(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２系統の入力クロック各々のクロックパルスをカウントして２系統の入力分周カウント値を得る入力分周カウンタと、
前記２系統の入力分周カウント値に基づき前記２系統の入力クロックを夫々分周した２系統の入力分周信号を生成するクロック生成部と、
前記２系統の入力分周信号を現用系の入力分周信号及び予備系の入力分周信号とし、系切替指令に応じて前記現用系の入力分周信号及び前記予備系の入力分周信号のうちの一方を選択して出力する系切替部と、
前記系切替部から出力された前記現用系の入力分周信号又は前記予備系の入力分周信号と帰還分周信号との位相差に基づく発振周波数制御を行なって発振クロックを生成するＰＬＬと、を含むクロック切替装置であって、
前記発振クロックを１周期毎にカウントしたカウント値を帰還分周カウント値として得る帰還分周カウンタと、
前記２系統の入力分周カウント値のうちで前記予備系の入力分周信号に対応した方の入力分周カウント値と、前記帰還分周カウント値との位相差分に相当する位相差分期間を検出する位相差分検出部と、
系切替を促す選択信号を受信した場合に前記帰還分周カウント値に基づき、前記発振クロックの系切替前分周開始時点から前記位相差分期間だけ経過した時点を系切替後分周開始時点としてこの時点から前記発振クロックの分周を開始して前記帰還分周信号を生成する帰還デコーダと、
前記選択信号の受信後であって前記位相差分期間に応じて定まる系切替時点にて前記系切替指令を前記系切替部に供給する系切替タイミング制御部と、を含むことを特徴とするクロック切替装置。
【請求項２】
前記系切替時点は、前記系切替前分周開始時点を始点として前記位相差分期間と所定付加期間とを合算して得られた系切替不可期間の終了時点であることを特徴とする請求項１に記載のクロック切替装置。
【請求項３】
前記位相差分検出部は、任意のタイミングで前記位相差分期間を検出することを特徴とする請求項２に記載のクロック切替装置。
【請求項４】
前記系切替時点は、前記系切替を促す前記選択信号の受信後における前記クロック生成部による最初の前記現用系の入力分周信号の生成後から前記位相差分期間の経過前までの期間内の任意の時点であることを特徴とする請求項１に記載のクロック切替装置。
【請求項５】
前記位相差分検出部は、前記系切替を促す前記選択信号の受信を待って前記位相差分期間の検出を開始することを特徴とする請求項４に記載のクロック切替装置。
【請求項６】
前記位相差分期間は、前記系切替前分周開始時点から、前記系切替指令の入力直後の前記入力分周カウンタによる前記予備系についてのカウント開始時点である前記系切替後分周開始時点までの期間における前記帰還分周カウント値の総数に対応する期間であることを特徴とする請求項２に記載のクロック切替装置。
【請求項７】
前記系切替不可期間は、前記位相差分期間と、前記入力分周信号の１分周期間と、を合算した期間であることを特徴とする請求項２に記載のクロック切替装置。
【請求項８】
前記クロック生成部が一方の系統についての前記入力分周信号を生成するタイミングにおいて他方の系統についての前記入力分周カウント値をリセットするリセット手段を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のクロック切替装置。
【請求項９】
前記所定付加期間は、前記入力分周信号の１分周期間に相当する期間であることを特徴とする請求項２に記載のクロック切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長化されたクロックを無瞬断で切り替えるクロック切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
映像データ等をインターネットなどの通信網を介して送信する装置においては、現用系及び予備系のクロックを生成してクロック系統に障害が発生したときに系切替を行うことにより、装置の稼動安定性を向上させている。系切替時には、映像等の通信品質を維持するために無瞬断での切り替えが要求される。例えば特許文献１には、現用系クロックと予備系クロックの位相差分値を加減算補正して系切替時のクロック位相を調整することにより、無瞬断の系切替を行うクロック切替装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術においては、クロック選択信号が入力されるタイミングによっては、位相比較部での主従比較パルスが乱れ、その結果位相差対応電圧が乱れ、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage-Controlled Crystal Oscillator）のクロック出力が乱れてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、クロック選択信号の入力タイミングに関わらず無瞬断で２系統のクロックを切り替えることができるクロック切替装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるクロック切替装置は、２系統の入力クロック各々のクロックパルスをカウントして２系統の入力分周カウント値を得る入力分周カウンタと、前記２系統の入力分周カウント値に基づき前記２系統の入力クロックを夫々分周した２系統の入力分周信号を生成するクロック生成部と、前記２系統の入力分周信号を現用系の入力分周信号及び予備系の入力分周信号とし、系切替指令に応じて前記現用系の入力分周信号及び前記予備系の入力分周信号のうちの一方を選択して出力する系切替部と、前記系切替部から出力された前記現用系の入力分周信号又は前記予備系の入力分周信号と帰還分周信号との位相差に基づく発振周波数制御を行なって発振クロックを生成するＰＬＬと、を含むクロック切替装置であって、前記発振クロックを１周期毎にカウントしたカウント値を帰還分周カウント値として得る帰還分周カウンタと、前記２系統の入力分周カウント値のうちで前記予備系の入力分周信号に対応した方の入力分周カウント値と、前記帰還分周カウント値との位相差分に相当する位相差分期間を検出する位相差分検出部と、系切替を促す選択信号を受信した場合に前記帰還分周カウント値に基づき、前記発振クロックの系切替前分周開始時点から前記位相差分期間だけ経過した時点を系切替後分周開始時点としてこの時点から前記発振クロックの分周を開始して前記帰還分周信号を生成する帰還デコーダと、前記選択信号の受信後であって前記位相差分期間に応じて定まる系切替時点にて前記系切替指令を前記系切替部に供給する系切替タイミング制御部と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
当該系切替時点は、当該系切替前分周開始時点を始点として当該位相差分期間と所定付加期間とを合算して得られた系切替不可期間の終了時点であり得る。また、当該系切替時点は、前記選択信号の入力後における前記クロック生成部による最初の前記現用系の入力分周信号の生成後から前記位相差分期間の経過前までの期間内の任意の時点であり得る。                                                                                
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるクロック切替装置によれば、クロック選択信号の入力タイミングに関わらず無瞬断で２系統のクロックを切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施例であるクロック切替装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のクロック切替装置の系切替時における信号及びカウンタのタイムチャートである。
【図３】０系及び１系分周カウンタ値のリセット手段を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例であるクロック切替装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４のクロック切替装置の系切替時における信号及びカウンタのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜第１の実施例＞
図１には、本発明の第１の実施例であるクロック切替装置１００の構成が示されている。
【００１１】
クロック供給部１、０系分周カウンタ２、０系入力デコーダ３、１系分周カウンタ４、及び１系入力デコーダ５は、２系統の入力クロック（０系クロック１０１及び１系クロック１０２）を分周して２系統の入力分周信号（０系入力分周信号１０３及び１系入力分周信号１０４）を生成するクロック生成部を構成する。
【００１２】
クロック供給部１は、０系クロック１０１を０系分周カウンタ２に供給すると共に、１系クロック１０２を１系分周カウンタ４に供給する。０系クロック１０１及び１系クロック１０２は、クロック供給部１によって生成されたものでも良いし、外部から入力されたものでも良い。
【００１３】
０系分周カウンタ２は、０系クロック１０１のクロックパルスをカウントして得られた０系分周カウント値１１１を０系入力デコーダ３に供給する。
【００１４】
０系入力デコーダ３は、０系分周カウント値１１１に基づいて０系クロック１０１を１／Ｎ分周して０系入力分周信号１０３を生成する。なお、Ｎは正の整数である。
【００１５】
１系分周カウンタ４は、１系クロック１０２のクロックパルスをカウントして得られた１系分周カウント値１１２を１系入力デコーダ５に供給する。
【００１６】
１系入力デコーダ５は、１系分周カウント値１１２に基づいて１系クロック１０２を１／Ｎ分周して１系入力分周信号１０４を生成する。
【００１７】
系切替部６は、後述する系切替不可期間設定部１４からの系切替信号１１６に応じて、０系入力分周信号１０３及び１系入力分周信号１０４のいずれか一方を現用系として選択し、他方を予備系とすることにより現用系と予備系の系切替を行う。系切替部６は、当該選択した入力分周信号を選択分周信号１０５として位相比較部７に供給する。
【００１８】
位相比較部７、フィルタ８、発振部９、分周部１０、帰還分周カウンタ１１、及び帰還デコーダ１２はＰＬＬ（Phase Locked Loop）を構成しており、現用系の入力分周信号（０系入力分周信号１０３又は１系入力分周信号１０４）の位相と、後述する帰還デコーダ１２からの帰還分周信号１１０の位相との差に基づく発振周波数制御を行なって発振クロック１０７を生成する。
【００１９】
位相比較部７は、選択分周信号１０５の位相を基準として、帰還デコーダ１２からの帰還分周信号１１０の位相差を求め、その位相差に対応する位相差対応電圧１０６をフィルタ８に供給する。
【００２０】
フィルタ８は、位相差対応電圧１０６をフィルタリングして不要な高周波成分を除去する。フィルタ８は、当該フィルタリングにより得られた制御電圧１０６ａを発振部９に供給する。
【００２１】
発振部９は、制御電圧１０６ａに基づく周波数制御により、選択分周信号１０５の周波数のα倍の周波数を有する発振クロック１０７を生成する。なお、αは正の整数である。
【００２２】
分周部１０は、発振クロック１０７を１／αに分周して得られた出力クロック１０８を出力する。
【００２３】
帰還分周カウンタ１１は、発振クロック１０７を１周期毎に１カウントして帰還分周カウント値１０９を得る。
【００２４】
帰還デコーダ１２は、系切替を指令する選択信号１１４（以下、系切替指令と称する）が入力された場合には、当該系切替前の発振クロック１０７の分周開始時点（以下、系切替前分周開始時点と称する）から位相差分期間（後述する）だけ経過した時点（以下、系切替後分周開始時点と称する）から発振クロック１０７の分周を開始して帰還分周信号１１０を生成する。この際、帰還デコーダ１２は、帰還分周カウント値１０９に基づいて発振クロック１０７を１／（Ｎ×α）に分周して帰還分周信号１１０を生成する。また、帰還デコーダ１２は、系切替前に系切替前分周開始時点を記憶しておき、系切替時にこれを用いることにより系切替後分周開始時点を決定する。
【００２５】
位相差分検出部１３は、系切替前の予備系の分周カウント値（０系分周カウント値１１１又は１系分周カウント値１１２）と帰還分周カウント値１０９の位相差分を検出する。位相差分検出部１３は、切替指令を受けてから位相差分を求めるものではなく、前もって位相差分を求めておく。位相差分検出部１３は、系切替前に少なくとも１回、位相差分期間を算出する。または、位相差分検出部１３は、系切替前から例えば周期的又は断続的に位相差分期間を算出して随時更新するようにしても良い。以下、位相差分１１３に相当する期間を位相差分期間と称する。
【００２６】
系切替不可期間設定部１４は、位相差分期間と所定の付加期間とを合算した期間を系切替不可期間として設定する。付加期間は、例えば１系入力分周信号１０４の１分周期間である。系切替不可期間設定部１４は、現用系のカウント値（０系分周カウント値１１１又は１系分周カウント値１１２）、帰還分周カウント値１０９、及び位相差分１１３を用いて系切替不可期間を求める。系切替不可期間設定部１４は、系切替の可否を２値によって示す系切替可否信号１１５を系切替タイミング制御部１５に供給する。
【００２７】
系切替タイミング制御部１５は、系切替可否信号１１５によって示される系切替可能期間中に系切替を指令する選択信号１１４が入力された場合には、選択信号１１４を系切替信号１１６として系切替部６及び帰還デコーダ１２に直ぐに供給する。また、系切替タイミング制御部１５は、系切替可否信号１１５によって示される系切替不可期間中に系切替を指令する選択信号１１４すなわち系切替指令が入力された場合には、当該系切替不可期間の経過後に系切替信号１１６を系切替部６及び帰還デコーダ１２に供給する。
【００２８】
以下、図１のブロック図及び図２のタイムチャートを参照しつつ、系切替時におけるクロック切替装置１００の動作について説明する。以下、初期設定時において選択信号１１４が０系を現用系とし且つ１系を予備系として指示している前提で説明する。また、発振部９は、選択分周信号１０５の周波数の４倍（すなわちα＝４）の周波数を有する発振クロック１０７を生成する前提で説明する。
【００２９】
先ず、選択信号１１４による系切替指令が発せられていない場合の動作について説明する。
【００３０】
クロック供給部１は、０系クロック１０１を０系分周カウンタ２に供給すると共に、０系クロック１０１とは位相の異なる１系クロック１０２を１系分周カウンタ４に供給している。０系分周カウンタ２は、０系クロック１０１を１周期毎に１カウントし、系切替前分周開始時点である時刻Ｔ１において「０」のカウント値１１１を０系入力デコーダ３に供給する。０系入力デコーダ３は、０系分周カウント値１１１が「０」の期間中に０系入力分周信号１０３の信号レベルを”Ｈ”レベルとする。系切替部６は、選択信号１１４が０系を現用系として指示しているので、０系入力分周信号１０３を選択し、これを選択分周信号１０５として位相比較部７に供給する。
【００３１】
発振クロック１０７は０系入力分周信号１０３に基づいて生成されたクロック信号であるので、時刻Ｔ１において発振クロック１０７の位相と０系入力分周信号１０３の位相とは一致している。故に、帰還分周カウンタ１１のカウント値１０９も時刻Ｔ１において「０」となる。帰還デコーダ１２は、帰還分周カウント値１０９が「０」〜「３」の期間中に信号レベルが”Ｈ”となるデコード値を示す帰還分周信号１１０を位相比較部７に供給する。
【００３２】
次に、選択信号１１４による系切替指令が発せられた場合の動作について説明する。
【００３３】
時刻Ｔ２において１系を現用系として選択する選択信号１１４すなわち系切替指令が入力される。位相差分検出部１３は、系切替より前に予備系である１系分周カウント値１１２と帰還分周カウント値１０９の位相差分に相当する位相差分期間を検出しておく。
【００３４】
図２の例においては、系切替前のデコード開始タイミング（時刻Ｔ１）と予備系カウンタのカウント開始時点（時刻Ｔ３）の間に選択信号１１４が入力されているが、系切替については後述とし、まずは位相差分の検出およびその動作について説明する。１系分周カウント値１１２が「０」となった時点Ｔ３における帰還分周カウント値１０９のカウント値は「５」である。故に、位相差分検出部１３は、帰還分周カウント値１０９「０」〜「５」の総カウント値「６」を位相差分１１３とする。すなわち、系切替前のデコード開始タイミング（時刻Ｔ１）から、選択信号１１４の入力後の予備系カウンタのカウント開始時点（時刻Ｔ３）までの期間における帰還カウンタ１１の総カウント値「６」に相当する期間（時刻Ｔ１〜Ｔ４）を位相差分期間とする。
【００３５】
帰還デコーダ１２は、系切替前分周開始時点（時刻Ｔ１）から位相差分期間だけ経過した時点（系切替後分周開始時点：時刻Ｔ４）から発振クロック１０７の分周を開始して帰還分周信号１１０を生成する。この際、帰還デコーダ１２は、帰還分周カウント値１０９に基づいて発振クロック１０７を１／（Ｎ×α）に分周して帰還分周信号１１０を生成する。帰還デコーダ１２は、１系分周カウント値１１２のカウント値が「０」の期間（時刻Ｔ４〜Ｔ５：以下、１分周期間と称する）において帰還分周信号１１０の信号レベルを”Ｈ”レベルとする。
【００３６】
系切替不可期間設定部１４は、位相差分期間と所定の付加期間とを合算した期間を系切替不可期間（時刻Ｔ１〜Ｔ５）として設定する。付加期間は、例えば１系入力分周信号１０４の１分周期間（１系分周カウンタ４の１カウント期間）である。なお、α＝４であるので、１系分周カウンタ４の１カウントは、帰還デコーダ１２による４カウントに相当する。系切替不可期間設定部１４は、系切替の可否を示す系切替可否信号１１５を系切替タイミング制御部１５に供給する。図２においては、系切替可否信号１１５の”Ｈ”レベル期間が系切替不可期間を示している。
【００３７】
系切替タイミング制御部１５は、系切替不可期間中の時刻Ｔ２において系切替を指令する選択信号１１４が入力された場合であっても、直ぐには系切替部６に系切替信号１１６を供給せず、系切替不可期間が経過してから系切替信号１１６を供給する。すなわち、系切替タイミング制御部１５は、時刻Ｔ５以降に系切替信号１１６を系切替部６に供給する。
【００３８】
系切替部６は、時刻Ｔ５以降に系切替タイミング制御部１５から供給された系切替信号１１６に応じて１系入力分周信号１０４を選択し、これを選択分周信号１０５として出力する。すなわち、現用系と予備系とを切り替える。
【００３９】
かかる動作により、系切替後の選択分周信号１０５の位相と帰還分周信号１１０の位相との差分は時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４の期間にまで低減され、両位相がほぼ一致する。更に、系切替タイミングによっては系切替前後の選択分周信号と帰還分周信号１１０の関係が乱れて、位相差対応電圧が乱れてしまう可能性があるタイミングを避けて系切替を行うので、系切替時における発振クロック１０７の乱れを防止することができる。
【００４０】
上記したように、本実施例のクロック切替装置１００においては、系切替前の予備系である１系分周カウント値１１２と帰還分周カウント値１０９の位相差に相当する位相差分期間を求める。そして、系切替前分周開始時点（時刻Ｔ１）から位相差分期間だけ経過した時点（系切替後分周開始時点：時刻Ｔ４）から帰還デコーダ１２が帰還分周カウント値１０９に基づいて発振クロック１０７の分周を開始する。
【００４１】
かかる動作により、系切替後の選択分周信号１０５の位相と帰還分周信号１１０の位相との差分を時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４の期間にまで低減し、両位相をほぼ一致させることができる。時刻Ｔ３〜時刻Ｔ４の期間が帰還分周カウンタ１１の１カウント期間よりも短いことからもわかるように、帰還分周カウンタ１１の１カウント期間の精度で位相差分期間を求め、当該精度で両位相を一致させることができる。発振部９のαの値が大きい程、位相差分期間を高精度に求めることができるが、αは２以上の任意の整数値とすることができる。
【００４２】
更に、本実施例のクロック切替装置１００においては、位相差分期間と所定の付加期間とを合算した期間を系切替不可期間（時刻Ｔ１〜Ｔ５）として設定する。そして、系切替不可期間の経過後に現用系と予備系とを切り替える。本実施例とは異なり、仮に系切替不可期間内に系切替を行った場合には、現用系と予備系の入力分周信号の位置関係およびその系切替タイミングによっては、位相比較部７に入力される系切替後の選択分周信号１０５と帰還分周信号１１０の数に相違が出てしまう可能性があり、その結果、発振部９の動作が乱れてしまう。しかし、本実施例のように、系切替不可期間の経過後に系切替を行うことにより、位相差対応電圧が乱れてしまう可能性があるタイミングを避けて系切替を行うことができる。その結果、系切替時における発振クロック１０７の乱れを防止することができる。
【００４３】
上記実施例においては、付加期間を１系入力分周信号１０４の１分周期間としたが、これに限られない。位相比較部７が１系入力分周信号１０４の立上りエッジと帰還分周信号１１０の立上りエッジとに基づいて位相差を比較する場合には、付加期間を「０」とすることもできる。この場合、位相差分期間と系切替不可期間とは一致する。位相比較部７が１系入力分周信号１０４の立下りエッジと帰還分周信号１１０の立下りエッジとに基づいて位相差を比較する場合には、付加期間を１系入力分周信号１０４の１分周期間又はこれよりも大きい期間とすることができる。
【００４４】
図３は、０系分周カウンタ２及び１系分周カウンタ４のリセット手段を示すブロック図である。０系が現用系である場合には、０系入力デコーダ３からのリセット信号１１７により１系分周カウンタ４の分周カウンタ値１１２をリセットする。リセット信号１１７は、０系入力分周信号１０３と同じタイミングで生成される。１系が現用系である場合には、１系入力デコーダ５からのリセット信号１１８で０系分周カウンタ２の分周カウンタ値１１１をリセットする。リセット信号１１８は、１系入力分周信号１０４と同じタイミングで生成される。かかる動作により、０系入力分周信号１０３及び１系入力分周信号１０４の位相差を１サイクル以内に収めることができる。クロック切替装置１００は、このようなリセット手段を備えることもできる。
＜第２の実施例＞
図４には、本発明の第２の実施例であるクロック切替装置１００の構成が示されている。
【００４５】
クロック供給部１、０系分周カウンタ２、０系入力デコーダ３、１系分周カウンタ４、及び１系入力デコーダ５は、２系統の入力クロック（０系クロック１０１及び１系クロック１０２）を分周して２系統の入力分周信号（０系入力分周信号１０３及び１系入力分周信号１０４）を生成するクロック生成部を構成する。
【００４６】
クロック供給部１は、０系クロック１０１を０系分周カウンタ２に供給すると共に、１系クロック１０２を１系分周カウンタ４に供給する。０系クロック１０１及び１系クロック１０２は、クロック供給部１によって生成されたものでも良いし、外部から入力されたものでも良い。
【００４７】
０系分周カウンタ２は、０系クロック１０１のクロックパルスをカウントして得られた０系分周カウント値１１１を０系入力デコーダ３に供給する。
【００４８】
０系入力デコーダ３は、０系分周カウント値１１１に基づいて０系クロック１０１を１／Ｎ分周して０系入力分周信号１０３を生成する。なお、Ｎは正の整数である。
【００４９】
１系分周カウンタ４は、１系クロック１０２のクロックパルスをカウントして得られた１系分周カウント値１１２を１系入力デコーダ５に供給する。
【００５０】
１系入力デコーダ５は、１系分周カウント値１１２に基づいて１系クロック１０２を１／Ｎ分周して１系入力分周信号１０４を生成する。
【００５１】
系切替部６は、後述する系切替タイミング制御部１５からの系切替信号１１６に応じて、０系入力分周信号１０３及び１系入力分周信号１０４のいずれか一方を現用系として選択し、他方を予備系とすることにより現用系と予備系の系切替を行う。系切替部６は、当該選択した入力分周信号を選択分周信号１０５として位相比較部７に供給する。
【００５２】
位相比較部７、フィルタ８、発振部９、分周部１０、帰還分周カウンタ１１、及び帰還デコーダ１２はＰＬＬ（Phase Locked Loop）を構成しており、現用系の入力分周信号（０系入力分周信号１０３又は１系入力分周信号１０４）の位相と、後述する帰還デコーダ１２からの帰還分周信号１１０の位相との差に基づく発振周波数制御を行なって発振クロック１０７を生成する。
【００５３】
位相比較部７は、選択分周信号１０５の位相を基準として、帰還デコーダ１２からの帰還分周信号１１０の位相差を求め、その位相差に対応する位相差対応電圧１０６をフィルタ８に供給する。
【００５４】
フィルタ８は、位相差対応電圧１０６をフィルタリングして不要な高周波成分を除去する。フィルタ８は、当該フィルタリングにより得られた制御電圧１０６ａを発振部９に供給する。
【００５５】
発振部９は、制御電圧１０６ａに基づく周波数制御により、選択分周信号１０５の周波数のα倍の周波数を有する発振クロック１０７を生成する。なお、αは正の整数である。
【００５６】
分周部１０は、発振クロック１０７を１／αに分周して得られた出力クロック１０８を出力する。
【００５７】
帰還分周カウンタ１１は、発振クロック１０７を１周期毎に１カウントして帰還分周カウント値１０９を得る。
【００５８】
帰還デコーダ１２は、帰還分周カウント値１０９に基づいて発振クロック１０７を１／（Ｎ×α）に分周して帰還分周信号１１０を生成する。帰還デコーダ１２は、系切替信号１１６の存在期間中において位相差分検出完了信号１１５が供給されたときに、系切替前の現在デコード値と位相差分検出部１３からの位相差分１１３とに基づいてデコード値の位相合わせすなわち系切替後の分周開始タイミングを調整する。帰還デコーダ１２は、分周により生成した帰還分周信号１１０を位相比較部７に供給する。位相合わせの詳細については後述する（図４及び図５）。
【００５９】
位相差分検出部１３は、選択信号１１４に応じて、系切替前の予備系の分周カウント値（０系分周カウント値１１１又は１系分周カウント値１１２）と帰還分周カウント値１０９の位相差分１１３を検出する。位相差分１１３は、入力クロック（０系クロック１０１及び１系クロック１０２）のα倍の周波数を有する発振クロック１０７の精度で検出される。また、位相差分検出部１３は、位相差分１１３と共に、当該検出が完了したことを示す位相差分検出完了信号１１５を帰還デコーダ１２に供給する。
【００６０】
系切替タイミング制御部１５は、選択信号１１４に応じて、切替タイミングを示す系切替信号１１６を生成し、これを系切替部６及び帰還デコーダ１２の各々に供給する。切替タイミングは、選択信号１１４の入力後における最初の現用系の入力分周信号（０系入力分周信号１０３又は１系入力分周信号１０４）の生成後から位相差分１１３の期間経過前までの期間内の任意の時点である。切替タイミングは、例えば、選択信号１１４の入力後最初の切替前現用系分周信号（０系入力分周信号１０３又は１系入力分周信号１０４）の生成タイミングの直後であり得る。
【００６１】
以下、図４のブロック図及び図５のタイムチャートを参照しつつ、系切替時におけるクロック切替装置１００の動作について説明する。以下、初期設定時において選択信号１１４が０系を現用系とし且つ１系を予備系として指示している前提で説明する。また、発振部９は、選択分周信号１０５の周波数の４倍（すなわちα＝４）の周波数を有する発振クロック１０７を生成する前提で説明する。
【００６２】
系切替前の動作は第１の実施例と同様である。系切替前の状態においては、０系分周カウント値１１１が「０」である区間のデコードにより生成された０系入力分周信号１０３の立上りエッジタイミングと、帰還分周カウント値１０９が「０」〜「３」である区間のデコードにより生成された帰還分周信号１１０の立上りエッジタイミングは一致している。また、系切替前現用系の０系クロック１０１の位相と発振クロック１０７の位相とは一致している。
【００６３】
時刻Ｔ０において、１系を現用系とし且つ０系を予備系とする系切替指令を示す選択信号１１４が入力される。すなわち、選択信号１１４の信号レベルがローレベルからハイレベルに変化する。
【００６４】
位相差分検出部１３は、選択信号１１４に応じて、系切替前予備系の１系分周カウント値１１２と帰還分周カウント値１０９との差分を求め、これを位相差分値１１３とする。１系分周カウント値１１２が「０」である区間のデコードにより生成された１系入力分周信号１０４と、帰還分周カウント値１０９が「０」〜「３」である区間のデコードにより生成された帰還分周信号１１０との位相差分値１１３は、発振クロック１０７の精度で「６」となる。すなわち、発振クロック１０７の６周期分となる。
【００６５】
位相差分検出部１３は、位相差分の検出が完了した時点Ｔ４において位相差分検出完了信号１１５を帰還デコーダ１２に供給する。すなわち、位相差分検出完了信号１１５の信号レベルをハイレベルからローレベルに変化させる。
【００６６】
帰還デコーダ１２は、系切替前分周開始時点（時刻Ｔ１）から位相差分期間だけ経過した時点（系切替後分周開始時点：時刻Ｔ４）すなわち位相差分検出が完了した時刻Ｔ４から発振クロック１０７の分周を開始して帰還分周信号１１０を生成する。すなわち、帰還デコーダ１２は、位相差分検出完了信号１１５に応じて、系切替前のデコード値「０」〜「３」に位相差分値１１３である「６」を加算することで、系切替後の帰還分周信号１１０のデコード開始時点Ｔ４を、系切替後現用系の１系入力分周信号１０４の生成開始時点Ｔ３にほぼ一致させる。なお、帰還デコーダ１２は、帰還分周カウント値１０９に基づいて発振クロック１０７を１／（Ｎ×α）に分周して帰還分周信号１１０を生成する。
【００６７】
一方、系切替タイミング制御部１５は、時刻Ｔ０において系切替を指令する選択信号１１４が入力された場合であっても、直ぐには系切替部６及び帰還デコーダ１２の各々に系切替信号１１６を供給せず、時刻Ｔ２において系切替信号１１６を供給する。時刻Ｔ２は、選択信号１１４の入力後最初の切替前現用系の０系入力分周信号１０３の生成タイミングＴ１の直後である。すなわち、系切替タイミング制御部１５は、系切替タイミングを選択信号１１４の入力タイミングＴ０から時刻Ｔ２に遅延させる。
【００６８】
系切替部６は、時刻Ｔ２において系切替タイミング制御部１５から供給された系切替信号１１６に応じて１系入力分周信号１０４を選択し、これを選択分周信号１０５として出力する。すなわち、現用系と予備系とを切り替える。
【００６９】
かかる動作により、系切替後の選択分周信号１０５の位相と帰還分周信号１１０の位相との差分は発振クロック１０７の１周期以内にまで低減され、両位相がほぼ一致する。特に、本実施例においては、系切替指令を示す選択信号１１４が入力されてから位相差分値を求めるので、現用系と予備系のクロックとが互いに非同期である場合や、系切替前動作中に位相が変動した場合などにおいても、系切替後の分周信号の位相を高精度で一致させることができ、系切替時に発生するクロック乱れを防止することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  クロック供給部
２  ０系分周カウンタ
３  ０系デコーダ
４  １系分周カウンタ
５  １系デコーダ
６  系切替部
７  位相比較部
８  フィルタ
９  発振部
１０  分周部
１１  帰還分周カウンタ
１２  帰還デコーダ
１３  位相差分検出部
１４  系切替不可期間設定部
１５  系切替タイミング制御部
１００  クロック切替装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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