JP2000194437A - クロック二重化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロック発生系の一部が故障しても引続き機
器にクロックを供給し続けることができるようにする。 【解決手段】 機能ボード14は、クロック発生ボード1
1、12から出力されるクロックを第１、第２のクロック
線の両方から入力する。クロック選択ボード13は第１、
第２のクロック線の状態を監視し、それに応じてクロッ
ク選択線上にクロック選択信号を出力する。機能ボード
14はクロック選択信号に従って、切替スイッチ20を切り
替え、正常なクロック発生ボードの出力を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムのセ
ンター装置などバックプレーンに各種機能ボードを実装
する棚形式の機器に関し、特に機器の信頼性を向上させ
るためにクロック源を二つ備える場合のクロック二重化
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来のクロック二重化方法を用
いた機器の構成を示している。この機器はバックプレー
ンに実装されるものであり、クロック発生ボード31、32
と、クロック選択ボード33と、機能ボード34、35とを備
えている。クロック発生ボード31は現用系であり、クロ
ック発生ボード32は予備系である。機能ボード34、35は
この機器の各種機能を実現するためのボードである。

【０００３】バックプレーンにはクロック線が設けられ
ており、クロック発生ボード31、32の出力端子はこのク
ロック線に接続される。また、クロック選択ボード33と
機能ボード34、35はクロック線からクロックを入力す
る。

【０００４】クロック選択ボード33はクロック発生ボー
ド31、32に対してクロック選択信号を出力する。クロッ
ク選択ボード33内にはクロック選択回路40が設けられて
おり、クロック線の状態を監視し、その状態に応じてク
ロック選択信号をハイレベル（以下“Ｈ”）またはロー
レベル（以下“Ｌ”）にする。クロック選択信号を変化
させるアルゴリズムはいくつか考えられるが、ここでは
初期値として“Ｈ”を出力し、クロック線のクロックが
断となった場合に“Ｌ”を出力するものとする。

【０００５】クロック発生ボード31はその構成要素とし
て発振源36とその出力が入力される３ステートの出力バ
ッファ38とを備え、クロック選択信号が“Ｈ”の場合、
出力バッファ38がアクティブになる。クロック発生ボー
ド32も同様に発振源37とその出力が入力される３ステー
トの出力バッファ39とを備えるが、出力バッファ39はク
ロック選択信号が“Ｌ”の場合にアクティブになる。

【０００６】次に、上記従来例の動作について説明す
る。当初、クロック選択ボード33からはクロック選択信
号として“Ｈ”が出力されているのでクロック発生ボー
ド31からのクロックがクロック線から機能ボード34、35
に供給される。クロック発生ボード32内の発振源37は動
作しているものの、出力バッファ39がハイインピーダン
ス状態であるのでクロック線に対して何も影響を及ぼさ
ない。

【０００７】この状態から、クロック発生ボード31に障
害が発生してその出力クロックが断になったとすると、
クロック選択回路40がそれを検出し、クロック選択信号
を“Ｌ”に切り換える。すると出力バッファ39がアクテ
ィブになるのでクロック発生ボード32からのクロックが
機能ボード34、35に供給されるようになる。

【０００８】このように上記従来のクロック二重化方法
でも現用系のクロック発生回路に障害が発生すると、自
動的にクロック源を予備系に切り換えることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のクロック二重化方法ではクロック発生ボードの障害
の内容によってはクロックの切り替えがうまく行なえな
いという問題があった。すなわち、出力バッファ38がシ
ョートモードで故障した場合、その出力は“Ｈ”または
“Ｌ”に固定され、クロック選択信号が“Ｌ”になり、
出力バッファ39がアクティブになつても、その出力が故
障した出力バッファ38でショートされた形になるため、
クロック線にクロックが現れない。このように出力バッ
ファ一つの故障によってシステム全体が動作停止に陥る
ことがある。

【００１０】本発明はこのような従来の間題を解決する
ものであり、クロック発生系の一部が故障しても引続き
機器にクロックを供給し続けることができるクロック二
重化方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、第１のクロック発生部と、第２のクロッ
ク発生部と、クロック選択信号発生部と、機能ブロック
とを備え、クロック選択信号発生部は第１のクロック発
生部が発生する第１のクロックと第２のクロック発生部
が発生する第２のクロックとを監視し、それら二つのク
ロックの状態に応じてクロック選択信号を出力し、機能
ブロックは第１、第２の両クロックを入力し、かつクロ
ック選択信号で指示された方のクロックを選択するよう
にクロック二重化方法を構成した。このように構成した
ことにより、第１、第２のクロック発生部、クロック選
択信号発生部のどの一つが故障しても機能ブロックにク
ロックを供給することができる。

【００１２】また、第３のクロック発生部と、第４のク
ロック発生部と、クロック選択信号発生部と、機能ブロ
ックとを備え、第３、第４のクロック発生部の出力段は
３ステート出力バッファとリレーとにより出力端子に接
続される形態を有し、第３、第４のクロック発生部の出
力端子と機能ブロックのクロック入力端子とクロック選
択信号発生部のクロック入力端子とがクロック線により
共通に接続され、クロック選択信号発生部はクロック線
を監視し、その状態に応じて第３、第４のクロック発生
部のいずれか一方の出力段をアクティブとするようにク
ロック二重化方法を構成した。このように構成したこと
により、第３のクロック発生部または第４のクロック発
生部の出力バッファとリレーが両方ともショートモード
で故障しない限りクロック線にクロックが現れるので、
機能ブロックにクロックを供給することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載した発明
は、第１のクロック発生部と、第２のクロック発生部
と、クロック選択信号発生部と、機能ブロックとを備
え、前記クロック選択信号発生部は前記第１のクロック
発生部が発生する第１のクロックと前記第２のクロック
発生部が発生する第２のクロックとを監視し、それら二
つのクロックの状態に応じてクロック選択信号を出力
し、前記機能ブロックは前記第１、第２の両クロックを
入力し、かつ前記クロック選択信号で指示された方のク
ロックを選択するクロック二重化方法であり、機能ブロ
ックはクロック選択信号発生部が指示した一方のクロッ
クで動作するという作用を有する。

【００１４】本発明の請求項２に記載した発明は、請求
項１に記載の発明において、前記クロック選択信号は、
初期には前記第１のクロックを指示し、前記第１のクロ
ックに異常を検出し、かつ前記第２のクロックに異常を
検出しなかった場合に前記第２のクロックを指示するク
ロック二重化方法であり、機能ブロックは初期には第１
のクロックで動作し、第１のクロックに異常が検出さ
れ、かつ第２のクロックに異常が検出されなかった場合
に、第２のクロックで動作するという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項３に記載した発明は、請求
項１に記載の発明において、前記クロック選択信号の信
号線がプルアップされているクロック二重化方法であ
り、クロック選択信号の出力バッファがハイインピーダ
ンスで故障した場合でも、機能ブロックがクロック選択
信号を判別できるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項４に記載した発明は、第３
のクロック発生部と、第４のクロック発生部と、クロッ
ク選択信号発生部と、機能ブロックとを備え、前記第
３、第４のクロック発生部の出力段は３ステート出力バ
ッファとリレーとにより出力端子に接続される形態を有
し、前記第３、第４のクロック発生部の出力端子と前記
機能ブロックのクロック入力端子と前記クロック選択信
号発生部のクロック入力端子とがクロック線により共通
に接続され、前記クロック選択信号発生部は前記クロッ
ク線を監視し、その状態に応じて前記第３、第４のクロ
ック発生部のいずれか一方の出力段をアクティブとする
クロック二重化方法であり、前記第３、第４のクロック
発生部のいずれか一方からクロック線にクロックが出力
され、そのクロックが機能ブロックに入力されるという
作用を有する。

【００１７】本発明の請求項５に記載した発明は、請求
項４に記載の発明において、前記クロック選択信号発生
部は初期には前記第３のクロック発生部の出力段をアク
ティブとし、前記クロック線のクロック状態が無信号と
なった場合に前記第４のクロック発生部の出力段をアク
ティブとするクロック二重化方法であり、初期には第３
のクロック発生部からクロック線にクロックが出力さ
れ、クロック線のクロック状態が無信号となった場合に
第４のクロック発生部からクロック線にクロックが出力
されるという作用を有する。

【００１８】（第１の実施の形態）第１の実施の形態で
は、それぞれ一本ずつのクロック線に常時クロックを出
力する二つのクロック発生ボードと、二本のクロック線
の状態を監視し、正常な方のクロック（二本とも正常な
場合は予め定めた一本）を選択するようにクロック選択
信号を出力するクロック選択ボードと、クロックを二本
とも入力すると共にクロック選択信号をも入力し、それ
に従ってクロックを選択する機能ボードとを備えてい
る。

【００１９】図１は、本発明の第１の実施の形態の機器
を示すシステム構成図である。この機器はバックプレー
ンに実装されるものであり、クロック発生ボード11、12
と、クロック選択ボード13と、機能ボード14とを備えて
いる。クロック発生ボード11は現用系であり、クロック
発生ボード12は予備系である。機能ボード14はこの機器
の各種機能を実現するためのボードである。

【００２０】バックプレーンには第１、第２クロック線
が設けられており、クロック発生ボード11の出力は第１
のクロック線に接続され、クロック発生ボード12の出力
は第２のクロック線に接続される。クロック選択ボード
13は第１、第２のクロック線の両方からクロックを入力
し、それら二つのクロック状態に応じたレベルのクロッ
ク選択信号をバックプレーン上のクロック選択線へ出力
する。機能ボード14は第１、第２のクロック線のクロッ
クとクロック選択信号とを入力し、クロック選択信号の
レベルに従って、切替スイツチ20により第１、第２のク
ロック線の一方のクロックを選択する。

【００２１】クロック発生ボード11はその構成要素とし
て発振源15とその出力が入力される出力バッファ17とを
備え、常にクロックを出力し続ける。クロック発生ボー
ド12も同様にその構成要素として発振源16とその出力が
入力される出力バッファ18とを備え、常にクロックを出
力し続ける。

【００２２】クロック選択ボード13内にはクロック選択
回路19が設けられており、第１、第２のクロック線の状
態を監視し、少なくとも第１のクロック線が正常な場合
はクロック選択信号を“Ｈ”とし、第１のクロック線が
異常で、かつ第２のクロック線が正常の場合はクロック
選択信号を“Ｌ”とする。

【００２３】機能ボード14ではクロック選択信号が
“Ｈ”のときは切替スイツチ20により第１のクロック線
を、“Ｌ”の時は第２のクロック線を選択する。

【００２４】次に、上記第１の実施の形態の動作につい
て説明する。機器全体が正常な場合、第１、第２のクロ
ック線共に正常であるので、クロック選択信号は“Ｈ”
となり機能ボード14の切替スイッチ20は第１のクロック
線を選択する。この結果、機能ボード14はクロック発生
ボード11が発生したクロックを得ることができる。

【００２５】ここでクロック発生ボード11が故障して第
１のクロック線のクロックが断になったとすると、クロ
ック選択回路19がこれを検出し、クロック選択信号を
“Ｌ”とする。すると機能ボード14の切替スイッチ20は
第２のクロック線を選択する。この結果、機能ボード14
はクロック発生ボード12が発生したクロックを得ること
ができる。その後クロック発生ボード11が復旧した場合
はクロック選択信号は“Ｈ”に戻るので、機能ボード14
の切替スイッチ20は再び第１のクロック線を選択するよ
うになる。

【００２６】もちろんクロック選択のアルゴリズムは他
にも考えられる。例えば初期値は“Ｈ”とし、その後ク
ロック発生ボード11が故障した場合に“Ｌ”となるが、
クロック発生ボード11が復旧しても“Ｌ”のままとし、
クロック発生ボード12が故障した場合に“Ｈ”に戻すと
いうアルゴリズムにしてもよい。

【００２７】なお、クロック選択ボード13が故障するこ
とも考えられる。この場合、機器内で二つ以上のボード
が同時に故障する可能性はきわめて低いと考えられるの
で、クロック選択ボード13が故障した時、クロック発生
ボード11と12は正常と考えられる。したがってクロック
選択信号が“Ｈ”であれ“Ｌ”であれ、機能ボード14は
クロック発生ボード11または12から常にクロックを得る
ことができる。

【００２８】また、クロック選択回路19の出力バッファ
がハイインピーダンスで故障することも考えられるが、
これに対してはクロック選択線をプルアツプしておくこ
とにより、機能ボード14がクロック選択信号を“Ｈ”と
判断するように構成できるので間題はない。

【００２９】このように、どの一枚のボードが故障して
も機能ボード14にはクロックが供給され続ける。なお、
上記の構成のままでもクロック発生ボード11または12が
故障した場合にクロック選択回路19が正常な方を選択す
るため、故障したクロック発生ボードをバックプレーン
から引き抜いて修理をすることができる。また、機能ボ
ード14に切替スイッチ20を強制的に固定する機能を付加
すれば、クロック選択ボード14が故障した場合でも不要
なクロック切り替えを行なうことなくクロック切り替え
ボード19をバックプレーンから引き抜いて修理を行なう
ことができる。

【００３０】このように、本発明の第１の実施の形態で
はクロック発生ボード11、12、またはクロック選択ボー
ド13のどの一つが故障しても、機能ブロック14はクロッ
クを得ることができる。

【００３１】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、発振源で発生したクロックが３ステート出力バッフ
ァとリレーとを有する出力段を介してクロック線に出力
される二つのクロック発生ボードと、クロック線の状態
を監視し、その状態に応じて正常な方（初期には予め定
めた一方）のクロック発生ボードの出力がクロック線に
出力されるようにクロック選択信号を二つのクロック発
生ボードに供給するクロック選択ボードと、クロック線
のクロックを入力する機能ボードとを備えている。

【００３２】図２は、本発明の第２の実施の形態の機器
を示すシステム構成図である。この機器はバックプレー
ンに実装されるものであり、クロック発生ボード21、22
と、クロック選択ボード23と、機能ボード24、25とを備
えている。クロック発生ボード21は現用系であり、クロ
ック発生ボード22は予備系である。機能ボード24、25は
この機器の各種機能を実現するためのボードである。

【００３３】バックプレーンにはクロック線が設けられ
ており、クロック発生ボード21、22の出力端子はこのク
ロック線に接続される。また、クロック選択ボード23と
機能ボード24、25はクロック線からクロックを入力す
る。

【００３４】クロック選択ボード23はクロック発生ボー
ド21、22に対してクロック選択信号を出力する。クロッ
ク選択ボード23内にはクロック選択回路212が設けられ
ており、クロック線の状態を監視し、その状態に応じて
クロック選択信号を“Ｈ”または“Ｌ”にする。クロッ
ク選択信号のレベルを変化させるアルゴリズムはいくつ
か考えられるが、ここでは初期値として“Ｈ”を出力
し、クロック線のクロックが断となった場合に“Ｌ”を
出力するものとする。

【００３５】クロック発生ボード21はその構成要素とし
て発振源26とその出力が入力される３ステートの出力バ
ッファ28とその出力が入力されるリレー29とを備え、ク
ロック選択信号が“Ｈ”の場合、出力バッファ28とリレ
ー29とがアクティブになる。クロック発生ボード22も同
様に発振源27とその出力が入力される３ステートの出力
バッファ210とその出力が入力されるリレー211とを備え
るが、出力バッファ210とリレー211とはクロック選択信
号が“Ｌ”の場合にアクティブになる。

【００３６】次に、上記第２の実施の形態の動作につい
て説明する。当初、クロック選択ボード23からはクロッ
ク選択信号が“Ｈ”として出力されているのでクロック
発生ボード21からのクロックがクロック線から機能ボー
ド24、25に入力される。クロック源27は動作しているも
のの、出力バッファ210とリレー21lがハイインピーダン
ス状態であるのでクロック線に対して何も影響を及ぼさ
ない。

【００３７】この状態から、クロック発生ボード21に障
害が発生してその出力クロックが断になったとすると、
クロック選択回路212がそれを検出し、クロック選択信
号を“Ｌ”に切り換える。すると出力バッファ210、リ
レー211がアクティブになるのでクロック発生ボード22
からのクロックが機能ボード24、25に供給されるように
なる。

【００３８】さて、従来例では出力バッファがショート
モードで故障した場合が問題であったわけであるが、本
実施の形態では出力バッファ28がショートモードで故障
してもリレー29がオープンになるので上記問題は回避で
きる。逆にリレー29がショートモードで故障しても出力
バッファ28がハイインピーダンスになるので問題ない。
出力バッファ28とリレー29が同時にショートモードで故
障した場合のみ従来例と同様な問題が発生するがその可
能性は従来例に比べて低い。

【００３９】このように、本発明の第２の実施の形態で
は、クロック発生ボード21の出力バッファ28、210が同
時にショートモードで故障しない限り、クロック線にク
ロックが現れるので、機能ボード24、25はクロックを得
ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は第１のクロック発生部と、第２
のクロック発生部と、クロック選択信号発生部と、機能
ブロックとを備え、クロック選択信号発生部は第１のク
ロック発生部が発生する第１のクロックと第２のクロッ
ク発生部が発生する第２のクロックとを監視し、それら
二つのクロックの状態に応じてクロック選択信号を出力
し、機能ブロックは第１、第２の両クロックを入力し、
かつクロック選択信号で指示された方のクロックを選択
するようにクロック二重化方法を構成したので、第１、
第２のクロック発生部、クロック選択信号発生部のどの
一つが故障しても機能ブロックにクロックを供給するこ
とができるという効果を有する。

【００４１】また、第３のクロック発生部と、第４のク
ロック発生部と、クロック選択信号発生部と、機能ブロ
ックとを備え、第３、第４のクロック発生部の出力段は
３ステート出力バッファとリレーとにより出力端子に接
続される形態を有し、第３、第４のクロック発生部の出
力端子と機能ブロックのクロック入力端子とクロック選
択信号発生部のクロック入力端子とがクロック線により
共通に接続され、クロック選択信号発生部はクロック線
を監視し、その状態に応じて第３、第４のクロック発生
部のいずれか一方の出力段をアクティブとするようにク
ロック二重化方法を構成した。このように構成したの
で、第３、第４のクロック発生部のいずれか一方の出力
バッファとリレーが両方ともショートモードで故障しな
い限り、機能ブロックにクロックを供給することができ
るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の機器のシステム構
成図、

【図２】本発明の第２の実施の形態の機器のシステム構
成図、

【図３】従来のクロック二重化方法による機器の構成図
である。

【符号の説明】

11、12、21、22 クロック発生ボード 13、23 クロック選択ボード 14、24、25 機能ボード 28、210 出力バッファ 29、211 リレー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のクロック発生部と、第２のクロッ
   ク発生部と、クロック選択信号発生部と、機能ブロック
   とを備え、前記クロック選択信号発生部は前記第１のク
   ロック発生部が発生する第１のクロックと前記第２のク
   ロック発生部が発生する第２のクロックとを監視し、そ
   れら二つのクロックの状態に応じてクロック選択信号を
   出力し、前記機能ブロックは前記第１、第２の両クロッ
   クを入力し、かつ前記クロック選択信号で指示された方
   のクロックを選択することを特徴とするクロック二重化
   方法。
2. 【請求項２】 前記クロック選択信号は初期には前記第
   １のクロックを指示し、前記第１のクロックに異常を検
   出し、かつ前記第２のクロックに異常を検出しなかった
   場合に前記第２のクロックを指示することを特徴とする
   請求項１記載のクロック二重化方法。
3. 【請求項３】 前記クロック選択信号の信号線がプルア
   ップされていることを特徴とする請求項１または２記載
   のクロック二重化方法。
4. 【請求項４】 第３のクロック発生部と、第４のクロッ
   ク発生部と、クロック選択信号発生部と、機能ブロック
   とを備え、前記第３、第４のクロック発生部の出力段は
   ３ステート出力バッファとリレーとにより出力端子に接
   続される形態を有し、前記第３、第４のクロック発生部
   の出力端子と前記機能ブロックのクロック入力端子と前
   記クロック選択信号発生部のクロック入力端子とがクロ
   ック線により共通に接続され、前記クロック選択信号発
   生部は前記クロック線を監視し、その状態に応じて前記
   第３、第４のクロック発生部のいずれか一方の出力段を
   アクティブとすることを特徴とするクロック二重化方
   法。
5. 【請求項５】 前記クロック選択信号発生部は初期には
   前記第３のクロック発生部の出力段をアクティブとし、
   前記クロック線のクロック状態が無信号となった場合に
   前記第４のクロック発生部の出力段をアクティブとする
   ことを特徴とする請求項４記載のクロック二重化方法。