專利名稱：器件組的同步裝置的制作方法
在交換技術中為了滿足較高的工作安全性，要求兩個處理器器件組(其中之一是主，另外一個是從)進行冗余的工作。這可以通過微同步的工作實現，其中的從設備同步到主設備。該主設備在其一側同步到一個外部的參考時鐘。在外部的參考時鐘出錯的情況下該(時鐘)主設備必需繼續工作(移交模式)并且對從設備繼續進行同步。
對于微同步的主要要求是在兩個處理器器件組之間的相位區別只位于一個非常小的時間差別(例如5ns)之內。
為了滿足該要求提出了一同步方法，其中在兩個處理器器件組之間的相位信息進行交換。在此方法中能夠通過在兩個器件組之間的連接導線上的不同的門電路工作時間和反應而出現相位信息的錯誤。這尤其了工作的不穩定。
以此本發明的任務給出一器件組的同步裝置，其能夠滿足與合作的器件組的同步裝置共同工作時的所述的要求。
此任務按照權利要求1通過同步裝置解決。
按照權利要求2的本發明的實施形式能夠使處理器器件組的工作模式進行切換(例如時鐘主設備到時鐘從設備或者反向)，而不是從微同步工作驅動(從/從是不可能的)。此切換在微同步工作期間也是可能的。
下面借助于附圖詳細解釋本發明。
圖1示出了相對時鐘同步的基礎結構。根據所述的結構在一個器件組中分別含有一個PLL，在其輸入端是一個開關，用于在一個器件組的工作模式“主”和“從”之間的切換。
只有一個處理器器件組，即主器件組是同步到外部的參考時鐘上的。另一個處理器器件組(從器件組)通過一個PLL(鎖相環)同步到主處理器器件組。該從處理器器件組能夠以主處理器器件組的精確相同的頻率和相位進行工作。
圖2示出了本發明的同步裝置的基礎結構。該同步裝置含有-一個VCO，其依賴于在控制輸入端(升降電壓輸入端)上的信號產生器件組的系統時鐘，
-一個裝置，其含有一個相位檢測器并且每次產生一個參考時鐘，該相位檢測器具有一個在其后串聯的濾波器，其中在相位檢測器的一個輸入端上分別存在一個參考時鐘并且在另一個輸入端上分別存在一個系統時鐘，-一個沒有描述的工作控制器(能夠通過器件組的處理器和/或一個相應的邏輯實現)，其如此控制接在濾波器后面的開關，濾波器的一個輸出信號導通到VCO的控制輸入端，-延遲裝置，其使在到相位檢測器的輸入端之前的系統時鐘延遲參考時鐘和系統時鐘之間的持續時間差異。
參考時鐘的選擇通過在VCO(見圖2)的升降電壓輸入端上的(模擬)開關具有如下的基礎。在合作的處理器器件組的相位補償器的輸入端之前，因為在主設備和從設備之間的最大5ns的相位差異的要求除了導線的延遲時間，不允許用于選擇外部參考時鐘的某個開關的另外的延遲時間(此開關的最小和最大延遲時間之間的時間差異減弱了在主器件組和從器件組之間的最壞情況下的相位差異)。以此按照本發明對于每一個參考時鐘只含有一個相位補償器。
圖2描述的結構相對于圖1描述的裝置具有優點，其中該開關設置在PLL的輸入端，并且沒有考慮用于選擇相位差異的外部參考時鐘的某個開關的另外的延遲時間。
該導線延遲時間，在相位時間差異請求沒有考慮的情況下，通過PLL的預置進行補償。以此一個延遲裝置(延遲線)在合作的處理器器件組的相位檢測器的補償輸入端V之前被切換，其使系統時鐘在到相位檢測器的輸入端之前根據主器件組的參考時鐘和從器件組的系統時鐘之間的延遲時間差異進行延遲。在應用了這樣的延遲裝置的情況下達到了參考時鐘和系統時鐘(在選擇了相位檢測器輸入端上的相位差異調節到零的PLL的情況下)與延遲時間差異無關的實際上的相位相等。
所述的工作控制器除了在圖2中描述的開關還如此控制其他的(在圖3-5中描述的)開關，在一個濾波器的情況下，其輸出信號沒有傳輸到VCO的輸入端，該輸出信號反饋到濾波器的輸入端，并且在另一個濾波器輸入端施加VCO的控制輸入端的去耦合的信號。以此該無源的共同工作的環路濾波器的輸出信號被調節到如有源的裝置相同的水平。以此在切換到一個另外的參考時鐘(外部的參考時鐘或者合作器件組的系統時鐘)之后，PLL的一個優選的振蕩過程產生一個相位突變。模式轉換和/或外部時鐘源的選擇以此能夠不受微同步工作的影響。
按照本發明的時鐘同步能夠沒有交換相位信息地工作。以此達到了在兩個處理器器件組之間的導線延遲時間通過PLL的預置進行補償。
此選擇的PLL在本地的時鐘和外部的參考時鐘之間在相位檢測器(PD)的輸入端上具有零相位差異。
作為相位檢測器的相位檢測器PD-型4出自于書“Roland最好的鎖相環的理論和應用，ISBN3-85502-132-5’，并且進行簡單的修改，以使其能夠在正邊沿進行同步，并且兩個輸出端能夠在三態之間進行切換。此型號的優點是-調節到零相位差異，-相位和頻率被敏感的保持，-與電源電壓和溫度無關，-在PLD(可編程邏輯裝置)中的相位補償器的易實現性，-較大的范圍，理論上的±2π。此不是必需的，因為在切換到另一個參考時鐘時此相位是不存在的，也就是說，在反向切換時以原來的邊沿進行同步。這是在同步TSI接口時的對數據損失的預防所必需的。
環路濾波器三個環路濾波器通過下面的特性實現-在切換到外部參考時鐘時要求一個更加緩慢的振蕩過程。VCO的升降電壓輸入端的控制因此必需在輸入端相位突變時是小的(小的放大)。
-在切換到合作處理器器件組時要求一個快速的振蕩過程。VCO的升降電壓輸入端的控制因此必需在輸入端相位突變時是大的(大的放大)。
-在三相補償器的輸入端上的不同的頻率同樣要求環路濾波器的相應的不同的規格。
為了避免環路濾波器輸出端能夠離開工作電壓范圍和位于飽和狀態(輸出電壓的截止在PLL的振蕩過程中是負的)，對于每一個環路濾波器存在三個工作狀態，其在圖3-5中進行了描述并且由所述的工作控制器借助于所描述的開關進行控制。
圖3示出了一個接通的工作方式在此工作方式中接入了一個PLL調節電路(D1和U1沒有處于三態)。該處理器器件組在此能夠處于主模式或者從模式。
圖4示出了移交的工作方式在此工作方式中處理器器件組處于主模式并且沒有外部參考時鐘地工作。該環路濾波器的輸出端在此工作方式中承受1.5V。
圖5示出了監視器-VCO-工作方式在此工作方式中環路濾波器的輸出端的電壓值相應于VCO升降電壓輸入端的電壓值。因此在切換到接通的工作方式(接入PLL調節電路)的瞬間保證了VCO升降電壓輸入端上的正確的輸出電平(在運算放大器的正或者負截止上的輸出電平具有一個頻率突變以能夠超過在兩個處理器器件組之間的5ns的最大相位差異要求)。
權利要求
1．器件組的同步裝置，其產生器件組的系統時鐘，其中該同步裝置使系統時鐘同步到一個存在多個時鐘的參考時鐘，該同步裝置具有a)一個VCO，其相應于一個在其控制輸入端上的信號產生器件組的系統時鐘，b)一個裝置，含有一個其后串接有濾波器的相位檢測器并且每一次存在一個參考時鐘，其中在相位檢測器的一個輸入端上存在一個參考時鐘，而在另一個輸入端上存在系統時鐘，c)工作控制器，其如此控制串接在濾波器后面的開關，濾波器的輸出端信號之一用于接通VCO的控制輸入端。
2．如權利要求1的同步裝置，其特征在于，所述的工作控制器如此地控制其他的開關，在存在一個濾波器的情況下，該濾波器的輸出信號沒有接通到VCO的輸入端，該輸出信號反饋到濾波器的輸入端，并且在另一個濾波器輸入端施加VCO的控制輸入端的去耦合的信號。
3．如權利要求1或者2的同步裝置，其特征在于，一個延遲裝置，其為了在參考時鐘和系統時鐘之間的延遲時間差異在相位檢測器的輸入端之前延遲該系統時鐘。
全文摘要
以微同步工作的兩個(處理器)器件組的時鐘能夠只含有非常小的相位差異。此要求通過按照本發明的同步裝置實現。
文檔編號H03L7/07GK1238863SQ97180095
公開日1999年12月15日 申請日期1997年11月4日 優先權日1996年11月26日
發明者G·奎爾姆巴赫 申請人:西門子公司