一种时钟无损切换系统的制作方法

文档序号:16493562发布日期:2019-01-04 23:39阅读:223来源:国知局
一种时钟无损切换系统的制作方法

本申请涉及时钟控制技术领域,尤其涉及一种时钟无损切换系统。



背景技术:

随着电信网络从电路交换网络到分组交换网络的不断演进,同步以太网被越来越多地引入在无线基站回程中。考虑到蜂窝网络基站对于同步的要求,同步以太网必须能够实现频率的同步传输,支持参考时钟无损切换功能并满足严格的故障保持性能,这就要求时钟电路具有时钟无损切换系统。

目前现有的时钟无损切换系统是根据参考时钟进行跟踪同步,输出同步时钟和相位。其中,跟踪是指实时测量本地时钟和参考时钟的变化而动态调整本地时钟,使得本地时钟始终和参考时钟保持一致;同步是指将本地时钟的时钟频率调整到和参考时钟一样的时钟频率。

然而,本申请的申请人发现,目前现有的时钟无损切换系统至少存在如下问题:

当参考时钟(也称主参考时钟)发生异常或信号丢失时,本地时钟将跟踪并同步至另一个辅助参考时钟。而如果两个参考时钟(主参考时钟和辅助参考时钟)之间存在相位偏差,那么在切换的时刻输出会存在相位的抖动(TIE),而衡量时钟设备的一个非常重要的指标就是输出相位的抖动。过大的相位抖动将不能通过标准的测试,严重影响通信网络的稳定性。

另外,现有的时钟无损切换系统利用锁相环(PLL,Phase Locked Loop)同步参考时钟相位信息。且,在检测到主参考时钟发生异常时,本地时钟将同步到一个辅助参考时钟,再通过一个锁相环进行时钟补偿相位差后输出。因此现有的时钟无损切换系统至少需要3个以上的锁相环(其中2个锁相环用于参考时钟相位同步,1个锁相环用于输出时钟相位调整),这无疑加大了系统的面积、功耗和复杂程度。



技术实现要素:

有鉴于此,本申请提供一种时钟无损切换系统,以解决现有的时钟无损切换系统存在相位抖动以及需要设置多个锁相环导致系统的面积、功耗和复杂程度增加的问题。技术方案如下:

本申请提供一种时钟无损切换系统,包括:

鉴相器组;所述鉴相器组包括至少一个鉴相器,每个鉴相器分别接收一组参考时钟并对其接收到的一组参考时钟进行处理后得到一相位差,所述一组参考时钟包括主参考时钟和辅助参考时钟,各个鉴相器间接收的一组参考时钟中的主参考时钟相同,辅助参考时钟不同;

与所述鉴相器组连接,用于依据接收到的所述鉴相器组中每个鉴相器发送的相位差和辅助参考时钟,分别得到一相位补偿后的候选参考时钟的补偿单元组;其中所述补偿单元组包括至少一个补偿单元;

与所述补偿单元组连接,用于接收所述补偿单元组发送的至少一个候选参考时钟,并在确定所述主参考时钟正常时,选择接收到的所述主参考时钟作为目标参考时钟,在确定所述主参考时钟异常或丢失时,从接收到的至少一个候选参考时钟中选择其中一个作为目标参考时钟,将所选择的目标参考时钟发送至锁相环的信号选择器;

与所述信号选择器连接,用于对接收到的目标参考时钟进行环路控制的锁相环。

可选地,所述鉴相器组包括一个鉴相器,所述补偿单元组包括一个补偿单元,所述鉴相器与所述补偿单元连接。

可选地,所述鉴相器组包括至少两个鉴相器,所述补偿单元组包括一个补偿单元,各个鉴相器分别与所述补偿单元连接。

可选地,所述鉴相器组包括至少两个鉴相器,所述补偿单元组包括至少两个补偿单元,所述鉴相器的个数与所述补偿单元的个数相同,其中鉴相器与补偿单元一一对应连接。

可选地,所述鉴相器组包括至少两个鉴相器,所述补偿单元组包括至少两个补偿单元,且所述鉴相器的个数大于所述补偿单元的个数,其中一个补偿单元连接至少一个鉴相器,一个鉴相器只连接一个补偿单元。

可选地,所述鉴相器组包括至少一个鉴相器,所述补偿单元组包括至少两个补偿单元,且所述鉴相器的个数小于所述补偿单元的个数,其中一个鉴相器只连接一个补偿单元。

可选地,所述补偿单元组中的各补偿单元用于接收所述主参考时钟;

各补偿单元在判断所述主参考时钟正常时,不执行相位补偿,在判断所述主参考时钟异常或丢失时,再依据接收到的所述鉴相器组发送的相位差和辅助参考时钟,得到一相位补偿后的候选参考时钟。

本申请提供的时钟无损切换系统中,通过鉴相器组中的各个鉴相器分别接收一组参考时钟并对其接收到的一组参考时钟进行处理后得到一相位差,进而通过补偿单元组依据每个鉴相器发送的相位差和辅助参考时钟分别得到一相位补偿后的候选参考时钟,该过程将相位差与辅助参考时钟进行累加补偿,即可形成无损切换。当确定输入的主参考时钟异常或丢失,需要切换主参考时钟时,信号选择器从接收到的至少一个候选参考时钟中选择其中一个作为目标参考时钟,并将所选择的目标参考时钟发送至锁相环,最后通过锁相环进一步进行平滑处理,最终生成稳定时钟信号,保证了相位的稳定性,从而保证了时钟信号的稳定输出,保证了时钟设备性能的稳定性。

此外,本申请不需要使用锁相环同步参考时钟的信息,本申请提供的时钟无损切换系统中仅使用一个锁相环进行输出时钟相位调整即可,相比于现有时钟无损切换系统需要设置至少3个锁相环,本申请减小了系统的面积、降低了系统功耗和复杂程度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图2为本申请提供的另一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图3为本申请提供的再一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图4为本申请提供的再一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图5为本申请提供的再一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图6为本申请提供的再一种时钟无损切换系统的结构示意图;

图7为本申请提供的再一种时钟无损切换系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请提供的时钟无损切换系统的主要设计思想之一包括但不限于:

如图1所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。

其中鉴相器组100与补偿单元组200连接,鉴相器组100包括至少一个鉴相器,每个鉴相器分别接收一组参考时钟并对其接收到的一组参考时钟进行处理后得到一相位差,所述一组参考时钟包括主参考时钟和辅助参考时钟,各个鉴相器间接收的一组参考时钟中的主参考时钟相同,辅助参考时钟不同。本申请中,鉴相器组100中的每个鉴相器得到一相位差后,将其得到的相位差发送至补偿单元组200。

补偿单元组200包括至少一个补偿单元,补偿单元组200中的补偿单元具体用于将鉴相器发送的相位差与辅助参考时钟的相位进行累加后得到一相位补偿后的候选参考时钟,由此形成无损切换。

信号选择器300用于接收主参考时钟,同时与补偿单元组200连接,用于接收补偿单元组200发送的至少一个候选参考时钟。

本申请中,当主参考时钟正常时,信号选择器300选择接收到的主参考时钟作为目标参考时钟;当主参考时钟异常或丢失时,需要切换主参考时钟,由此信号选择器300从接收到的补偿单元组200发送的至少一个候选参考时钟中选择其中一个作为目标参考时钟,并将所选择的目标参考时钟发送至锁相环400。

锁相环400与信号选择器300连接,用于对接收到的目标参考时钟进行环路控制。

本申请提供的时钟无损切换系统中,通过鉴相器组100中的各个鉴相器分别接收一组参考时钟并对其接收到的一组参考时钟进行处理后得到一相位差,进而通过补偿单元组200依据每个鉴相器发送的相位差和辅助参考时钟分别得到一相位补偿后的候选参考时钟,该过程将相位差与辅助参考时钟进行累加补偿,即可形成无损切换。

当确定输入的主参考时钟正常时,信号选择器300选择接收到的所述主参考时钟作为目标参考时钟;当确定输入的主参考时钟异常或丢失时,确定需要切换主参考时钟,此时信号选择器300从接收到的至少一个候选参考时钟中选择其中一个作为目标参考时钟。信号选择器300将选择的目标参考时钟(目标参考时钟为主参考时钟或从补偿单元组200发送的至少一个候选参考时钟中选择的一个)发送至锁相环400,最后通过锁相环400进行环路控制,最终生成稳定时钟信号,保证了相位的稳定性,从而保证了时钟信号的稳定输出,保证了时钟设备性能的稳定性。

此外,本申请不需要使用锁相环同步参考时钟的信息,本申请提供的时钟无损切换系统中仅使用一个锁相环进行输出时钟相位调整即可,相比于现有时钟无损切换系统需要设置至少3个锁相环,本申请减小了系统的面积、降低了系统功耗和复杂程度。

为了便于对本申请提供的时钟无损切换系统更清楚地理解,下面申请人将以举例的方式对本申请提供的时钟无损切换系统进行更为详细的描述。

实施例一

如图2所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。具体在本申请实施例中,鉴相器组100只包括一个鉴相器110,补偿单元组200只包括一个补偿单元210,该鉴相器110与补偿单元210连接。

本申请实施例中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2输入到鉴相器110中,鉴相器110接收到该一组参考时钟后,鉴相器110对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2的相位差F0。

补偿单元210接收鉴相器110发送的相位差F0和辅助参考时钟Clk2,将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到并输出一候选参考时钟Clk3,由此补偿单元210完成了无损时钟切换的过程。

在本申请实际应用过程中,信号选择器(MUX,multiplexer)300接收到主参考时钟Clk1以及补偿单元210发送的候选参考时钟Clk3。

当主参考时钟Clk1正常的情况下,信号选择器300从接收到的主参考时钟Clk1和候选参考时钟Clk3中选择主参考时钟Clk1作为目标参考时钟Clk4,并将该选择的目标参考时钟Clk4输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制,并最终产生时钟信号Clk。

当主参考时钟Clk1出现异常或丢失时,主参考时钟Clk1需要切换到辅助参考时钟Clk2,信号选择器300对由补偿单元210将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到输出的候选参考时钟信号Clk3经过处理后确定为目标参考时钟Clk4,并将该目标参考时钟Clk4输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制。锁相环400进一步将目标参考时钟Clk4进行平滑处理,最后输出时钟信号Clk,保证了输出的时钟信号Clk的稳定性。

实施例二

如图3所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。具体在本申请实施例中,鉴相器组100包括至少两个鉴相器,补偿单元组200只包括一个补偿单元210,各个鉴相器分别与该补偿单元210连接。

以图3所示为例,鉴相器组100包括3个鉴相器,分别为鉴相器110、鉴相器120和鉴相器130,且鉴相器110、鉴相器120和鉴相器130均与该补偿单元210连接。

其中主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2输入到鉴相器110中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3输入到鉴相器120中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4输入到鉴相器130中。

鉴相器110接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2的相位差F0。鉴相器120接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3的相位差F1。鉴相器130接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4的相位差F2。该相位差F0、相位差F1、相位差F2均发送至补偿单元210。

补偿单元210接收鉴相器110发送的相位差F0和辅助参考时钟Clk2,将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到并输出一候选参考时钟Clk5-1,补偿单元210接收鉴相器120发送的相位差F1和辅助参考时钟Clk3,将相位差F1与辅助参考时钟Clk3的相位进行累加后得到并输出一候选参考时钟Clk5-2,补偿单元210接收鉴相器130发送的相位差F2和辅助参考时钟Clk4,将相位差F2与辅助参考时钟Clk4的相位进行累加后得到并输出一候选参考时钟Clk5-3,补偿单元210基于得到的候选参考时钟Clk5-1、Clk5-2、Clk5-3从中选择任意一个作为候选参考时钟Clk5进行输出。该过程中,补偿单元210完成了无损时钟切换。

优选地,本申请中补偿单元210基于得到的候选参考时钟Clk5-1、Clk5-2、Clk5-3从中选择一个作为候选参考时钟Clk5的选择方法可以包括:按照提前配置好的参考时钟优先级进行选择,例如候选参考时钟Clk5-1的优先级大于候选参考时钟Clk5-2的优先级、候选参考时钟Clk5-2的优先级大于候选参考时钟Clk5-3的优先级,本申请选择参考时钟优先级最大的候选参考时钟Clk5-1作为最终的候选参考时钟Clk5。当然本申请也支持从候选参考时钟Clk5-1、Clk5-2、Clk5-3中随机任意选择一个候选参考时钟作为最终的候选参考时钟Clk5。

信号选择器300接收到主参考时钟Clk1以及补偿单元210发送的候选参考时钟Clk5。

当主参考时钟Clk1正常的情况下,信号选择器300从接收到的主参考时钟Clk1和候选参考时钟Clk5中选择主参考时钟Clk1作为目标参考时钟Clk6,并将该选择的目标参考时钟Clk6输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制,并最终产生时钟信号Clk。

当主参考时钟Clk1出现异常或丢失时,主参考时钟Clk1需要切换到辅助参考时钟Clk2、Clk3或Clk4,信号选择器300对接收到的补偿单元210发送的候选参考时钟Clk5经过处理后确定为目标参考时钟Clk6,并将该目标参考时钟Clk6输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制。锁相环400进一步将目标参考时钟Clk6进行平滑处理,最后输出时钟信号Clk,保证了输出的时钟信号Clk的稳定性。

实施例三

如图4所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。具体在本申请实施例中,鉴相器组100包括至少两个鉴相器,补偿单元组200包括至少两个补偿单元,且鉴相器的个数与补偿单元的个数相同,其中鉴相器与补偿单元一一对应连接。

以图4所示为例,鉴相器组100包括3个鉴相器,分别为鉴相器110、鉴相器120和鉴相器130,补偿单元组200包括3个补偿单元,分别为补偿单元210、补偿单元220和补偿单元230,且鉴相器110与补偿单元210连接,鉴相器120与补偿单元220连接,鉴相器130与补偿单元230连接。

本申请实施例中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2输入到鉴相器110中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3输入到鉴相器120中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4输入到鉴相器130中。

鉴相器110接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2的相位差F0。鉴相器120接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3的相位差F1。鉴相器130接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4的相位差F2。

鉴相器110将得到的相位差F0输入至补偿单元210,鉴相器120将得到的相位差F1输入至补偿单元220,鉴相器130将得到的相位差F2输入至补偿单元230。

补偿单元210接收到鉴相器110发送的相位差F0和辅助参考时钟Clk2后,将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk5,并将该候选参考时钟Clk5输入至信号选择器300。

补偿单元220接收到鉴相器120发送的相位差F1和辅助参考时钟Clk3后,将相位差F1与辅助参考时钟Clk3的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk6,并将该候选参考时钟Clk6输入至信号选择器300。

补偿单元230接收到鉴相器130发送的相位差F2和辅助参考时钟Clk4后,将相位差F2与辅助参考时钟Clk4的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk7,并将该候选参考时钟Clk7输入至信号选择器300。

信号选择器300接收到主参考时钟Clk1以及补偿单元210、补偿单元220、补偿单元230分别发送的候选参考时钟Clk5、候选参考时钟Clk6和候选参考时钟Clk7。

当主参考时钟Clk1正常的情况下,信号选择器300从接收到的主参考时钟Clk1、候选参考时钟Clk5、候选参考时钟Clk6和候选参考时钟Clk7中选择主参考时钟Clk1作为目标参考时钟Clk8,并将该选择的目标参考时钟Clk8输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制,并最终产生时钟信号Clk。

当主参考时钟Clk1出现异常或丢失时,主参考时钟Clk1需要切换到辅助参考时钟Clk2、Clk3或Clk4,信号选择器300对接收到的补偿单元210、220、230发送的候选参考时钟Clk5、Clk6和Clk7经过处理后,选择其中任意一个候选参考时钟作为目标参考时钟Clk8,并将该目标参考时钟Clk8输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制。锁相环400进一步将目标参考时钟Clk8进行平滑处理,最后输出时钟信号Clk,保证了输出的时钟信号Clk的稳定性。

实施例四

如图5所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。具体在本申请实施例中,鉴相器组100包括至少两个鉴相器,补偿单元组200包括至少两个补偿单元,且鉴相器的个数大于补偿单元的个数,其中一个补偿单元连接至少一个鉴相器,一个鉴相器只连接一个补偿单元。

以图5所示为例,鉴相器组100包括3个鉴相器,分别为鉴相器110、鉴相器120和鉴相器130,补偿单元组200包括2个补偿单元,分别为补偿单元210和补偿单元220,其中鉴相器110和鉴相器120均与补偿单元210连接,鉴相器130与补偿单元220连接。

本申请实施例中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2输入到鉴相器110中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3输入到鉴相器120中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4输入到鉴相器130中。

鉴相器110接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2的相位差F0。鉴相器120接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3的相位差F1。鉴相器130接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk4的相位差F2。

鉴相器110将得到的相位差F0输入至补偿单元210,鉴相器120将得到的相位差F1输入至补偿单元210,鉴相器130将得到的相位差F2输入至补偿单元220。

补偿单元210接收到鉴相器110发送的相位差F0和辅助参考时钟Clk2,以及鉴相器120发送的相位差F1和辅助参考时钟Clk2后,将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk5-1,将相位差F1与辅助参考时钟Clk3的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk5-2。进一步补偿单元210基于得到的候选参考时钟Clk5-1和Clk5-2中选择任意一个作为候选参考时钟Clk5进行输出。该过程中,补偿单元210完成了无损时钟切换。

补偿单元220接收到鉴相器130发送的相位差F2和辅助参考时钟Clk4后,将相位差F2与辅助参考时钟Clk4的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk6,并将该候选参考时钟Clk6输入至信号选择器300。

信号选择器300接收到主参考时钟Clk1以及补偿单元210、补偿单元220分别发送的候选参考时钟Clk5和候选参考时钟Clk6。

当主参考时钟Clk1正常的情况下,信号选择器300从接收到的主参考时钟Clk1、候选参考时钟Clk5和候选参考时钟Clk6中选择主参考时钟Clk1作为目标参考时钟Clk7,并将该选择的目标参考时钟Clk7输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制,并最终产生时钟信号Clk。

当主参考时钟Clk1出现异常或丢失时,主参考时钟Clk1需要切换到辅助参考时钟Clk2、Clk3或Clk4,信号选择器300对接收到的补偿单元210、220发送的候选参考时钟Clk5和Clk6经过处理后,选择其中任意一个候选参考时钟作为目标参考时钟Clk7,并将该目标参考时钟Clk7输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制。锁相环400进一步将目标参考时钟Clk7进行平滑处理,最后输出时钟信号Clk,保证了输出的时钟信号Clk的稳定性。

实施例五

如图6所示,本申请提供的时钟无损切换系统包括鉴相器组100、补偿单元组200、信号选择器300和锁相环400。具体在本申请实施例中,鉴相器组100包括至少两个鉴相器,补偿单元组200包括至少两个补偿单元,且鉴相器的个数小于补偿单元的个数,其中一个鉴相器只连接一个补偿单元。

以图6所示为例,鉴相器组100包括2个鉴相器,分别为鉴相器110和鉴相器120,补偿单元组200包括3个补偿单元,分别为补偿单元210、补偿单元220和补偿单元230,其中鉴相器110与补偿单元210连接,鉴相器120与补偿单元220连接。

本申请实施例中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2输入到鉴相器110中,主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3输入到鉴相器120中。

鉴相器110接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk2的相位差F0。鉴相器120接收到由主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3构成的一组参考时钟后,对主参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3经过信息处理并比较,得到参考时钟Clk1和辅助参考时钟Clk3的相位差F1。

鉴相器110将得到的相位差F0输入至补偿单元210,鉴相器120将得到的相位差F1输入至补偿单元220。

需要说明的是,本申请实施例中补偿单元230处于闲置状态,在本申请实施例的应用过程中并未投入工作。然而在实际应用过程中,有时是存在需要增设至少一组参考时钟的需求的,那么在面对增设至少一组参考时钟的需求时,就需要在现有的时钟无损切换系统中对应增加相应的鉴相器和补偿单元。从时钟无损切换系统的整体结构角度来看,增加相应的鉴相器和补偿单元涉及的电路结构变更较大,操作复杂。

而本申请中,因为有闲置的补偿单元(如补偿单元230),因此只需增加对应的鉴相器,使鉴相器与处于闲置状态的补偿单元连接,即可实现对增设的至少一组参考时钟进行相位补偿,无需大幅变更时钟无损切换系统的电路结构,简化了变更操作。

补偿单元210接收到鉴相器110发送的相位差F0和辅助参考时钟Clk2后,将相位差F0与辅助参考时钟Clk2的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk4,并将该候选参考时钟Clk4输入至信号选择器300。

补偿单元220接收到鉴相器120发送的相位差F1和辅助参考时钟Clk3后,将相位差F1与辅助参考时钟Clk3的相位进行累加后得到一候选参考时钟Clk5,并将该候选参考时钟Clk5输入至信号选择器300。

上述过程中,补偿单元210和补偿单元220完成了无损时钟切换。

信号选择器300接收到主参考时钟Clk1以及补偿单元210、补偿单元220分别发送的候选参考时钟Clk4和候选参考时钟Clk5。

当主参考时钟Clk1正常的情况下,信号选择器300从接收到的主参考时钟Clk1、候选参考时钟Clk4和候选参考时钟Clk5中选择主参考时钟Clk1作为目标参考时钟Clk6,并将该选择的目标参考时钟Clk6输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制,并最终产生时钟信号Clk。

当主参考时钟Clk1出现异常或丢失时,主参考时钟Clk1需要切换到辅助参考时钟Clk2或Clk3,信号选择器300对接收到的补偿单元210、220发送的候选参考时钟Clk4和Clk5经过处理后,选择其中任意一个候选参考时钟作为目标参考时钟Clk6,并将该目标参考时钟Clk6输入至锁相环400,由锁相环400进行环路控制。锁相环400进一步将目标参考时钟Clk6进行平滑处理,最后输出时钟信号Clk,保证了输出的时钟信号Clk的稳定性。

实施例六

前述各个实施例中,补偿单元组200中的补偿单元一直处于工作状态,各补偿单元分别接收到对应连接的鉴相器发送的相位差和辅助参考时钟后,执行相位补偿,具体将相位差与辅助参考时钟的相位进行累加后得到一候选参考时钟,而不管当前主参考时钟是正常还是异常或丢失。

因此,当主参考时钟正常时,补偿单元仍执行相位补偿的操作无疑使得时钟无损切换系统存在资源处理浪费的问题。

针对此,本申请进一步提出,补偿单元组100中的各补偿单元也用于接收主参考时钟,如图7所示。因此本申请中补偿单元组100中的各补偿单元通过接收主参考时钟,可以判断当前主参考时钟是正常还是异常或丢失。

当各补偿单元在判断主参考时钟正常时,不执行相位补偿,即补偿单元即使接收到对应连接的鉴相器发送的相位差与辅助参考时钟,也不执行相位累加操作。而在判断主参考时钟异常或丢失时,补偿单元可以确定当前需要进行时钟切换,由此各补偿单元再依据接收到的对应连接的鉴相器发送的相位差和辅助参考时钟,将相位差与辅助参考时钟的相位进行累加后分别得到一候选参考时钟。

本申请实施例中,通过让补偿单元组200接收主参考时钟,使得补偿单元组200中的各个补偿单元能够判断当前主参考时钟是正常还是异常或丢失,进而在判断当前主参考时钟正常时,不执行相位补偿,在判断当前主参考时钟异常或丢失时,再执行相位补偿,保证了补偿单元组200的资源利用率。

本申请提供的时钟无损切换系统中,通过鉴相器组100进行主参考时钟和辅助参考时钟的处理并比较,从而得到相位差,进而补偿单元组200基于得到的每两个参考时钟的相位差与需要切换的参考时钟进行相位累加后输出,保证了相位的稳定性,进而保证了时钟信号的稳定输出,保证的时钟设备性能的稳定性。其中利用锁相环400进一步对输出信号进行平滑处理,使得产生的时钟信号更加稳定。且更一步的,本申请提供的时钟无损切换系统中仅使用一个锁相环400进行输出时钟相位调整即可,相比于现有时钟无损切换系统需要设置至少3个锁相环,本申请减小了系统的面积、降低了系统功耗和复杂程度。

以上对本申请所提供的一种时钟无损切换系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

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