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JP3685982B2 - Synchronous clock signal generator and ATM device using the same - Google Patents
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JP3685982B2 JP2000223580A JP2000223580A JP3685982B2 JP 3685982 B2 JP3685982 B2 JP 3685982B2 JP 2000223580 A JP2000223580 A JP 2000223580A JP 2000223580 A JP2000223580 A JP 2000223580A JP 3685982 B2 JP3685982 B2 JP 3685982B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準クロック信号に同期するクロック信号を発生する同期クロック信号発生装置及びこれを使用したATM(Asynchronous Transfer Mode)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ATM網に接続するための機器であるルータ装置等のATM装置をはじめとして、各種電子機器に、基準クロック信号に同期する同期クロック信号を発生する同期クロック信号発生装置が使用されている。
【0003】
例えば、ATM装置においては、ATM網へのATMセル送出レートを決める際に同期クロック信号発生装置が使用されるが、同期クロック信号を発生させる方法として、ATM装置内の自走クロック信号を用いる方法や、網クロック信号に同期させるためのハードウエアロジックを使用する方法がある。
【0004】
また、その他の同期クロック信号発生装置として、基準クロック信号を分周回路で分周する方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前記ATM装置内の自走クロック信号を用いる方法では、自走クロック信号の精度を如何にあげても網クロック信号との誤差が時間経過により蓄積され、スリップと呼ばれるデータのオーバランまたはアンダーランが発生してしまうという問題があった。
【0006】
また、網クロック信号に同期させるためのハードウェアロジックを用いる方法では、送出レートの設定幅が固定されたり、高精度のPLL(Phase Locked Loop)回路や複雑なロジックが必要になり、コストアップの要因となっていた。
【0007】
また、分周回路を用いた方法では、基準クロック信号の整数分の1などの特定周波数のクロック信号しか得られず又、基準クロック信号に抜けが発生すると、得られる同期クロック信号の周波数にずれが発生するという問題があった。
【0008】
したがって、これらの同期クロック信号発生装置を用いたATM装置では、動作が不安定となったり高価になるという問題があった。
【0009】
本発明は、廉価で、高精度な同期クロック信号を発生させることが可能な同期クロック信号発生装置を提供することを課題としている。
【0010】
また、本発明は、廉価で、安定した動作が可能なATM装置を提供することを課題としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第1のクロック信号を発生する第1のクロック信号発生手段と、前記第1のクロック信号を計数する第1のクロック信号計数手段と、基準クロック信号に応答して前記第1のクロック信号計数手段の計数値を記憶する記憶手段とを有し、第1、第2の時刻に前記記憶手段に記憶した計数値の差分、前記第1のクロック信号の周波数及び前記基準クロック信号の周波数に基づいて、前記第1、第2の時刻間に受信する前記基準クロック信号数を算出する基準クロック信号数算出手段と、
前記算出した基準クロック信号数が発生する間に発生されるべき同期クロック信号数を算出する同期クロック信号数算出手段と、
第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生手段と、
前記第2のクロック信号を分周して同期クロック信号を出力する可変分周手段と、
前記同期クロック信号を計数する第2のクロック信号計数手段と、
前記第1、第2の時刻に前記第2のクロック信号計数手段で計数した同期クロック信号数の差分を算出する同期クロック信号数差分算出手段と、
前記同期クロック信号数算出手段で算出した同期クロック信号数と、前記同期クロック信号数差分算出手段で算出した同期クロック信号数との差分が小さくなるように前記可変分周手段の分周比を制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする同期クロック信号発生装置が提供される。
【0012】
基準クロック信号数算出手段は、第1、第2の時刻に前記記憶手段に記憶した計数値の差分、前記第1のクロック信号の周波数及び前記基準クロック信号の周波数に基づいて、前記第1、第2の時刻間に受信する前記基準クロック信号数を算出する。同期クロック信号数算出手段は、前記算出した基準クロック信号数が発生する間に発生されるべき同期クロック信号数を算出する。同期クロック信号数差分算出手段は、前記第1、第2の時刻に前記第2のクロック信号計数手段で計数した同期クロック信号数を算出する。制御手段は、前記同期クロック信号数算出手段で算出した同期クロック信号数と、前記同期クロック信号数差分算出手段で算出した同期クロック信号数との差分が小さくなるように可変分周手段の分周比を制御する。
【0013】
また、本発明によれば、第1のクロック信号を発生する第1のクロック信号発生手段と、前記第1のクロック信号を計数する第1のクロック信号計数手段と、基準クロック信号に応答して前記第1のクロック計数手段の計数値を記憶する記憶手段と、第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生手段と、前記第2のクロック信号を分周して同期クロック信号を出力する可変分周手段と、前記可変分周手段から出力される同期クロック信号を計数する第2のクロック信号計数手段と、前記可変分周手段の分周比を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、
第1の時刻t1における前記記憶手段の計数値をCt1、前記第1のクロック信号計数手段の計数値をVt1、前記第2のクロック信号計数手段の計数値をBt1、第2の時刻t2における前記記憶手段の計数値をCt2、前記第1のクロック信号計数手段の計数値をVt2、前記第2のクロック信号計数手段の計数値をBt2、
第1の時刻t1〜第2の時刻t2間に発生する基準クロック信号数をN、第1の時刻t1〜第2の時刻t2間に発生されるべき同期クロック信号数をB、
第1の時刻t1直前の前記基準クロック信号入力時における前記第2のクロック信号計数手段の計数値をB0、第2の時刻t2直前の前記基準クロック信号入力時における前記第2のクロック信号計数手段の計数値をB1として、
B=([同期クロック信号の周波数]/[基準クロック信号の周波数])・N
B0=Bt1−(Vt1−Ct1)・[同期クロック信号の周波数]/[第1のクロック信号の周波数]
B1=Bt2−(Vt2−Ct2)・[同期クロック信号の周波数]/[第1のクロック信号の周波数]
BN=B1−B0
なる関係式に基づいてBNを得、(B−BN)の値が小さくなるように前記可変分周手段の分周比を制御することを特徴とする同期クロック信号発生装置。
【0014】
前記制御手段は、前記各式に基づいて、(B−BN)の値が小さくなるよう可変分周手段を制御する。
【0015】
ここで、前記可変分周手段はボーレートジェネレータによって構成してもよい。
【0016】
また、前記基準クロック信号はATM網から得られる信号であってもよい。
【0017】
また、本発明によれば、前記同期クロック信号発生装置を備えて成ることを特徴とするATM装置が提供される。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、発明の実施の形態に係る同期クロック信号発生装置及びこれを用いたATM装置について説明する。
【0019】
図1は、本発明の実施の形態に係る同期クロック信号発生装置を使用したATM装置の例を示している。
【0020】
図1において、ルータ装置等のATMに使用する機器であるATM装置100は、同期クロック信号発生装置101、ATMセル送出スケジューラ107及びATM用インターフェース(ATM−PHYチップ)108を備えており、インターフェース108によって装置外部のATM網109に接続されている。インタフェース108はATM網109から供給される信号から、基準クロック信号としての網クロック信号(本実施の形態では周波数が8kHz)Mを抽出する。
【0021】
同期クロック信号発生装置101は、第1のクロック信号発生手段(図示せず)からの第1のクロック信号(本実施の形態では周波数が1MHzの内部クロック信号)Kを計数する第1のクロック信号計数手段としてのカウンタ102、基準クロック信号(本実施の形態ではATM網109から得られる網クロック信号M)Mが入力される毎にカウンタ102の計数値を捕捉して記憶する記憶手段としてのキャプチャ回路103、中央処理装置(CPU)104、第2のクロック信号発生手段(図示せず)からの第2のクロック信号(本実施の形態では周波数が周波数50MHzの内部クロック信号)LをCPU104からの制御信号に応じた分周比で分周する可変分周手段としてのボーレートジェネレータ105、ボーレートジェネレータ105から出力される同期クロック信号Bを計数する第2のクロック信号計数手段としてのカウンタ106とを備えている。
【0022】
カウンタ102は、内部クロック信号Kにより動作するタイマカウンタで、網クロック信号Mが入力されると、その時点のカウンタ102の計数値Vがキャプチャ回路103に記憶される。カウンタ102は、その後も計数動作を継続する。
【0023】
CPU104は、ATMセル送出レートから計算(後述する式(1)〜(5)に基づいて計算)した分周比をボーレートジェネレータ105に設定し、内部クロック信号Lを前記分周比で分周して同期クロック信号Bの出力を開始させる。
【0024】
セル送出スケジューラ107は、同期クロック信号Bに従ったタイミングで、ATMセルの送出を行う。
【0025】
CPU104は所定の周期で、キャプチャ回路103に記憶された計数値と、カウンタ106の計数値とを読み出して、図示しない記憶手段に保存する。キャプチャ回路103に記憶した前回(第1の時刻)の計数値と現在(第2の時刻)の計数値から、この期間内に発生した網クロック信号数Nを計算する。網クロック信号がN個発生する間に発生すべき同期クロック信号数Bを計算する。カウンタ106の前回及び現在の計数値から、この期間内の同期クロック数BNを求める。次に、BNとBの差分に基づいて、前記差分が小さくなるようにボーレートジェネレータ105の分周比を制御する。
【0026】
ここで、CPU104は、第1、第2の時刻にキャプチャ103に記憶した計数値の差分、内部クロック信号Kの周波数及び基準クロック信号Mの周波数に基づいて前記第1、第2の時刻間に受信する前記基準クロック信号数を算出する基準クロック信号数算出手段、前記算出した基準クロック信号数が発生する間に発生されるべき同期クロック信号数を算出する同期クロック信号数算出手段、前記第1、第2の時刻にカウンタ106で計数した同期クロック信号数の差分を算出する同期クロック信号数差分算出手段、前記同期クロック信号数算出手段で算出した同期クロック信号数と、前記同期クロック信号数差分算出手段で算出した同期クロック信号数との差分が小さくなるようにボーレートジェネレータ105の分周比を制御する制御手段を構成している。
【0027】
尚、前記第1の内部クロック信号K及び第2の内部クロック信号Lは、共通のクロック信号発生源から得るようにしてもよい。例えば、前記第2の内部クロック信号を発生するクロック信号発生回路と、前記第2の内部クロック信号を分周回路で分周して前記第1の内部クロック信号を発生するように構成する等、種々の変更が可能である。この場合、前記クロック信号発生回路は第2のクロック信号発生手段を構成し、前記クロック信号発生回路及び分周回路は第1のクロック信号発生手段を構成する。
【0028】
図2は、本実施の形態に係る同期クロック信号発生装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【0029】
以下、図1及び図2を用いて、本実施の形態の動作を詳細に説明する。尚、後述する式(1)〜(5)の演算処理及びこれに基づく制御信号の生成はCPU104によって行われる。
【0030】
先ず、基準クロック信号Mの測定について説明すると、基準クロック信号M(8kHz)を測定するために、第1の内部クロック信号K(1MHz)が使用される。カウンタ102は内部クロック信号Kを計数しており、キャプチャ回路103は、基準クロック信号Mが入力される毎に、これに応答して、カウンタ102の計数値をキャプチャ値としてキャプチャ回路103に記憶する。
【0031】
第1の時刻t1及び第2の時刻t2におけるキャプチャ回路103のキャプチャ値をCt1及びCt2とすると、時刻t1〜t2間に入力された基準クロック信号(網クロック信号)数N(正の整数)は下記式(1)で求められる。但し、Kは第1の内部クロック信号の周波数(1MHz)、Mは基準クロック信号の周波数(8kHz)である。
【0032】
N≒(Ct1−Ct2)/(K/M)=(Ct1−Ct2)/125 ・・・(1)
但し、式(1)の右辺において端数が生じる場合には最も近い整数をNとする。これにより、基準クロック信号に抜けが発生した場合でも、適正なNが得られ、同期クロック信号の周波数にずれが発生することを防止できる。
【0033】
次に、同期クロック信号の生成及び基準クロック信号への同期動作について説明する。ある時刻t1におけるキャプチャ回路103のキャプチャ値Ct1、カウンタ102の計数値Vt1及びカウンタ106の計数値Bt1を記憶手段(図示せず)に記憶しておく。次に、時刻t2におけるキャプチャ回路103のキャプチャ値Ct2、カウンタ102の計数値Vt2及びカウンタ106の計数値Bt2を前記記憶手段に記憶する。
【0034】
上記式(1)により、時刻t1〜t2間の基準クロック数Nをキャプチャ値Ct1、Ct2から求めることができる。図2の例では、N=4である。
【0035】
一方、基準クロック信号MがN個発生する間に発生されるべき同期クロック信号Bの数Bは下記式(2)で求めることができる。
【0036】
B=([同期クロック信号Bの周波数]/[基準クロック信号Mの周波数])・N ・・・(2)
また、カウンタ106の計数値から、時刻t1の直前の基準クロック信号入力時(図2では0の点)のカウンタ106の計数値B0は下記式(3)になる。同様に、時刻t2の直前の基準クロック信号M入力時(図2では4の点)のカウンタ106の計数値B1は下記式(4)で得られる。
B0=Bt1−(Vt1−Ct1)・[同期クロック信号Bの周波数]/[内部クロック信号Kの周波数] ・・・(3)
B1=Bt2−(Vt2−Ct2)・[同期クロック信号Bの周波数]/[内部クロック信号Kの周波数] ・・・(4)
時刻t1と時刻t2間の同期クロック信号数BNは、下記式(5)で得られる。
【0037】
BN=B1−B0 ・・・(5)
上記式(5)で求めた同期クロック数BNと上記式(2)から得られた同期クロック数Bの差分から、同期クロック信号と基準クロック信号のずれが計算できる。CPU104は、前記差分が小さくなるように分周比を制御するための制御信号を出力する。ボーレートジェネレータ105では、前記制御信号に応答して分周比が変化し、同期クロック信号Bを補正する。以上のようにして、ボーレートジェネレータ105で分周比Rをダイナミックに調整し、同期クロック信号Bを基準クロック信号Mに同期させる。
【0038】
以上述べたように、本実施の形態に係る同期クロック信号発生装置によれば、同期クロック信号を得るためにCPU104を用いて、ボーレートジェネレータ105の分周比をソフトウェアにより制御している。即ち、ボーレートジェネレータ105を使用して発生させたクロック信号を、基準クロック信号(網クロック信号)と比較し前記クロック信号の誤差やゆれによって発生する差分を、ボーレートジェネレータ105の分周比を調整することによって基準クロック信号に追従する同期クロック信号を得ている。
【0039】
したがって、基準クロック信号に同期したクロック信号を生成するためのコストが削減でき、高精度な同期クロック信号を発生させることが可能になる。また、スリップを発生させずに、送出レートを任意に設定することができ、廉価で、安定したATM装置を提供することが可能になる。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の同期クロック信号発生装置によれば、廉価で、高精度な同期クロック信号を発生させることが可能になる。
【0041】
また、本発明のATM装置は、廉価で、安定した動作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る同期クロック信号発生装置を使用したATM装置のブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る同期クロック信号発生装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
100・・・ATM装置
101・・・同期クロック信号発生装置
102・・・第1のクロック信号計数手段としてのカウンタ
103・・・記憶手段としてのキャプチャ回路
104・・・制御手段を構成するCPU
105・・・可変分周手段としてのボーレートジェネレータ
106・・・第2のクロック信号計数手段としてのカウンタ
107・・・セル送出スケジューラ
108・・・インターフェースとしてのATM−PHYチップ
109・・・ATM網
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronous clock signal generator for generating a clock signal synchronized with a reference clock signal, and an ATM (Asynchronous Transfer Mode) apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a synchronous clock signal generator for generating a synchronous clock signal synchronized with a reference clock signal has been used in various electronic devices including an ATM device such as a router device which is a device for connecting to an ATM network. .
[0003]
For example, in an ATM device, a synchronous clock signal generator is used when determining an ATM cell transmission rate to an ATM network. As a method for generating a synchronous clock signal, a method using a free-running clock signal in the ATM device is used. Alternatively, there is a method using hardware logic for synchronizing with a network clock signal.
[0004]
As another synchronous clock signal generator, there is a method of dividing a reference clock signal by a frequency dividing circuit.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the method using the free-running clock signal in the ATM device, an error from the network clock signal is accumulated over time regardless of the accuracy of the free-running clock signal, and data overrun or underrun called slip occurs. There was a problem of doing.
[0006]
In addition, in the method using hardware logic for synchronizing with the network clock signal, the setting range of the transmission rate is fixed, a high-precision PLL (Phase Locked Loop) circuit and complicated logic are required, which increases the cost. It was a factor.
[0007]
In addition, in the method using the frequency dividing circuit, only a clock signal having a specific frequency such as 1 / integer of the reference clock signal can be obtained, and if a gap occurs in the reference clock signal, the frequency of the obtained synchronous clock signal is shifted. There was a problem that occurred.
[0008]
Therefore, the ATM device using these synchronous clock signal generators has a problem that the operation becomes unstable or expensive.
[0009]
An object of the present invention is to provide a low-cost and high-accuracy synchronous clock signal generator that can generate a synchronous clock signal.
[0010]
Another object of the present invention is to provide an ATM device that is inexpensive and capable of stable operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a first clock signal generating means for generating a first clock signal, a first clock signal counting means for counting the first clock signal, and the first clock signal in response to a reference clock signal. Storage means for storing the count value of one clock signal counting means, the difference between the count values stored in the storage means at the first and second times, the frequency of the first clock signal, and the reference clock Reference clock signal number calculating means for calculating the number of reference clock signals received between the first and second times based on the frequency of the signal;
Synchronous clock signal number calculating means for calculating the number of synchronous clock signals to be generated while the calculated reference clock signal number is generated;
Second clock signal generating means for generating a second clock signal;
Variable frequency dividing means for dividing the second clock signal and outputting a synchronous clock signal;
Second clock signal counting means for counting the synchronous clock signal;
Synchronous clock signal number difference calculating means for calculating a difference between the numbers of synchronous clock signals counted by the second clock signal counting means at the first and second times;
Controls the division ratio of the variable frequency dividing means so that the difference between the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number calculating means and the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number difference calculating means becomes small. And a control means for providing a synchronous clock signal generator.
[0012]
The reference clock signal number calculation means is configured to calculate the first, second, and second clocks based on the difference between the count values stored in the storage means, the frequency of the first clock signal, and the frequency of the reference clock signal. The number of reference clock signals received during the second time is calculated. The synchronous clock signal number calculating means calculates the number of synchronous clock signals to be generated while the calculated reference clock signal number is generated. The synchronous clock signal number difference calculating means calculates the number of synchronous clock signals counted by the second clock signal counting means at the first and second times. The control means divides the variable frequency dividing means so that the difference between the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number calculating means and the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number difference calculating means becomes small. Control the ratio.
[0013]
According to the present invention, the first clock signal generating means for generating the first clock signal, the first clock signal counting means for counting the first clock signal, and in response to the reference clock signal Storage means for storing the count value of the first clock counting means; second clock signal generating means for generating a second clock signal; and outputting a synchronous clock signal by dividing the second clock signal Variable frequency dividing means, second clock signal counting means for counting the synchronous clock signal output from the variable frequency dividing means, and control means for controlling the frequency division ratio of the variable frequency dividing means, The control means
The count value of the storage means at the first time t1 is Ct1, the count value of the first clock signal counting means is Vt1, the count value of the second clock signal counting means is Bt1, and the count value of the second clock signal counting means is the second time t2. The count value of the storage means is Ct2, the count value of the first clock signal count means is Vt2, the count value of the second clock signal count means is Bt2,
The number of reference clock signals generated between the first time t1 and the second time t2 is N, the number of synchronous clock signals to be generated between the first time t1 and the second time t2 is B,
The count value of the second clock signal counting means at the time of input of the reference clock signal just before the first time t1 is B0, and the second clock signal counting means at the time of input of the reference clock signal just before the second time t2. Let B1 be the count value of
B = ([frequency of synchronous clock signal] / [frequency of reference clock signal]) · N
B0 = Bt1- (Vt1-Ct1). [Frequency of synchronous clock signal] / [frequency of first clock signal]
B1 = Bt2- (Vt2-Ct2). [Frequency of synchronous clock signal] / [frequency of first clock signal]
BN = B1-B0
BN is obtained based on the following relational expression, and the division ratio of the variable frequency dividing means is controlled so that the value of (B−BN) becomes small.
[0014]
The control means controls the variable frequency dividing means so that the value of (B−BN) becomes small based on the above equations.
[0015]
Here, the variable frequency dividing means may be constituted by a baud rate generator.
[0016]
The reference clock signal may be a signal obtained from an ATM network.
[0017]
According to the present invention, there is provided an ATM device comprising the synchronous clock signal generator.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A synchronous clock signal generator and an ATM device using the same according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 shows an example of an ATM device using a synchronous clock signal generator according to an embodiment of the present invention.
[0020]
In FIG. 1, an ATM device 100 which is a device used for ATM such as a router device is provided with a synchronous clock signal generator 101, an ATM cell transmission scheduler 107, and an ATM interface (ATM-PHY chip) 108. To the ATM network 109 outside the apparatus. The interface 108 extracts a network clock signal (frequency is 8 kHz in this embodiment) M as a reference clock signal from the signal supplied from the ATM network 109.
[0021]
The synchronous clock signal generator 101 counts a first clock signal (in this embodiment, an internal clock signal having a frequency of 1 MHz) K from a first clock signal generator (not shown). A counter 102 as a counting means and a capture as a storing means for capturing and storing the count value of the counter 102 each time a reference clock signal (network clock signal M obtained from the ATM network 109 in this embodiment) M is input. A second clock signal (in this embodiment, an internal clock signal having a frequency of 50 MHz) L from the circuit 104, the central processing unit (CPU) 104, and second clock signal generation means (not shown) is sent from the CPU 104. Baud rate generator 105 as variable frequency dividing means for dividing by a frequency dividing ratio according to a control signal, baud rate generator And a counter 106 as the second clock signal counting means for counting the synchronizing clock signal B outputted from the 05.
[0022]
The counter 102 is a timer counter that operates based on the internal clock signal K. When the network clock signal M is input, the count value V of the counter 102 at that time is stored in the capture circuit 103. The counter 102 continues counting operation thereafter.
[0023]
The CPU 104 sets a division ratio calculated from the ATM cell transmission rate (calculated based on equations (1) to (5) described later) in the baud rate generator 105, and divides the internal clock signal L by the division ratio. Then, the output of the synchronous clock signal B is started.
[0024]
The cell transmission scheduler 107 transmits ATM cells at a timing according to the synchronous clock signal B.
[0025]
The CPU 104 reads out the count value stored in the capture circuit 103 and the count value of the counter 106 at a predetermined cycle and stores them in a storage means (not shown). The number N of network clock signals generated during this period is calculated from the previous (first time) count value and the current (second time) count value stored in the capture circuit 103. The number B of synchronous clock signals to be generated while N network clock signals are generated is calculated. From the previous and current count values of the counter 106, the number of synchronous clocks BN within this period is obtained. Next, based on the difference between BN and B, the frequency division ratio of the baud rate generator 105 is controlled so that the difference becomes small.
[0026]
Here, the CPU 104 determines between the first and second times based on the difference between the count values stored in the capture 103 at the first and second times, the frequency of the internal clock signal K, and the frequency of the reference clock signal M. A reference clock signal number calculating means for calculating the number of reference clock signals to be received; a synchronous clock signal number calculating means for calculating the number of synchronous clock signals to be generated while the calculated reference clock signal number is generated; Synchronous clock signal number difference calculating means for calculating the difference in the number of synchronous clock signals counted by the counter 106 at the second time, the synchronous clock signal number calculated by the synchronous clock signal number calculating means, and the synchronous clock signal number difference Control for controlling the frequency division ratio of the baud rate generator 105 so that the difference from the number of synchronous clock signals calculated by the calculation means becomes small. Constitute the stage.
[0027]
The first internal clock signal K and the second internal clock signal L may be obtained from a common clock signal generation source. For example, the clock signal generation circuit that generates the second internal clock signal, and the frequency division circuit that divides the second internal clock signal to generate the first internal clock signal. Various changes are possible. In this case, the clock signal generating circuit constitutes a second clock signal generating means, and the clock signal generating circuit and the frequency dividing circuit constitute a first clock signal generating means.
[0028]
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the synchronous clock signal generator according to the present embodiment.
[0029]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. It should be noted that arithmetic processing of formulas (1) to (5) described later and generation of a control signal based on the arithmetic processing are performed by the CPU 104.
[0030]
First, the measurement of the reference clock signal M will be described. To measure the reference clock signal M (8 kHz), the first internal clock signal K (1 MHz) is used. The counter 102 counts the internal clock signal K, and the capture circuit 103 stores the count value of the counter 102 in the capture circuit 103 as a capture value in response to the input of the reference clock signal M. .
[0031]
If the capture values of the capture circuit 103 at the first time t1 and the second time t2 are Ct1 and Ct2, the number N (positive integer) of reference clock signals (network clock signals) input between the times t1 and t2 is It is obtained by the following formula (1). Here, K is the frequency (1 MHz) of the first internal clock signal, and M is the frequency (8 kHz) of the reference clock signal.
[0032]
N≈ (Ct1-Ct2) / (K / M) = (Ct1-Ct2) / 125 (1)
However, when a fraction occurs on the right side of Equation (1), the nearest integer is N. As a result, even when a gap occurs in the reference clock signal, an appropriate N can be obtained, and a shift in the frequency of the synchronous clock signal can be prevented.
[0033]
Next, the generation of the synchronous clock signal and the synchronous operation with the reference clock signal will be described. The capture value Ct1 of the capture circuit 103, the count value Vt1 of the counter 102, and the count value Bt1 of the counter 106 at a certain time t1 are stored in storage means (not shown). Next, the capture value Ct2 of the capture circuit 103 at time t2, the count value Vt2 of the counter 102, and the count value Bt2 of the counter 106 are stored in the storage means.
[0034]
From the above equation (1), the reference clock number N between times t1 and t2 can be obtained from the capture values Ct1 and Ct2. In the example of FIG. 2, N = 4.
[0035]
On the other hand, the number B of synchronous clock signals B to be generated while N reference clock signals M are generated can be obtained by the following equation (2).
[0036]
B = ([frequency of synchronous clock signal B] / [frequency of reference clock signal M]) · N (2)
Further, from the count value of the counter 106, the count value B0 of the counter 106 at the time of input of the reference clock signal immediately before the time t1 (the zero point in FIG. 2) is expressed by the following equation (3). Similarly, the count value B1 of the counter 106 when the reference clock signal M is input immediately before time t2 (point 4 in FIG. 2) is obtained by the following equation (4).
B0 = Bt1- (Vt1-Ct1). [Frequency of synchronous clock signal B] / [frequency of internal clock signal K] (3)
B1 = Bt2- (Vt2-Ct2). [Frequency of synchronous clock signal B] / [frequency of internal clock signal K] (4)
The number of synchronized clock signals BN between time t1 and time t2 is obtained by the following equation (5).
[0037]
BN = B1-B0 (5)
The difference between the synchronous clock signal and the reference clock signal can be calculated from the difference between the synchronous clock number BN obtained from the equation (5) and the synchronous clock number B obtained from the equation (2). The CPU 104 outputs a control signal for controlling the frequency division ratio so that the difference becomes small. In the baud rate generator 105, the frequency division ratio changes in response to the control signal, and the synchronous clock signal B is corrected. As described above, the division ratio R is dynamically adjusted by the baud rate generator 105, and the synchronous clock signal B is synchronized with the reference clock signal M.
[0038]
As described above, according to the synchronous clock signal generation device of the present embodiment, the CPU 104 is used to obtain the synchronous clock signal, and the frequency division ratio of the baud rate generator 105 is controlled by software. That is, a clock signal generated using the baud rate generator 105 is compared with a reference clock signal (network clock signal), and a difference generated by an error or fluctuation of the clock signal is adjusted to a frequency dividing ratio of the baud rate generator 105. Thus, a synchronous clock signal that follows the reference clock signal is obtained.
[0039]
Therefore, the cost for generating a clock signal synchronized with the reference clock signal can be reduced, and a highly accurate synchronous clock signal can be generated. Further, it is possible to arbitrarily set the transmission rate without causing slip, and it is possible to provide an inexpensive and stable ATM device.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the synchronous clock signal generator of the present invention, it is possible to generate an inexpensive and highly accurate synchronous clock signal.
[0041]
Further, the ATM device of the present invention is inexpensive and can operate stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an ATM device using a synchronous clock signal generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the synchronous clock signal generator according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... ATM apparatus 101 ... Synchronous clock signal generator 102 ... Counter 103 as 1st clock signal counting means ... Capture circuit 104 as memory | storage means ... CPU which comprises control means
105 ... Baud rate generator 106 as variable frequency dividing means ... Counter 107 as second clock signal counting means ... Cell transmission scheduler 108 ... ATM-PHY chip 109 as interface ... ATM network

Claims (5)

第1のクロック信号を発生する第1のクロック信号発生手段と、前記第1のクロック信号を計数する第1のクロック信号計数手段と、基準クロック信号に応答して前記第1のクロック信号計数手段の計数値を記憶する記憶手段とを有し、第1、第2の時刻に前記記憶手段に記憶した計数値の差分、前記第1のクロック信号の周波数及び前記基準クロック信号の周波数に基づいて、前記第1、第2の時刻間に受信する前記基準クロック信号数を算出する基準クロック信号数算出手段と、
前記算出した基準クロック信号数が発生する間に発生されるべき同期クロック信号数を算出する同期クロック信号数算出手段と、
第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生手段と、
前記第2のクロック信号を分周して同期クロック信号を出力する可変分周手段と、
前記同期クロック信号を計数する第2のクロック信号計数手段と、
前記第1、第2の時刻に前記第2のクロック信号計数手段で計数した同期クロック信号数の差分を算出する同期クロック信号数差分算出手段と、
前記同期クロック信号数算出手段で算出した同期クロック信号数と、前記同期クロック信号数差分算出手段で算出した同期クロック信号数との差分が小さくなるように前記可変分周手段の分周比を制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする同期クロック信号発生装置。
A first clock signal generating means for generating a first clock signal; a first clock signal counting means for counting the first clock signal; and the first clock signal counting means in response to a reference clock signal. Based on the difference between the count values stored in the storage means at the first and second times, the frequency of the first clock signal, and the frequency of the reference clock signal. , A reference clock signal number calculating means for calculating the reference clock signal number received between the first and second times;
Synchronous clock signal number calculating means for calculating the number of synchronous clock signals to be generated while the calculated reference clock signal number is generated;
Second clock signal generating means for generating a second clock signal;
Variable frequency dividing means for dividing the second clock signal and outputting a synchronous clock signal;
Second clock signal counting means for counting the synchronous clock signal;
Synchronous clock signal number difference calculating means for calculating a difference between the numbers of synchronous clock signals counted by the second clock signal counting means at the first and second times;
Controls the frequency division ratio of the variable frequency dividing means so that the difference between the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number calculating means and the number of synchronous clock signals calculated by the synchronous clock signal number difference calculating means becomes small. And a control means for controlling the synchronous clock signal.
第1のクロック信号を発生する第1のクロック信号発生手段と、前記第1のクロック信号を計数する第1のクロック信号計数手段と、基準クロック信号に応答して前記第1のクロック信号計数手段の計数値を記憶する記憶手段と、第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生手段と、前記第2のクロック信号を分周して同期クロック信号を出力する可変分周手段と、前記可変分周手段から出力される同期クロック信号を計数する第2のクロック信号計数手段と、前記可変分周手段の分周比を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、
第1の時刻t1における前記記憶手段の計数値をCt1、前記第1のクロック信号計数手段の計数値をVt1、前記第2のクロック信号計数手段の計数値をBt1、第2の時刻t2における前記記憶手段の計数値をCt2、前記第1のクロック信号計数手段の計数値をVt2、前記第2のクロック信号計数手段の計数値をBt2、
第1の時刻t1〜第2の時刻t2間に発生する基準クロック信号数をN、第1の時刻t1〜第2の時刻t2間に発生されるべき同期クロック信号数をB、
第1の時刻t1直前の前記基準クロック信号入力時における前記第2のクロック信号計数手段の計数値をB0、第2の時刻t2直前の前記基準クロック信号入力時における前記第2のクロック信号計数手段の計数値をB1として、
B=([同期クロック信号の周波数]/[基準クロック信号の周波数])・N
B0=Bt1−(Vt1−Ct1)・[同期クロック信号の周波数]/[第1のクロック信号の周波数]
B1=Bt2−(Vt2−Ct2)・[同期クロック信号の周波数]/[第1のクロック信号の周波数]
BN=B1−B0
なる関係式に基づいてBNを得、(B−BN)の値が小さくなるように前記可変分周手段の分周比を制御することを特徴とする同期クロック信号発生装置。
A first clock signal generating means for generating a first clock signal; a first clock signal counting means for counting the first clock signal; and the first clock signal counting means in response to a reference clock signal. Storage means for storing the count value, second clock signal generating means for generating a second clock signal, variable frequency dividing means for dividing the second clock signal and outputting a synchronous clock signal, A second clock signal counting unit configured to count the synchronous clock signal output from the variable frequency dividing unit; and a control unit configured to control a frequency dividing ratio of the variable frequency dividing unit.
The count value of the storage means at the first time t1 is Ct1, the count value of the first clock signal counting means is Vt1, the count value of the second clock signal counting means is Bt1, and the count value of the second clock signal counting means is the second time t2. The count value of the storage means is Ct2, the count value of the first clock signal count means is Vt2, the count value of the second clock signal count means is Bt2,
The number of reference clock signals generated between the first time t1 and the second time t2 is N, the number of synchronous clock signals to be generated between the first time t1 and the second time t2 is B,
The count value of the second clock signal counting means at the time of input of the reference clock signal just before the first time t1 is B0, and the second clock signal counting means at the time of input of the reference clock signal just before the second time t2. Let B1 be the count value of
B = ([frequency of synchronous clock signal] / [frequency of reference clock signal]) · N
B0 = Bt1- (Vt1-Ct1). [Frequency of synchronous clock signal] / [frequency of first clock signal]
B1 = Bt2- (Vt2-Ct2). [Frequency of synchronous clock signal] / [frequency of first clock signal]
BN = B1-B0
BN is obtained based on the following relational expression, and the division ratio of the variable frequency dividing means is controlled so that the value of (B−BN) becomes small.
前記可変分周手段はボーレートジェネレータによって構成されて成ることを特徴とする請求項1又は2記載の同期クロック信号発生装置。3. A synchronous clock signal generator according to claim 1, wherein said variable frequency dividing means is constituted by a baud rate generator. 前記基準クロック信号はATM網から得られる信号であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の同期クロック信号発生装置。4. The synchronous clock signal generator according to claim 1, wherein the reference clock signal is a signal obtained from an ATM network. 請求項1乃至4のいずれか一に記載の同期クロック信号発生装置を備えて成ることを特徴とするATM装置。An ATM device comprising the synchronous clock signal generator according to any one of claims 1 to 4.
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