[发明专利]时钟校准和切换的装置和方法

说明书

发明的技术背景

本发明总的说来涉及定时电路领域。更确切地说，本发明涉及时钟校准和切换的装置和方法。

发明背景

在同步电路应用中，时钟信号是极其重要的。特别是，电信交换系统需要可靠的定时信号，以正确运行和无差错发送的数字数据信号。为了避免因为时钟丢失和帧丢失之类的差错所引起的故障，以及为了便于系统故障诊断和测试，可以提供冗余定时信号。采用冗余定时信号，系统可以在检测到现用定时信号有差错状态时，用备份定时信号运行。技术人员还可以手工切换定时信号，以便进行系统诊断、维护和/或修理。在传送高速数据的电信系统中，即使一位误码也是不能允许的。可以看到，为了从一个现用时钟信号切换到其他时钟信号，时钟信号必须在频率和相位上完全同步，以避免数据传送中产生误码。

因此，使电路在两个或更多个定时信号之间进行精密的相位校准和切换的需要日益增大。另外，这种电路还必须补偿电路运行时温度变化的影响。

发明概述

按照本发明提供的时钟校准和切换的装置和方法，消除或大体减小了不具备这种能力的系统的缺点。

本发明的一个方面是，电路包括一参考时钟选择和切换电路，用来将一个冗余定时信号指定为现用的，而另其他冗余定时信号为非现用的。分别将现用定时信号和非现用定时信号提供给使定时信号产生了可由程序设定的延迟量的第一延迟路径。一相位检测器与第一延迟路径和第二延迟路径连接，接收延迟了的现用和非现用输出定时信号，并产生表示其间相位关系的状态信号。控制器与相位检测器连接，用来控制第一延迟路径和第二延迟路径的延迟值，从而根据状态信号进行定时信号的相位校准。

本发明的另一个方面是，电信系统可以具有接收和分配冗余定时信号的多个定时子系统。提供的电路在发生故障或在接收到指令时，对冗余定时信号进行校准，并在冗余定时信号之间进行切换。此定时信号校准和切换电路包括一选择和切换电路，用来接收第一和第二冗余定时信号，并将冗余定时信号中的一个指定为现用的，而其他信号为非现用的，而且提供现用定时信号作为输出定时参考信号。选择和切换电路还根据检测故障或时钟切换指令，切换现用和非现用定时信号标志，并输出定时参考信号。将现用定时信号提供给具有可由程序设定延迟值的第一延迟路径，该延迟路径使该现用定时信号延迟，并产生第一输出定时信号。第二延迟路径接收非现用冗余定时信号，并产生第二输出定时信号。该电路还包括接收非现用和现用输出定时信号，并产生表示这两个信号之间相位关系的状态信号的一个相位检测器。该电路还提供测量并补偿延迟路径上温度变化的可测影响的温度补偿。

本发明的再一个方面是，在第一和第二冗余定时信号之间进行校准和切换的方法包括首先选择第一和第二定时信号中的一个作为现用定时信号，而另一个作为非现用定时信号，并提供现用定时信号作为输出定时基准。其次，它检测现用和非现用定时信号之间的相位关系，并递增非现用定时信号的时延，直到非现用定时信号在相位上与现用定时信号对齐为止。该电路还根据现用定时信号中的差错和某一时钟切换指令，切换现用和非现用定时信号，并输出定时参考信号。

附图简述

参照附图，可以更好地理解本发明。其中，

图1是综合的交叉连接交换系统中定时信号分配的简化方框图；

图2是本发明一种实施例的最上级框图；

图3是现用时钟多路复用器和主相位检测器的方框图；

图4是延迟路径一个实施例的方框图；

图5是粗延迟级一个实施例的更详细方框图；

图6是中延迟级一个实施例的更详细方框图；

图7是细延迟级一个实施例的更详细方框图；

图8是温度补偿电路一个实施例的简化方框图；

图9是温度补偿电路一个实施例的更详细方框图；

图10是时钟校准过程一个实施例的最上级简化流程图；

图11A和11B是时钟校准电路非用定主部分运行的实施例的流程图；

图12是时钟校准电路非现用从属部分运行实施例的流程图；

图13是时钟校准电路现用部分环绕运行实施例的流程图；

图14是温度补偿过程实施例的流程图；

图15是温度补偿电路的时钟周期测量过程实施例的流程图；

图16是粗-细延迟比测量过程实施例的流程图；

图17是时钟校准电路另一个实施例的简化方框图；

图18是相位检测器实施例的方框图；

图19是相位检测器的相位处理器实施例的方框图；

图20是温度补偿控制过程实施例的流程图；

图21是温度传感过程实施例的流程图；

图22是温度比计算过程实施例的流程图。