專利名稱：一種使主備時鐘相位對齊的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種使主備時鐘相位對齊的方法 和裝置。
背景技術(shù)：
在同步數(shù)字通信網(wǎng)中，時鐘是一個非常重要的組成部分，因此在通訊
節(jié)點中，存在兩個時鐘單元，這兩個時鐘單元互為主備。在正常情況下， 主用時鐘板為通信設(shè)備提供定時同步信號， 一旦主用時鐘板發(fā)生故障或人 為強制倒換，備用時鐘板立即替代主用時鐘板為通信設(shè)備提供定時同步信 號。主備用時鐘切換時需要保證對業(yè)務(wù)不產(chǎn)生影響，如倒換時不能產(chǎn)生業(yè) 務(wù)瞬斷、誤碼等。因此在任何情況下，必須保證在主備時鐘切換時，主備 時鐘保持一致，否則設(shè)備將會產(chǎn)生誤碼甚至業(yè)務(wù)中斷。對于主備時鐘如何保持一致，圖l給出了現(xiàn)有技術(shù)的一種技術(shù)方案 利用單片的時鐘芯片來實現(xiàn)備用時鐘對主用時鐘的鎖定。但是主用時鐘和 備用時鐘鎖定后，頻率雖然一致，但還是存在一定的相位差。當(dāng)主備用時 鐘相位差達到一定程度，在主備時鐘板倒換的時候，可能會發(fā)生業(yè)務(wù)瞬斷、 誤碼等異常情況。若要減少主備用時鐘的相位差需要采用性能更優(yōu)異的器 件，實現(xiàn)主備對齊裝置的成本勢必會增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無需增加成本且具有較高相位對 齊精度的種使主備時鐘相位對齊的方法和裝置。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案加以解決 一種使主備時鐘相位對齊的方法，所述過程包括以下步驟
A. 鎖定主用時鐘的相位；
B. 測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；
C. 基于步驟B測量的相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與主用時鐘的相位對齊。
所述步驟B通過對備用時鐘進行移相，當(dāng)移相后的備用時鐘與主用時鐘相 位對齊時，將移動的相位作為所述相位差值輸出加以實現(xiàn)。
所述步驟B具體執(zhí)行以下操作
Bl.將備用時鐘以預(yù)設(shè)步長沿預(yù)設(shè)方向進行移相；
B2.用移相后的備用時鐘對主用時鐘進行采樣；
B3.基于步驟B2采樣的結(jié)果判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘 相位對齊，如果已經(jīng)對齊轉(zhuǎn)入步驟B5;如果未對齊則轉(zhuǎn)入步驟B4;
B4.判斷是否達到移相極限，未達到移相極限時，轉(zhuǎn)入步驟B1;達到 移相極限時，未得出相位差值，結(jié)束測量，所述步驟C還包括在未得出相 位差值時，結(jié)束本次操作。
B5.根據(jù)備用時鐘的移相次數(shù)計算主備用時鐘的相位差。
步驟B3所述判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘相位對齊，具體 執(zhí)行以下操作判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿，若是上升沿，則 判斷為已經(jīng)對齊，若否則判斷為未對齊。
所述判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿具體^l行以下操作當(dāng)時 鐘向正方向移相時，若采樣結(jié)果中出現(xiàn)低電平至高電平的跳變，則判斷是 主用時鐘的上升沿；當(dāng)時鐘向負方向移相時，若采樣結(jié)果中出現(xiàn)高電平至 低電平的跳變時，則判斷是主用時鐘的上升沿。
所述步驟B2中采樣的結(jié)果保存在移位寄存器。
一種使主備時鐘相位對齊的裝置，包括
時鐘芯片模塊，用于鎖定主用時鐘的相位；
相位差測量模塊，用于測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；
控制模塊，用于基于所述相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與 主用時鐘的相位對齊。
所述相位差測量^^莫塊包括移相單元和移相控制單元，所述移相單元用 于對備用時鐘進行移相，所述移相控制單元用于當(dāng)移相后的備用時鐘與主 用時鐘相位對齊時，將移動的相位作為相位差^f直輸出。
所述相位差測量模塊還包括采樣單元，所述移相單元還用于將備用時鐘以預(yù)設(shè)步長沿預(yù)設(shè)方向進行移相；所述采樣單元用于移相后的備用時鐘 對主用時鐘進行采樣；所述移相控制單元還用于基于采樣單元采樣的結(jié)果 判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘相位對齊，如果已經(jīng)對齊則根據(jù)備 用時鐘的移動相位數(shù)值計算主備用時鐘的相位差值，如果未對齊則判斷是 否達到移相極限，未達到移相極限時，控制所述移相單元繼續(xù)移相；達到 移相極限時，未得出相位差值，結(jié)束測量，所述時鐘芯片模塊還用于在未 得出相位差值時，結(jié)束本次操作。
所述相位差測量模塊還用于判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿， 若是上升沿，則判斷為相位已經(jīng)對齊，若否則判斷為相位未對齊。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是
(1) 本發(fā)明通過測量主備時鐘的相位差值，并根據(jù)該相位差值使主備時 鐘的相位對齊，在未增加成本的前提下，提高了相位對齊的精度；
(2) 本發(fā)明通過對備用時鐘進行移相并對主用時鐘進行采樣，根據(jù)采樣 結(jié)果獲得相位差，在不增加成本的前提下，可進行高精度的主備時鐘相位 差值的測量，并直接輸出相位差值，使相位調(diào)整器件可以通過一次調(diào)整就 將主備時鐘相位對齊，簡單、易于實施。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)主備時鐘相位對齊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明裝置一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明裝置另一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明裝置具體實施方式
相位差測量模塊結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明方法具體實施方式
相位對齊流程圖6是本發(fā)明方法具體實施方式
測量相位差值的流程圖。
具體實施例方式
下面用具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。 本發(fā)明一種主備時鐘保持一致的實現(xiàn)裝置，其一種實施方式，如圖2 至圖4所示，包括參考源選擇模塊、時鐘芯片模塊、相位差測量模塊和控 制模塊。
參考源選擇模塊用于對參考源時鐘輸入的選擇，可通過可編程邏輯器 件實現(xiàn)。時鐘芯片模塊包括延遲單元，時鐘芯片模塊用于鎖定主用時鐘的頻率和相位，可由SDH專用時鐘芯片加模擬環(huán)去抖電路實現(xiàn)，通過改變時 鐘芯片模塊的相位寄存器的值，并通過延遲單元調(diào)整輸出時鐘的相位，即 可以在不改變輸出頻率的情況下直接調(diào)整輸出的相位。相位差測量模塊用 于測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值，在種一種實施方式中，相位差測 量模塊可采用FPGA (Field Programmable Gate Array:現(xiàn)場可編程門陣列) 芯片?？刂颇K用于根據(jù)相位差值，控制時鐘芯片模塊的延遲單元，調(diào)整 備用時鐘輸出的相位使其與主用時鐘的相位對齊?？刂颇K具體可采用 CPU芯片。
相位差測量模塊還可以包括移相單元，用于對備用時鐘進行移相；在一 種實施方式中，移相單元可采用FPGA芯片中DLL (Delay Locked Loop: 延遲鎖定電路)模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的主備時鐘相位差的測量，從而提 高主備時鐘對齊的精度。相位差測量模塊還用于當(dāng)移相后的備用時鐘與主 用時鐘相位對齊時，將移動的相位作為相位差值輸出。移動的相位可以根 據(jù)移相的次數(shù)進行計算。
長具體可采用0.05ns，或者其他適合的步長，預(yù)設(shè)方向具體可根據(jù)需要設(shè) 為正方向或反方向；相位差測量模塊還包括采樣單元，用于移相后的備用 時鐘對主用時鐘進行采樣。相位測量模塊還可以包括移相控制單元，移相 控制單元用于基于采樣單元的采樣結(jié)果判斷移相后的備用時鐘是否與主用 時鐘相位對齊，如果已經(jīng)對齊則根據(jù)備用時鐘的移動相位數(shù)值計算主備用 時鐘的相位差值，如果未對齊則判斷是否達到移相極限，未達到移相極限 時，控制移相單元繼續(xù)移相；達到移相極限時，則未得出相位差值，結(jié)束 測量，控制模塊還用于在未得出相位差值時，結(jié)束本次操作。采樣單元的 采樣結(jié)果可以保存在移位寄存器中。
相位差測量^t塊還用于判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿，若是 上升沿，則判斷為相位已經(jīng)對齊，若否則判斷為相位未對齊。在一種實施 方式中，可使用上升沿檢測單元判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿。
相位差測量模塊還可用于當(dāng)時鐘向正方向移相時，若采樣結(jié)果中有出 現(xiàn)低電平至高電平的跳變，則判斷是主用時鐘的上升沿；當(dāng)時鐘向負方向 移相時，若采樣結(jié)果中有出現(xiàn)高電平至低電平的跳變時，則判斷是主 時 鐘的上升沿。本發(fā)明的 一種實施方式中，主備時鐘系統(tǒng)包括主用時鐘板和備用時鐘 板，每塊時鐘板都包括使主備時鐘相位對齊的裝置，主用時鐘輸出和備用 時鐘的輸出被同時輸入到系統(tǒng)中的其他各個單板，如主控板、光接口板、 業(yè)務(wù)板和公務(wù)板等。
本發(fā)明一種使主備時鐘相位對齊的方法，包括以下步驟
A. 鎖定主用時鐘的相位；
B. 測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；
C. 基于步驟B測量的相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與主 用時鐘的相位對齊。
步驟B通過對備用時鐘進行移相，當(dāng)移相后的備用時鐘與主用時鐘相 位對齊時，將移動的相位作為所述相位差值輸出加以實現(xiàn)。
步驟B具體執(zhí)行以下操作
Bl.將備用時鐘以預(yù)設(shè)步長沿預(yù)設(shè)方向進行移相； B2.用移相后的備用時鐘對主用時鐘進行采樣；
B3.基于步驟B2采樣的結(jié)果判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘 相位對齊，如果已經(jīng)對齊轉(zhuǎn)入步驟B5;如果未對齊則轉(zhuǎn)入步驟B4;
B4.判斷是否達到移相極限，未達到移相極限時，轉(zhuǎn)入步驟B1;達到 移相極限時，未得出相位差值，結(jié)束測量，所述步驟C還包括在未得出相 位差值時，結(jié)束本次4喿作。
B5.根據(jù)備用時鐘的移相次數(shù)計算主備用時鐘的相位差。
步驟B3所述判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘相位對齊，具體 執(zhí)行以下操作判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿，若是上升沿，則 判斷為已經(jīng)對齊，若否則判斷為未對齊。
所述判斷釆樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿，具體執(zhí)行以下操作當(dāng) 時鐘向正方向移相時，若采樣結(jié)果中有出現(xiàn)低電平至高電平的跳變，則判 斷是主用時鐘的上升沿；當(dāng)時鐘向負方向移相時，若采樣結(jié)果中有出現(xiàn)高 電平至低電平的跳變時，則判斷是主用時鐘的上升沿。
本發(fā)明方法的另 一種實施方式，是在本發(fā)明裝置基礎(chǔ)上使主備時鐘相 位對齊，其流程如圖5所示，包括以下步驟
步驟501:鎖定主用時鐘的頻率和相位；時鐘芯片模塊對時鐘板的輸出時鐘進行初步調(diào)整，以^使主備時鐘經(jīng)過鎖定后，兩者的頻率和相位保持
一致，時鐘芯片可由SDH專用時鐘芯片加模擬環(huán)去抖電路實現(xiàn)，；
步驟502:測量備用時鐘與主用時鐘之間的相位差值；備用時鐘板輸 出的備用時鐘和主用時鐘板輸出的主用時鐘輸入到相位差測量模塊，相位 差值模塊測量出主備時鐘相位差值；相位差測量模塊中的移相單元的最小 移相步長決定了測量相位差值的精度，移相的最大幅度決定了測量相位差 的最大值；在本具體實施方式
中，調(diào)整精度可達0.05ns,調(diào)整范圍可達10ns， 相位差測量模塊可使用FPGA芯片；
步驟503:根據(jù)相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位，使其與主用時鐘 的相位對齊；控制模塊根據(jù)相位差測量模塊所測量的相位差值調(diào)整時鐘芯 片模塊中的相位調(diào)整寄存器，時鐘芯片模塊根椐相位調(diào)整寄存器通過延遲 單元調(diào)節(jié)備用時鐘板的時鐘輸出，使得備用時鐘板輸出的備用時鐘和主用 時鐘的相位對齊，主用時鐘板時可不進行調(diào)節(jié)。
步驟502的測量過程，如圖6所示，進一 步包括以下步驟 步驟601:將備用時鐘以預(yù)設(shè)步長預(yù)設(shè)方向移相一次；預(yù)設(shè)步長可以 為0.05ns，預(yù)i殳方向可以是正方向，也可以是反方向； 步驟602:用移相后的備用時鐘對主用時鐘進行采樣； 步驟603:保存采樣結(jié)果；采樣結(jié)果可以保存在移位寄存器； 步驟604:根據(jù)采樣結(jié)杲判斷是否為主時鐘的上升沿，如果是則轉(zhuǎn)入 步驟606，如果否則轉(zhuǎn)入步驟605;
步驟605:判斷是否達到移相極限，如果是則結(jié)束相位差測量，如果 否就直接跳轉(zhuǎn)到步驟601繼續(xù)相位差測量循環(huán)；達到極限值時，已無法測 量出相位差值，因而結(jié)束測量，如果未達到極限值時，則返回步驟601, 繼續(xù)以預(yù)設(shè)步長預(yù)設(shè)方向移相一次；在本具體實施方式
中，移相的極限值 可設(shè)為10ns。
步驟606:計算主備時鐘的相位差值，并輸出結(jié)果；根據(jù)移相的次數(shù) 計算主備用時鐘的相位差值，并輸出給控制單元，然后結(jié)束相位差測量。
本發(fā)明 一種^:主備時鐘相位對齊的方法，通過主備時鐘相位對齊處理， 不僅保證主備時鐘最終輸出時鐘的頻率和相位保持一致，而且使主備時鐘 相位對齊的精度提高到lns以內(nèi)，保證了主備時釧倒換過程中相位無跳變 現(xiàn)象，提供一個連續(xù)穩(wěn)定的信號輸出給各個單板，各單板不會因時鐘主備 倒換而產(chǎn)生誤碼。明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種使主備時鐘相位對齊的方法，其特征在于，所述過程包括以下步驟A.鎖定主用時鐘的相位；B.測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；C.基于步驟B測量的相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與主用時鐘的相位對齊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟B通過對備用 時鐘進行移相，當(dāng)移相后的備用時鐘與主用時鐘相位對齊時，將移動的相 位作為所述相位差值輸出加以實現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B具體執(zhí)行以 下操作Bl.將備用時鐘以預(yù)設(shè)步長沿預(yù)設(shè)方向進行移相； B2.用移相后的備用時鐘對主用時鐘進行采樣；B3.基于步驟B2采樣的結(jié)果判斷移相后的備用時鐘是否與主用時鐘 相位對齊，如果已經(jīng)對齊轉(zhuǎn)入步驟B5;如果未對齊則轉(zhuǎn)入步驟B4;B4.判斷是否達到移相極限，未達到移相極限時，轉(zhuǎn)入步驟B1;達到 移相極限時，未得出相位差值，結(jié)束測量，所述步驟C還包括在未得出相 位差值時，結(jié)束本次操作。B5.根據(jù)備用時鐘的移相次數(shù)計算主備用時鐘的相位差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟B3所述判斷移相 后的備用時鐘是否與主用時鐘相位對齊，具體執(zhí)行以下操作判斷采樣結(jié) 果是否為主用時鐘的上升沿，若是上升沿，則判斷為已經(jīng)對齊，若否則判 斷為未對齊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述判斷采樣結(jié)果是否 為主用時鐘的上升沿具體執(zhí)行以下操作當(dāng)時鐘向正方向移相時，若采樣 結(jié)果中出現(xiàn)低電平至高電平的跳變，則判斷是主用時鐘的上升沿；當(dāng)時鐘 向負方向移相時，若采樣結(jié)果中出現(xiàn)高電平至低電平的跳變時，則判斷是 主用時鐘的上升沿。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟B2中采樣的 結(jié)果保存在移位寄存器。
7. —種使主備時鐘相位對齊的裝置，其特征在于，包括 時鐘芯片模塊，用于鎖定主用時鐘的相位；相位差測量模塊，用于測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；控制模塊，用于基于所述相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與 主用時鐘的相位對齊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述相位差測量模塊包 括移相單元和移相控制單元，所述移相單元用于對備用時鐘進行移相，所 述移相控制單元用于當(dāng)移相后的備用時鐘與主用時鐘相位對齊時，將移動 的相位作為相位差值輸出。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述相位差測量模塊還行移相；所述采樣單元用于移相后的備用時鐘對主用時鐘進行采樣；所述 移相控制單元還用于基于采樣單元采樣的結(jié)果判斷移相后的備用時鐘是否 與主用時鐘相位對齊，如果已經(jīng)對齊則根據(jù)備用時鐘的移動相位數(shù)值計算 主備用時鐘的相位差值，如果未對齊則判斷是否達到移相極限，未達到移 相極限時，控制所述移相單元繼續(xù)移相；達到移相極限時，未得出相位差 值，結(jié)束測量，所述時鐘芯片模塊還用于在未得出相位差值時，結(jié)束本次 操作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述相位差測量模塊 還用于判斷采樣結(jié)果是否為主用時鐘的上升沿，若是上升沿，則判斷為相 位已經(jīng)對齊，若否則判斷為相位未對齊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使主備時鐘相位對齊的方法，所述過程包括以下步驟A.鎖定主用時鐘的相位；B.測量備用時鐘和主用時鐘的相位差值；C.基于步驟B測量的相位差值調(diào)整備用時鐘輸出的相位使得其與主用時鐘的相位對齊。本發(fā)明還公開了一種使主備時鐘相位對齊的裝置。本發(fā)明通過測量主備時鐘的相位差值，并根據(jù)該相位差值使主備時鐘的相位對齊，在未增加成本的前提下，提高了相位對齊的精度。
文檔編號H04J3/06GK101599807SQ200910108248
公開日2009年12月9日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
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