JPH09128095A - クロック信号分配装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】等長配線と同じ程度にクロックスキューの発生
を抑えるとともに、耐障害性を実現するクロック信号分
配装置を提供する。 【解決手段】基本クロック信号を発生させる発振器（３
０３，３０４）と、この発振器が発生させた基本クロッ
ク信号に基づいて所定の波形をもつ信号を発生させる波
形変換器（３１０，３１１）とを有してなるクロック信
号出力装置（３０１，３０２）を、正相伝送路１０４お
よび逆相伝送路１０３それぞれの一端に配置して、いず
れか一方のクロック信号出力装置（３０１，３０２）に
障害が発生したときに、他方のクロック信号出力装置が
発生させる信号によって各基板へのクロック信号の分配
を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、フォールト・ト
レランス機能を有する計算機に適用して好適なクロック
信号分配装置に係り、特にスキューなしのクロック信号
の分配と耐障害性とを両立させたクロック信号分配装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】同期型論理回路は、クロック信号に同期
して処理・演算を行なうもので、デジタル回路理論の順
序回路として回路設計手法が確立しており、デジタル電
子機器、すなわち電子計算機や各種の制御機器に多く用
いられている。

【０００３】デジタル回路理論では、入力と内部状態と
から次の時刻の内部状態と出力とを組合せ論理回路によ
り算出し、次のクロックに同期して新たな内部状態と出
力値とを更新する。

【０００４】この同期型論理回路に供給されるクロック
信号は、周波数が安定していて、位相が揃っていること
が望まれる。なぜならば、更新を完了する前にクロック
周期が到達したり、クロック信号が遅れたために次の値
の算出が間に合わなかったりすると、本来、期待してい
る内部状態と出力値とを得ることができずに、システム
が不安定となるためである。

【０００５】安定した周波数は、水晶発振器を用いるこ
とで容易に実現できるが、位相はクロック分配素子の遅
延ばらつきや、配線遅延のばらつきにより変動する。ク
ロック信号の位相の変動は、「クロックスキュー」と呼
ばれる。論理回路を安定、かつ高速に動作させるために
は、このクロックスキューを最小限に抑えると共に、ク
ロックスキューを見込んだ余裕のある回路設計が必須で
ある。

【０００６】クロック分配素子による遅延が大きかった
従来では、動作周波数も十分低く、配線遅延のばらつき
よりも素子遅延のばらつきの方が大きいので、駆動能力
の大きな増幅器（バッファ）を用いて、一つの配線でク
ロック信号を分配する一括駆動方式が採用されていた。
なぜならば、一括駆動方法は、一つのバッファで駆動す
ることにより、素子のばらつきに影響されず、またクロ
ック信号用の配線が１本で良いという簡便さがあるため
である。

【０００７】また、クロック信号用の配線では配線遅延
が発生するが、電気信号が光速（厳密には周囲の誘電率
の影響により光速の１／２〜１／３程度）で伝播するた
め、低い動作周波数では問題とならなかった。

【０００８】たとえば、信号の伝播速度を光速の１／３
（約１０ｎｓｅｃ／ｍ）として、クロックの配線長を５
０ｃｍとすると、駆動バッファの近傍と遠端では５ｎｓ
ｅｃのばらつきを生じるが、周波数１０ＭＨｚ（クロッ
ク周期１００ｎｓｅｃ）のシステムでは５％のばらつき
であり、遅延を見込んだ余裕のある設計が可能であっ
た。

【０００９】一方、信頼性が求められるフォールト・ト
レラント計算機のクロック信号については、障害が発生
した場合に備えて発振器を多重化する方法が採用されて
いる。ここで、３枚のプロセッサボードを使用して多数
決方式によりフォールトレラントを実現している計算機
のクロックの分配方法（T.B.Smith,’High Performance
Fault Tolerant Real Time Computer Architecture
’,Digest of the 16thInternational Symposium on F
ault Tolerant Computing Systems,Vienna,Austria,pp.
14-19,July 1986)を説明する。各プロセッサボード上に
発振器を用意して、３個の発振器が作ったクロックから
多数決回路と同期回路を使用して同期用のクロック信号
を３箇所で各々作成する。この３本の同期用のクロック
信号を各プロセッサボード上で多数決を取り、クロック
信号と同期を取って各基板で使用するクロック信号を得
ている。この方法では基板間のクロックスキューをなく
してフォールトトレラントの機能を実現しているが、ク
ロックボードと同期用のクロック信号を作成する基板間
の接続本数が増加し、クロック信号の同期と多数決を行
なうための回路を各プロセッサ基板上に実装する必要が
ある。

【００１０】また、近年では、素子の微細化が進み、素
子の遅延が短くなり、動作周波数が高速になってきてい
る。これに伴い、素子遅延のばらつきの絶対値は小さく
なり、配線による遅延のクロック周期に占める割合が急
激に増加している。

【００１１】そこで、最近、分配するクロックのバラツ
キを小さくするために、２本のクロック信号を使用する
方法も用いられてきている。クロックを７個の素子に分
配する例を図４および図５を参照して説明する。

【００１２】図４に示すように、クロック入力部には２
つの波形変換器１０５，１０６があり、方形波から三角
波への変換を行なって、正相伝送路１０４と逆相伝送路
１０３とのそれぞれに供給する。正相伝送路１０４と逆
相伝送路１０３とは近接して配線されており、電気的に
も同じ長さ（同じ遅延時間）となっている。

【００１３】伝送路を伝播する三角波は伝送距離に伴っ
て位相が遅れて来る。正相信号と逆相信号は各々逆方向
に伝送されているので、Ａ地点（差動増幅器１１３の設
置箇所）と比較すると、Ｂ地点（差動増幅器１１４の設
置箇所）では正相信号が遅れているが、逆相信号は進ん
でいる。両者は同じ距離だけ伝播しているので、遅れが
打ち消しあって、波形の交点はどの地点においても同じ
位相となる。したがって、この交点を各々の地点の差動
増幅器（コンパレータ）１１３〜１１９で検出すること
で、図５に示したように、位相の揃ったクロック信号を
各素子は得ることができる。

【００１４】逆相ＰＬＬ１０７は、入力クロック信号と
同じ周波数の信号を発生し、逆方向から伝送された逆相
伝送路の終端での交点電圧が基準電圧（Ｖ_ref ）となる
ように位相を自動調整する。Ｖ_ref は、交点電位が全て
の位置で差動増幅器の同相入力範囲に納まるように設定
する。これにより、三角波の振幅が差動増幅器の同相入
力範囲を越える場合でも実施できる。

【００１５】正相ＰＬＬ１０８は、入力信号と同じ周波
数の信号を発生し、交点の位相が入力クロック信号の位
相と一致するように自動調整する。正相ＰＬＬ１０８
は、この図４に示したクロック信号伝送回路を、入力信
号と位相の一致したクロック信号の分配を必要とするボ
ードが存在するシステムに適用する場合に用いる（シス
テム全体へのクロック分配に用いる場合には、入力信号
との位相の一致は必要なく、正相ＰＬＬ１０８は不要と
なる）。交点位相は全ての位置で一致するので、交点検
出用の差動増幅器はどこに置いても良いが、差動増幅器
の出力から正相ＰＬＬまでの遅延を最小にする為にクロ
ック入力部の近傍の信号を用いる。また、この機構は逆
相側で実施してもスキューなしクロック伝送回路の有効
性に変わりはない。

【００１６】また、逆相伝送路へ逆方向伝送を行なうに
は、クロック信号線を環状に敷設すれば良い。しかし、
バックプレーンの様に直線状のクロック信号線や反対側
の端がクロック入力部の近傍にない場合は、迂回伝送路
を設け、反対側の端まで逆相クロック信号を伝送する。
原理的に迂回伝送路は正相・逆相伝送路と別経路に設け
ても良いが、電磁誘導の観点からは、近接して設けるこ
とが望ましい。

【００１７】なお、正相・逆相の伝送路には終端抵抗を
設け、終端での反射がないように整合する。また、波形
変換器の出力インピーダンスも反射がないように伝送路
に整合する。さらに、交点検出用の差動増幅器への分岐
線路は、位相遅延と信号の乱れを最小にするために可能
な限り短くする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】フォールト・トレラン
ト計算機で使用するクロック信号において、各基板上で
発振器をもち、各々の基板上で多数決と同期を行なって
クロック信号を得る方法を採用した場合には、基板毎に
多数決／同期用の回路が必要となりクロック信号の接続
本数も増加する。また、この方法では、基板毎に多数決
回路と同期回路が必要となり、部品点数が増加し基板コ
ストと故障率が増加する。さらに、この方法では、３枚
の基板のフォールトトレラント用のクロック分配であ
り、他の基板へのクロック信号分配は別に用意しなけれ
ばならない。

【００１９】また、最近採用され始め、より多く基板へ
スキュー無しクロック信号を分配する方法として、前述
した三角波などを使用したスキュー無しクロック信号分
配方法があり、この方法を採用すれば、バックプレーン
に接続する基板間でスキューなしのクロックの分配が可
能となる。しかしながら、クロック信号の分配装置の一
部分で障害が発生すると、計算機の機能停止や誤動作の
原因となりフォールトトレラント計算機のクロックには
使用できなかった。

【００２０】このため、複数の基板間でのスキューなし
クロックの分配と、フォールトトレラント計算機用のク
ロックとを簡単に実現する方法が求められていた。この
発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、一
括駆動方式と同様の簡便さでありながら、クロックスキ
ューの発生を等長配線を用いる方式と同じ程度に止める
ことを実現する耐障害性をもったクロック分配装置を提
供することを目的とする。

【００２１】すなわち、この発明は、スキューなしクロ
ック信号の分配装置を使用して、正常動作時にはスキュ
ーなしクロック分配を行ない、クロック信号分配装置や
伝送路に障害が発生した場合には、クロック信号の速度
を遅くしてクロックを分配することで、クロック分配装
置の１箇所で障害が発生してもクロックの分配を続ける
ことのできる装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明は、所定の波形
をもつ信号を正相信号として伝送する正相伝送路と、こ
の正相伝送路に近接して並行に配線され、前記正相信号
と逆の方向に前記所定の波形をもつ信号を逆相信号とし
て伝送する逆相伝送路と、各基板に対応して設けられ、
前記正相伝送路を伝送する信号の電圧と前記逆相伝送路
を伝送する信号の電圧とを比較して、これらの電位が一
致する時点で出力を反転させる差動増幅器とを備え、前
記各基板にスキューなしのクロック信号を分配するクロ
ック信号分配装置において、基本クロック信号を発生さ
せる発振器と、この発振器が発生させた基本クロック信
号に基づいて前記所定の波形をもつ信号を発生させる波
形変換器とを有してなるクロック信号出力装置を前記正
相伝送路および逆相伝送路それぞれの一端に配置して、
いずれか一方のクロック信号出力装置に障害が発生した
ときに、他方のクロック信号出力装置が発生させる信号
によって前記各基板へのクロック信号の分配を継続する
ことを特徴とする。

【００２３】この発明によれば、所定の波形をもつ信号
を生成して伝送路に供給するクロック信号出力装置を、
正相伝送路および逆相伝送路のそれぞれに独立して設け
たため、いずれか一方のクロック信号出力装置に障害が
発生した場合であっても、他方のクロック信号出力装置
が出力する信号によって各基板へのクロック信号の分配
を継続することができ、正常時のスキューなしのクロッ
ク信号の分配と、障害発生時の耐障害性とを両立させる
ことが可能となる。なお、このクロック信号出力装置の
波形変換器が発生させる信号の波形は、たとえば三角波
や正弦波などといった、立上がりの傾きと立ち下がりの
傾きとが等しい波形であればいずれでもよい。

【００２４】また、この発明は、前記正相伝送路を伝送
する信号の電圧と前記逆相伝送路を伝送する信号の電圧
とを比較して、これらの電位が一致する時点で出力を反
転させる第１の差動増幅器と、前記正相伝送路を伝送す
る信号の電圧の電位がその中間値を上回ったとき、およ
び下回ったときに出力を反転させる第２の差動増幅器
と、前記逆相伝送路を伝送する信号の電圧の電位がその
中間値の電圧を上回ったとき、および下回ったときに出
力を反転させる第３の差動増幅器と、前記第１乃至第３
の差動増幅器が出力するクロック信号の中からいずれか
の信号を選択するセレクタとを有してなるクロック信号
受信装置を各基板に対応して設けたことを特徴とする。

【００２５】すなわち、この第１乃至第３の差動増幅器
の出力をセレクタにより選択可能とすることによって、
正相伝送路および逆相伝送路のいずれかに、なんらかの
原因で伝送すべき信号が供給されていない場合であって
も、各基板へのクロック信号の分配を継続することがで
きることとなる。

【００２６】また、この発明は、前記クロック信号出力
装置は、互いに他方の伝送路を伝送する信号の電圧を監
視して、この他方の伝送路を伝送する信号が検出されな
いときに、前記波形変換器に入力する基本クロック信号
の周波数を前記各基板間でスキューを含んだまま通信可
能な周波数まで低下させることを特徴とする。

【００２７】したがって、正相伝送路および逆相伝送路
のいずれかに、なんらかの原因で伝送すべき信号が供給
されていない場合であっても、他方のクロック信号出力
装置が、伝送路に出力する周波数を各基板間でスキュー
を含んだまま通信可能な周波数まで低下させるために、
各基板での処理動作が保証され、システムの信頼性は確
保される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は同実施形態に係るクロック
信号分配装置の概略構成を示す図である。図１に示すよ
うに、同実施形態のクロック信号分配装置は、正相伝送
路１０４および逆相伝送路１０３の２本の伝送路を有
し、正相伝送路１０４の終端には正相クロック出力装置
３０１と終端抵抗３１５とが、逆相伝送路１０３の終端
には逆相クロック出力装置３０２と終端抵抗３１４とが
それぞれ配置されている。

【００２９】また、正相クロック出力装置３０１は、基
本クロック信号用発振器３０３、分周回路３０５、セレ
クタ３０６、クロック監視装置３０８、および波形変換
器３１０を備え、逆相クロック出力装置３０２は、予備
クロック信号用発振器３０４、ディレイライン３１２、
差動増幅器３１３、セレクタ３０７、クロック監視装置
３０９、および波形変換器３１１を備えている。

【００３０】そして、正相伝送路１０４および逆相伝送
路１０３の双方からは、クロック受信装置３１６〜３２
２に対し信号線が導出されている。基本クロック信号用
発振器３０３は、スキューなしクロック伝送の基準とな
る周波数ｆＨｚの発振器である。

【００３１】予備クロック信号用発振器３０４は、なん
らかの障害が発生した場合に予備のクロック信号を出力
するための発振器であり、ここでは周波数ｆ／２Ｈｚで
あるものとする。

【００３２】分周回路３０５は、発振器３０３の周波数
を分周するための回路であり、ここでは２分周するもの
とする。セレクタ３０６，３０７は、クロック監視装置
３０８，３０９の出力にしたがってクロック信号を選択
する装置である。

【００３３】クロック監視装置３０８，３０９は、伝送
路１０３，１０４の双方のクロック信号を監視して、ク
ロックの一定時間以上の停止を検出する回路である。デ
ィレイライン３１２は、正相伝送路１０４のクロック信
号と逆相となるクロック信号を、逆相伝送路１０３に出
力するために信号の遅延時間の調整を行なう装置であ
る。

【００３４】差動増幅器３１３は、正相伝送路１０４と
Ｖ_ref １２０とを入力し、差動増幅して方形波を出力す
る。終端抵抗３１４，３１５は、伝送路の反射を防ぐた
めの抵抗である。

【００３５】クロック受信装置３１６〜３２２は、Ａ〜
Ｇの各基板に設けられ、クロック信号を受信するための
回路である。図２は同実施形態に係るクロック受信装置
の概略構成を示す図である。

【００３６】差動増幅器４０１は、正相伝送路１０４を
伝送する信号と、逆相伝送路１０３を伝送する信号とを
入力して、各基板間でスキューのないクロック信号を出
力する。また、差動増幅器４０２，４０３は、Ｖ_ref １
２０と、いずれか一方の伝送路を伝送する信号とを入力
してクロック信号を出力する。

【００３７】クロック制御装置４０４は、差動増幅器４
０１，４０２，４０３の出力を監視して、セレクタ４０
５からどの信号を出力するかを決定する。セレクタ４０
５は、クロック制御装置４０４の出力にしたがって、差
動増幅器４０１，４０２，４０３の出力の中から基板上
のクロックとして使用する信号を出力する。

【００３８】ここで、正相伝送路１０４および逆相伝送
路１０３のいずれもが正常にクロック信号を伝送してい
る場合のスキューなしクロック信号分配の動作原理につ
いて説明する。

【００３９】正相クロック出力装置３０１は、正相伝送
路１０４に正相のクロック信号（ここでは三角波とす
る）を出力するための回路であり、発振器３０３の発振
したクロック信号がセレクタ３０６で選択され、波形変
換器３１０により三角波に変換されて正相伝送路１０４
に出力される。このときのセレクタ３０６のセレクト信
号は、クロック監視装置３０８によって出力されてい
る。この正相伝送路１０４を通ってきたクロック信号
は、逆相クロック出力装置３０２で受信される。この正
相のクロック信号とＶ_ref １２０とを差動増幅器３１３
に入力し、周波数ｆＨｚの方形波を得る。そして、この
方形波をディレイライン３１２に入力し、正相のクロッ
ク信号と逆相のクロック信号が逆相伝送路１０３に出力
されるように信号を遅れさせる。ディレイライン３１２
を通過したクロック信号は、セレクタ３０７によって選
択され、波形変換器３０２により三角波に変換されて逆
相伝送路１０３に出力される。セレクタ３０７は、クロ
ック監視装置３０９の出力により決定する。このとき、
正相伝送路１０４と逆相伝送路１０３とを流れるクロッ
ク信号は、図５で示した波形と同様の波形となり、各基
板上では基板間スキューのない同期クロック信号を得る
ことができる。なお、ここでは発振器３０３と、Ａ〜Ｇ
の各基板上でのクロック信号の位相とを合わせる必要が
ないので、図４で示したＰＬＬ１０７，１０８などを使
用した位相合わせの回路は不要となる。

【００４０】次に、セレクタ３０６，３０７の出力する
値を決定するクロック監視装置３０８，３０９について
説明する。クロック監視装置３０８，３０９の内部はモ
ノステーブル・マルチバイブレータ（ＴＥＸＡＳ ＩＮ
ＳＴＲＵＭＥＮＴＳ社 ＳＮ７４Ｓ１２３，ＳＮ７４Ｓ
１２１）などの一定時間入力信号が変化しない場合に出
力が切り替わるＩＣを使用して、各々の伝送のクロック
を監視する。伝送路１０３，１０４のクロックの監視結
果と、セレクタ３０６，３０７の出力結果との関係を図
３に示す。

【００４１】図３に示されるクロック監視結果は、正相
伝送路１０４と逆相伝送路１０３とのクロック監視結果
を示すものであり、’ＯＫ’はクロック信号が検出でき
た状態、’ＮＧ’はクロック信号が検出できなかった状
態を示している。また、セレクタ出力信号は、クロック
監視回路の検出結果によりセレクタ３０６とセレクタ３
０７とで選択されるクロック信号を示している。さら
に、動作状態は、クロック監視結果とクロック伝送回路
の現在の動作状態との関係を示している。

【００４２】すなわち、クロック監視結果は、各々の伝
送路のクロック信号が検出できれば’ＯＫ’、クロック
が一定時間以上止まっていれば’ＮＧ’とし、そのとき
の各々のセレクタから出力するクロックが、どこから来
ているクロックであるかをセレクタ出力信号の欄に示さ
れ、かつ回路全体の動作状態がどのようになっているか
が示されている。

【００４３】たとえば、正常動作中に、逆相伝送路１０
３に関する部分（差動増幅器３１３、ディレイライン３
１２、セレクタ３０７、波形変換回路３１１、逆相伝送
路１０３・終端抵抗３１４）のいずれかで障害が発生し
たとする。その場合には、逆相伝送路にクロック信号が
出力されなくなる。このとき、クロック監視装置３０
８，３０９は、このクロック信号の停止を検出し、セレ
クタ３０６，３０７の出力を決定する。このとき、セレ
クタ３０６は分周回路３０５のクロック信号を出力し、
セレクタ３０７は何も出力しない。

【００４４】クロック監視装置３０８，３０９は、各々
のクロック信号を出力する伝送路と反対の伝送路のクロ
ックを監視している。まず、逆相伝送路１０３のクロッ
ク信号を監視するためのクロック監視装置３０８は、ク
ロック信号の検出をしているときには発振器３０３のク
ロックを選択する信号をセレクタ３０６に入力する。同
様に、正相伝送路１０４のクロック信号を監視するため
のクロック監視装置３０９は、クロック信号の検出をし
ているときには差動増幅器３１３の出力を選択する信号
をセレクタ３０６に入力する。このときが、正常時の動
作である。

【００４５】次に、正相伝送路１０４および逆相伝送路
１０３のいずれかで障害が発生した場合の動作原理につ
いて説明する。正常時にはスキューなしのクロックで動
作しているので、基板間の通信も容易に行なえた。しか
し、障害が発生した場合には、伝送路が１本になってい
るために、スキューなしのクロック分配はできなくなっ
てしまう。したがって、１本の伝送路を使用して分配し
たクロック信号で計算機を動作させるには、クロック周
波数を遅くする必要がある。たとえば、逆相伝送路１０
３側で障害が発生した場合には、分周回路３０５で発振
器３０３の信号を２分周したものを使用する。同様に、
正相伝送路１０４側で障害が発生した場合には、発振器
３０４のクロック信号を使用する。この発振器３０４の
周波数は予め発振器３０３の２分周した周波数の発振器
を使用する。なお、ここでは、発振器３０３の周波数を
２分周して説明しているが、計算機がスキューを含んだ
状態で動作可能な周波数であれば良いので、分周する値
は計算機の動作する最も早い周波数になるように設定す
るのが良い。

【００４６】正相伝送路１０４と逆相伝送路１０３のク
ロック信号を受信する部分は、クロック受信装置３１６
〜３２２である。このクロック受信装置３１６〜３２２
は、各々の基板上に実装されている。クロック受信装置
３１６〜３２２の内部回路は、図２に示したように、正
相伝送路１０４と逆相伝送路１０３とから２本の三角波
を受けとり、３個の差動増幅器４０１，４０２，４０３
で３種類のクロック信号を作り、セレクタ４０５で選択
したクロック信号を基板上で使用する。

【００４７】まず、差動増幅器４０１では、２本の伝送
路の三角波により基板間スキューのないクロック信号を
出力する。差動増幅器４０２，４０３ではそれぞれの伝
送路とＶ_ref により基板間でのスキューのあるクロック
信号を得る。この３本のクロック信号はクロック制御装
置４０４とセレクタ４０５とに入力される。クロック制
御装置４０４では、３本のクロック監視を行ない、選択
するクロック信号を決定する。クロックの決定の条件を
以下に示す。 （１）差動増幅器４０１のスキューなしクロック信号が
検出されているときは、このスキューなしクロックを使
用する。 （２）もし、差動増幅器４０１のスキューなしクロック
信号が検出されていない場合は、正相伝送路１０４およ
び逆相伝送路１０３のいずれかで障害が発生した場合で
ある。すなわち、クロック信号が一方しか受信できない
状態であるので、差動増幅器４０２，４０３の中のクロ
ック信号が出力されている方のクロックを選択する。

【００４８】これにより、２本の伝送路が正常にクロッ
ク信号を伝送しているときには基板間スキューのないク
ロック信号を得ることができ、伝送路で障害が発生した
場合には周波数を遅くしたクロック信号で動作を続ける
ことが可能となる。

【００４９】なお、このクロック受信装置は、基板上に
実装するときに、すべての基板で配線パターンを同じに
することが望ましい。また、ゲートアレイなどの内部に
クロック受信装置を実現して、基板上の配線をより短く
するほうが良い。これは、基板上の伝送路を短くし、接
続する負荷の量を減らすことによって正伝送路１０４お
よび逆相伝送路１０３への負荷を減らし、クロック信号
を安定させるためである。

【００５０】また、障害が発生して、伝送路が１本で動
作を行なっているときには、速やかに障害の発生した部
分を正常なモジュールに交換する必要がある。その場
合、交換時に計算機全体を止めることなくモジュールの
交換を行なわなければならない。まず、電源は正相クロ
ック出力装置３０１と逆相クロック出力装置３０２とで
全て別の電源を使う必要がある。これは、電源で障害が
発生した場合に２本の伝送線路でクロックの供給が停止
することがないようにするためである。このとき、正相
クロック出力装置３０１および終端抵抗３１４の電源
と、逆相クロック出力装置３０２および終端抵抗３１５
の電源とは別としなければならない。ただし、終端抵抗
３１４の電源は、逆相クロック出力装置３０２の電源
や、クロック受信装置３１６〜３２２の電源と同じでも
良い。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、正
相信号を伝送する正相伝送路と、正相伝送路と同一の伝
送遅延が発生する逆相伝送路を設け、各伝送路に伝送方
向が逆となるようにそれぞれ三角波などの信号を伝送さ
せて、２つの信号の電圧が一致する時点で出力を反転さ
せることでクロック信号を発生することにより、伝送路
上の何れの位置においてもクロック信号の位相が一致す
るので、伝送路上の任意の位置からクロック信号を分配
することで、一括駆動方式と同様の簡便さでありなが
ら、等長配線を用いた構成と同じ程度の低いクロックス
キューを実現することが可能となり、かつ、正常動作時
にはスキュー無しクロック分配をおこない、クロック信
号分配装置や伝送路の１箇所で障害が発生した場合に
は、クロック信号の速度を遅くして計算機を動作させる
などといった耐障害性の確保も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るクロック信号分配装置
の概略構成を示す図。

【図２】同実施形態に係るクロック受信装置の概略構成
を示す図。

【図３】同実施形態に係る伝送路のクロックの監視結果
とセレクタ３０６，３０７の出力結果との関係を示す
図。

【図４】スキューなしクロック信号伝送回路の一例を示
す図。

【図５】クロック信号伝送回路上のクロック信号の波形
を示す図。

【符号の説明】

１０３…逆相伝送路、１０４…正相伝送路、３０１…正
相クロック出力装置、３０２…逆相クロック出力装置、
３０３…基本クロック信号用発振器、３０４…予備クロ
ック信号用発振器、３０５…分周回路、３０６，３０７
…セレクタ、３０８，３０９…クロック監視装置、３１
０，３１１…波形変換器、３１２…ディレイライン、３
１３…差動増幅器、３１４，３１５…終端抵抗、３１６
〜３２２…クロック受信装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の波形をもつ信号を正相信号として
   伝送する正相伝送路と、この正相伝送路に近接して並行
   に配線され、前記正相信号と逆の方向に前記所定の波形
   をもつ信号を逆相信号として伝送する逆相伝送路と、各
   基板に対応して設けられ、前記正相伝送路を伝送する信
   号の電圧と前記逆相伝送路を伝送する信号の電圧とを比
   較して、これらの電位が一致する時点で出力を反転させ
   る差動増幅器とを備え、前記各基板にスキューなしのク
   ロック信号を分配するクロック信号分配装置において、 基本クロック信号を発生させる発振器と、この発振器が
   発生させた基本クロック信号に基づいて前記所定の波形
   をもつ信号を発生させる波形変換器とを有してなるクロ
   ック信号出力装置を前記正相伝送路および逆相伝送路そ
   れぞれの一端に配置して、いずれか一方のクロック信号
   出力装置に障害が発生したときに、他方のクロック信号
   出力装置が発生させる信号によって前記各基板へのクロ
   ック信号の分配を継続することを特徴とするクロック信
   号分配装置。
2. 【請求項２】 前記波形変換器は、三角波や正弦波など
   を含む立上がりの傾きと立ち下がりの傾きとが等しい波
   形をもつ信号を発生させることを特徴とする請求項１記
   載のクロック信号分配装置。
3. 【請求項３】 前記正相伝送路を伝送する信号の電圧と
   前記逆相伝送路を伝送する信号の電圧とを比較して、こ
   れらの電位が一致する時点で出力を反転させる第１の差
   動増幅器と、前記正相伝送路を伝送する信号の電圧の電
   位がその中間値を上回ったとき、および下回ったときに
   出力を反転させる第２の差動増幅器と、前記逆相伝送路
   を伝送する信号の電圧の電位がその中間値の電圧を上回
   ったとき、および下回ったときに出力を反転させる第３
   の差動増幅器と、前記第１乃至第３の差動増幅器が出力
   するクロック信号の中からいずれかの信号を選択するセ
   レクタとを有してなるクロック信号受信装置を各基板に
   対応して設けたことを特徴とする請求項１記載のクロッ
   ク信号分配装置。
4. 【請求項４】 前記クロック信号出力装置は、互いに他
   方の伝送路を伝送する信号の電圧を監視して、この他方
   の伝送路を伝送する信号が検出されないときに、前記波
   形変換器に入力する基本クロック信号の周波数を前記各
   基板間でスキューを含んだまま通信可能な周波数まで低
   下させることを特徴とする請求項１記載のクロック信号
   分配装置。