JPH0287745A - セル競合制御回路 - 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） この発明は、一定長のヘッダをもった信号（セル）を用
いて通信を行うＡＴＭ　（非同期転送モード）に用いら
れるスイッチ回路において、同一時刻に同一行先に行う
とするセルが別々の入力ポートに到着した時に生じる競
合をバッファリングして解消するセル競合制御回路に関
するものである。

〔従来の技術〕

第６図は、例えばＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ５ＬＥＴＴＥＲ
５２３ｒｄＪｕｎｅ　１９８８　Ｖｏｌ、２４　Ｎｏ、
１：ｌ　ｐｐ、７７２〜７７３’Ｒｅ５ｅｒｖａ−ｔｉ
ｏｎ−ｂａｓｅｄ　Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ　Ｒｅ５ｏｌ
ｕｔｉｏｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒ　Ｂａｔｃｈｅ
ｒ−ｂａｎｙａｎ　Ｐａｃｋｅｔ　５ｗ１ｔｃｈｅｓ」
　に示される従来のスイッチ回路の構成を説明するブロ
ック図であり、１−０〜１−３（特定のものではなく総
称的に用いるとぎは単に１とする。以下の他の符号につ
いても同様とする。）は入力端子で、これらの各入力端
子１を介して入力されたセルは、それぞれ入力バッファ
５−０〜５−３に蓄積される。

４は出力ポートが異なる信号については競合が生じない
、いわゆるノンブロッキングな空間スイッチで、すべて
異なる行先のセルが空間スイッチ入力ポート２−０〜２
−３に入力される限り、セルを所望とする出力ポート３
−０〜３−３へ出力させる。

６−０〜６−３はレジスタで、予約ループ制御回路８か
ら予約ループ７に出力された各出力に対する予約信号を
保持する。

次に、従来のセル競合制御動作について説明する。

空間スイッチ入力ポート２−０〜２−３から出力ポート
３−０〜３−３へセル（複数）が転送されている間に予
約ループ７は同一行先のセルが競合しないように、入力
バッファ５−０〜５−３内に蓄積されているセルのうち
、出力ポート３−０〜３−３へ向かうセルを選び出す動
作を行う。

その方法として、予約ループ制御回路８から出力ポート
３−０〜３−３に対応する予約信号を予約ループ７上に
次々に出力して行き、各入力バッファ５−０〜５−３に
対応するレジスタ６−０〜６−３へ順次送られる。

各レジスタ６−０〜６−３は各出力に対する予約信号を
次々に受は取り、自らの入力バッファ５−〇〜５−３の
中にその出力へ行きたい信号があれば予約信号を予約済
に変え、次の時刻における出力積を確保し、予約信号を
次のレジスタ６へ送る。

また、各入力バッファ５は予約信号が既に予約済みとな
っている時および自らが出力積を既に確保してしまフた
時は、予約信号に対して何もせずに予約信号を次のレジ
スタ６へ送る。

予約ループ制御回路８は予約済みとなって戻ってきた予
約信号を未予約にリセットして、次の時刻の競合制御に
備えると同時に、予約信号と同期して予約ループ７を回
っている同期信号を操作して、予約受付開始の大力バッ
ファ位置が毎回の予約毎に変わるようにして、各入力端
子３に対して平等な予約受付を行っていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来のセル競合制御回路は上記のように構成されている
ため、予約信号をリセットしたり、入力端子１−０〜１
−３を平等化するための予約ループ制御回路８が必要不
可欠となり、そのために構成が複雑となってしまう。ま
た、予約信号が未予約／予約済みの２つの状態しか表し
ていないために、１回の予約動作で各入力バッファ５が
予約できるセル数は最大１個に限定されてしまう。従っ
て、空間スイッチ４のポート数が大きく、かつ予約ルー
プ７の転送速度が遅いような場合には、ある出力に対す
る予約動作の周期が長くなり、スルーブツトが低下する
問題点があった。

さらに、予約ループ制御回路８の出力側にもっとも近い
入力バッファ、図中の入力バッファ５−〇が最も早く予
約でき有利となるため、他の入力バッファ５−１〜５−
３の競合処理が不平等となり、競合処理効率のバラツキ
が顕著となってしまう等の問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、各出力ポート毎に割り当てられる予約済み時期を
基準として各入力端子に入力される複数のセルに対する
各出力ポートへの送出割り当て時期を予約し、各入力端
子の最終セルに対する予約済み時期に基づいて後段の出
力ポートに対応する入力端子に保持される各セルの送出
割り当て時期を順次更新しながらループ設定することに
より、１回の予約動作で複数個のセルの予約を完了でき
るとともに、各入力端子に対応するセルのスループット
を向上できるセル競合制御回路を得ることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るセル競合制御回路は、各出力ポートに対
応する送出予約時期を個別に保持する複数の保持レジス
タと、任意の保持レジスタから対応する入力バッファに
送信された送出予約時期から入力バッファに蓄積されて
いる未予約の複数のセルに対する送出予約時期を順次割
り当てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最終割当
て送出予約時期を保持レジスタに返信する割当て手段と
、この割当て手段により保持レジスタに返信された最終
割当て送出予約時期を後段の保持レジスタに対して次の
送出予約開始時期信号として順次更新巡回転送する転送
ループとを設けたものである。

また、各出力ポートに対応する送出予約済時期を保持す
る複数の保持レジスタと、各保持レジスタに保持された
送出予約済時期信号を入力バッファとの間で順次バレル
シフトしながら送受信するバレルシフト空間スイッチと
、このバレルシフト空間スイッチを介して入力バッファ
に送信された送出予約時期からこの入力バッファに蓄積
されている未予約の複数のセルに対する送出予約時期を
順次割り当てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最
終割当て送出予約時期をバレルシフト空間スイッチを介
して保持レジスタに返信する割当て手段と設けたもので
ある。

（作用〕 この発明においては、任意の保持レジスタから対応する
入力バッファに対して送信されると、割当て手段が送信
された送出予約時期に基づき既に入力バッファに蓄積さ
れている未予約の複数のセルに対する送出予約時期を順
次割り当てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最終
割当て送出予約時期を保持レジスタに返信させる。そし
て、割当て手段より保持レジスタに返信された最終割当
て送出予約時刻を転送ループを介して後段の保持レジス
タに対して次の送出予約開始時期信号として順次更新巡
回転送させる。

また、バレルシフト空間スイッチを用いたものは、各出
力ポートに対応する送出予約済時期が複数の保持レジス
タに保持された後、各保持レジスタに保持された送出予
約済時期信号がバレルシフト空間スイッチを介してバレ
ルシフトされた入力バッファに送信されると、割当て手
段が送出予約時期からこの入力バッファに蓄積されてい
る未予約の複数のセルに対する送出予約時期を順次割り
当てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最終割当て
送出予約時期をバレルシフト空間スイッチを介して保持
レジスタに返信させ、バレルシフト空間スイッチが入力
バッファと保持レジスタとのバレルシフトを行い、次の
入力バッファに対する割当て処理を開始する。

（第１の実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示すセル競合制御回路の
一例を説明するブロック図であり、１−〇〜１−（Ｎ−
１）は入力ポートで、この入力ポート１−０〜１−（Ｎ
−１）を介して入力バッファ９−０〜９−（Ｎ−１）に
一定長のヘッダを持つセルを入力する。入力バッファ９
−０〜９−（Ｎ−１）には一定長のヘッダを持つセルを
蓄積する機能を有している。

３−０〜３−（Ｎ−１）は出力ポートで、ノンブロッキ
ングな・空間スイッチ４を介して入力バッファ９に蓄積
されたセルを出力する。空間スイッチ４は、入力ライン
２−０〜２−　（Ｎ−１）を介して入力されるセルのヘ
ッダを解読した結果に基づいて目的の出力ポート３に対
してセルを出力する。

１１は転送ループで、保持レジスタ１０−０〜１Ｏ−（
Ｎ−１）間に入力バッファ９−０〜９−（Ｎ−１）より
返信された送出予約時期を順次転送する。なお、入力バ
ッファ９−０〜９−　（Ｎ−１）に蓄積されたセルに対
して送出予約時期（時刻）ｔｉを割り当てる割当て機能
を有し、任意の保持レジスタ１Ｏ−ｉ（０≦ｉ　＜　Ｎ
　）から対応する入力バッファ９−ｉに対して送信され
ると、送信された送出予約時期ｔｉに基づき既に入力バ
ッファ９−ｉに蓄積されている未予約の複数のセルに対
する送出予約時期を順次割り当てる、すなわち該当する
入力バッファ９−ｉから送出が予定されていない時刻を
送出時刻として割当てるとともに、最後尾のセルに割り
当てた最終割当て送出予約時刻を対応する保持レジスタ
１０−１に返信させる。そして、入力バッファ回路９−
ｉより保持レジスタ１０−１に返信された最終割当て送
出予約時刻を転送ループ１１を介して後段の保持レジス
タ１Ｏ−（ｉ＋１）に対して次の送出予約開始時期信号
としてｌｌｌ１次更新巡回転送させる。なお、保持レジ
スタ１０のｍｏｄ　　Ｎはｉ　／　Ｎの剰余を表わす。

次に第１図の動作について説明する。

任意の出力ポート３−ｉ（０≦ｉ＜Ｎ）に対応する送出
予約済時期をｔｉ　とすると、ある時刻において、保持
レジスタ１０−０〜１０−　（Ｎ−１）上には予約済時
期に対応する信号がのっており、送出時刻割当て処理が
各入力バッファ９−０〜９−（Ｎ−１）で並行して行わ
れる。そして、それがすべて済み次第、各入力バッファ
９で割当てた新しい予約済時期を保持レジスタ１０が受
信する。そして、各保持レジスタ１０が次の保持レジス
タ１０へ転送ループ１１を介して順次シフトしながら新
しい予約済時期を巡回させる。今、空間スイッチ４のポ
ート数をＮ（０≦ｊ＜Ｎ）とすると、入力バッファ９−
ｊでは受は取った予約済時期ｔｋに対して出力ポート３
−にへ出力されるべき送出時期をいまだに割当てられて
いない一般に複数個のセルに対して受は取った予約済時
期ｔｋより後で、かつその入力バッファ９から予約ずみ
を除いた送出予定のない時期を割り当てる。

その割り当てられた時刻のうち、もっとも後の時刻を新
たな割当て済時期ｔｋとして保持レジスタ１０−ｊへ返
信する。保持レジスタ１０−ｊへ返信された新たな割当
て済時期ｔｋは、後段の保持レジスタ１Ｑ−（（ｊ＋１
）ｍｏｄ　　Ｎ）ヘシフトされるとともに、保持レジス
タ１０−ｊには新たな割当て済時刻ｔ　（ｋ＋１　　ｍ
ｏｄ　　Ｎ）が転送ループ１１を介してシフトされてく
る。そして、このシフトされてきた割当て済時期ｔ　（
ｋ＋１　　ｍｏｄ　　Ｎ）に基づく送出時期割り当て処
理を繰り返す。

なお、この割り当て処理動作とセル送出時間との間に特
に一定の関係は必要ない。

このように、送出予約済時期を用いてそれを各入力バッ
ファ９−０〜９−（Ｎ−１）に巡回させることにより、
付加回路なしに各入力ポート１−０〜１−（Ｎ−１）を
平等に取り扱うことが可能となる。また、予約済時期を
用いるため、１回の割り当て処理により各入力バッファ
９−０〜９−（Ｎ−１）に蓄積されているある出力ポー
ト行きのすべてのセルに対する割り当てが可能となり、
制御回路が低速で、かつ空間スイッチ４のポート数が増
大して割り当て処理周期が長くなっても、ある出力への
割り当て処理が巡回してきたとぎに多数のセルに対して
出力時刻を割り当てるため、スルーブツトの低下がなく
なる。

また、上記実施例では、各セルに対する送出予約を時刻
を利用して処理する場合について説明したが、各セルの
位置（現在のセルから何番目後等の順番情報）から行っ
ても良く、本明細書の時期とは、時刻と各セルの位置等
を含むものである。

〔第２の実施例〕 第２図はこの発明の他の実施例を示すセル競合制御回路
の構成を説明するブロック図であり、第１図と同一のも
のには同じ符号を付しである。

この図において、１２は双方向のバレルシフト空間スイ
ッチで、各入力ポート１−０〜１−（Ｎ−１）と各入力
バッファ９−０〜９−（Ｎ−１）との対応が周期的に１
ポートずつずれて行く、いわゆるバレルシフト動作を行
い、保持レジスタ１３−０〜１３−（Ｎ−１）に保持さ
れる出力ポート送出予約済時期ｔｉ（０≦ｉ＜Ｎ）を転
送するとともに、順次返信される新たな出力ポート送出
予約済時期ｔｊを保持レジスタ１３−０〜１３−（Ｎ−
１）間に転送ライン１４−０〜１４−（Ｎ−１）を介し
て転送させる。

第３図は、第２図に示したバレルシフト空間スイッチ１
２の構成を説明する詳細回路図であり、２１−〇〜２１
−１１は２入力２出力の単位スイッチであり、例えば３
ビツトカウンタ２３からのアドレス２３ａ（第４図）に
よりＲＯＭ２２から読出されるデータｄＯ’＝ｄｌｌの
値（「Ｏ」または「１」）により２入力を２通りに切り
換え出力する。

第４図は、第３図に示したＲＯＭ２２と３ビツトカウン
タ２３との対応テーブルを説明する相対図であり、アド
レス２３ａにより、例えば８通りのデータ２２ａを出力
する場合について示しである。

第５図（ａ）、（ｂ）は、第３図に示した２入力２出力
の単位スイッチ２１−０〜２１−１１のスイッチ制御動
作を説明する模式図であり、同図（ａ）は各２入力２出
力の単位スイッチ２１−０〜２１−１１に対してデータ
ｄ、ｒＯＪが入力された場合のスッチ状態を示し、同図
（ｂ）は各２入力２出力の単位スイッチ２１−０〜２１
−１１に対してデータｃｔ、ｒｌ、が入力された場合の
スッチ状態を示す。

このように、バレルシフト空間スイッチ１２は、３ビツ
トカウンタ２３から出力されるアドレス２３ａ　（ａｏ
−ａ２）により、ＲＯＭ２２から出力されるデータｄ。

Ｎｄ　Ｉ　１によりバレルシフト処理を行うことが可能
な構成となっており、割り当て動作終了毎にデータｄ０
〜ｄｌｌが更新されてバレルシフト処理が実行される。

次に、第２図に示したセル競合制御回路の動作について
説明する。

出力ポート３−ｋ　（０≦ｋ＜Ｎ）行きのセルの送出予
約済時期ｔは、保持レジスタ１３−ｋからバレルシフト
空間スイッチ１２を介して入力バッファ９−ｋに送信さ
れ、以後上記同様に大力バッファ９−ｋに蓄積されたセ
ル（一般に複数）に対する出力ポート送出予約済時期を
割付は処理し、最も後のセルに割付けた出力ポート送出
予約済時期を新たな出力ポート送出予約済時期として転
送ライン１４−に、バレルシフト空間スイッチ１２を介
して保持レジスタ１３−ｋに返信する。次いで、バレル
シフト空間スィッチ１２０バレルシフト動作を行った後
、次の保持レジスタ１３−（ｋ＋１）に対する割付は処
理を開始する。なお、この割り当て処理動作とセル送出
時間との間には特に一定の関係は必要ない。

このように、空間スイッチ４およびバレルシフト空間ス
イッチ１２の線容量をあらかじめ大きく。

設定しておくことにより、空間スイッチ４の動作を実際
に停止させることなく、すなわち、空間スイッチ４．バ
レルシフト空間スイッチ１２の動作中に新たな入力バッ
ファ９の増設を行うことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は各出力ポートに対応す
る送出予約時期を個別に保持する複数の保持レジスタと
、任意の保持レジスタから対応する入力バッファに送信
された送出予約時期から入力バッファに蓄積されている
未予約の複数のセルに対する送出予約時期を順次割り当
てるとともに、最後尾のセルにτＩＪり当てた最終割当
、て送出予約時期を保持レジスタに返信する割当て手段
と、この割当て手段により保持レジスタに返信された最
終割当て送出予約時期を後段の保持レジスタに対して次
の送出予約開始時期信号として順次更新巡回転送する転
送ループとを設けたので、１回の送出時期割り当て処理
で複数のセルに対して送出時期割当てを行うことが可能
となり、空間スイッチのポート数が多くなって、ある出
力ポートに対する送出割当て処理の周期が長くなっても
スルーブツトの低下を抑制できる。従って、空間スイッ
チのポート数が多い大容量の非同期転送モードのスイッ
チングノードに利用すると、スルーブツトの低下がなく
なり、スムーズなスイッチング処理を実現できる。

また、バレルシフト空間スイッチを用いたものは、各出
力ポートに対応する送出予約済時期を保持する複数の保
持レジスタと、各保持レジスタに保持された送出予約済
時期信号を入力バッファとの間で順次バレルシフトしな
がら送受信するバレルシフト空間スイッチと、このバレ
ルシフト空間スイッチを介して入力バッファに送信され
た送出予約時期からこの入力バッファに蓄積されている
未予約の複数のセルに対する送出予約時期を順次割り当
てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最終割当て送
出予約時期をバレルシフト空間スイッチを介して保持レ
ジスタに返信する割当て手段と有するので、バレルシフ
ト空間スイッチの動作中に入力バッファと出力ポートの
増設が可能となり、増設作業の効率化が図れる等の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すセル競合制御回路の
一例を説明するブロック図、第２図はこの発明の他の実
施例を示すセル競合制御回路の構成を説明するブロック
図、第３図は、第２図に示したバレルシフト空間スイッ
チの構成を説明する詳細回路図、第４図は、第３図に示
したＲＯＭと３ビツトカウンタとの対応テーブルを説明
する相対図、第５図（ａ）、（ｂ）は、第３図に示した
２入力２出力の単位スイッチのスイッチ制御動作を説明
する模式図、第６図は従来のスイッチ回路の構成を説明
するブロック図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力ポート毎に一定長のヘッダを持つセルを受信
   して蓄積する入力バッファと、この入力バッファに蓄積
   されたセルのヘッダを解読してその行先に対応する各出
   力ポートへスイッチングする空間スイッチとを有し、前
   記空間スイッチへ同一出力ポート行きのセルの競合を制
   御するセル競合制御回路において、前記各出力ポートに
   対応する送出予約時期を個別に保持する複数の保持レジ
   スタと、任意の保持レジスタから対応する入力バッファ
   に送信された送出予約時期から前記入力バッファに蓄積
   されている未予約の複数のセルに対する送出予約時期を
   順次割り当てるとともに、最後尾のセルに割り当てた最
   終割当て送出予約時期を前記保持レジスタに返信する割
   当て手段と、この割当て手段により前記保持レジスタに
   返信された最終割当て送出予約時期を後段の保持レジス
   タに対して次の送出予約開始時期信号として順次更新巡
   回転送する転送ループとを具備したことを特徴とするセ
   ル競合制御回路。
2. （２）入力ポート毎に一定長のヘッダを持つセルを受信
   して蓄積する入力バッファと、この入力バッファに蓄積
   されたセルのヘッダを解読してその行先に対応する各出
   力ポートへスイッチングする空間スイッチとを有し、前
   記空間スイッチへ同一出力ポート行きのセルの競合を制
   御するセル競合制御回路において、前記各出力ポートに
   対応する送出予約済時期を保持する複数の保持レジスタ
   と、各保持レジスタに保持された送出予約済時期信号を
   入力バッファとの間で順次バレルシフトしながら送受信
   するバレルシフト空間スイッチと、このバレルシフト空
   間スイッチを介して前記入力バッファに送信された送出
   予約時期からこの入力バッファに蓄積されている未予約
   の複数のセルに対する送出予約時期を順次割り当てると
   ともに、最後尾のセルに割り当てた最終割当て送出予約
   時期を前記バレルシフト空間スイッチを介して保持レジ
   スタに返信する割当て手段とを具備したことを特徴とす
   るセル競合制御回路。