JPH08102746A - 交換装置、交換方法、および半導体デバイス - Google Patents

交換装置、交換方法、および半導体デバイス

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JPH08102746A
JPH08102746A JP23823094A JP23823094A JPH08102746A JP H08102746 A JPH08102746 A JP H08102746A JP 23823094 A JP23823094 A JP 23823094A JP 23823094 A JP23823094 A JP 23823094A JP H08102746 A JPH08102746 A JP H08102746A
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JP23823094A
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Tetsuo Ogawa
哲男 小川
Takeshi Ueda
岳 上田
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 送信先の識別情報の格納位置が異なる複数の
プロトコルに基づく複数のデータフレームを、スイッチ
ングすることのできる交換装置および交換方法を提供す
ること。 【構成】 検索データ、検索データに対応づけた回線の
識別番号、受信するデータフレーム中の送信先回線の識
別番号の検索に用いるデータのデータ位置、およびいず
れのデータ位置を用いるかを選択するために用いるデー
タのデータフレーム中の場所を予め記憶し、データフレ
ームを受信した際に、前記場所のデータに基づいて、い
ずれのデータ位置を用いるかを選択し、選択したデータ
位置のデータに基づいて識別番号を検索し、検索した識
別番号の回線から受信したデータフレームを送信する。
一例としては、少なくとも1つのデータ位置はIPのD
ESTを含むデータの位置であり、前記場所はイーサネ
ットまたはSNAPのTYPEの場所である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データフレームを受信
し、そのデータフレームに対応づけられた出力回線を検
索し、検索した出力回線にデータフレームを転送する交
換装置、交換方法、および半導体デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】交換装置は、例えばATM網におけるA
TMヘッダのVPIおよびVCI、Ethernetタイプまた
はIEEE802.3のデータフレームにおけるDA
(宛先アドレス)、TCP/IPのIPヘッダに含まれ
るDEST(宛先アドレス)、ISDN回線における相
手のISDN番号などの、送信先を識別するデータに基
づいて受信したデータフレームの送信先を判断し、受信
したデータフレームを転送する。
【0003】近年は、複数のネットワークを相互に接続
するインターネットワーキング化が進められている。こ
のため将来は、LAN、電話網、公衆データ通信網等を
1次元化したネットワークに、多様なプロトコルに基づ
くデータフレームを混在する要求が高まると考えられ
る。
【0004】しかしながら、各プロトコルに基づくデー
タフレーム中の送信先を識別するデータの位置は異なる
ので、各プロトコルのデータフレームをそのまま単一の
ネットワーク上に混在させることは出来ない。そこで従
来は、多様なプロトコルのデータフレームを転送する場
合には、そのデータフレームをATMセル等の、単一の
プロトコルのセルに含ませ、当該セルの送信先を識別す
るデータに、前記データフレームの送信先を格納するこ
とにより、データフレームの転送を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、データ
フレームをATMセル等の他のプロトコルのセルに含ま
せると、ヘッダ等の余剰データが増加する。また、当該
セルの送信先を識別するデータに、前記データフレーム
の送信先を格納する処理が必要なので、交換装置の負荷
が増加する。
【0006】一方、受信フレームを送出すべき回線の選
択は高速に行う必要があるので、従来は複数のプロトコ
ルに基づくデータフレームをそのまま混在させてスイッ
チングを行うことはできなかった。
【0007】そこで本発明は、送信先の識別情報の格納
位置が異なる複数のプロトコルに基づくデータフレーム
を、並行してスイッチングすることのできる交換装置お
よび交換方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項1に記載の発明は、データフレームを
受信し、当該データフレームに対応づけられた出力回線
に、当該データフレームを転送する交換装置において、
検索データ及び当該検索データに対応づけた回線の識別
番号を格納する格納手段、前記データフレーム中の内部
に取り込むデータの位置を記憶する位置記憶手段、前記
データフレーム中の前記位置のデータを内部に取り込む
取込手段、取り込んだデータ中の前記識別番号の検索に
用いるデータの位置を記憶する検索データ位置記憶手
段、および当該位置記憶手段に格納した位置のデータに
基づいて、前記格納手段から前記識別番号を検索する検
索手段を有する半導体デバイスと、当該半導体デバイス
により検索された前記識別番号の回線から前記データフ
レームを送信する送信手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の交換装置であって、前記半導体デバイスは、前記位置
記憶手段、および前記検索データ位置記憶手段を複数有
し、各検索データ位置記憶手段が各位置記憶手段に対応
づけられており、いずれの位置記憶手段、および検索デ
ータ位置記憶手段を用いるかの選択に用いるデータの、
前記データフレーム中の場所を記憶する場所記憶手段
と、前記データフレーム中の当該場所のデータに基づい
て、いずれの位置記憶手段、および検索データ位置記憶
手段を用いるかを選択する選択手段とを更に有すること
を特徴とする。
【0010】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の交換装置であって、少なくとも1つの前記位置記憶手
段、および当該位置記憶手段に対応づけられた前記検索
データ位置記憶手段は、IPのDESTを含むデータの
位置を記憶し、前記検索データ位置記憶手段は、イーサ
ネットまたはSNAPのTYPEの位置を記憶すること
を特徴とする。
【0011】請求項4に記載の発明は、データフレーム
を受信し、当該データフレームに対応づけられた出力回
線に、当該データフレームを転送する交換方法におい
て、検索データ及び当該検索データに対応づけた回線の
識別番号を予め格納し、前記データフレーム中の前記識
別番号の検索に用いるデータのデータ位置を複数記憶
し、いずれのデータ位置を用いるかの選択に用いるデー
タの、前記データフレーム中の場所を記憶し、当該場所
のデータに基づいて、いずれのデータ位置を用いるかを
選択し、選択されたデータ位置のデータに基づいて前記
格納手段から前記識別番号を検索し、当該識別番号の回
線から前記データフレームを送信することを特徴とす
る。
【0012】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の交換方法であって、少なくとも1つの前記データ位置
はIPのDESTを含むデータの位置であり、前記場所
は、イーサネットまたはSNAPのTYPEの場所であ
ることを特徴とする。
【0013】請求項6に記載の発明は、検索データ及び
当該検索データに対応づけた出力データを格納する格納
手段と、入力されたデータ列中の内部に取り込むデータ
の位置を記憶する位置記憶手段と、入力されたデータ列
中の前記位置のデータを内部に取り込む取込手段と、取
り込んだデータ中の予め定められた位置のデータに基づ
いて、前記格納手段から前記検索データを検索される検
索手段と、検索された前記検索データに対応づけられた
前記出力データを出力する出力手段とを備えたことを特
徴とする。請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の
半導体デバイスであって、前記位置記憶手段、前記取込
手段、および前記検索手段を複数有し、各取込手段およ
び各検索手段が各位置記憶手段に対応づけられており、
いずれの前記位置記憶手段、前記取込手段、および前記
検索手段を用いるかを選択する選択手段を更に備えたこ
とを特徴とする。請求項8に記載の発明は、請求項7に
記載の半導体デバイスであって、前記選択手段は、各位
置記憶手段、各取込手段、および各検索手段に対応づけ
られたデータを格納する選択データ格納手段と、前記選
択データが入力された場合に、入力された選択データに
対応づけられた位置記憶手段、取込手段、および検索手
段を選択することを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明によれば、交換装置は検索データ及び検
索データに対応づけた回線の識別番号、受信するデータ
フレーム中の、送信先回線の識別番号の検索に用いるデ
ータのデータ位置、および、いずれのデータ位置を用い
るかの選択に用いるデータのデータフレーム中の場所を
予め記憶し、データフレームを受信した際に、その場所
のデータに基づいて、いずれのデータ位置を用いるかを
選択し、選択されたデータ位置のデータに基づいて識別
番号を検索し、検索した識別番号の回線から受信したデ
ータフレームを送信する。
【0015】一例としては、少なくとも1つのデータ位
置はIPのDESTを含むデータの位置であり、前記場
所はイーサネットまたはSNAPのTYPEの場所であ
る。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0017】[実施例1](1)ネットワークシステムの構成 図1において、10はATM網、11〜17はATM交
換機である。21はATMセルの送受信を行う端末であ
る。31、32は本発明交換装置の一例としてのIWU
(Inter Working Unit)であり、TCP/IPを用いる
LANから受信したデータフレームをATMセルに変換
してATM網10に送信し、またATM網から受信した
ATMセルをTCP/IPのデータフレームに変換して
LANに送信する。22、23、および44〜49はL
AN端末である。
【0018】(2)交換装置のハードウエア構成 図2は、IWU32のハードウエアブロック図である。
IWU31も同様の構成を有する。図2において、30
1はネットワークターミネータ(NT)であり、ATM
回線150またはLAN回線152と装置との絶縁、シ
リアル/パラレル変換、およびデータのバッファリング
を行う。NT301はCPUバスおよびデータ転送バス
を有する。CPUバスはCPU121に接続されてい
る。
【0019】101、102は、本発明半導体デバイス
の一例としてのアドレスプロセッサ(AP)であり、入
力されたデータの検索を行い、予め設定されたシーケン
スに従って検索結果を出力する。AP101はATM回
線側のNTに接続されており、AP102はLAN回線
側のNTに接続されている。本実施例では、NT301
からスイッチングエレメントユニット(SEU)111
にセルデータを転送する場合にアドレスプロセッサ(A
P)101、102を用いる。SEU111から出力さ
れたデータは、AP101、102を介さずに、DMA
C103により直接NT301に転送される。
【0020】103は、ダイレクトメモリアクセスコン
トローラ(DMAC)であり、NT301、AP10
1、102、およびスイッチングエレメントユニット
(SEU)111の間でデータの転送を行う。DMAC
103はCPUバスとデータ転送バスを有し、CPUバ
スはCPU121に接続されている。データ転送バス
は、NT301のデータ転送バス、AP102の入力ポ
ートおよび出力ポート、ならびにSEU111のポート
に接続されている。
【0021】SEU111は、複数のデータポート(単
にポートと呼ぶ)および1つの制御ポートを有し、制御
ポートから入力されたデータに従ってポート間を接続す
る。121は交換装置全体の制御を行うCPU、122
はCPU121が実行するプログラム等を格納するRO
M、123はRAMである。124はタイマー(TIM
ER)であり、設定された時間毎にCPU121に対し
て割り込みを行う。125は交換装置に対する各種の設
定等を入力する入力装置であり、代表的にはキーボード
およびマウスにより構成される。126は、交換装置の
動作状態等を表示する表示装置である。160はネット
ッワークターミネータ301により回線150、152
から絶縁されたデータバスである。170はCPUバス
である。 (3)アドレスプロセッサ(AP)の構成 図3を用いて、本発明半導体デバイスの一例としてのA
P102のハードウエア構成を説明する。本デバイス
は、多くのプログラムと同様に、仕様を明らかにするこ
とにより当業者が容易に生産し、および使用することが
出来るものである。そこで、本デバイスのポート構成、
CAMアレイの構成、およびレジスタ構成等の仕様を以
下に詳述する。なお、AP101の構成は、AP102
の構成と同一である。
【0022】(3-1 )ポート構成 図3に示すように、AP102は入力ポート(INPUT PO
RT)210、出力ポート(OUTPUT PORT )220、およ
びCPUポート230を有する。
【0023】(3-1-1 )入力ポート 入力ポート210は、検索キーデータを入力するポート
である。ポート幅は32ビットであるが、16ビットま
たは8ビットのみが有効であるように設定することが出
来る。データ(ID:0〜31)は、WRパルスに同期
して入力される必要がある。WRの極正は、正論理また
は負論理に設定することが出来る。
【0024】図3において、入力ポート210のIPB
USY端子は入力ポートへのデータ入力の可否を示す信
号を出力する端子であって、他のポート(出力ポートま
たはCPUポート)が動作中で入力ポートへのデータ入
力を受け付けないときにLOWが出力される。
【0025】入力ポート210に入力された入力データ
は、予め定義された入力ポートシーケンスに従ってデー
タフォーマッタ211により結合(コンパウンド)さ
れ、32ビットのデータ(コンパランドデータ)にな
る。コンパランドデータに従って検索などの処理が行わ
れる。
【0026】(3-1-2 )出力ポート 出力ポート(OUTPUT PORT )220は、検索結果等のデ
ータを出力するポートである。データ幅は32ビットで
あるが、16ビットまたは8ビットのみが有効であるよ
うに設定することもできる。出力ポート220のOE端
子にLOWが入力されているときに出力ポート220の
RD端子に対するLOWパルス(RDパルス)が入力さ
れることにより、出力データ(OD)が出力される。
【0027】出力ポート220のOPBUSY端子は、
出力ポートからのデータ出力の可否を示す信号が出力さ
れる端子であり、他のポート(入力ポートまたはCPU
ポート)が動作中で出力ポートからのデータ出力が出来
ないときにLOWが出力される。
【0028】(3-1-3 )CPUポート CPUポートは、ホストプロセッサとのインタフェース
用の16ビット入出力データバスである。データ幅は1
6ビット、アドレス幅は8ビットである。アドレスは、
AP内の各種レジスタのアドレスを指定するために用い
られる。CPUポートから、以下の操作を行うことが出
来る。
【0029】(3-1-3-1 )レジスタの読み書き チップ内部の各種レジスタへのデータの書き込みおよび
読み出しを行うことが出来る。
【0030】(3-1-3-2 )CAMテーブルの書き込みと
読み出し CAMテーブルの書き込みと読み出しは、Memory_ A
R, Memory_ HHA, およびMemory_ HEAレジスタへ
のアクセスを介して行われる。
【0031】(3-1-3-3 )各種コマンドの実行 コマンドの実行はコマンドレジスタへ実行命令を書き込
むことにより行われる。例えば、検索実行命令が書き込
まれるとAP102は、CPUの介在を必要とせずに、
定義されたシーケンスに従って入力ポートからデータを
入力し、出力ポートから結果を出力する。検索実行命令
を書き込む前に行われる検索条件の定義もCPUバス2
30から行う。
【0032】(3-1-3-4 )検索 CPUポートを介して検索を行うこともできる。コマン
ドの実行は、IPコマンドレジスタに対するオペコード
の書き込みによって行う。
【0033】(3-2 )CAMアレーの構成 CAMアレー250は、図4に示すCAM基本ワードを
2048個有する。図4において、エンプティビット2
51は、そのワードに有効なテーブルデータが書き込ま
れているかどうかを示す。有効なデータが書き込まれて
いるときは、0に設定される。ヒット/ミスヒットフラ
グ255は、検索の結果がヒットしたかどうかを示す。
アクセスビット256は、過去の検索においてヒットま
たはミスヒットが有ったか否かを示す。
【0034】図5を用いて、CAMアレー250の論理
構成を説明する。図5に示すように、CAMアレー25
0はロウ(図5の横の行)×カラム(図5の縦の列)の
論理構成を有する。ロウおよびカラムのサイズは、図5
のセグメント番号ビット253およびバウンダリビット
252により定義される。これらのビットは、AP10
2が実行を開始する前に予め書き込まれる。
【0035】図4に示すセグメントビットは3ビットで
あり、000〜111の値によりセグメント番号が示さ
れる。セグメント番号はカラム方向の位置を表す。セグ
メントビットの値が000のワードから111のワード
までがある場合は、テーブルのカラムサイズは8であ
り、セグメントビット253の値が000のワードのみ
がある場合は、テーブルのカラムサイズは1である。こ
のように、セグメントビットに書き込む値により、テー
ブルのカラムサイズが定義される。
【0036】セグメントビットが000であるワード
は、CAMテーブルの新しいロウが始まることを示す。
このワードのバウンダリビット(図4参照)には、1を
書き込んでおく。CAMテーブルのカラムサイズnとロ
ウサイズmとは、 n × m ≦ 2048 を満たさなくてはならない。2048−n×mで定義さ
れる余りのワードは使用することが出来ない。検索は、
テーブルのカラム毎に行う。1つのコンパランドデータ
を用いて、同一のカラムにある各セグメント254を1
回参照する。
【0037】テーブルの定義が終了すると、CPUポー
ト230を介して各基本ワードのセグメント254に、
データを書き込むことが出来る。各セグメントに書き込
まれたデータを検索データ(キーデータ)として用いる
か否か、および検索によりヒットした場合に出力するタ
ーゲットデータとして用いるか否かは、CPUポート2
30を介してCPU121により定義される。各セグメ
ントに書き込まれたデータは、キーデータおよびターゲ
ットデータの双方に用いることもできる。また、カラム
毎に異なる数のセグメントを、検索データまたはターゲ
ットデータとして用いることもできる。電源投入後のC
AMテーブルの値は不定なので、CAMの全てのセグメ
ント(2048個のセグメント)にバウンダリビットを
書き込むことによってCAMテーブルを設定する。
【0038】(3-3 )レジスタの構成 AP102は、コントロールレジスタ、CUTレジス
タ、SEARCHレジスタ、HHAレジスタ、16個の
コンパランドレジスタ、16個のCSレジスタ、16個
のマスクレジスタ、32個のAOCレジスタ、32個の
AOSCレジスタ、Aチャネル選択レジスタ、Bチャネ
ル選択レジスタ、およびアドレスレジスタを有する。C
Sレジスタ、マスクレジスタは、8個づつAチャネルと
Bチャネルとに分けられている。AOCレジスタ、およ
びAOSCレジスタは、16個づつAチャネルとBチャ
ネルとに分けられている。
【0039】コントロールレジスタにより入力データの
データ幅を設定する。CUTレジスタにより検索に用い
る入力データを設定する。SEARCHレジスタにより
検索を実行する条件を設定する。HHAレジスタには、
ヒットしたCAMデータのアドレスが格納される。16
個のコンパランドレジスタには、最大16個のコンパラ
ンドデータが格納される。コンパランドレジスタに格納
された任意のコンパランドデータを、CPUポートから
のアペンド命令により、CAMアレイ中の任意のワード
に格納することができる。16個のCSレジスタには、
各検索を行うときにコンパランドデータをシフトするバ
イト数等を設定する。16個のマスクレジスタには、各
コンパランドデータのマスクするビットを設定する。
【0040】各チャネルの16個のAOCレジスタによ
り、出力データのシーケンスを設定する。即ち、1番目
から16番目ののAOCレジスタに設定された出力デー
タが、順に出力ポートから出力される。AOCレジスタ
でCAMテーブルのデータを出力すると定義した場合に
は、そのAOCレジスタに対応するAOSCレジスタに
より、出力するCAMテーブルのセグメント番号を設定
する。Aチャネル選択レジスタおよびBチャネル選択レ
ジスタには、それぞれAチャネルおよびBチャネルを選
択するために用いるデータを格納する。アドレスレジス
タにより、CPUポートからアクセスするCAMのアド
レスを設定する。これらのレジスタの設定内容を、
「(3-4 )入力シーケンスの設定方法」および「(3-5
)出力シーケンスの設定方法」で詳述する。
【0041】(3-4 )入力シーケンスの設定方法 AP102には、データの入力シーケンス(入力ポート
上のデータの取り込み、コンパランドデータのマスキン
グ等)を2種類(AチャネルおよびBチャネル)設定す
ることが出来る。
【0042】各チャネルの入力シーケンスは、最大64
個の入力データに対して設定することが出来る。最大6
4個の入力データの中のどの入力データをAPに取り込
むかを、64ビットのCUTレジスタによって設定す
る。即ち、CUTレジスタの各ビットを各入力データに
対応させ、取り込むデータに対応するビットに1を設定
し、取り込まない入力データに対応するビットに0を設
定する。
【0043】16ビットおよび8ビットの入力データ
は、AP内で結合(コンパウンド)されて最大16個の
32ビット幅データ(コンパランドデータと呼ぶ)とし
て扱われる。32ビットの入力データは、そのまま32
ビット幅のコンパランドデータとして扱われる。コンパ
ランドデータは16個のコンパランドレジスタに格納さ
れる。
【0044】コンパランドレジスタに取り込んだデータ
の中で、1つのチャネルの入力シーケンスで検索に用い
ることの出来る最大のデータ量は、CAMテーブルの最
大カラムサイズ、即ち8個である。従って有効入力デー
タ幅が32ビット、16ビット、および8ビットの場
合、それぞれ、8個、16個及び32個の入力データを
検索に用いることが出来る。
【0045】CUTレジスタによってAPに取り込むと
設定された入力データは、WRパルスに同期して逐次A
P102のアキュムレーションバッファに格納される。
どの入力データがアキュムレーションバッファに格納さ
れたときに検索を実行するかを、64ビットのSEAR
CHレジスタで設定する。即ち、SEARCHレジスタ
の各ビットが64個の入力データの各々に対応し、検索
を実行させる入力データに対応するSEARCHレジス
タのビットを1に設定する。なお、コンパランドレジス
タに4バイトのデータが格納されていないときでも、検
索を実行することが出来る。この場合、データが入力さ
れていないフィールドのコンパランドデータの値は0に
設定される。
【0046】検索を実行する際に、前のコンパランドレ
ジスタに格納されている入力データの1から3バイト
を、検索対象とするコンパランドレジスタにシフトさせ
ることが出来る。各検索を行う時のシフトさせるバイト
数を、CSレジスタの中の2ビットのシフト量フィール
ドに設定する。また、入力データをCAMアレイの中の
何番目のセグメントに対して検索させるかを、CSレジ
スタの中の3ビットのセグメント指定フィールドに設定
する。CSレジスタは各チャネルに8個づつ設けてあ
り、8回の検索のそれぞれについてシフトする量および
検索の対象となるセグメントを設定することが出来る。
シフトを行わないときはシフト量フィールドは、デフォ
ルトのまま0に設定する。
【0047】検索を実行する際にコンパランドデータの
一部をマスクする場合は、その検索に対応するマスクレ
ジスタの、マスクするビットに対応するビットを0に設
定する。マスクしないビットには1を設定する。AP内
では、検索を実行する際にマスクレジスタの値とコンパ
ランドデータとの論理積(AND)を計算することによ
り、マスクされるビットの値を0にマスクする。
【0048】入力シーケンスは、WRパルスの入力によ
り一つずつ進む。また、SQRST端子に対してLOW
パルスが入力されるか、CPUポートからSQRSTコ
マンドが入力されることにより入力シーケンスは先頭に
戻る。
【0049】(3-5 )出力シーケンスの設定方法 検索を実行すると、CAMテーブル中のヒットしたデー
タ(入力データと一致したCAMテーブルのデータ)の
レジスタアドレスがHHAレジスタに格納される。複数
のコンパランドデータのAND条件により複数のセグメ
ントに対する検索を行った場合は、ヒットした複数のセ
グメントの最下位のアドレスがHHAレジスタに格納さ
れる。
【0050】検索を実行した後に、コンパランドレジス
タ、HHAレジスタ、およびCAMテーブルから、出力
ポートへデータを出力することが出来る。出力するデー
タおよび出力する順序は出力シーケンスで定める。出力
シーケンスは、2種類(AチャネルおよびBチャネル)
設定することが出来る。それぞれのチャネルについて、
以下の設定を行うことが出来る。
【0051】16個のコンパランドレジスタ、HHAレ
ジスタ、およびCAMテーブルの中のヒットしたロウの
データの、いずれのデータを出力するかを16個のAO
Cレジスタのそれぞれに設定する。AOCレジスタの設
定により、コンパランドレジスタの値とCAMテーブル
のヒットしたロウのデータの値の論理ORを出力するこ
ともできる。1番目のAOCレジスタに設定されたデー
タから16番目のAOCレジスタに設定されたデータ
が、順に出力ポートから出力される。AOCレジスタ
に、コンパランドレジスタのデータのみを出力するよう
に設定することにより、入力ポート210に入力された
データをそのまま出力ポート220から出力することが
出来る。
【0052】CAMテーブル中のヒットしたロウの各セ
グメントのデータは、検索に用いたか否かに拘わらず、
任意に出力することが出来る。出力するCAMテーブル
のデータのセグメント番号を、16個のAOCレジスタ
のそれぞれに対応づけられた16個のAOSCレジスタ
に設定する。出力シーケンスは、RDパルスの入力によ
り一つずつ進む。また、SQRST端子に対してLOW
パルスが入力されるか、CPUポートからSQRSTコ
マンドが入力されることにより出力シーケンスは先頭に
戻る。
【0053】(3-6 )検索の実行 検索条件の設定が終了した後にSWIOPコマンドを入
力すると、AP(AP)102は入出力モード(IOP
モード)に移行し、入力ポート210からの入力に従っ
て検索を実行する。この場合、入力シーケンスおよび出
力シーケンスのそれぞれについてAチャネルとBチャネ
ルのいずれを用いるかは、CPUポートからのコマンド
により設定される。
【0054】検索条件の設定が終了した後にSWIOP
_SELECTコマンドを入力すると、AP(AP)1
02はチャネル選択条件付き入出力モード(IOP_S
ELECTモード)に移行する。この場合、最初に入力
された32ビットのデータを、Aチャネル選択レジスタ
およびBチャネル選択レジスタに格納した値と比較す
る。最初に入力された32ビットのデータが、Aチャネ
ル選択レジスタに格納した値と同一であればAチャネル
を選択し、Bチャネル選択レジスタに格納した値と同一
であればBチャネルを選択する。続いて入力ポート21
0からの入力に従って、選択したチャネルで検索を実行
する。
【0055】(3-7 )CPUポートからの検索 検索データをCPUポート210から入力することもで
きる。入力された検索データはCPU入力レジスタに設
定される。その後SARCHコマンドを入力すると、A
P102は検索を実行する。
【0056】検索結果をCPUポートから出力すること
もできる。ヒットしたCAMデータのアドレスは、HH
Aレジスタから読み取る。Memory_ ARレジスタを読み
出すことにより、アドレスレジスタに設定されたセグメ
ントアドレスのCAMデータを読み出すことが出来る。
【0057】(4)データフレームの構成 図6を用いて、ATM回線150上で使用されるATM
セルのデータ構成を説明する。図6(A)に示すよう
に、ATMセルは5オクテットのセルヘッダおよび48
オクテットの情報フィールドにより構成される。ユーザ
およびネットワークの間で用いられるUNI(User Net
work Interface)と、ネットワーク間で用いられるNN
I(Network Network Interface )におけるセルヘッダ
の構成を、図6(B)および(C)に示す。
【0058】図6(B)および(C)において、VPI
はバーチャルパス識別、VCIはバーチャルチャネル識
別である。VPIおよびVCIによりそのセルの送信先
が識別される。VPIとVCIの値は通常、ATMコネ
クションが確立されるときに設定され、ATMコネクシ
ョンが解放されるまで保持される。PTはペイロードタ
イプであり、そのセルの情報フィールドに含まれる情報
がユーザ情報であるか網情報であるかを示す。
【0059】LAN回線152上には、Ethernetタイプ
のデータフレーム又はIEEE802.3のデータフレ
ームが送信される。図7に、Ethernetタイプのデータフ
レームのデータ構成を、図8にIEEE802.3のデ
ータフレームの構成を示す。図7および図8において、
TYPEは各データフレームのDATAフィールドに格
納されるデータのプロトコルを示す。TYPEにより、
例えばIP、ARP、ICMPなどのプロトコルが表示
される。
【0060】図9に、DATAフィールドに格納される
データの一例としての、IPデータフレームの構成を示
す。図9においてDESTはデスティネーションアドレ
スであり、このデータフレームの送信先を表示する。
【0061】(5)本実施例におけるAPの初期設定 (5-1 )CAMアレーの設定 図10(A)に、アドレスプロセッサ101のCAMア
レー250の定義(テーブル構成)を示す。交換装置の
電源が投入されたときまたは入力装置125から定義の
変更入力があったときに、CPU121がカラムサイズ
を2に設定する。
【0062】各APが接続された受信側の回線で用いら
れるVPIおよびVCIをセグメント0に格納する。図
6に示すようにATMヘッダの上位4オクテット中の下
位4ビットにはVPIおよびVCIが表示されない。ま
た、UNIではATMセルヘッダの上位4ビットにはV
PI、VCIが格納されない。そこで上位4ビットおよ
び下位4ビットには0を格納する。セグメント1にはセ
ルの出力ポート番号を格納する。セルの出力ポート番号
は、本発明の「回線の番号」に該当し、セグメント0の
VPI、VCIは本発明の「番号の検索に用いるデー
タ」に該当する。図10(B)に、アドレスプロセッサ
102のCAMアレー250の定義(テーブル構成)を
示す。カラムサイズは3に設定する。LAN回線152
上では、IPデータフレームと他のデータフレームとが
混在する。そこで、それぞれのデータフレーム中に格納
されている送信先識別情報をセグメント0に格納する。
例えばIPについては、図9に示すDESTをセグメン
ト0に格納する。セグメント1には、その送信先に接続
された回線のポート番号を格納し、セグメント2には、
その送信先に対応づけられたVPI、VCI、PT、C
LPを格納する。また、GFCの初期値を上位4ビット
に格納しておく。PVCではVCIおよびVPIは予め
格納しておき、VCでは呼の設定時にVPI及びVCI
を格納する。ポート番号、VPI、VCIは本発明の
「回線の番号」に該当し、送信先識別情報またはDES
Tは、本発明の「番号の検索に用いるデータ」に該当す
る。なお、1つのATM回線のみが接続されている場合
は、ATM回線のポートを選択する必要がないので、カ
ラムサイズを2に設定し、セグメント1にVPI、VC
Iを格納する。VPI、VCIは論理的な回線の番号で
あり、本発明の「回線の番号」に該当する。
【0063】(5-2)AP101の入力シーケンスの設
定 CPU121はAチャネルの入力シーケンスを選択し、
コントロールレジスタにより、入力データの有効データ
幅をNTの出力データの幅と同一の8ビットに設定す
る。VPIおよびVCIは、APに転送するATMセル
の第1オクテットから第4オクテットに表示される。そ
こでCPU121は、それらのオクテットに対応する、
CUTレジスタの第0ビットから第3ビットを1に設定
し他のビットを0に設定する。CUTレジスタは、本発
明における位置記憶手段に対応する。第1オクテットか
ら第4オクテットの4バイトのデータは、AP内で結合
されて1つ目のコンパランドデータとなりコンパランド
レジスタに格納される。
【0064】次にSEARCHレジスタの第3ビットを
1に設定し他のビットを0に設定する。これにより、第
3ビットに対応する4番目の入力データが入力されたと
きに検索が実行される。SEARCHレジスタは、本発
明における検索データ位置記憶手段に対応する。上位4
ビットおよび下位4ビットは検索に用いない。そこで1
番目の検索に対応するマスクレジスタ(1番目のマスク
レジスタ)の上位4ビット及び下位4ビットを0に設定
し、他のビットを1に設定する。
【0065】(5-3)AP102の入力シーケンスの設
定 AチャネルにIPに対する入力シーケンスを設定し、B
チャネルに他のプロトコルのデータフレームに対する入
力シーケンスを設定する。CPU121は、Aチャネル
およびBチャネルのCUTレジスタに、AP101に対
する入力シーケンスと同様に、データフレームの先頭か
ら各種プロトコルの送信先識別情報が格納され得る範囲
までを示すデータを設定する。また、Aチャネルの入力
シーケンスを選択し、DESTの格納されている最後の
バイトのデータ位置をSEARCHレジスタに設定す
る。同様に、他のプロトコルに基づく送信先識別情報の
中の最後のバイトの位置をBチャネルのSEARCHレ
ジスタに設定する。
【0066】また、EthernetタイプまたはIEEE80
2.3における、IPを示すTYPEの値をAチャネル
選択レジスタに格納し、Bチャネルで用いるプロトコル
を示すTYPEの値をBチャネル選択レジスタに格納す
る。Aチャネル選択レジスタおよびBチャネル選択レジ
スタは、本願発明における選択データ格納手段に該当
し、TYPEは選択データに該当する。各チャネルにつ
いて、AP101と同様に、必要なCSレジスタ及びマ
スクレジスタの設定を行う。
【0067】(5-4)AP101の出力シーケンスの設
定 Aチャネルの出力シーケンスを選択し、コントロールレ
ジスタにより出力データの有効データ幅をNTの入力デ
ータの幅と同一の8ビットに設定する。本実施例では、
AP101から出力ポートへはデータを出力しないの
で、各AOCレジスタに出力データが無いことを示すデ
ータを設定する。設定が終了すると、CPU121はア
ドレスプロセッサ101にSWIOPコマンドを発行し
て、AP101をIOPモードに遷移させる。
【0068】(5-5)AP102の出力シーケンスの設
定 Aチャネルの出力シーケンスを選択し、コントロールレ
ジスタにより出力データの有効データ幅をNTの入力デ
ータの幅と同一の8ビットに設定する。次にAOCレジ
スタにより出力データのシーケンスを設定する。本実施
例では、出力側のネットワークにおけるGFC、VP
I、VCI、PT、及びCLPを出力する。そこで1番
目のAOCレジスタに、CAMデータを出力するように
設定する。出力側のネットワークのVPIおよびVCI
はセグメント2に格納されているので、1番目のAOS
Cレジスタにセグメント2を設定する。これらの設定が
終了すると、CPU121はアドレスプロセッサ102
にSWIOP_SELECTコマンドを発行して、アド
レスプロセッサ102をIOP_SELECTモードに
遷移させる。
【0069】(6)交換装置の検索動作 図11を参照して、各APの初期設定が終了し入出力モ
ードに移行した後の、本発明交換機の検索動作を説明す
る。
【0070】(6-1 )LAN回線152からのデータフ
レームの受信 NT301は、1つのデータフレームが内部のFIFO
に蓄積されると、TYPEをAP102に転送する(S
100)。そのデータフレームがIPデータフレームで
ある場合は(S110)、転送されたデータ(TYP
E)の値はAチャネル選択レジスタに格納されたデータ
の値と同一なので、AP102はAチャネルを選択する
(S120)。TYPEの値がBチャネルに格納したデ
ータ値と同一であれば、AP102はBチャネルを選択
する(S130)。続けてNT301は、受信したデー
タフレームの先頭から、各種プロトコルのデータフレー
ムの送信先識別情報が含まれ得る範囲までのデータを、
AP102に転送するように、DMAC103に要求す
る。DMAC103は、NT301のデータ転送バスに
アドレス信号(ADR)、リード信号(RD)およびチ
ップセレクト信号(CS)を出力してデータを読み込
み、AP102の入力ポートに対してライト信号(W
T)を出力してデータを書き込むことによりデータを転
送する(S140)。
【0071】AP102は入出力モードに遷移している
ので、入力ポートからWT信号が入力されると、予め設
定さている入力シーケンスに従って入力ポート上のデー
タを読み込んで検索を行う。AP102は、転送された
データの中からチャネルAまたはチャネルBの入力シー
ケンスに従って、送信先識別情報を取り込む。入力され
たデータフレームの送信先識別情報(IPではDEST
に対応する)がAP102に登録されていれば、AP1
02は検索によりそのロウを発見し、CPU121に対
して割り込みを発生する。割り込みが発生すると(S1
50)、CPU121は、AP102のアドレスレジス
タのHHAレジスタからヒットしたセグメントのセグメ
ントアドレスを読み込む(S160)。次に読み込んだ
セグメントアドレスに1を加えた値をAP102のアド
レスレジスタに書き込むことにより、ヒットしたデータ
のポートアドレスを指定する(S170)。次にMemory
_Rレジスタから出力ポートの値を読み込み(S18
0)、そのAPが接続されたポートから読み込んだ出力
ポートへの接続をSEU111に対して設定する(S1
90)。
【0072】(6-2 )ATM回線150へのデータフレ
ームの送信 次にCPU121は、AP102からSEU111への
4バイトのデータ転送をDMAC103に設定する(S
210)。DMAC103は、AP102の出力ポート
220にアウトプットイネーブル信号(OE)およびR
Dを出力してデータを読み出し、SEU111にCSお
よびWRを出力してデータを書き込むことにより、デー
タの転送を行う。
【0073】AP102は、出力ポートにRD信号が入
力されると、予め定められた出力シーケンスに従って出
力ポートからデータを出力する。即ち、セグメント2に
格納された出力側の回線のVPIおよびVCIを8ビッ
ト毎に出力する。APからの4バイトのデータ転送が終
了すると、DMAC103はCPU121に対して割り
込みを発生する。すると、CPU121は、続けてNT
301からSEU111に対する48バイトのデータ転
送を設定する(S220)。
【0074】SEU111に入力されたセルデータは、
出力側のポートに転送され、出力側のポートのDMAC
103により出力側のポートのNT301に転送される
(S230)。出力ポートのNT301は、転送された
データをシリアルデータに変換して出力側のAT網15
0に送出する。S210からS230をLAN回線15
2から受信した全てのデータフレームを転送し終えるま
で繰り返す(S240)。これにより、本交換装置に入
力されたデータフレームの転送を行うことができる。転
送が終了すると、CPU121は、AP102に対して
SQRSTコマンドを発行し、入出力シーケンスを先頭
に戻す(S250)。
【0075】[その他]実施例1においては、本発明交
換機の一例として、LANおよびATM網を相互に接続
するIWUを用いたが、イーサネットまたはSNAPの
LAN内の交換機にも本発明交換機を適用できることは
いうまでもない。この場合は、送信先のイーサネットま
たはSNAPの回線が接続されたポート番号、または/
および、そのポートで使用する送信先識別情報をアドレ
スプロセッサのターゲットデータとして使用する。送信
先のイーサネットまたはSNAPの接続された回線のポ
ート番号、またはそのポートで使用する送信先識別情報
は、本発明における「回線の番号」に該当する。
【0076】実施例1ではNT301に1データフレー
ムが蓄積されてから送信先の検索を行ったが、受信した
情報を逐次アドレスプロセッサに転送しても良い。この
場合は、CUTレジスタの全てのビットを1に設定し、
受信した全てのデータをAPに取り込む。また、受信す
るデータフレームの先頭から数えた、送信先識別情報の
最後のバイトに対応する、SEARCHレジスタのビッ
トを1に設定する。本十しれによれば、データフレーム
全てを受信しなくても、送信先識別情報が転送された時
点で送信先のポート番号等を検索することができる。従
って、より少ない遅延時間で受信したデータフレームを
スイッチングすることができる。
【0077】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、検索データ、検索データに対応づけた回線の
識別番号、受信するデータフレーム中の送信先回線の識
別番号の検索に用いるデータのデータ位置、および、デ
ータ位置に対応づけたデータを予め記憶するので、デー
タフレームを受信した際に、その中の一部のデータに基
づいて、いずれのデータ位置を用いるかを選択すること
ができる。更に、選択されたデータ位置のデータに対応
づけられた識別番号を検索し、検索した識別番号の回線
から受信したデータフレームを送信することができる。
このため、本発明交換機及び交換方法によれば、送信先
の識別情報の格納位置が異なる複数のプロトコルに基づ
く複数のデータフレームを、スイッチングすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明ネットワークシステムの構成を示す説明
図である。
【図2】本発明交換機のハードウエアブロック図であ
る。
【図3】アドレスプロセッサ(AP)のハードウエアブ
ロック図である。
【図4】CAM基本ワードの構成を示す説明図である。
【図5】CAMアレイの構成を示す説明図である。
【図6】ATMセルの構成を示す説明図である。
【図7】Ethernetタイプのデータフレームの構成を示す
説明図である。
【図8】IEEE802.3のデータフレームの説明図
である。
【図9】IPデータフレームの説明図である。
【図10】AP102のCAMアレイの設定を示す説明
図である。
【図11】本発明交換装置による検索動作を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】 10 ATM網 11〜17 ATM交換機 21〜24 端末 31、32 IWU 44〜46 LAN端末 101、102 アドレスプロセッサ(AP) 103 ダイナミックメモリアクセスコントローラ(D
MAC) 104 バスアービタ 111 スイッチングエレメントユニット(SEU) 121 CPU 122 ROM 123 RAM 124 タイマー 125 入力装置 126 表示装置 131〜134 アドレスプロセッサ 150 ATM回線 152 LAN回線 160 データバス 170 CPUバス 210 入力ポート 211 データフォーマッター 212 入力ポートシーケンサ 220 出力ポート 222 出力ポートシーケンサ 230 CPUポート 231 フラグロジック 250 CAMアレー 251 エンプティビット 252 バウンダリビット 253 セグメント番号ビット 254 セグメント 255 ヒット/ミスヒットフラグ 256 アクセスビット 301〜308 ネットワークターミネータ(NT)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データフレームを受信し、当該データフ
    レームに対応づけられた出力回線に、当該データフレー
    ムを転送する交換装置において、 検索データ及び当該検索データに対応づけた回線の識別
    番号を格納する格納手段、前記データフレーム中の内部
    に取り込むデータの位置を記憶する位置記憶手段、前記
    データフレーム中の前記位置のデータを内部に取り込む
    取込手段、取り込んだデータ中の前記識別番号の検索に
    用いるデータの位置を記憶する検索データ位置記憶手
    段、および当該位置記憶手段に格納した位置のデータに
    基づいて、前記格納手段から前記識別番号を検索する検
    索手段を有する半導体デバイスと、 当該半導体デバイスにより検索された前記識別番号の回
    線から前記データフレームを送信する送信手段とを備え
    たことを特徴とする交換装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の交換装置であって、前
    記半導体デバイスは、 前記位置記憶手段、および前記検索データ位置記憶手段
    を複数有し、 各検索データ位置記憶手段が各位置記憶手段に対応づけ
    られており、 いずれの位置記憶手段、および検索データ位置記憶手段
    を用いるかを選択する選択データを入力する手段と、 当該選択データに基づいて、いずれの位置記憶手段、お
    よび検索データ位置記憶手段を用いるかを選択する選択
    手段とを更に有することを特徴とする交換装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の交換装置であって、 少なくとも1つの前記位置記憶手段、および当該位置記
    憶手段に対応づけられた前記検索データ位置記憶手段
    は、IPのDESTを含むデータの位置を記憶し、 前記選択データは、イーサネットまたはSNAPのTY
    PEであることを特徴とする交換装置。
  4. 【請求項4】 データフレームを受信し、当該データフ
    レームに対応づけられた出力回線に、当該データフレー
    ムを転送する交換方法において、 検索データ及び当該検索データに対応づけた回線の識別
    番号を予め格納し、 前記データフレーム中の前記識別番号の検索に用いるデ
    ータのデータ位置を複数記憶し、 いずれのデータ位置を用いるかの選択に用いる選択デー
    タを入力し、 当該選択データに基づいて、いずれのデータ位置を用い
    るかを選択し、 選択されたデータ位置のデータに対応づけられた前記識
    別番号を検索し、 当該識別番号で示される回線から前記データフレームを
    送信することを特徴とする交換方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の交換方法であって、 少なくとも1つの前記データ位置はIPのDESTを含
    むデータの位置であり、 前記選択データは、イーサネットまたはSNAPのTY
    PEであることを特徴とする交換方法。
  6. 【請求項6】 検索データ及び当該検索データに対応づ
    けた出力データを格納する格納手段と、 入力されたデータ列中の内部に取り込むデータの位置を
    記憶する位置記憶手段と、 入力されたデータ列中の前記位置のデータを内部に取り
    込む取込手段と、 取り込んだデータ中の予め定められた位置のデータに基
    づいて、前記格納手段から前記検索データを検索される
    検索手段と、 検索された前記検索データに対応づけられた前記出力デ
    ータを出力する出力手段と、を備えたことを特徴とする
    半導体デバイス。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の半導体デバイスであっ
    て、 前記位置記憶手段、前記取込手段、および前記検索手段
    を複数有し、 各取込手段および各検索手段が各位置記憶手段に対応づ
    けられており、 いずれの位置記憶手段、取込手段、および検索手段を用
    いるかを選択する選択データを入力する選択手段を更に
    備えたことを特徴とする半導体デバイス。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載の半導体デバイスであっ
    て、前記選択手段は、 各位置記憶手段、各取込手段、および各検索手段に対応
    づけられたデータを格納する選択データ格納手段と、 前記選択データが入力された場合に、入力された選択デ
    ータに対応づけられた位置記憶手段、取込手段、および
    検索手段を選択することを特徴とする半導体デバイス。
JP23823094A 1994-09-30 1994-09-30 交換装置、交換方法、および半導体デバイス Pending JPH08102746A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5889777A (en) * 1995-10-23 1999-03-30 Nec Corporation Network server

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