
【0059】
即ち、本発明によれば,高速クロックを動作の基本クロックとして回路構築された主信号を処理する主信号処理部と,主信号を処理するのに必要となる各種情報を格納する情報蓄積部と,低速クロックを動作の基本クロックとして回路構築されていてF/W制御により前記の情報蓄積部へアクセスするF/W制御部という3つの機能ブロックを有す基本構成に基づき,情報蓄積部における主信号処理部からのアクセスとF/W制御部からのアクセスとの時間的な領域を割り当て,そしてその割り当てられた領域の時刻を認識するためのタイミング信号を設け,さらにF/W制御からの低速クロックに同期した信号を主信号処理の基本クロックとするところの高速クロックに同期した信号に乗せ換えた後に前記のタイミング信号を受けた時点から情報蓄積部へアクセスする異速度クロック間調停部をF/W制御部と情報蓄積部との間へ位置づけて装置を構築することにより,速度及び位相の異なったクロックを有して構成されている機能ブロックから情報蓄積部への常時アクセスできることを実現した装置内クロック非同期におけるシステム制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の第1の実施の形態の構成図である。
【図2】第1の実施の形態のタイミング領域割り当て動作を示すタイミングチャートである。
【図3】第1の実施の形態の異速度クロック間調停部の回路図である。
【図4】第1の実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】第2の実施の形態の構成図である。
【図6】第2の実施の形態のタイミング領域割り当て動作を示すタイミングチャートである。
【図7】従来の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の一例の構成図である。
【図8】従来の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置の他の一例の構成図である。
【符号の説明】
1 主信号制御部
2 F/W制御部
3 情報蓄積部
4 タイミング信号生成部
5 異速度クロック間調停部
Claims (6)
- 速度及び位相が異なる2種のクロックを基本クロックとして
共通の記憶手段をアクセスする装置内クロック非同期におけるシステム制御装置であって、
一方のクロックに他方のクロックを乗せ換えるクロック乗せ換え手段と、このクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した2種のクロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号による前記記憶手段のアクセス競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てる時分割手段とを含むことを特徴とする装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。 - 複数個の前記クロック乗せ換え手段が設けられ、かつ前記記憶手段も前記クロック乗せ換え手段に対応して複数個設けられ、前記時分割手段は前記夫々のクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した2種のクロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号による前記記憶手段のアクセス競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てることを特徴とする請求項1記載の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。
- 速度及び位相が異なる2種のクロックを基本クロックとして共通の記憶手段をアクセスする装置内クロック非同期におけるシステム制御装置であって、
第1信号を第1クロックを基本クロックとして制御する第1制御手段と、第2信号を前記第1クロックと速度及び位相が異なる第2クロックを基本クロックとして制御する第2制御手段と、前記第2クロックを前記第1クロックに乗せ換えるクロック乗せ換え手段と、このクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した第1及び第2クロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号による前記記憶手段のアクセス競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てる時分割手段とを含むことを特徴とする装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。 - 複数個の前記クロック乗せ換え手段が設けられ、かつ前記記憶手段も前記クロック乗せ換え手段に対応して複数個設けられ、前記時分割手段は前記夫々のクロック乗せ換え手段で速度及び位相が一致した第1及び第2のクロックの夫々における処理タイミングで作られた2つの信号による前記記憶手段のアクセス競合を回避するために前記処理タイミングを時分割で割り当てることを特徴とする請求項3記載の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。
- 前記第1信号は伝送路における主信号であり、前記第2信号は前記伝送路におけるF/W制御信号であることを特徴とする請求項3または4記載の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。
- 前記システム制御装置はATM伝送路網の回線交換装置におけるF/W制御の機能に関する回路であることを特徴とする請求項1から5いずれかに記載の装置内クロック非同期におけるシステム制御装置。
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