JPH06232856A - 位相調節装置 - Google Patents
位相調節装置Info
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- JPH06232856A JPH06232856A JP5340915A JP34091593A JPH06232856A JP H06232856 A JPH06232856 A JP H06232856A JP 5340915 A JP5340915 A JP 5340915A JP 34091593 A JP34091593 A JP 34091593A JP H06232856 A JPH06232856 A JP H06232856A
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-
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
プル・フレ−ミング信号の位相調節に有用な装置を提供
する。 【構成】 スタンバイ・タイミング・サブシステムでそ
のフレ−ミング信号を用いてカウンタを開始させ、アク
ティブ・タイミング・サブシステムのフレ−ミング信号
を用いてカウンタを停止する。ドライバとレシ−バとそ
のケ−ブルに基因する遅延をそのカウンタの整数カウン
ト(名目カウント)にする。そのカウンタの内容と名目
カウントの差がこのスタンバイ・タイミング・サブシス
テムとアクティブ・タイミング・サブシステム間の位相
差を示す。この名目カウントとそのカウンタの内容の差
を無くしこの位相差を無くするようにこのスタンバイ・
タイミング・サブシステムを調節する。
Description
り、特に重複クロック回路が生成するクロック信号の位
相調節に関する。
ネクト・システム(DACSと略す)に用いるような従
来のクロック・システムを示す。これにはクロック回路
120、121がある。一方のクロック回路はアクティ
ブ・モ−ドにあり、他方のクロック回路なスタンバイ・
モ−ドにある。クロック・コントロ−ラ101、111
は、ケ−ブル110を介して通信を行いどのクロック回
路がアクティブ・クロック回路かを決める。クロック回
路120がアクティブ・クロック回路である場合には、
位相ロック・ル−プ102が生成したクロック信号によ
りクロック・バス108、118をドライブする。クロ
ック・コントロ−ラ111はケ−ブル109のクロック
情報を用いてクロック・バス118をドライブするよう
にゲ−ト115、116、117を制御する。
9を介して受信した情報を用いて周波数も位相も共に位
相ロック・ル−プ102の出力と合わせる。クロック・
バス108、118間の位相を近似的に同期させるため
にバス108への位相ロック・ル−プ102の出力を遅
延線104で遅延させゲ−ト103、ゲ−ト117およ
びケ−ブル109を経由するバス118への標準遅延を
補償する。クロック回路121がアクティブ・クロック
回路である場合も同様の機能を行う。ところが、例えば
ゲ−ト103、106、117のような半導体デバイス
を経由する遅延を補償するために遅延線を用いるには次
のような問題がある。
体デバイスが同じフィジカル・パッケ−ジにない場合に
非常にいろいろな伝搬遅延時間がある。さらに、遅延線
ではこの半導体デバイス,ケ−ブルおよびこの遅延線自
身における伝搬遅延シフトに対し温度補償することがで
きない。さらにまた、遅延線は周知のように信頼性の低
いデバイスである。クロック回路120、121のよう
なクロック回路を用いると重複ディジタル交換システム
に対し厳しい制限が生ずる。これらの制限には、これら
クロック回路を互に非常に近くに、時には同じ装置自身
内に設置する必要がある。
テムを用いると、この重複ディジタル交換システムのア
−キテクチャに対し制限を加える。このクロック・シス
テムにより通常重複デ−タ信号間にエラ−なし交換がで
きるのは、このディジタル交換システムの入出力に通常
生ずる比較的低速インタフェ−スの場合のみである。と
ころが、このクロック・システムでは、その重複ディジ
タル・システムの高速部においてエラ−なし重複交換が
可能ではない。このことからその交換ア−キテクチャに
制限があり、特にディジタル交換システムの信頼性をさ
らに向上させる場合にその交換ア−キテクチャに制限と
なる。
がその入出力において高速デ−タ交換を行う場合に、そ
の重複クロック回路からクロック信号のスキュ−を補償
するためにその入力に高速バッファ・メモリを用いる必
要がある。その入力にこの高速バッファ・メモリを用い
ることからこのシステムにはコストやパワ−や遅延がさ
らに加わることになる。米国特許第5、239、562
号は、次の第1のパスを介してアクティブ・クロック回
路からそのロ−カル・タイミング・バスへクロック信号
を送る装置を開示している。そのパスはスタンバイ・ク
ロック回路、これらクロック回路を相互結合する2伝送
リンクおよびそのアクティブ・クロック回路を経由する
パスである。
2のパスを介してその遠隔タイミング・バスにクロック
信号を送るが、そのパスはこのアクティブ・クロック回
路、その他の2伝送リンクの各長さの約2倍の長さの伝
送リンクおよびそのスタンバイ・クロック回路を経由す
るパスである。これら2クロック回路内の第1と第2の
パスに市販トランシ−バを用いる。このトランシ−バの
伝搬時間変化による遅延が両方のパスに対し確実に同じ
ようにするために各パスにおいて各クロック回路に同数
のトランシ−バを用いる。さらに、温度変化とド−ピン
グ・レベルによる伝搬変化を節減するために、各パスの
トランシ−バは各クロック回路における集積回路の同じ
モノシリシック基板上にあるようにする。
を減少するためにこのリンクを同じ温度経験を持つよう
に互いに物理的に近くの位置に設ける。万一に備えて、
スタンバイ回路がアクティブになることが必要となる場
合には、このスタンバイ・クロック回路は(このスタン
バイ・クロック回路に対しロ−カルにある)遠隔バスに
送られたクロック信号を用いてこのスタンバイ・クロッ
ク回路が生成したクロック信号の位相を調節してそのア
クティブ・クロック回路が生成したクロック信号の位相
に合わせる。前記特許が開示するようなクロック位相調
節方法により高度クロック位相調節が可能である。2重
複クロック回路間のクロック位相は互いに数ナノ秒の範
囲内にあるように容易に調節可能である。
方法には制限があり、それは一方の各クロック回路のク
ロック信号を他方のクロック回路を経由してル−プする
必要があり、それがフィ−ルド・メンテナンスを難くし
信頼性に問題を生ずるものである。
明の装置を用いる方法により前記問題を解決し技術的進
歩をとげるものである。それは、2タイミング・サブシ
ステム間のフレ−ミング信号をクロスカップルし、これ
らタイミング・サブシステム間の位相関係を調節するも
のである。フレ−ミング信号はデ−タのフレ−ムの開始
を定めるが、これはそのタイミング・サブシステムに関
係付けられた交換ネットワ−クを経て交換するものであ
る。スタンバイ・タイミング・システムでは、このスタ
ンバイ・タイミング・システムのフレ−ミング信号を用
いてカウタを開始させ、そのアクティブ・タイミング・
サブシステムのフレ−ミング信号を用いてそのカウタを
停止する。このフレ−ミング信号速度より高速にて内部
クロックがこのカウンタをクロックする。
び相互結合ケ−ブルによる遅延をそのカウタのカウント
(名目カウント)が整数となるようにする。この名目カ
ウントはその内部クロックのクロック・サイクでの遅延
に等しい。このカウンタ内容と名目カウントとの差がそ
のスタンバイ・タイミング・サブシステムとアクティブ
・タイミング・サブシステムとの位相差を示す。このス
タンバイ・タイミング・サブシステムを調節してこの位
相差を無くするが、それはこのカウタ内容と名目カウン
トとの差を無くすることにより行う。
ト・システムを示す。このシステムには重複交換ネット
ワ−クとシステム・タイミング・ユニット(STUと略
す)がある。図示していないが、入力装置201も出力
装置206もまた重複装置である。入力装置201は、
その入力回線214に応答し、この入力回線214の各
々からデ−タを重複パス経由に切換える。この重複パス
の一方はケ−ブル212でデ−タを交換ネットワ−ク2
02に送り、重複パスの他方はケ−ブル213でそのデ
−タを交換ネットワ−ク205に送る。交換ネットワ−
ク202、205はその入力デ−タに応答しそのデ−タ
を適当に切換え、この切り換えたデ−タをケ−ブル21
0、211を介して出力装置206にそれぞれ送る。出
力装置206はこれら交換ネットワ−クの中の一方から
のデ−タのみを用いる。
換ネットワ−クと呼ばれる。ここで例として、交換ネッ
トワ−ク202をアクティブ交換ネットワ−クとし、交
換ネットワ−ク205をスタンバイ交換ネットワ−クと
仮定する。システム・タイミング・ユニット203はケ
−ブル207を介して交換ネットワ−ク202にその必
要なタイミングをすべて与える。同様に、システム・タ
イミング・ユニット204はケ−ブル209を介して交
換ネットワ−ク205にそのタイミング信号をすべて与
える。交換ネットワ−ク202はアクティブ交換ネット
ワ−クであることからシステム・タイミング・ユニット
203もアクティブ・システム・タイミング・ユニット
である。そのスタンバイ・システム・タイミング・ユニ
ットとしてシステム・タイミング・ユニット204は、
ケ−ブル208を介してシステム・タイミング・ユニッ
ト203が送った情報により、システム・タイミング・
ユニット203と位相同期を保持する。
システム・タイミング・ユニット204の間の位相同期
は、主コントロ−ラ216がケ−ブル217、218を
介してそれらの交換ネットワ−クに信号を送り役割を交
替できるようにするために重要なことである。これが起
こると、交換ネットワ−ク202はスタンバイ交換ネッ
トワ−クとなりまたスタンバイ・ユニットになったと交
換ネットワ−ク205に信号を送る。これら交換ネット
ワ−クが役割を変える時間中、この変化に基因するデ−
タ損失がないことが必要である。入力デ−タ回線214
の各入力デ−タ速度は155、520kHzであるの
で、この位相同期は非常に重要である。ケ−ブル208
の長さは100mに達するためその位相同期をさらに難
しくしている。
204間の位相同期の保持方法について次に説明する。
先に図2について説明したように、ディジタル・アクセ
ス・クロスコネクト・システム(DACSと略す)に対
するタイミング・コンプレックスは、このシステム内の
ベ−シック・タイミングの生成について2システム・タ
イミング・ユニットを用いる。その一方はアクティブ・
システム・タイミング・ユニットであり、その他方はス
タンバイ・システム・タイミング・ユニットである。こ
のアクティブとスタンバイのシステム・タイミング・ユ
ニット間に保持する必要のある周波数と位相に非常に厳
しい指定を加え、周波数または位相のいずれかの変化に
よりデ−タを失うことなく、スタンバイ・システム・タ
イミング・ユニットの交換ユニットがこのDACS動作
を引きつづきできるようにする。
全動作について説明する。図3はスタンバイ・システム
・タイミング・ユニット204の詳細図であるが、シス
テム・タイミング・ユニット203も同様の設計であ
る。コントロ−ラ322の制御の下に、周波数シンセサ
イザ316は2、430kHzのベ−シック・クロック
信号を生成する。次にこのベ−シック・クロック信号を
電圧制御オシレ−タ319が周波数で乗じて周波数を1
55、520kHzにする。周波数シンセサイザ316
の動作中、位相にひずみを生ずる。このひずみをエレメ
ント313、315、317、318のクロ−ズ・ル−
プ動作により除去する。カウンタ320、321は電圧
制御オシレ−タ319の出力を除して約数とするが、こ
れをケ−ブル209を介して交換ネットワ−ク205が
用いる。
部に対しマルチフレ−ム同期信号を生成する。このマル
チフレ−ム同期信号は速度2kHzで生じ図2に示すこ
のシステムでは最も低い共通クロック信号である。この
マルチフレ−ム同期信号をカウンタ309、310の動
作により生成する。フリップ・フロップ308を用いて
スタンバイ・システム・タイミング・ユニット204の
初期スタ−トアップ時の位相同期を制御する。エレメン
ト302ないし307はクロスカップル制御301を有
し、この動作およびコントロ−ラ322の動作について
は図4を参照し詳述する。クロスカップル制御301が
本発明によりスタンバイ・システム・タイミング・ユニ
ットとアクティブ・システム・タイミング・ユニット間
の位相差を決める。
グ・ユニット203とスタンバイ・システム・タイミン
グ・ユニット204の位相調節に関するシステム・タイ
ミング・ユニット203、204の相対部を示す。クロ
スカップル制御301、421の両者は1kHzクロス
カップル信号(これはまたフレ−ミング信号とも呼ばれ
る)を生成するが、これを他方のクロスカップル制御に
送る。例えば、スタンバイ・システム・タイミング・ユ
ニット204において、フリップ・フロップ305は1
kHz信号を生成し、この信号をドライバ306とケ−
ブル411を介してアクティブ・システム・タイミング
・ユニット203に送る。同様に、フリップ・フロップ
425は1kHz信号を生成し、それをドライバ426
とケ−ブル431を介してスタンバイ・システム・タイ
ミング・ユニット204に送る。
テム・タイミング・ユニット203のクロスカップル制
御421から受信した1kHz信号を用いるスタンバイ
・システム・タイミング・ユニット204のクロスカッ
プル制御301について説明する。クロスカップル制御
301ではこのクロスカップル信号を用いてカウンタ3
03を制御する。クロスカップル制御301がクロスカ
ップル制御421ヘ送るクロスカップル信号の立上りエ
ッジ部を生成する場合、カウンタ303はイネ−ブルで
高周波数でカウントを開始するが、それを好都合に図4
では155、520kHzとして示す。このクロスカッ
プル信号をケ−ブル431を介してクロスカップル制御
421から受信するまでカウンタ303はカウントす
る。
2にロ−ドするが、ここでこの内容をコントロ−ラ32
2が読取ることができる。このカウントは、フィリップ
・フロップ425、ドライバ426、ケ−ブル431お
よびレシ−バ307を経由する物理的遅延にプラスする
アクティブ・システム・タイミング・ユニット203と
スタンバイ・システム・タイミング・ユニット204間
の位相差の和を示す。ケ−ブル411とケ−ブル433
はそれぞれ次のような長さを有する。それはこのケ−ブ
ルを経由する遅延にプラスするそのフリップ・フロッ
プ、ドライバおよびレシ−バを経由する遅延の和がカウ
ンタ303の整数カウンタとなるような長さである。こ
の整数カウントを以下名目カウントと呼ぶ。
ラッチ302から読取ったカウントとの差がアクティブ
・システム・タイミング・ユニット203とスタンバイ
・システム・タイミング・ユニット204間の位相差を
示す。コントロ−ラ322はこの差に応答してスタンバ
イ・システム・タイミング・ユニット204の周波数シ
ンセサイザを調節してアクティブ・システム・タイミン
グ・ユニット203とスタンバイ・システム・タイミン
グ・ユニット204間の位相差を修正する。アクティブ
・システム・タイミング・ユニット203では、コント
ロ−ラ432が次の正否を決めることができる。それは
スタンバイ・システム・タイミング・ユニット204が
アクティブ・システム・タイミング・ユニット203と
位相同期にあることの正否であるが、それはラッチ42
2を読取ることにより行う。
またはマイナス1に等しい場合には、スタンバイ・シス
テム・タイミング・ユニット204はアクティブ・シス
テム・タイミング・ユニット203と位相同期にある。
このことは、ケ−ブル411、431は長さが同じであ
り、エレメント425ないし427はエレメント305
ないし307と同じものであるという理由から正しい。
さらに、カウンタ423はカウンタ303と同じクロッ
ク速度でクロックする。スタンバイ・システム・タイミ
ング・ユニット204がパワ−ダウンの後に(通常コ−
ルド・スタ−トと呼ばれる)まずアクティブとなる場
合、アクティブ・システム・タイミング・ユニット20
3とスタンバイ・システム・タイミング・ユニット20
4間に位相の相関関係はない。
322がこれを容易に決めることができる。もしこの内
容がその名目値より著しく高いかまたは著しく低い場合
には、スタンバイ・システム・タイミング・ユニット2
04はアクティブ・システム・タイミング・ユニットか
ら位相同期外れが大きいものである。この大きな差を無
くするために、コントロ−ラ322は高速ロック手順を
用いる。この高速ロック手順の一部として、コントロ−
ラ322はフリップ・フロップ308にASYNC C
LR信号を送る。この信号に応答して、フリップ・フロ
ップ308によりアクティブ・システム・タイミング・
ユニット203がケ−ブル431を介してクロスカップ
ル信号を送りカウンタ309をクリヤすることができ
る。
ミング・ユニット203においてカウンタ429につい
て行う。一度粗い位相同期が得られると、コントロ−ラ
322はこのASYNC CLR信号を削除して前述の
方法を用いてスタンバイ・システム・タイミング・ユニ
ット204とアクティブ・システム・タイミング・ユニ
ット203間のより細かい位相同期の微調節を行う。図
5は、ラッチ302の内容に応答し、ステム・タイミン
グ・ユニット300がそのアクティブ・システム・タイ
ミング・ユニットとの位相同期に近づくように、周波数
シンセサイザ316を調節するのにコントロ−ラ322
が行う動作を標準的な制御システム記号を用いて示す図
である。
容からその名目値を減ずる。その結果得られた差にエレ
メント502が定数K1を乗じ、次にエレメント502
の出力をエレメント503、504へ送る。エレメント
504はエレメント502の出力に第2の定数K2を乗
じ、その結果をインテグレ−タ505ヘ送る。インテグ
レ−タ505はエレメント502からの非常に多数の値
の積分を行う。次にインテグレ−タ505の出力をサマ
503がエレメント502の出力と結合する。その結果
の値を周波数シンセサイザ316へ送ってそのシンセサ
イザを調節する。サマ503はインテグレ−タ505か
らの差の積分と現加重差を結合する。
を用いて図5を示したが、従来周知の方法を用いてコン
トロ−ラ322がディジタルでこれら動作を行う。カウ
ンタ303をドライブするのに用いた現周波数信号を使
用し、スタンバイ・システム・タイミング・ユニット2
04とアクティブ・システム・タイミング・ユニット2
03間の位相調節の分解能はプラス・マイナス1ナノ秒
である。しかし、この信号ドライビング・カウンタ42
3の周波数を増加することにより、この正確度は比例し
て増加可能である。さらに、この高周波数によりカウン
タ303、423の得られたカウンタを有するコントロ
−ラがケ−ブル411、ケ−ブル431、エレメント3
05ないし307およびエレメント425ないし427
を経由する遅延を求めることができる。
の自動調節が考えられる。最後に、この位相同期はその
システム・タイミング・ユニットがさらに厳しい位相同
期の条件を満足させるようにしてさらに向上が可能であ
る。この遅延を次の方法により求めることができる。ス
タンバイ・システム・タイミング・ユニット204がコ
−ルド・スタ−トからの実施を開始する場合、図4のカ
ウンタ303に対し所定の名目カウントを仮定して、こ
の名目カウントに基づき、位相同期を入力する。
ラッチ422のカウントを読取るが、これはカウンタ4
23からのカウントを有するものであり、このカウント
をケ−ブル217、主コントロ−ラ216およびケ−ブ
ル218を介してコントロ−ラ322へ送る。コントロ
−ラ322は、ラッチ422からのカウントに応答して
そのカウントをラッチ302からのカウントに加える。
次にコントロ−ラ322はその和を2で除し、その結果
をカウンタ303に対する新規名目カウンタとして用い
る。ラッチ302、422のカウント差がある所定差の
みになるまでこのプロセスを繰返えす。以上の説明は、
本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業
者であれば、本発明の種々の変形例が考え得るが、それ
らはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。尚、特
許請求の範囲に記載した参照番号は発明の容易なる理解
のためで、その技術的範囲を制限するよう解釈されるべ
きではない。
用いることにより、フィ−ルド・メンテナンスを容易に
し信頼性を向上させ有効に位相調節できる。
のためのシステムを示すブロック略図である。
テムを示すブロック略図である。
ク略図である。
・ユニットの一部を示すブロック略図である。
システム記号で示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 第1のクロック回路により所定数の第1
のタイミング信号の生成後この第1のクロック回路によ
り反復生成した内部信号に応答する固定速度でのカウン
ト手段(302ないし305)と、 第2のクロック回路により所定数の第2のタイミング信
号の生成後この第2のクロック回路において外部信号の
反復生成手段(425,426)とを有し、 前記第1のクロック回路が生成する第1のタイミング信
号の位相調節装置において、 カウントを停止するためにこの第1のクロック回路によ
るその外部信号の受信にさらに応答するそのカウント手
段と、 前記カウント手段の内容に応答してこのカウント手段が
停止する場合にその第1のタイミング信号の位相修正手
段(322)とを有することを特徴とする前記位相調節
装置。 - 【請求項2】 前記カウント手段はカウントを開始する
ためにその内部信号にかつカウントを停止するためにそ
の外部信号に応答するカウンタ(303)と、 その外
部信号に応答して前記カウンタの内容を記憶するための
ラッチ(302)でかつそれによりこのラッチの内容を
前記修正手段が使用するラッチ(302)を有すること
を特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 さらに、前記カウンタへその外部信号を
送信する手段(208,209)を有し、この送信手段
を遅延を生じて前記カウンタの整数カウントとなるよう
に調節することを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 【請求項4】 前記修正手段は前記ラッチの内容と前記
送信手段の遅延による整数カウントとの間の差に応答し
てこのクロック回路の位相を調節する手段であることを
特徴とする請求項3に記載の装置。
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