一种时钟电路的切换系统、方法、装置和介质与流程

本发明涉及集成化数字产品，特别是涉及一种时钟电路的切换系统、方法、装置和介质。

背景技术：

1、集成化数字产品，其强大的系统性能离不开各部件的协调工作。时钟电路是集成化数字产品中常见的一个组成部分，其作用是提供集成化数字产品内部的时间基准信号。时钟电路作为集成化数字产品的心脏，关系到系统的实时性和稳定性。

2、目前的交换机在时钟设计时多采用单一时钟电路，即系统时钟的可靠性依赖于此电路的可靠性。当该时钟电路发生故障，业务将处于混乱状态，严重时系统会发生宕机。

3、按照目前的设计方式，当时钟发生故障时，只能更换时钟电路相关器件如晶体、晶振、负载电容等来解决问题。更换部件会直接导致系统业务的中断，造成系统运行的稳定性偏差。

4、可见，如何提升系统运行的稳定性，是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种时钟电路的切换系统、方法、装置和计算机可读存储介质，可以解决系统运行稳定性差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种时钟电路的切换系统，包括时钟发生部件、时钟切换部件和控制器；其中，所述时钟发生部件包括至少两个时钟；所述控制器中内置参考时钟；

3、所述时钟切换部件分别与所述时钟发生部件以及所述控制器连接，用于采集所述时钟发生部件产生的第一时钟信号，并将所述第一时钟信号传输至所述控制器；接收所述控制器下发的切换信号，根据所述切换信号控制所述时钟发生部件由当前时钟切换为备用时钟；其中，所述备用时钟为所述时钟发生部件中除当前时钟外剩余的所有时钟的任意一个时钟；

4、所述控制器，用于接收所述时钟切换部件传输的所述第一时钟信号；基于所述第一时钟信号和所述参考时钟产生的第二时钟信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值；在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号，以完成所述时钟发生部件中时钟的切换。

5、一方面，所述控制器用于对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样，以得到第一数字信号和第二数字信号；根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值。

6、一方面，所述控制器用于判断所述第一数字信号是否为常数；在所述第一数字信号为常数的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号；在所述第一数字信号不为常数的情况下，判断所述频偏值是否大于标准频偏值；在所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号。

7、一方面，所述控制器与管理部件连接，用于在所述第一数字信号为常数的情况下，向所述管理部件传输时钟停振的故障信息；在所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述管理部件传输时钟频率异常的故障信息。

8、一方面，所述控制器与所述管理部件连接的引脚个数与所述时钟发生部件包括的时钟个数相同。

9、一方面，在所述时钟发生部件包括两个时钟的情况下，所述控制器的第一输出引脚与所述管理部件的第一输入引脚连接；所述控制器的第二输出引脚与所述管理部件的第二输入引脚连接；

10、所述控制器用于在第一时钟的所述第一数字信号为常数，或者所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，控制所述第一输出引脚输出低电平；

11、所述管理部件，用于在检测到所述第一输入引脚为低电平的情况下，展示所述第一时钟故障的告警信息。

12、一方面，所述管理部件与告警部件连接，用于在接收到所述控制器传输的故障信息的情况下，控制所述告警部件开启与所述故障信息的类型匹配的告警模式。

13、一方面，所述告警部件为设置在设备前面板的指示灯；所述管理部件用于在接收到所述控制器传输的时钟停振的故障信息的情况下，控制所述告警部件将当前时钟对应的指示灯切换为红灯；在接收到所述控制器传输的时钟频率异常的故障信息的情况下，控制所述告警部件将当前时钟对应的指示灯切换为黄灯。

14、一方面，所述管理部件在接收到所述控制器传输的故障信息的情况下，通过人机交互界面展示所述故障信息。

15、一方面，所述控制器用于每向所述时钟切换部件下发一次切换信号，则将时钟调用次数加一，初始状态下时钟调用次数为一；在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，判断所述时钟调用次数是否小于所述时钟发生部件包含的时钟总数；在所述时钟调用次数小于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号；在所述时钟调用次数大于或等于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，向所述管理部件传输时钟不可用的告警信息。

16、一方面，所述控制器用于在接收到所述管理部件下发的时钟修复成功的提示信息的情况下，按照所述提示信息携带的时钟修复成功个数，调整所述时钟调用次数的取值。

17、一方面，所述控制器用于判断所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量是否均达到数量阈值；在所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量均达到数量阈值的情况下，执行所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值的步骤。

18、一方面，所述控制器用于将所述第一数字信号与所述第二数字信号相乘，以得到混合信号；从所述混合信号中提取出频率偏差信号；对所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，以确定出频率偏差点；根据所述频率偏差点与采样点数，确定出频偏值。

19、一方面，所述控制器用于利用低通滤波器从所述混合信号中提取出频率偏差信号。

20、一方面，所述控制器用于将所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，得到以采样点数为横坐标，快速傅里叶变换的运行结果为纵坐标的冲激函数；将运行结果最大取值对应的采样点数作为频率偏差点。

21、一方面，所述时钟切换部件为多路复用器，所述多路复用器的总路数与所述时钟发生部件包含的时钟个数匹配。

22、一方面，在所述时钟发生部件包括第一时钟和第二时钟的情况下，所述时钟切换部件为二选一时钟复用器；

23、所述控制器与所述时钟切换部件的通道切换控制信号引脚连接，用于向所述通道切换控制信号引脚输入高电平，以控制第一时钟作为主时钟；向所述通道切换控制信号引脚输入低电平，以控制第二时钟作为主时钟。

24、一方面，所述控制器用于按照设定的采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

25、一方面，所述控制器用于获取当前时钟的累计工作时长；查询工作时长和采样频率的对应关系，以确定出与所述累计工作时长匹配的目标采样频率；按照所述目标采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

26、本发明实施例还提供了一种时钟电路的切换方法，包括：

27、接收时钟切换部件传输的第一时钟信号；

28、基于第一时钟信号和参考时钟产生的第二时钟信号，确定出时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值；

29、在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号，以便于所述时钟切换部件根据所述切换信号控制所述时钟发生部件由当前时钟切换为备用时钟；其中，所述备用时钟为所述时钟发生部件中除当前时钟外剩余的所有时钟的任意一个时钟。

30、一方面，所述基于第一时钟信号和参考时钟产生的第二时钟信号，确定出时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值包括：

31、对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样，以得到第一数字信号和第二数字信号；

32、根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值。

33、一方面，所述在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号包括：

34、判断所述第一数字信号是否为常数；

35、在所述第一数字信号为常数的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号；

36、在所述第一数字信号不为常数的情况下，判断所述频偏值是否大于标准频偏值；

37、在所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号。

38、一方面，还包括：

39、在所述第一数字信号为常数的情况下，向管理部件传输时钟停振的故障信息；

40、在所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述管理部件传输时钟频率异常的故障信息。

41、一方面，在所述时钟发生部件包括两个时钟的情况下，所述控制器的第一输出引脚与所述管理部件的第一输入引脚连接；所述控制器的第二输出引脚与所述管理部件的第二输入引脚连接；

42、向所述管理部件传输故障信息包括：

43、在第一时钟的所述第一数字信号为常数，或者所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，控制所述第一输出引脚输出低电平，以便于所述管理部件在检测到所述第一输入引脚为低电平的情况下，展示所述第一时钟故障的告警信息。

44、一方面，还包括：

45、每向所述时钟切换部件下发一次切换信号，则将时钟调用次数加一；其中，初始状态下时钟调用次数为一；

46、在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号之前还包括：

47、在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，判断所述时钟调用次数是否小于所述时钟发生部件包含的时钟总数；

48、在所述时钟调用次数小于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，执行所述向所述时钟切换部件下发切换信号的步骤；

49、在所述时钟调用次数大于或等于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，向所述管理部件传输时钟不可用的告警信息。

50、一方面，还包括：

51、在接收到所述管理部件下发的时钟修复成功的提示信息的情况下，按照所述提示信息携带的时钟修复成功个数，调整所述时钟调用次数的取值。

52、一方面，在所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值之前，还包括：

53、判断所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量是否均达到数量阈值；

54、在所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量均达到数量阈值的情况下，执行所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值的步骤。

55、一方面，所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值包括：

56、将所述第一数字信号与所述第二数字信号相乘，以得到混合信号；

57、从所述混合信号中提取出频率偏差信号；

58、对所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，以确定出频率偏差点；

59、根据所述频率偏差点与采样点数，确定出频偏值。

60、一方面，所述从所述混合信号中提取出频率偏差信号包括：

61、利用低通滤波器从所述混合信号中提取出频率偏差信号。

62、一方面，所述对所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，以确定出频率偏差点包括：

63、将所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，得到以采样点数为横坐标，快速傅里叶变换的运行结果为纵坐标的冲激函数；

64、将运行结果最大取值对应的采样点数作为频率偏差点。

65、一方面，在所述时钟发生部件包括第一时钟和第二时钟的情况下，所述时钟切换部件为二选一时钟复用器；所述控制器与所述时钟切换部件的通道切换控制信号引脚连接；

66、所述向所述时钟切换部件下发切换信号包括：

67、向所述通道切换控制信号引脚输入高电平，以控制第一时钟作为主时钟；

68、或者向所述通道切换控制信号引脚输入低电平，以控制第二时钟作为主时钟。

69、一方面，所述对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样，以得到第一数字信号和第二数字信号包括：

70、按照设定的采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

71、一方面，所述按照设定的采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样包括：

72、获取当前时钟的累计工作时长；

73、查询工作时长和采样频率的对应关系，以确定出与所述累计工作时长匹配的目标采样频率；

74、按照所述目标采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

75、本发明实施例还提供了一种时钟电路的切换装置，包括接收单元、确定单元和切换单元；

76、所述接收单元，用于接收时钟切换部件传输的第一时钟信号；

77、所述确定单元，用于基于第一时钟信号和参考时钟产生的第二时钟信号，确定出时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值；

78、所述切换单元，用于在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号，以便于所述时钟切换部件根据所述切换信号控制所述时钟发生部件由当前时钟切换为备用时钟；其中，所述备用时钟为所述时钟发生部件中除当前时钟外剩余的所有时钟的任意一个时钟。

79、一方面，所述确定单元包括采样子单元和频偏确定子单元；

80、所述采样子单元，用于对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样，以得到第一数字信号和第二数字信号；

81、所述频偏确定子单元，用于根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值。

82、一方面，所述切换单元包括第一判断子单元、下发子单元和第二判断子单元；

83、所述第一判断子单元，用于判断所述第一数字信号是否为常数；

84、所述第二判断子单元，用于在所述第一数字信号不为常数的情况下，判断所述频偏值是否大于标准频偏值；

85、所述下发子单元，用于在所述第一数字信号为常数，或者在所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号。

86、一方面，还包括传输单元；

87、所述传输单元，用于在所述第一数字信号为常数的情况下，向管理部件传输时钟停振的故障信息；在所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，向所述管理部件传输时钟频率异常的故障信息。

88、一方面，在所述时钟发生部件包括两个时钟的情况下，所述控制器的第一输出引脚与所述管理部件的第一输入引脚连接；所述控制器的第二输出引脚与所述管理部件的第二输入引脚连接；

89、所述传输单元用于在第一时钟的所述第一数字信号为常数，或者所述第一数字信号不为常数并且所述频偏值大于标准频偏值的情况下，控制所述第一输出引脚输出低电平，以便于所述管理部件在检测到所述第一输入引脚为低电平的情况下，展示所述第一时钟故障的告警信息。

90、一方面，还包括累加单元、次数判断单元和告警单元；

91、所述累加单元，用于每向所述时钟切换部件下发一次切换信号，则将时钟调用次数加一；其中，初始状态下时钟调用次数为一；

92、所述次数判断单元，用于在所述第一时钟信号与所述频偏值均满足设定的异常条件的情况下，向所述时钟切换部件下发切换信号之前，判断所述时钟调用次数是否小于所述时钟发生部件包含的时钟总数；在所述时钟调用次数小于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，触发所述下发子单元执行所述向所述时钟切换部件下发切换信号的步骤；

93、所述告警单元，用于在所述时钟调用次数大于或等于所述时钟发生部件包含的时钟总数的情况下，向所述管理部件传输时钟不可用的告警信息。

94、一方面，还包括调整单元；

95、所述调整单元，用于在接收到所述管理部件下发的时钟修复成功的提示信息的情况下，按照所述提示信息携带的时钟修复成功个数，调整所述时钟调用次数的取值。

96、一方面，还包括数量判断单元；

97、所述数量判断单元，用于判断所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量是否均达到数量阈值；在所述第一数字信号以及所述第二数字信号的数据量均达到数量阈值的情况下，触发所述频偏确定子单元执行所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号，确定出所述时钟发生部件与所述参考时钟的频偏值的步骤。

98、一方面，所述频偏确定子单元用于将所述第一数字信号与所述第二数字信号相乘，以得到混合信号；从所述混合信号中提取出频率偏差信号；对所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，以确定出频率偏差点；根据所述频率偏差点与采样点数，确定出频偏值。

99、一方面，所述频偏确定子单元用于利用低通滤波器从所述混合信号中提取出频率偏差信号。

100、一方面，所述频偏确定子单元用于将所述频率偏差信号进行快速傅里叶变换，得到以采样点数为横坐标，快速傅里叶变换的运行结果为纵坐标的冲激函数；将运行结果最大取值对应的采样点数作为频率偏差点。

101、一方面，在所述时钟发生部件包括第一时钟和第二时钟的情况下，所述时钟切换部件为二选一时钟复用器；所述控制器与所述时钟切换部件的通道切换控制信号引脚连接；

102、所述下发子单元用于向所述通道切换控制信号引脚输入高电平，以控制第一时钟作为主时钟；或者向所述通道切换控制信号引脚输入低电平，以控制第二时钟作为主时钟。

103、一方面，所述采样子单元用于按照设定的采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

104、一方面，所述采样子单元用于获取当前时钟的累计工作时长；查询工作时长和采样频率的对应关系，以确定出与所述累计工作时长匹配的目标采样频率；按照所述目标采样频率对所述第一时钟信号和所述第二时钟信号进行采样。

105、本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述时钟电路的切换方法的步骤。

106、由上述技术方案可以看出，时钟电路的切换系统包括时钟发生部件、时钟切换部件和控制器；其中，时钟发生部件包括至少两个时钟；控制器中内置参考时钟。时钟切换部件分别与时钟发生部件以及控制器连接，用于采集时钟发生部件产生的第一时钟信号，并将第一时钟信号传输至控制器。控制器用于接收时钟切换部件传输的第一时钟信号；基于第一时钟信号和参考时钟产生的第二时钟信号，确定出时钟发生部件与参考时钟的频偏值；在第一时钟信号与频偏值均满足设定的异常条件的情况下，说明时钟发生部件中当前时钟出现了异常，为了保证时钟发生部件的正常工作，此时控制器可以向时钟切换部件下发切换信号。时钟切换部件接收控制器下发的切换信号，根据切换信号控制时钟发生部件由当前时钟切换为备用时钟；其中，备用时钟为时钟发生部件中除当前时钟外剩余的所有时钟的任意一个时钟。本发明的有益效果在于，通过在时钟发生部件中设置至少两个时钟，控制器基于第一时钟信号和频偏值，可以识别出当前时钟的工作状态。在当前时钟出现异常时，可以由时钟切换部件控制时钟发生部件由当前时钟切换为备用时钟，从而保证系统业务的平稳运行，提升了系统运行的稳定性。