專利名稱：帶時鐘生成功能的設(shè)備、基準(zhǔn)頻率設(shè)定方法及調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此討論的實施方式涉及一種用于再現(xiàn)時鐘的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)控制諸如CPU和存儲器的設(shè)備時或者當(dāng)在多個通信設(shè)備之間進(jìn)行 通信時，提供高精度時鐘是很重要的。
日本特開No. 2006-311559公開了一種發(fā)明，所述發(fā)明的目的是為生 成無線電話系統(tǒng)中的基站的無線傳輸提供精確基準(zhǔn)時鐘。
日本特許No. 3379959公開了一種響應(yīng)于相位誤差信號來生成恢復(fù) 時鐘信號的方法。
在諸如普遍分布的個人計算機(jī)或通信設(shè)備的設(shè)備中使用的振蕩器， 與用于生成時鐘(時鐘信號)的振蕩器，諸如VCXO (壓控晶體振蕩器)， 具有個體差異。因此，當(dāng)向所有設(shè)備提供相同調(diào)整值(校正值)時，一 些設(shè)備會生成低精度時鐘。就是說，必須對設(shè)備進(jìn)行個體調(diào)整來獲得高 精度時鐘。即使曾經(jīng)執(zhí)行調(diào)整，誤差也可能因所謂的老化劣化而增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明一方面的目的是使得能夠比常規(guī)技術(shù)更容易地執(zhí)行對 時鐘的設(shè)定或調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括振蕩器；存儲 器，其用于存儲第一頻率的數(shù)據(jù)和施加給所述振蕩器以生成具有第一頻 率的時鐘的第一電壓值的數(shù)據(jù)；第一控制器，其通過施加基于第一頻率 的數(shù)據(jù)和第一電壓值的數(shù)據(jù)而確定的電壓，來使得所述振蕩器生成具有 所需頻率的時鐘；第二控制器，其通過在預(yù)定定時施加第二電壓值，來 使得所述振蕩器生成具有第二頻率的時鐘；輸出部，其用于將具有第二頻率的時鐘的數(shù)據(jù)輸出到頻率計數(shù)器；以及寫入部，其用于當(dāng)?shù)诙l率 與第三頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將第一電壓值的數(shù)據(jù)更新為第二 電壓值的數(shù)據(jù)，并且將第一頻率的數(shù)據(jù)更新為第二頻率的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過權(quán)利要求中具體指出的要素及其組合來 實現(xiàn)并獲得。
應(yīng)當(dāng)理解，前述一般描述和以下詳細(xì)描述都是示例性和解釋性的， 而非對所要求保護(hù)的本發(fā)明的限制。


圖1是例示了 A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備和ATM設(shè)備的連接示例的圖2是例示了 A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備的配置示例的圖3是例示了兩個ATM與其間的以太網(wǎng)之間的通信機(jī)制的圖4是例示了用于再現(xiàn)A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備中的時鐘的配置示例的圖5是用于描述測試和調(diào)整過程的示例的流程圖；以及
圖6是描述用于校正因老化劣化而引起的誤差的處理示例的流程圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式， 一種具有時鐘生成功能的設(shè)備，包括
振蕩器；存儲裝置，其用于存儲作為基準(zhǔn)頻率的第一頻率，以及作為待 施加給所述振蕩器以使所述振蕩器生成具有第一頻率的時鐘的電壓電平 的第一電平；正常操作時間振蕩器控制裝置，其用于通過在正常操作期 間向所述振蕩器施加參照所述存儲裝置存儲的第一頻率和第一電平而確 定的電壓，來促使生成具有所需頻率的時鐘；測試時間振蕩器控制裝置， 其通過在測試期間按照預(yù)定定時改變第二電平，同時向所述振蕩器施加 與每個第二電平相對應(yīng)的電壓，來促使順序生成測試時鐘，所述第二電 平是測試電壓的電平；測試時鐘輸出裝置，其用于將所述測試時鐘輸出 到頻率計數(shù)器；以及基準(zhǔn)電平等寫入裝置，其用于在所述頻率計數(shù)器能 夠確認(rèn)作為所述測試時鐘的頻率的第二頻率與作為目標(biāo)頻率的第三頻率 之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，使得所述存儲裝置存儲由所述振蕩器生成所述測試時鐘時的所述第二電平作為所述第一電平，并且存儲所述測試時 鐘的所述第二頻率作為所述第一頻率。
優(yōu)選的是，所述振蕩器是vcxo (壓控晶體振蕩器)，而所述頻率計
數(shù)器是基于由銣振蕩器生成的時鐘執(zhí)行計數(shù)的設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，具有時鐘生成功能的設(shè)備具有數(shù) 據(jù)幀接收裝置，其用于通過以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))從另一個設(shè)備接收作為
包含ATM (異步傳送模式)信元的以太網(wǎng)幀的數(shù)據(jù)幀，所述另一設(shè)備連 接到通過使用所述ATM信元將數(shù)據(jù)發(fā)送到第二 ATM設(shè)備的第一 ATM設(shè) 備；控制幀接收裝置，其用于通過以太網(wǎng)接收控制幀，控制幀是用于控 制的以太網(wǎng)幀，并且通過所述另一設(shè)備基于第六頻率、按照預(yù)定時間間 隔發(fā)送，所述第六頻率是所述第一ATM設(shè)備的通信的時鐘頻率；以及第 六頻率確定裝置，其用于基于接收所述控制幀的時間間隔來確定第六頻 率，其中正常操作時間振蕩器控制裝置使得振蕩器生成具有由第六頻率 確定裝置確定的第六頻率的時鐘，作為具有所需頻率的吋鐘。具有時鐘 生成功能的設(shè)備進(jìn)一步具有時鐘發(fā)送裝置，其用于經(jīng)由ATM接口將具 有第六頻率的時鐘發(fā)送到第二 ATM設(shè)備，所述時鐘具有正常操作時間振 蕩器控制裝置所促使的通過振蕩器生成的第六頻率；轉(zhuǎn)換裝置，其用于 將接收的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為ATM信元；以及ATM信元發(fā)送裝置，其用于經(jīng) 由ATM接口將由轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的ATM信元發(fā)送到第二 ATM裝置。 參考附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
圖1是例示出A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1與ATM設(shè)備5的連接的示例的圖。 圖2是例示出A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1的整體配置的示例的圖。
在圖1中，異步傳送模式(ATM)設(shè)備5是以下設(shè)備，諸如具有ATM 接口的ATM終端或者ATM開關(guān)設(shè)備，并且通過ATM網(wǎng)絡(luò)9向/從另一 個ATM設(shè)備5發(fā)送/接收ATM信元來執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。
ATM設(shè)備連接系統(tǒng)3由兩個ATM以太網(wǎng)(A/E)轉(zhuǎn)換器設(shè)備1構(gòu)成。 二者通過廣域以太網(wǎng)4互連并且通過發(fā)送/接收以太網(wǎng)幀(在下文中簡稱 為"幀")來執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。其中一個A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1連接到兩個ATM 設(shè)備5中的一個ATM設(shè)備5，而另一個A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1連接到另一個ATM設(shè)備5。
A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1也具有用于將ATM信元轉(zhuǎn)換為幀的功能、用于 將以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)換為ATM信元的功能、用于使得用于一個ATM設(shè)備5的 數(shù)據(jù)通信的時鐘與用于另一個ATM設(shè)備5的數(shù)據(jù)通信的時鐘同步(從同 步)的功能等。通過這些配置，ATM設(shè)備連接系統(tǒng)3使得能夠通過廣域 以太網(wǎng)4替代常規(guī)ATM網(wǎng)絡(luò)9來執(zhí)行兩個ATM設(shè)備5之間的數(shù)據(jù)通信。
如圖2所示，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1包括場可編程門陣列(FPGA) la、 數(shù)字信號處理器(DSP) lb、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器lc、壓控晶體振蕩器 (VCXO) ld、網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC) le、 RS-232C終端lf、時鐘測量終端 lg、中央處理單元(CPU) lh、隨機(jī)存取存儲器(RAM) lj、只讀存儲 器(ROM) lk、幀發(fā)送控制單元lm、信元提取單元ln、 ATM開關(guān)lp、 非易失存儲器lq等。
在下文中，可將ATM設(shè)備5區(qū)別地稱為"ATM設(shè)備51"、 "ATM設(shè) 備52"?？蓪⑼ㄟ^ATM接口連接到ATM設(shè)備51的A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1稱 為"A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11"，類似的是，可將連接到ATM設(shè)備52的A/E轉(zhuǎn) 換器設(shè)備1稱為"A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12"。
圖3是用于描述ATM—以太一ATM通信的機(jī)制的圖。
在平成18年6月8日公布的日本特開No. 2006-148822、 2006年8 月10日公布的日本特幵No. 2006-211457、 2007年6月28日公布的日本 特開No. 2007-166413中詳細(xì)描述了使用何種機(jī)制可使得ATM設(shè)備連接 系統(tǒng)3，即兩個A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1,能夠允許兩個ATM設(shè)備5通過廣域 以太網(wǎng)4替代ATM網(wǎng)絡(luò)9彼此進(jìn)行通信。參考圖3，現(xiàn)在結(jié)合與本實施 方式高度關(guān)聯(lián)的提取部分，來描述當(dāng)通過使用ATM信元將數(shù)據(jù)從ATM 設(shè)備51發(fā)送到ATM設(shè)備52時每個設(shè)備如何運(yùn)行。
在圖3中，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備U中的ATM開關(guān)lp從ATM設(shè)備51接 收ATM信元70。 ATM信元70通過廣域以太網(wǎng)4和A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12 被發(fā)送到ATM設(shè)備52。就是說，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11也是用于對ATM信 元70進(jìn)行中繼的設(shè)備。由于A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11經(jīng)由ATM開關(guān)lp等連接到ATM設(shè)備51，所以A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11可通過與ATM設(shè)備51執(zhí)行 通信來獲得作為用于ATM設(shè)備51的數(shù)據(jù)通信的時鐘的、發(fā)送側(cè)時鐘的
頻率的信息。
在接收到ATM信元70的情況下，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11中的幀發(fā)送控 制單元lm將ATM信元70轉(zhuǎn)換為滿足以太網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)幀F(xiàn)RD。然后， 數(shù)據(jù)幀F(xiàn)RD通過NIC le、廣域以太網(wǎng)4等被發(fā)送到A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12。
此外，基于發(fā)送側(cè)時鐘頻率，幀發(fā)送控制單元lm按照預(yù)定時間間隔 通過NIC le、廣域以太網(wǎng)4等，將控制幀F(xiàn)RS發(fā)送到A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12， 所述控制幀F(xiàn)RS是用于控制并且滿足廣域以太網(wǎng)4的協(xié)議的幀。 在A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12中，當(dāng)NIC le從A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11順序接收 控制幀F(xiàn)RS時，DSP lb基于接收控制幀的時間間隔來確定頻率與發(fā)送側(cè) 時鐘頻率相同的時鐘，并且控制D/A轉(zhuǎn)換器lc，以便依據(jù)VCXO ld生 成(再現(xiàn))所確定的時鐘。ATM開關(guān)lp隨后將再現(xiàn)的時鐘發(fā)送到ATM 設(shè)備52。
并且，當(dāng)A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12中的NICle接收數(shù)據(jù)幀F(xiàn)RD時，信元 提取單元in從數(shù)據(jù)幀F(xiàn)RD提取ATM信元70，并且將ATM信元70發(fā) 送到ATM開關(guān)lp。 ATM開關(guān)lp隨后將ATM信元70發(fā)送到ATM設(shè)備 52。
同時，為了增強(qiáng)從ATM設(shè)備51到ATM設(shè)備52的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?性，待由A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備12再現(xiàn)的時鐘的精度需要(以高精度)保持在 特定級別或更高級別。類似的是，為了增強(qiáng)在相反方向上的通信的可靠 性，待由A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備11再現(xiàn)的時鐘的精度需要保持在特定級別或更 高級別。因此，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1具有用于再現(xiàn)優(yōu)選具有高精度的時鐘的 機(jī)制。下面詳細(xì)描述所述機(jī)制。
圖4是例示出用于在A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1中再現(xiàn)高精度時鐘的配置示 例的圖。
如圖4所示，主要使用FPGA la、 DSP lb、 D/A轉(zhuǎn)換器lc、 VCXO ld、 NICle、 RS-232C終端lf、時鐘測量終端lg、非易失存儲器lq等，來再現(xiàn)優(yōu)選為高精度時鐘的時鐘。FPGAla包括寄存器lal、測量時鐘頻率轉(zhuǎn) 換單元la2等。DSP lb包括D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl、測量單元lb2、 校正單元lb3等。
非易失存儲器lq存儲DSP程序2，所述DSP程序2用于以下順序 描述的、D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl以及測量單元lb2進(jìn)行的處理。艮卩， 通過處理器執(zhí)行DSP程序2來獲得D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl 、測量單元 lb2以及校正單元lb3。當(dāng)然，可只利用電路來配置所述非易失存儲器lq。 非易失存儲器lq也可在DSP lb中配置。
雖然A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1也配置有用于其他功能的硬件和軟件，但省 略了描述。
控制臺21可通過NIC le或RS-232C終端lf連接到A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備 1。此外，頻率計數(shù)器22可通過時鐘測量終端lg連接到A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備 1。個人計算機(jī)等可用作控制臺21。銣振蕩器23可連接到頻率計數(shù)器。 也可使用包括銣振蕩器的頻率計數(shù)器22。
DSP lb中的D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl通過將數(shù)字控制值H輸出到 D/A轉(zhuǎn)換器lc，控制從D/A轉(zhuǎn)換器lc輸出的模擬電壓信息(電壓值)的 大小。數(shù)字控制值H是16位串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。D/A轉(zhuǎn)換器lc將從D/A轉(zhuǎn) 換器控制單元lbl輸入的數(shù)字控制值H轉(zhuǎn)換為模擬電壓值V，并且將該 模擬電壓值V輸出到VCXO ld。電壓值V的電壓被施加給VCXO ld。 于是，從VCXOld生成其頻率與數(shù)字控制值H相對應(yīng)的時鐘S，并且將 所述時鐘S輸出到ATM-PHY。
以此方式，VCXO ls生成的時鐘S的頻率依賴于DSP lb所輸出的數(shù) 字控制值H。
DSP lb存儲如下基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所述基準(zhǔn)數(shù)據(jù)指示了輸出什么值的數(shù)字 控制值H時，生成什么頻率的時鐘S。即，對基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk進(jìn)行預(yù) 指定，該基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk是用于生成具有基準(zhǔn)頻率Fk的時鐘S的數(shù) 字控制值H，所述基準(zhǔn)頻率FK為特定頻率。非易失存儲器lq存儲基準(zhǔn) 頻率Fk和基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk。此外，基于基準(zhǔn)頻率Fk和基準(zhǔn)數(shù)字控制值數(shù)據(jù)Hk (參考二者)，D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl確定對具有所需頻率 的時鐘S來說為最佳的數(shù)字控制值H，并且將該數(shù)字控制值H輸出到D/A 轉(zhuǎn)換器lc。
然而，當(dāng)用于獲得基準(zhǔn)頻率Fk的原始數(shù)字控制值H的值與基準(zhǔn)數(shù)字 控制值Hk之間的差很大時，不能精確獲得具有所需頻率的時鐘S。
因此，為了增強(qiáng)時鐘S的精度，例如，在A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1出廠前， 根據(jù)如圖5所例示的過程來執(zhí)行測試和調(diào)整。
圖5是用于描述測試和調(diào)整過程的示例的流程圖。
負(fù)責(zé)測試的人員在出廠模式狀態(tài)下將控制臺21和頻率計數(shù)器22連 接到A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1，并且接通A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1的電源。作為響應(yīng)， A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1啟動，并且DSP lb被設(shè)定為出廠模式(圖5中的#101)。 然后，等待來自控制臺21的16位時鐘調(diào)整值DJ的輸入。
負(fù)責(zé)人員操作控制臺21來將時鐘調(diào)整值DJ輸入A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1。 在此情況下，負(fù)責(zé)人員預(yù)先確定目標(biāo)頻率，并且輸入時鐘調(diào)整值DJ，所 述時鐘調(diào)整值DJ具有使得從VCXO ld生成頻率盡可能接近目標(biāo)頻率的 時鐘S的值。例如，當(dāng)具有與前述基準(zhǔn)頻率Fk相同值的頻率是目標(biāo)頻率 時，負(fù)責(zé)人員可輸入具有與前述基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk相同值或者接近值的 時鐘調(diào)整值DJ。輸入的時鐘調(diào)整值DJ被存儲在寄存器lal中(弁102)。
D/A轉(zhuǎn)換器控制單元lbl通過執(zhí)行存儲在非易失存儲器lq中的DSP 程序2，調(diào)用存儲在寄存器lal中的時鐘調(diào)整值DJ (#103)。 D/A轉(zhuǎn)換器 控制單元lbl隨后通過使用時鐘調(diào)整值DJ作為數(shù)字控制值H，來控制 D/A轉(zhuǎn)換器lc (#104)。因此，VCXO ld使用上述機(jī)制來生成其頻率與 時鐘調(diào)整值DJ相對應(yīng)的時鐘S (#105)。將測試期間的時鐘S (即，與 吋鐘調(diào)整值DJ相對應(yīng)的時鐘)稱為"時鐘St"。
經(jīng)由測量時鐘頻率轉(zhuǎn)換單元la2和時鐘測量終端lg將時鐘St輸出到 頻率計數(shù)器22。并且還將時鐘St反饋到DSP lb，通過測量單元lb2來測 量頻率(#106)。
從銣振蕩器23生成作為基準(zhǔn)時鐘的時鐘SR，并且將其輸入到頻率計數(shù)器22 (弁107)。頻率計數(shù)器22分別對從A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1輸入的時 鐘St的頻率和從銣振蕩器23輸入的時鐘SR的頻率進(jìn)行計數(shù)(對其數(shù)目 進(jìn)行計數(shù))，并且顯示各頻率的數(shù)值(弁10S)?？商娲兀砂凑找粋€在 另一個上方的布局或者通過疊加方式顯示時鐘St的波形和時鐘SR的波 形。
同時，通常，銣振蕩器振蕩的時鐘的頻率誤差在0.1ppb (十億分率) 的等級。0.05ppb級銣振蕩器也可用。
因此，通過將時鐘St的顯示信息與時鐘SR的顯示信息相比較，負(fù) 賁人員可以按l ppb的單位確定時鐘St的頻率與目標(biāo)頻率之間的差。將 目標(biāo)頻率設(shè)定得與時鐘SR的頻率相同，或者是N或1/N個時鐘SR的頻 率(其中N是自然數(shù))會便于比較。
負(fù)責(zé)人員比較兩種信息來檢査時鐘St的頻率與目標(biāo)頻率之間的差是 否在預(yù)定范圍內(nèi)(例如，在-50至lj+50ppb的范圍中)。當(dāng)差不在預(yù)定范圍 內(nèi)時(#109中為"否")，負(fù)責(zé)人員重新輸入另一個值作為時鐘調(diào)整值 DJ。例如，當(dāng)差超過+50ppb時(#110中為"是")，負(fù)責(zé)人員減小時鐘 調(diào)整值DJ (#111)，當(dāng)差為-50ppb或更少時(#110中為"否")，增大 時鐘調(diào)整值DJ (#112)。
因此，利用新時鐘調(diào)整值DJ重寫舊時鐘調(diào)整值DJ，并且從VCXO Id 生成具有與新時鐘調(diào)整值DJ相對應(yīng)的頻率的時鐘St。負(fù)責(zé)人員再次比較 兩種信息來檢査時鐘St的頻率與目標(biāo)頻率之間的差是否在預(yù)定范圍內(nèi)。 此后，負(fù)責(zé)人員重復(fù)比較和檢査工作，同時改變鐘調(diào)整值DJ的值，直到 所述差在預(yù)定范圍內(nèi)為止。
當(dāng)所述差落入預(yù)定范圍內(nèi)時(#109中為"是")，負(fù)責(zé)人員操作控制 臺21來向A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備l輸入設(shè)定命令(#113)。
作為響應(yīng)，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1中的VCXO ld使得將當(dāng)前反饋到DSP lb的由測量單元lb2測量出的頻率存儲在非易失存儲器lq中，作為基準(zhǔn) 頻率Fk，并且使得將當(dāng)前存儲在寄存器lal中的時鐘調(diào)整值DJ存儲在非 易失存儲器lq中，作為數(shù)字控制值Hk (弁114)。這樣完成了測試和調(diào) 整處理。在完成處理之后，從A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1斷開控制臺21和頻率計
13數(shù)器22。
此后，參考存儲在非易失存儲器lq中的基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk和基準(zhǔn) 頻率Fk，已出廠并開始工作的A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1確定數(shù)字控制值H的值， 從而從VCXO ld輸出具有所請求的頻率的時鐘S，并且將確定的值輸出 到D/A轉(zhuǎn)換器lc。上述具有與發(fā)送側(cè)時鐘頻率相同的頻率的時鐘也可基 于基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk和基準(zhǔn)頻率Fk來獲得。
圖6是描述用于校正由于老化劣化所引起的誤差的處理的流程示例 的流程圖。
即使可通過出廠前測試和調(diào)整來設(shè)定用于獲得高精度時鐘S的基準(zhǔn) 頻率Fk和基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk的優(yōu)選組合，但經(jīng)過若干歲月，VCXOld 也可能無法生成具有預(yù)期精度的時鐘S。 g卩，VCXO ld可能產(chǎn)生因老化 劣化而引起的誤差。
因此，根據(jù)如圖6所示的過程，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1執(zhí)行用于校正因老 化劣化而引起的誤差。
當(dāng)接通A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1的電源時(圖6中的#121)， D/A轉(zhuǎn)換器 控制單元lbl從非易失存儲器lq提出基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk (#122)，并 且使用基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk作為數(shù)字控制值H來控制D/A轉(zhuǎn)換器lc ( # 123)。作為響應(yīng)，從VCXO ld生成與基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk相對應(yīng)的時鐘 S。將時鐘S反饋到DSP lb，通過測量單元lb2測量頻率(#124)。理 想的是，頻率應(yīng)當(dāng)與基準(zhǔn)頻率Fk匹配。
繼續(xù)測量預(yù)定時間(例如，30秒)。如下，基于測量結(jié)果，校正單元 lb3校正基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk。
在預(yù)定時間期間，校正單元lb3確定測量出的頻率與當(dāng)前基準(zhǔn)頻率 Fk之間的差是否在具有預(yù)定范圍的控制窗口內(nèi)(#125)。
所述預(yù)定范圍可通過所謂的配置設(shè)定來任意地預(yù)先確定。例如，用 戶可選擇性地決定包括例如"-50 ppb至lj+50 ppb"、 "-100 ppb到+100 ppb" 以及"-l ppb到+1 ppb"的多個選擇中的一個?？刂拼翱诘臄?shù)據(jù)可預(yù)存儲 在非易失存儲器lq中。預(yù)定時間也可適于使得用戶選擇性地決定包括"30
14秒"、"1分鐘"、"10分鐘"、"20分鐘"等的多個選擇中的一個。
當(dāng)所述差在控制窗口內(nèi)時(弁126中為"是")，校正單元lb3確定老 化劣化尚未嚴(yán)重到需要校正，于是不執(zhí)行校正。
另一方面，如下，例如當(dāng)所述差不在控制窗口內(nèi)時(弁126中為"否")， 執(zhí)行基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk的校正。當(dāng)差是正值時(#127中為"是")，執(zhí) 行用于減小基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk的校正(#128)。當(dāng)差是負(fù)值時(弁127 中為"否")，則執(zhí)行用于增大基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk的校正(#128)。基于 經(jīng)校正的基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk，再次執(zhí)行步驟#123到#125的處理。然 后，重復(fù)基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk的校正，直到差在控制窗口內(nèi)為止。
根據(jù)本實施方式，多個A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1可以共享頻率計數(shù)器22和 銣振蕩器23。因此，設(shè)定時鐘的成本可以較低并且比傳統(tǒng)方式更簡單。 在開始操作之后，A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備I可自己執(zhí)行調(diào)整(校正)處理，而無 需頻率計數(shù)器22和銣振蕩器23。因此，與傳統(tǒng)方式相比，能夠更容易地 保持時鐘。
在本實施方式中，如利用圖6所示，當(dāng)接通A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1的電 源時，針對因老化劣化而引起的誤差執(zhí)行處理。然而，也能夠在A/E轉(zhuǎn) 換器設(shè)備1的操作期間經(jīng)常性或者周期地執(zhí)行所述處理。
雖然在本實施方式中描述了其中執(zhí)行用于A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1中的 VCXOld的基準(zhǔn)值(基準(zhǔn)數(shù)字控制值Hk)的初始設(shè)定和校正的情況，但 是本發(fā)明也可應(yīng)用于其中執(zhí)行基于另一個系統(tǒng)的振蕩器的基準(zhǔn)值的初始 設(shè)定和校正的情況。
此外，根據(jù)本發(fā)明的精神，可以根據(jù)需要修改A/E轉(zhuǎn)換器設(shè)備1的 整體或各單元的配置、處理內(nèi)容、處理過程、網(wǎng)絡(luò)配置等。
這里描述的所有示例和條件語言旨在教育目的，來輔助讀者理解本 發(fā)明，以及發(fā)明者為推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)而貢獻(xiàn)的概念，并且應(yīng)被視為不受這 些具體描述的示例和條件的限制，說明書中的這些示例的結(jié)構(gòu)也不涉及 對本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的展示。雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施方式，但 是應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對其進(jìn)行各種 改變、替代以及變型。
1權(quán)利要求
1、一種設(shè)備，所述設(shè)備包括振蕩器；存儲器，其用于存儲第一頻率的數(shù)據(jù)和施加到所述振蕩器以生成具有所述第一頻率的時鐘的第一電壓值的數(shù)據(jù)；第一控制器，其用于通過施加基于所述第一頻率的數(shù)據(jù)和所述第一電壓值的數(shù)據(jù)而確定的電壓，來使得所述振蕩器生成具有所需頻率的時鐘；第二控制器，其通過在預(yù)定定時施加第二電壓值，來使得所述振蕩器生成具有第二頻率的時鐘；輸出部，其用于將具有所述第二頻率的時鐘的數(shù)據(jù)輸出到頻率計數(shù)器；以及寫入部，其用于當(dāng)所述第二頻率與第三頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將所述第一電壓值的數(shù)據(jù)更新為所述第二電壓值的數(shù)據(jù)，并且將所述第一頻率的數(shù)據(jù)更新為第二頻率的數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述振蕩器包括壓控晶體振 蕩器，并且頻率計數(shù)器基于由包括銣振蕩器的振蕩器生成的時鐘進(jìn)行計 數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括-第三控制器，其通過施加具有所述第一電壓值的電壓，來使得所述振蕩器生成檢査用的時鐘；第四測量裝置，其用于測量所述檢査用的時鐘的第四頻率； 第四控制器，其用于通過施加電壓來使得所述振蕩器生成調(diào)整用的時鐘，所述電壓是在所述第一頻率與所述第四頻率之間的差在預(yù)定范圍外時通過對第三值進(jìn)行改變而確定的；第五測量裝置，其用于測量所述調(diào)整用的時鐘的第五頻率；以及 更新部，其在所述第五頻率與所述第一頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將第五電壓值的數(shù)據(jù)更新為第一電壓值的數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括輸入部，所述 輸入部用于接收第二值的數(shù)據(jù)，其中所述預(yù)定定時是在所述輸入部接收 到第二值的數(shù)據(jù)時的定時。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括 數(shù)據(jù)幀接收裝置，其用于通過以太網(wǎng)從另一個設(shè)備接收包括異步傳送模式信元的數(shù)據(jù)幀，所述另一個設(shè)備連接到第一異步傳送模式設(shè)備，所述第一異步傳送模式設(shè)備用于通過使用所述異步傳送模式信元來將數(shù)據(jù)傳送到第二異步傳送模式設(shè)備；控制幀接收裝置，其用于通過以太網(wǎng)接收控制幀，所述控制幀是用 于控制并且由所述另一個設(shè)備基于第六頻率、按照預(yù)定時間間隔發(fā)送的 以太網(wǎng)幀，所述第六頻率是所述第一異步傳送模式設(shè)備的通信的時鐘頻 率；第六頻率確定裝置，其用于基于接收所述控制幀的時間間隔來確定 第六頻率，其中所述第一控制器使得所述振蕩器生成具有所述第六頻率確定裝置確定的第六頻率的時鐘；時鐘發(fā)送裝置，其用于經(jīng)由異步傳送模式接口將具有第六頻率的時鐘發(fā)送到所述第二異步傳送模式設(shè)備，所述時鐘具有由所述第一控制器促使所述振蕩器生成的第六頻率；轉(zhuǎn)換裝置，其用于將接收的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換為異步傳送模式信元；以及 異步傳送模式信元發(fā)送裝置，其用于經(jīng)由異步傳送模式接口將所述轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換的所述異步傳送模式信元發(fā)送到所述第二 ATM設(shè)備。
6、 一種具有時鐘生成功能的設(shè)備，所述設(shè)備包括 振蕩器；存儲裝置，其用于第一頻率的數(shù)據(jù)和施加到所述振蕩器以生成具有 所述第一頻率的時鐘的第一電壓電平的數(shù)據(jù)；正常操作模式振蕩器控制裝置，其用于通過在正常操作期間向所述 振蕩器施加參考所述第一頻率和所述第一電平確定的電壓，來使得生成 具有所需頻率的時鐘；檢查操作模式振蕩器控制裝置，其用于通過向所述振蕩器施加與存儲在所述存儲裝置中的第一 電壓電平相對應(yīng)的電壓，來生成檢查用的時 鐘；第二頻率測量裝置，其用于測量所述檢查用的時鐘的第二頻率； 調(diào)整操作模式振蕩器控制裝置，其用于通過施加與調(diào)整用的第二電 壓電平相對應(yīng)的電壓，來使得所述振蕩器生成調(diào)整用的時鐘，所述調(diào)整 用的時鐘是通過當(dāng)所述存儲裝置中存儲的第一頻率與由第二頻率測量裝 置測量的第二頻率之間的差在預(yù)定范圍之外時改變第二電壓電平而順次 生成的；第三頻率測量裝置，其用于測量由所述振蕩器生成的所述調(diào)整用的 時鐘的第三頻率；以及基準(zhǔn)電平更新裝置，其用于當(dāng)?shù)谌l率與第一頻率之間的差在預(yù)定 范圍內(nèi)時，將第一電平的數(shù)據(jù)更新為第二電平的數(shù)據(jù)，并且存儲第二電 平的數(shù)據(jù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有時鐘生成功能的設(shè)備，其中檢查操作 模式振蕩器控制裝置生成檢查用的時鐘。
8、 一種基準(zhǔn)頻率和基準(zhǔn)電壓電平的設(shè)定方法，該設(shè)定方法適用于如 下設(shè)備，所述設(shè)備包括振蕩器；存儲部，其用于存儲基準(zhǔn)頻率的數(shù)據(jù)， 以及被施加到所述振蕩器用于使得所述振蕩器生成具有基準(zhǔn)頻率的時鐘 的電壓的基準(zhǔn)電壓電平的數(shù)據(jù)；以及振蕩器控制裝置，其用于通過向所 述振蕩器施加基于基準(zhǔn)頻率的數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)電壓電平的數(shù)據(jù)而確定的電 壓，使得所述振蕩器生成具有所需頻率的時鐘，所述設(shè)定方法包括以下步驟-通過向所述振蕩器施加電壓來生成多個檢查用的時鐘，所述電壓與 在預(yù)定時間變化的檢查電壓電平相對應(yīng)；將所述檢查用的時鐘的數(shù)據(jù)輸出到頻率計數(shù)器；當(dāng)檢查頻率與理想頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將所述檢查電壓 電平的數(shù)據(jù)存儲在所述存儲部中替代所述基準(zhǔn)電壓電平數(shù)據(jù)，并且將所 述檢查用的時鐘的檢查頻率的數(shù)據(jù)存儲在所述存儲部中替代所述基準(zhǔn)頻 率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基準(zhǔn)頻率的設(shè)定方法，其中所述振蕩器包 括壓控晶體振蕩器，并且頻率計數(shù)器基于由包括銣振蕩器的振蕩器生成 的時鐘來進(jìn)行計數(shù)。
10、 一種基準(zhǔn)頻率和基準(zhǔn)電壓電平的調(diào)整方法，所述方法適用于如 下設(shè)備，所述設(shè)備包括振蕩器；存儲部，其用于存儲基準(zhǔn)頻率的數(shù)據(jù)， 以及被施加到所述振蕩器使得所述振蕩器生成具有所述基準(zhǔn)頻率的時鐘 的基準(zhǔn)電壓電平的數(shù)據(jù)；振蕩器控制裝置，其用于通過向所述振蕩器施 加基于所述基準(zhǔn)頻率的數(shù)據(jù)和所述基準(zhǔn)電壓電平的數(shù)據(jù)而確定的電壓， 來使得所述振蕩器生成具有所需頻率的時鐘；以及頻率計數(shù)器，其用于 對時鐘的頻率進(jìn)行計數(shù)，所述調(diào)整方法包括以下步驟通過向所述振蕩器施加電壓來生成檢查用的時鐘，所述電壓與存儲在所述存儲部中的基準(zhǔn)電壓電平相對應(yīng)；測量由所述振蕩器生成的所述檢査用的時鐘的檢查頻率； 通過向所述振蕩器施加電壓來生成多個調(diào)整用的時鐘，所述電壓與調(diào)整電壓電平相對應(yīng)，當(dāng)所述基準(zhǔn)頻率與所述頻率計數(shù)器測量的檢查頻率之間的差在預(yù)定范圍之外時，改變所述調(diào)整電壓電平； 通過所述頻率計數(shù)器來測量調(diào)整用的時鐘的頻率； 當(dāng)調(diào)整用的時鐘的頻率與所述基準(zhǔn)頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將所述調(diào)整電壓電平的數(shù)據(jù)存儲在所述存儲部中替代基準(zhǔn)電壓電平的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶時鐘生成功能的設(shè)備、基準(zhǔn)頻率設(shè)定方法及調(diào)整方法。所述設(shè)備包括振蕩器；存儲器，其用于存儲第一頻率的數(shù)據(jù)和第一電壓的數(shù)據(jù)；第一控制器，其用于通過施加基于第一頻率的數(shù)據(jù)和第一電壓的數(shù)據(jù)的電壓，來使得所述振蕩器生成具有所需頻率的時鐘；第二控制器，其用于通過在預(yù)定定時施加第二電壓，來使得所述振蕩器生成具有第二頻率的時鐘；輸出部，其用于將第二頻率的時鐘的數(shù)據(jù)輸出到頻率計數(shù)器；寫入部，其用于當(dāng)?shù)诙l率與第三頻率之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)時，將第一電壓值的數(shù)據(jù)更新為第二電壓值的數(shù)據(jù)，并且將第一頻率的數(shù)據(jù)更新為第二頻率的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04L7/02GK101552665SQ20091012829
公開日2009年10月7日 申請日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者內(nèi)本智久, 嶋崎和久, 辰巳耕司 申請人:富士通株式會社