KR100518439B1 - 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중화 클럭의 위상 동기화에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치는, 이중화된 클럭 모듈간의 위상을 비교하여 기준 주파수를 생성하는 위상 비교부와; 상기 기준주파수와 위상 동기화를 위한 비교주파수를 생성하고, 분주레지스터의 임계값을 생성하는 PLL 제어부와; 상기 PLL 제어부의 분주 레지스터의 임계값을 입력받아 상기 위상 비교기의 기준주파수와 비교주파수를 동기화 시키기 위한 제어전압을 출력하는 PLL 주파수 합성기와; 상기 PLL 주파수 합성기의 제어전압을 입력받아 시스템 클럭을 생성하는 전압제어 발진기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 같은 본 발명에 의하면, 이중화된 클럭 모듈의 위상을 동기화 시킬 수 있도록 하여 엑티브 상태인 클럭모듈에 장애 발생시에 다른 쪽 모듈에서 즉시 절체하여 클럭을 원활히 시스템에 공급할 수 있도록 하는 효과가 기대된다.

Description

이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치{Apparatus for Synchronizing Phase of duplicated Clock Module}

본 발명은 CDMA(code division multiple access) 기지국 시스템에서 이중화로 운용되는 클럭 모듈화의 위상 동기화에 관한 것으로, 특히 PLL 주파수 합성기를 이용하여 이중화 클럭의 위상을 일치시킬 수 있도록 하는 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치에 관한 것이다.

시스템에서 이중화되어 있는 클럭의 위상을 동기화 시키는 것은 각 시스템에서 활성화된 클럭모듈에 문제가 발생한 경우, 즉시 다른 쪽 정상적인 클럭모듈로 절체하여 시스템 채널카드에 원활히 클럭을 공급하도록 하여 기지국 서비스에 문제가 생기지 않도록 하는 것이다.

이를 위하여 시스템의 두개의 클럭모듈은 상호간에 클럭 위상을 동기화하고, 절체시에 그대로 다른 쪽 클럭모듈이 동작하여도 클럭의 차이가 없도록 하기 위해 위상 동기화가 요구된다.

종래에 이중화 클럭의 위상을 동기화 하기 위해서는 다음과 같은 장치를 이용하였다.

도 1은 종래의 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, GPS(global positioning system)로부터 공급받는 1PPS(Precise Positioning Service) 신호를 래치하여 1PPS가 인가되는 시점에 10MHz를 출력하도록 하여 기준 주파수를 공급하는 위상 비교부(110)와 비교하기 위한 주파수를 공급하는 PLL(phase locked loop) 제어부(120)와, 상기 위상 비교부(110)와 PLL 제어부(120)로부터 입력되는 기준주파수 및 비교 주파수의 위상이 동기화 되도록 입력전압을 조절하여 출력하는 PLL 주파수 합성기(130)와, 상기 PLL 주파수 합성기(130)에서 출력되는 입력전압을 이용하여 기준주파수와 비교 주파수의 위상 동기가 유지되도록 하면서 출력 주파수를 생성하는 전압제어 발진기(140)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 위상 비교부(110)는 GPS 신호를 공급받아 래치하여 기준주파수 공급을 제어하는 D-FF(Delay Flip-Flop)(111)과, 신호출력기(112)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성되는 위상 동기화 장치는 GPS로부터 1PPS신호가 D-FF(111)에 래치되면 신호 출력기(112)에 제어신호를 공급하여 기준주파수 PLL 주파수 합성기(130)에 인가되도록 한다.

이는 기준 주파수를 같은 시점에 인가함으로써 두 모듈간의 위상을 동기화하기 위함이다.

PLL 제어부(120)는 기준주파수와 비교할 비교 주파수를 출력하고, 구 주파수가 PLL 주파수 합성기(130)에서 전압제어 발진기(140)로 입력되는 입력전압을 조정하여 출력하면 상기 전압제어 발진기(140)에서 기준 주파수와 비교 주파수의 위상 동기가 유지되도록 하면서 출력 주파수를 생성한다.

그러나, 종래의 동기화 장치는 PLL 주파수 합성기의 분주 레지스터에 전원이 인가되는 시점에서 카운트를 시작하게 되므로, 양쪽의 모듈에 동시에 전원이 인가되지 않는 경우 기준 주파수와 분주 카운터의 값이 서로 다를 수 있어서 자기쪽 모듈로부터 받은 잠금감지 신호의 위치가 일치하지 않을 수 있다.

이러한 경우, 결과적으로 두 모듈의 출력 신호의 위상이 달라지게 되며, 이 때 이중화 절체가 발생하게 되면 채널 카드로 공급되는 시스템 클럭이 원활히 공급되지 않아 기지국 서비스에 문제가 발생할 수 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이중화된 두 클럭 모듈간에 잠금감지 신호의 위치를 일치시켜 양쪽 모듈의 위상을 동기화 시킬 수 있도록 하여 엑티브 상태인 클럭모듈에 장애 발생시에 다른쪽 모듈에서 즉시 절체하여 클럭을 원활히 시스템에 공급할 수 있도록 하는 이중화된 클럭모듈의 위상 동기화장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치는,

이중화된 클럭 모듈 중 대기중인 클럭 모듈이 동작중인 상대 클럭 모듈과 위상 동기화를 수행하는 장치에 있어서,이중화된 클럭 모듈간의 위상을 비교하여 기준 주파수를 생성하는 위상 비교부와;

상기 기준주파수와 위상 동기화를 위한 비교주파수를 생성하고, 분주레지스터의 임계값을 생성하는 PLL 제어부와;

상기 PLL 제어부의 분주 레지스터의 임계값을 입력받아 상기 위상 비교기의 기준주파수와 비교주파수를 동기화 시키기 위한 제어전압을 출력하는 PLL 주파수 합성기와;

상기 PLL 주파수 합성기의 제어전압을 입력받아 시스템 클럭을 생성하는 전압제어 발진기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 위상비교부는,

자기쪽 모듈의 PLL로부터의 자기 잠금신호와 상대방 모듈의 PLL로부터의 상대방 잠금신호의 신호 위치를 비교하여, 위치가 일치하지 않는 경우 기준 주파수의 공급을 상대방 모듈의 PLL로 부터의 상대방 잠금 신호에 따라 조절하여 기준주파수와 분주레지스터 값을 일치하게 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 이중화된 두개의 클럭 모듈간에 위상을 비교하여 기준 주파수를 생성하는 위상비교부(210)와, 상기 위상 비교부(210)의 기준 주파수를 입력받아 분주 레지스터의 값에 따라 비교주파수를 동기화 시키기 위한 제어전압을 출력하는 PLL 주파수 합성기(230)와, 상기 PLL 주파수 합성기(230)의 분주 레지스터의 임계값을 설정하고 비교 주파수를 생성하는 PLL 제어부(220)와, PLL 주파수 합성기(230)의 제어전압을 입력받아 시스템 클럭을 생성하는 클럭제어 발진기(240)를 포함하여 구성된다.상기 클럭 모듈에 대한 설명은 스탠바이 상태로 대기중인 클럭 모듈인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

상기 위상 비교부(210)는 자기쪽 클럭 모듈의 PLL로부터 받은 자기 잠금신호(OS_LD)와 상대방 클럭모듈로부터 받는 상대방 잠금신호(MS_LD)를 입력받아 위상을 비교하고, 그 위치가 일치하지 않으면 그 다음 자기잠금신호의 폴링엣지(Falling Edge)에서부터 상대방 잠금신호의 폴링엣지까지 기준주파수(OSC_IN; Reference Oscillator Input)신호의 공급을 하지 않는다.이중화된 클럭 모듈에서 두 개의 클럭 모듈 중 어느 하나는 대기 중이고, 다른 하나는 액티브로 동작하며, 액티브로 동작하는 클럭 모듈은 처음 시작에서 클럭 동기화를 수행한 이후에는 계속하여 시스템에 클럭을 공급하는 동작만을 수행한다.그리고 앞서 언급한 바와 같이 상기 도 2에 나타난 클럭 모듈은 대기 중인 클럭 모듈이므로, 자기 잠금 신호와 상대방 잠금 신호를 비교하여 상대방 잠금 신호에 맞추어 기준 주파수를 공급하도록 함으로써 현재 액티브 상태인 클럭 모듈(미도시)에 대하여 동일한 위상을 가질 수 있도록 기준 주파수를 교정할 수 있다.

상기와 같이 기준주파수의 공급을 제어하면, PLL 주파수 합성기(230)에서 기준주파수와 분주 레지스터 값이 일치하게 되어 두 모듈간에 자기잠금신호의 위상이 동기화되는 효과가 나타난다.

따라서, 이에 따른 제어전압을 상기 PLL 주파수 합성기(230)에서 출력하면, 전압제어 발진기(240)는 출력신호(VCXO_CLK), 즉 시스템 클럭을 위상이 동기화되게 출력하는 것이다.

단, 상기와 같은 위상 동기화장치의 동작은 두개의 클럭 모듈 중에서 대기 중이던 스탠바이 모듈에서 처리하여 언제라도 엑티브 모듈이 고장났을 경우 시스템에 클럭을 공급할 수 있도록 대기하는 것이다.

따라서, 엑티브 모듈의 경우는 처음 동기화한 후의 기준 주파수를 계속하여 시스템에 공급하는 동작만을 한다.

상기 잠금신호는 도 3과 같은 연결모습을 보인다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 신호 연결모습을 나타낸 블록도이다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 두개의 모듈(A, B)에서 자기 잠금신호와 상대방 잠금신호를 교차되게 연결하여 언제라도 다른한쪽의 고장발생시 대기모듈이 동작할 수 있도록 한다.

또한, 상기 PLL 제어부(220)는 PLL 주파수 합성기(230)의 분주 레지스터 값을 설정해 주고, 전압제어 발진기(240)의 출력신호룰 분주하여 비교주파수 F_IN(Frequency Input) 신호를 생성하여 PLL 주파수 합성기(230)에 공급한다.

그리고, PLL 주파수 합성기(230)에서 기준 주파수와 비교주파수를 동기화하기 위해 상기 전압제어 발진기의 입력전압을 조절하는 제어전압신호(PD_OUT; Phase Detector Output)생성하면, 이를 공급받은 전압제어 발진기에서 출력전압의 위상을 조절하여 그 출력인 VCXO_CLK를 생성하는 것이다.

이때, 상기 VCXO_CLK와 GPS 로부터 수신되는 1PPS를 이용하여 실제적으로 채널에 필요한 PP2S(Pulse Per Two Second)와 시스템 클럭을 생성하는 것이다.

또한, 두개의 모듈간의 위상이 이미 동기화 되었으므로, 한쪽 모듈의 고장발생시의 절체가 안정적으로 가능하게 되어 이중화된 시스템이 실현된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치는, 이중화된 두 클럭 모듈간에 잠금신호의 위치를 일치시킴으로써 양쪽 모듈의 위상을 동기화함으로써 이중화 클럭이 절체시에 안정적인 절체가 가능하도록 하여 시스템에 공급되는 클럭에 문제가 발생하는 것을 방지하여 기지국의 서비스가 끊기지 않고 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치의 신호 연결모습을 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분의 간단한 설명>

110, 210 : 위상 비교부 120, 220 : PLL 제어부

130, 230 : PLL 주파수 합성기 140, 240 : 전압제어 발진기

Claims (2)

1. 이중화된 클럭 모듈 중 대기중인 클럭 모듈이 동작중인 상대 클럭 모듈과 위상 동기화를 수행하는 장치에 있어서,

   이중화된 클럭 모듈간의 위상을 비교하여 기준 주파수를 생성하는 위상 비교부와;

   상기 기준주파수와 위상 동기화를 위한 비교주파수를 생성하고, 분주레지스터의 임계값을 생성하는 PLL 제어부와;

   상기 PLL 제어부의 분주 레지스터의 임계값을 입력받아 상기 위상 비교기의 기준주파수와 비교주파수를 동기화 시키기 위한 제어전압을 출력하는 PLL 주파수 합성기와;

   상기 PLL 주파수 합성기의 제어전압을 입력받아 시스템 클럭을 생성하는 전압제어 발진기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 위상비교부는,

   자기쪽 모듈의 PLL로부터의 자기 잠금신호와 상대방 모듈의 PLL로부터의 상대방 잠금신호의 신호 위치를 비교하여, 위치가 일치하지 않는 경우 기준 주파수의 공급을 상대방 모듈의 PLL로 부터의 상대방 잠금 신호에 따라 조절하여 기준주파수와 분주레지스터 값을 일치하게 하는 것을 특징으로 하는 이중화된 클럭 모듈의 위상 동기화 장치.