JPH10340243A

JPH10340243A - 入出力データ転送システム

Info

Publication number: JPH10340243A
Application number: JP9149346A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Maezawa; 弘文前沢; Kazuhiko Ninomiya; 和彦二宮
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-22
Also published as: US6145024A

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の入出力インタフェースケーブル上で動
作していた入出力データ転送を、１本のシリアル入出力
インタフェースケーブルへと集約し、入出力インタフェ
ースケーブルを飛躍的に削減する。【解決手段】ホストコンピュータシステム上のオペレ
ーティングシステムから見た従来の物理的なチャネルパ
スに対応するチャネルを論理チャネルとして複数備えた
多重チャネル３と、スイッチ装置または入出力装置の入
出力ポートを複数備えた多重ポート９、１０との間で、
それぞれのチャネル及びポートが１本の大容量入出力イ
ンタフェースを共有し、フレーム単位での多重化と複数
チャネルの同時入出力動作を実現可能なチャネルパス多
重機能を備える。大容量リンク２１上で多重化された各
論理チャネルパスに対してそれぞれ論理コネクションを
確立する機能により、従来の入出力動作との互換性を維
持し、大容量リンクのデータ転送容量帯域を１ないし複
数の動作中チャネルに対して常に最大まで効率良く割り
当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータ入出力
システムにおける入出力データ転送システムに係り、特
に、チャネル装置と入出力装置との間のデータ転送を、
転送容量帯域幅の異なる伝送路を経由して多重に、ある
いは、分割したデータ形式で転送し、伝送路の使用効率
の向上と多様なデータ転送速度の選択とを可能とした入
出力データ転送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、メインフレームコンピュータシス
テムの入出力インタフェースは、複数の銅線上で並列に
データ転送を行うパラレル入出力インタフェースから、
高転送容量で長距離接続が可能な光ファイバを媒体とし
たシリアル入出力インタフェースへと移行しつつある。
そして、現在の主流となっているシリアル入出力インタ
フェースは、２００メガビット／秒のデータ転送容量を
持つ光ファイバリンクとスイッチ装置等のリピータとを
介して数十キロメートルのオーダでデータ転送が可能で
ある。

【０００３】この種のチャネルに関する従来技術とし
て、例えば、“Enterprise Systems Architecture/390
ESCON I/O Interface”Third Edition(August,1992) IB
M Corporation等に記載された技術や、ＡＣＯＮＡＲＣ
(Advanced Connection Architecture)チャネルと呼ばれ
る技術が知られている。

【０００４】光伝送技術の進歩により、チャネルの転送
容量は高くなり、伝送距離は長距離化する傾向にある。
今日、トークンリングやＦＤＤＩ(Fiber Distributed D
ataInterface)，ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)
等に代表されるＬＡＮ(LocalArea Network)とチャネル
入出力インタフェースとの境を明確に区別することが難
しくなってきている。そして、オープンなネットワーク
に直接接続することが可能で数百キロメートルのオーダ
でデータ転送可能なチャネル装置、ファイバチャネルの
ようにオープンでかつ数ギガビットレートでの高転送容
量が実現できるインタフェース、コンピュータシステム
間のシステム結合インタフェース等、多様なチャネル装
置がコンピュータシステム内で共存するようになり、外
部記憶としての入出力装置とホストコンピュータとを接
続する従来の入出力インタフェースに対しても高速化と
長距離化との要求がますます高まっている。

【０００５】例えば、前述したＡＣＯＮＡＲＣチャネル
は、２００メガビット／秒の光ファイバリンクとスイッ
チ装置とによって、スター型にチャネルと入出力装置と
を接続したSwiched Point To Pointトポロジを採用し、
全てのリンクが同一の転送容量であると共に、両端のノ
ード間でコネクションを確立し常にデータ転送経路の最
大転送容量を使用して入出力動作を行うことができる。

【０００６】数ギガビットレートでの動作が可能な部品
が価格的にも十分に使用できる環境となった現在、従来
の入出力インタフェースを効率良くスムーズに拡張し、
システムの性能の向上に見合う入出力処理性能の向上が
必要とされてきており、チャネル数を増加して入出力ス
ループットを確保することや新規の高性能チャネルイン
タフェースの開発等による従来型の性能向上とは別の手
段で、大容量インタフェースに順次乗り換えていく技術
が必要である。

【０００７】また、入出力動作の高速化という点でリン
クのデータ転送容量が大きくなることは、実際にデータ
が転送中である時間の入出力動作に占める割合が大きい
ほど、すなわち、１回の入出力動作で転送するデータ量
が大きいほど効果も大きいことを意味する。しかし、デ
ータ転送の前後には、コマンド指示や終了報告に関する
時間が存在し、これらの処理時間はあまり改善されず、
むしろインタフェースの長距離化という点で応答待ち合
わせ時間が増大することになり、１回の入出力動作で実
行するデータ量が小さい場合には、従来の入出力インタ
フェースプロトコルのままではリンクの大容量化に見合
う改善効果を得ることができない。

【０００８】リンクのデータ転送容量を効率良く使用し
て実際のデータ転送を行う手段に関する従来技術とし
て、例えば、特開平６−１８７２７７号公報等に記載さ
れた技術が知られている。この従来技術は、同一リンク
上で並列に同時に動作可能な入出力装置の場合に、フレ
ーム多重によりリンクをシェアするという方法である。
また、この種の従来技術として、ネットワーク上の複数
のノード間で転送されるフレームを多重化する等による
フレーミングによるパケット多重や、時分割多重や周波
数多重によるリンク上のインタフェースそのものをみか
け上あるいは完全に多重化する技術等が知られている。
また、他の従来技術として、データ転送前後のオーバヘ
ッドにあたる処理をできるだけ単純化して高速化を図っ
たいくつものデータ転送プロトコルの存在も知られてい
る。

【０００９】ホストコンピュータシステムの入出力イン
タフェースとして、新しい入出力インタフェースとその
プロトコルとが採用されつつあるが、入出力装置を含め
た全体として入出力データシステムが定着するまでに数
年から十年以上の年月が必要である。しかし、単に入出
力性能だけではなく信頼性や上位アプリケーションとの
互換性等を考慮する必要性から、１、２年ピッチで進歩
する光伝送技術に順次追随していくことは難しく、過去
のアーキテクチャ拡張とは異なる段階的な性能向上対策
が、ホストコンピュータシステムのＣＰＵのみならず入
出力インタフェースに対しても重要であり、ますます必
要とされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】コンピュータシステム
のシステム性能向上を図るため、ＣＰＵの性能と合わせ
て入出力処理に関しても性能向上に対する要求が増大し
ている。そして、近年のメインフレームコンピュータシ
ステムは、チャネル装置としての単体性能向上と共にシ
ステムに接続されるチャネル数も２５６チャネル、５１
２チャネル、あるいはそれ以上のチャネル数にまで増加
してきている。

【００１１】光ファイバを用いるシリアル入出力インタ
フェースケーブルは、銅線を用いたパラレル入出力イン
タフェースに比べてはるかに軽く取り回しも容易ではあ
るが、チャネル数の増加に伴いまたスイッチ装置等を介
したインタフェース経路の多様化に伴い、入出力インタ
フェースケーブルの設置や保守の問題が無視できなくな
ってきている。

【００１２】このため、複数のインタフェースケーブル
を束ねたトランクケーブル等を用いて取扱いを簡素化し
ていく手段も使用されているが、この方法は、フロア間
をまたいだビル内あるいはビル間の既存の設備に適用す
ることが困難であるという問題点を有している。また、
より高速な大容量データ転送が可能な最新の入出力イン
タフェースに乗り換える方法は、チャネル装置のみでな
く接続される入出力装置を含めた変更が必要となるとい
う問題点を有している。

【００１３】本発明の目的は、前述した従来技術の問題
点を解決し、高転送容量インタフェースを用いた多重チ
ャネルパスを使用して、複数の入出力インタフェースケ
ーブル上で動作していた入出力データ転送を、１本のシ
リアル入出力インタフェースケーブルへと集約すること
ができ、コンピュータシステムの入出力インタフェース
ケーブルを飛躍的に削減することがが可能な入出力デー
タ転送システムを提供することにある。

【００１４】また、本発明の目的は、入出力インタフェ
ースケーブルの集約時に、従来の入出力装置をそのまま
変更することなく使用することができ、オペレーティン
グシステムに対しても従来の入出力動作の変更を必要と
しない入出力データ転送システムを提供することにあ
る。

【００１５】光伝送技術の向上により、スイッチ装置や
中継器等を介した入出力インタフェースの長距離化が進
み、また、ネットワークに対して間接的、あるいはチャ
ネル装置から直接接続された入出力インタフェースの超
長距離化が図られているが、このような入出力インタフ
ェースは、既存のデータ転送方式による伝送路の使用効
率を低下させるという問題が生じている。このため、次
世代の通信プロトコルの採用には、伝送路の使用効率向
上と転送データの通信品質の確保とが重要な要素の１つ
となるが、これらの採用と普及が進むまでの間、現状の
問題点を解決する手段が必要とされる。

【００１６】本発明の目的は、前述に鑑み、プロトコル
変換のための高価な中継装置や、入出力装置等の大規模
な変更を行うことなく、かつ、既存のコンピュータシス
テム内でオペレーティングシステムを含めたプログラム
資源をそのまま流用することのできる入出力データ転送
システムを提供することにある。

【００１７】シリアルデータ転送の多重化技術として、
時分割多重の技術があるが、時分割多重の技術は、１本
の入出力インタフェース上で多重化されたパスのうちい
くつかが不動作状態にあるとき、残りのパスのみでは入
出力インタフェースのデータ転送容量を有効に使用する
ことができないという問題点を有している。また、周波
数多重による方法は、単純に１本の入出力インタフェー
スケーブルを複数のパスで使用することができ、かつ各
パスの転送容量を制約することがないため、多重化の方
法としては性能上最も優れた方法といえるが、安価な光
伝送部品が普及し、少なくとも削減される光ケーブル本
数分を含めたコストを下まわる必要があるという問題点
生じる。

【００１８】本発明の目的は、前述した多重化の問題点
を解決し、１システム当り数百本の入出力インタフェー
スとして安価に実現することができる点で優れている転
送データをフレーミングした単位でのパケット多重方式
によるインタフェースを採用すると共に、本発明が提供
するインタフェースプロトコルの互換性により、プログ
ラム資源を流用し、プログラム変更という隠れたコスト
をも必要としない安価な入出力データ転送システムを提
供することにある。

【００１９】メインフレームコンピュータは、高性能か
つコンパクトな装置へと進歩を続けており、設置面積や
消費電力等の飛躍的な改善が進んでいるが、システムと
しての高性能を維持しさらに向上させるため、接続され
る入出力インタフェースは増加する傾向に有り、設置面
積や装置に対する入出力サブシステムの占める割合が急
激に増加しているという問題点を生じている。特に、チ
ャネル装置は、入出力インタフェースケーブルと直接つ
ながるため、光インタフェース用のコネクタ部分をチャ
ネルパス数分用意することが必要となり、装置によって
は大部分が入出力インタフェースに関連する部分といっ
たメインフレームコンピュータが増えつつあるという問
題点を有している。

【００２０】本発明の目的は、前記チャネル装置の持つ
問題点を解決し、少ないチャネル数でシステム性能を発
揮することができる高性能チャネル装置を備えたコンピ
ュータシステムや、本発明のように従来の入出力装置を
そのまま使用することができ、かつ、システムチャネル
数を削減することのできる入出力データ転送システムを
提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、入出力処理装置のチャネル装置と、複数の入出力装
置のそれぞれのポート装置との間が光ファイバを用いた
シリアルインタフェースによる光リンクで接続され、デ
ータ転送を前記シリアルインタフェース上でフレーム送
受信により行う入出力データ転送システムにおいて、前
記入出力処理装置が複数のチャネル装置として動作可能
な多重チャネル装置を備え、前記入出力装置が複数のポ
ートとして動作可能な多重ポート装置を備え、前記多重
チャネル装置と前記多重ポート装置とが高ビットレート
の大容量光リンクにより接続され、前記多重チャネル装
置と前記多重ポート装置との間の大容量光リンクが、フ
レーム多重によりデータ転送を行う複数論理チャネルパ
スモードと、１チャネルパスとして使用する高速シング
ルチャネルパスモードとのいずれかのモードが選択され
て動作するようにされていることにより達成される。

【００２２】また、前記目的は、前記高ビットレートの
大容量光リンクが、その上で多重可能なチャネルパス数
が、前記入出力処理装置のチャネル装置と入出力装置の
ポート装置と接続する光リンクの転送容量と多重度との
積が前記大容量光リンクの転送容量を越えない多重度に
制限され、多重化された各チャネルパスに対してそれぞ
れ論理的な複数のコネクションを確立することにより達
成される。

【００２３】また、前記目的は、前記高ビットレートの
大容量光リンクが、１チャネルパスとして高速シングル
チャネルパスモードで使用される場合、１経路の物理リ
ンクとして動作するデータ転送プロトコルによりデータ
転送を行い、フレーム多重によりデータ転送を行う複数
論理チャネルパスモードで使用される場合、論理的な複
数のチャネルパスが、それぞれ異なるプロトコルにより
データ転送を行うことを可能とすることにより達成され
る。

【００２４】さらに、前述した本発明の目的は、請求項
に記載されない以下に記載するような構成を備えること
により達成される。

【００２５】本発明の入出力データ転送システムは、入
出力処理装置としてのチャネル装置と複数の入出力装置
との間を光ファイバを用いたシリアルインタフェースに
よる光リンクにより接続し、データ転送をシリアルイン
タフェース上でフレーム送受信によって実行するチャネ
ル装置と入出力装置との間の入出力データ転送システム
であり、従来のチャネル装置と入出力装置の入出力ポー
ト間に接続された中容量の光リンクに対して、データ転
送容量が大きい高ビットレートの大容量光リンクと、転
送容量の異なる複数のリンク間で動的にスイッチングを
行うスイッチ装置とを備え、チャネル装置がオペレーテ
ィングシステムに対して複数のチャネルパスとして動作
可能な多重チャネル装置として構成され、スイッチ装置
の多重ポート装置と多重チャネル装置との間をフレーム
多重によりデータ転送を行い、あるいは、入出力装置の
多重ポート装置と多重チャネル装置との間、入出力装置
の多重ポート装置とスイッチ装置の多重ポート装置との
間をフレーム多重によりデータ転送を行う。

【００２６】また、本発明の入出力データ転送システム
は、従来の入出力インタフェースにおけるチャネルパス
と互換性を保つため、フレーム多重されたシリアルイン
タフェースの接続管理が同一リンク上での論理チャネル
パスとしてそれぞれ接続管理され、チャネル装置と入出
力装置の入出力ポートとの間のデータ転送経路が、中容
量リンクのチャネルパスと大容量リンクの論理チャネル
パスとを経由して接続されている。

【００２７】本発明の大容量リンク上では、データ転送
プロトコルとして中容量リンク上のフレーム形式に従来
プロトコルのフレームをペイロードとしてマッピングす
る手段を用いて、異種プロトコルを経由したデータ転送
が行われる。このプロトコルの変換手法は、よく知られ
た方法であり、この方法を用いることにより、本発明に
おいても、大容量リンクを１本のリンクとしてシステム
が認識することができ、システムの運用、保守を行う場
合に好適である。さらに、本発明は、フレーム多重され
た各論理チャネルパスに対してそれぞれ独立に接続管理
が行われ、従来のチャネルパスの接続管理と同様にデー
タ転送経路としてコネクションを確立でき、データ転送
に必要な帯域幅を確保することができる。すなわち、本
発明は、データ転送帯域幅の確保とコネクション管理と
のために、大容量光リンク上の論理チャネルパスに対し
て多重度を限定し、データ転送容量の総和を光リンクの
帯域幅にあわせる手段により、フレーム多重に要する論
理回路を単純化した複数コネクションを各論理チャネル
パス上に実現している。このコネクションは、中容量リ
ンクの全容量を動作帯域幅として確保するのと同様、大
容量リンク上に同一容量分の動作帯域幅を論理的なコネ
クションとして確保することと等価な機能を提供するこ
とができる。

【００２８】本発明は、転送容量の異なるシリアルイン
タフェース上で異なるプロトコルによりデータ転送を行
うことを特徴としたデータ転送システムであると共に、
大容量入出力インタフェースが高速な１本のチャネルパ
スとしても動作可能とするため、大容量リンク上で動作
中の論理チャネルパスに対して常にインタフェースの全
転送容量を割り当てる手段を備える。すなわち、本発明
は、複数のチャネルパスが均等なプライオリティにより
フレームの送信を行う以外には多重度を限定するのみ
で、特別にチャネルパス単位でのデータ転送容量を限定
する手段を用いずに多重チャネルパスを実現しており、
多重チャネル装置の１チャネル及び多重ポート装置内の
１ポートが、大容量リンク上で動作中の他の論理チャネ
ルパスがない場合にデータ転送容量の全帯域幅を使用し
たデータ転送を行うこと可能でとなる。これはまた、大
容量インタフェースの接続距離を延長するための中継器
やスイッチ装置等のリピータを配置する等、単一リンク
上での動作を完結したプロトコルとしておくことにより
拡張性がある点で有効である。

【００２９】また、本発明は、異なるプロトコルにより
データ転送を行う場合、プロトコル変換を必要とするス
イッチ装置において、プロトコル変換を容易にかつ高速
に処理するため、中容量リンク上のフレーム内リンクア
ドレスを大容量リンク上のフレームヘッダ内にダイレク
トにマッピングする手段を用いる。スイッチ装置内の多
重ポートが内部の各ポートに対してリンクからの受信フ
レームをルーティングする際、内部ポートのポート番号
に対応する情報としてリンクアドレスがフレームヘッダ
内にあれば、リンクアドレスとしての内部ポート番号が
内部スイッチマトリクスのスイッチングＩＤとなるた
め、スイッチ装置内部処理を従来の場合から変更する必
要がなく容易に実現することが可能である。従って、本
発明における大容量リンク上のデータ転送プロトコル
は、一本のリンクとしての物理リンクアドレスと、多重
化された論理チャネルパスの各ＩＤとして論理チャネル
パスリンクアドレスをフレームヘッダ内に持つ。

【００３０】中容量インタフェースで接続されたチャネ
ル装置とポート装置とが、コンピュータシステム内でそ
の接続経路であるチャネルパスをリンクアドレスによっ
て認識していたように、本発明も、多重チャネル内の各
チャネル及び多重ポート内の各ポートが、大容量インタ
フェース内の論理チャネルパスを認識している。これ
は、多重チャネルと多重ポートとのリンクに関連する部
分、及び、システムの運用、保守のための大容量インタ
フェースを１本のリンクとして認識する部分を除いて、
システムの大部分が中容量インタフェースのみで接続さ
れた場合と全く同じように動作可能であることを意味し
ている。

【００３１】本発明の多重チャネル装置は、リンクエラ
ー検出を全チャネルが認識できる回路と、リンクリカバ
リを実行するチャネルを特定するマスターチャネル識別
回路とを備え、チャネルマイクロプログラムがマスター
チャネルであることを判定した場合のみリカバリ動作を
実施する。これにより、エラー検出が１チャネルのみで
あった場合、エラー検出及びリカバリを行うチャネル以
外はエラー認識後のリンクリカバリの動作を行うことな
くそのままリンク回復の待ち状態に入る。これは、チャ
ネルマイクロプログラムにとっても従来中容量リンクで
のリンク障害処理をそのまま流用することができ、オペ
レーティングシステムに対する入出力処理装置としてチ
ャネルがビジー状態であることを従来と同様に処理する
ことができることを意味する。

【００３２】本発明の多重チャネル装置は、大容量光リ
ンクに接続される光インタフェースドライバをチャネル
パッケージ上に実装しているため、従来の中容量光リン
ク用インタフェースドライバを各チャネル毎に持ってい
たチャネルパッケージとは物理的に異なるパッケージで
ある。従来、チャネルパス毎にチャネルパスタイプとし
てオペレーティングシステム上で定義された入出力構成
情報により認識されていたチャネル装置種別は、本発明
が備える物理チャネルパステーブル内の物理的なパッケ
ージ種別を示す固有のタイプコードを参照することによ
ってはじめて識別可能となる。これは、多重チャネル装
置内の各チャネルがオペレーティングシステムからは中
容量光リンクの各チャネルと全く同一に見え、チャネル
の動作モードタイプ等の構成情報がチャネル装置の物理
的な装置情報と区別され、それぞれ個別に物理チャネル
パス番号毎に管理されていることを意味している。

【００３３】間違って構成定義されたりあるいはチャネ
ル装置の誤インストールによるチャネルパスタイプ不一
致は、チャネル装置情報とチャネルパスタイプ構成情報
とを比較することによりエラーとして検出されるが、本
発明が提供する物理チャネルパステーブルを参照する手
段により、エラー検出に要する処理時間の大部分を占め
るチャネル装置情報の読み取り処理を大幅に短縮するこ
とができ、チャネルパスオンライン処理時間等を高速化
することが可能である。また、本発明は、各チャネルパ
スに対応するリンクエラーログアウト情報と物理チャネ
ルパステーブルとを解析し、高ビットレートの光リンク
に対しても１本のリンクとして障害部位を指摘できる手
段を提供する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による入出力データ
転送システムの一実施形態を図面により詳細に説明す
る。

【００３５】図１は本発明の一実施形態による入出力デ
ータ転送システムの概略構成を示すブロック図、図２は
チャネル装置の概略構成を示すブロック図、図３は多重
チャネル装置の論理構造の概略を示すブロック図、図４
は多重ポート装置の概略構成を示すブロック図、図５は
シリアル入出力インタフェース上の転送フレームの構造
とそのブロック変換を説明する図、図６は物理チャネル
パステーブルの構成を説明する図である。図１〜図４に
おいて、１、１１はホストコンピュータ、２はチャネル
パス、３は多重チャネル、４は入出力装置、５は入出力
ポート、６は記憶制御ユニット、７はスイッチ装置、８
はスイッチポート、９、１０は多重ポート、２０、２１
は光ファイバリンク、２２はポート間論理接続路、３０
は主記憶装置、３１は多重チャネル装置、３３はインタ
フェースドライバ、３４は主記憶インタフェース制御
部、３５はチャネル、３６は多重・分配制御部、３７は
外部インタフェースプロトコル制御部、３８はリンクコ
ネクション制御部、５０はチャネルパス制御部、５１は
データ転送バッファ、６０はフェッチデータレジスタ
（ＦＤＲ）、６１はストアデータレジスタ（ＳＤＲ）、
６２は送信フレームレジスタ（ＴＦＲ）、６３は受信フ
レームレジスタ（ＲＦＲ）、６４〜６７はデータインタ
フェース線、６８は制御インタフェース線、７０は記憶
制御ユニットまたはマトリクススイッチ、７１は多重ポ
ート装置、７３はインタフェースドライバ、７４は内部
インタフェース制御部、７５はポート、７６は多重・分
配制御部、７７は外部インタフェースプロトコル制御
部、７８はリンクコネクション制御部である。

【００３６】本発明の一実施形態による入出力データ転
送システムは、異なる入出力インタフェースを持つ入出
力装置が１つのシステムに混在して接続されたシステム
であり、シリアル入出力インタフェースの中でもさらに
異なるプロトコルを使用してデータ転送を行い、インタ
フェース上のデータ転送容量が異なる入出力インタフェ
ースを接続可能なチャネル装置を複数備えたホストコン
ピュータと、プロトコル及びデータ転送容量が異なる複
数のポートを備えたスイッチ装置あるいは入出力装置と
により構成される。

【００３７】本発明の一実施形態によるデータ転送シス
テムは、具体的には、図１に示すように、中容量の光フ
ァイバによるリンク２０を収容するチャネルパス２及び
大容量、例えばチャネルパス２０の４倍程度の容量を持
つ光ファイバによるリンク２１を収容する多重チャネル
３を有するホストコンピュータ１と、中容量のリンク２
０を収容するチャネルパス２を有するホストコンピュー
タ１１と、リンク２０、２１を介して直接ホストコンピ
ュータ１に接続される、多重ポート１０及び入出力ポー
ト５、記憶制御ユニット６を有する入出力装置４と、入
出力ポート５’、記憶制御ユニット６’を有する入出力
装置４’と、多重ポート９及びスイッチポート８を有
し、ホストコンピュータ相互間の接続（図１にはこの接
続リンクは示されていない）、ホストコンピュータと入
出力装置との間の接続を行うスイッチ装置７とを備えて
構成されている。

【００３８】前述した構成において、ホストコンピュー
タ１は、複数のチャネルパス２を介して複数の入出力装
置４、４’、スイッチ装置７または他ホストコンピュー
タ１１との間でデータ転送を行う。そして、ホストコン
ピュータ１は、光インタフェースである中容量のリンク
２０と大容量のデータ転送が可能なリンク２１とを混在
して収容しており、多重チャネル３によって多重化され
た複数のチャネルパス２の転送データをリンク２１を介
して相互に送受信することが可能である。また、図示シ
ステムは、入出力装置４の記憶制御入出力ポート５を多
重化した多重ポート１０やスイッチ装置７のスイッチポ
ート８を多重化した多重ポート９との間でデータ転送を
行うことができるものである。

【００３９】多重チャネル３は、ホストコンピュータ上
で動作するオペレーティングシステムに対して１つのチ
ャネルパスとして動作することも複数のチャネルパスと
して動作することも可能であるが、多重することができ
るチャネルパス数は物理的なチャネル装置の構造による
制限の外に各チャネルパスのデータ転送レートの総和に
よっても制限される。本発明の実施形態は、リンク２１
の転送容量を越えないチャネルパス数としてリンク２０
の４倍以上の転送容量を持つリンク２１に対して４以下
のチャネルパスを多重化している。このことは、例え
ば、中容量リンク２０の伝送速度２００Ｍビット／秒と
し、大容量リンク２０の伝送速度として１０６２．５Ｍ
ビット／秒を考えた場合に、多重度の上限を５で制限す
ることを意味する。

【００４０】本発明の一実施形態における多重度の限定
は、図５により詳しく説明するが、チャネルパスが多重
された大容量リンクと従来の中容量リンクとでデータ転
送プロトコルが異なる場合に、チャネルパスの多重化に
必要なオーバヘッドの増加を加味してもまだ十分に中容
量リンクと同等の転送容量を確保可能な多重度で制限す
ることであり、従来の機能との互換性を維持するための
ものである。大容量リンク２１上で多重化された各チャ
ネルパス２に対して常に一定以上のデータ転送容量をリ
ンク内に確保できることが、従来の中容量リンクとの異
種プロトコルを経由するデータ転送においては特に重要
である。

【００４１】スイッチ装置７は、多重ポート９を介して
ホストコンピュータ１の多重チャネル３との間、入出力
装置４の多重ポート１０との間（図１には接続リンクは
示されていない）でのデータ転送を可能にし、自装置内
の論理的なポート接続リンク２２を介してデータ転送を
行うことができる。多重ポート９は、１つ以上のポート
８とリンク２１との間で送受信フレームをフレーム単位
で多重または分配し、１つ以上の内部論理接続２２を介
して１つ以上の他ポートとの間で動的（ダイナミック）
または静的（スタティック）な論理経路を確立し、転送
容量の異なる複数のリンク２０とリンク２１との間のデ
ータ転送を行うことができる。また、スイッチ装置７
は、複数の多重ポート９を設けることにより、多重ポー
ト間の１つ以上の内部論理経路を確立して、リンク２１
から他のリンク２１へのデータ転送を行うことができ
る。

【００４２】入出力装置４の多重ポート１０は、１つの
記憶制御ユニット入出力ポート５として動作することも
複数の入出力ポート５に対して送受信フレームをフレー
ム単位で多重または分配することもできる。また、入出
力装置４の多重ポート１０は、スイッチ装置７が多重ポ
ート間のスイッチング機構を動的あるいは静的に接続で
きる場合、スイッチ装置７を介した多重ポート間の接続
も可能である。

【００４３】前述した本発明の実施形態によるデータ転
送システムによれば、入出力インタフェースケーブルの
削減を図ることができるという効果を得ることができ
る。すなわち、複数の入出力インタフェースケーブル上
で動作していた入出力データ転送を１本のシリアル入出
力インタフェースケーブルへと削減することができ、シ
ステム全体として多数の入出力インタフェースケーブル
を削減することができる。これは、コンピュータシステ
ムが大きければ大きいほど問題となるケーブル本数を、
ケーブル本数に比例して効果的に削減できることを意味
する。

【００４４】また、前述した本発明の実施形態によるデ
ータ転送システムによれば、入出力インタフェースケー
ブルの集約時において、従来の入出力インタフェースと
互換性を維持することができる。すなわち、ホストコン
ピュータとスイッチ装置との間のチャネルパス多重と従
来の入出力インタフェースとの接続によって、従来の入
出力装置をそのまま変更なしで使用することができると
共に、オペレーティングシステムから見た多重チャネル
３が従来のチャネルパス２の集合体であり、オペレーテ
ィングシステムは、特に多重チャネル３の実体を意識す
る必要がなく、入出力インタフェースとしての制御を変
更する必要がない。

【００４５】また、前述した本発明の実施形態によるデ
ータ転送システムによれば、現状設備からの移行が容易
であり低コストで実現することができるという効果を得
ることができる。すなわち、ホストコンピュータの多重
チャネル装置３と入出力装置またはスイッチ装置の多重
ポート装置のみをそれぞれ交換すればよく、それぞれ１
枚のパーケージ程度の交換／増設によりホストコンピュ
ータ上のプログラム資源をそのまま使用することができ
る。これにより、必要に応じてシステムを停止させるこ
となく変更することが容易であり、顧客業務を継続した
まま並行にシステム機能を拡張することも容易となる。
また、顧客設備の追加変更が必要ない点も重要である。

【００４６】さらに、前述した本発明の実施形態による
データ転送システムによれば、高速な入出力インタフェ
ースのサポートを行うことができるという効果を得るこ
とができる。特に、ホストコンピュータの多重チャネル
装置３と入出力装置の多重ポート装置１０とがスイッチ
装置を介さずにダイレクトに、あるいはリピータのみを
経由している場合、それぞれ１チャネル１ポートとして
大容量入出力インタフェースの全帯域を使用することに
より、リンク２１を１本の高スループットの入出力イン
タフェースとして動作させることができる。

【００４７】次に、図２を参照して多重チャネル３を構
成する多重チャネル装置３１について説明する。

【００４８】多重チャネル装置３１は、本発明の一実施
形態において、チャネル専用マイクロプロセッサを備え
て構成される多重チャネル３と光ファイバインタフェー
ス用のインタフェースドライバ３３とにより構成され、
図示例の多重チャネル装置３１は、１つのパッケージで
４つのチャネルパスをサポートしている。

【００４９】多重チャネル３は、主記憶装置３０からの
チャネルコマンドの読み出し、主記憶装置３０との間の
データ転送、チャネルコマンドの終了結果の主記憶装置
３０への書き込みを行い、入出力装置や他ホストコンピ
ュータとの間で、インタフェースドライバ３３を通して
光ファイバによりデータ転送を行う。

【００５０】そして、多重チャネル３は、光インタフェ
ースドライバ３３との間に、外部インタフェースプロト
コル制御部３７と、送受信フレームの多重および分配制
御部３６と、４つのチャネル３５と、主記憶装置３０と
の間のデータ転送制御を行う主記憶インタフェース制御
部３４とを備えて構成される。

【００５１】多重チャネル３の多重・分配制御部３６
は、チャネル“０”から“３”の各チャネル３５からの
送信フレームを多重化し、外部インタフェースプロトコ
ル制御部３７の制御に従ってフレームをインタフェース
ドライバ３３に送信する。多重・分配制御部３６は、同
時に２つ以上のチャネルからフレーム送信要求を受け取
った場合、あるいは他のチャネルからの要求によるフレ
ームを送信中にフレーム送信要求を受け取った場合、送
信フレームをシリアライズするためにチャネル３５から
の要求を複数受け付けず、外部インタフェースプロトコ
ル制御部３７がフレーム送信ビジー状態から送信要求待
ち状態になったところで各チャネル３５に対して巡回プ
ライオリティに従ってフレーム送信を受け付ける。

【００５２】インタフェースドライバ３３は、送信フレ
ームを電気信号から光信号に変換し光ファイバ２１を介
して送信する。インタフェースドライバ３３で受信され
たフレームは、受信フレーム内のヘッダ情報にチャネル
番号識別情報を持ち、多重・分配制御部３６によって識
別された受信フレームが属するチャネル番号に従い各チ
ャネルへ分配される。なお、受信フレーム内のヘッダ情
報及びチャネル番号識別情報等に関しては、図５に示す
フレーム構造を参照して後述する。

【００５３】多重チャネル３は、各チャネル３５のフレ
ーム送受信に対して光インタフェース転送容量の全帯域
を割り当て、ある１つのチャネル３５に関連する送信フ
レームと送信のフレーム間、または受信フレームと受信
フレームの間に他のチャネルに関するフレームを送信ま
たは受信するフレーム多重を行うものである点で特徴付
けられる。これは、各チャネルパス毎に光インタフェー
ス上のデータ転送容量を固定した時分割による割り当て
ではなく、その多重チャネルが１チャネルパスとして動
作する場合に、その光インタフェース上の全転送容量帯
域を用いた高速なチャネルパスとして動作可能であるこ
とを意味する。さらに、多重チャネル３は、複数チャネ
ルパスとして動作する場合、各チャネルパス毎に管理さ
れているリンクの接続管理情報に対して、各チャネルパ
スに対しては従来の接続管理をそのまま大容量光インタ
フェース上の論理的な接続として互換性を維持するた
め、外部インタフェースプロトコル制御部３７とリンク
コネクション制御３８部とによって論理接続（コネクシ
ョン）制御を行う。

【００５４】従来のチャネル装置は、物理的な入出力イ
ンタフェースと１対１に位置付けられ、１つの入出力イ
ンタフェースを物理的に制御すると共にホストコンピュ
ータシステムから１つの入出力インタフェースとしての
チャネルパス構成情報によって管理されていた。また、
ＭＬＰＦ(Multiple Logical Processor Feature)時のＡ
ＭＩＦ(ACONARC Multiple Image Facility）のように、
チャネルパスを共有する複数のＬＰＡＲ(Logical PARti
tion）からの入出力動作を１つのチャネルパス上で実行
するための機能がすでによく知られているが、この機能
は、ある入出力動作に対してチャネルパスが他のＬＰＡ
Ｒからの入出力動作中ビジー状態となり、リンクの接続
状態が解除されるまで新たな入出力動作を受け付けず、
チャネルパス上での全転送容量を１つの入出力動作に対
して割り当てるものである。

【００５５】本発明の実施形態における多重チャネル装
置３１は、ホストコンピュータ上のオペレーティングシ
ステムから見た従来の物理的なチャネルパスに対応する
チャネル３５を論理チャネルとして複数備え、それぞれ
のチャネルが１つの物理入出力インタフェースを共有
し、かつ、フレーム単位での多重化と複数チャネルの同
時入出力動作とを実現可能なチャネル多重機能を有す
る。さらに、多重チャネル装置３１は、入出力インタフ
ェースのデータ転送容量帯域を１ないし複数の動作中チ
ャネルに対して常に最大まで効率良く割り当てることが
可能である。

【００５６】多重チャネル３内の各チャネル３５がオペ
レーティングシステムに対して従来の物理的なチャネル
パスとの互換性を保つためには、各チャネル３５がそれ
ぞれ独立に入出力動作を完結できること、従来入出力装
置がそのまま使用できることが必要である。また、物理
的に異なる入出力インタフェースを経由することによ
り、データ転送中に入出力装置のポートやチャネル３５
でデータオーバランが発生したり、スイッチポート上で
データがスタックされることがないよう入出力インタフ
ェースを制御する必要がある。

【００５７】多重チャネル３は、大容量入出力インタフ
ェース上で多重化されたチャネルパスの１つが、スイッ
チ装置内のポート間論理接続を経由して中容量入出力イ
ンタフェースと接続されるため、スイッチ装置の多重ポ
ート内でフレームがスタックしないように中容量入出力
インタフェースと同一のデータ転送容量でなければなら
ない。また、大容量入出力インタフェース上の１チャネ
ルパスが占有するデータ転送容量が中容量入出力インタ
フェースより小さい場合、入出力装置からのリード動作
時に多重ポート内でフレームがスタックし性能低下を招
くことになり、さらに、入出力装置がオーバランを検出
する可能性がある。逆に、大容量入出力インタフェース
上の１チャネルパスが占有するデータ転送容量が中容量
入出力インタフェースより大きい場合は、チャネルから
のライト動作時に多重ポート内でフレームがスタックさ
れるが、多重チャネル３のチャネル３５が多重リンクを
意識できるためオーバランを回避することができる。た
だし、転送容量の差が大きければ大きいほど多重ポート
内でスタックするフレームが多くなるため、多重ポート
の大容量入出力インタフェース受信側により大きな受信
バッファを備える必要がある。

【００５８】本発明における大容量入出力インタフェー
スは、高速な１本のチャネルパスとしても動作可能とす
るため、動作中のチャネルパスに対して常にインタフェ
ースの全転送容量を割り当てられる。このことは、複数
のチャネルパスが均等なプライオリティでフレーム送信
しているのみであることを意味し、多重ポートとして大
容量の受信バッファを備えていることを示しているが、
最大でも多重チャネルと同じバッファ容量で十分であ
る。これにより、本発明における大容量入出力インタフ
ェースは、多重度を限定することにより特別にチャネル
パス単位でのデータ転送容量を限定する手段を用いるこ
となく多重チャネルパスを実現することができる。

【００５９】従来のチャネルパスとの互換性を保つため
には、各チャネルパス毎に管理されているリンクの接続
管理情報も従来と同様にチャネルパス単位で管理する必
要がある。このため、本発明の実施形態において、各チ
ャネル３５は、大容量入出力インタフェース上で多重化
される各チャネルパス毎に論理的な接続として論理コネ
クションが確立／解除できるように、リンクコネクショ
ン制御部３８によって論理接続制御を行う。

【００６０】次に、前述の論理接続制御に関して、図３
に示す多重チャネルの構成を示すブロック図及び図５に
示すシリアル入出力インタフェース上の転送フレーム構
造とそのブロックの変換を説明する図を参照してさらに
詳しく説明する。

【００６１】多重チャネル３は、図３に示すように、そ
の内部に入出力インタフェース上でのデータ転送と主記
憶インタフェース上でのデータ転送との動作速度の違い
を緩衝するデータ転送バッファ５１を持ち、主記憶上の
データを外部インタフェース経由で入出力装置へライト
し、あるいは入出力装置上のデータを外部インタフェー
ス経由でリードして主記憶装置へ読み出す。データ転送
バッファ５１は、入出力インタフェースのデータキャッ
シュであると共に、多重チャネル内の各チャネルに相当
するチャネルパス制御部５０との間でデータパス６４〜
６６を介した主記憶装置との間のデータ転送と、データ
パス６６〜６７を介した入出力装置との間のフレーム送
受信とによって共有される。図示例の多重チャネル３
は、チャネルパス制御部５０及びデータ転送バッファ５
１がそれぞれ多重チャネルとして実装された４本のチャ
ネルパスに対応し、チャネルパス制御部“０”から
“３”とデータ転送バッファ“０”から“３”に論理分
割されている。

【００６２】主記憶インタフェース制御部３４により制
御されて主記憶装置から受け取ったフェッチデータレジ
スタＦＤＲ６０のライトデータは、データパス６４を介
して一旦データ転送バッファ５１に格納され、外部イン
タフェースプロトコル制御部３７の制御に従ってデータ
転送バッファ５１からデータパス６７経由で送信フレー
ムレジスタＴＦＲ６２に転送される。データパス６７上
では、多重分配制御部３６による送信データの多重化が
行われる。データ転送バッファ５１は、チャネルパス制
御部５０によって共有され、論理分割されたデータ転送
バッファ“０”〜“３”としてチャネルパス制御部
“０”〜“３”によって制御されている。

【００６３】データ転送バッファ５１の論理分割方法に
関しては、実現するための論理規模等によって複数の論
理方式が考えられるが、本発明の実施形態は、論理規模
が小さく、１チャネルパスとして動作時に論理資源を有
効に使用することができるという観点から、４等分割か
つチャネルパス制御部“０”のみ全バッファを使用可能
なバッファポインタを持つ方法を採用している。多重・
分配制御部３６が行う送信データの多重化は、４つのデ
ータ転送バッファ“０”〜“３”のデータ送信リクエス
トを外部インタフェースプロトコル制御部３７からのフ
レーム送信許可によってセレクトする動作である。外部
インタフェースプロトコル制御部３７は、データ転送バ
ッファ５１から受け取った送信データにフレームヘッダ
を付加し、リンクコネクション制御部３８からの制御情
報をもとにデリミタとあわせて外部インタフェースに送
信するためのフレームに変換する。送信フレームレジス
タＴＦＲ６２の送信データフレームは、光ファイバ上の
転送に適したコードに変調されインタフェースドライバ
へ送信される。

【００６４】外部インタフェースより受信したフレーム
は、インタフェースドライバで電気信号に変換されデコ
ードされて受信フレームレジスタＲＦＲ６３内に格納さ
れる。この受信フレームは、外部インタフェースプロト
コル制御部３７によってチャネルパス制御“０”〜
“３”のうちどのチャネルパスに関連するフレームかが
チェックされ、またリンクコネクション制御部３８ある
いは関連するチャネルパス制御部５０によって受信フレ
ームの妥当性がチェックされる。各チャネルパス制御部
が管理するコネクション情報と受信フレームとの妥当性
のチェックは、受信フレームの種別によりリンクコネク
ション制御３８のみでチェックされる場合もあるが、オ
ペレーティングシステムから見たチャネルパス動作の互
換性を保つため、各チャネルパス制御からはチャネルパ
ス対応に個別の中容量光インタフェースが接続された場
合と全く同様にかつ個別に管理される。

【００６５】従って、図３に示すリンクコネクション制
御部３８は、受信フレーム中から各チャネルパスに対応
するコネクション情報を検出し、制御信号６８を介して
各チャネルパス制御部での判定を可能とすると共に、受
信フレームの種別に応じて妥当性のチェックを行う。外
部インタフェースプロトコル制御３７によってどのチャ
ネルパスに関連するフレームかが判定されると、その情
報を元に多重・分配制御部３６は、データ転送バッファ
５１の対応する論理分割位置へデータを格納する。デー
タ転送バッファ５１内の転送データは、データパス６５
と送信データレジスタＳＤＲ６１を介して主記憶装置３
０へ転送される。

【００６６】次に、入出力装置４またはスイッチ装置７
における多重ポート９、１０の構成を図４を参照して説
明する。

【００６７】図４において、入出力装置４またはスイッ
チ装置７における多重ポート９、１０は、多重ポート装
置７１として示されており、多重ポート装置７１は、多
重ポート７２とインタフェースドライバ７３とにより構
成されている。多重ポート７２は、複数のポート７５を
搭載し、各ポートはそれぞれインタフェース制御部７４
を介して上位の記憶制御装置６またはマトリクススイッ
チ７０とデータ転送を行い、入出力デバイスあるいはス
イッチ装置のマトリクススイッチが制御する論理接続パ
スの相手先ポートとデータ転送を行う。また、多重ポー
ト７２は、外部シリアルインタフェースであるリンク２
１に対して多重ポート動作を行うため、多重・分配制御
部７６と外部インタフェースプロトコル制御部７７とに
より各ポート７５からの送信フレームをフレーム単位で
の多重化し、外部インタフェースより受信した多重受信
フレームを各ポートヘ分配する。

【００６８】そして、図示例の多重ポート７２は、チャ
ネル装置と同様に物理的な各インタフェースの転送容量
に依存した４ポートが多重化されている。特にスイッチ
装置の場合、各ポートが任意のスイッチ装置内の他ポー
トと動的な論理接続を確立するため、マトリクススイッ
チ７０を経由した内部インタフェース上のデータ転送
は、従来と同様のプロトコルで行われる。従って、図示
の多重ポート７２は、自スイッチ装置内の動的接続制御
に関してはマトリクススイッチ７０が持つ従来の機能を
そのまま使用し、必要な内部インタフェース用のリンク
２２及び外部インタフェース用のリンク２１間のプロト
コル変換を外部インタフェースプロトコル制御７７が行
っている。また、多重ポート７２は、特に外部インタフ
ェース用のリンク２１に固有の多重フレームに対するコ
ネクション制御を行うリンクコネクション制御部７８を
外部インタフェースプロトコル制御部７２内に持ち、多
重ポートチップ内部で従来プロトコルとの互換性を保
ち、スイッチ装置７の従来機能を十分に活用し、多重ポ
ート装置７１のみの交換によってポート構成の変更を容
易でかつ安価に実現することが可能である。

【００６９】図４に示す多重ポートが入出力装置の多重
ポートであった場合、多重ポート装置７１としては、時
分割でなくフレーム多重に対応することはスイッチ装置
の多重ポート装置と同様である。そして、スイッチ装置
の多重ポートとの相違は、スイッチ装置のように内部イ
ンタフェースのためのプロトコル変換を必要としないこ
とと、接続先の多重チャネル装置が１チャネルパスとし
て動作時に、大容量のデータ伝送リンクとしてリンクの
高帯域を維持したままで１チャネル対１ポートのデータ
転送を行う機能を備えていることである。但し、本発明
の実施形態における１チャネル対１ポートの大容量デー
タ転送は、従来と大きく異なる新規なプロトコルによる
新規な入出力インタフェースを目指したものではない。

【００７０】図２、図３に示す多重チャネル及び図４に
示す多重ポートは、それぞれある１つのチャネルまたは
ポートが自装置内のデータ転送バッファをフルに使用で
きる機能を持ち、大容量リンク上のフレームカプセル化
プロトコルが１チャネル対１ポートのデータ転送容量を
制限していないことのみで、入出力動作としてコマンド
の受け渡しなど実際のデータ転送以外のオーバヘッドが
大きく低減するものではない。そして、これらの多重チ
ャネル、多重ポートは、最も重要な従来からの入出力イ
ンタフェースとの互換性を保つことができ、データのフ
ロー制御等が改善され、転送データ量が大きい入出力動
作を要するアプリケーションであれば十分に大容量リン
クの高帯域性を活かした高性能入出力インタフェースを
実現することができる。また、比較的少ないデータ量を
扱うアプリケーションに対して、むしろ同じリンク経路
で多重チャネルパスを選択した方がリンクの使用効率が
高い場合もある。

【００７１】前述したように、図２、図３に示す多重チ
ャネル及び図４に示す多重ポートを有する本発明の実施
形態は、従来の入出力インタフェースとの高い互換性を
持ち、リンクの使用形態に対して自由度があり、データ
転送におけるリンク使用効率を高レベルに維持すること
ができる。

【００７２】次に、図５を参照して、シリアル入出力イ
ンタフェース上の転送フレームの構造とそのブロック変
換について説明する。

【００７３】図５において、大容量インタフェース上の
転送データフレームであるフレーム形式Ａ１００と中容
量インタフェース上の転送データフレームであるフレー
ム形式Ｂ１０１との間で変換されるフレーム内各フィー
ルドの変換対応を矢印で示しており、矢印の向きがフレ
ーム形式Ｂ１０１からフレーム形式Ａ１００への変換を
表わしている。この変換は、例えば、入出力装置４から
スイッチ装置７を介してスイッチングされたフレーム
を、多重ポート９によって大容量インタフェース上へフ
レーム送信する際に行われるブロック変換の例である。
逆に、多重チャネルから送信されたフレーム形式Ａ１０
０のフレームは、多重ポート９内で矢印の逆方向に変換
され、スイッチ装置の内部マトリクススイッチによりス
イッチングされ、中容量インタフェースに送信される。

【００７４】フレーム形式Ａ１００は、ＳＯＦ(Start o
f Frame)デリミタ、ＥＯＦ(End ofFrame)デリミタ、Ｃ
ＲＣエラーチェックコードフィールド、フレームヘッダ
１１０、及び、ペイロードデータ１１１フィールドによ
って構成される。フレーム形式Ｂ１０１は、ＳＯＦ及び
宛て先リンクアドレスＤＬＫＡ(Destination LinK Addr
ess)、送信リンクアドレスＳＬＫＡ(Source LinK Addre
ss)、リンク制御ＬＣＴＬ(Link ConTroL)フィールドで
構成されるリンクヘッダー１１２と、ＥＯＦ、ＣＲＣで
構成されるリンクトレーラ１１３と、データフィールド
１１４とにより構成される。フレーム形式Ａ１００の場
合、物理的なリンクとしては１本のシリアルインタフェ
ース上で実現されているため、フレームヘッダ１１０内
の宛て先リンクアドレスＤＬＫＡ及び送信リンクアドレ
スＳＬＫＡはリンク固有のアドレスが入り、図５には、
それぞれ、ＤＡＤＲ、ＳＡＤＲと表示されている。

【００７５】本発明の実施形態における特徴的な点の第
１は、フレーム形式Ａ１００の中にフレーム形式Ｂ１０
１のフレームをペイロードとしてマッピングすることが
挙げられる。これは、異種プロトコル間でのデータ変換
方法としてよく知られた手法であると共に、本発明の実
施形態においても１本のリンクとしてシステムが認識で
きることがシステムの運用、保守に重要と考えているた
めである。また、本発明の実施形態による大容量インタ
フェースに接続された両端のノード間に、距離を延長す
るための中継器やスイッチ装置等のリピータを配置する
上でも、単一リンク上での動作を完結したプロトコルと
しておくことの重要性が挙げられる。

【００７６】フレーム形式Ｂ１０１のＳＯＦ、ＥＯＦは
コネクション制御のためそれぞれＣＳＯＦ(Connect Ｓ
ＯＦ)、ＰＳＯＦ(Passive ＳＯＦ)と、ＤＥＯＦ(Discon
nectＥＯＦ)、ＰＥＯＦ(Passive ＥＯＦ）とに区別され
ている。そして、ＣＳＯＦを持つフレームがリンクを通
過してからＤＥＯＦフレームまでがコネクション確立中
であることを示している。

【００７７】フレーム形式Ｂ１０１をフレーム形式Ａ１
００に変換する際、フレーム形式Ｂ１０１のＳＯＦ、Ｅ
ＯＦの種別は、フレーム形式Ａ１００のＦＣＴＬ(Frame
ConTroL)フィールドに反映され、フレーム形式Ａ１０
０のＳＯＦ、ＥＯＦはフレーム形式Ｂ１０１のＳＯＦ、
ＥＯＦとは独立に制御されるため、フレーム形式Ｂ１０
１のＳＯＦ、ＥＯＦは、フレーム形式Ａ１００のリンク
プロトコルに対して何ら影響を与えないと共に、多重チ
ャネル３や多重ポート６は、フレーム形式Ａ１００のＦ
ＣＴＬフィールドを用いてそれぞれリンク上に論理的な
コネクションが確立中であるかどうかを制御することが
できる。これが本発明の実施形態における第２の特徴的
な点である。このコネクションは、中容量インタフェー
ス上でフレーム形式Ｂ１０１がリンクの全容量を動作帯
域幅として確保するのと同様に、大容量インタフェース
上に同一容量分の動作帯域幅を論理的なコネクションと
して確保する。

【００７８】本発明の実施形態における特徴的な点の第
３は、フレーム形式Ａ１００のフレームヘッダ１１０内
にＤＩＤ、ＳＩＤ(Destinasion，Source Identificatio
n)フィールドを持ち、フレーム形式ＢのＤＬＫＡ、ＳＬ
ＫＡをそれぞれダイレクトにマッピングする点である。
これにより、多重ポート６が内部の各ポートに対してリ
ンクからの受信フレームをルーティングする際、内部ポ
ートのポート番号に対応する情報としてＤＬＫＡ、ＳＬ
ＫＡがフレームヘッダ内にあることによって容易にかつ
高速にフレーム変換を処理することが可能である。ま
た、スイッチ装置の場合、特にその内部ポート番号が内
部スイッチマトリクスのスイッチングＩＤとなるため、
スイッチ装置の各ポートＩＤを表わしていたフレーム形
式ＢのＤＬＫＡ、ＳＬＫＡを直接フレーム形式Ａのヘッ
ダから受信可能とすることができ、スイッチ装置内部処
理は従来と変更なしに容易に実現可能である。

【００７９】フレーム形式Ａ１００のＤＩＤ及びＳＩＤ
は、前記コネクション制御のＩＤとしても使用される。
ポート間論理接続がダイナミック接続の場合、フレーム
形式Ａ１００のＤＩＤ、ＳＩＤフィールドは、フレーム
形式Ｂ１０１のＤＬＫＡ、ＳＬＫＡが自スイッチ装置の
内部ポート番号に対応する情報であるため、大容量光リ
ンク上で多重化された各論理チャネルパスは、ＤＩＤ、
ＳＩＤによって１対１に関連付けられる。一方、スタテ
ィック接続の場合、フレーム形式Ｂ１０１のＤＬＫＡ、
ＳＬＫＡのみではユニークであることを保証できない。
カスケード接続された他スイッチ装置のアドレッシング
に使用されるリンクアドレスの場合やスタティック接続
から直接入出力装置に接続された場合、スイッチ装置内
のスタティックパススルー状態のポート番号は、通過す
るフレームのＤＬＫＡ、ＳＬＫＡと関連しないため、Ｄ
ＩＤ、ＳＩＤフィールド内のＤＬＩＤ(Destinasion Log
ical-path ＩＤ)１２５、ＳＬＩＤ(Source Logical-pat
h ＩＤ）１２６によって、はじめてユニークに論理チャ
ネルパスを認識することができる。

【００８０】ＤＬＩＤ、ＳＬＩＤは、多重チャネル装置
内の物理チャネル番号を特定するためにチャネル間でユ
ニークであればよく、複数のＩＤが１つのチャネルに割
り当てられてもよい。また、多重ポート装置内でも各ポ
ート間でユニークであればよい。ポート間論理接続がダ
イナミック接続の場合でも、ＤＬＩＤ、ＳＬＩＤのみで
論理チャネルパスは１対１に関連付けられるが、従来、
同一スイッチ装置に関連するリンクアドレスが各ポート
でユニークに決定されていたことから、本発明の実施形
態のＤＩＤ、ＳＩＤは、それぞれＤＬＫＡとＤＬＩＤ、
ＳＬＫＡとＳＬＩＤにより構成されている。

【００８１】大容量光リンク上のプロトコルに関連し
て、ＤＩＤ、ＳＩＤは、一連のデータ転送制御に関連し
てリンクアドレスと同じ宛て先及び送信元を指すとは限
らない。ＤＩＤ、ＳＩＤは、データ転送時のフロー制御
に必要な関連付けを表わすフィールドである。但し、本
発明の実施形態においては、多重ポート装置内の各ポー
トが異種プロトコル間で行うフレーム変換処理を軽減す
るため、中容量リンク上のリンクアドレスと同じ宛て先
及び送信元方向でマッピングしている。

【００８２】中容量リンクで接続されたチャネル装置と
ポート装置とが、コンピュータシステム内でその接続経
路であるリンクをフレーム形式Ｂ１０１のＤＬＫＡ、Ｓ
ＬＫＡによって認識していたように、多重チャネル３内
の各チャネル及び多重ポート６内の各ポートは、フレー
ム形式Ａ１００のＤＩＤ、ＳＩＤによって大容量インタ
フェース内の論理リンクを認識する。このことは、多重
チャネル３と多重ポート６とのリンクに関連する部分、
及びシステムの運用、保守のため大容量インタフェース
を１本のリンクとして認識する部分を除いて、システム
の大部分が中容量インタフェースのみで接続された場合
と全く同じように動作可能であることを意味している。

【００８３】多重チャネル３及び多重ポート６は、それ
ぞれ内部の各チャネルや各ポートに対して中容量インタ
フェースの転送容量と同じ動作帯域幅を保証し、コネク
ションをフレーム形式Ａ１００のＤＩＤ、ＳＩＤペアの
単位でＦＣＴＬフィールドを用いて制御することによ
り、システム上のオペレーティングシステムで管理され
ている入出力構成情報は何ら変更する必要がない。これ
により、従来環境から容易に移行できると共に、多重チ
ャネル３及び多重ポート６のみの交換で安価に機能拡張
を行うことができる。

【００８４】次に、チャネルインタフェース障害発生時
の接続制御に関して、本発明の実施形態による多重チャ
ネルのリンクコネクション制御部３８及び多重ポートチ
ップのリンクコネクション制御部７８の動作を説明す
る。

【００８５】大容量インタフェースの各論理チャネルパ
スに関するコネクションは、ＦＣＴＬフィールドで管理
されているため、コネクションエラーの検出などフレー
ムの妥当性エラーに関しては、それぞれのチャネルが個
別に管理することにより従来のリカバリ処理が実行さ
れ、エラーが検出されたチャネル以外はそのまま動作を
継続することができる。大容量インタフェースの光リン
クで障害が発生した場合、多重化された全てのチャネル
パスのエラーが検出され、リカバリ動作に入る場合があ
る。光リンク上でビットエラーが発生した場合で、イン
ターミッテントなエラーで単一フレームのみがエラーと
なるような場合、リカバリ動作は単一チャネルのみで行
われるが、複数ビットのエラーにより光リンク受信のキ
ャラクタ同期ロス状態に入った場合や受信光レベル低下
で信号ロス状態に入った場合、多重化されたすべてのチ
ャネルパスがエラー検出からリカバリ動作へ入る。この
場合、大容量光リンクがそれ自体で１本のリンクである
ために、複数チャネルのリンクリカバリ動作が競合する
という問題が発生する。

【００８６】同期ロスや信号ロス状態のエラー検出時、
そのリンクリカバリ動作は、光リンクをイニシャライズ
するためにデータとは異なるプリミティブな制御コード
によって光リンクの状態を管理することにより行われ、
リンクの両端にあたる各ノードが実際にフレームの送受
信が可能なステータスに推移するまで、ノードを構成す
る各チャネル及び各ポートがフレーム送信や制御コード
のレスポンスに支障を与えないよう制御されなければな
らない。

【００８７】前述したリカバリ動作の競合を避けるため
の第１の手段として、各チャネルあるいは各ポートのう
ち、１チャネルまたは１ポートのみのエラーを検出する
方法がある。エラー検出が１チャネルまたは１ポートの
みであればリカバリ動作の競合は発生しない。また、第
２の手段として、エラーの検出を全てのチャネルまたは
ポートに対して行うがリカバリ動作は１チャネルまたは
１ポートのみで行う方法がある。

【００８８】本発明の実施形態による多重チャネル装置
は、後者の第２の手段を用いて構成され、リンクエラー
の検出を全チャネルが認識できる回路と、特にリカバリ
チャネルを特定するマスターチャネル識別回路とを持
ち、チャネルマイクロプログラムがマスターチャネルで
あることを判定した場合のみリカバリ動作を実施するよ
うに構成される。

【００８９】第２の手段を採用する理由は、エラー検出
が１チャネルのみで行われた場合、エラー検出及びリカ
バリを行うチャネル以外りチャネルが、全くエラーと認
識しないでそのままリンク回復の待ち状態に入ることに
なり、これが、リンクの回復時間に依存してリンクエラ
ー本来のエラーとは異なるエラー状態、例えば、オーバ
ラン検出やタイムアウト等を引き起こす要因となるため
である。

【００９０】また、第２の手段を採用する理由は、１チ
ャネルに対してリンクエラーを報告する回路を４チャネ
ルに報告する回路として構成されていればよいのみであ
り、またチャネルマイクロプログラムにとっても従来中
容量リンクでのリンク障害処理をそのまま流用すること
ができ、オペレーティングシステムに対する入出力処理
装置としても、チャネルがビジー状態であることを従来
と同様に処理することができるからである。さらに、リ
カバリ動作に対してマスターチャネル識別回路を設ける
ことにより、従来リカバリ動作を行っていたチャネルマ
イクロプログラムは、従来と同様の処理で、マスターチ
ャネル以外はリカバリ動作をスキップするだけでよい。
また、ハードウェア回路としても、チャネルオンライン
の１ビットレジスタから動作中の最弱番チャネル番号の
みをマスターチャネルとして選択し、マイクロプログラ
ムが判定可能な分岐条件に反映させるだけてよく、少な
い論理回路規模で容易に実現することが可能である。

【００９１】前述のリカバリー動作は、マスターチャネ
ルをハードウェアを用いずにチャネルマイクロプログラ
ムのみで判定して行うようにするのが最も良いように考
えられる。しかし、従来全く独立に単チャネルとして動
作していたチャネルが他チャネルの状態を監視すること
は、チャネル全体の管理情報を参照する処理を追加する
必要があり、さらに従来オフライン中のチャネルに対し
ては動作モードの違いによりチャネルタイプがダイナミ
ックに構成変更される場合があり、マイクロプログラム
の入れ替えが可能なストップ状態にあるため、オンライ
ン中のチャネルのみでマスターチャネルを決定しなけれ
ばならない。これはまた、固定番号チャネルでリカバリ
を行うことができないことも意味している。

【００９２】以上のことから、本発明の実施形態による
多重チャネルは、ハードウェアとして少ない論理回路の
追加とマイクロプログラムのマスタチャネル判定の追加
により、従来マイクロプログラムが行っていたリンク障
害処理に対して高い互換性を実現することができる構成
としている。

【００９３】リンク障害からのリカバリやリンクのイニ
シャライズ処理のため、従来の中容量光リンクは、プリ
ミティブな制御コードを使用している。この制御コード
としては、例えば、ＡＣＯＮＡＲＣチャネルを例にとる
と、ＩＤＬ(Idle)，ＮＯＰ(Not Operational)，ＯＦＬ
(Offline)，ＵＤ(Unconditional Disconnect)，ＵＤＲ
(Unconditional Disconnect Response）の５種類があ
る。大容量光リンクも一本のリンクとしてそのイニシャ
ライズ及びリカバリのために同等のプリミティブな制御
コードを持つ。中容量光リンクの各制御コードをそれぞ
れＩＤＬ２，ＮＯＰ２，ＯＦＬ２，ＵＤ２，ＵＤＲ２、
大容量光リンクの各制御コードをそれぞれＩＤＬ１，Ｎ
ＯＰ１，ＯＦＬ１，ＵＤ１，ＵＤＲ１として、大容量光
リンク上の論理コネクションと各制御コードの関係につ
いて説明する。

【００９４】ＡＣＯＮＡＲＣチャネルインタフェースで
のスイッチ装置は、スイッチ装置内のポート間論理接続
がスタティック接続かダイナミック接続かによって、前
述のプリミティブな制御コードがスイッチポート間で等
価か否か違いがある。

【００９５】そして、スイッチ装置内のポート間論理接
続がダイナミック接続である場合、スイッチポートは独
立にリンク接続先のチャネルあるいは入出力ポートとの
間でイニシャライズを行うため、大容量光リンクのイニ
シャライズも多重チャネルと多重ポート間でのみ行われ
る。スイッチ装置と中容量光リンクを介した従来の入出
力装置間は、各ポート間で従来と同様にＯＦＬ２の送
信、ＯＦＬ２のレスポンスとしてＵＤ２の送信、ＵＤ２
のレスポンスとしてＵＤＲ２の送信を行う。これと同様
に大容量光リンクは、多重チャネル内の最初にオンライ
ンされたチャネルがマスタチャネルとされ、多重ポート
との間でＯＦＬ１の送信、ＯＦＬ１のレスポンスとして
ＵＤ１の送信、ＵＤ１のレスポンスとしてＵＤＲ１の送
信が行われる。

【００９６】一方、ポート間論理接続がスタティック接
続の場合で、それぞれ中容量光リンクに接続されたポー
ト間の場合、制御コードはスイッチ内を通過し、それぞ
れポートに接続された相手先の間でイニシャライズが行
われる。多重ポート装置内の１つ以上のポートがスタテ
ィック接続であった場合、多重ポート及びスタティック
接続先ポートは、それぞれダイナミック接続であった場
合と同様にリンクイニシャライズを行い、制御コードの
送信及び応答を行う。スタティック接続された両ポート
が共に制御コードでのイニシャライズを完了したアイド
ル状態になるまで、先にアイドル状態となったポートで
受信したフレームは、もう一方のポートがアイドル状態
になるまで、ダイナミック接続であった場合と同様に相
手先ポート未接続のポートビジーを応答する。

【００９７】本発明の実施形態によるスイッチ装置は、
ポート間のスタティック接続が、両ポートが共にともに
アイドル状態になってはじめて成立する擬似スタティッ
ク接続を採用しており、これにより、多重ポートとスタ
ティック接続されたポートが中容量光リンクから制御コ
ードを受信した場合にも、ポートとして制御コードに応
答可能で、かつ多重ポートの他の論理チャネルパスはそ
のまま動作することが可能である。また、本発明の実施
形態によるスイッチ装置は、中容量光リンクから受信し
た制御コードが論理パス解除を伴う場合でも、制御コー
ドの受信によりダイナミック接続されたポートと同様に
論理パスの状態変更通知を行うことにより、多重ポート
の先の多重チャネルのうち関連するチャネルが論理パス
を解除することができる。

【００９８】リンクがアイドル状態となりフレームの送
受信が可能となったところで、多重チャネル内の各チャ
ネルと多重ポート内の各ポートとの間の関連付けが図５
に示すフレーム形式Ａ１００のＤＩＤ，ＳＩＤフィール
ドを用いて行われる。これは、ＡＣＯＮＡＲＣチャネル
インタフェースでいうＡＬＡ(Acquire Link Address)フ
レームに相当するフレーム形式Ａ１００のフレームが行
うリンクアドレス取得処理であり、ＩＣＴＬフィールド
で区別されている。

【００９９】ＤＩＤ，ＳＩＤフィールドで関連付けられ
たチャネルとポート間の論理チャネルパスは、スイッチ
装置を経由した中容量光リンクとあわせてデータ転送経
路を形成する。多重化された各チャネルは、入出力装置
との間で相手先ノードＩＤの取得と論理パスの確立とを
行う。チャネルと入出力装置との間で確立される論理パ
スは、コネクション制御されたフレームの送受信による
論理パス確立の手順に従って確立される。これは、すで
にコネクション管理に関して説明したように、中容量光
リンクの全帯域幅と大容量光リンクの論理チャネルパス
に割り当て可能な転送容量とを論理コネクションによっ
て確保することによって、複数の論理パスを大容量光リ
ンク上の論理チャネルパス毎にそれぞれ確立できること
を意味する。

【０１００】ホストコンピュータの初期リセット時、多
重チャネル内で最初にオンラインとなるチャネルは、マ
スタチャネルとしてプリミティブ制御コードによるリン
クイニシャライズ処理を実行し、リンクアドレス取得処
理を行う。マスタチャネルのリンクアドレス取得は、ス
イッチ装置の多重ポート装置またはスイッチ装置を介さ
ない場合には入出力装置の多重ポート装置との間で行わ
れ、多重リンク上でのリンクアドレスであるフレーム形
式Ａ１００のＤＬＡ，ＳＬＡを確定すると共に、論理チ
ャネルパスとしてＤＩＤ，ＳＩＤの関連付けを行う。

【０１０１】多重化されているマスタチャネル以外のチ
ャネルは、論理チャネルパスとしてＤＩＤ，ＳＩＤの関
連付けに必要なフレーム送受信処理から自チャネル分の
イニシャライゼーションを行う。また、マスタチャネル
を含むすべてのチャネルは、相手先ノードＩＤの取得と
論理パス確立のためのフレームの送受信とを行う。

【０１０２】初期リセット以外において、サービスフレ
ームコンソールまたはオペレーティングシステムを介し
たチャネルオンライン指示により、多重チャネル装置内
で最初にオンラインとなるチャネルは、マスタチャネル
として前記リンクイニシャライズ処理を行い、このチャ
ネルがオフラインとされるまでマスタチャネルであり続
ける。マスタチャネルの交代は、マスタチャネルがオフ
ラインとなるときのみであり、多重チャネル内に他のオ
ンライン動作中チャネルが存在し、動作中のチャネルが
複数であればその最弱番チャネルにマスタチャネルを引
き継ぐ。

【０１０３】多重チャネル装置内のすべてのチャネルが
オフライン状態にあるとき、すなわち、どのチャネルも
オンラインされていないかあるいはチャネルオフライン
時にマスタチャネルを引き継ぐオンライン中チャネルが
存在しないとき、多重リンク上は、ＯＦＬ１のプリミテ
ィブ制御コードを送信しているかも知れないし、光出力
オフ状態かもしれない。

【０１０４】本発明の実施形態によるスイッチ装置は、
前述のマスタチャネル機能により、大容量多重リンクの
リンクイニシャライズ処理を単一のリンクとして制御可
能であると共に、マスタチャネルを含めた各チャネルが
大容量多重リンクの存在をほとんど意識することなくそ
れぞれ独立なインタフェースと同様に論理チャネルパス
を構成することができ、従来の中容量リンクとのスイッ
チング接続を容易に実現することが可能である。

【０１０５】次に、図６に示す本発明の実施形態におけ
る物理チャネルパステーブルの構成を説明する。コンピ
ュータシステムに接続された物理的なチャネル装置に対
しては、システム内でユニークな物理チャネル番号が割
り振られており、図示例の物理チャネルパステーブルは
５１２チャネルがシステムに接続されている場合を示し
ている。

【０１０６】図６に示すテーブルは、物理チャネル番号
“０”から“１ＦＦ”（ｈｅｘ）までの各チャネルに対
して４バイトのデータを与えて構成されている。１つの
物理チャネルに与えられるテーブル情報は、ＰＣＯＮ
Ｆ，ＳＣＯＮＦ，ＰＴＹＰＥ，ＣＨＰＩＤに分割され
る。

【０１０７】ＰＣＯＮＦは、システム内での物理的な構
成を示し、Ｉ，Ｅ，Ｆビットとその他のリサーブ（ｒ）
ビットとからなる。ｒビットは使用されているビットで
あるが本発明に関連しないものをも含めている。Ｉ，
Ｅ，Ｆビットは、それぞれチャネル装置のインストー
ル、イネーブル、オフラインの各状況を表わし、物理チ
ャネルパス番号に対応するチャネルパスがシステムに物
理的にインストールされているか否かをＩビットで、チ
ャネルパスがシステム上で使用許可されているか否かを
Ｅビットで、チャネルパスがオフライン状態かオンライ
ン状態かをＦビットで判定する。

【０１０８】Ｉビットは、システムの初期リセット及び
チャネル装置であるチャネルパッケージの活栓挿抜時に
更新される。チャネル装置が実装されている場合、複数
のＩビットが“１”にセットされる。本発明の実施形態
による多重チャネル装置の場合、連続する４物理チャネ
ルがセットされる。Ｅビット及びＦビットは、初期リセ
ットとサービスフレームコンソールとからの指示によっ
て更新され、さらに、Ｆビットに関しては、オペレータ
コンソールよりオペレーティングシステムを介して更新
可能である。Ｅビットが多重チャネル装置内の最弱番チ
ャネルのみ“１”にセットされている場合、多重チャネ
ル装置は、シングルチャネルパスとして高スループット
のデータ転送が可能である。但し、スイッチ装置に接続
された場合等多重ポート装置側に依存して実行可能かど
うかが決定される。

【０１０９】ＳＣＯＮＦは、システム上のオペレーティ
ングシステムが管理するＣＨＰＩＤ単位の構成情報から
作成されるシステム構成情報を表わす。例えば、従来の
パラレルチャネルでのＢＬ／ＢＹモードやシリアルチャ
ネルでのＣＮＣ／ＣＴＣ／ＣＶＣモード等のチャネルの
動作モードタイプが含まれる。

【０１１０】ＰＴＹＰＥは、チャネル装置の物理タイプ
を表わすＴＹＰＥフィールドを持ち、チャネル装置とし
て、パラレルインタフェースをサポートしたチャネル装
置か、シリアル光インタフェースのうち従来の中容量光
ファイバをサポートしたチャネル装置かまたは大容量光
ファイバをサポートしたチャネル装置か等の、そのイン
タフェースドライバに必要な実装部品で物理的に異なる
チャネル装置に対応したＴＹＰＥコードが格納される。

【０１１１】ＣＨＰＩＤは、物理チャネル番号で示され
るチャネル装置がシステム上でチャネルパスＩＤとして
どう割り振られているかを表わしており、オペレーティ
ングシステムから見た論理的なチャネルパス番号に相当
し、論理チャネル番号として物理チャネルに対してユニ
ークでさえあれば自由に割り当て可能となっている。こ
のフローティングなＣＨＰＩＤアサインは、すでによく
使用されている機能であり、システム上で動作している
オペレーティングシステムの種類によって異なるＩＤの
割り当てや、チャネル固定障害発生時に未使用のチャネ
ルパスに障害チャネルのＣＨＰＩＤを割り当てて顧客シ
ステムの動作への影響を最小化する等のシステム可用性
の向上を目的に使用されてきた機能である。また、図６
に示す物理チャネルパステーブルでは、ＰＣＯＮＦ、Ｐ
ＴＹＰＥとあわせて有効なＣＨＰＩＤがアサイン可能か
どうかのチェックも実施される。

【０１１２】本発明の実施形態による多重チャネル装置
は、大容量光インタフェースに接続される光インタフェ
ースドライバをチャネルパッケージ上に実装しているた
め、従来の中容量光インタフェースドライバを各チャネ
ル毎に持っていたチャネルパッケージとは物理的に異な
るパッケージとなる。このため、ＰＴＹＰＥのＴＹＰＥ
フィールドは、固有のコードがアサインされているが、
多重チャネル装置内の各チャネルは、オペレーティング
システムからは中容量光インタフェースの各チャネルと
全く同一に見えるように、チャネルの動作モードタイプ
等ＳＣＯＮＦフィールドに対しては、中容量光インタフ
ェースの各チャネルと全く同様に設定される。

【０１１３】チャネルの動作モードタイプは、従来、チ
ャネルパス毎にオペレーティングシステム上で定義さ
れ、パスタイプのみにより一意にチャネル装置種別が認
識されていた。そして、間違って構成定義されたりある
いはチャネル装置の誤インストールによるパスタイプ不
一致は、初期リセットやチャネルパスイネーブルまたは
オンライン時に実際のチャネル装置をスキャンし、読み
取ったチャネル装置情報とチャネルパスタイプ構成情報
とを比較してエラーとして検出されていた。特に、チャ
ネル装置をパッケージ単位に増設する際、チャネルパス
イネーブルまたはオンライン時にエラー検出を行うた
め、本来の処理に対してエラー検出による処理時間オー
バヘッドが非常に大きかった。

【０１１４】本発明の実施形態は、ＰＴＹＰＥをテーブ
ルに備えることにより、エラー検出に要する処理時間の
大部分を占めるチャネル装置情報のスキャンを短縮し、
チャネルパスイネーブルまたはオンライン処理時間を大
幅に短縮することが可能である。実際に、チャネル装置
情報のスキャン動作に必要な処理は、パッケージ増設の
際に行えばよく、人手作業と関連するため処理時間のオ
ーバヘッドを無視することができ、チャネルパスオンラ
イン時には物理チャネルパステーブルをチェックするの
みでよい。

【０１１５】前述した本発明の実施形態によれば、チャ
ネルとスイッチ装置との間の４チャネル動作を４本から
１本の高速シリアルインタフェースに置き換えることが
可能となり、特に、近年のメインフレームのようにシス
テム当り２５６チャネル、５１２チャネル、あるいはそ
れ以上といったシステムに対して、顧客のシステム入出
力ケーブル削減という非常に重要な機能を実現すること
ができる。

【０１１６】また、ＣＰＵの性能向上に伴ってシステム
全体の処理性能を向上させるため入出力処理性能も既存
の入出力装置を使用したまま実現するためには、チャネ
ル数増加は最も現実的であり、可用性向上のための交代
チャネルパスもチャネル数増加の一因となり得る。本発
明の実施形態によれば、従来のチャネルに対してより高
速なチャネル入出力インタフェースを提供するだけでな
く、コンピュータシステムとしての変更を最小化すなわ
ちオペレーティングシステムや従来入出力装置を全く変
更せずに、チャネルあるいはポート装置の交換によりシ
ステム入出力ケーブルの削減を行うことができる。

【０１１７】本発明の実施形態により、チャネル入出力
インタフェースのリンク数をチャネルあるいはポート多
重で削減することは、交代チャネルパスを構成する上で
検討するすなわちリンクとして交代パスがあるかどうか
の検討を注意深く行うことにより、決してシステムの可
用性を低下させるものではない。

【０１１８】また、本発明の実施形態による多重チャネ
ル装置及び多重ポート装置は、現状設備からの移行がそ
れぞれ１枚程度のパーケージ交換あるいは増設により、
容易かつ低コストで実現することができるため、ホスト
コンピュータシステムの顧客業務を継続（無停止）した
まま並行にシステム機能の拡張が可能であり、従来の入
出力インタフェースとの高い互換性と、データ転送にお
けるリンク使用効率の向上とを、大容量リンクの使用形
態を多重チャネルパスとシングルチャネルパスとの選択
によって実現することができる。

【０１１９】前述した本発明の実施形態による本発明の
特徴的な構成を列記すれば、以下に記載する通りであ
る。

【０１２０】本発明は、入出力処理装置のチャネル装置
と、該チャネル装置と複数の入出力装置のそれぞれのポ
ート装置との間が光ファイバを用いたシリアルインタフ
ェースによる光リンクで接続され、データ転送を前記シ
リアルインタフェース上でフレーム送受信により行う入
出力データ転送方式において、前記チャネル装置と該入
出力装置間のデータ転送経路を動的にスイッチングする
スイッチ装置と、該入出力装置と該スイッチ装置の各入
出力ポート間を接続するシリアルインタフェースと、該
チャネル装置と該スイッチ装置の入出力ポート間を接続
する高ビットレートのデータ転送が可能な大容量シリア
ルインタフェースとにより構成され、前記チャネル装置
がオペレーティングシステムに対して複数のチャネルパ
スとして動作可能な多重チャネル装置であり、前記スイ
ッチ装置が複数のポートとして動作可能な多重ポート装
置を備え、前記多重チャネル装置と前記多重ポート装置
との間でフレーム多重によるデータ転送を行い、前記入
出力装置と前記チャネル装置との間の入出力インタフェ
ース経路で転送容量の異なるシリアルインタフェースを
経由したデータ転送を行うことを特徴とする。

【０１２１】本発明は、前記入出力装置の多重ポート装
置と前記スイッチ装置の多重ポート装置とを備え、前記
入出力装置と前記スイッチ装置との間を高ビットレート
の大容量光リンクで接続し、スイッチ装置の任意の複数
ポートを経由して多重ポート装置で多重化されたフレー
ム多重のデータ転送により、大容量光リンク上で複数論
理チャネルパスを構成し、これらのチャネルパスが、そ
れぞれ独立にチャネルパスとして動作することを特徴と
する。

【０１２２】本発明は、前記入出力装置の多重ポート装
置と前記チャネル装置の多重チャネル装置との間の接続
を、前記スイッチ装置の多重ポート装置を経由してそれ
ぞれ高ビットレートの大容量光リンクで接続することに
より行い、多重ポート装置と多重チャネル装置との間を
複数の論理チャネルパスとしてフレーム多重でデータ転
送を行うことを特徴とする。

【０１２３】本発明は、データ転送システムにおいて複
数の物理チャネルパスとして同時動作可能なチャネル多
重機構として、それぞれチャネルマイクロプロセッサと
しての複数のチャネルパス制御回路と、前記高ビットレ
ートの光リンクのプロトコル制御回路である外部インタ
フェースプロトコル制御回路と、各チャネルパス制御毎
に論理分割されたデータ転送バッファと外部インタフェ
ースプロトコル制御との間で送受信データの多重化を行
う多重・分配制御回路とを具備し、高ビットレートの光
リンクを介してフレーム多重によるデータ転送を行い、
オペレーティングシステムに対して単一のチャネルパス
が低ビットレートの光リンク上で確立したコネクション
制御と互換性とを保つために、各チャネルパス制御に対
応するコネクションを論理的な複数のコネクションとし
て確立可能なコネクション制御機構を備えたことを特徴
とする。

【０１２４】本発明は、前記多重チャネル装置内の特定
の１チャネルパス制御が、多重チャネル装置内に持つデ
ータ転送バッファの全容量を自バッファとして使用可能
なバッファポインタを具備し、前記高ビットレートの光
リンクが持つ全転送容量帯域を使用してデータ転送を行
う高速なシングルチャネルパスとして動作することを特
徴とする。

【０１２５】本発明は、前記多重チャネル装置に接続さ
れた前記高ビットレートの光リンクに対し、リンクイニ
シャライズに必要なプリミティブな制御コードを送受信
するチャネルパス制御を特定の１つに制限するためにマ
スタチャネル識別回路を具備し、チャネルパス制御上で
動作するマイクロプログラムがマスターチャネルである
かどうかを判定し、マスターチャネルのみが、前記制御
コードを送受信することを特徴とする。

【０１２６】本発明は、前記高ビットレートの光リンク
でリンクエラーが発生した場合に、多重チャネル装置内
の全てのチャネルパス制御でリンクエラーを認識できる
回路と、前記マスタチャネル識別回路とを具備し、リン
クリカバリに必要なプリミティブな制御コードの送受信
をマスタチャネルのみが行い、全てのチャネルパス制御
がチャネルパスとしてオペレーティングシステムに対す
るリンクエラー発生の報告と障害情報のログアウト採取
を通知する手段を備えたことを特徴とする。

【０１２７】本発明は、前記多重チャネル装置内のマス
タチャネル識別回路に関し、多重チャネル装置内で最初
にオンライン状態となるチャネルパス制御がマスタチャ
ネルとなり、マスタチャネルがオフライン状態に遷移す
る際に他の動作中のうち際若番チャネル番号のチャネル
パス制御にマスタチャネルを引き継ぐ手段を備え、マス
タチャネルを引き継ぐ動作中のチャネルパス制御がない
場合にのみ光リンクをオフライン状態とする手段を備え
たことを特徴とする。

【０１２８】本発明は、データ転送システムにおいて複
数の物理ポートとして同時動作可能なポート多重機構と
して、複数のスイッチポートと、前記高ビットレートの
大容量光リンク上のプロトコルとスイッチ内部インタフ
ェースおよび中容量光リンク上のプロトコルを変換する
外部インタフェースプロトコル制御回路とを具備し、ス
イッチ内部インタフェースから各スイッチポートが受け
取ったフレームをフレーム多重で外部インタフェースプ
ロトコル制御へ送信する手段と、前記高ビットレートの
大容量光リンクからの受信フレームを外部インタフェー
スプロトコル制御により変換し、受信フレームのヘッダ
情報からスイッチ装置の内部ポート番号に対応するアド
レス情報を取得する手段とを備え、各ポート毎に受信フ
レーム用データ転送バッファと、各ポートが送受信する
フレームの多重化と分配を行う多重・分配制御回路とを
具備し、高ビットレートの光リンクを介して接続された
前記多重チャネル装置との間で複数の論理チャネルパス
を構成し、各論理チャネルパス上でそれぞれコネクショ
ンを確立可能なコネクション制御機構を備えたことを特
徴とする。

【０１２９】本発明は、スイッチ装置の内部インタフェ
ース接続制御情報により、スイッチ装置内のポート間接
続が動的に変更されるダイナミック接続か固定されたス
タティック接続かを判定する手段と、スイッチ装置内の
ポート装置インストール情報からポート装置が前記多重
ポート装置であることを判定する手段を備え、ポート間
がスタティック接続でありかつ少なくとも一方が多重ポ
ート装置の場合に擬似スタティック接続と判定する手段
をスイッチ装置内に備え、スイッチ装置内のポートが擬
似スタティック接続状態にあるとき、ポートの動作とし
てリンクイニシャライズおよびリンク障害リカバリ時の
プリミティブな制御コードをダイナミック接続ポートと
同様に送受信し、スイッチ内部インタフェース上のフレ
ームをスタティック接続と同様に送受信する機能を備え
たことを特徴とする。

【０１３０】本発明は、複数の物理チャネルパスとして
同時動作可能なポート多重機構として、複数の記憶制御
ユニット入出力ポートと、前記高ビットレートの光リン
クのプロトコル制御回路である外部インタフェースプロ
トコル制御回路と、また各記憶制御ユニット入出力ポー
ト毎にチャネルパス単位に論理分割されたデータ転送バ
ッファと外部インタフェースプロトコル制御との間で送
受信データの多重化を行う多重・分配制御回路とを具備
し、該高ビットレートの光リンクを介してフレーム多重
によるデータ転送を行い、多重チャネル装置との間で各
論理チャネルパスが低ビットレートの光リンク上で確立
したコネクション制御と互換性がある論理的な複数のコ
ネクションを確立可能なコネクション制御機構を備えた
ことを特徴とする。

【０１３１】本発明は、記多重ポート装置内の特定の１
つの記憶制御ユニット入出力ポートが、多重ポート装置
内に持つデータ転送バッファの全容量を自バッファとし
て使用可能なバッファポインタを具備し、前記高ビット
レートの光リンクが持つ全転送容量帯域を使用してデー
タ転送を行う高速なシングルチャネルパスとして動作す
ることを特徴とする。

【０１３２】本発明は、オペレーティングシステムが認
識し構成制御するチャネルパスに対して、単一チャネル
パスが低ビットレートの光リンクでスイッチ装置または
入出力装置に接続されているのか、あるいは、前記多重
チャネル装置が高ビットレートの光リンクでスイッチ装
置または入出力装置に接続されているのかを区別する物
理チャネルパス情報テーブルを具備し、オペレーティン
グシステム上の構成情報と物理チャネルパス情報テーブ
ルとを参照して、多重チャネルの設置状況に応じてサー
ビスプロセッサコンソールからの変更が可能であり、オ
ペレーティングシステムからは多重チャネルを認識する
必要がなく、実際の物理的なインタフェース接続情報と
オペレーティングシステム上の構成情報の不一致をサー
ビスプロセッサに通知する手段を備えたことを特徴とす
る。

【０１３３】本発明は、各チャネルパスに対応するリン
クエラーログアウト情報を解析し、リンク障害が高ビッ
トレートの光リンクで発生し、かつ、論理チャネルパス
が多重化された光リンクであった場合に対しても、対応
する光リンクを前記物理チャネルパス情報テーブルをも
とに１本のリンクとして障害部位を指摘できる手段を備
えたことを特徴とする。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
転送容量インタフェースを用いた多重チャネルパスを使
用して、複数の入出力インタフェースケーブル上で動作
していた入出力データ転送を、１本のシリアル入出力イ
ンタフェースケーブルへと集約することができ、コンピ
ュータシステムの入出力インタフェースケーブルを飛躍
的に削減することができる。

【０１３５】また、本発明によれば、入出力インタフェ
ースケーブルの集約時に、従来の入出力装置をそのまま
変更することなく使用することができ、オペレーティン
グシステムに対しても従来の入出力動作の変更を必要と
せず、しかも、プロトコル変換のための高価な中継装置
や、入出力装置等の大規模な変更を行うことなく、か
つ、既存のコンピュータシステム内でオペレーティング
システムを含めたプログラム資源をそのまま流用するこ
とのできる入出力データ転送システムを得ることができ
る。

【０１３６】また、本発明によれば、１システム当り数
百本の入出力インタフェースとして安価に実現すること
ができる点で優れている転送データをフレーミングした
単位でのパケット多重方式によるインタフェースを採用
すると共に、本発明が提供するインタフェースプロトコ
ルの互換性により、プログラム資源を流用し、プログラ
ム変更という隠れたコストをも必要とせずに、また、少
ないチャネル数でシステム性能を発揮することができる
高性能チャネル装置を備えたコンピュータシステムや、
従来の入出力装置をそのまま使用することができ、か
つ、システムチャネル数を削減することのできる入出力
データ転送システムを安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による入出力データ転送シ
ステムの概略構成を示すブロック図である。

【図２】チャネル装置の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図３】多重チャネル装置の論理構造の概略を示すブロ
ック図である。

【図４】多重ポート装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図５】シリアル入出力インタフェース上の転送フレー
ムの構造とそのブロック変換を説明する図である。

【図６】物理チャネルパステーブルの構成を説明する図
である。

【符号の説明】

１、１１ホストコンピュータ２チャネルパス３多重チャネル４入出力装置５入出力ポート６記憶制御ユニット７スイッチ装置８スイッチポート９、１０多重ポート２０、２１光ファイバリンク２２ポート間論理接続３０主記憶装置３１多重チャネル装置３３、７３インタフェースドライバ３４主記憶インタフェース制御部３５チャネル３６、７６多重・分配制御部３７、７７外部インタフェースプロトコル制御部３８、７８リンクコネクション制御部５０チャネルパス制御部５１データ転送バッファ６０フェッチデータレジスタＦＤＲ６１ストアデータレジスタＳＤＲ６２送信フレームレジスタＴＦＲ６３受信フレームレジスタＲＦＲ７０記憶制御ユニットまたはマトリクススイッチ７１多重ポート装置７２多重ポート７４内部インタフェース制御部７５ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入出力処理装置のチャネル装置と、複数
の入出力装置のそれぞれのポート装置との間が光ファイ
バを用いたシリアルインタフェースによる光リンクで接
続され、データ転送を前記シリアルインタフェース上で
フレーム送受信により行う入出力データ転送システムに
おいて、前記入出力処理装置が複数のチャネル装置とし
て動作可能な多重チャネル装置を備え、前記入出力装置
が複数のポートとして動作可能な多重ポート装置を備
え、前記多重チャネル装置と前記多重ポート装置とが高
ビットレートの大容量光リンクにより接続され、前記多
重チャネル装置と前記多重ポート装置との間の大容量光
リンクは、フレーム多重によりデータ転送を行う複数論
理チャネルパスモードと、１チャネルパスとして使用す
る高速シングルチャネルパスモードとのいずれかのモー
ドが選択されて動作することを特徴とする入出力データ
転送システム。
【請求項２】前記高ビットレートの大容量光リンク
は、その上で多重可能なチャネルパス数が、前記入出力
処理装置のチャネル装置と入出力装置のポート装置と接
続する光リンクの転送容量と多重度との積が前記大容量
光リンクの転送容量を越えない多重度に制限され、多重
化された各チャネルパスに対してそれぞれ論理的な複数
のコネクションを確立することを特徴とする請求項１記
載の入出力データ転送システム。
【請求項３】前記高ビットレートの大容量光リンク
は、１チャネルパスとして高速シングルチャネルパスモ
ードで使用される場合、１経路の物理リンクとして動作
するデータ転送プロトコルによりデータ転送を行い、フ
レーム多重によりデータ転送を行う複数論理チャネルパ
スモードで使用される場合、論理的な複数のチャネルパ
スが、それぞれ異なるプロトコルによりデータ転送を行
うことが可能であることを特徴とする請求項１または２
記載の入出力データ転送システム。