KR20030003944A - 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중화 구조로 된 시스템에서 클럭 공급원의 스위칭시에도 시스템에 공급되는 클럭의 연속성과 안정성이 확보되도록 한 것으로, 이러한 본 발명은, 클럭신호를 발진시키기 위한 복수개의 클럭 공급원과; 각 클럭 공급원에서 발진된 클럭신호의 이상 여부를 검출하기 위한 클럭 감지회로와; 각 클럭 공급원에서 발진되어 클럭 감지회로를 통해 출력되는 클럭신호중 활성상태인 클럭 공급원에서 발진되는 클럭신호를 설정된 지연시간만큼 지연시켜 출력하기 위한 클럭신호 지연부와; 각 클럭 감지회로의 검출신호를 인가받아 상기 각 클럭 공급원의 동작모드를 전환시키고 활성상태에서 동작하는 클럭 공급원에서 출력되는 클럭신호가 외부 시스템으로 인가되도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 제어회로부와; 제어회로부의 제어신호에 따라 상기 클럭신호 지연부에서 출력되는 클럭신호의 어느 하나를 선택하여 외부 시스템에 인가하기 위한 다중화부를 포함하여 이루어져, 클럭 공급원간 동작모드를 전환하는 경우에도 시스템 클럭의 연속성이 단절되지 않아 시스템 신뢰성이 향상된다.

Description

이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치 {Apparatus for stabilizing clock signals in dual clock units}

본 발명은 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중화 구조로 된 시스템에서 클럭 공급원의 스위칭시에도 시스템에 공급되는 클럭의 연속성과 안정성이 확보되도록 하기 위한 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이중화된 시스템은 동일한 구조를 갖고 동일 기능을 갖는 장비 두 개를 상호 보완적으로 운용하는 것이다. 동기식 전송시스템 등과 같이 정보 전송시 장비간 연동이 요구되고 어느 하나의 장비에서 발생된 오류가 다른 장비의 오동작을 유발할 우려가 있는 경우에 이중화된 구조를 운용한다.

특히, 시스템내 각 유니트간 또는 네트워크상의 각 장비간 연동이 요구되는 경우에 이중화된 클럭원을 운용하게 된다. 클럭원을 이중화함으로써 유니트들은 안정된 시스템 클럭을 공급받게 되므로, 유니트들이 처리하는 데이터는 시스템 클럭에 동기가 맞게 된다. 동기가 서로 맞는 데이터들은 각 유니트들간에 교환될 수 있으며, 어느 하나의 유니트로 수신되는 데이터는 시스템 클럭에 따라 처리된다.

도1은 이중화된 클럭 공급원을 갖는 클럭 이중화 시스템의 블록도이고, 도2는 도1에 따른 이중화 시스템의 클럭신호간 타이밍도이다.

도1에 따르면, 이중화 시스템은 두 개의 클럭 공급원(111, 112), 두 개의 클럭 감지회로(121, 122), 제어회로(130), 및 다중화부(140)로 이루어진다. 클럭 이중화 시스템에서는 시스템내 특정 클럭 공급원이 탈장되거나 오작동하는 경우에도 시스템 클럭을 시스템(150)으로 연속 공급한다.

두 개의 클럭 공급원을 각각 클럭 공급원A(111)와 클럭 공급원(112)라 칭한다. 각 클럭 공급원은 특정 주파수로 발진되어 클럭신호를 생성하는 기능을 수행한다.

이중화된 구조에서는 어느 하나의 유니트가 액티브 모드이면 다른 하나의 유니트는 스탠바이 모드로 동작한다. 외부로의 신호 출력은 액티브 모드로 동작하는 유니트의 출력이 된다. 이중화된 구조에서 각 유니트간의 연관동작은 잘 알려진 바와 같다.

예를 들어, 클럭 공급원A(111)가 액티브 모드로 동작하는 경우에 클럭 공급원B(112)는 스탠바이 모드로 동작한다. 이때 클럭 공급원A(111)와 클럭 공급원B(112)는 모두 클럭신호를 발진한다.

두 개의 클럭 공급원이 모두 발진된 상태에서는 각 클럭신호간 위상이 일치되지 않는 경우가 있으므로, 두 개의 클럭을 외부 시스템(150)에 동시에 공급하지 않는다. 그래서 각 클럭 공급원의 클럭 발진 여부를 검출하여 어느 하나의 클럭만을 선택적으로 출력하기 위한 제어기능이 채택된다.

제어기능은 각 클럭 공급원의 출력단에 접속된 클럭 감지회로(121, 122)와, 두 개의 클럭 감지회로(121, 122)에서 각각 검출된 클럭 발진여부에 대한 데이터를 입력받아 활성상태인 클럭 공급원에서 발진된 클럭신호만이 출력되도록 제어하게 되는 제어회로(130)에 의해 실현된다.

제어회로(130)는 클럭감지회로(121, 122)로부터 입력되는 데이터에 따라 클럭 공급원A(111)에서 발진된 클럭이 안정되어 있는 것으로 판단되는 경우에 클럭공급원A(111)를 액티브 모드로 설정하게 되며, 동시에 클럭 공급원B(112)를 스탠바이 모드로 설정한다. 제어회로(130)에 의해 두 개의 공급원으로부터 생성된 클럭이 하나의 외부 시스템(150)에 동시에 공급되어 해당 시스템내에서 클럭이 충돌되는 현상이 방지된다.

클럭 이중화 시스템의 운용중 액티브 모드의 클럭 공급원A(111)가 정상 동작하지 못하게 되면, 해당 클럭 감지회로(121)에서 이를 감지하여 제어회로(130)에 통지한다. 클럭 이상을 통지받게 되면, 제어회로(130)는 클럭 공급원B(112)를 액티브로 전환시키고 클럭 공급원A(111)를 스탠바이로 전환시킨다.

다중화부(140)는 두 개의 클럭 공급원(111, 112)으로부터 출력되는 클럭신호중에서 어느 하나만을 출력하는 기능을 수행한다. 신호선택은 제어회로의 지령에 의해 이루어진다.

이처럼 두 개의 클럭 공급원중에서 어느 하나의 클럭 공급원만이 액티브 모드로 동작하여 외부 시스템에 클럭을 공급하게 되는 것이다. 그리고 외부 시스템으로 클럭을 공급중인 클럭 공급원이 비정상 동작하는 경우에 클럭 공급원의 동작 모드가 전환되는 체계이다.

이러한 종래기술은 두 개의 클럭 공급원간 동작모드 전환시 클럭 감지회로가 클럭상태를 감지하고 제어회로가 정상적인 클럭 공급원으로 스위칭시킬 때까지 필연적으로 소요시간이 반생하고 이 소요시간 동안에는 클럭 공백이 발생되는 문제점이 있다.

그래서 도2에 도시된 바와 같이 외부시스템으로 공급되는 클럭상의 공백으로클럭의 연속성이 단절되므로, 이 시스템 클럭을 사용하는 모든 장치들은 그 공백시간 동안 데이터와의 연속성을 잃게 된다. 시스템 클럭의 연속성 단절은 각 유니트에서 데이터 처리시 데이터 손실을 유발시키는 요인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 이중화 구조로 된 시스템에서 클럭 공급원의 스위칭시에도 시스템에 공급되는 클럭의 연속성과 안정성이 확보되도록 한 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치를 제공하는 데 있다.

도1은 이중화된 클럭 공급원을 갖는 클럭 이중화 시스템의 블록도.

도2는 도1에 따른 이중화 시스템의 클럭신호간 타이밍도.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치 블록도.

도4는 도3에서 클럭신호 지연부의 상세도.

도5는 본 발명에 따른 각 신호의 타이밍도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

311, 312 : 클럭 공급원321, 322 : 클럭 감지회로

330 : 클럭신호 지연부331, 332 : 지연회로

333 : 클럭 감지부340 : 제어회로부

350 : 다중화부360 : 외부 시스템

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치는, 특정 주파수의 클럭신호를 발진시키기 위한 복수개의 클럭 공급원과; 상기 각 클럭 공급원에서 발진된 클럭신호의 이상 여부를 검출하기 위한 클럭 감지회로와; 상기 각 클럭 공급원에서 발진되어 상기 클럭 감지회로를 통해 출력되는 클럭신호중 활성상태인 클럭 공급원에서 발진되는 클럭신호를 설정된 지연시간만큼 지연시켜 출력하기 위한 클럭신호 지연부와; 상기 각 클럭 감지회로의 검출신호를 인가받아 상기 각 클럭 공급원의 동작모드를 전환시키고 활성상태에서 동작하는 클럭 공급원에서 출력되는 클럭신호가 외부 시스템으로 인가되도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 제어회로부와; 상기 제어회로부의 제어신호에 따라 상기 클럭신호 지연부에서 출력되는 클럭신호의 어느 하나를 선택하여 외부 시스템에 인가하기 위한다중화부를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치 블록도이고, 도4는 도3에서 클럭신호 지연부의 상세도이고, 도5는 본 발명에 따른 각 신호의 타이밍도이다.

도3에 따르면, 클럭 안전화 장치는 두 개의 클럭 공급원(311, 312), 두 개의 클럭 감지회로(321, 322), 클럭신호 지연부(330), 제어회로부(340), 및 다중화부(350)로 이루어진다. 그리고 다중화부(350)를 통해 출력되는 시스템 클럭은 외부 시스템 또는 동 시스템내의 각 유니트로 공급된다.

두 개의 클럭 공급원은 각각 클럭 공급원A(311)와 클럭 공급원B(312)이며, 두 개의 클럭 감지회로(321, 322)는 클럭 공급원의 출력단에 각각 접속된다. 그래서 클럭 공급원에서 발진된 클럭신호는 클럭 감지회로로 인가된다. 클럭 감지회로는 해당 클럭 공급원에서 발진되는 클럭이 정상적인지 여부를 감지한다. 클럭신호의 이상여부 감지기법은 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 바람직하게는 클럭신호의 출력이 중단되는지 여부를 감지하여 검출신호를 출력하도록 운용한다.

클럭 공급원이 두 개로 이루어진 이중화 구조에서 어느 한 클럭 공급원이 활성화되어 시스템에 클럭을 공급하다가 클럭이 정상적으로 공급되지 못하는 상황이 발생되면, 클럭 감지회로에서 이를 지시하는 검출신호를 출력하게 된다. 클럭신호의 이상 발생을 지시하는 검출신호는 제어회로부(340)로 인가된다. 제어회로부(340)는 검출신호를 인가받아 어느 클럭 공급원이 이상 동작하는지 확인하고 활성상태에서 이상 동작하는 클럭 공급원과 대기상태의 클럭 공급원간에 동작모드를 전환시킨다. 동작모드는 활성상태일 때 액티브 모드가 되고, 대기상태일 때 스탠바이 모드가 된다.

이하에서는 클럭 공급원A(311)가 활성상태이고, 클럭 공급원B(312)가 대기상태인 경우를 예시하여 설명한다.

비정상 동작으로 활성상태의 클럭 공급원A(311)의 클럭신호 출력이 중단되면, 제어회로부(340)는 검출신호를 인가받아 대기상태의 클럭 공급원B(312)를 활성화시킨다. 동작모드 전환시 클럭 공급원A(311)의 에러발생이 감지된 시점으로부터 클럭 공급원B(312)가 활성상태로 전환되기까지 얼마간의 시간 지연이 있다. 이 클럭 공백기간은 클럭 공급원A(311)의 출력을 감지하는 클럭 감지회로(321)에서 에러를 감지하여 검출신호를 출력하고 제어회로가 검출신호를 받아 다중화부(350)로 제어신호를 전달하기까지의 시간간격에 해당한다.

그래서 동작모드 전환시 발생되는 클럭 공백기간 동안에도 활성상태의 클럭공급원A(311)가 에러발생전까지 출력하던 정상적인 클럭신호가 출력될 수 있도록 클럭신호 지연부(330)를 구비한다.

클럭신호 지연부(330)는 두 개의 지연회로(331, 332)와 클럭 감지부(333)를 포함하여 이루어진다. 클럭 감지부(333)는 각 클럭 공급원에서 클럭신호가 지속적으로 출력되는지 여부를 나타내는 감지클럭 신호를 각 지연회로(331, 332)로 출력한다.

도4에 따르면, 활성상태의 클럭 공급원A(311)의 클럭신호 출력 경로상에서지연회로(331)는 입력신호 'a'를 받아 감지클럭에 따라 지연시켜 출력신호 'b'를 생성한다. 클럭신호 지연부(330)의 각 지연회로(331, 332)에서 클럭신호가 지연되는 시간은 임의로 설정될 수 있는데, 동작모드 전환시 발생하는 클럭 공백시간을 초과하도록 설정하는 것이 바람직하다.

클럭신호 지연부(330)의 지연시간은 각 지연회로(331, 332)에 D-플립플롭의 수에 의해 결정된다. 활성상태의 클럭 공급원A(311)의 출력을 인가받게 되는 지연회로(331)는 다수의 D-플립플롭(411,412,...,413)이 다단 연결되어 있다. 이처럼 지연된 클럭을 시스템 클럭으로 공급하게 된다.

지연회로는 활성상태의 클럭 공급원A(311)가 출력하는 클럭신호를 지연시키게 된다.

도5에 따르면, 활성상태에 있는 클럭 공급원A(311)에 에러가 발생되면 에러발생시점에서 신호 'a'의 출력이 중단된다. 그러면 해당 클럭 감지회로(321)가 에러발생을 감지하게 된다. 해당 지연회로(331)는 입력되는 클럭신호를 지연시켜 신호 'b'를 출력한다. 신호 'b'는 설정된 지연시간 만큼 지연되어 있기 때문에 신호 'a'가 중단된 시점 이후에도 유효한 클럭신호로써 유지된다. 따라서 다중화부(350)의 시스템 클럭 출력의 경우, 지연시간에도 얼마간 클럭 공급원A(311)의 유효한 클럭이 유지되다가 제어회로부(340)가 동작모드를 전환시켜 클럭 공급원B(312)가 활성상태로 전환되는 시점에서 클럭 공급원B(312)의 클럭신호로 절환된다. 이에 따라 지연시간을 클럭 공백시간을 초과하도록 설정함으로써 시스템 클럭이 중단되지 않도록 할 수 있다.

이처럼 클럭 공급원의 동작모드 전환시에도 시스템 클럭의 연속성이 중단되지 않게 되므로, 시스템 클럭을 공급받아 동작하는 유니트나 외부 시스템의 데이터 처리가 안정적으로 이루어질 수 있다. 특히, 시스템내 다수의 유니트들이 시스템 클럭을 기준으로 데이터를 처리하고 상호간에 데이터를 교환하는 경우에 있어서 클럭 안정화로 인한 시스템 신뢰성 향상이 기대된다.

본 실시예는 이와 같이 동작한다.

이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 변경, 변화 및 균등물에 속한다. 따라서 실시예에 대한 기재내용은 본 발명의 특허청구범위를 한정하지 않는다.

본 발명의 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치에 따르면, 클럭 공급원이 이중화 되어 있는 구조에서 활성상태의 클럭 공급원이 오동작하여 클럭 공급원간 동작모드를 전환하는 경우에도 시스템 클럭의 연속성이 단절되지 않게 되어 안정적인 클럭 공급이 가능케 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 클럭 공급원을 이중화하여 유니트들로 시스템 클럭을 공급하기 위한 클럭 유니트에 있어서,

   특정 주파수의 클럭신호를 발진시키기 위한 복수개의 클럭 공급원과;

   상기 각 클럭 공급원에서 발진된 클럭신호의 이상 여부를 검출하기 위한 클럭 감지회로와;

   상기 각 클럭 공급원에서 발진되어 상기 클럭 감지회로를 통해 출력되는 클럭신호중 활성상태인 클럭 공급원에서 발진되는 클럭신호를 설정된 지연시간만큼 지연시켜 출력하기 위한 클럭신호 지연부와;

   상기 각 클럭 감지회로의 검출신호를 인가받아 상기 각 클럭 공급원의 동작모드를 전환시키고 활성상태에서 동작하는 클럭 공급원에서 출력되는 클럭신호가 외부 시스템으로 인가되도록 하기 위한 제어신호를 출력하는 제어회로부와;

   상기 제어회로부의 제어신호에 따라 상기 클럭신호 지연부에에서 출력되는 클럭신호의 어느 하나를 선택하여 외부 시스템에 인가하기 위한 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 클럭신호 지연부는 복수개의 지연회로와 클럭 감지부를 포함하여 이루어져,

   상기 클럭 감지부는 상기 클럭 감지회로를 통해 출력되는 신호를 인가받아 해당 신호를 지연시킬 것인지 여부를 지시하는 감지클럭 신호를 상기 각 지연회로로 출력하게 되며, 상기 지연회로는 상기 감지클럭 신호에 따라 상기 클럭 감지회로의 출력을 지연시키게 되는 것을 특징으로 하는 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 지연시간은

   활성상태의 클럭 공급원에 에러발생시점부터 상기 제어회로부의 제어신호에 의해 대기상태의 클럭 공급원이 활성상태로 전환되는 시점까지의 시간 간격 보다 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 이중화된 클럭 공급원의 클럭 안정화 장치.