时钟切换方法与时钟产生装置的制作方法

文档序号:7693292阅读:173来源:国知局
专利名称:时钟切换方法与时钟产生装置的制作方法
技术领域
本发明涉及通信技术,尤其是一种时钟切换方法与时钟产生装置。
背景技术
随着计算机技术与通信技术的发展,通过在计算机系统中增加 一条辅助 通信总线,可以将计算机技术与远程通信技术相结合,实现计算机远程通信。 现有的大容量计算机远程通信设备中,通常都设计有通信总线。现有的通信
总线通常独立于计算机的输入/输出(Input/Output,以下简称I/O)总线和 存储器总线设置,用于传送和交换N+64K的低时延通讯业务,实现单板与计 算机之间的通信。
在现有的各种通信总线中,最常用的一种通信总线为计算机电话通信总 线(Computer Telephony Bus ,以下简称CT总线)。CT总线是ECTF组织定 义的一种适用于整个工业领域的独立总线,它可以保证计算机远程通信设备 中各组件之间的协调工作,为设备制造商、系统集成商与通信运营商提供了 极大的灵活性,同时降低了计算机远程通信设备成本。
外部设备互连总线工业计算机制造组织(Peripheral Component Interconnect Industrial Computer Manufacturers Group, 以下简称PCIMG)于 1994年发布的紧凑的外部设备互连总线(CompactPCI)规范采纳了 CT总线标 准,并针对该标准制定了PICMG2.5规范。根据PICMG2.5规范,CT总线采用 时分复用(Time Division Multiplex and Multiplexer,以下简称TDM)方式, CompactPCI系统中的各个模块可在4096个TDM时隙中的任一时隙中传送数 据。
10\402.乂规范定义了 一种新的板卡与CompactPCI系统结构,它具有以下特性采用欧式卡的机械尺寸,电气特性与数据传输协议与PCI总线/CT总 线相同;支持热插拔,可以在线更换单板;可扩展性较好,能根据应用的需 要配置单板的数量;支持主备用单板倒换,提高了系统的可靠性;可以采用 个人计算机领域大量生产的芯片,降低了成本。
CompactPCI系统为前后插板结构,其中,前插板用于提供通用的处理能 力,后插板通常用于提供对外接口及CT总线的TDM交换功能,例如E1/T1 接口及对应的TDM交换。如图1所示,为现有技术根据PICMG2.X规范定义, CompactPCI系统中背板总线的分布示意图。参见图l, CT总线为总线型拓朴 结构,为图l中的H.110Bus,其位于CompactPCI背板的J4连接器位置,连接在 CT总线上的单板可以利用总线进行时隙交换。
根据CT总线规范PICMG2.X,总线信号线可分为时钟及同步信号线、数 据信号线、及保留(Reserved)信号线。为了保证数据在CT总线中可靠传输, 规范定义了两组速率为8M的时钟信号CT—C8—A与CT—C8—B,以及两组速率为 8K的帧同步信号CT—FRAME—A与CT—FRAME—B,用于时钟主备切换,其中 的一组时钟作为另一组时钟的备用。根据驱动、参考时钟的不同,可以将各 板分别定义为主单板(Primary Master,以下简称PM)、备用单板(Secondary Master,以下简称SM)与从属单板(Slave,以下简称SL)。其中,主单 板、备用单板分别用于根据外部的输入参考时钟产生A、 B组时钟组,其中, 主单板产生的时钟组为主用时钟组,备用单板产生的时钟组为备用时钟组, 从属单板不产生CT总线时钟,仅引用A组或B组时钟。在CT总线上可以有多 块从属单板。如图2所示,为该CT总线时钟的一个结构示意图。其中,CLK—A 表示A组时钟信号,FRAME一A表示A组帧同步信号;CLK—B表示B组时钟信 号,FRAME—B表示B组帧同步信号;CT—D
表示该CT总线中,每一组 时钟总共有4条线路;REFCLK表示输入参考时钟信号。
为了提高CompactPCI系统的可靠性,CT总线采用主备用单板分别提供 时钟的方法来保证总线上时钟的备份。现有技术一中,主单板通过检测输入参考时钟信号来判断时钟状态,当主单板在输入参考时钟信号丟失或不规律
时,认为产生的时钟组出现故障,于是关闭A组时钟输出;备用单板与从属 单板检测不到A组时钟信号后,认为A组时钟故障,向单板软件上报A组时钟 故障信息;单板软件控制备用单板立即升为主单板,以及从属单板进行相应 的时钟切换,切换为并引用B组时钟。
在现有技术一中,由于主单板通过检测输入参考时钟信号来判断时钟状 态,而输入参考时钟信号的检测需要大约125us的时间,备用单板及从属单板 检测到A路时钟丟失时进行时钟切换,而这又需要大约600us的时间,因此在 从检测输入参考时钟信号到时钟切换这段时间内,CT总线中将无采样时钟, 单板间的TDM数据会丢失,这就导致链路异常,使建立在CT总线中的话音链 路断链,出现掉话、无法呼叫等一系列业务故障,影响了CompactPCI系统的 业务性能。
为了避免现有技术一中在时钟切换过程中导致的链路异常,现有技术二 中,当主单板检测到输入参考时钟故障时,先上报系统单板软件,由系统单 板软件通过管理通道升级备用单板为主单板,先行将备用单板与从属单板的 CT总线时钟切换到备用单板驱动的备用时钟,然后再关闭主单板驱动的CT 总线时钟,在一定程度上避免了时钟信号丢失,实现平滑切换时钟的目的。
在实现本发明的过程中,发明人发现上述现有技术二中至少存在以下问 题
现有技术二中,系统单板软件基于主单板的上报启动,这就要求主单板 自身能正常工作,若主单板的管理通道已不能正常工作,则将无法上报系统 单板软件,从而无法实现时钟切换,因此会导致业务链路彻底中断,从而中 断通信业务的正常进行。

发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是无论是CT总线的主用时钟发生故障还是主单板发生故障,均可即时进行时钟的快速切换,保证通信业务的正 常进行。
根据本发明的一个实施例,提供的一种时钟切换方法,用于时钟产生 装置,所述时钟产生装置包括主单板、备用单板、及从属单板,所述时钟切
换方法包括
-险测主单板输出的主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值;
在所述主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,所述备用单板产生并输 出备用时钟信号,所述从属单板切换为《I用所述备用时钟信号。
本发明时钟切换方法实施例中,可以检测主单板输出的主时钟信号的状 态值是否偏离预设状态值,并据此判断主时钟信号是否正常,在主时钟信号 故障时,由备用单板先行进行时钟切换,从属单板切换引用备用单板输出的 备用时钟信号,不论主单板自身能否正常工作,都可以实现时钟切换,从而 可以有效维持业务链路的正常工作,保证通信业务的正常进行。
根据本发明的另一个实施例,提供的一种时钟产生装置,包括主单板、 备用单板及从属单板,所述时钟产生装置还包括切换装置;
所述主单板用于输出主时钟信号;
所述切换装置用于检测所述主时钟信号的状态值,并比较所述主时钟信 号的状态值是否偏离预设状态值,并输出比较结果;
所述备用单板用于根据所述比较结果,在所述主时钟信号的状态值偏离 所述预设状态值时,产生并输出备用时钟信号;
所述从属单板用于根据所述比较结果,在所述主时钟信号的状态值偏离 所述预设状态值时,切换为引用所述备用时钟信号。
本发明实施例提供的时钟产生装置中,切换装置可以比较主单板输出的 主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值并输出比较结果,备用单板根据比 较结果在主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,认为主时钟信号故障或即 将故障,及时产生并输出备用时钟信号,从属单板根据比较结果,及时切换为引用备用单板输出的备用时钟信号,从而实现时钟的快速切换,不论主单 板自身能否正常工作,都可以有效维持业务链路的正常工作,保证通信业务 的正常进行。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


图1为现有技术CompactPCI系统中背板总线的分布示意图。
图2为现有技术CT总线时钟的一个结构示意图。
图3为本发明时钟切换方法实施例一的流程图。
图4为本发明时钟切换方法实施例二的流程图。
图5为本发明时钟产生装置实施例一的结构示意图。
图6为本发明时钟产生装置实施例二的结构示意图。
图7为本发明时钟产生装置实施例三的结构示意图。
图8为本发明时钟产生装置应用实施例的结构示意图。
具体实施例方式
本发明实施例中,主单板与备用单板根据不同外部参考时钟产生的输入 参考时钟信号分别产生主时钟信号与备用时钟信号。当预先设置外部输入参 考时钟和主单板正常时,CT总线中由主单板输出的主时钟信号的状态值为 预设状态值,在通信过程中,备用单板与从属单板检测主单板输出的主时钟 信号的状态值是否偏离预设状态值;在该主时钟信号的状态值偏离预设状态 值时,备用单板产生并输出备用时钟信号,从属单板切换引用备用单板输出 的备用时钟信号。在备用单板产生并输出备用时钟信号时,备用单板升为主 单板。
如图3所示,为本发明时钟切换方法实施例一的流程图,其包括以下步骤101,主单板检测到输入参考时钟故障时,将输出的主时钟信号的 状态值更改为非预设状态值。在主单板的输入参考时钟正常时,其输出的主 时钟信号的状态值为一个预设状态值。主时钟信号的状态具体可以以其电平 表示,在主单板的输入参考时钟正常时,主单板输出的主时钟信号维持在一 个固定电平。
易于思及的是,当主单板本身发生故障时,其输出的主时钟信号也会偏 离预设状态值。
步骤102,检测主单板输出的主时钟信号的状态值。
其中,所述^r测主单板输出的主时钟信号可通过一切换装置进行,而所
述切换装置可独立设置于备用单板和从属单板外部,也可以设置于备用单板 和从属单板上。
步骤103,判断主单板输出的主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值, 若偏离,执行步骤104;否则,返回执行步骤102。
步骤104,备用单板产生并输出备用时钟信号,从属单板切换引用备用 单板输出的备用时钟信号。
本发明实施例中,由切换装置检测主单板输出的主时钟信号的状态值 并据此判断主单板是否正常,在主时钟信号偏离预设值时,由备用单板先行 进行时钟切换,从属单板切换引用备用单板输出的备用时钟信号,不论主单 板自身能否正常工作,都可以实现时钟切换,从而可以有效维持业务链路 的正常工作,保证通信业务的正常进行。
如图4示,为本发明时钟切换方法实施例二流程图,其包括以下步骤
步骤201,在外部参考时钟向主单板发送输入参考时钟信号时,同时向 主单板发送用于标识该输入参考时钟是否正常工作的输入参考时钟状态标 识。
具体地,在背板为总线型连接信号线的CT总线中,保留信号线中定义 了 2根信号线,分别为J4的D列与E列的22管脚,可以通过这两根信号线中的 一根向正在接收输入参考时钟信号的主单板传输该输入参考时钟状态标 识,通过另 一根向正在接收另 一输入参考时钟信号的备用单板传输该另 一输 入参考时钟状态标识,以指示主单板、备用单板的输入参考时钟工作状态,
即其是否正常工作。利用已有的保留信号来传输输入参考时钟状态标识, 无需进行硬件改造与升级,实现方便,且成本较低。
步骤202,主单板根据接收到的输入参考时钟状态标识判断输入参考时 钟是否故障,是,则执行步骤204;否则,执行步骤203。
步骤203,主单板根据输入参考时钟信号产生主时钟信号并输出,同时, 维持主时钟信号的电平在预先设置的标识该主时钟信号正常工作的固定电 平,然后跳转执行步骤205。
步骤204,主单板根据输入参考时钟信号产生主时钟信号并输出,并在 预设时间段内保持该主时钟信号的相位与频率,同时,将主时钟信号的电平 调整为偏离所述固定电平的故障值,该故障值可以为任意的非固定电平,用 于标识输入参考时钟故障。其中的预设时间段可以根据CT总线中完成主时 钟信号与备用时钟切换的经验值确定,在该预设时间段内,应能完成主时钟 信号与备用时钟的切换,例如毫秒(ms)级,从而避免由于主单板内部时 钟保持装置的精度问题,引起时钟切换过程出现的相位与频率漂移,降低 由此引起的误码率。
由于主单板可以在输入参考时钟出现故障的预设时间段内保持主时钟 信号的相位与频率,从而保证完成主时钟信号与备用时钟的切换,实现主时 钟信号与备用时钟的平滑切换,提高了单板在外部参考时钟故障时的可用性 与可靠性,进一步有效维持TDM链路的正常工作。
另外,在该步骤204中,也可以由主单板外的时钟保持装置在所述预 设时间段内,保持主时钟信号的相位与频率。
步骤205,备用单板与从属单板接收主单板输出的主时钟信号,同时, 切换装置实时检测该主时钟信号的电平。步骤206,切换装置判断主时钟信号的电平是否为固定电平,若不是固 定电平,执行步骤207;若是固定电平否则,返回执行步骤205。
步骤207,切换装置通知备用单板产生并输出备用时钟信号,切换装置 通知从属单板由引用主单板输出的主时钟信号切换为引用备用单板输出的备 用时钟信号。在备用单板产生备用时钟信号时,备用单板升为主单板。
步骤208,从属单板由引用主单板输出的主时钟信号切换为引用备用单板 输出的备用时钟信号后,通知上层单板管理装置已完成主时钟信号与备用时 钟信号切换。
步骤209,主单板在保持主时钟信号的相位与频率的预设时间段结束时, 关闭产生主时钟信号并通知单板管理装置。
步骤210,单板管理装置将主单板降为备用单板。
进一步地,根据步骤206,切换装置在主时钟信号的电平为非固定电平 的故障值时,获知该主时钟信号发生故障或将要发生故障,若由于时钟切换, 在当前CT总线中有两组时钟信号,则在步骤207中,从属单板可以判断当 前故障的时钟是否为CT总线上主用的时钟信号,若是,则切换为引用另一 组时钟信号,否则,不执行切换操作。具体地,从属单板可以通过与单板管 理装置交互或根据自己的时钟切换记录来判断当前故障的时钟是否为CT总 线上主用的时钟信号。
本发明实施例提供的时钟产生装置包括主单板、备用单板与一个以上的 从属单板,还包括切换装置。如图5所示,为本发明时钟产生装置实施例一 的结构示意图,该实施例中包括两个从属单板。
其中,主单板用于在工作状态正常时,以预设状态值输出主时钟信号; 切换装置用于检测主单板输出的主时钟信号的状态值,以及比较主时钟信号 的状态值是否偏离预设状态值,并向备用单板与各从属单板输出比较结果; 备用单板用于根据该比较结果,在主时钟信号的状态值偏离预设状态值时, 认为主时钟信号故障或即将故障,产生并输出备用时钟信号;从属单板用于根据该比较结果,在主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,认为主时钟信 号故障或即将故障,切换为引用备用时钟信号。
请一同参照图6,主单板还可以包括第一时钟驱动单元、第一4全测单元 与第一控制单元。其中,第一时钟驱动单元用于根据输入参考时钟信号,以
预设状态值产生主时钟信号;第一检测单元用于检测输入参考时钟是否故障; 第一控制单元用于根据检测单元的检测结果,在输入参考时钟故障时,控制
时段结束时,控制第一时钟驱动单元停止产生主时钟信号。如图6所示,为 本发明时钟产生装置实施例二的结构示意图。
本实施例的时钟产生装置的备用单板可以包括第二时钟驱动单元、第二 检测单元与第二控制单元,其中,第二时钟驱动单元用于根据输入参考时钟 信号,以预设状态值产生备用时钟信号;第二检测单元用于检测输入参考时 钟是否故障;第二控制单元用于根据检测单元的检测结果,在输入参考时钟
信号,并在预设时段结束时,控制第二时钟驱动单元停止产生备用时钟信号。 另外,在本发明上述实施例的各时钟产生装置中,切换装置可以包括检 测模块与比较模块。其中,检测模块用于检测接收的主时钟信号的状态值; 比较模块用于比较主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值,并向备用单板 中的第二控制单元输出比较结果;第二控制单元还根据比较结果,在主时钟 信号的状态值偏离预设状态值时,控制第二时钟驱动单元产生并输出备用时 钟信号。
上述实施例的切换装置中,检测模块与比较模块可以是多个,分别设置 在主单板、备用单板与各从属单板中。如图7所示,为本发明时钟产生装置 实施例三的结构示意图。
另外,再参见图7,本发明实施例的时钟产生装置中还可以包括时钟保 持装置,用于根据检测单元的检测结果,在输入参考时钟故障时,在预设时段内保持主时钟信号的相位与频率。易于思及的是,主单板与备用单板也可以通过同 一个时钟保持装置保持时钟信号的相位与频率。
如图8所示,为本发明时钟产生装置一应用实施例的结构示意图。其包
含主单板、备用单板与两个从属单板,通过可编程逻辑器件(programmablelogicdevice,以下简称PLD)实现。其中,CLK—A表示主单板产生的A组时钟信号,即主时钟信号;FRAME—A表示A组帧同步信号;CLK—B表示B组时钟信号,即备用时钟信号,FRAME—B表示B组帧同步信号;CT—D
表示该CT总线中,每一组时钟总共有4条线路;CLK_STSA表示主时钟信号状态值;CLK—STSB表示备用时钟信号状态值。
本发明实施例中,由备用单板与从属单板上的切换装置的检测模块检测主单板输出的主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值并据此判断主时钟信号是否正常,在主时钟信号故障时,由备用单板先行进行时钟切换,从属单板切换引用备用单板输出的备用时钟信号。由于检测的是主单板输出的时钟信号,因此不论主单板自身能否正常工作,都可以实现及时的检测和时钟切换,从而可以有效维持业务链路的正常工作,保证通信业务的正常进行;
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种时钟切换方法,用于时钟产生装置,所述时钟产生装置包括主单板、备用单板、及从属单板,其特征在于,所述时钟切换方法包括检测主单板输出的主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值;在所述主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,所述备用单板产生并输出备用时钟信号,所述从属单板切换为引用所述备用时钟信号。
2、 根据权利要求1所述的时钟切换方法,其特征在于,还包括 所述主单板检测输入参考时钟信号;在所述输入参考时钟信号故障时,所述主单板将主时钟信号的状态值 更改为非预设状态值。
3、 根据权利要求2所述的时钟切换方法,其特征在于,还包括 在输入参考时钟故障时,在预设时段内保持所述主时钟信号的相位与频率。
4、 根据权利要求3所述的时钟切换方法,其特征在于,还包括 所述主单板在所述预设时段结束时,停止输出主时钟信号。
5、 根据权利要求1所述的时钟切换方法,其特征在于,还包括 将所述主单板降为备用单板。
6、 一种时钟产生装置,包括主单板、备用单板及从属单板,其特征在于, 所述时钟产生装置还包括切换装置;所述主单板用于输出主时钟信号;所述切换装置用于检测所述主时钟信号的状态值,并比较所述主时钟信 号的状态值是否偏离预设状态值,并输出比较结果;所述备用单板用于根据所述比较结果,在所述主时钟信号的状态值偏离 所述预设状态值时,产生并输出备用时钟信号;所述从属单板用于根据所述比较结果,在所述主时钟信号的状态值偏离 所述预设状态值时,切换为引用所述备用时钟信号。
7、 根据权利要求6所述的时钟产生装置,其特征在于,所述主单板包括 第一时钟驱动单元,用于根据输入参考时钟信号,产生主时钟信号; 第一^r测单元,用于检测输入参考时钟是否故障;第一控制单元,用于根据所述检测单元的检测结果,在所述输入参考时 钟故障时,控制所述第一时钟驱动单元在预设时段内以非预设状态值产生主 时钟信号,并在所述预设时段结束时,控制所述第一时钟驱动单元停止产生 主时钟信号。
8、 根据权利要求7所述的时钟产生装置,其特征在于,所述备用单板包括第二时钟驱动单元,用于根据输入参考时钟信号,产生备用时钟信号;第二检测单元,用于检测输入参考时钟是否故障;第二控制单元,用于根据所述检测单元的检测结果,在所述输入参考时 钟故障时,控制所述第二时钟驱动单元在预设时段内以非预设状态值产生备 用时钟信号,并在所述预设时段结束时,控制所述第二时钟驱动单元停止产 生备用时钟信号。
9、 根据权利要求8所述的时钟产生装置,其特征在于,所述切换装置包括检测模块,用于检测接收的主时钟信号的状态值;比较模块,用于比较所述主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值,并向所述备用单板中的第二控制单元输出比较结果;第二控制单元还根据所述比较结果,在所述主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,控制所述第二时钟驱动单元产生并输出备用时钟信号。
10、 根据权利要求9所述的时钟产生装置,其特征在于,所述检测模块 与所述比较模块为多个,分别设置在所述主单板、备用单板与各从属单板中。
11、 根据权利要求7至IO任意一项所述的时钟产生装置,其特征在于, 还包括时钟保持装置,用于根据所述第一检测单元的检测结果,在所述输入参 考时钟故障时,在预设时段内保持所述主时钟信号的相位与频率。
全文摘要
本发明公开了一种时钟切换方法与时钟产生装置,时钟切换方法用于时钟产生装置,所述时钟产生装置包括主单板、备用单板、及从属单板,所述时钟切换方法包括检测主单板输出的主时钟信号的状态值是否偏离预设状态值;在所述主时钟信号的状态值偏离预设状态值时,所述备用单板产生并输出备用时钟信号,所述从属单板切换为引用所述备用时钟信号。本实施例在主时钟信号故障时,可以实现时钟的快速切换,从而可以有效维持业务链路的正常工作,保证通信业务的正常进行。
文档编号H04L12/24GK101547053SQ20081010299
公开日2009年9月30日 申请日期2008年3月28日 优先权日2008年3月28日
发明者楠 张, 辉 杨, 平 黄 申请人:华为技术有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1