TW201642133A - 時脈診斷裝置及時脈診斷方法 - Google Patents

時脈診斷裝置及時脈診斷方法 Download PDF

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Abstract

時脈診斷裝置(100)，藉由軟體以一定之間隔來取得重複之時脈值。時脈診斷部(103)，從藉由軟體所取得之時脈值之中，在取得之時序上，和藉由軟體之時脈值之取得時產生之抖動(Jitter)相比，選擇具有足夠大之規定時間之差距之2個時脈值。又，時脈診斷部(103)，算出所選擇之2個時脈值之差。

Description

時脈診斷裝置及時脈診斷方法
本發明係有關於時脈之故障診斷。
關於時脈之故障診斷，例如有在專利文件1上公開之技術。在專利文件1中，藉由解析2個時脈之時脈值，來執行時脈之故障診斷。
[先行技術文件] [專利文件]
[專利文件1]日本特開2013-156732號公報
在時脈之故障診斷上，有藉由軟體來取得時脈值之方式。在藉由軟體取得時脈值之時，於時脈值之取得處理上所需要之時間(以下，稱作時脈值取得處理時間)，產生抖動(擺動)。
例如，對軟體有中斷之時，因中斷之延遲，造成時脈值取得處理時間變長。
一般而言，在時脈之故障診斷上所需求之精度，為數百ppm(ppm：10-6)。
這意味著有必要測出所謂的「對於1秒，是否移位了0.1毫秒」。
當藉由軟體之時脈值之取得時，於時脈值取得處理時間，有產生微秒等級或是毫秒等級之擺動之情況。
如此地，在藉由軟體取得時脈值之方式上，時脈之故障診斷之精度受到抖動之影響變大，所以為了正確測出時脈之故障，有必要抑制抖動造成的影響。
本發明，係有鑑於這樣的情況之發明，其主要目的，在於藉由軟體取得時脈值之時脈之故障診斷上，抑制於取得時脈值之際產生之抖動之影響。
有關本發明之時脈診斷裝置，係藉由軟體以一定間隔來取得重複之時脈值之時脈診斷裝置，具有：選擇部，從藉由上述軟體所取得之時脈值中，在取得時序上，和藉由上述軟體之時脈值之取得之際產生之抖動相比，選擇具有足夠大之規定時間之差距之2個時脈值；以及演算部，算出藉由上述選擇部所選擇之2個時脈值之差。
根據本發明，因為使用和抖動相比有足夠大之規定時間分開之2個時脈值。所以在時脈之故障診斷上，能夠抑制抖動之影響。
100‧‧‧時脈診斷裝置
101‧‧‧時脈值取得部
102‧‧‧時脈值儲存部
103‧‧‧時脈診斷部
104‧‧‧計時器1
105‧‧‧計時器2
[第1圖]係表示有關於第一實施例之時脈值之比較範例 圖。
[第2圖]係表示有關於第一實施例之時脈診斷裝置之構造範例圖。
[第3圖]係表示有關於第一實施例之時脈診斷裝置之動作範例之流程圖。
[第一實施例] ***故障診斷之概要***。
在本實施例，說明即使在藉由軟體取得時脈值之際產生抖動，亦能正確測出時脈之故障之時脈診斷裝置。
在本實施例之時脈診斷裝置，和時脈值取得之際產生之抖動相比，設定足夠大之時間為規定時間。
然後，時脈診斷裝置，藉由軟體以一定之間隔來取得重複之2個時脈之時脈值。
又，時脈診斷裝置，從藉由軟體所取得之時脈值之中，在取得之時序上，選擇具有規定時間之差距之2個時脈值。
又，時脈診斷裝置，在每個時脈，算出選擇之2個時脈值之差，並比較每個時脈之時脈值之差，以執行時脈之故障診斷。
時脈診斷裝置，在時脈間，於時脈值之差為不同之情況下，即判定為2個時脈中之任一個時脈為故障。
例如，在時脈值取得處理時間之抖動平均為1微秒時，如以10毫秒間隔取得時脈值之差，則1微秒之抖動之影響變大，而無法滿足數百ppm之精度。
另一方面，在以1秒間隔取得時脈值之差之情況下，1 微秒之抖動被吸收掉，而能滿足數百ppm之精度。
如此地，在本實施例，將取得時脈值之際所產生之抖動相比有足夠大之間隔，稱作規定時間，並於時脈之故障診斷上，使用在藉由軟體所取得之時序上，具有規定時間之差距之2個時脈值。
規定時間，例如為抖動之100倍以上之時間。
第1圖，表示有關於本實施例之時脈診斷裝置之動作概要。
在第1圖，時脈診斷裝置，表示從時脈1(標註為CLK1)和時脈2(標註為CLK2)所週期性地取得之時脈值之中，在取得之時序上，選擇具有規定時間之差異之2個時脈值，並取得所選擇之2個時脈值之差之動作。
時脈值之取得週期，係從CLK1及CLK2取得時脈值之週期。
在第1圖，在T0~T10之11次，從CLK1及CLK2取得時脈值。
在時脈值取得週期T0，從CLK1取得之時脈值為100，從CLK2取得之時脈值為100。
在時脈值取得週期T1，從CLK1取得之時脈值為120，從CLK2取得之時脈值為122。
在時脈值取得週期T2，從CLK1取得之時脈值為140，從CLK2取得之時脈值為144。
即使在之後之時脈值取得週期，亦表示在各個時脈值取得週期所取得之CLK1之時脈值和CLK2之時脈值。
在第1圖之範例，規定時間相當於時脈值取得週期之5倍。
有關於本實施例之時脈診斷裝置，選擇藉由軟體所取得之時序被分離5個週期之2個時脈值。
具體而言，時脈診斷裝置，選擇在時脈值取得週期=T0所取得之CLK1之時脈值[100]和在時脈值取得週期=T5所取得之CLK1之時脈值[200]。
又，時脈診斷裝置，選擇在時脈值取得週期=T0所取得之CLK2之時脈值[100]和在時脈值取得週期=T5所取得之CLK2之時脈值[210]。
又，時脈診斷裝置，關於CLK1，取時脈值[100]和時脈值[200]之差，而關於CLK2，取時脈值[100]和時脈值[210]之差。
又，時脈診斷裝置，比較CLK1之時脈值之差：100，和CLK2之時脈值之差：110。
CLK1之差和CLK2之差如果不一致，時脈診斷裝置則判定CLK1和CLK2之任一個為故障。
關於在之後之週期，時脈診斷裝置，亦選擇如T1和T6、T2和T7、T3和T8之分開5個週期之時脈值，並執行相同之運算。
在第1圖之範例中，在各自之時脈值為100時(T=0)，CLK1和CLK2為同步，但是之後CLK2之時脈值則較早往前進。
***構造之說明***
第2圖，表示有關於本實施例之時脈診斷裝置100之構造範例。
時脈診斷裝置100，例如由CPU(Central Processing Unit) 等之處理器來實現。
時脈值取得部101，以來自在後面說明之時脈診斷部103之時脈值取得要求為基準，在每個時脈值取得週期上，使用計時器1(104)取得CLK1之時脈值，而使用計時器2(105)取得CLK2之時脈值。
計時器1(104)以及計時器2(105)，各自計測時脈值取得週期。
在時脈值取得部101之時脈值取得處理時間，如前面所述地，因中斷產生抖動。
時脈值取得部101，將取得之CLK1及CLK2之時脈值，輸出至時脈診斷部103。
時脈值儲存部102，儲存藉由時脈值取得部101所取得之CLK1及CLK2之時脈值。
更具體地說，從時脈值取得部101輸出至時脈診斷部103之CLK1及CLK2之時脈值，藉由時脈診斷部103，被寫入時脈值儲存部102。
又，時脈值儲存部102，以來自時脈診斷部103之時脈值讀出要求當基準，將儲存之CLK1及CLK2之時脈值，輸出至時脈診斷部103。
時脈診斷部103，將時脈值取得要求輸出至時脈值取得部101，並在每個時脈值取得週期上，使時脈值取得部101取得CLK1及CLK2之時脈值。
又，時脈診斷部103，在從時脈值取得部101重新取得CLK1及CLK2之時脈值之時，在從藉由時脈值取得部101取 得新的CLK1及CLK2之週期，倒退規定時間之週期上，由時脈值儲存部102讀出藉由時脈值取得部101所取得之CLK1及CLK2之時脈值。
如第1圖之範例，在規定時間為5個週期之情況下，時脈診斷部103在5個周期之前，讀出藉由時脈值取得部101所取得之CLK1之時脈值及CLK2之時脈值。
例如，如果現在之週期為T=5，時脈診斷部103，則讀出T=0之CK1及CK2之時脈值。
然後，時脈診斷部103，算出新的CLK1之時脈值，和從時脈值儲存部102讀出之CLK1之時脈值之差，又算出新的CLK1之時脈值，和從時脈值儲存部102讀出之CLK1之時脈值之差。
接著，時脈診斷部103，比較CLK1之時脈值之差與CLK2之時脈值之差。
如果CLK1之時脈值之差與CLK2之時脈值之差不同，時脈診斷部103則判定CLK1及CLK2之任一個產生故障。
又，時脈診斷部103，相當於選擇部與演算部之範例。
時脈值取得部101，如之前所述地，以軟體(程式)來實現。
又，時脈診斷部103，亦以軟體(程式)來實現。
時脈值儲存部102，例如以CPU內部之暫存器來實現。
實現時脈值取得部101以及時脈診斷部103之功能之程式，被儲存在第2圖中無圖示之記憶體中，而藉由CPU從記憶體載入實現時脈值取得部101以及時脈診斷部103之功能之 程式並執行，來實行上述時脈值取得部101以及時脈診斷部103之處理。
***動作之說明***
接著，參照第3圖之流程圖，說明有關於本實施例之時脈診斷裝置100之動作範例。
第3圖之流程圖中表示之步驟，相當於時脈診斷方法之範例。
首先，時脈診斷部103，在週期Tn，將時脈值取得要求，輸出至時脈值取得部101，並在一定之週期，使時脈值取得部101取得CLK1與CLK2之時脈值。
又，時脈診斷部103，從時脈值取得部101取得CLK1與CLK2之時脈值(S11)。
接著，時脈診斷部103，判定是否經過規定時間(S12)。
換句話說，時脈診斷部103，判定在從現在之週期(現在之週期為Tn)倒退規定時間之週期上所取得之時脈值是否被儲存至時脈值儲存部102。
如第1圖之範例，在規定時間為5個週期之情況下，時脈診斷部103，判定是否從現在之週期Tn倒退5個週期之T(n-5)之時脈值是否被儲存至時脈值儲存部102。
在S12中判定為未經過規定時間之情況下，時脈診斷部103，將以S11重新取得之時脈值儲存至時脈值儲存部102(S17)。
在S12中判定為已經過規定時間之情況下，時脈 診斷部103，輸出時脈值讀出要求，從時脈值儲存部102讀出從現在之週期倒退規定時間之週期上所取得之時脈值(S13)。
如第1圖之範例，在規定時間為5個週期之情況下，時脈診斷部103，讀出在週期T(n-5)之CLK1之時脈值及CLK2之時脈值。
接著，時脈診斷部103判定CLK1之時脈值之差與CLK2之時脈值之差是否不同(S14)。
換句話說，時脈診斷部103，對CLK1以及CLK2，各自算出以S11取得之新的時脈值，和以S13讀出之新的時脈值之差。
然後，判定CLK1的時脈值之差和CLK 2的時脈值之差是否不同。
在CLK1的時脈值之差和CLK 2的時脈值之差不同的情況下，時脈診斷部103，判定CLK1與CLK2之任一個為故障(S15)。
相反地，在CLK1的時脈值之差和CLK 2的時脈值之差為相同的情況下，時脈診斷部103，廢棄以S13讀出之時脈值(S16)，並將以S11重新取得之時脈值，儲存在時脈值儲存部102(S17)。
又如第1圖所示地，如果在藉由時脈值取得部101所取得之時序上，算出具有規定時間之差距之2個時脈值，則時脈診斷裝置100之處理流程，亦可不照第3圖之流程圖所示之流程。
***實施例之效果***
如以上所述，根據本實施例，因為使用和抖動相比有足夠大之規定時間分開之2個時脈值，所以能夠抑制抖動之影響，並高精度地執行時脈之故障診斷。
又，在本實施例，因為藉由軟體來實現時脈支故障診斷，所以並不需要診斷專用之硬體，即能抑制電路規模。
又，在本實施例，利用一般之CPU所備有之計時器之功能來執行診斷，所以有關於本實施例之診斷方法，能夠適用於各式各樣之CPU。
又，在以上之說明，說明了比較2個時脈(CLK1和CLK2)之時脈值之差，來判定時脈之故障之範例，但亦可比較3個以上之時脈之時脈值之差，來判定時脈之故障
100‧‧‧時脈診斷裝置(CPU)
101‧‧‧時脈值取得部
102‧‧‧時脈值儲存部
103‧‧‧時脈診斷部(選擇部)(演算部)
104‧‧‧計時器1
105‧‧‧計時器2

Claims (6)

  1. 一種時脈診斷裝置，藉由軟體以一定間隔來取得重複之時脈值，其包括：選擇部，從藉由上述軟體所取得之時脈值之中，在取得時序上，和藉由上述軟體之時脈值之取得時產生之抖動相比，選擇具有足夠大之規定時間之差距之2個時脈值之選擇部；以及演算部，算出藉由上述選擇部所選擇之2個時脈值之差。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的時脈診斷裝置，其中，上述時脈診斷裝置，藉由上述軟體，以一定間隔取得重複之複數之時脈之時脈值；上述選擇部，在每個時脈，於上述取得之時序上，選擇具有上述規定時間之差距之2個時脈值；上述演算部，在每個時脈，算出藉由上述選擇部所選擇之2個時脈值之差。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的時脈診斷裝置，其中上述演算部，比較所算出之每個時脈之差。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的時脈診斷裝置，其中上述選擇部，使用上述抖動之100倍以上之時間，作為上述規定時間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的時脈診斷裝置，其中，上述時脈診斷裝置，又具有時脈值儲存部，儲存藉由上述軟體所取得之時脈值；上述選擇部，在藉由上述軟體重新取得時脈值之時，從上 述新的時脈值之取得時序倒退上述規定時間之時序上，由上述時脈值儲存部讀出藉由上述軟體所取得之時脈值；選擇從上述時脈值儲存部所讀出之時脈值和上述新的時脈值，作為上述2個時脈值。
  6. 一種時脈診斷方法，藉由軟體以一定間隔來取得重複之時脈值之時脈診斷裝置，從藉由上述軟體所取得之時脈值之中，在取得時序上，和藉由軟體之時脈值之取得時產生之抖動相比，選擇具有足夠大之規定時間之差距之2個時脈值，並算出所選擇之2個時脈值之差。
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