專利名稱：基于相位匹配的系統(tǒng)切換電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及系統(tǒng)切換電路，特別涉及系統(tǒng)中配備有具有運行系統(tǒng)和熱備用系統(tǒng)的一主設備以及設置有一輔助設備的系統(tǒng)切換電路，來自主設備的兩個系統(tǒng)的信號彼此合并且通過輔助設備來選擇來自主設備的運行系統(tǒng)的信號。
例如，JP-A-5-2438建議了一種用于切換飼服系統(tǒng)和初級系統(tǒng)的一種系統(tǒng)切換電路，該種電路結構能夠保持時鐘切換的時鐘的連續(xù)性。在該種所建議的電路中，將用于伺服系統(tǒng)時鐘的相位控制信號固定而同時用于初級系統(tǒng)的時鐘的相位控制信號隨著從相位比較器傳送來的時鐘相位差信號產生變化從而初級系統(tǒng)的時鐘的相位可以一直與伺服系統(tǒng)時鐘的相位相匹配。
尤其是，如圖4中所示的這種傳統(tǒng)電路具有一個相位比較器電路105，其為模擬電路，被調整用來將伺服系統(tǒng)的時鐘的相位與初級系統(tǒng)的時鐘的相位進行比較。在相位比較器電路中，通過“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的輸入時鐘上升沿來設置和復位觸發(fā)電路從而產生具有與伺服和初級系統(tǒng)的時鐘間的相位差相一致的脈沖寬度的脈沖信號，脈沖信號通過積分電路隨時間被積分從而被轉換成與相位差成比例的電壓值，而該電壓值通過模擬/數字(A/D)轉換器被轉換為并行數據時鐘相位差信號106。時鐘相差信號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上用于相位調整，延遲線是為伺服和初級系統(tǒng)配備的，從而使得控制器107對伺服系統(tǒng)時鐘的PDL110的輸出數據被固定，而控制器107對初級系統(tǒng)時鐘的PDL111的輸出數據根據時鐘相位差改變以便將初級系統(tǒng)的時鐘與伺服系統(tǒng)的時鐘的相位進行比較。選擇器115接收“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的時鐘112和113以從接收到的“0”系統(tǒng)ACT信號103和“1”系統(tǒng)ACT信號104選擇出一個并將其傳送出去。由于在相位調整后的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的時鐘112和113被一直保持在同相，從而當伺服和初級系統(tǒng)的時鐘間的切換作用時可維持時鐘的連續(xù)生。
然而，上面現(xiàn)有技術所描述的中心內容僅限于時鐘的相位同步而對于在其中串行數據和脈沖表示的數據標題被同時傳送的系統(tǒng)的系統(tǒng)切換電路沒做描述。
另外，在現(xiàn)有技術中，時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行調節(jié)且不能滿足數字的累積。
相應地，本發(fā)明的目的即在于消除以上的不足，在系統(tǒng)中的主設備具有雙系統(tǒng)結構而輔助設備也具有雙結構，來自主設備的兩系統(tǒng)的信號彼此合并而來自主設備的ACT系統(tǒng)的信號被輔助設備所選擇，當在主設備和輔助設備的系統(tǒng)間發(fā)生切換時，能執(zhí)行不引起數據跳動的切換的系統(tǒng)切換電路切換數據并能增強其可靠性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種能簡化電路/設備結構的系統(tǒng)切換電路。
為了實現(xiàn)上述目的，根據本發(fā)明，在用于設備有具有運行系統(tǒng)(ACT)和熱備用系統(tǒng)(SBY)的主設備和輔助設備的系統(tǒng)的系統(tǒng)切換電路中，來自主設備的兩系統(tǒng)的信號彼此合并而來自主設備的ACT系統(tǒng)的信號被輔助設備進行選擇，輔助設備包含一個源，其用于產生具有與主設備的時鐘同步的頻率的時鐘CLK1，且其是主設備時鐘的n倍(4倍或更多)，還包括對n倍時鐘敏感的相比較器，其用于比較幀脈沖信號表示的主設備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)數據段標題位置，“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)互補地充當ACT系統(tǒng)或SBY系統(tǒng)，以便于確定一個相位差并用于計算作為與ACT系統(tǒng)的相位相關的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)相關的相位比較信號，輔助設備還包含狀態(tài)監(jiān)控裝置，用于監(jiān)控主設備的ACT系統(tǒng)信息從而產生一個用于鎖定相比較器的比較信號和切換信號的鎖定定時信號，輔助設備另外還包含用于根據相位比較信號和切換信號從而來使來自主設備的SBY系統(tǒng)的幀脈沖和數據的相位與來自主設備的ACT系統(tǒng)的幀脈沖和數據的相位相匹配的移位裝置，從而即使當來自主設備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的信號彼此異相時，來自SBY系統(tǒng)的數據的相位仍與來自ACT系統(tǒng)的數據的相位相匹配。


圖1為本發(fā)明實施例的結構方框圖；圖2為顯示本發(fā)明的實施例中相位比較器的操作的時序圖；圖3示出本發(fā)明的實施例(在四倍CLK1的情況下)中系統(tǒng)切換的詳細的時序圖；圖4為現(xiàn)有技術的方框圖。
下面將結合附圖對本發(fā)明的實例進行詳細描述。
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)切換電路的一個實施例。
根據本發(fā)明實施例，系統(tǒng)切換電路包含用于通過使用由圖1的輔助設備產生的時鐘CLK1來相移幀脈沖FP0和FP1表示的來自主設備(未示出)的ACT系統(tǒng)和SBY系統(tǒng)數據段的標題位置的移相器SFT1和SFT2，對代表后面將要描述的相位比較信號的選擇控制信號敏感的選擇器SEL3和SEL4，它們用于選擇移相器SFT1和SFT2的輸出，移位器SFT9和SFT10，它們用于移位來自主設備的“0”系統(tǒng)的數據DATA0和來自主設備的“1”系統(tǒng)的數據DATA1，對時鐘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算作為與ACT系統(tǒng)的相位相關的SBY系統(tǒng)相位的相移值的相位差，以傳遞與ACT和SBY系統(tǒng)相關的相位比較信號，狀態(tài)監(jiān)控制器6用于根據來自主設備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的ACT信號ACT0和ACT1的狀態(tài)來產生系統(tǒng)切換信號SELACT，并傳遞用于鎖定相位比較輸出信號CNT0和CNT1的信號鎖定(LATCH)，D-型觸發(fā)器DF7和DF8對來自狀態(tài)監(jiān)控器6的鎖定信號LATCH產生響應用以鎖定來自相位比較器5的輸出信號CNT0和CNT1，并用于將選擇信號LCNT0傳遞給選擇器SEL3和SEL11以及將選擇信號LCNT125傳遞給選擇器SEL4和SEL12，對來自主設備的切換信號SELACT產生響應的選擇器SEL13，用于選擇來自選擇器SEL11和SEL12的輸出信號LDT0和LDAT1的ACT信號狀態(tài)監(jiān)控器6及對時鐘CLK2的上升發(fā)生響應以鎖定選擇器SEL13的輸出的D-型觸發(fā)器DF14，而時鐘CLK2在本實施例中是通過分頻器29來將時鐘CLK1分頻1/4獲得的。時鐘CLK1具有與主設備的時鐘同步的頻率，而該頻率為主設備時鐘頻率的n倍(4倍或更多)。
下面將參考圖1，2和3對本實施例進行詳細描述。圖2是用于解釋相位比較器5的操作的時序圖而圖3是用于解釋當時鐘CLK1的頻率是圖1中的幀脈沖的頻率的四倍時系統(tǒng)切換電路的操作時序圖。
現(xiàn)在假設主設備的“0”系統(tǒng)處于運行狀態(tài)而主設備的“1”系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)(SBY)。
然后，當代表來自主設備的“1”系統(tǒng)的數據標題位置信號的幀脈沖FP1被來自幀脈沖FP0的時鐘CLK1相移5個脈沖如圖2中所示，其中幀脈沖FP0代表來自主設備的“0”系統(tǒng)的數據標題位置信號，相比較器5計算出此相位差(＝5)并對ACT系統(tǒng)產生輸出CNT0，ACT系統(tǒng)在開始計算相位差的時刻保持一個初始值“N”，相比較器5還對SBY系統(tǒng)產生輸出CNT1，SBY系統(tǒng)具有初始值“N”和計算出的5個脈沖值“5”的和“N+5”。
然后，對來自ACT系統(tǒng)的信號ACT0或ACT1發(fā)生響應的狀態(tài)監(jiān)控器6向D型觸發(fā)器DF7和DF8提供鎖定信號LATCH。D-型觸發(fā)器DF7和DF8對LATCH信號產生響應而將相位比較器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。
對選擇信號LCNT1發(fā)生響應以選擇移相器SFT2和SFT10的相移輸出的選擇器SEL4和SEL12使用此信號LCNT1來將“1”系統(tǒng)的+5相移的脈沖FP1和+5相移的數據DATA1分別傳送到相位比較器15和選擇器SEL13。
選擇器SEL11和SEL12的每個輸出LDATA0和LDTA1有時會從時鐘CLK1相移±1脈沖。但當時鐘CLK1四倍于主設備的時鐘時，如圖3中所示，即使隨著主設備的系統(tǒng)切換隨后產生選擇路由的切換，通過在頻分時鐘CLK2的位降處切換能夠在沒有由數據DATA引起數據的失真的情況下完成。特別是，如圖3中所示當狀態(tài)控制器6的輸出SELACT隨來自ACT系統(tǒng)的信號ACT0或ACT1而從低向高變化且選擇器SEL13被接通時，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的方式由時鐘CLK2的位降被鎖定以調整數據，因此防止了在切換中產生數據的失真。
由于通過D-型觸發(fā)器DF7對“0”系統(tǒng)的“N”進行鎖定及通過D-型觸發(fā)器DF8對“1”系統(tǒng)的“N+5”進行鎖定，即使在系統(tǒng)切換結束后，“0”系統(tǒng)的數據信號DATA0也與“1”系統(tǒng)的數據信號DATA1同相，即使當再次發(fā)生切換時也不會產生任何問題。
簡而言之，圖1中的相位比較器5將脈沖信號(圖1中的幀脈沖信號FP0和FP1)與n-倍時鐘(圖1中CLK1)進行比較并計算出SBY系統(tǒng)的相位差，從而由相位比較器產生的比較結果被鎖定，時序信號(圖1中的LATCH1和LATCH2)在鎖定電路中(圖1中的DF7和DF8)鎖定，鎖定時序信號是由狀態(tài)監(jiān)控裝置(圖1中的6)傳遞出，而狀態(tài)監(jiān)控裝置被調整用來接收ACT信號(圖1中的ACT0和ACT1)從而監(jiān)控制ACT信息的狀態(tài)。用于控制主設備的ACT信息的狀態(tài)監(jiān)控裝置(圖1中的6)產生一切換信號(圖1中的SELACT)。提供一個移相裝置(SET9、SFT10，和SFT1，SFT2)其根據圖1中的相位比較器5的比較結果將數據和來自主設備SBY系統(tǒng)的幀脈沖與主設備的ACT系統(tǒng)的相位相匹配。
根據本發(fā)明的實施例，當來自主設備的“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的脈沖間的最大相移寬度為±N個時鐘脈沖(圖1中的CLK1)時，而該時鐘同主設備的時鐘同步且其頻率為主設備時鐘頻率的四倍，提供用于相移數據(DATA)和脈沖(FP)的移相器(圖1中SFT1和SFT2)其具有2N比特(參見圖1)的輸出比特寬度且在電源被接通后輔助設備具有初始值N。
如在圖2的時序圖中所示，用時鐘CLK1來計算來自熱備用系統(tǒng)(SBY)的幀脈沖(FP)和來自運行(ACT)系統(tǒng)的幀脈沖間的相位差，數據的相移寬度由計算值來確定，而僅僅SBY系統(tǒng)的數據被相移。
例如，在時鐘(CLK1)具有四倍頻率的情況下如圖3中所示，在數據信號LDATA0和LDATA1中產生時鐘CLK1的±1脈沖寬度的不確定部分，但通過在一確定的部分切換系統(tǒng)，可以毫無問題也地執(zhí)行切換操作。
如上所述，根據本發(fā)明，當來自主設備的2系統(tǒng)的串行數據段彼此異相時，僅通過使用移相器就可實現(xiàn)系統(tǒng)切換，而不必依賴串行/并行轉換電路，彈性緩沖器和模擬電路，達到了減小儀器尺寸和消除調節(jié)的目的，從而更適用于集成數字電路。
權利要求
1.一種系統(tǒng)用的系統(tǒng)切換電路，其特征在于系統(tǒng)中設有一主設備和一輔助設備，主設備具有一運行(ACT)系統(tǒng)和一熱備用(SBY)系統(tǒng)，來自主設備的兩系統(tǒng)的信號彼此合并而來自主設備的ACT系統(tǒng)的信號被輔助設備選擇，所述的輔助設備包括用于產生時鐘的時鐘源，該時鐘的頻率與所述主設備時鐘的頻率同步，且其為所述主設備時鐘的一預定的倍數(n倍)；對n-倍時鐘產生響應的相位比較器裝置，用于比較表示所述主設備的“0”和“1”系統(tǒng)的數據段標題位置的幀脈沖信號，所述“0”和“1”系統(tǒng)互補地充當所述ACT系統(tǒng)或所述SBY系統(tǒng)，以便于確定一個相位差，并用于與所述ACT系統(tǒng)的相位相關地計算作為所述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)相關的相位比較信號。用于監(jiān)控所述主設備ACT系統(tǒng)信息的狀態(tài)監(jiān)控裝置，它產生一個用于鎖定所述相位比較器的相位比較信號和切換信號的鎖定信號；及用來根據相位比較信號和切換信號將來自主設備所述SBY系統(tǒng)的數據和幀脈沖的相位與來自所述主設備ACT系統(tǒng)的數據和幀脈沖的相位進行匹配的移相裝置；從而即使當來自主設備的所述“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的信號彼此異相時，來自所述SBY系統(tǒng)的數據的相位也與來自所述ACT裝置的數據的相位匹配。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)切換電路，其特征在于其中所述輔助設備的所述時鐘源產生一具有所述主設備時鐘同步頻率的時鐘，且其為主設備頻率的4倍或更多倍。
3.根據權利要求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備時鐘頻率的一預先設定的倍數的時鐘的基礎上，計算來自主設備所述“0”系統(tǒng)和“1”系統(tǒng)的幀脈沖信號間的相位差，以傳遞相位差信號，所述移相裝置根據來自所述相位比較器裝置的相位差信號相移來自所述主設備SBY系統(tǒng)的幀脈沖和數據，將幀脈沖和數據的相位與來自主設備所述ACT系統(tǒng)的幀脈沖和數據的相位匹配，從而被系統(tǒng)切換信號選擇的所述“0”和“1”系統(tǒng)的數據信號被一時鐘鎖定并被傳遞，而其中的時鐘是通過將時鐘信號頻分一預先的設定的倍數獲得的。
全文摘要
系統(tǒng)中提供一主設備和一輔助設備,來自主設備兩系統(tǒng)的信號彼此合并而來自主設備ACT系統(tǒng)的信號被輔助設備選擇,一系統(tǒng)切換電路,當主設備的系統(tǒng)被從一個切換到另一個時,輔助設備執(zhí)行數據切換,在輔助設備中,來主主設備ACT系統(tǒng)和SBY系統(tǒng)表示數據段標題的幀脈沖間的相位差被時鐘計算,該時鐘的頻率為主設備時鐘頻率的n倍(4倍或更多),SBY系統(tǒng)的數據相位與ACT系統(tǒng)的數據相位匹配保證自由切換而不會導致數據跳躍。
文檔編號H04L1/22GK1170898SQ97112590
公開日1998年1月21日 申請日期1997年6月27日 優(yōu)先權日1996年6月28日
發(fā)明者苅谷浩 申請人:日本電氣株式會社