JPH06232739A - クロック冗長化方式 - Google Patents

クロック冗長化方式

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JPH06232739A
JPH06232739A JP5018587A JP1858793A JPH06232739A JP H06232739 A JPH06232739 A JP H06232739A JP 5018587 A JP5018587 A JP 5018587A JP 1858793 A JP1858793 A JP 1858793A JP H06232739 A JPH06232739 A JP H06232739A
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clock
output
clock generator
circuit
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JP5018587A
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Katsumi Anzai
勝美 安西
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】2重化のクロックの切り換え時に発生するクロ
ックの乱れを防ぎ、クロックを使用するモジュールでの
正常な動作が保証できるようにする。 【構成】2重化クロック発生装置10を構成するクロッ
ク発生装置10a,10bに内蔵の切り換え制御回路1
4a,14bは、通常は、切り換え回路13a,13b
がクロックジェネレータ(CG)11aの出力をPLL
回路12a,12bへの入力とするように制御する。こ
れによりCG11aの出力に同期したクロックがPLL
回路12a,12bから出力され、出力ゲート16a,
16bにより出力制御される。故障検出回路15aによ
りクロック発生装置10aの故障が検出された場合、故
障側の出力ゲート16aはクロック出力を止め、切り換
え制御回路14a,14bは、切り換え回路13a,1
3bがPLL回路12a,12bへの入力をCG11a
からCG11bの出力に切り換えるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、計算機・制御装置な
どにおいて、複数のモジュールを1つのクロックで同期
し動作させる装置に係り、特にクロックの安定供給のた
めにクロックを冗長化するクロック冗長化方式に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、システムクロックで動作する
複数の装置(モジュール)にシステムクロックを安定し
て供給するために、システムクロックを冗長化(2重
化)することが行われている。
【0003】従来のクロック冗長化方式は、マスタとス
レーブの2つのクロック発振器を有し、マスタ故障時に
はスイッチ等によりスレーブ側のクロック発振器に切り
換えるようにするものが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のクロック冗長化方式では、マスタとスレーブの2つの
クロック発振器を有し、マスタ故障時にスイッチ等によ
りスレーブ側のクロック発振器に切り換えることによ
り、複数モジュールへのクロック供給が継続できるよう
にしていた。
【0005】しかし、2つのクロック発振器をスイッチ
等により切り換えた場合、その切り換え時に周波数が大
きく変動するといったクロックの乱れが生じて、そのク
ロックを使用するモジュールで誤動作を起こす可能性が
あり、処理の継続が保証されないという問題があった。
【0006】この発明は上記事情を考慮してなされたも
のでその目的は、2重化のクロックの切り換え時に発生
するクロックの乱れを防ぎ、クロックを使用するモジュ
ールでの正常な動作が保証できるクロック冗長化方式を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、クロックを
発生する2つのクロック発生装置により2重化された2
重化クロック発生装置と、この2重化クロック発生装置
からの共通のクロックにより互いに同期して動作する複
数のクロック使用モジュールとを備えたシステムにおい
て、
【0008】両クロック発生装置に、クロックジェネレ
ータと、PLL回路と、このPLL回路への入力を上記
両クロック発生装置内のクロックジェネレータの出力の
いずれか一方の側に切り換える切り換え回路と、自装置
内の故障を検出する故障検出回路と、PLL回路の出力
が上記複数のクロック使用モジュールに出力されるのを
故障検出回路の故障検出に応じて禁止する出力制御回路
と、切り換え回路を制御する切り換え制御回路とをそれ
ぞれ設けると共に、各クロック使用モジュールに、上記
両クロック発生装置の出力をオアし、そのオア信号を自
モジュールで使用するクロックとして出力するオア回路
を設け、
【0009】各切り換え制御回路は、同一のクロックジ
ェネレータの出力が自装置内のPLL回路への入力とな
るように切り換え回路を制御し、一方のクロック発生装
置側の故障検出回路により故障が検出され、且つそのク
ロック発生装置内のクロックジェネレータの出力が自装
置内のPLL回路への入力となっているいる場合には、
そのPLL回路への入力を、もう一方のクロック発生装
置内のクロックジェネレータの出力に切り換えさせるこ
とを特徴とするものである。
【0010】
【作用】上記の構成においては、2つのクロック発生装
置に内蔵の各切り換え回路が、共に同一のクロックジェ
ネレータの出力を選択して自装置内のPLL回路の入力
とするように、対応する切り換え制御回路により制御さ
れる。これにより、各PLL回路からは、同一のクロッ
クジェネレータの出力に同期したクロックが出力され
る。この各PLL回路からのクロックは、対応する出力
制御回路を介してそれぞれ各モジュール内のオア回路に
供給され、そのオア信号をクロックとして該当するモジ
ュールが動作する。
【0011】ここで、故障検出回路により自装置(クロ
ック発生装置)内の故障が検出されると、同装置(故障
したクロック発生装置)内の出力制御回路は自装置から
のクロック出力を止める。これにより、故障クロック発
生装置の出力は“0”となる。
【0012】一方、各切り換え制御回路は、故障したク
ロック発生装置内のクロックジェネレータの出力が自装
置のPLL回路に入力されるように制御している場合に
は、もう一方の正常なクロック発生装置内のクロックジ
ェネレータの出力が同PLL回路に入力されるように、
切り換え回路を制御する。このとき、両クロック発生装
置内の各クロックジェネレータの出力は同期していると
は限らないが、正常なクロック発生装置内のPLLの出
力(即ち正常なクロック発生装置から出力されるクロッ
ク)は、PLL回路の働きにより、周波数を殆ど変化さ
せることなく、切り換わった(正常クロック発生装置内
の)クロックジェネレータの出力に位相レベルで同期す
る。したがって、この正常クロック発生装置からは正常
なクロックが出力され、出力制御回路を介して各モジュ
ール内のオア回路の一方の入力に供給される。このオア
回路の他方の入力には、故障クロック発生装置からの出
力“0”が供給される。これによりオア回路からは、故
障クロック発生装置のPLL回路の出力に影響されず
に、正常クロック発生装置からの正常なクロックが出力
される。
【0013】
【実施例】図1はこの発明を適用するシステムの一実施
例を示すブロック構成図である。
【0014】図1において、10は2つのクロック発生
装置10a,10bにより2重化された2重化クロック
発生装置、20-1,20-2…20-nは、2重化クロック
発生装置10で発生された共通のクロックを使用して、
同クロックに同期して動作するクロック使用モジュール
(クロック受信装置)である。クロック使用モジュール
20-1〜20-nは、2重化クロック発生装置10を構成
する2つのクロック発生装置10a,10bからのクロ
ック出力信号をOR(オア)し、そのOR信号を自モジ
ュールに対するクロック信号とするOR回路21-1〜2
1-nを有する。
【0015】クロック発生装置10a,10bは、クロ
ックを発生するクロックジェネレータ(CG)11a,
11bと、入力(するクロック)の位相に同期した出力
信号を発生するPLL(Phase Locked Loop ;位相ロッ
クループ)回路12a,12bと、このPLL回路12
a,12bへの入力を切り換える2入力1出力の切り換
え回路13a,13bとを有する。切り換え回路13
a,13bの一方の入力(“1”側入力)には、自クロ
ック発生装置10a,10b内のクロックジェネレータ
11a,11bの出力が接続され、他方の入力(“0”
側入力)には、他クロック発生装置10b,10a内の
クロックジェネレータ11b,11aの出力が接続され
ている。
【0016】クロック発生装置10a,10bはまた、
切り換え回路13a,13bを制御する切り換え制御回
路14a,14bと、自クロック発生装置10a,10
b内の電源異常、クロック周波数の乱れ等の故障を周知
の技術により検出する故障検出回路15a,15bとを
有する。切り換え制御回路14a,14bは互いに接続
されると共に、故障検出回路15a,15bの出力とも
接続されている。
【0017】切り換え制御回路14a,14bは、両ク
ロック発生装置10a,10b内のPLL回路12a,
12bへの入力として、いずれも同一のクロックジェネ
レータ(11aまたは11b)からの出力が選択される
ように、切り換え回路13a,13bを制御する。切り
換え制御回路14i(i=a,b)は、故障検出回路1
5aまたは15bによりクロック発生装置10aまたは
10bの故障が検出され、且つその故障が検出された装
置10aまたは10b内のクロックジェネレータ(11
aまたは11b)の出力がPLL回路12iへの入力と
なっている場合には、もう一方の装置10bまたは10
a内のクロックジェネレータ(11bまたは11a)の
出力がPLL回路12iへの入力となるように、切り換
え回路13iを制御する。
【0018】切り換え制御回路14a,14bは、図1
に示すように、インバータ141a,141bと、この
インバータ141a,141bの出力をリセット(R)
入力、故障検出回路15a,15bの出力をセット
(S)入力とするフリップフロップ142a,142b
から構成される。フリップフロップ142a,142b
の逆相出力(QN)は切り換え回路13a,13bの切
り換え制御信号として用いられる。インバータ141
a,142の入力は、フリップフロップ142b,14
2aの逆相出力(QN)に接続されると共に、抵抗Rを
介してプルアップされている。
【0019】クロック発生装置10a,10bは更に、
故障検出回路15a,15bの故障検出に応じてPLL
回路12a,12bの出力信号(位相制御されたクロッ
ク)の出力を禁止する(停止させる)出力ゲート16
a,16bと、出力ドライバ17a,17bとを有す
る。この出力ドライバ17a,17bは、出力ゲート1
6a,16bの出力信号(クロック)を各クロック使用
モジュール20-1〜20-nに共通に出力する。
【0020】次に、図1の構成の動作を、図2および図
3のタイミングチャートを参照して説明する。なお、図
2は正常時の動作を説明するためのタイミングチャー
ト、図3はクロック発生装置10a側の故障時の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【0021】まず、クロック発生装置10a,10b内
の切り換え制御回路14a,14bの出力(切り換え制
御信号)、即ちフリップフロップ142a,142bの
出力は互いに異なるように、初期設定される。ここで
は、初期状態において、フリップフロップ142aがリ
セットされ、フリップフロップ142bがセットされる
ものとして説明する。
【0022】フリップフロップ142aがリセットされ
ている場合、その逆相出力(QN)は“1”となる。ま
たフリップフロップ142bがセットされている場合、
その逆相出力(QN)はフリップフロップ142aとは
逆の“0”となる。
【0023】この場合、切り換え回路13aは、フリッ
プフロップ142aの逆相出力(QN)“1”、即ち切
り換え制御回路14aの切り換え制御信号“1に応じ
て、“1”側入力であるクロックジェネレータ11aに
より発生されたクロックを選択し、PLL回路12aへ
入力する。また切り換え回路13bは、フリップフロッ
プ142bの逆相出力(QN)“0”、即ち切り換え制
御回路14bの切り換え制御信号“0に応じて、“0”
側入力であるクロックジェネレータ11aにより発生さ
れたクロックを選択して、PLL回路12bへ入力す
る。
【0024】したがって、クロック発生装置10a側の
PLL回路12a、およびクロック発生装置10b側の
PLL回路12bは、図2に示すように、いずれもクロ
ック発生装置10a側のクロックジェネレータ11aの
出力に同期した信号(クロック)を出力する。
【0025】PLL回路12a,12bからそれぞれ出
力される、共にクロックジェネレータ11aの出力に同
期した信号(クロック)は、出力ゲート16a,16b
により出力ドライバ17a,17bに出力される。出力
ドライバ17a,17bは、このクロックジェネレータ
11aの出力に同期した信号(クロック)を、クロック
発生装置10a,10bからのクロックとして、各クロ
ック使用モジュール20-1〜20-nに共通に送出する。
【0026】各クロック使用モジュール20-1〜20-n
内のOR回路21-1〜21-nは、クロック発生装置10
a(内の出力ドライバ17a)から送出された、クロッ
クジェネレータ11aの出力に同期した信号(クロッ
ク)と、クロック発生装置10b(内の出力ドライバ1
7b)から送出された、同じクロックジェネレータ11
aの出力に同期した信号(クロック)とをORし、図2
に示すように、そのOR信号、即ちクロックジェネレー
タ11aの出力に同期した信号(クロック)を出力す
る。各モジュール20-1〜20-nは、このOR回路21
-1〜21-nのOR信号であるクロックジェネレータ11
aの出力に同期した信号(クロック)により、互いに同
期して動作する。
【0027】なお、初期状態において上記と逆に、フリ
ップフロップ142aをセット、フリップフロップ14
2bをリセットした場合にも同様である。但し、この場
合には、フリップフロップ142a,142bの逆相出
力(QN)、即ち切り換え制御回路14a,14bの切
り換え制御信号は“0”,“1”となることから、切り
換え回路13a,13bは上記とは逆にいずれもクロッ
クジェネレータ11bの出力を選択してPLL回路12
a,12bに入力する。したがって、クロック発生装置
10a,10b(内の出力ドライバ17a,17b)か
ら各クロック使用モジュール20-1〜20-nには、共に
クロックジェネレータ11bの出力に同期した信号(ク
ロック)が共通に送出され、各モジュール20-1〜20
-nでは、そのOR信号に同期した動作が行われる。
【0028】さて、図2に示す状態で、クロック発生装
置10a内で故障(障害)が発生し、その故障が故障検
出回路15aにより検出されたものとする。この場合、
故障検出回路15aは故障検出を示す値が“1”の検出
信号を出力する。出力ゲート16aは、この故障検出回
路15aからの値が“1”の検出信号により、PLL回
路12aからのクロックが出力ドライバ17aに出力さ
れるのを禁止する。即ち出力ゲート16aはクロックの
出力を止める。したがって、クロック発生装置10a
(内の出力ドライバ17a)から各クロック使用モジュ
ール20-1〜20-nに出力される信号は、図3に示すよ
うに、故障前とは異なって“0”となる。
【0029】故障検出回路15aからの値が“1”の検
出信号は、切り換え制御回路14a内のフリップフロッ
プ142aのセット(S)入力に入力される。これによ
り、リセット状態にあるフリップフロップ142aはセ
ット状態に遷移し、その逆相出力(QN)、即ち切り換
え制御回路14aの出力(切り換え制御信号)は、
“1”から“0”に遷移する。すると、もう一方のフリ
ップフロップ142bのリセット(R)入力が“0”か
ら“1”に遷移するため、同フリップフロップ142b
はセット状態からリセット状態に遷移し、その逆相出力
(QN)、即ち切り換え制御回路14bの出力(切り換
え制御信号)は、“0”から“1”に遷移する。
【0030】以上の結果、切り換え回路13aは、PL
L回路12aへの入力信号を、“1”側入力である、故
障したクロック発生装置10a側のクロックジェネレー
タ11aの出力から、“0”側入力である、故障してい
ないクロック発生装置10b側のクロックジェネレータ
11bの出力に切り換える。同様に切り換え回路13b
は、PLL回路12bへの入力信号を、“0”側入力で
ある、故障したクロック発生装置10a側のクロックジ
ェネレータ11aの出力から、“1”側入力である、故
障していないクロック発生装置10b側のクロックジェ
ネレータ11bの出力に切り換える。
【0031】このように、PLL回路12a,12bへ
の入力信号は、故障した側のクロックジェネレータ11
aの出力から、故障していない側のクロックジェネレー
タ11bの出力に切り換えられる。このとき、故障した
クロック発生装置10aからのクロック出力は、上記し
たように出力ゲート16aにより止められる。一方、故
障していないクロック発生装置10b内のPLL回路1
2bからのクロックは、出力ゲート16bにより出力ド
ライバ17bに出力され、同ドライバ17bにより、ク
ロック発生装置10bからのクロックとして、各クロッ
ク使用モジュール20-1〜20-nに出力される。
【0032】さて、PLL回路12a,12bの入力
が、クロックジェネレータ11aの出力からクロックジ
ェネレータ11bの出力に切り換わった際、両クロック
ジェネレータ11a,11bの出力は同期しているとは
限らず、周波数は同一であっても位相が異なっている可
能性がある。しかし、クロック発生装置10b側のPL
L回路12bの出力は、その入力がクロックジェネレー
タ11aの出力からクロックジェネレータ11bの出力
に切り換えられても、このPLL回路12bの作用によ
り、殆ど周波数を変化させることなく、図3に示すよう
に、切り換わったクロックジェネレータ11bの出力に
位相レベルで同期される。
【0033】このPLL回路12bの出力、即ちクロッ
クジェネレータ11bに同期した正常なクロックは、出
力ゲート16bにより出力ドライバ17bに出力され、
同ドライバ17bにより、クロック発生装置10bから
のクロックとして、各クロック使用モジュール20-1〜
20-nに出力される。
【0034】以上により、クロック使用モジュール20
-1〜20-n内のOR回路21-1〜21-nへの入力は、故
障したクロック発生装置10a(の出力ドライバ17
a)からの出力“0”と、故障していないクロック発生
装置10b(の出力ドライバ17b)からの正常な出力
(クロック)となる。この結果、OR回路21-1〜21
-nの出力であるモジュール20-1〜20-nのクロック
は、正常に保証される。
【0035】最後に、図2に示す状態で、即ちフリップ
フロップ142aがリセット、フリップフロップ142
bがセットしているために、クロックジェネレータ11
aの出力がPLL回路12a,12bの入力として選択
されている状態で、上記とは異なって(選択されていな
いクロックジェネレータ11bを内蔵する)クロック発
生装置10b内で故障が発生し、その故障が故障検出回
路15bにより検出された場合の動作を簡単に説明す
る。
【0036】この場合、故障検出回路15bから値が
“1”の検出信号が出力されるため、出力ゲート16b
はクロックの出力を止める。この故障検出回路15bか
らの検出信号は、切り換え制御回路14b内のフリップ
フロップ142bのセット(S)入力にも入力される
が、同フリップフロップ142bはセット状態にあるた
め、その状態に変化はない。したがって、クロックジェ
ネレータ11aの出力がPLL回路12a,12bの入
力として選択されている状態は変わらず、故障していな
いクロック発生装置10a内のPLL回路12aの出力
が、出力ゲート16a、出力ドライバ17aを介してモ
ジュール20-1〜20-nに供給される。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
それぞれクロックジェネレータとPLL回路とを内蔵す
る2つのクロック発生装置を備えた2重化構成とし、両
装置は、共に同一のクロックジェネレータの出力を自装
置内のPLL回路への入力とすることにより、このPL
L回路から出力される、クロックジェネレータの出力に
同期したクロックをクロック使用モジュールに供給し、
このクロック供給に用いられているクロックジェネレー
タを内蔵したクロック発生装置の故障時には、もう一方
のクロック発生装置に内蔵のクロックジェネレータの出
力をPLL回路への入力に切り換えるようにしたので、
2重化のクロックの切り換え時に発生するクロックの乱
れを防いで正常なクロックを供給でき、クロック使用モ
ジュールでの正常な動作を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を適用するシステムの一実施例を示す
ブロック構成図。
【図2】同実施例における正常時の動作を、クロック発
生装置10a,10bが共にクロック発生装置10a内
のクロックジェネレータ11aに同期して動作する場合
を例に説明するためのタイミングチャート。
【図3】同実施例における故障時の動作を、クロック発
生装置10a側で故障した場合を例に説明するためのタ
イミングチャート。
【符号の説明】
10…2重化クロック発生装置、10a,10b…クロ
ック発生装置、11a,11b…クロックジェネレータ
(CG)、12a,12b…PLL回路、13a,13
b…切り換え回路、14a,14b…切り換え制御回
路、15a,15b…故障検出回路、16a,16b…
出力ゲート(出力制御回路)、17a,17b…出力ド
ライバ、20-1〜20-n…クロック使用モジュール、2
1-1〜21-n…OR回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロックを発生する2つのクロック発生
    装置により2重化された2重化クロック発生装置と、こ
    の2重化クロック発生装置からの共通のクロックにより
    同期して動作する複数のクロック使用モジュールとを備
    えたシステムにおいて、 前記両クロック発生装置に、 クロックを発生するクロックジェネレータと、入力信号
    に同期した出力を発生させるPLL(位相ロックルー
    プ)回路と、このPLL回路への入力を前記両クロック
    発生装置内の前記クロックジェネレータの出力のいずれ
    か一方の側に切り換える切り換え回路と、自装置内の故
    障を検出する故障検出回路と、この故障検出回路の故障
    検出により、前記PLL回路の出力が前記複数のクロッ
    ク使用モジュールに出力されるのを禁止する出力制御回
    路と、前記切り換え回路を制御する切り換え制御回路と
    を設けると共に、 前記各クロック使用モジュールに、前記両クロック発生
    装置の出力をオアし、そのオア信号を自モジュールで使
    用するクロックとして出力するオア回路を設け、 前記両クロック発生装置内の前記各切り換え制御回路
    は、同一の前記クロックジェネレータの出力が自装置内
    の前記PLL回路への入力となるように前記切り換え回
    路を制御し、前記両クロック発生装置のいずれか一方の
    側の前記故障検出回路により故障が検出され、且つその
    クロック発生装置内の前記クロックジェネレータの出力
    が前記PLL回路への入力となっている場合には、その
    PLL回路への入力を、もう一方のクロック発生装置内
    のクロックジェネレータの出力に切り換えさせるように
    構成されていることを特徴とするクロック冗長化方式。
  2. 【請求項2】 前記クロック発生装置内の前記切り換え
    制御回路は、自装置内の前記故障検出回路により故障が
    検出され、その際に自装置内の前記クロックジェネレー
    タの出力が自装置内のPLL回路の入力となるように前
    記切り換え回路を制御している場合には、そのPLL回
    路への入力を、もう一方のクロック発生装置内の前記ク
    ロックジェネレータの出力に切り換えさせると共に、そ
    の切り換えを、前記もう一方のクロック発生装置内の前
    記切り換え制御回路に通知し、この通知を受けた切り換
    え制御回路は、前記もう一方のクロック発生装置内のP
    LL回路への入力を、前記もう一方のクロック発生装置
    内の前記クロックジェネレータの出力に切り換えさせる
    ことを特徴とする請求項1記載のクロック冗長化方式。
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JP5018587A Pending JPH06232739A (ja) 1993-02-05 1993-02-05 クロック冗長化方式

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JP (1) JPH06232739A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7088155B2 (en) 2002-01-16 2006-08-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Clock generating circuit
JP2010205154A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Fujitsu Ltd クロック供給方法及び情報処理装置

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