(57)【要約】  本発明は、冗長化した複数の信号から選択的に出力する信号を、出力中の信号の異常の検出に応じて切り替える場合でも、無瞬断で切り替えることを目的とする。本発明にかかる信号選択回路は、外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力する。信号選択回路は、主信号として入力された信号について異常を入力段において検出する異常検出回路と、通常時には複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力するとともに、異常検出回路が主信号として入力された信号の異常を検出した場合には予備信号として入力された信号に切り替えて出力する選択回路と、主信号として入力された信号に対して、異常検出回路における検出時間と選択回路による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、選択回路に出力する遅延回路を備える。
2012081196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力するとともに、通常時には前記主信号を選択して出力する信号選択回路であって、
前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出する異常検出回路と、
通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力するとともに、前記異常検出回路が前記主信号として入力された信号の異常を検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力する選択回路と、
前記主信号として入力された信号に対して、前記異常検出回路における検出時間と前記選択回路による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、前記選択回路に出力する遅延回路を備えた信号選択回路。
【請求項２】
前記遅延回路は、前記予備信号として入力された信号に対して、前記遅延時間だけ遅延させて、前記選択回路に出力する請求項１に記載の信号選択回路。
【請求項３】
前記異常検出回路は、前記予備信号として入力された信号について異常を入力段において検出し、
前記選択回路は、前記予備信号として入力された信号を選択して出力しているときに、前記異常検出回路が当該予備信号として入力された信号の異常を検出した場合には前記主信号として入力された信号又は他の予備信号として入力された信号に切り替えて出力する請求項２に記載の信号選択回路。
【請求項４】
前記信号は、周期的に変化する信号であり、
前記信号選択回路は、前記選択回路から出力された信号が供給されて動作し、ホールドオーバー機能を有さないデジタルＰＬＬ(Phase Locked Loop)をさらに備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号選択回路。
【請求項５】
前記デジタルＰＬＬは、プログラマブルロジックデバイスに形成された回路である請求項４に記載の信号選択回路。
【請求項６】
前記信号は、クロック信号である請求項４又は５に記載の信号選択回路。
【請求項７】
前記遅延時間は、予め定められた一定の時間である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号選択回路。
【請求項８】
前記選択回路は、前記主信号として入力された信号を選択する選択信号が外部から供給され、前記通常時には前記外部から供給された複数の信号のうち、当該選択信号によって選択される信号を選択して出力する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の信号選択回路。
【請求項９】
外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力し、
選択回路において、通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力し、前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力し、
少なくとも前記主信号として入力された信号に対しては、前記入力段における異常を検出するための検出時間と前記主信号から予備信号への切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させた後に、前記選択回路に出力する信号選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号選択回路及び信号選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＬＬ回路には、特許文献１に開示されているＰＬＬ(Phase Locked Loop)回路のように、ＶＣＯ(Voltage controlled Oscillator：電圧制御発振器)と、ＶＣＯに対するＡＰＣ(Automatic Power Control)信号を制御するＡＰＣ回路を有するものがある。このようなＰＬＬ回路では、ＶＣＯに対してＡＰＣ回路から制御をかけることによって、クロックソースから供給されるクロック信号に周波数が同期したクロック信号を生成して出力する。【０００３】
また、このように、ＶＣＯとＡＰＣ回路を有するＰＬＬ回路では、クロックソースからのクロック信号が供給されなくなっても、クロック信号の生成を継続することができる。つまり、ＶＣＯとＡＰＣ回路を有するＰＬＬ回路では、基準となる信号が供給されなくなっても、信号の生成を継続可能とするホールドオーバー機能を実装することができる。ホールドオーバー機能が実装されたＰＬＬ回路では、クロックソースの故障等によって、クロックソースからクロック信号が供給されなくなった場合に、ＡＰＣ回路が最後に供給されたクロック信号の周波数を保持する。ＶＣＯは、ＡＰＣ回路が保持した周波数に基づいて、クロック信号を生成して出力する。【０００４】
しかしながら、このようなＰＬＬ回路では、ＶＣＯ及びＶＣＯを同期制御するＡＰＣ回路という部品点数の多い回路を実装する必要があるため、回路規模が増大してしまうという問題がある。【０００５】
特許文献２には、遅延回路と、比較・選択回路とを有するクロック無瞬断切替装置が開示されている。遅延回路は、クロックに基づいて、位相の異なるｎ本のクロックを生成する。比較・選択回路は、他系の選択後のクロックと比較して最も位相差の少ない遅延回路の出力を選択する。特許文献２では、このクロック無切替装置によれば、２系統のクロックの位相差が大きくても、クロックを無瞬断で切り替えることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０９４６８号公報
【特許文献２】特開平１０−２４０３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、背景技術において説明した回路規模が増大してしまうという問題を解決するための方法として、冗長化した複数のクロックソースのうち、正常に動作しているクロックソースから出力されたクロック信号を選択してＰＬＬ回路に供給することによって、ＰＬＬ回路におけるクロック信号の生成を継続可能とする方法が考えられる。つまり、クロックソースが故障してそのクロックソースから供給されるクロック信号のクロック断を検出した場合に、他のクロックソースからのクロック信号をＰＬＬ回路に供給するように切り替える方法が考えられる。これの方法によれば、ＰＬＬ回路に供給するクロック信号を切り替えるという簡易的な回路によって、ＰＬＬ回路へのクロック信号の供給を継続することができる。つまり、ホールドオーバー機能を実装するために、ＰＬＬ回路にＶＣＯやＡＰＣ回路を実装する必要がなくなる。【０００８】
しかし、このような方法をとった場合、実際には、クロックソースの故障によってＰＬＬ回路にクロック信号が供給されなくなったことを検出してから、ＰＬＬ回路に供給するクロック信号の切り替えが完了するまでに、一定の時間を要することになる。そのため、クロック信号の切り替えが完了するまで、クロック信号がＰＬＬ回路に供給されなくなってしまうという問題がある。このように、一時的にでもＰＬＬ回路に供給されるクロック信号に瞬断が発生してしまうと、ＰＬＬ回路では、ロック外れが原因で生成されたクロックが異常な周波数で出力される等の誤動作が生じてしまう。【０００９】
以上に説明したように、冗長化した複数の信号のうち、いずれかの信号を選択して出力しているときに、出力中の信号の異常を検出してから、出力する信号を切り替える場合には、瞬断が発生してしまうという課題がある。【００１０】
しかし、特許文献２は、出力中の信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることを可能とする具体的な技術を開示したものではない。【００１１】
本発明の目的は、上述したような課題を解決するために、冗長化した複数の信号から選択的に出力する信号を、出力中の信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることが可能となる信号選択回路及び信号選択方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様にかかる信号選択回路は、外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力するとともに、通常時には前記主信号を選択して出力する信号選択回路であって、前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出する異常検出回路と、通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力するとともに、前記異常検出回路が前記主信号として入力された信号の異常を検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力する選択回路と、前記主信号として入力された信号に対して、前記異常検出回路における検出時間と前記選択回路による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、前記選択回路に出力する遅延回路を備えたものである。【００１３】
本発明の第２の態様にかかる信号選択方法は、外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力し、選択回路において、通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力し、前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力し、少なくとも前記主信号として入力された信号に対しては、前記入力段における異常を検出するための検出時間と前記主信号から予備信号への切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させた後に、前記選択回路に出力するものである。
【発明の効果】
【００１４】
上述した本発明の各態様によれば、冗長化した複数の信号から選択的に出力する信号を、出力中の信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることが可能となる信号選択回路及び信号選択方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる信号選択回路の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるクロック送受信システムの構成図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるクロック受信装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態にかかるクロック切替回路の概要となる信号選択回路５について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる信号選択回路５の構成図である。
【００１７】
信号選択回路５は、異常検出回路５１、遅延回路５２及び選択回路５３を有する。信号選択回路５は、外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力する。信号選択回路５は、通常時には主信号を選択して出力する。
【００１８】
異常検出回路５１は、主信号として入力された信号について異常を入力段において検出する。
遅延回路５２は、主信号として入力された信号に対して、異常検出回路５１における検出時間と選択回路５３による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、選択回路５３に出力する。
選択回路５３は、通常時には複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力するとともに、異常検出回路５１が主信号として入力された信号の異常を検出した場合には予備信号として入力された信号に切り替えて出力する。
【００１９】
続いて、本発明の実施の形態にかかる信号選択回路５の処理について説明する。ここでは、信号選択回路５に外部から供給される複数の信号が、信号Ａ及び信号Ｂである場合について説明する。しかし、信号選択回路５に外部から供給される信号の数は、ここで例示した数に限られない。ここでは、信号Ａが主信号として入力され、信号Ｂが予備信号として入力される場合について例示する。
【００２０】
選択回路５３は、通常時には、信号Ａ及び信号Ｂから、主信号として入力された信号Ａを選択して出力する。なお、遅延回路５２は、主信号そして入力された信号Ａに対して、異常検出回路５１における検出時間と選択回路５３による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、選択回路５３に出力する。
異常検出回路５１は、主信号として入力された信号Ａについて異常を入力段において検出する。選択回路５３は、異常検出回路５１が主信号として入力された信号Ａの異常を検出した場合、予備信号として入力された信号Ｂに切り替えて出力する。
【００２１】
以上に説明した信号選択回路５では、遅延回路５２が、主信号として入力された信号Ａに対して、異常検出回路５１における検出時間と選択回路５３による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、選択回路５３に出力するようにしている。そのため、選択回路５３は、異常検出回路５１が主信号として入力された信号Ａの異常を検出した場合に、予備信号として入力された信号Ｂに切り替えて出力するまでの間、主信号として入力された信号Ａの出力を継続することができる。したがって、上述の信号選択回路５によれば、冗長化した複数の信号から選択的に出力する信号を、出力中の信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることが可能となる。
【００２２】
続いて、図２を参照して、本発明の実施の形態にかかるクロック送受信システム１の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態にかかるクロック送受信システム１の構成図である。
【００２３】
クロック送受信システム１は、クロック供給装置１０、２０及びクロック受信装置３０を有する。クロック供給装置１０及びクロック供給装置２０は、冗長構成をとる。
クロック供給装置１０及びクロック供給装置２０は、クロック受信装置３０にクロック信号を供給する装置である。クロック供給装置１０は、クロック信号ＣＬＫＡをクロック受信装置３０に送信する。クロック供給装置２０は、クロック信号ＣＬＫＢをクロック受信装置３０に送信する。クロック信号ＣＬＫＡ、ＣＬＫＢは、クロック受信装置３０の動作基準となる。また、クロック供給装置１０は、選択信号ＳＡをクロック受信装置３０に送信する。クロック供給装置２０は、選択信号ＳＢをクロック受信装置３０に送信する。
【００２４】
クロック受信装置３０は、クロック供給装置１０又はクロック供給装置２０から送信されたクロック信号で動作する。クロック受信装置３０は、クロック供給装置１０及びクロック供給装置２０から送信されたクロック信号ＣＬＫＡ、ＣＬＫＢのどちらを使用するかを、クロック供給装置１０から送信された選択信号ＳＡ及びクロック供給装置２０から送信された選択信号ＳＢに基づいて決定する。
【００２５】
選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢは、クロック受信装置３０がクロック供給装置１０から出力されたクロック信号ＣＬＫＡ及びクロック供給装置２０から送信されたクロック信号ＣＬＫＢのどちらをクロック受信装置３０の動作基準クロックとして使用するかを判断するために使用される信号である。
【００２６】
例えば、クロック供給装置１０がアクティブとなっている場合は、クロック供給装置２０がスタンバイとなる。このクロック供給装置１０、２０の運用状態は、選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢによってクロック受信装置３０に伝達される。この場合、クロック受信装置３０は、選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢの論理から、クロック供給装置１０がアクティブであると判断して、クロック信号ＣＬＫＡを動作基準クロックとして選択する。クロック供給装置１０とクロック供給装置２０との間で運用系が切り替わる時には選択信号ＳＡがアクティブからスタンバイに、選択信号ＳＢがスタンバイからアクティブに論理変化する。これによって、クロック受信装置３０は、選択信号の論理変化に追従する形で動作基準クロックとして新しくクロック信号ＣＬＫＢを選択する。
【００２７】
つまり、選択信号ＳＡがアクティブを示す場合に、クロック信号ＣＬＫＡが動作基準クロックとして選択され、選択信号ＳＢがアクティブを示す場合に、クロック信号ＣＬＫＢが動作基準クロックとして選択される。言い換えると、選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢは、通常動作時に、動作基準クロックとして選択される信号を選択する信号となる。
【００２８】
例えば、クロック供給装置１０がアクティブで、クロック供給装置２０がスタンバイの場合、選択信号ＳＡをＬｏｗレベル、選択信号ＳＢをＨｉｇｈレベルとする。例えば、クロック供給装置１０がスタンバイで、クロック供給装置２０がアクティブの場合、選択信号ＳＡをＨｉｇｈレベル、選択信号ＳＢをＬｏｗレベルとする。もちろん、アクティブのクロック供給装置が出力する選択信号をＨｉｇｈレベルとし、スタンバイのクロック供給装置が出力する選択信号をＬｏｗレベルとしてもよい。
【００２９】
クロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢは、周波数での同期がとられている。クロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢは、動作基準クロックとして選択するクロック信号を切り替えても、クロック跳びや、クロック受信装置３０から見てのクロック断が発生しない程度に、両者の位相にある範囲で差異があってもよい。
【００３０】
このように、クロック信号ＣＬＫＡとクロック信号ＣＬＫＢとは、周波数が同期され、かつ、位相差が一定の範囲内とされており、クロック受信装置３０に送信されている。そのため、クロック受信装置３０では、選択信号の論理に合わせて動作基準クロックを切り替えても、クロック跳びや、クロック受信装置３０から見てのクロック断が発生することはない。
【００３１】
しかし、アクティブのクロック供給装置に故障等が発生することによってクロック受信装置３０に対してクロック供給が行えなくなった場合、アクティブのクロック供給装置から供給されるクロック信号のクロック断を検出して、クロック断の検出に応じて冗長構成をとっているスタンバイのクロック供給装置のアクティブへの切り替えを開始することになる。そのため、スタンバイのクロック供給装置のアクティブへの切り替えが完了するまでに、一定の時間がかかってしまう。よって、クロック受信装置３０からすると、入力されるクロック信号のクロック断が発生することになる。つまり、クロック受信装置３０に動作基準クロックが供給されない状態となってしまう。
【００３２】
このように、クロック受信装置３０では、入力されるクロック信号のクロック断を検出することによって自律的に動作基準クロックの切り替えを実施する。しかし、クロック断を検出してから選択するクロック信号を切り替えていては、クロック断を検出してから切り替えが完了するまでの間に、内部回路に入力されるクロック信号が無い状態が発生することとなる。そのため、後述するように、クロック受信装置３０側のクロックルートの次段に遅延回路を挿入することにより、クロック断を検出してからクロックルートを切り替えるまでの時間、内部回路に対するクロック断が発生しないようにする。また、これによって、後述するように、内部回路をデジタルＰＬＬとした場合に、ＶＣＯ及びＡＰＣ回路を削減することが可能となる。
【００３３】
続いて、図３を参照して、本発明の実施の形態にかかるクロック受信装置３０の構成について説明する。図３は、本発明の実施の形態にかかるクロック受信装置３０の構成図である。
【００３４】
クロック受信装置３０は、クロック切替回路３００を有する。クロック切替回路３００は、クロック断検出回路３０１、３０４、遅延回路３０２、３０３、ゲート３０５、３０７、セレクタ３０６及びデジタルＰＬＬ３０８を有する。
【００３５】
クロック切替回路３００は、クロック供給装置１０又はクロック供給装置２０から出力されるクロック信号を動作基準クロックとして動作する。
クロック断検出回路３０１は、クロック信号ＣＬＫＡのクロック断を検出する機能を有する。クロック断検出回路３０４は、クロック信号ＣＬＫＢのクロック断を検出する機能を有する。クロック断検出回路３０１、３０４は、異常検出回路５１に対応する。
【００３６】
遅延回路３０２は、クロック信号ＣＬＫＡに対して固定遅延を与える機能を有する。遅延量は、クロック断検出回路３０１でクロック断が検出されるまでの保護時間に順ずる。遅延回路３０３は、クロック信号ＣＬＫＢに対して固定遅延を与える機能を有する。遅延量は、クロック断検出回路３０４でクロック断が検出されるまでの保護時間に順ずる。遅延回路３０２、３０３は、遅延回路５２に対応する。
【００３７】
ゲート３０５は、選択信号ＳＡに対するゲート制御を行う。ゲート３０７は、選択信号ＳＢに対するゲート制御を行う。ゲート３０５についてのゲート条件は、クロック断検出回路３０１が生成する。ゲート３０７についてのゲート条件は、クロック断検出回路３０４が生成する。ゲート３０５、３０７は、いずれかのクロック信号のクロック断が発生しているときは、ゲート３０５、３０７へのそのままの選択信号ＳＡ、ＳＢの出力を停止して、論理を切り替えた選択信号ＳＡ、ＳＢを出力する。
【００３８】
セレクタ３０６は、遅延回路３０２及び遅延回路３０３のそれぞれを経由して入力されたクロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢのうち、動作基準クロックとして使用するクロック信号を選択する。選択論理は、上述した選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢの論理に従う。ゲート３０５、３０７及びセレクタ３０６は、選択回路５３に対応する。
【００３９】
デジタルＰＬＬ３０８は、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)及びＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスに実装された回路である。デジタルＰＬＬ３０８は、入力されるクロック信号のクロック断が許容されず、常にクロック入力が必要となるような一般的なデジタルＰＬＬである。デジタルＰＬＬは、例えば、ＡＤＰＬＬ(All Digital Phase Locked Loop)である。本発明においては、デジタルＰＬＬ３０８から出力されるクロック信号が、クロック受信装置３０内の動作基準クロックとして使用される。
【００４０】
続いて、図２及び図３を参照して、本発明の実施の形態にかかるクロック切替回路３００の処理について説明する。
【００４１】
最初に、クロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢの両方がクロック受信装置３０に入力されており、選択信号ＳＡがアクティブ状態を示し、選択信号ＳＢがスタンバイ状態を示しているものとする。この時、クロック断検出回路３０１及びクロック断検出回路３０４のそれぞれは、クロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢのクロック断を検出しておらず、ゲート３０５及びゲート３０７に対しては何の制御も行っていない。
【００４２】
そのため、ゲート３０５は、クロック供給装置１０から送信された選択信号ＳＡをセレクタ３０６に出力し、ゲート３０７は、クロック供給装置２０から送信された選択信号ＳＢをセレクタ３０６に出力する。セレクタ３０６は、ゲート３０５から出力された選択信号ＳＡと、ゲート３０７から出力された選択信号ＳＢの論理条件からクロック信号ＣＬＫＡを動作基準クロックとして選択してデジタルＰＬＬ３０８に出力する。つまり、ここでは、選択信号ＳＡがアクティブを示し、選択信号ＳＢがスタンバイを示しているものとする。
【００４３】
一方、遅延回路３０２及び遅延回路３０３のそれぞれは、クロック供給装置１０及びクロック供給装置２０から送信されたクロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢのそれぞれに対して固定的な遅延を与える。ここでの遅延時間を「Ｘ」とする。ここで、遅延回路３０２及び遅延回路３０３のそれぞれにおける遅延時間Ｘは、クロック断検出回路３０１及び３０４のそれぞれにおけるクロック断検出時間と、クロック断検出回路３０１及び３０４のそれぞれによるゲート３０５及び３０７のそれぞれの切り替え時間との合計時間以上の時間である。例えば、遅延時間Ｘは、事前に測定したクロック断検出時間及び切り替え時間に基づいて、所定の時間が設定される。遅延回路３０２は、遅延させたクロック信号ＣＬＫＡをセレクタ３０６に出力する。遅延回路３０３は、遅延させたクロック信号ＣＬＫＢをセレクタ３０６に出力する。
【００４４】
これによって、デジタルＰＬＬ３０８には、遅延時間Ｘとセレクタ３０６における遅延時間との合計時間分、遅延されたクロック信号ＣＬＫＡが入力されることになる。デジタルＰＬＬ３０８は、クロック信号ＣＬＫＡを再生したクロック信号ＣＬＫＣを生成する。デジタルＰＬＬ３０８は、生成したクロック信号ＣＬＫＣをクロック受信装置３０内の各回路(図示せず)に対して出力する。
【００４５】
通常運用中は、クロック信号ＣＬＫＡ及びクロック信号ＣＬＫＢは、共にクロック断することは無い。そのため、セレクタ３０６は、選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢの論理の変化に合わせて選択するクロックルートを切り替えることにより、デジタルＰＬＬ３０８に対するクロック信号の切り替えを実施する。ここで、デジタルＰＬＬ３０８は、一般的なデジタルＰＬＬであるため、入力されるクロック信号に瞬断が発生した場合、デジタルＰＬＬ３０８から出力されるクロック信号ＣＬＫＣの周波数が保証されない状態となる。
【００４６】
ここで、もしアクティブ系のクロック供給装置が何らかの要因により故障した場合であっても、クロック受信装置３０のデジタルＰＬＬ３０８に対するクロック信号の供給が停止する前に選択信号ＳＡの論理をアクティブからスタンバイに切り替えることができれば、クロック受信装置３０側から見て、通常運用中のクロック信号の切り替え動作と同等の動作となる。その場合、デジタルＰＬＬ３０８に、クロック信号の入力が無くなる状態は起こりえない。しかし、クロック供給装置１０がクロック信号ＣＬＫＡを供給できない状態となる故障が突然発生する可能性がある。これに対して、本実施の形態では、上述した遅延回路３０２によって、選択信号ＳＡと選択信号ＳＢの論理を切り替えて、スタンバイであったクロック供給装置からのクロック信号を供給するまでの間、デジタルＰＬＬ３０８に対するクロック信号の供給が停止しないようにすることができる。
【００４７】
まず、クロック供給装置１０は、アクティブのクロック供給装置１０でこの様な故障が発生して、クロック信号ＣＬＫＡが供給されなくなった場合、クロック断検出回路３０１でクロック断を検出する。クロック断検出回路３０１は、クロック信号ＣＬＫＡのクロック断を検出した場合、ゲート３０５及びゲート３０７に対してクロック断検出を通知するクロック断検出通知信号を出力する。ゲート３０５は、クロック断検出回路３０１からクロック断検出通知信号が出力された場合、セレクタ３０６に出力する選択信号ＳＡをアクティブからスタンバイに遷移させる。ゲート３０７は、クロック断検出回路３０１からクロック断検出通知信号が出力された場合、セレクタ３０６に出力する選択信号ＳＢをスタンバイからアクティブに遷移させる。
【００４８】
セレクタ３０６は、選択信号ＳＡ及び選択信号ＳＢの論理の変化に合わせてクロックルートをクロック信号ＣＬＫＡからクロック信号ＣＬＫＢに変化させる。この時、上述したように、遅延回路３０２でのクロック信号ＣＬＫＡの遅延時間が、クロック断検出回路３０１でのクロック断検出時間と、ゲート３０５及びゲート３０７の制御時間との合計時間以上遅延するよう設定されている。そのため、クロック断検出回路３０１でクロック断が検出され、ゲート３０５及びゲート３０７が制御されている間、セレクタ３０６へのクロック信号ＣＬＫＡの入力は継続している状態となる。つまり、クロック断を検出して、セレクタ３０６でクロックルートを切り替えても、デジタルＰＬＬ３０８に供給されるクロック信号を無瞬断で切り替えることが可能となる。
【００４９】
以上に説明したように、本実施の形態では、主信号として入力されたクロック信号ＣＬＫＡ信号に対して、クロック断検出回路３０１における検出時間とセレクタ３０６によるクロック信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、セレクタ３０６に出力する遅延回路３０２を備えている。これによれば、クロック断検出回路３０１によってクロック信号ＣＬＫＡの異常を検出して、クロック信号の切り替えが完了するまでの間、デジタルＰＬＬ３０８に供給するクロック信号ＣＬＫＡの供給を継続することができる。そのため、冗長化した複数のクロック信号から選択的に出力するクロック信号を、出力中のクロック信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることが可能となる。また、これによって、デジタルＰＬＬ３０８において、ロック外れ等の誤動作が生じないようにすることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、上述したように、冗長化した複数のクロック信号から選択的に出力する信号を、出力中のクロック信号の異常の検出に応じて切り替える場合であっても、無瞬断で切り替えることが可能となる。そのため、一般的にホールドオーバー機能を有さないデジタルＰＬＬを実装した場合であっても、クロック信号の異常の検出に応じた切り替え時に、デジタルＰＬＬにおいて、誤動作を生じることなく、クロック信号の生成を継続することができる。よって、デジタルＰＬＬを実装しても、ＶＣＯやＡＰＣ回路等の回路を削減することができる。ここで、本実施の形態におけるクロック切替回路３００は、ＶＣＯやＡＰＣ回路等と比較して簡易的な回路である。つまり、回路規模を削減することができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、デジタルＰＬＬを実装した場合であっても、クロック信号の異常の検出に応じた切り替え時に、デジタルＰＬＬにおいて、誤動作を生じることなく、クロック信号の生成を継続することができる。よって、ＰＬＬをデジタルＰＬＬとしてプログラマブルロジックデバイスで簡易に実装することができる。そのため、コストを低減することができる。なお、クロック切替回路３００全体をプログラマブルロジックデバイスで実装するようにしてもよい。
【００５２】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００５３】
上述した実施の形態では、クロック信号に適用した場合について例示したが、適用対象とする信号は、これに限られない。例えば、制御バスにおける信号や、データバスにおける信号等を適用対象としてもよい。そのようにすることで、冗長化されたそれらの信号を無瞬断で切り替えることが可能となる。この場合、例えば、デジタルＰＬＬに替えて、それらの信号で動作する動作回路を実装する。
【００５４】
上述した実施の形態では、クロック断検出回路３０１においてクロック断を検出したときに、クロック信号の切り替えを行う場合について例示したが、これに限られない。信号断以外の信号の異常を検出したときに、信号の切り替えを行うようにしてもよい。例えば、クロック信号は供給され続けているが、クロック信号が周期的に変化しなくなった場合等に異常と判断するようにしてもよい。
【００５５】
上述した実施の形態では、主信号として入力された信号と予備信号として入力された信号とを遅延させるようにしているが、これに限られない。主信号として入力された信号のみを遅延させるようにしても、信号の切り替え時に、信号を無瞬断で切り替えることができる。例えば、クロック信号に適用した場合に、主信号として入力された信号と予備信号として入力された信号とで、遅延によるズレが、単純な周期単位でのズレ等のように、許容される位相差となるものであれば、セレクタの後段の動作回路で誤動作が生じることはない。しかし、好ましくは、制御バス又はデータバスにおける信号の場合は、予備信号も遅延させるようにするとよい。
【００５６】
上述した実施の形態では、デジタルＰＬＬ３０８に供給される信号がクロック信号である場合について例示したが、周期的に変化する信号であれば、これに限られない。例えば、デジタルＰＬＬ３０８に供給される信号が正弦波である場合について適用するようにしてもよい。
【００５７】
上述した実施の形態では、主信号として入力されるクロック信号と予備信号として入力されるクロック信号とが、１つずつ入力される場合について例示したが、入力されるクロック信号の数は、これに限られない。すなわち、３つ以上のクロック供給装置からクロック信号及び選択信号が供給されるようにしてもよい。この場合、クロック受信装置３０は、クロック断検出回路、遅延回路、及びゲートのそれぞれを、入力される信号のそれぞれに対応するように３つ以上有するようにする。そして、クロック断検出回路が主信号として入力されたクロック信号の異常を検出した場合には、セレクタ３０６は、複数の予備信号として入力されたクロック信号のうち、いずかのクロック信号に切り替えて出力する。すなわち、主信号に対応するゲートは、セレクタ３０６に出力する選択信号の論理をアクティブからスタンバイに切り替え、予備信号に対応するゲートのうち、いずれかのゲートは、セレクタ３０６に出力する選択信号の論理をスタンバイからアクティブに切り替えるようにすればよい。
【００５８】
さらに、クロック断検出回路が、切り替え先のクロック信号（予備信号として入力されたクロック信号）の異常を検出した場合には、セレクタ３０６は、主信号として入力されたクロック信号又は他の予備信号として入力されたクロック信号のうち、いずれかのクロック信号に切り替えて出力するようにしてもよい。すなわち、切り替え先の予備信号に対応するゲートは、セレクタ３０６に出力する選択信号の論理をアクティブからスタンバイに切り替え、主信号及び他の予備信号に対応するゲートのうち、いずれかのゲートは、セレクタ３０６に出力する選択信号の論理をスタンバイからアクティブに切り替えるようにすればよい。
【００５９】
なお、上述したクロック切替回路３００は、クロック切替回路３００から出力されるクロック信号で動作する電話交換機等のネットワーク機器に実装することができる。例えば、クロック切替回路３００をプロセッサカードやスイッチカード等に備えて、それらのカードを電話交換機に実装するようにしてもよい。この場合、クロック受信装置３０は、電話交換機に相当する。例えば、クロック送受信システムに、電話交換機を複数有するようにして、クロック供給装置から複数の電話交換機にクロック信号を供給する。これによって、複数の電話交換機を同期させて動作させるようにしてもよい。
【００６０】
この出願は、２０１０年１２月１６日に出願された日本出願特願２０１０−２８０３０７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６１】
１            クロック送受信システム
５            信号選択回路
１０、２０        クロック供給装置
３０            クロック受信装置
５１            異常検出回路
５２、３０２、３０３    遅延回路
５３            選択回路
３００            クロック切替回路
３０１、３０４    クロック断検出回路
３０５、３０７    ゲート
３０６            セレクタ
３０８            デジタルＰＬＬ
【図１】
2012081196.tif 000003
【図２】
2012081196.tif 000004
【図３】
2012081196.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月9日(2013.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力するとともに、通常時には前記主信号を選択して出力する信号選択回路であって、
前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出する異常検出回路と、
通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力するとともに、前記異常検出回路が前記主信号として入力された信号の異常を検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力する選択回路と、
前記主信号として入力された信号及び前記予備信号として入力された信号に対して、前記異常検出回路における検出時間と前記選択回路による信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させて、前記選択回路に出力する遅延回路を備え、
前記異常検出回路は、前記予備信号として入力された信号についても異常を入力段において検出し、
前記選択回路は、前記切り替え先の予備信号として入力された信号を選択して出力しているときに、前記異常検出回路が当該予備信号として入力された信号の異常を検出した場合には、前記主信号として入力された信号に切り替えて出力する
信号選択回路。
【請求項２】
前記信号は、周期的に変化する信号であり、
前記信号選択回路は、前記選択回路から出力された信号が供給されて動作し、ホールドオーバー機能を有さないデジタルＰＬＬ(Phase Locked Loop)をさらに備えた請求項１に記載の信号選択回路。
【請求項３】
前記デジタルＰＬＬは、プログラマブルロジックデバイスに形成された回路である請求項２に記載の信号選択回路。
【請求項４】
前記信号は、クロック信号である請求項２又は３に記載の信号選択回路。
【請求項５】
前記遅延時間は、予め定められた一定の時間である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の信号選択回路。
【請求項６】
前記選択回路は、前記主信号として入力された信号を選択する選択信号が外部から供給され、前記通常時には前記外部から供給された複数の信号のうち、当該選択信号によって選択される信号を選択して出力する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の信号選択回路。
【請求項７】
外部から供給された複数の信号のうち任意の信号を主信号として、かつ他の信号を予備信号として入力し、
選択回路において、通常時には前記複数の信号から主信号として入力された信号を選択して出力し、前記主信号として入力された信号について異常を入力段において検出した場合には前記予備信号として入力された信号に切り替えて出力し、
前記選択回路において、前記切り替え先の予備信号として入力された信号を選択して出力しているときに、当該予備信号として入力された信号の異常を入力段において検出した場合には、前記主信号として入力された信号に切り替えて出力し、
前記主信号として入力された信号及び前記予備信号として入力された信号に対しては、前記入力段における異常を検出するための検出時間と前記信号の切り替え時間との合計時間以上の遅延時間だけ遅延させた後に、前記選択回路に出力する信号選択方法。
【国際調査報告】
2012081196.tif 000006
2012081196.tif 000007
2012081196.tif 000008