JPH027743A - データ・パケット・スイッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はデータ・パケット・スイッチングに関係する。

（従来の技術） 多数の独立な装置が共通のデータ・バスに書込む必要が
ある時、装置間でバス容量を等しく共有する手段を提供
する必要がある。バス上に送信すべきデータを有する装
置はアクセスを競合し、アクセスを得るべきものを選択
する手段は競合解消と呼ばれる。

多くの場合、バスへのアクセスを有する装置群は優先度
の高いアクセス権を有し、バスの使用に第１選択を有す
るべきものを含む。ある種の状況下では２レベル以上の
優先度が必要で、この場合アクセスは優先度レベルに応
じて命令されなければならない。

従来の機構は共通伝送バス上すなわち共通の競合解消路
へタップを出す装置当り１個のボートに競合解消を有す
る。この形式の競合解消は常に固定類の噂先度（例えば
ソース・アドレスにより決定される）又は不確定性（例
えばだれが最初にあきらめるか、又はだれが速いクロッ
クを有しているか）に悩まされなければならない。装置
がバスのまわりのリングに配置されているリング（ルー
プ又は「デージ−・チエイン］）競合解消は、上記の欠
点を実質的に除去する。装置が完了すると、ループの次
の装置が最初の機会を得る等である。

このような機構の例はＧ８第１，２５０，３５２号（ス
ーンシャ・ハンデルスポーケン）に与えられている。

（発明の目的と要約） 本発明の目的は、データ・パケット用の多重優先レベル
が与えられ、これにより装置の位置変則性を実質的に救
い、全体の伝送効率を改善するデータ・パケット・スイ
ッチング装置を提供することである。

本発明によると、伝送路へデータ・パケットをスイッチ
するｆ−タ・パケット・スイッチング装置において、デ
ータ・パケット優先度を決定しかつこれに優先度トーク
ンを付与するようにした装置を含み、パケットが次に伝
送路へ切換えられることを保証するためデータ・パケッ
トへ取付けられる単一の高優先度トークンと各データ・
パケットへ順番に付与される低優先度トークンとがあり
、高優先度以上のトークンはなく、これらは伝送路へ前
記順序で切換えられ、データ・パケットが伝送路へ切換
えられるとその優先度トークンは解放されるデータ・パ
ケット・スイッチング装置が提供される。

本発明の実施例は添附の図面を参照して１例として以下
に記載される。

（実施例） 第１図を考える。競合解消の機構は全てのアクセス装置
を通過する競合ループ１を基にしている。

ループはＮ個の識別可能なトークンを担持し、ここでＮ
は必要な優先レベルの数である。任意の時にループ中に
はＮ個のトークンの組のみがあり、トークンの各々は異
なる意味を右する。１個以上のトークンは装置により一
時的に保持される。この動作量の関係と、装置の状態と
アクセスの所要優先度はアクセスの２つの優先レベルに
関連して説明される。

２レベルの優先度がある場合の装置における競合解消の
状態図は第２図に与えられる。データ入力は都合の良い
寸法のパケットに分割されているものと仮定すると、パ
ケットは全て同一寸法である必要はないが、１装置がデ
ータ・バスを不当に長く保持し、他の装置からのアクセ
スを拒否することを避けるため最大寸法を有する必要は
ない。

ある装置による優先度トークンの正しい組合せの保持は
、データの１パケツトを共通データ・バス上へ伝送する
権利を担持する。送信の準備ができているデータを既に
有していない場合装置はトークンを保持しない。

ボートを競合している装置の静止状態はＳＯである。こ
の状態では装置は競合解消ループ１の次の装置へ受信し
たトークンを串に通過させる。データの完全なパケット
を受信した時、装置の状態はＳｌへ変化する。装置又は
パケットが高い優先度（ＰＩ）を有している場合、これ
は高優先度トークンＴ１を待機し保持し、次いでパケッ
トを送信してトークンｆ１を解放する。バス上のデータ
・パケットにビジー／フリー指示が先行しているある種
の装置構成では、パケットを送信している間にトークン
を渡すことが可能であり、この場合装置は待機パケット
を送信する前に現在のパケットが終了することを待機し
なければならない（すなりち「ゴー」を意味するトーク
ンの代りに、「君は次」を意味している）。

装置又はパケットが低い優先度（Ｐ２）の場合、これは
まずＴ２を獲得して保持し、状態Ｓ２へ移行するが、Ｔ
１も保持するまで（Ｓ３）バス上へ送信しない。これは
Ｔ　とＴ２を同時にＭ得しない。この処理は、高い侵先
瓜Ｐ１を有する競合解消バスにおける全ての待機パケッ
トはバス上に送信する従来の機会を有Ｊることを保証す
る。これを保証するため、Ｐ　アクセス（Ｔ、のみを必
要）の装置はＴ２も保持し、２つのトークンを共に解放
する、こうしないと全ての装置がＰ１アクセスの機会を
得る前にトークンが解放されＰ２を可能としてしまう。

リング内には同時に伝送路へのアクセスを要求している
Ｐ　とＰ２優先度のいくつかの装置があす ることか認められる。

Ｐ　アクセスを必要とする装置はＴ２を無視すす るが王　を把握し保持する。゛「１を得た後ではあす るが送信を完了する萌にＴ２が入手可能な場合、装置は
Ｔ２も又保持する。装置が完了すると、これは王　を次
いでＴ２を解放する。

Ｐ　アクセスを必要とする装置はＴ１を無視するか王　
を把握し保持する。Ｔ２を保持した簡にのみＴ１を把握
保持し、この時にのみデータ・バスをアクセス可能であ
る。完了侵「２を、次いでＴ１を解放する。

ループ内の高優先度の伯の装置が使用できる機会のある
内は低優先度装；４はデータ・バスを使用不能であるこ
とがわかる。

本発明の実用的な実施例は、装置を競合するボート間の
非同期論理部を有する中−割当配線ループでよい。単一
のパルスがループ中を循環し、上昇縁がＴ１を、下降縁
がＴ２を表わす。

Ｐ１アクセスを要求する装置は、低／高移行（Ｔ１）を
検出して出力を低に保持しくすなわちトークンを「ホー
ルドする」）、バスを使用可る。

完了前に高／低移行を検出した場合、出力を低にしたま
ま（すなわちＴ１とＴ２を「ホールドする」）とする。

完７′萌に高／低移行を検出しなかった場合、低／高（
Ｔ１）一体止一高／低（Ｔ２）を送信する。

Ｐ　アクセスを要求する装置は、高／低（Ｔ２）検出時
に出力を高に保持する（すなわちＴ２を「ホールドする
」）。低−高（Ｔ１）検出時にバスを使用する。完了時
に高／低（Ｔ２）一体止一低一高（Ｔ１）を送信する。

このＪ：うな割当信号線では、非調時又は「自己調時」
動作が可能である。これは、クロック間隔が「最悪状態
」伝播遅延により設定されている外部クロックの速度ゐ
代りに、論理部が自身の最高速度で作動するためノード
内のトークンの伝播遅延が最小化されるという利点を有
する。

この場合、どちらの方向であれ信号の２縁間の間隔に生
じる累積変動伝播遅延が零に減少する可能性に対して防
１２Ｉｌける必要がある。これは、外方信号の正及び負
縁間と負及び１Ｆ縁間の最小間隔を保証する各ノードの
遅延回路を設けることにより達成される。全体として競
合信号ループへの効果は、そのノードへの縁間の最小間
隔を遅延回路によりその許容域の上端に設定することで
ある。

本発明の別な実施例は、共通通信データ・バス上の他の
信号とのビット多重装置である。しかしながら、これは
信号を調時する必要がある。

多重化は、一方向リングであるか又は通信路の送信端で
よい共通通信媒体又はデータ・バスへ多数のノードがア
クセスを競合している場合に最も連合している。

競合信号は既知の位置の共通直列媒体上に規則的に発生
する単一ピットにより表わされる。単一状態の非割込繰
返しはこの状態の連続した存在として解釈される。

第３図で、Ｎ個のトークンを用いたＮレベルの優先度を
右する配置の状態図が図示されている。

第３図配置の動作は第２図に示したものと同様である。

最高優先度を右する装置は最高優先度トークンＴ１を把
握し、データを送信するまでにより低い優先度のトーク
ンＴ２．Ｔ３．・・・ＴＮが入手可能ならこれを保持す
る。第２の高優先度を有する装置はＴ２優先度トークン
を把握し、より低い優先度のトークンＴ３・・・ＴＮが
入手可能ならこれを保持し、最高優先度トークンＴ１は
リング中の次の装置へ通過させる。この方式は残りのト
ークンについても同様である。

通信路の送信端の場合は第４Ａ図及び第４Ｂ図に図示し
である。データは各ノード間を変化せずに伝播するが、
アクセスを設定したノードはこのノードに付加してもよ
い。競合信号ビットは前述したようにノードの競合解消
ループにより処理される。競合信号とデータは、たまた
ま同一バス上で運ばれる全く別々の通信として考えられ
る。同一データの連続循回をｉｔノるため、送信端末装
置は２つの通信を分離し、データを送信して競合信号を
最初のノードへ回送する。新たなデータは甲に古いもの
の上に重ね書きするある種の構成では、この特別な設備
は不要である。

一方向リングの場合は第５図に図示しである。

この場合データは各ノードで送受信され、競合信号は前
と同様に処理される。採用したリングのプロトコルに従
って、データは受信ノードで削除されるか、又は単に確
定したアクセスを有する送信ノードで残され重ね書され
る。

一方向リングでは、各々がその自身の競合信号を有する
いくつかの通信路を同一の保持者に多重化する可能性も
存在している。この種のリングは「スロット付リング１
として時々参照される。

第６図で識別される条件はエラー条例である。

エラー（１）は１個以上のＴ１が競合解消ループ中にあ
って、装置は検出したものを削除しなりればならないこ
とを意味する。エラー（２）は１個以上のＴ２がループ
中にあって、検出したものを削除しなければならないこ
とを意味する。エラー（３）は、Ｐ１アクセスにより状
態Ｓ２とならないため装置自体がエラーを生じているこ
とを意味する。

エラー（１）及び（２）時の装置による動作は、２重ア
クセスを除去することを保証するが、競合解消ループ中
のソフト・エラーは訂正前の２重アクセスにより損傷し
たメツセージを生じることもある。この組合１確率は非
常に小さく、問題を生じるとは考えられない。

競合解消ループ中のソフト・エラーは１個以上のトーク
ンが失われることを生じる。この場合に対処し始動を行
なうため、各装置は各々のトークンに対して連続した到
着間の間隔を調時する。この期間が、ループ中の各装置
が１パケツトを送信するのに必要な時間を越えた場合、
装置は新たなトークンを導入する。全ての装置がこの間
隔を計時しているため、多重のトークンが付加されるこ
ともあるが、この場合余分なトークンは上述のエラー条
件により除去される。

通信路又はバスは時分割多重（ＴＤＭ）装置又は一定の
電線ケーブルの時間スロットでもよいことが認められる
。さらに、Ｔ１トークンはリングを独立に通過可能であ
るが、一方Ｔ２トークンはＴ１トークンに付随するパケ
ットに送信されなければならないことに注意されたい。

データ・バスは任意の伝送路でもよいことがさらに認め
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるアクセス装置の配置を図示し、第
２図はデータ・パケットに２レベルの優先度を有する第
１図に図示したアクセス装置の状態図、第３図はデータ
・パケットにＮレベルの優先度を有する第１図に示した
アクセス装置の状態図、第４Ａ図及び第４Ｂ図はブロッ
ク図形式で多重動作時のアクセス装置を図示し、伝送路
は通信リンクの送信端となっており、第５図はブロック
図形式で多重動作時のアクセス装置を図示し、伝送路は
一方向リングとなっており、第６図は第２図に図示した
配置のエラー状態の図である。 １・・・競合解消ループ、 ＴＩ、Ｔ２．　　・・・ＴＮ・・・トークン、Ｐｌ、Ｐ
２・・・優先度、 Ｓｏ、、Ｓｌ、８２．３３・・・状態。 代し！１１人　浅　　村　　　皓 ｂｏ データ退イ言 ）Ｎ≠１ 第、２ 図 テ゛−タ 第４Ａ９図 筑 ５゜ 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝送路へデータ・パケットをスイッチするデータ
   ・パケット・スイッチング装置において、データ・パケ
   ット優先度を決定しかつこれに優先度トークンを付与す
   るようにした装置を含み、パケットが次に伝送路へ切換
   えられることを保持するためデータ・パケツトへ取付け
   られる単一の高優先度トークンと、各データ・パケツト
   へ順番に付与される少なくとも１つの低優先度トークン
   とがあり、他のパケットに付与されたより高い優先度の
   トークンはなく、これらのデータ・パケットは伝送路へ
   前記順序で切換えられ、データ・パケットが伝送路へ切
   換えられるとその優先度トークンは解放されるデータ・
   パケット・スイッチング装置。
2. （２）請求項１に記載のスイッチング装置において、単
   一の低優先度トークンがあるスイッチング装置。
3. （３）請求項１又は２に記載のスイッチング装置におい
   て、伝送路は時分割多重（ＴＤＭ）通信装置の時間スロ
   ットを含むスイッチング装置。
4. （４）請求項１又は２に記載のスイッチング装置におい
   て、伝送路は固定ケーブルを含むスイッチング装置。
5. （５）請求項２〜４に記載のスイッチング装置において
   、トークン信号の先後縁によりトークンが置換えられて
   いるスイッチング装置。
6. （６）請求項１〜５に記載のスイッチング装置において
   、データ・パケットの送信用の最大時間スロットが設け
   られているスイッチング装置。
7. （７）添附図面を参照して実質的に前述したようなスイ
   ッチング装置。