(57)【要約】【課題】本構成を用いない場合に比べて、通信手段で接続された装置間におけるクロック周波数の同期の精度を向上するクロック同期装置を提供する。【解決手段】クロック同期装置１は、同期パケットを生成するとともに、クロック源２のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部１２１と、クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分の平均を算出し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部１２２と、クロック源のクロック信号又は同期パケット受信部１２２の生成するクロック信号に基づいて同期クロックを出力する分周器１３とを有する。【選択図】図２
2014220659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部を有するクロック同期装置。
【請求項２】
前記クロック源のクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部をさらに有する請求項１に記載のクロック同期装置。
【請求項３】
クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分の平均を算出し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【請求項４】
同期パケットを生成するとともに、クロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成した後であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部が生成するクロック信号に基づいて、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する請求項３に記載のクロック同期装置。
【請求項５】
同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成する前であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部の動作を停止し、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する請求項３に記載のクロック同期装置。
【請求項６】
前記制御部は、複数のクロック同期装置に通信可能に接続されている場合、当該複数のクロック同期装置との間で定められた優先順位に基づいて、動作する請求項４又は５に記載のクロック同期装置。
【請求項７】
同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分の平均を算出し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット送信部又は前記同期パケット受信部のいずれかを動作させる制御部と、
前記クロック源のクロック信号又は前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロック同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インターネット等の通信手段で接続された装置間で時刻同期を行うクロック同期方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
非特許文献１に記載のクロック同期方法は、インターネットの通信規格であるＲＦＣ１３０５に規定されたＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｉｍｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用い、同期の主体であるマスター装置からマスター装置に従属するスレーブ装置に時刻情報を送信し、スレーブ装置は時刻情報に、受信した時刻及び再びマスター装置に時刻情報を送信する時刻を追加してマスター装置に送信し、次にマスター装置は時刻情報を受信した時刻と時刻情報に記載されている時刻に基づいて装置間の伝搬遅延時間を算出して、算出した伝搬遅延時間に基づきスレーブ装置の時刻同期を補正する。
【０００４】
しかし、この非特許文献に記載された従来のクロック同期方法は、マスター装置からスレーブ装置への時刻情報の送信が行われる往路と、その逆の復路において、伝搬遅延時間が等しいという仮定に基づいたものであるが、往路と復路における時刻情報のパケットの衝突等により、往路と復路の伝搬遅延時間の伝搬遅延時間に差がある場合は、時刻同期の精度の低下、もしくはオフセットが生じる。
【０００５】
上記問題を解決する手段としてクロック同期装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１に記載のクロック同期装置は、マスター装置からスレーブ装置に時刻情報を送信する際に、送信周期に遅延を与えることで送信のタイミングに分散を生じさせ、往路と復路において時刻情報のパケットの衝突が軽減されて伝搬遅延時間が小さくなるタイミングの時刻情報に基づいてスレーブ装置の時刻同期を補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５４２０２７号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Network Time Protocol (Version3) Specification, Implementation and Analysis, David L. Mills, IETF RFC-1305
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、この特許文献１に記載された従来のクロック同期装置は、時刻同期の精度は向上するものの、伝搬遅延時間のばらつきがなくなるものではなく、ミクロ的な視点においてはスレーブ装置のクロック周波数に揺らぎが生じるという問題がある。
【００１０】
従って、本発明の目的は、本構成を用いない場合に比べて、通信手段で接続された装置間におけるクロック周波数の同期の精度を向上するクロック同期装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下のクロック同期装置を提供する。
【００１２】
［１］同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部を有するクロック同期装置。
【００１３】
［２］前記クロック源のクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部をさらに有する前記［１］に記載のクロック同期装置。
【００１４】
［３］クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分の平均を算出し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【００１５】
［４］同期パケットを生成するとともに、クロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成した後であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部が生成するクロック信号に基づいて、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する前記［３］に記載のクロック同期装置。
【００１６】
［５］同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成する前であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部の動作を停止し、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する前記［３］に記載のクロック同期装置。
【００１７】
［６］前記制御部は、複数のクロック同期装置に通信可能に接続されている場合、当該複数のクロック同期装置との間で定められた優先順位に基づいて、動作する前記［４］又は［５］に記載のクロック同期装置。
【００１８】
［７］同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分の平均を算出し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット送信部又は前記同期パケット受信部のいずれかを動作させる制御部と、
前記クロック源のクロック信号又は前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、３又は７に係る発明によれば、本構成を用いない場合に比べて、通信手段で接続された装置間におけるクロック周波数の同期の精度を向上することができる。
【００２０】
請求項２に係る発明によれば、クロック周波数を出力することができる。
【００２１】
請求項４又は５に係る発明によれば、マスター装置から受信した同期パケットが正常でない場合又はマスター装置から前記送信間隔で同期パケットが到着しない場合に、スレーブ装置がマスター装置として動作することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明によれば、優先順位に基づいてスレーブ装置がマスター装置として動作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るクロック同期装置の接続構成の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るクロック同期装置の構成の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、スレーブ装置としてのクロック同期装置の差分データ値の生成動作を説明するための図である。
【図４】図４は、マスター装置として動作したクロック同期装置の出力する同期クロック信号とスレーブ装置として動作したクロック同期装置の出力する同期クロック信号の一例を示したグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［実施の形態］
（クロック同期装置の接続構成）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係るクロック同期装置の接続構成の一例を示す概略図である。
【００２６】
クロック同期装置１ｍ、１ｓ１−１ｓ７は、ネットワーク３を介してそれぞれ接続され、クロック同期装置１ｍが同期の主体（以下、「マスター装置」という。）となり、クロック同期装置１ｓ１−１ｓ７がマスター装置に従属するもの（以下、「スレーブ装置」という。）となる。
【００２７】
クロック同期装置１ｍは、クロック源２のクロック信号に基づいて同期クロック信号Ｓｃを生成し、図示しない外部装置に対して出力する。なお、クロック同期装置１ｍは、内部クロック源を使用し、内部クロック源のクロック信号に基づいて同期クロック信号Ｓｃを生成してもよい。
【００２８】
また、クロック同期装置１ｍは、同期パケットを生成するとともに、クロック源２のクロック信号又は内部クロック源のクロック信号を使用して送信間隔を決定し、決定した送信間隔において同期パケットをクロック同期装置１ｓ１−１ｓ７に定期的に送信する。なお、同期パケットは、ＲＦＣ２０３０に規定された形式でクロック同期装置１において生成される。
【００２９】
クロック同期装置１ｓ１−１ｓ７は、マスター装置であるクロック同期装置１ｍから同期パケットを受信し、到着時刻を記録する。クロック同期装置１ｓ１−１ｓ７は、複数の当該同期パケットの到着時刻の差分について平均を算出し、算出された差分に基づいてクロック同期装置１ｍの同期クロック信号Ｓｃに追従した周波数の同期クロック信号Ｓｃを生成し、図示しない外部装置に対して出力する。
【００３０】
また、スレーブ装置であるクロック同期装置１ｓ１−１ｓ７は、マスター装置であるクロック同期装置１ｍに異常が発生した場合にいずれか１台が代替してマスター装置になる。いずれのスレーブ装置がマスター装置になるかは、予め定められた優先度に基づいて決定されるものとする。優先度は、図示しないメモリ上に優先度情報として記憶される。
【００３１】
同期クロック信号Ｓｃは、クロック同期装置１ｍ、１ｓ１−１ｓ７に接続された図示しない外部装置に出力され、外部装置によって利用される。
【００３２】
（クロック同期装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態に係るクロック同期装置の構成の一例を示す概略図である。なお、クロック同期装置１ｍ、１ｓ１−１ｓ７は、共通の構成を有するため、クロック同期装置１として代表して説明する。
【００３３】
クロック同期装置１は、逓倍器１０と、パケット受信処理部１１と、同期パケット制御部１２と、分周器１３とを有する。
【００３４】
逓倍器１０は、外部のクロック源２から入力される１０ＭＨｚのクロック信号から２０ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００３５】
パケット受信処理部１１は、クロック同期装置１がスレーブ装置となる場合にマスター装置である他のクロック同期装置１から同期パケットＰｓを受信する。
【００３６】
同期パケット制御部１２は、マスター装置となる場合には同期パケットを生成して送信し、スレーブ装置となる場合には同期パケットを受信して同期クロック信号を生成するものであって、マスター装置となるかスレーブ装置となるかを制御するマスター／スレーブ制御部１２０と、マスター装置である場合に同期パケットを送信する同期パケット送信部１２１と、スレーブ装置である場合に同期パケットＰｓを受信する同期パケット受信部１２２と、同期パケット送信部１２１又は同期パケット受信部１２２のいずれの同期クロック信号を用いるか選択するクロックセレクタ部１２３とを有する。
【００３７】
分周器１３は、同期クロック信号Ｓｃを出力する出力部として機能するものであって、同期パケット制御部１２から２０ＭＨｚのクロック信号が入力されると、１０ＭＨｚの同期クロック信号Ｓｃを生成し、外部に出力する。
【００３８】
同期パケット送信部１２１は、ＯＣＸＯ（Ｏｖｅｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｘｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１２１ａと、クロックセレクタ部１２１ｂと、逓倍器１２１ｃと、時刻カウンタ部１２１ｄと、カウンタセレクタ部１２１ｅと、同期パケット生成部１２１ｆとを有する。
【００３９】
ＯＣＸＯ１２１ａは、恒温槽付水晶発振器であり２０ＭＨｚのクロック信号を出力する。
【００４０】
クロックセレクタ部１２１ｂは、外部のクロック源２又はＯＣＸＯ１２１ａのいずれかのクロック信号を選択する。
【００４１】
逓倍器１２１ｃは、２０ＭＨｚのクロック信号から１００ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００４２】
時刻カウンタ部１２１ｄは、６４ｂｉｔ値のカウンタであり、逓倍器１２１ｃから入力される１００ＭＨｚのクロック信号によって動作し、時刻をカウントする。
【００４３】
カウンタセレクタ部１２１ｅは、時刻カウンタ部１２１ｄ又は後述する時刻カウンタ部１２２ｋのいずれの時刻カウンタを使用するか選択する。
【００４４】
同期パケット生成部１２１ｆは、同期パケットＰｓを生成するとともに、カウンタセレクタ部１２１ｅで選択された時刻カウンタ部１２１ｄ又は時刻カウンタ部１２２ｋの時刻カウンタを参照して、送信間隔を１０ｍｓｅｃとし、１０ｍｓｅｃ毎に同期パケットＰｓをスレーブ装置に送信する。
【００４５】
同期パケット受信部１２２は、同期パケット解析部１２２ａと、到着時刻記録部１２２ｂと、遅延付加部１２２ｃと、到着時刻差分演算部１２２ｄと、デジタルフィルタ１部１２２ｅと、デジタルフィルタ２部１２２ｆと、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御部１２２ｇと、Ｄ／Ａコンバータ部１２２ｈと、ＴＣＸＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１２２ｉと、逓倍器１２２ｊと、時刻カウンタ部１２２ｋとを有する。
【００４６】
同期パケット解析部１２２ａは、パケット受信処理部１１が受信した同期パケットＰｓの正常性及びマスター装置として動作するクロック同期装置１の正常性を解析する。
【００４７】
到着時刻記録部１２２ｂは、同期パケット解析部１２２ａによって同期パケットＰｓが正常であると判断された場合に、時刻カウンタ部１２２ｋを参照して同期パケットＰｓの到着時刻を記録する。なお、同期パケットＰｓは１０ｍｓｅｃ毎にスレーブ装置から送信されるため、およそ１０ｍｓｅｃ毎に到着時刻が記録される。
【００４８】
遅延付加部１２２ｃは、到着時刻記録部１２２ｂが記録した到着時刻を１ｓｅｃ遅延させる。
【００４９】
到着時刻差分演算部１２２ｄは、到着時刻記録部１２２ｂが記録した現在の到着時刻と、遅延付加部１２２ｃによって１ｓｅｃ遅延させられた到着時刻とを比較して差分データ値を生成する。生成された差分データ値は、１００ＭＨｚで１ｓｅｃをカウントした値である。
【００５０】
デジタルフィルタ１部１２２ｅは、減衰傾度が緩やかで収束時間が短いフィルタであり、差分データ値を１００個毎に平均化処理する。
【００５１】
デジタルフィルタ２部１２２ｆは、減衰傾度が急峻で収束時間が長いフィルタであり、差分データ値を１００個毎に平均化処理する。
【００５２】
ＰＩＤ制御部１２２ｇは、最初の同期パケットＰｓを受信してから約１ｓｅｃはデジタルフィルタ１部１２２ｅの出力に基づいて、最初の同期パケットＰｓを受信してから約１ｓｅｃ経過後はデジタルフィルタ２部１２２ｆの出力に基づいて、Ｄ／Ａコンバータ部１２２ｈを経由してＴＣＸＯ１２２ｉを制御し、差分データが１ｓｅｃとなるように、つまり１００ＭＨｚで１００００００００カウントとなるようにする。
【００５３】
Ｄ／Ａコンバータ部１２２ｈは、ＰＩＤ制御部１２２ｇの出力するデジタル信号をＴＣＸＯ１２２ｉに入力するアナログ信号に変換する。
【００５４】
ＴＣＸＯ１２２ｉは、ＰＩＤ制御部１２２ｇの制御下において２０ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００５５】
逓倍器１２２ｊは、ＴＣＸＯ１２２ｉの出力する２０ＭＨｚのクロック信号から１００ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００５６】
時刻カウンタ部１２２ｋは、１００ＭＨｚのクロック信号に基づいて時刻をカウントする。
【００５７】
（動作）
以下、クロック同期装置１の動作を各図を参照しながら、（１）マスター装置としての動作、（２）スレーブ装置としての動作、（３）スレーブ装置からマスター装置への切替動作に分けて説明する。
【００５８】
（１）マスター装置としての動作
まず、マスター／スレーブ制御部１２０は、マスター装置となるため各部を制御し、パケット受信処理部１１及び同期パケット受信部１２２を動作停止するとともに、カウンタセレクタ部１２１ｅに時刻カウンタ部１２１ｄを参照するように選択させ、クロックセレクタ部１２３にクロックセレクタ部１２１ｂから出力されるクロック信号を用いるように選択させる。
【００５９】
次に、クロックセレクタ部１２１ｂは、外部のクロック源２又はＯＣＸＯ１２１ａのいずれのクロック信号を使用するか選択する。
【００６０】
次に、外部のクロック源２を使用する場合、逓倍器１０は、外部のクロック源２から入力される１０ＭＨｚのクロック信号から２０ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００６１】
また、内部クロック源であるＯＣＸＯ１２１ａを用いる場合、ＯＣＸＯ１２１ａが出力する２０ＭＨｚのクロック信号を用いる。
【００６２】
次に、逓倍器１２１ｃは、２０ＭＨｚのクロック信号から１００ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００６３】
次に、時刻カウンタ部１２１ｄは、逓倍器１２１ｃから入力される１００ＭＨｚのクロック信号によって動作し、時刻をカウントする。
【００６４】
次に、同期パケット生成部１２１ｆは、同期パケットＰｓを生成するとともに、時刻カウンタ部１２１ｄの時刻カウンタを参照して、１０ｍｓｅｃ毎に同期パケットＰｓをスレーブ装置に送信する。
【００６５】
また、クロックセレクタ部１２１ｂから出力される２０ＭＨｚのクロック信号は、クロックセレクタ部１２３を経由して分周器１３に入力され、分周器１３は２０ＭＨｚのクロック信号から１０ＭＨｚの同期クロック信号Ｓｃを生成し、出力する。
【００６６】
（２）スレーブ装置としての動作
まず、マスター／スレーブ制御部１２０は、スレーブ装置となるため各部を制御し、逓倍器１０及び同期パケット送信部１２１を動作停止するとともに、クロックセレクタ部１２３にＴＣＸＯ１２２ｉから出力されるクロック信号を用いるように選択させる。
【００６７】
まず、ＴＣＸＯ１２２ｉは、２０ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００６８】
次に、逓倍器１２２ｊは、ＴＣＸＯ１２２ｉの出力する２０ＭＨｚのクロック信号から１００ＭＨｚのクロック信号を生成する。
【００６９】
また、同期パケット受信部１２２は、マスター装置から同期パケットＰｓを受信する。
【００７０】
次に、同期パケット解析部１２２ａは、パケット受信処理部１１が受信した同期パケットＰｓの正常性及びマスター装置として動作するクロック同期装置１の正常性を解析する。
【００７１】
図３は、スレーブ装置としてのクロック同期装置の差分データ値の生成動作を説明するための図である。
【００７２】
次に、到着時刻記録部１２２ｂは、同期パケット解析部１２２ａによって同期パケットＰｓが正常であると判断された場合に、時刻カウンタ部１２２ｋを参照して同期パケットＰｓの到着時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３…を記録する。なお、同期パケットＰｓは１０ｍｓｅｃ毎にスレーブ装置から送信されるため、到着時刻記録部１２２ｂは、およそ１０ｍｓｅｃ毎に到着時刻を記録する。
【００７３】
次に、遅延付加部１２２ｃは、到着時刻記録部１２２ｂが記録した到着時刻を１ｓｅｃ遅延させる。１ｓｅｃ遅延させた到着時刻をｔ１とする。
【００７４】
到着時刻差分演算部１２２ｄは、到着時刻記録部１２２ｂが記録した現在の到着時刻ｔｉと、遅延付加部１２２ｃによって１ｓｅｃ遅延させられた到着時刻ｔ１とを比較して差分データ値ｔｄ１＝ｔｉ−ｔ１を生成する。差分データ値は、ｔｄ２、ｔｄ３、ｔｄ４…と順次生成される。
【００７５】
最初の同期パケットＰｓを受信してから約１ｓｅｃは、デジタルフィルタ１部１２２ｅが、また、最初の同期パケットＰｓを受信してから約１ｓｅｃ経過後はデジタルフィルタ２部１２２ｆが、差分データ値ｔｄ１、ｔｄ２、ｔｄ３、ｔｄ４…を１００個毎に平均化処理して平均差分データ値ｔｄｍを生成する。
【００７６】
次に、ＰＩＤ制御部１２２ｇは、デジタルフィルタ１部１２２ｅの出力である差分データｔｄｍ１又はデジタルフィルタ２部１２２ｆの出力である差分データｔｄｍ２に基づいて、Ｄ／Ａコンバータ部１２２ｈを経由してＴＣＸＯ１２２ｉを制御し、差分データｔｄｍ１又はｔｄｍ２が１ｓｅｃとなるように、つまり１００ＭＨｚにおいて時刻カウンタのカウント数が１００００００００カウントとなるようにする。
【００７７】
次に、Ｄ／Ａコンバータ部１２２ｈは、ＰＩＤ制御部１２２ｇの出力するデジタル信号をＴＣＸＯ１２２ｉに入力するアナログ信号に変換する。
【００７８】
次に、ＴＣＸＯ１２２ｉは、ＰＩＤ制御部１２２ｇの制御下において２０ＭＨｚのクロック信号生成を補正する。
【００７９】
次に、ＴＣＸＯ１２２ｉから出力される２０ＭＨｚのクロック信号は、クロックセレクタ部１２３を経由して分周器１３に入力され、分周器１３は２０ＭＨｚのクロック信号から１０ＭＨｚの同期クロック信号Ｓｃを生成し、出力する。
【００８０】
図４は、マスター装置として動作したクロック同期装置１ｍの出力する同期クロック信号とスレーブ装置として動作したクロック同期装置１ｓの出力する同期クロック信号の一例を示したグラフ図である。
【００８１】
同期クロック信号Ｓｃのうち、マスター装置として動作したクロック同期装置１ｍの出力する同期クロック信号Ｓｃｍが、周波数１０ＭＨｚつまり周期１００ｎｓｅｃであるとき、スレーブ装置として動作したクロック同期装置１ｓの出力する同期クロック信号Ｓｃｓは同様に周波数１０ＭＨｚつまり周期１００ｎｓｅｃであり、クロック周波数が同期されている。
【００８２】
実施の形態に記載した条件において、１０ＭＨｚ±１ｐｐｍの精度でクロック周波数が同期可能となる。
【００８３】
（３）スレーブ装置からマスター装置への切替動作
スレーブ装置として動作中のクロック同期装置１の同期パケット解析部１２２ａは、パケット受信処理部１１が受信した同期パケットＰｓからマスター装置として動作するクロック同期装置１の正常性を解析しており、予め定めた時間同期パケットＰｓが受信されない場合、マスター装置が正常でないと判断する。
【００８４】
同期パケット解析部１２２ａが、マスター装置が正常でないと判断した場合、クロック同期装置１のマスター／スレーブ制御部１２０は、図示しない優先度情報を参照し、自己装置が最も優先度が高い場合にスレーブ装置からマスター装置へ切り替わるための動作を実行する。
【００８５】
まず、マスター／スレーブ制御部１２０は、パケット受信処理部１１を動作停止するよう制御する。
【００８６】
ここで、正常でないと判断される前のマスター装置とクロック周波数の同期が確率されている場合は、マスター／スレーブ制御部１２０は、ＰＩＤ制御部１２２ｇの動作を停止し、ＴＣＸＯ１２２ｉに現在出力している２０ＭＨｚの周波数を出力させ、クロックセレクタ部１２３にＴＣＸＯ１２２ｉから出力されるクロック信号を用い続けるようにさせる。
【００８７】
さらに、マスター／スレーブ制御部１２０は、ＴＣＸＯ１２２ｉから出力されるクロック信号に基づいて動作する時刻カウンタ部１２２ｋの出力するクロック信号を選択するようカウンタセレクタ部１２１ｅを制御し、当該クロック信号に基づいて同期パケット生成部１２１ｆを動作させる。
【００８８】
一方、正常でないと判断される前のマスター装置とクロック周波数の同期が確率されていない場合は、「（１）マスター装置としての動作」において説明したように、マスター／スレーブ制御部１２０は、外部のクロック源２又は内部のＯＣＸＯ１２１ａの出力するクロック信号に基づいてクロック同期装置１の各部を動作させる。
【００８９】
（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、クロック同期装置１ｍが、同期パケットを生成するとともに、クロック源２のクロック信号又は内部クロック源のクロック信号を使用して送信間隔を決定し、決定した送信間隔において同期パケットをクロック同期装置１ｓ１−１ｓ７に定期的に送信するとともに、クロック同期装置１ｓ１−１ｓ７が、マスター装置であるクロック同期装置１ｍから同期パケットを受信し、到着時刻を記録して、複数の当該同期パケットの到着時刻の差分について平均を算出し、算出された差分に基づいて同期クロック信号Ｓｃを生成したため、マスター装置であるクロック同期装置１ｍの同期クロック信号Ｓｃに追従した周波数のクロック信号をスレーブ装置であるクロック同期装置１ｓ１−１ｓ２において生成することができる。
【００９０】
また、マスター装置から受信した同期パケットが正常でない場合又はマスター装置から前記送信間隔で同期パケットが到着しない場合に、優先順位に基づいてスレーブ装置がマスター装置として動作するようにしたため、マスター装置が異常となった場合にも同期クロック信号の周波数同期を維持することができる。
【００９１】
［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１、１ｍ、１ｓ１−１ｓ７    クロック同期装置
２     クロック源
３     ネットワーク
１０   逓倍器
１１   パケット受信処理部
１２   同期パケット制御部
１３   分周器
１２０ マスター／スレーブ制御部
１２１ 同期パケット送信部
１２１ａ      ＯＣＸＯ
１２１ｂ      クロックセレクタ部
１２１ｃ      逓倍器
１２１ｄ      時刻カウンタ部
１２１ｅ      カウンタセレクタ部
１２１ｆ      同期パケット生成部
１２２ 同期パケット受信部
１２２ａ      同期パケット解析部
１２２ｂ      到着時刻記録部
１２２ｃ      遅延付加部
１２２ｄ      到着時刻差分演算部
１２２ｅ      デジタルフィルタ１部
１２２ｆ      デジタルフィルタ２部
１２２ｇ      ＰＩＤ制御部
１２２ｈ      Ｄ／Ａコンバータ部
１２２ｉ      ＴＣＸＯ
１２２ｊ      逓倍器
１２２ｋ      時刻カウンタ部
１２３ クロックセレクタ部
Ｐｓ   同期パケット
Ｓｃ、Ｓｃｍ、Ｓｃｓ 同期クロック信号
ｔ１−ｔｉ    到着時刻
ｔｄ１、ｔｄ２       差分データ値
ｔｄｍ 平均差分データ値
ｔｄｍ１、ｔｄｍ２   差分データ
【図１】
2014220659.tif 000003
【図２】
2014220659.tif 000004
【図３】
2014220659.tif 000005
【図４】
2014220659.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月4日(2014.8.4)
【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】
クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分を初期は減衰傾度が緩やかで収束時間が短い第１のフィルタで、初期以降は前記第１のフィルタに比べて減衰傾度が急峻で収束時間が長い第２のフィルタで平均化し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【請求項２】
同期パケットを生成するとともに、クロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成した後であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部が生成するクロック信号に基づいて、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する請求項１に記載のクロック同期装置。
【請求項３】
同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成する前であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部の動作を停止し、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する請求項２に記載のクロック同期装置。
【請求項４】
前記制御部は、複数のクロック同期装置に通信可能に接続されている場合、当該複数のクロック同期装置との間で定められた優先順位に基づいて、動作する請求項２又は３に記載のクロック同期装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
［１］クロック源のクロック信号に基づいて決定される送信間隔でマスター装置から送信された同期パケットを受信し、受信した複数の同期パケットの到着時刻を記録し、記録した到着時刻の差分を初期は減衰傾度が緩やかで収束時間が短い第１のフィルタで、初期以降は前記第１のフィルタに比べて減衰傾度が急峻で収束時間が長い第２のフィルタで平均化し、当該到着時刻の差分の平均に基づいてクロック信号を生成する同期パケット受信部と、
前記同期パケット受信部が生成したクロック信号に基づいて同期クロックを出力する出力部とを有するクロック同期装置。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
［２］同期パケットを生成するとともに、クロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成した後であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部が生成するクロック信号に基づいて、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する前記［１］に記載のクロック同期装置。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［３］同期パケットを生成するとともに、クロック源のクロック信号に基づいて送信間隔を決定し、当該送信間隔で同期パケットをスレーブ装置に送信する同期パケット送信部と、
前記同期パケット受信部がクロック信号を生成する前であって、前記マスター装置から受信した前記同期パケットが正常でない場合又は前記マスター装置から前記送信間隔で前記同期パケットが到着しない場合に、前記同期パケット受信部の動作を停止し、前記同期パケット送信部を動作させる制御部とをさらに有する前記［２］に記載のクロック同期装置。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
［４］前記制御部は、複数のクロック同期装置に通信可能に接続されている場合、当該複数のクロック同期装置との間で定められた優先順位に基づいて、動作する前記［２］又は［３］に記載のクロック同期装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１に係る発明によれば、本構成を用いない場合に比べて、通信手段で接続された装置間におけるクロック周波数の同期の精度を向上することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
請求項２又は３に係る発明によれば、マスター装置から受信した同期パケットが正常でない場合又はマスター装置から前記送信間隔で同期パケットが到着しない場合に、スレーブ装置がマスター装置として動作することができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項４に係る発明によれば、優先順位に基づいてスレーブ装置がマスター装置として動作することができる。