專利名稱：基于相位匹配的系統(tǒng)切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及系統(tǒng)切換電路，特別涉及系統(tǒng)中配備有具有運(yùn)行系統(tǒng)和熱備用系統(tǒng)的一主設(shè)備以及設(shè)置有一輔助設(shè)備的系統(tǒng)切換電路，來(lái)自主設(shè)備的兩個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)彼此合并且通過(guò)輔助設(shè)備來(lái)選擇來(lái)自主設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)的信號(hào)。
例如，JP-A-5-2438建議了一種用于切換飼服系統(tǒng)和初級(jí)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)切換電路，該種電路結(jié)構(gòu)能夠保持時(shí)鐘切換的時(shí)鐘的連續(xù)性。在該種所建議的電路中，將用于伺服系統(tǒng)時(shí)鐘的相位控制信號(hào)固定而同時(shí)用于初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘的相位控制信號(hào)隨著從相位比較器傳送來(lái)的時(shí)鐘相位差信號(hào)產(chǎn)生變化從而初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘的相位可以一直與伺服系統(tǒng)時(shí)鐘的相位相匹配。
尤其是，如圖4中所示的這種傳統(tǒng)電路具有一個(gè)相位比較器電路105，其為模擬電路，被調(diào)整用來(lái)將伺服系統(tǒng)的時(shí)鐘的相位與初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘的相位進(jìn)行比較。在相位比較器電路中，通過(guò)“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的輸入時(shí)鐘上升沿來(lái)設(shè)置和復(fù)位觸發(fā)電路從而產(chǎn)生具有與伺服和初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘間的相位差相一致的脈沖寬度的脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)通過(guò)積分電路隨時(shí)間被積分從而被轉(zhuǎn)換成與相位差成比例的電壓值，而該電壓值通過(guò)模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)時(shí)鐘相位差信號(hào)106。時(shí)鐘相差信號(hào)106被傳送到相位控制器107。相位控制器107作用到可編程延遲線(PDL′S)110和111上用于相位調(diào)整，延遲線是為伺服和初級(jí)系統(tǒng)配備的，從而使得控制器107對(duì)伺服系統(tǒng)時(shí)鐘的PDL110的輸出數(shù)據(jù)被固定，而控制器107對(duì)初級(jí)系統(tǒng)時(shí)鐘的PDL111的輸出數(shù)據(jù)根據(jù)時(shí)鐘相位差改變以便將初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘與伺服系統(tǒng)的時(shí)鐘的相位進(jìn)行比較。選擇器115接收“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的時(shí)鐘112和113以從接收到的“0”系統(tǒng)ACT信號(hào)103和“1”系統(tǒng)ACT信號(hào)104選擇出一個(gè)并將其傳送出去。由于在相位調(diào)整后的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的時(shí)鐘112和113被一直保持在同相，從而當(dāng)伺服和初級(jí)系統(tǒng)的時(shí)鐘間的切換作用時(shí)可維持時(shí)鐘的連續(xù)生。
然而，上面現(xiàn)有技術(shù)所描述的中心內(nèi)容僅限于時(shí)鐘的相位同步而對(duì)于在其中串行數(shù)據(jù)和脈沖表示的數(shù)據(jù)標(biāo)題被同時(shí)傳送的系統(tǒng)的系統(tǒng)切換電路沒(méi)做描述。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，時(shí)鐘相位的比較為使用積分電路的模擬型，而該積分電路需要很麻煩地進(jìn)行調(diào)節(jié)且不能滿足數(shù)字的累積。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的即在于消除以上的不足，在系統(tǒng)中的主設(shè)備具有雙系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而輔助設(shè)備也具有雙結(jié)構(gòu)，來(lái)自主設(shè)備的兩系統(tǒng)的信號(hào)彼此合并而來(lái)自主設(shè)備的ACT系統(tǒng)的信號(hào)被輔助設(shè)備所選擇，當(dāng)在主設(shè)備和輔助設(shè)備的系統(tǒng)間發(fā)生切換時(shí)，能執(zhí)行不引起數(shù)據(jù)跳動(dòng)的切換的系統(tǒng)切換電路切換數(shù)據(jù)并能增強(qiáng)其可靠性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能簡(jiǎn)化電路/設(shè)備結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)切換電路。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，在用于設(shè)備有具有運(yùn)行系統(tǒng)(ACT)和熱備用系統(tǒng)(SBY)的主設(shè)備和輔助設(shè)備的系統(tǒng)的系統(tǒng)切換電路中，來(lái)自主設(shè)備的兩系統(tǒng)的信號(hào)彼此合并而來(lái)自主設(shè)備的ACT系統(tǒng)的信號(hào)被輔助設(shè)備進(jìn)行選擇，輔助設(shè)備包含一個(gè)源，其用于產(chǎn)生具有與主設(shè)備的時(shí)鐘同步的頻率的時(shí)鐘CLK1，且其是主設(shè)備時(shí)鐘的n倍(4倍或更多)，還包括對(duì)n倍時(shí)鐘敏感的相比較器，其用于比較幀脈沖信號(hào)表示的主設(shè)備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)數(shù)據(jù)段標(biāo)題位置，“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)互補(bǔ)地充當(dāng)ACT系統(tǒng)或SBY系統(tǒng)，以便于確定一個(gè)相位差并用于計(jì)算作為與ACT系統(tǒng)的相位相關(guān)的SBY系統(tǒng)的相位的相移值的相位差，以傳遞與ACT和SBY系統(tǒng)相關(guān)的相位比較信號(hào)，輔助設(shè)備還包含狀態(tài)監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控主設(shè)備的ACT系統(tǒng)信息從而產(chǎn)生一個(gè)用于鎖定相比較器的比較信號(hào)和切換信號(hào)的鎖定定時(shí)信號(hào)，輔助設(shè)備另外還包含用于根據(jù)相位比較信號(hào)和切換信號(hào)從而來(lái)使來(lái)自主設(shè)備的SBY系統(tǒng)的幀脈沖和數(shù)據(jù)的相位與來(lái)自主設(shè)備的ACT系統(tǒng)的幀脈沖和數(shù)據(jù)的相位相匹配的移位裝置，從而即使當(dāng)來(lái)自主設(shè)備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的信號(hào)彼此異相時(shí)，來(lái)自SBY系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的相位仍與來(lái)自ACT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的相位相匹配。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為顯示本發(fā)明的實(shí)施例中相位比較器的操作的時(shí)序圖；圖3示出本發(fā)明的實(shí)施例(在四倍CLK1的情況下)中系統(tǒng)切換的詳細(xì)的時(shí)序圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的方框圖。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)描述。
現(xiàn)在參考圖1，其以方框圖的形式闡述了本發(fā)明的系統(tǒng)切換電路的一個(gè)實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，系統(tǒng)切換電路包含用于通過(guò)使用由圖1的輔助設(shè)備產(chǎn)生的時(shí)鐘CLK1來(lái)相移幀脈沖FP0和FP1表示的來(lái)自主設(shè)備(未示出)的ACT系統(tǒng)和SBY系統(tǒng)數(shù)據(jù)段的標(biāo)題位置的移相器SFT1和SFT2，對(duì)代表后面將要描述的相位比較信號(hào)的選擇控制信號(hào)敏感的選擇器SEL3和SEL4，它們用于選擇移相器SFT1和SFT2的輸出，移位器SFT9和SFT10，它們用于移位來(lái)自主設(shè)備的“0”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)DATA0和來(lái)自主設(shè)備的“1”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)DATA1，對(duì)時(shí)鐘CLK1敏感的相比較器5，它用于確定選擇器SEL3和SEL4的輸出的相位差并用于計(jì)算作為與ACT系統(tǒng)的相位相關(guān)的SBY系統(tǒng)相位的相移值的相位差，以傳遞與ACT和SBY系統(tǒng)相關(guān)的相位比較信號(hào)，狀態(tài)監(jiān)控制器6用于根據(jù)來(lái)自主設(shè)備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的ACT信號(hào)ACT0和ACT1的狀態(tài)來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)切換信號(hào)SELACT，并傳遞用于鎖定相位比較輸出信號(hào)CNT0和CNT1的信號(hào)鎖定(LATCH)，D-型觸發(fā)器DF7和DF8對(duì)來(lái)自狀態(tài)監(jiān)控器6的鎖定信號(hào)LATCH產(chǎn)生響應(yīng)用以鎖定來(lái)自相位比較器5的輸出信號(hào)CNT0和CNT1，并用于將選擇信號(hào)LCNT0傳遞給選擇器SEL3和SEL11以及將選擇信號(hào)LCNT125傳遞給選擇器SEL4和SEL12，對(duì)來(lái)自主設(shè)備的切換信號(hào)SELACT產(chǎn)生響應(yīng)的選擇器SEL13，用于選擇來(lái)自選擇器SEL11和SEL12的輸出信號(hào)LDT0和LDAT1的ACT信號(hào)狀態(tài)監(jiān)控器6及對(duì)時(shí)鐘CLK2的上升發(fā)生響應(yīng)以鎖定選擇器SEL13的輸出的D-型觸發(fā)器DF14，而時(shí)鐘CLK2在本實(shí)施例中是通過(guò)分頻器29來(lái)將時(shí)鐘CLK1分頻1/4獲得的。時(shí)鐘CLK1具有與主設(shè)備的時(shí)鐘同步的頻率，而該頻率為主設(shè)備時(shí)鐘頻率的n倍(4倍或更多)。
下面將參考圖1，2和3對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是用于解釋相位比較器5的操作的時(shí)序圖而圖3是用于解釋當(dāng)時(shí)鐘CLK1的頻率是圖1中的幀脈沖的頻率的四倍時(shí)系統(tǒng)切換電路的操作時(shí)序圖。
現(xiàn)在假設(shè)主設(shè)備的“0”系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)而主設(shè)備的“1”系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)(SBY)。
然后，當(dāng)代表來(lái)自主設(shè)備的“1”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)題位置信號(hào)的幀脈沖FP1被來(lái)自幀脈沖FP0的時(shí)鐘CLK1相移5個(gè)脈沖如圖2中所示，其中幀脈沖FP0代表來(lái)自主設(shè)備的“0”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)題位置信號(hào)，相比較器5計(jì)算出此相位差(＝5)并對(duì)ACT系統(tǒng)產(chǎn)生輸出CNT0，ACT系統(tǒng)在開(kāi)始計(jì)算相位差的時(shí)刻保持一個(gè)初始值“N”，相比較器5還對(duì)SBY系統(tǒng)產(chǎn)生輸出CNT1，SBY系統(tǒng)具有初始值“N”和計(jì)算出的5個(gè)脈沖值“5”的和“N+5”。
然后，對(duì)來(lái)自ACT系統(tǒng)的信號(hào)ACT0或ACT1發(fā)生響應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)控器6向D型觸發(fā)器DF7和DF8提供鎖定信號(hào)LATCH。D-型觸發(fā)器DF7和DF8對(duì)LATCH信號(hào)產(chǎn)生響應(yīng)而將相位比較器5的輸出值(CNT0和CNT1)鎖定以將鎖定輸出LCNT0提供到選擇器SEL3和SEL11，并將鎖定輸出LCNT1提供到選擇器SEL4和SEL12。鎖定輸出LCNT0和LCNT1彼此同步。
對(duì)選擇信號(hào)LCNT1發(fā)生響應(yīng)以選擇移相器SFT2和SFT10的相移輸出的選擇器SEL4和SEL12使用此信號(hào)LCNT1來(lái)將“1”系統(tǒng)的+5相移的脈沖FP1和+5相移的數(shù)據(jù)DATA1分別傳送到相位比較器15和選擇器SEL13。
選擇器SEL11和SEL12的每個(gè)輸出LDATA0和LDTA1有時(shí)會(huì)從時(shí)鐘CLK1相移±1脈沖。但當(dāng)時(shí)鐘CLK1四倍于主設(shè)備的時(shí)鐘時(shí)，如圖3中所示，即使隨著主設(shè)備的系統(tǒng)切換隨后產(chǎn)生選擇路由的切換，通過(guò)在頻分時(shí)鐘CLK2的位降處切換能夠在沒(méi)有由數(shù)據(jù)DATA引起數(shù)據(jù)的失真的情況下完成。特別是，如圖3中所示當(dāng)狀態(tài)控制器6的輸出SELACT隨來(lái)自ACT系統(tǒng)的信號(hào)ACT0或ACT1而從低向高變化且選擇器SEL13被接通時(shí)，選擇器SEL11和SEL12的輸出LDATA0和LDATA1是不確定的，而選擇器SEL13的輸出按D-型觸發(fā)器DF14的方式由時(shí)鐘CLK2的位降被鎖定以調(diào)整數(shù)據(jù)，因此防止了在切換中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的失真。
由于通過(guò)D-型觸發(fā)器DF7對(duì)“0”系統(tǒng)的“N”進(jìn)行鎖定及通過(guò)D-型觸發(fā)器DF8對(duì)“1”系統(tǒng)的“N+5”進(jìn)行鎖定，即使在系統(tǒng)切換結(jié)束后，“0”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)DATA0也與“1”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)DATA1同相，即使當(dāng)再次發(fā)生切換時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。
簡(jiǎn)而言之，圖1中的相位比較器5將脈沖信號(hào)(圖1中的幀脈沖信號(hào)FP0和FP1)與n-倍時(shí)鐘(圖1中CLK1)進(jìn)行比較并計(jì)算出SBY系統(tǒng)的相位差，從而由相位比較器產(chǎn)生的比較結(jié)果被鎖定，時(shí)序信號(hào)(圖1中的LATCH1和LATCH2)在鎖定電路中(圖1中的DF7和DF8)鎖定，鎖定時(shí)序信號(hào)是由狀態(tài)監(jiān)控裝置(圖1中的6)傳遞出，而狀態(tài)監(jiān)控裝置被調(diào)整用來(lái)接收ACT信號(hào)(圖1中的ACT0和ACT1)從而監(jiān)控制ACT信息的狀態(tài)。用于控制主設(shè)備的ACT信息的狀態(tài)監(jiān)控裝置(圖1中的6)產(chǎn)生一切換信號(hào)(圖1中的SELACT)。提供一個(gè)移相裝置(SET9、SFT10，和SFT1，SFT2)其根據(jù)圖1中的相位比較器5的比較結(jié)果將數(shù)據(jù)和來(lái)自主設(shè)備SBY系統(tǒng)的幀脈沖與主設(shè)備的ACT系統(tǒng)的相位相匹配。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)來(lái)自主設(shè)備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的脈沖間的最大相移寬度為±N個(gè)時(shí)鐘脈沖(圖1中的CLK1)時(shí)，而該時(shí)鐘同主設(shè)備的時(shí)鐘同步且其頻率為主設(shè)備時(shí)鐘頻率的四倍，提供用于相移數(shù)據(jù)(DATA)和脈沖(FP)的移相器(圖1中SFT1和SFT2)其具有2N比特(參見(jiàn)圖1)的輸出比特寬度且在電源被接通后輔助設(shè)備具有初始值N。
如在圖2的時(shí)序圖中所示，用時(shí)鐘CLK1來(lái)計(jì)算來(lái)自熱備用系統(tǒng)(SBY)的幀脈沖(FP)和來(lái)自運(yùn)行(ACT)系統(tǒng)的幀脈沖間的相位差，數(shù)據(jù)的相移寬度由計(jì)算值來(lái)確定，而僅僅SBY系統(tǒng)的數(shù)據(jù)被相移。
例如，在時(shí)鐘(CLK1)具有四倍頻率的情況下如圖3中所示，在數(shù)據(jù)信號(hào)LDATA0和LDATA1中產(chǎn)生時(shí)鐘CLK1的±1脈沖寬度的不確定部分，但通過(guò)在一確定的部分切換系統(tǒng)，可以毫無(wú)問(wèn)題也地執(zhí)行切換操作。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)來(lái)自主設(shè)備的2系統(tǒng)的串行數(shù)據(jù)段彼此異相時(shí)，僅通過(guò)使用移相器就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換，而不必依賴串行/并行轉(zhuǎn)換電路，彈性緩沖器和模擬電路，達(dá)到了減小儀器尺寸和消除調(diào)節(jié)的目的，從而更適用于集成數(shù)字電路。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)用的系統(tǒng)切換電路，其特征在于系統(tǒng)中設(shè)有一主設(shè)備和一輔助設(shè)備，主設(shè)備具有一運(yùn)行(ACT)系統(tǒng)和一熱備用(SBY)系統(tǒng)，來(lái)自主設(shè)備的兩系統(tǒng)的信號(hào)彼此合并而來(lái)自主設(shè)備的ACT系統(tǒng)的信號(hào)被輔助設(shè)備選擇，所述的輔助設(shè)備包括用于產(chǎn)生時(shí)鐘的時(shí)鐘源，該時(shí)鐘的頻率與所述主設(shè)備時(shí)鐘的頻率同步，且其為所述主設(shè)備時(shí)鐘的一預(yù)定的倍數(shù)(n倍)；對(duì)n-倍時(shí)鐘產(chǎn)生響應(yīng)的相位比較器裝置，用于比較表示所述主設(shè)備的“0”和“1”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)段標(biāo)題位置的幀脈沖信號(hào)，所述“0”和“1”系統(tǒng)互補(bǔ)地充當(dāng)所述ACT系統(tǒng)或所述SBY系統(tǒng)，以便于確定一個(gè)相位差，并用于與所述ACT系統(tǒng)的相位相關(guān)地計(jì)算作為所述SBY系統(tǒng)的相位的相移值的相位差，以傳遞與所述ACT和SBY系統(tǒng)相關(guān)的相位比較信號(hào)。用于監(jiān)控所述主設(shè)備ACT系統(tǒng)信息的狀態(tài)監(jiān)控裝置，它產(chǎn)生一個(gè)用于鎖定所述相位比較器的相位比較信號(hào)和切換信號(hào)的鎖定信號(hào)；及用來(lái)根據(jù)相位比較信號(hào)和切換信號(hào)將來(lái)自主設(shè)備所述SBY系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和幀脈沖的相位與來(lái)自所述主設(shè)備ACT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和幀脈沖的相位進(jìn)行匹配的移相裝置；從而即使當(dāng)來(lái)自主設(shè)備的所述“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的信號(hào)彼此異相時(shí)，來(lái)自所述SBY系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的相位也與來(lái)自所述ACT裝置的數(shù)據(jù)的相位匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)切換電路，其特征在于其中所述輔助設(shè)備的所述時(shí)鐘源產(chǎn)生一具有所述主設(shè)備時(shí)鐘同步頻率的時(shí)鐘，且其為主設(shè)備頻率的4倍或更多倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)切換電路，其特征在于其中所述的相位比較器裝置在頻率是主設(shè)備時(shí)鐘頻率的一預(yù)先設(shè)定的倍數(shù)的時(shí)鐘的基礎(chǔ)上，計(jì)算來(lái)自主設(shè)備所述“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的幀脈沖信號(hào)間的相位差，以傳遞相位差信號(hào)，所述移相裝置根據(jù)來(lái)自所述相位比較器裝置的相位差信號(hào)相移來(lái)自所述主設(shè)備SBY系統(tǒng)的幀脈沖和數(shù)據(jù)，將幀脈沖和數(shù)據(jù)的相位與來(lái)自主設(shè)備所述ACT系統(tǒng)的幀脈沖和數(shù)據(jù)的相位匹配，從而被系統(tǒng)切換信號(hào)選擇的所述“0”和“1”系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號(hào)被一時(shí)鐘鎖定并被傳遞，而其中的時(shí)鐘是通過(guò)將時(shí)鐘信號(hào)頻分一預(yù)先的設(shè)定的倍數(shù)獲得的。
全文摘要
系統(tǒng)中提供一主設(shè)備和一輔助設(shè)備,來(lái)自主設(shè)備兩系統(tǒng)的信號(hào)彼此合并而來(lái)自主設(shè)備ACT系統(tǒng)的信號(hào)被輔助設(shè)備選擇,一系統(tǒng)切換電路,當(dāng)主設(shè)備的系統(tǒng)被從一個(gè)切換到另一個(gè)時(shí),輔助設(shè)備執(zhí)行數(shù)據(jù)切換,在輔助設(shè)備中,來(lái)主主設(shè)備ACT系統(tǒng)和SBY系統(tǒng)表示數(shù)據(jù)段標(biāo)題的幀脈沖間的相位差被時(shí)鐘計(jì)算,該時(shí)鐘的頻率為主設(shè)備時(shí)鐘頻率的n倍(4倍或更多),SBY系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相位與ACT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)相位匹配保證自由切換而不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)跳躍。
文檔編號(hào)H04L1/22GK1170898SQ97112590
公開(kāi)日1998年1月21日 申請(qǐng)日期1997年6月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者苅谷浩 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社