專利名稱：同步傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
Ⅰ．發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于同步傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘的網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及切換具有外部定時(shí)基準(zhǔn)的同步數(shù)據(jù)端口上的兩個(gè)或多個(gè)不同的數(shù)據(jù)源的一種改進(jìn)的新穎方法和設(shè)備。
Ⅱ．相關(guān)技術(shù)的描述在數(shù)字通信領(lǐng)域，存在若干公知的標(biāo)準(zhǔn)，用于從一個(gè)通信裝置傳遞串行數(shù)據(jù)至另一個(gè)通信裝置。這些標(biāo)準(zhǔn)包括RS-232、RS-422、T1以及E1等等。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)，二進(jìn)制數(shù)據(jù)由串行驅(qū)動(dòng)器裝置經(jīng)串行通信線路發(fā)送，而在串行通信線路的另一端由串行接收機(jī)裝置接收。在同步數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，按照參考時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)來(lái)發(fā)送此二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
在需要高速、可靠的數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中，諸如在電信網(wǎng)應(yīng)用中，時(shí)常提供冗余的通信資源。例如，對(duì)于串行驅(qū)動(dòng)裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以提供“一加一”的冗余配置，從而當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器失效時(shí)，將另一個(gè)驅(qū)動(dòng)器切換至通信線路，以提供與接收機(jī)裝置的連續(xù)的數(shù)據(jù)通信。
可以在08/513,306號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)中發(fā)現(xiàn)使用高速、冗余通信資源的無(wú)線通信系統(tǒng)的一個(gè)例子，該申請(qǐng)題目為“用于提供可靠的分組交換互連系統(tǒng)的方法和設(shè)備”，在1995年8月9日提交，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且合并于此。在剛剛提及的專利申請(qǐng)中，揭示了一種冗余分組交換結(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)通過(guò)ISDN交換與公用電話交換網(wǎng)(PSTN)通信的蜂窩網(wǎng)基站。在將蜂窩網(wǎng)基站連接至PSTN的網(wǎng)絡(luò)接口資源之間提供硬件冗余度。
例如，考慮

圖1的無(wú)線通信系統(tǒng)100。圖1描述了與基站控制器分系統(tǒng)(BSC)114通信的基站收發(fā)兩用機(jī)分系統(tǒng)(BTS)102。在前向鏈路上，BSC分配和合并分系統(tǒng)(BSC DISCO)118把來(lái)自各種源(未示出)的話音信號(hào)和其他數(shù)據(jù)傳送至BSC網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備(BSC NIE)116，以進(jìn)一步傳送至BTS102。BSC NIE116將話音信號(hào)和數(shù)據(jù)以及時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)T1線路112傳送至BTS網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備(BTSNIE)110。NIE110和116使T1格式和基站通信網(wǎng)(BCN)格式之間相互轉(zhuǎn)換，這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備中的每一個(gè)可以是逆多路復(fù)用器(IMUX)、信道業(yè)務(wù)單元(CSU)或其他傳統(tǒng)類型的接口。BTS NIE110將數(shù)據(jù)經(jīng)線路108傳送至駐留在BTSDISCO104內(nèi)的N塊基站通信網(wǎng)接口板(BCNIC)106A-106N中的至少一塊接口板。然后BTS DISCO104將輸入數(shù)據(jù)傳送至合適的BTS102資源(未示出)，而BTS102資源又將數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)101。沿相反的路徑建立從MS至BSC的反向鏈路。BSC DISCO118與BTS DISCO104在性質(zhì)上和結(jié)構(gòu)上是相似的，并且在上述的美國(guó)專利申請(qǐng)08/513,306中有進(jìn)一步的描述。BSC DISCO118也可以采用本發(fā)明，與其他的BSC(未示出)通信。
如圖1所示，對(duì)于BCNIC106A-106N可以提供數(shù)量級(jí)為1∶N的硬件冗余度。當(dāng)BCNIC之一(例如BCNIC106A)出故障時(shí)，就自動(dòng)地將BCNIC106N切換進(jìn)去，以替代出故障的單元。還有，在力圖避免災(zāi)難性故障時(shí)，由控制器105依次對(duì)BCNIC 106A-106N進(jìn)行測(cè)試，其做法是每次使一個(gè)BCNIC“脫機(jī)”，以進(jìn)行如在上述08/513,306號(hào)申請(qǐng)中描述的診斷性的和功能性的測(cè)試。當(dāng)每個(gè)BCNIC106A-106N完成脫機(jī)測(cè)試后，就將它放回，使其投入使用，然后使下一個(gè)BCNIC106A-106N退出使用，以便進(jìn)行測(cè)試。時(shí)常將這種由控制器105進(jìn)行的循環(huán)順序測(cè)試稱之為“巡回測(cè)試”，并且使災(zāi)難性故障的幾率降低了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。于是，有兩種狀況切換BCNIC106A-106N，使之投入和退出使用出于維護(hù)的目的(即巡回測(cè)試)，以及實(shí)際出故障。
當(dāng)在這些冗余的通信資源之間切換時(shí)，顯然希望消除數(shù)據(jù)的任何丟失和訛誤，因?yàn)閿?shù)據(jù)可能是不可恢復(fù)的，并且在任何情況下，在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤以及或許復(fù)原后，可能要花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)使BTS NIE110與BSC NIE116重新同步。在極高的數(shù)據(jù)速率(諸如數(shù)量級(jí)為10Mbps)下，由于使一個(gè)“脫機(jī)”的數(shù)據(jù)源進(jìn)入“聯(lián)機(jī)”狀態(tài)需要有限的切換時(shí)間，在冗余數(shù)據(jù)源之間作無(wú)差錯(cuò)切換的問(wèn)題更加嚴(yán)重。那就是說(shuō)，在高速數(shù)據(jù)的單個(gè)時(shí)鐘脈沖之內(nèi)，可能無(wú)法可靠且自動(dòng)地切換BCNIC106A“脫機(jī)”并切換替代的BCNIC106N“聯(lián)機(jī)”。
例如，在10Mbps的示范數(shù)據(jù)速率下，考慮BCNIC106A的定時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)/出BTSNIE110。在此數(shù)據(jù)速率下，時(shí)鐘周期是100ns，這意味著一個(gè)時(shí)鐘脈沖只有50ns為高電平或低電平。如果考慮到時(shí)鐘跳動(dòng)(jitter)、時(shí)鐘歪斜(skew)以及時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器不同批的元件變化等事實(shí)，時(shí)鐘脈沖將不是理想的方波，而持續(xù)時(shí)間可能只有30ns至40ns。為了在兩塊冗余電路板之間作可靠的切換而不丟失數(shù)據(jù)，“脫機(jī)”的BCNIC106N需要檢測(cè)特定的時(shí)鐘邊沿，然后接通它的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，而“聯(lián)機(jī)”的BCNIC106A需要準(zhǔn)確地檢測(cè)同一時(shí)鐘邊沿，然后在“脫機(jī)”的BCNIC106N接通其數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器之后，“聯(lián)機(jī)”的BCNIC106A斷開其數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。時(shí)常將這種切換方式稱為“先通后斷”。并非所有這些事件都準(zhǔn)確發(fā)生的幾率很高，在那種情形下，BCNIC106A和106N能在同一時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)出數(shù)據(jù)，造成在比單個(gè)時(shí)鐘脈沖更長(zhǎng)的時(shí)間(可能大于50ns)內(nèi)爭(zhēng)用信息，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)中的差錯(cuò)。另一方面，作有效的“先通后斷”切換的失敗會(huì)導(dǎo)致有一段時(shí)間BCNIC106A和106N都不驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)或時(shí)鐘信號(hào)。因此，需要一種方法和系統(tǒng)，以提供冗余高速數(shù)據(jù)源之間的可靠切換。
在BSC NIE116和BTS NIE110之間在T1線路上的一種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口中，BSCNIE114提供網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)以同步地傳送數(shù)據(jù)。BTSNIE110可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘、內(nèi)部振蕩器(未示出)或者分開的穩(wěn)定時(shí)間基準(zhǔn)(諸如GPS接收機(jī)(未示出))，導(dǎo)出本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。BTS NIE110將本地發(fā)送時(shí)鐘提供給BCNIC106A-06N。響應(yīng)于本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，從BC NIC106A-106N按時(shí)輸出數(shù)據(jù)，并且送入BTS NIE110。響應(yīng)于由BSC NIE116提供的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)，從BTS NIE110按時(shí)輸出數(shù)據(jù)，經(jīng)T1線路112至BSC114，用于再傳送至其目的地址。根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，把BSC NIE116和BTS NIE110之間的T1線路112上按時(shí)鐘信號(hào)輸出的數(shù)據(jù)分成幀，保留每一幀的第193個(gè)比特，用于開銷信令或同步。在這個(gè)第193個(gè)比特期間，從BSC NIE116在前向鏈路上不提供用戶數(shù)據(jù)，因而，響應(yīng)于第193個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)，BS NIE110一般也不在反向鏈路上向BSCNIE116提供用戶數(shù)據(jù)。為此，BTS NIE110在產(chǎn)生供BCNIC106A-106N用的本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，一般不再產(chǎn)生第193個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)。應(yīng)該注意，在第193個(gè)網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)與本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)之間可以有一些延遲。
在BTS NIE110中，為了計(jì)及由諸如電纜長(zhǎng)度延遲(其數(shù)量級(jí)為1.5ns/英尺)、在BSC114交換設(shè)備和BTS102設(shè)備中的延遲以及時(shí)鐘容差等造成的這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘信號(hào)的不確定性，在串行數(shù)據(jù)路徑中提供FIFO(在圖1中未示出)并且緩存數(shù)據(jù)是一項(xiàng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。當(dāng)在諸如BCNIC106A-106N等冗余數(shù)據(jù)源之間切換或“巡回測(cè)試”時(shí)，為了允許有所需的“安全裕度”，這一FIFO也是有用的。由這一FIFO提供的“安全裕度”正比于其深度。FIFO越深，能夠存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就越多，于是如果數(shù)據(jù)由BCNIC106A-106N按時(shí)鐘信號(hào)存入其中的速度比數(shù)據(jù)由NIE110按時(shí)鐘信號(hào)輸出至T1線路112更快，則FIFO會(huì)上溢的時(shí)間越長(zhǎng)。然而，較深的FIFO一般要比較淺的FIFO更貴。此外，不管FIFO有多深，如果BCNIC106A-106N丟失來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)個(gè)時(shí)鐘脈沖，F(xiàn)IFO仍然會(huì)因下溢而無(wú)法避免數(shù)據(jù)差錯(cuò)，因而無(wú)法傳送任何數(shù)據(jù)。在任何一種情形中，下溢或上溢一般將造成NIE110的復(fù)原并需要與之相隨的重新同步時(shí)間。
在一個(gè)理想的系統(tǒng)中，NIE110中的FIFO將保持半滿。此外，在該理想系統(tǒng)中，切換冗余數(shù)據(jù)源將在瞬間發(fā)生，而數(shù)據(jù)沒(méi)有任何差錯(cuò)或間隙。然而，由于上面提到的不確定性以及高速數(shù)據(jù)通信的需要，顯然需要能夠可靠地切換冗余數(shù)據(jù)源而不引入數(shù)據(jù)差錯(cuò)的可靠的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
發(fā)明概要本發(fā)明的目的是提供用于同步地傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的系統(tǒng)和方法。
在一方面，本發(fā)明提供用于同步地傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一和第二數(shù)據(jù)源，將每個(gè)數(shù)據(jù)源耦合至一個(gè)數(shù)據(jù)連接和一個(gè)時(shí)鐘連接，每個(gè)數(shù)據(jù)源用于在所述的數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)和在所述時(shí)鐘連接上發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)；FIFO，耦合至所述數(shù)據(jù)連接、所述時(shí)鐘連接和所述網(wǎng)絡(luò)，用于響應(yīng)于所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)，并且響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)將所述數(shù)據(jù)信號(hào)提供至所述網(wǎng)絡(luò)，所述FIFO產(chǎn)生狀態(tài)指示信號(hào)；本地時(shí)鐘發(fā)生器，耦合至所述網(wǎng)絡(luò)、所述FIFO以及所述第一和第二數(shù)據(jù)源，用于響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)和所述狀態(tài)指示信號(hào)產(chǎn)生所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。
在另一方面，本發(fā)明提供用于同步地傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的方法，該方法包括在數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)；在時(shí)鐘連接上發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)；響應(yīng)于所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)接收FIFO中的所述數(shù)據(jù)信號(hào)；響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)把來(lái)自所述FIFO的所述數(shù)據(jù)信號(hào)提供給所述網(wǎng)絡(luò)；在所述FIFO中產(chǎn)生狀態(tài)指示信號(hào)；響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)和所述狀態(tài)指示信號(hào)產(chǎn)生所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。
在又一方面，本發(fā)明提供一種設(shè)備，用于將裝置連接至網(wǎng)絡(luò)，以在它們之間傳遞數(shù)據(jù)，所述設(shè)備包括第一和第二格式化電路，用于對(duì)在裝置和網(wǎng)絡(luò)之間傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化；時(shí)鐘發(fā)生器，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，接入該時(shí)鐘信號(hào)的格式化電路產(chǎn)生各自的傳遞時(shí)鐘信號(hào)；數(shù)據(jù)緩存器，用于響應(yīng)于傳遞時(shí)鐘信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘信號(hào)，緩存格式化電路和網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)；控制器，控制選擇第一和第二格式化電路中的一個(gè)用于在裝置和網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)，安排第一和第二格式化電路，以便控制器在第一和第二格式化電路之間進(jìn)行選擇時(shí)，在一段時(shí)間間隔內(nèi)暫停產(chǎn)生傳遞時(shí)鐘信號(hào)。
實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)可以包括第一和第二數(shù)據(jù)源，將每個(gè)數(shù)據(jù)源耦合至一個(gè)數(shù)據(jù)連接和一個(gè)時(shí)鐘連接，每個(gè)數(shù)據(jù)源用于在數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)和在時(shí)鐘連接上發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。響應(yīng)于發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)，把數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)按時(shí)存入駐留于NIE中的FIFO。響應(yīng)于參考時(shí)鐘信號(hào)，F(xiàn)IFO提供數(shù)據(jù)信號(hào)給網(wǎng)絡(luò)。FIFO產(chǎn)生指出其填充程度的狀態(tài)指示信號(hào)，并將此狀態(tài)指示信號(hào)提供給本地時(shí)鐘發(fā)生器，該本地時(shí)鐘發(fā)生器響應(yīng)于參考時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。系統(tǒng)還可以包括控制器，用于切換第一和第二數(shù)據(jù)源。
在實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)中，當(dāng)切換第一和第二數(shù)據(jù)源時(shí)，每個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)源在一段比參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)保持在預(yù)定的邏輯電平上。還有，當(dāng)切換第一和第二數(shù)據(jù)源時(shí)，每個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)源在一段比參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)信號(hào)保持在預(yù)定的邏輯電平上。時(shí)鐘信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的這一“間隙”使得第一和第二數(shù)據(jù)源能夠以高速執(zhí)行無(wú)斷層的“先通后斷”切換而不使數(shù)據(jù)或時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生訛誤。在一個(gè)較佳的實(shí)施例中，每個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)源包括一個(gè)處理器，用于將數(shù)據(jù)信號(hào)格式化為預(yù)定的數(shù)據(jù)格式，該格式具有由同步標(biāo)志分開的數(shù)據(jù)幀，并且系統(tǒng)只在一個(gè)同步標(biāo)志期間切換第一和第二數(shù)據(jù)源。
為了克服FIFO由于反復(fù)切換而可能發(fā)生的下溢，F(xiàn)IFO產(chǎn)生狀態(tài)指示信號(hào)。響應(yīng)于這個(gè)指示信號(hào)，本地時(shí)鐘發(fā)生器改變發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。具體而言，當(dāng)所述FIFO包含的數(shù)據(jù)比特少于預(yù)定數(shù)目時(shí)，本地時(shí)鐘發(fā)生器增加所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率，而當(dāng)所述FIFO包含的數(shù)據(jù)比特多于預(yù)定數(shù)目時(shí)，本地時(shí)鐘發(fā)生器減少發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率或使其保持恒定。在較佳實(shí)施例中，數(shù)據(jù)比特的預(yù)定數(shù)目大約是所述FIFO的數(shù)據(jù)比特容量的一半。于是，本發(fā)明可以補(bǔ)償“有間隙的”時(shí)鐘脈沖，并“趕上”外部網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)，保持FIFO半滿。
至少在兩個(gè)實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)本地時(shí)鐘發(fā)生器。在第一實(shí)施例中，本地時(shí)鐘發(fā)生器包括具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端的邏輯電路，第一輸入端耦合至網(wǎng)絡(luò)，用于接收參考時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端耦合至FIFO，用于接收狀態(tài)指示信號(hào)，而輸出端用于將發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)提供給第一和第二數(shù)據(jù)源。如果FIFO包含多于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特，則邏輯電路每隔N個(gè)所述參考時(shí)鐘信號(hào)的脈沖就刪除一個(gè)脈沖；如果FIFO包含少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特，則所述邏輯電路不刪除任何參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖。在示范的T1系統(tǒng)中，N等于193。于是，如果FIFO低于半滿，則第193個(gè)參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖(它對(duì)應(yīng)于T1格式的信令或開銷比特)不被刪除。這使得發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率增加了193/192倍，使進(jìn)FIFO的數(shù)據(jù)速率可趕上出FIFO的數(shù)據(jù)速率，由此使它保持半滿。
在第二實(shí)施例中，本地時(shí)鐘發(fā)生器包括一個(gè)具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端的壓控振蕩器(VCO)電路，第一輸入端耦合至網(wǎng)絡(luò)，用于接收參考時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端耦合至FIFO，用于接收狀態(tài)指示信號(hào)，輸出端用于將發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)提供給第一和第二數(shù)據(jù)源。在此第二實(shí)施例中，VCO電路響應(yīng)于狀態(tài)指示信號(hào)的電壓值而改變發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的頻率，當(dāng)FIFO低于半滿時(shí)，VCO電路提高發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的頻率，而當(dāng)FIFO高于半滿時(shí)，VCO電路降低發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的頻率或使之保持恒定。此第二實(shí)施例還包括具有輸入端和輸出端的環(huán)路濾波器，輸入端耦合至FIFO，用于接收狀態(tài)指示信號(hào)，輸出端耦合至VCO電路的第二輸入端，從而該環(huán)路濾波器插在VCO和FIFO之間，用于濾除狀態(tài)指示信號(hào)。
本發(fā)明還提供了使系統(tǒng)運(yùn)作的方法，由此提供了一種可靠的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠可靠地切換冗余數(shù)據(jù)源而不引進(jìn)數(shù)據(jù)差錯(cuò)。
附圖概述從下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)變得更加明顯，附圖內(nèi)相同的標(biāo)記始終表示相同的裝置，其中圖1是適合與本發(fā)明一起使用的通信系統(tǒng)的高級(jí)方框圖；圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)的方框圖；圖3是本發(fā)明的選擇數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)對(duì)于時(shí)間的定時(shí)圖，描述了本發(fā)明的無(wú)斷層切換；圖4是本發(fā)明的本地時(shí)鐘發(fā)生器的第一實(shí)施例的方框圖5是本發(fā)明的本地時(shí)鐘發(fā)生器的第二實(shí)施例的方框圖；圖6是本發(fā)明的選擇數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)對(duì)于時(shí)間的定時(shí)圖，描述了本發(fā)明的間隙恢復(fù)方案。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述現(xiàn)在參看圖2，它示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，包括一個(gè)或多個(gè)基站通信網(wǎng)接口板(BCNIC)106A-106N以及一個(gè)諸如IMUX或C/DSU等BTS網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備(NIE)110。如上所述，按照本領(lǐng)域中熟知的T1格式協(xié)議，由BTSNIE110經(jīng)T1線路112提供網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)。將網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)輸入至BTSNIE110，在該處，將網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)傳送至FIFO226和本地時(shí)鐘發(fā)生器228的REFCLK輸入端。應(yīng)該注意，在T1格式中，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)在單一線對(duì)上發(fā)送。因此，提供至FIFO226和本地時(shí)鐘發(fā)生器228的REFCLK輸入端的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)一般由時(shí)鐘提取器(未示出)從組合的數(shù)據(jù)/時(shí)鐘信號(hào)中提取。然而，由于網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)的格式可以變化，在示出的圖2、4和5中沒(méi)有畫出時(shí)鐘提取器。
至少響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)，本地時(shí)鐘發(fā)生器228產(chǎn)生本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)TXCI，該信號(hào)通過(guò)BCNIC106A和BCNIC106B各自的時(shí)鐘緩存器204和212提供給BCNIC106A和BCNIC106B。還應(yīng)該注意，在另外的實(shí)施例中，本地時(shí)鐘發(fā)生器可以從自己的內(nèi)部振蕩器(未示出)或者諸如GPS接收機(jī)等另外的穩(wěn)定時(shí)鐘基準(zhǔn)(未示出)獲得參考時(shí)鐘信號(hào)。本地時(shí)鐘發(fā)生器還可以包括多路復(fù)用開關(guān)，用于切換不同的時(shí)鐘基準(zhǔn)。然而，由于參考時(shí)鐘信號(hào)源可以變化而不背離本發(fā)明，因此在圖2、4和5中沒(méi)有畫出多路復(fù)用開關(guān)，或GPS接收機(jī)，或其他替代的參考時(shí)鐘信號(hào)。
在較佳實(shí)施例中，BCNIC106A和BCNIC106B是相同的資源，并且與其余的BCNIC106N一起形成N+1冗余。響應(yīng)于TXCI時(shí)鐘信號(hào)，從BCNIC106A的FIRM218按時(shí)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-A，同樣，響應(yīng)于TXCI時(shí)鐘信號(hào)，從BCNIC106B的FIRM220按時(shí)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-B。應(yīng)該注意，雖然為了揭示的簡(jiǎn)明起見，將圖2中所示的所有的緩存器畫成單端器件，但它們可以是差動(dòng)RS-422驅(qū)動(dòng)器等。
在較佳實(shí)施例中，F(xiàn)IRM218和220是處理器ASIC，它們把來(lái)自BTS102的數(shù)據(jù)信號(hào)格式化為高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路通信(HDLC)格式。FIRM218和220把數(shù)據(jù)格式化為HDLC數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)幀被至少一個(gè)由獨(dú)特模式組成的HDLC同步標(biāo)志隔開。例如，在較佳實(shí)施例中，HDLC同步標(biāo)志的獨(dú)特模式為“01111110”。當(dāng)經(jīng)HDLC格式化的數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-A和TXD-B各自的輸出啟動(dòng)信號(hào)(TXOE-A和TXOE-B)為高電平時(shí)，F(xiàn)IRM218和220分別通過(guò)數(shù)據(jù)緩存器206和214把經(jīng)HDLC格式化的數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-A和TXD-B按時(shí)輸出至數(shù)據(jù)連接TXD。類似地，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)TXC-A和TXC-B各自的輸出啟動(dòng)信號(hào)(TXOE-A和TXOE-B)為高電平時(shí)，F(xiàn)IRM218和220分別通過(guò)時(shí)鐘緩存器208和216把從TXCI導(dǎo)出的時(shí)鐘信號(hào)TXC-A和TXC-B按時(shí)輸出至?xí)r鐘連接TXC。
把在數(shù)據(jù)連接TXD上的數(shù)據(jù)和在時(shí)鐘連接TXC上的時(shí)鐘信號(hào)分別通過(guò)緩存器222和224輸入至BTS NIE110，并且提供至FIFO226。FIFO226通過(guò)其數(shù)據(jù)輸入端口INDATA與在時(shí)鐘連接TXC上提供的本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)同步地把輸入數(shù)據(jù)按時(shí)存入其寫指針。FIFO226通過(guò)其輸出端口OUTDATA與在其REFCLK端口處提供的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)同步地把數(shù)據(jù)按時(shí)從其讀指針輸入。于是，F(xiàn)IFO根據(jù)分開的時(shí)鐘信號(hào)把數(shù)據(jù)按時(shí)輸入和輸出，下面將進(jìn)一步說(shuō)明，這兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)可能相互同步也可能相互不同步。
當(dāng)切換作為數(shù)據(jù)源的BCNIC106A和作為數(shù)據(jù)源的BCNIC106B時(shí)，諸如當(dāng)BCNIC106A出故障或者當(dāng)進(jìn)行如在上述08/513,306號(hào)專利申請(qǐng)中所描述的維護(hù)“巡回測(cè)試”時(shí)，控制器105分別經(jīng)控制線CONTROL-A和CONTROL-B向FIRM218和FIRM220發(fā)出指令，以根據(jù)圖3的定時(shí)圖完成切換。其后FIRM218和220通過(guò)經(jīng)控制線232的協(xié)調(diào)而執(zhí)行切換。
圖3說(shuō)明切換兩個(gè)冗余BCNIC106A和106B時(shí)，圖2的系統(tǒng)的定時(shí)方案。作為時(shí)間的函數(shù)，圖2中的每個(gè)有關(guān)的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)的名稱沿左邊的軸列出。在示于圖3的例子中，系統(tǒng)切換在時(shí)間序列起始處“聯(lián)機(jī)”的BCNIC106A和在時(shí)間序列起始處“脫機(jī)”的BCNIC106B。在時(shí)間序列起始處(圖的最左邊)，BCNIC106的時(shí)鐘信號(hào)TXC-A正從TXCI導(dǎo)出，并且與TXCI大約有180度相位差。BCNIC106A的數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-A為低電平，而BCNIC106A的輸出啟動(dòng)信號(hào)TXOE-A為高電平。因此，在曲線圖時(shí)間的起始處，BCNIC106A把數(shù)據(jù)按時(shí)輸出至數(shù)據(jù)連接TXD，把時(shí)鐘脈沖按時(shí)輸出至?xí)r鐘連接TXC。BCNIC106B的輸出啟動(dòng)信號(hào)TXOE-B為低電平，因而它不能驅(qū)動(dòng)出任何數(shù)據(jù)或時(shí)鐘信號(hào)至數(shù)據(jù)連接TXD或時(shí)鐘連接TXC。
在此例中，時(shí)刻T1表示第一個(gè)HDLC同步標(biāo)志的結(jié)束，第二個(gè)HDLC同步標(biāo)志的開始。在時(shí)刻T2，通過(guò)把TXC-A鎖定在高電平FIRM218開始“先通后斷”的切換過(guò)程，由此把當(dāng)前的數(shù)據(jù)TXD-A的狀態(tài)凍結(jié)在高電平(HDLC同步標(biāo)志的第一個(gè)“1”)上，并且保持兩個(gè)連接TXC和TXD為高電平。在稍后的時(shí)刻T3，先前“脫機(jī)”的BCNIC106B的FIRM220使TXOE-B為高電平，并保持時(shí)鐘信號(hào)TXC-B和數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-B為高電平，由此已經(jīng)出現(xiàn)在兩個(gè)連接TXC和TXD上的信號(hào)電平匹配。于是，從時(shí)刻T3到時(shí)刻T4,BCNIC106A和106B保持時(shí)鐘連接TXC和數(shù)據(jù)連接TXD為高電平。
在時(shí)刻T4,FIRM218驅(qū)動(dòng)其輸出啟動(dòng)信號(hào)TXOE-A為低電平，由此釋放對(duì)數(shù)據(jù)連接TXD和時(shí)鐘連接TXC兩者的控制而“脫機(jī)”。在其后的某個(gè)時(shí)刻T5,FIRM220停止保持時(shí)鐘信號(hào)TXC-B為高電平，并開始按時(shí)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)TXD-B至數(shù)據(jù)連接TXD。注意，在圖3的示范執(zhí)行過(guò)程中，正在按時(shí)輸出數(shù)據(jù)TXC-B，因而連接TXD是由“聯(lián)機(jī)”的BCNIC106A在時(shí)刻T1就開始的第二個(gè)HDLC同步標(biāo)志的剩余部分。在時(shí)刻T6，第二個(gè)HDLC同步標(biāo)志結(jié)束，并且或是傳送開始第三個(gè)HDLC同步標(biāo)志，或是開始傳送常規(guī)HDLC數(shù)據(jù)幀。于是，通過(guò)使時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號(hào)“產(chǎn)生間隙”足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以確保在冗余數(shù)據(jù)源之間作可靠的“先通后斷”切換，從而提供了一種無(wú)差錯(cuò)的切換方法。還有，由于在進(jìn)行切換期間TXC和TXD都保持在高電平，避免在可能造成數(shù)據(jù)差錯(cuò)的未知電平處“浮動(dòng)”。還有，在“先通后斷”切換期間，只要連接不“浮動(dòng)”數(shù)據(jù)連接TXD和時(shí)鐘連接TXC就都能保持在低電平而不是高電平。
應(yīng)該注意，在較佳實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)中的“間隙”的持續(xù)時(shí)間(即，為了切換而使它們保持在高電平的時(shí)間長(zhǎng)短)應(yīng)該不大于本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)TXCI的六個(gè)周期，以提供最可靠的切換。還應(yīng)該注意，雖然在圖3中提供的示范定時(shí)方案中，由“聯(lián)機(jī)”的BCNIC106A檢測(cè)HDLC同步標(biāo)志的起始而觸發(fā)切換，但此方法可以出現(xiàn)在任何其他時(shí)刻。還有，本發(fā)明與特定的數(shù)據(jù)格式化無(wú)關(guān)?？梢杂帽景l(fā)明在除幀邊界之外的其他時(shí)刻(包括在發(fā)送實(shí)際的用戶數(shù)據(jù)期間)完成可靠的“先通后斷”切換。然而，在較佳實(shí)施例中，使用HDLC同步標(biāo)志。
回憶本發(fā)明所運(yùn)作的系統(tǒng)的同步性質(zhì)，存在一種用上述方法在應(yīng)校正的冗余BCNIC之間斷層巡回測(cè)試的影響。如上所述，時(shí)鐘連接TXC上的時(shí)鐘信號(hào)使來(lái)自數(shù)據(jù)連接TXD的數(shù)據(jù)按時(shí)輸入FIFO226的指針。因而，在切換期間當(dāng)在時(shí)鐘信號(hào)中有“間隙”而TXC保持在邏輯高電平時(shí)，沒(méi)有數(shù)據(jù)按時(shí)輸入FIFO226。然而，來(lái)自BSC114的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)繼續(xù)使數(shù)據(jù)按時(shí)輸出從FIFO226輸出至T1線112。顯然，經(jīng)過(guò)正比于FIFO226的深度的某段時(shí)間后，F(xiàn)IFO將下溢，導(dǎo)致不希望的數(shù)據(jù)差錯(cuò)和和復(fù)原后的重新同步延遲。為了防止由無(wú)斷層切換“間隙”造成的此種下溢，本發(fā)明還提供了一種方法和系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)時(shí)鐘信號(hào)TXCI，以使按時(shí)輸入FIFO226的數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)速率與按時(shí)輸出FIFO226的數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)速率相等。
圖4描述了時(shí)鐘信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一實(shí)施例。在圖4中，本地時(shí)鐘發(fā)生器包括AND門電路402。AND門電路402具有第一輸入端和第二輸入端，第一輸入端耦合至REFCLK端口，用于接收由BSCNIE116提供的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)，第二輸入端耦合至ADJUST端口，用于接收指出FIFO226狀態(tài)的邏輯電平。具體而言，F(xiàn)IFO具有一個(gè)狀態(tài)端口“＜半滿”，當(dāng)FIFO低于半滿時(shí)，該狀態(tài)端口變?yōu)楦唠娖健＠?，在一個(gè)1K×1的FIFO中，當(dāng)FIFO中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)比特的個(gè)數(shù)少于512時(shí)，“＜半滿”信號(hào)將變?yōu)楦唠娖?。?yīng)該注意，狀態(tài)指示信號(hào)也可以是相反的“＞半滿”，或者對(duì)于填充程度的某種別的量度，包括根據(jù)在FIFO中的比特的絕對(duì)數(shù)目(諸如“FIFO＞或＜256個(gè)比特滿”)或者根據(jù)不同的相對(duì)填充程度(諸如“FIFO＞或＜2/3滿”)。還應(yīng)該注意，用完成這里所揭示的步驟的任何其他的順序或組合邏輯電路或者狀態(tài)機(jī)來(lái)替換AND門電路402是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)問(wèn)題。然而，為了揭示的簡(jiǎn)明起見，把在圖4中的本地時(shí)鐘發(fā)生器228的邏輯電路畫成包括AND門電路。
通過(guò)利用T1成幀格式的具體特性，此系統(tǒng)使FIFO226可“趕上”外部網(wǎng)絡(luò)要求。如前所述，由于T1成幀格式特別保留第193個(gè)比特用于開銷信令或同步，傳統(tǒng)的NIE不對(duì)每個(gè)第193個(gè)比特將網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)再現(xiàn)至BTS DISCO104。然而，當(dāng)FIFO226低于半滿時(shí)，通過(guò)本地時(shí)鐘發(fā)生器228的工作，BTS NIE110特意再現(xiàn)所有的網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖，包括第193個(gè)時(shí)鐘脈沖。用這種方式，只要FIFO低于半滿，本地時(shí)鐘信號(hào)TXCI的平均速率就相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)參考時(shí)鐘信號(hào)提高193/192倍。當(dāng)參照?qǐng)D3執(zhí)行無(wú)斷層的切換方法時(shí)，這樣做使FIFO226的輸入端INDATA處的平均數(shù)據(jù)速率可“趕上”在FIFO226的輸出端OUTDATA處的平均數(shù)據(jù)速率。
圖5描述時(shí)鐘信號(hào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第二實(shí)施例。在圖5中，本地時(shí)鐘發(fā)生器228包括環(huán)路濾波器402和壓控振蕩器(VCO)電路404。環(huán)路濾波器402具有輸入耦合至ADJUST端口，用于接收來(lái)自FIFO226的“＜半滿”信號(hào)的輸入端。在第二實(shí)施例中的“＜半滿”信號(hào)如圖4的第一實(shí)施例中的“＜半滿”信號(hào)那樣工作，即，當(dāng)FIFO226低于半滿時(shí)，它變?yōu)檫壿嫺唠娖?。環(huán)路濾波器402對(duì)由FIFO226提供的“＜半滿”信號(hào)完成低通濾波或積分操作，并且把得到的經(jīng)過(guò)平滑的信號(hào)作為控制電壓送至VCO電路404。VCO電路404至少包括一個(gè)VCO，它對(duì)由環(huán)路濾波器402提供的控制電壓起反應(yīng)。VCO電路404還可以包括本領(lǐng)域中已知的其他元件，用于視需要變換控制電壓的比例，以及用于確保從OUTCLK輸出的TXCI是真正的方波。
當(dāng)FIFO226低于半滿，并且“＜半滿”信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，環(huán)路濾波器402向VCO電路404提供的電壓增加。對(duì)增加的控制電壓作出成正比的響應(yīng)，VCO電路404提高其本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)輸出TXCI的頻率，使得從數(shù)據(jù)連接TXD按時(shí)鐘信號(hào)輸入FIFO226的數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)速率增加。以這種方式，從FIFO至BCNIC 106A和106B的時(shí)鐘反饋環(huán)路防止FIFO226下溢。相反，當(dāng)FIFO226不低于半滿，并且“＜半滿”信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，環(huán)路濾波器402向VCO電路提供的電壓減小。對(duì)減小的控制電壓作出成正比的響應(yīng)，VCO電路404降低其本地發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)輸出TXCI的頻率，使得從數(shù)據(jù)連接TXD按時(shí)鐘信號(hào)輸入FIFO226的數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)速率減小。以這種方式，從FIFO至BCNIC 106A和106B的時(shí)鐘反饋環(huán)路防止FIFO226上溢。在兩種情形下，進(jìn)入FIFO226的數(shù)據(jù)的平均速率與從FIFO出來(lái)的數(shù)據(jù)的平均速率相等。
圖6縱覽定時(shí)序列，示出輸入至FIFO226的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘的“間隙”以及其后至FIFO226的平均輸入數(shù)據(jù)速率的增加，此數(shù)據(jù)速率的增加避免了FIFO下溢。如圖3中那樣，定時(shí)圖在時(shí)刻T1處開始，T1是第一個(gè)HDLC同步標(biāo)志的結(jié)束和第二個(gè)HDLC同步標(biāo)志的開始。如前所述，在時(shí)刻T2和T3之間，時(shí)鐘連接TXC和TXD保持在高電平，當(dāng)在BCNIC106A和106B之間作“先通后斷”的切換期間使時(shí)鐘“產(chǎn)生間隙”。如前所述，在時(shí)刻T3和T4之間，來(lái)臨的BCNIC106完成了第二HDLC同步標(biāo)志的發(fā)送。由于進(jìn)入FIFO226的數(shù)據(jù)中的“間隙”，其“＜半滿”信號(hào)在時(shí)刻T5之前變?yōu)楦唠娖?，并且在時(shí)刻T7之前保持高電平，使得平均時(shí)鐘速率TXCI提，因而時(shí)鐘連接TXC的平均速率也提高，以提高進(jìn)入FIFO 226D平均數(shù)據(jù)速率。在時(shí)刻T6，第三個(gè)HDLC標(biāo)志結(jié)束，常規(guī)HDLC成幀的數(shù)據(jù)開始。應(yīng)該注意，TXCI已提高，因而TXC的較高的時(shí)鐘速率可能覆蓋HDLC幀邊界，如圖6所示。
總之，本發(fā)明的上述實(shí)施例提供了一種可靠的方法和系統(tǒng)，用于切換同步數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的兩個(gè)數(shù)據(jù)源。實(shí)施例提供了可靠的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)，它能夠可靠地切換冗余數(shù)據(jù)源而不引入數(shù)據(jù)差錯(cuò)。雖然參照了示范無(wú)線通信系統(tǒng)揭示了本發(fā)明，但是，其原理顯然可用于其他的應(yīng)用，諸如局域網(wǎng)、固定通信系統(tǒng)以及多個(gè)數(shù)據(jù)源可以切換至同一發(fā)送連接的任何其他系統(tǒng)。反之，本發(fā)明的原理也可應(yīng)用于數(shù)據(jù)接收，即，切換兩個(gè)冗余數(shù)據(jù)接收機(jī)。
提供了較佳實(shí)施例的上述描述，以使得熟悉本領(lǐng)域的人能夠作出或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的各種變更對(duì)熟悉本領(lǐng)域的人而言是顯然的，而這里確定的一般原理可以用于其他實(shí)施例而不需要?jiǎng)?chuàng)造能力。因此，本發(fā)明不打算局限于這里所示的實(shí)施例，但要符合與這里揭示的原理和新穎的特征一致的最大范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于同步地傳遞數(shù)據(jù)至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括第一和第二數(shù)據(jù)源，每個(gè)所述數(shù)據(jù)源耦合至一個(gè)數(shù)據(jù)連接和一個(gè)時(shí)鐘連接，每個(gè)所述數(shù)據(jù)源用于在所述數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)和在所述時(shí)鐘連接發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)；FIFO，耦合至所述數(shù)據(jù)連接、所述時(shí)鐘連接和所述網(wǎng)絡(luò)，用于響應(yīng)于所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)接收所述數(shù)據(jù)信號(hào)，并且響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)提供所述數(shù)據(jù)信號(hào)至所述網(wǎng)絡(luò)，所述FIFO產(chǎn)生狀態(tài)指示信號(hào)；以及本地時(shí)鐘發(fā)生器，耦合至所述網(wǎng)絡(luò)、所述FIFO和所述第一和第二數(shù)據(jù)源，用于響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)和所述狀態(tài)指示信號(hào)產(chǎn)生所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括控制器，用于切換所述第一和第二數(shù)據(jù)源。
3．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)切換所述第一和第二數(shù)據(jù)源時(shí)，所述第一和第二數(shù)據(jù)源的每一個(gè)使所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)在比所述參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持在預(yù)定的邏輯電平上。
4．如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)切換所述第一和第二數(shù)據(jù)源時(shí)，所述第一和第二數(shù)據(jù)源的每一個(gè)使所述數(shù)據(jù)信號(hào)在比所述參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持在預(yù)定的邏輯電平上。
5．如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一第二數(shù)據(jù)源每一個(gè)包括處理器，用于將所述數(shù)據(jù)信號(hào)格式化為預(yù)定的數(shù)據(jù)格式，所述預(yù)定的數(shù)據(jù)格式具有由同步標(biāo)志隔開的一些數(shù)據(jù)幀。
6．如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器只在一個(gè)所述同步標(biāo)志的期間切換所述第一和第二數(shù)據(jù)源。
7．如前面任一條權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)指示信號(hào)指出所述FIFO的填充程度。
8．如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本地時(shí)鐘發(fā)生器響應(yīng)于所述狀態(tài)指示信號(hào)改變所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。
9．如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述FIFO含有少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，所述本地時(shí)鐘發(fā)生器提高所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。
10．如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述FIFO含有多于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，所述本地時(shí)鐘發(fā)生器降低所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。
11．如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)比特的預(yù)定數(shù)目近似為所述FIFO的數(shù)據(jù)比特容量的一半。
12．如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本地時(shí)鐘發(fā)生器包括具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端的邏輯電路，所述第一輸入端耦合至所述網(wǎng)絡(luò)，用于接收所述參考時(shí)鐘信號(hào)，所述第二輸入端耦合至所述FIFO，用于接收所述狀態(tài)指示信號(hào)，而所述輸出端用于將所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)提供給所述第一和第二數(shù)據(jù)源。
13．如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，如果所述FIFO包含多個(gè)預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，所述邏輯電路每隔N個(gè)所述參考時(shí)鐘信號(hào)的脈沖刪除一個(gè)脈沖。
14．如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，如果所述FIFO包含少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，所述邏輯電路不刪除任何參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖。
15．如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述邏輯電路包括AND門。
16．如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述本地時(shí)鐘發(fā)生器包括具有輸入端和輸出端的壓控振蕩器(VCO)電路，所述輸入端耦合至所述FIFO，用于接收狀態(tài)指示信號(hào)，所述輸出端用于提供所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)至所述第一和第二數(shù)據(jù)源。
17．如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述VCO電路響應(yīng)于所述狀態(tài)指示信號(hào)改變所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的頻率。
18．如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括具有輸入端和輸出端的環(huán)路濾波器，所述輸入端耦合至所述FIFO，用于接收所述狀態(tài)指示信號(hào)，而所述輸出端耦合至所述VCO電路的所述輸入端，從而所述環(huán)路濾波器插在所述FIFO和所述VCO電路之間，所述環(huán)路濾波器用于濾除所述狀態(tài)指示信號(hào)。
19．一種同步地將數(shù)據(jù)傳遞至具有參考時(shí)鐘信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)的方法，其特征在于，所述方法包括在數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)；存時(shí)鐘連接上發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)；響應(yīng)于所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)接收FIFO中的所述數(shù)據(jù)信號(hào)；響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)把來(lái)自所述FIFO的所述數(shù)據(jù)信號(hào)提供給所述網(wǎng)絡(luò)；在所述FIFO中產(chǎn)生狀態(tài)指示信號(hào)；以及響應(yīng)于所述參考時(shí)鐘信號(hào)和所述狀態(tài)指示信號(hào)產(chǎn)生所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括切換所述第一和第二數(shù)據(jù)源的步驟。
21．如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，還包括以下的步驟在所述切換步驟期間，使所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)在一段比所述參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持在預(yù)定的邏輯電平上。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括以下的步驟在所述切換步驟期間，使所述數(shù)據(jù)信號(hào)在一段比所述參考時(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持在預(yù)定的邏輯電平上。
23．如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，還包括將所述數(shù)據(jù)信號(hào)格式化為預(yù)定數(shù)據(jù)格式的步驟，所述預(yù)定的數(shù)據(jù)格式具有由同步標(biāo)志隔開的一些數(shù)據(jù)幀。
24．如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述切換步驟僅在一個(gè)所述同步標(biāo)志的期間發(fā)生。
25．如權(quán)利要求19至24任一條所述的方法，其特征在于，所述狀態(tài)指示信號(hào)指出所述FIFO的填充程度。
26．如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述狀態(tài)指示信號(hào)改變所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率的步驟。
27．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述改變步驟包括當(dāng)所述FIFO包含少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，提高所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。
28．如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述改變步驟還包括當(dāng)所述FIFO包含多于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特時(shí)，降低所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率。
29．如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)比特的預(yù)定數(shù)目大約是所述FIFO的數(shù)據(jù)比特容量的一半。
30．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，還包括下述步驟如果所述FIFO包含多于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特，則每隔N個(gè)所述參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖刪除一個(gè)脈沖；如果所述FIFO包含少于預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)比特，則禁止刪除任何所述參考時(shí)鐘信號(hào)脈沖。
31．如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述狀態(tài)指示信號(hào)的電壓值改變所述發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的頻率的步驟。
32．如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，還包括濾除所述狀態(tài)指示信號(hào)的步驟。
33．一種將裝置連接至網(wǎng)絡(luò)，以在它們之間傳遞數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括第一和第二格式化電路，用于對(duì)在裝置和網(wǎng)絡(luò)之間傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化；時(shí)鐘發(fā)生器，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，接入所述時(shí)鐘信號(hào)的所述格式化電路產(chǎn)生各自的傳遞時(shí)鐘信號(hào)；數(shù)據(jù)緩存器，用于響應(yīng)于傳遞時(shí)鐘信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘信號(hào)緩存格式化電路和網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)；以及控制器，用于控制選擇第一和第二格式化電路之一，以在所述裝置和網(wǎng)絡(luò)之間傳遞數(shù)據(jù)，安排第一和第二格式化電路，以便所述控制器在所述第一和第二格式化電路之間進(jìn)行選擇時(shí)，在一段時(shí)間內(nèi)暫停產(chǎn)生傳遞時(shí)鐘信號(hào)。
全文摘要
第一和第二數(shù)據(jù)源(106A、106B)在數(shù)據(jù)連接上發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)(TXD),在時(shí)鐘連接上發(fā)送發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)(TXC)。響應(yīng)于發(fā)送時(shí)鐘信號(hào),把數(shù)據(jù)信號(hào)按時(shí)存入裝在網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備(110)中的FIFO(226),并且響應(yīng)于參考時(shí)鐘信號(hào)按時(shí)從FIFO輸出至網(wǎng)絡(luò)。FIFO(226)產(chǎn)生狀態(tài)信號(hào)指出其填充程度,而本地時(shí)鐘發(fā)生器(228)響應(yīng)于此狀態(tài)信號(hào)產(chǎn)生發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)切換第一和第二數(shù)據(jù)源(106A、106B)時(shí),它們?cè)谝欢伪葏⒖紩r(shí)鐘信號(hào)的單個(gè)周期更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)為高電平。本地時(shí)鐘發(fā)生器(228)響應(yīng)于來(lái)自FIFO的狀態(tài)指示信號(hào)改變發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)的平均速率,以保持FIFO半滿。
文檔編號(hào)H04L1/22GK1220794SQ98800394
公開日1999年6月23日 申請(qǐng)日期1998年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月2日
發(fā)明者托德·R·薩頓 申請(qǐng)人:夸爾柯姆股份有限公司