CN103460654B - 中继装置、中继装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

提供一种中继装置等，其不需要为了将质量要求不同的业务利用NoC(Network on Chip)在保证质量的同时进行传输，而按照每种质量要求来存储业务的专用缓冲器。中继装置，在具有总线主设备、第一总线以及连接它们的第二总线的总线系统中，被设置在第二总线中来中继数据包。总线主设备输出赋予了事先规定的(N+1)种当中的至少一种质量要求的信息的数据包。第二总线传输N种以下的质量要求的数据包。中继装置根据质量要求的信息，针对将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器以及存储在上述缓冲器中的数据包，以按照质量要求从高到低的顺序被传输的方式控制数据包的发送。中继装置根据(N+1)种质量要求的种类来控制业务的发送安排。

Description

中继装置、中继装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种保证在具有分散型总线的半导体集成电路中传输的众多业务(traffic)中的每一业务的要求质量的发送调度技术。

背景技术

具有总线的半导体集成电路中的数据传输控制存在各种方式。图1(a)表示的是集中型的总线控制的例子。在进行集中型的总线控制的以往的集成电路中，主要在多个总线主设备与存储器之间通过一个总线连接，通过判优器调解由各总线主设备到存储器的访问。通过这种结构，能够在防止多个总线主设备与存储器之间的业务干涉的同时进行数据传输。但是，由于集成电路的高功能化以及多核化的缘故电路规模增大，并且在传输路径中流动的业务变动变得越来越复杂，因此，通过集中型的总线进行控制的集成电路的设计变得越发困难。

另一方面，近年来，并联计算机中的连接技术或具有采用了网络控制技术的分散型总线的半导体集成电路的开发正不断进步。图1(b)就是表示这种分散型的总线控制的例子。具有分散型总线的半导体集成电路具有用多条总线连接多个中继装置(R)的结构。近年来，通过使用图1(b)所示的分散型总线控制而将大规模化的集成电路内的业务分散地传输到多条总线的片上网络(Network on Chip：NoC)的做法越来越广泛。

在半导体集成电路中处理的众多业务的质量要求会根据发送源的总线主设备的种类或应用程序种类、业务的种类或优先度的不同而不同。图2表示的是基于在主要的集成电路中处理的业务的种类的传输质量的种类的一例。在此，作为业务的种类，举 出如下三种进行说明，即，(A)质量保证型、(B)收益型实时以及(C)收益型。

(A)质量保证型的业务是针对延迟或吞吐量等的传输性能总是要求规定的质量保证的业务。例如，能够举出电话等的声音通话或遥控器的动作等的对实时性有要求的用途。

(B)收益型实时的业务是保证一定的质量，并且如果总线的传输波段中有空闲则会增加发送量并提高处理内容的质量的业务。例如，能够举出以下的用途，即：在图像再生中，实时地以规定的质量描绘各图像帧，并且，如果传输波段中有空闲，则提高编码率来提高各图像帧的画质，由此，实现高质量的图像再生。

(C)收益型业务是对传输质量的要求低，并且利用没有其他业务流动的空闲波段进行传输的业务。例如，能够举出网络应用程序或文件传输等的用途。

另外，对于三种业务的各自的质量要求按照质量要求的严格顺序设定优先度。在此，按照质量要求的严格顺序设为(A)质量保证型、(B)收益实时、(C)收益型的优先度从高到低。

如上所述，存在质量要求不同的业务，另外，在相对于被传输的业务的总量而言总线的传输波段窄的情况下，为了保证(A)质量保证型或(B)收益型实时的性能，在传输路径上的各中继装置R中，需要对业务的质量要求的不同进行区别，按照质量要求的优先度来控制业务的发送安排。

另外，业务的质量要求也可以基于除了业务的种类不同以外的条件进行区别。例如，在业务的种类都是(A)质量保证型的情况下，可以根据业务到达接收目标为止的允许延迟时间(截止时间的长度)对要求质量进行区别。或者，也可以定义成越是允许延迟时间短的业务、就越是质量要求严格(优先度高)的业务。

图3表示以往的中继装置的结构。

在以往的中继装置中，为了区别上述三种业务的质量要求地控制发送安排，而在各中继装置中分别准备(A)质量保证型的 业务专用的缓冲器、(B)收益型实时的业务专用的缓冲器以及(C)收益型的业务专用的缓冲器。发送到中继装置R的业务(的数据包)被暂时区分地存储在各自专用的缓冲器中。

例如，专利文献1公开了这种以往的中继装置。具体而言，在专利文献1中，在各中继装置中准备与质量要求不同的业务的种类相对应的专用缓冲器。各专用缓冲器存储与各自相对应的质量要求的业务的数据包。中继装置根据各业务的质量要求的优先度来控制数据包的发送安排，并且按照所确定的发送安排从各专用缓冲器输出数据包。

而且，中继装置的判优器优先地从质量要求高的缓冲器起将缓冲器与输出端口进行连接。由此，实现了与各业务的质量要求程度的大小相应的发送安排的控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2004-56328号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述的以往技术中，需要在考虑到缓冲器的设置面积这一制约的情况下控制各业务的发送安排。

本申请的非限定性的举例所示的一实施方式提供一种不需要按照每一质量要求来存储业务的专用缓冲器的中继装置。

解决技术课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个实施方式为中继装置，在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中，被设置在上述第二总线中来中继数据包。上述至少一个总线主设备输出赋予了事先规定的(N+1)种质量要求当中的至少一种质量要求的信息的数据包。上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包。中继装置具有：输入端口，其接收赋予了上述质量要求的信息的数据包；缓冲器部，其具有用于根据所接收到的上述数据包中被赋予的上述质量要求的信息而将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；缓冲器分配部，当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包；以及发送控制部，其针对存储在上述缓冲器部中的数据包以按照质量要求从高到低的顺序被传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送，上述中继装置根据上述(N+1)种质量要求的种类来控制业务的发送安排。

上述一般的或者特定的方式使用系统、方法以及计算机程序来安装，或者能够使用系统、方法以及计算机程序的组合来实现。

发明效果

根据本发明的一个实施方式的中继装置，当在半导体集成电路中传输质量要求不同的业务时，能够抑制中继装置内的缓冲器的增加，并进行保证了每一业务的质量要求的发送安排的控制。由于能够抑制缓冲器的增加，因此，能够有效地削减集成电路的安装面积。

附图说明

图1(a)表示集中型总线控制的例子，(b)表示分散型总线控制的例子。

图2表示在主要的集成电路上处理的业务的主要传输质量的种类。

图3表示以往的中继装置的结构。

图4表示以分散型总线连接的半导体集成电路的网络结构。

图5表示将质量要求不同的三种总线主设备(BM)通过由四个中继装置与一个网关构成的本地总线与基干总线连接的结构。

图6表示质量要求不同的业务在本地总线与基干总线分别获取的传输波段。

图7表示根据实施方式1的中继装置700的结构。

图8表示总线类别比较部709所管理的信息的一个例子。

图9是中继装置700将接收到的数据包发送到相邻的中继装置(或网关GW)为止的一系列动作的说明图。

图10表示实施方式1的数据包900与数据片的关系。

图11(A)以及(B)表示路由表的一个例子。

图12用于说明通过开关分配部713从多个缓冲器中决定与输出端口704连接的缓冲器的动作。

图13是表示通过中继装置R的业务的质量要求种类成为三种的连接构成例。

图14表示在图13的结构中利用本地总线与利用基干总线时的存储缓冲器种类的不同。

图15表示通过中继装置R的业务的质量要求的种类成为两种的连接构成例。

图16表示在图15的结构中利用本地总线与利用基干总线时的存储缓冲器种类的不同。

图17(A)以及(B)是实施方式2的概要说明图。

图18表示实施方式2的中继装置800以及网关702的结构。

图19是用于说明实施方式2的中继装置800(或网关702)的动作的流程图。

图20表示在实施方式2的中继装置R4(图17)中使用的路由表。

图21(A)以及(B)表示的是：当由于质量要求的变更而使从总线主设备到基干总线的业务的传输路径变更时，缩短对从基干总线返回到总线主设备的业务的传输路径进行变更所花费的处理时间的方法。

图22用于说明包括从基干总线返回到总线主设备的传输路径的变更的中继装置700的动作。

图23(A)以及(B)表示在通过质量要求的变更使传输路径变化的情况下的电源的管理方法。

图24是中继装置800的电源管理动作的说明图。

图25是休眠状态管理部1503的动作的说明图。

图26表示实施方式的变形例中的中继装置801的结构。

图27表示本发明的适用例。

图28(A)～(D)表示本地总线的拓扑的例子。

图29表示质量要求决定部710所保持的质量要求决定规则2901a的一例。

图30表示在图5所示的结构中将中继装置R1与中继装置R3集成到一个中继装置R4中的构成例。

图31表示图30的网关GW的质量要求决定规则3101的一例。

图32表示其他半导体集成电路的总线系统的例子。

具体实施方式

本申请发明人对以往的中继装置的问题进行了研究。

即，在以往的中继装置中，为了根据质量要求的不同来进行每一业务的发送安排控制，而设置与质量要求不同的业务的种类相应的专用缓冲器。但是，如果仅根据质量要求的种类来准备缓冲器，则中继装置内的缓冲器面积与缓冲器的种类会相应地增加。在将这种结构用于例如相同的网络上的网关时也是同样。

在半导体集成电路上，为了削减安装成本，需要缩小中继装置或网关内的缓冲器面积。因此，与在并联计算机或ATM交换机和网络等中所使用的中继装置相比，半导体集成电路上的中继装置能够利用的缓冲器数量受到很大制约，很难直接利用现有技术。

另外，在基于规格变更而业务的质量要求的定义也变更的情况下，每一次都需要再次设计半导体集成电路上的中继装置或网关的缓冲器结构。并且，其面积也发生改变，因此，对于中继装置或网关在集成电路上的配置也需要再次设计。

如上所述，在半导体集成电路上的中继装置R或网关GW中，需要在不增加缓冲器的面积的情况下进行与每一业务的质量要求相应的发送安排控制。在基于以太网(注册商标)规格传输数 据的一般网络中，在某种程度上允许缓冲器的面积增加。但是，在半导体集成电路上的中继装置等中，当前很难允许这种缓冲器的面积增加。

本发明的一实施方式的概要如下所述。

作为本发明的一个实施方式的中继装置是在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中被设置在上述第二总线中来中继数据包的中继装置，上述至少一个总线主设备输出赋予了事先规定的(N+1)种质量要求中的至少一种质量要求的信息的数据包，上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包，上述中继装置具有：输入端口，其接收提供了上述质量要求的信息的数据包；缓冲器部，其具有用于根据被赋予给所接收到的上述数据包的上述质量要求的信息而将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；缓冲器分配部，当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包；以及发送控制部，其以存储在上述缓冲器部中的数据包被按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送，上述中继装置根据上述(N+1)种质量要求的种类来控制业务的发送安排。

在某一实施方式中，上述(N+1)种的质量要求有三种，在上述第二总线中，存储在上述缓冲器部的业务的质量要求的种类为两种以下，上述N种缓冲器是区分质量要求不同的两种业务的第一缓冲器以及第二缓冲器。

在某一实施方式中，在上述数据包中存储有在上述第一总线上使用的质量要求的信息以及在上述第二总线上使用的质量要求的信息，上述缓冲器部基于缓冲器的种类将上述数据包区分地存储，上述缓冲器的种类是基于以下内容决定的，即：接收到数据包的上述输入端口所连接的总线的类别；数据包的发送目的地的总线的类别；以及上述质量要求的种类。

在某一实施方式中，在上述第一

总线上使用的质量要求与在上述第二总线上使用的质量要求不同。

在某一实施方式中，基于存储在上述数据包的质量要求的信息所显示的质量要求的种类，变更上述总线主设备所利用的传输路径。

在某一实施方式中，上述中继装置还具有：质量要求判断部，其基于存储在上述数据包中的质量要求的信息来判断上述数据包的质量要求的种类；以及路由表变更部，其根据所判断的上述质量要求的种类，变更定义了上述数据包的传输路径的路由表的内容。

在某一实施方式中，上述质量要求判断部判断数据包的质量要求的种类被变更的这一情形，上述路由表变更部与发送中的数据包相关联地定义从上述第一总线返回到第二总线的业务的传输路径。

在某一实施方式中，上述中继装置还具有控制相邻的中继装置的休眠状态的电源管理部，上述电源管理部根据随着质量要求的变更而产生的传输路径的变更来控制相邻的中继装置的功能的开启与关闭。

在某一实施方式中，上述中继装置还具有控制自身装置的休眠状态的电源管理部，上述电源管理部根据随着质量要求的变更而产生的传输路径的变更来控制自身装置的至少一部分的功能的开启与关闭。

作为本发明的某一实施方式的中继装置的控制方法，其中，中继装置是在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中被设置于上述第二总线来中继数据包的中继装置，上述至少一个总线主设备输出存储了优先度被事先确定的(N+1)种质量要求中的至少一种质量要求的信息的数据包，上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包，上述中继装置具有：输入端口，其接收赋予了上述质量要求的信息的数据包；以及缓冲器部，其具有用于根据上述质量要求的信息而将数据包区分地存储的N种缓冲器，上述控制方法包含：当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种缓冲器中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；分配传输路径，以使存储在上述缓冲器部中的数据包被按照质量要求的优先度从高到低的顺序传输的步骤；以及将通过分配的上述步骤而被分配了传输路径的上述数据包输出的步骤，由此，上述中继装置根据(N+1)种质量要求的种类来控制业务的发送安排。

作为本发明的某一实施方式的计算机程序，其用于进行一种中继装置的模拟，该中继装置在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中，被设置在上述第二总线中来中继数据包，上述至少一个总线主设备输出存储了优先度被事先确定的(N+1)种的质量要求中的至少一种质量要求的信息的数据包，上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包，上述计算机程序使计算机执行以下步骤：在上述中继装置的输入端口接收上述N种以下的质量要求的数据包的步骤；根据被赋予给所接收到的上述数据包的上述质量要求的信息，在上述中继装置的N种以下的缓冲器中区分地存储上述数据包的步骤；当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；分配传输路径，以使存储在上述缓冲器部中的数据包被按照质量要求的优先度从高到低的顺序传输的步骤；以及将通过分配的上述步骤而被分配了传输路径的上述数据包输出的步骤。

作为本发明的其他实施方式的中继装置是在具有第一总线以及第二总线的总线系统中将上述第一总线以及上述第二总线连接来中继数据包的中继装置，在上述第一总线中传输(N+1) 种以下的质量要求的数据包，在上述第二总线中传输N种以下的质量要求的数据包，上述中继装置具有：输入端口，其接收赋予了上述(N+1)种以下的质量要求的信息的数据包；缓冲器部，其具有用于根据被赋予给所接收到的上述数据包的上述质量要求的信息将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；缓冲器分配部，根据上述质量要求的种类，决定在配置在上述第二总线的发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包；以及发送控制部，其针对存储在上述缓冲器部中的数据包按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送。

作为本发明的其他实施方式的中继装置的控制方法，其中，中继装置是在具有第一总线以及第二总线的总线系统中将上述第一总线以及上述第二总线连接中继数据包的中继装置，在上述第一总线中传输(N+1)种以下的质量要求的数据包，在上述第二总线中传输N种以下的质量要求的数据包，上述控制方法包含：在上述中继装置的输入端口接收赋予了上述(N+1)种以下的质量要求的信息的数据包的步骤；根据被赋予给所接收到的上述数据包的上述质量要求的信息，在N种以下的缓冲器中区分地存储上述数据包的步骤；根据上述质量要求的种类，决定在配置在上述第二总线的发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；针对存储在上述N种以下的缓冲器中的数据包按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送。

作为本发明的其他实施方式的计算机程序，其用于进行一种中继装置的模拟，该中继装置是在具有第一总线以及第二总线的总线系统中将上述第一总线以及上述第二总线连接来中继数据包的中继装置，在上述第一总线中传输(N+1)种以下的质量要求的数据包，在上述第二总线中传输N种以下的质量要求的数据包，上述计算机程序使计算机执行以下步骤：在上述中继装置的输入端口接收赋予了上述(N+1)种以下的质量要求的信息的数据包的步骤；根据被赋予给所接收到的上述数据包的上述质量要求的信息，在上述中继装置的N种以下的缓冲器中区分地存储上述数据包的步骤；根据上述质量要求的种类，决定在配置在上述第二总线的发送目的地的中继装置所具有的N种缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；针对存储在上述N种以下的缓冲器中的数据包按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送。

以下，参照附图对本发明的中继装置以及进行用于将中继装置安装在芯片上的设计以及验证的模拟程序的实施方式进行说明。

图4是利用作为本发明的对象的分散型总线连接的半导体集成电路的网络构成。有时也会将这种网络称为半导体集成电路的总线系统。

另外，在附图中，虽然记载了总线主设备作为构成本地总线的要素，但总线也可以不必包括在构成要素中。即，连接总线主设备与网关GW的传输路径也可以作为“本地总线”。在以下的附图中记载了总线主设备与中继装置包含在一个本地总线中的例子以及不包含在其中的例子。例如，在多个本地总线与基干总线连接的情况下，为了方便，将也包括总线主设备的本地总线统一地进行了记载。这只是为了便于记载，总线主设备也可以不包括在该本地总线中。

在针对业务量的增加或电路规模的增大，将集成电路上的整体总线的传输波段同样地增大的情况下，会导致总线的消耗电力的增加或配置布线的复杂化。因此，在作为本发明的对象的集成电路的总线中采取以下结构，即，针对多个业务集中的第一总线(以下称为“基干总线”)布线传输波段较宽的总线，从基干总线到各总线主设备构成为经由传输波段较窄的第二总线(以下称为“本地总线”)进行连接。

如上所述，通过在集成电路内限定传输波段较宽的总线的范围，从而抑制消耗电力的增加或解决总线布线的复杂化。

相对于基干总线，也可以存在多个本地总线，通过改变构成本地总线的中继装置的数量或连接，能够进行与用途相应的配置。

基干总线与本地总线之间的业务的交换是通过网关进行的。网关具有与本地网络内的中继装置相同的功能，除此之外，还在传输波段不同的总线之间进行业务的传输。

基干总线与本地总线之间的传输波段能够通过增加网关的数量而增加。

图5表示通过由四个中继装置与一个网关构成的本地总线将质量要求不同的三种总线主设备(BM)与基干总线连接的结构。

首先，对质量要求进行说明。在该例子中，基于业务的种类不同，假设了(A)质量保证型、(B)收益型实时以及(C)收益型这三种质量要求。相互的优先度的关系为，将质量要求严格的业务的种类设定得优先度较高，在本实施例中，是按照(A)质量保证型、(B)收益型实时、(C)收益型的顺序将优先度从高到低进行设定的。另外，这些优先度在半导体集成电路网络或NoC的设计阶段就已经事先知道。

为了在无需增加各中继装置以及网关内的缓冲器的种类的情况下实现与质量要求相应的业务传输，在本实施方式中，(1)将使用相同网关GW的总线主设备作为属于多个本地总线的总线主设备进行分类，以使通过各中继装置R的业务的质量要求的种类成为两种以下。

另外，(2)将中继装置R以及网关GW的缓冲器的种类相对地限定为存储质量要求较高的数据包的Hi缓冲器与存储质量要求较低的数据包的Lo缓冲器这两种，从而抑制中继装置R的缓冲器面积的增加。而且，当在被分类的本地总线与基干总线之间传输业务时，(3)根据质量要求的种类来变更存储数据包的缓冲器的种类。

具体而言，在图5中，分类为由中继装置R0与R1构成的本地总线1、以及由中继装置R2与R3构成的本地总线2。

由此，在本地总线1中，只传输(A)质量保证型的业务与(B)收益型实时的业务；在本地总线2中，只传输(A)质量保证型的业务与(C)收益型的业务。

在本地总线1中，(A)质量保证型的业务利用Hi缓冲器进行传输，(B)收益实时的业务利用Lo缓冲器进行传输。另外，在本地总线2中，(A)质量保证型的业务利用Hi缓冲器进行传输，(C)收益型的业务利用Lo缓冲器进行传输。

各中继装置R以及网关GW中的发送安排的控制为：在Hi缓冲器内总是存在数据包的情况下，Hi缓冲器内的数据包被先发送。在Hi缓冲器内为空的状态下，当在Lo缓冲器内存在数据包时，发送Lo缓冲器内的数据包。

因此，在本地总线1与本地总线2中，使用Hi缓冲器被传输的(A)质量保证型的业务总是被最优先地传输，从而实现质量保证。

接下来，(B)收益型实时的业务，是在低速的本地总线1中，为了优先(A)质量保证型业务的要求质量保证而利用Lo缓冲器进行传输的。

另一方面，在基干总线中，为了将(B)收益型实时的业务优先于(C)收益型的业务传输，将进行存储的缓冲器变更为Hi缓冲器并进行传输。

对于(C)收益型的业务，由于对质量没有要求，因此，在本地总线2以及基干总线这两者中使用Lo缓冲器进行传输。

根据质量要求的种类来变更存储数据包的缓冲器的种类的处理，针对从本地总线1向基干总线发送的业务，是通过中继装置R1来进行的。针对从本地总线2向基干总线发送的业务，是通过中继装置R3来进行的。

如果关注从本地总线向基干总线发送的业务，则在本实施方式中，进行从本地总线一侧的三种缓冲器向基干总线一侧的两种缓冲器的变更。

另一方面，对于从基干总线向本地总线1以及本地总线2发 送的业务，缓冲器的种类变更是通过网关GW进行的。存储从基干总线向本地总线发送的业务的缓冲器在整个本地总线(本地总线1与本地总线2)中，被从基干总线一侧的两种缓冲器变更为三种缓冲器(质量保证型、收益实时以及收益型)。

如上所述，在本地总线与基干总线之间，根据业务流动的方向，在发送目的地存储业务的缓冲器的种类会产生不同。

图6表示质量要求不同的业务在本地总线与基干总线各自获取的传输波段。

在传输波段较少的本地总线1与本地总线2中，被使用Hi缓冲器进行传输的(A)质量保证型的业务获取所需要的传输波段。

能够调整业务的发送量的(B)收益型实时的业务与(C)收益型的业务通过使用Lo缓冲器进行传输从而进行与空闲波段的大小相应的传输。

在(B)收益型实时的业务与(C)收益型的业务汇合的基干总线中，为了将(B)收益型实时的业务优先于(C)收益型的业务进行发送，而将(B)收益型实时的业务与(A)质量保证型的业务一起使用Hi缓冲器进行发送。

另外，基干总线的传输波段的大小被事先设计成比(A)质量保证型的业务与(B)收益实时的业务的获取波段足够大的传输波段。

如上所述，通过将中继装置R以及网关GW内的缓冲器的种类限定为两种，而且，对业务的要求质量的种类以及根据在传输路径上的总线的传输波段的变化来变更进行存储的缓冲器的种类，能够进行将三种要求质量区进行了区分的业务传输。

另外，业务的种类数量只是一个例子。也能够按如下所述将本申请一般化。即，总线主设备将赋予了事先规定的(N+1)种的质量要求中的至少一种质量要求的信息的数据包向本地总线输出，本地总线传输N种以下的质量要求的数据包。总线主设备既可以只输出特定种类的质量要求的数据包，也可以将质量要求 的种类动态地变更。

配置在本地总线中的中继装置具有：输入端口，其接收赋予了质量要求的信息的数据包；缓冲器部，其具有用于根据被赋予给所接收到的数据包的质量要求的信息将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；缓冲器分配部，在发送目的地的中继装置中，根据质量要求的种类，决定在发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储数据包；以及发送控制部，其针对存储在缓冲器部中的数据包按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，并控制数据包的发送。上述中继装置根据(N+1)种质量要求的种类来控制业务的发送安排。

以下，对中继装置的具体结构以及动作进行说明。

(实施方式1)

图7是表示根据实施方式1的中继装置700的结构的图。在图7中也记载了发送接收业务的总线主设备701、与中继装置700相邻的其他的中继装置700a、以及连接本地总线与基干总线的网关702。

中继装置700具有：输入端口703、输出端口704、缓冲器部705、路由处理部708、总线类别比较部709、质量要求决定部710、缓冲器分配部711、以及发送控制部715。

输入端口703接收从相邻的中继装置701a或总线主设备701发送来的数据包。

输出端口704从中继装置700向相邻的中继装置或网关702发送数据包。

缓冲器部705存储在输入端口703接收到的数据包。缓冲器部705为了将质量要求不同的数据包区分地存储，而在每一个输入端口703都分别具有一个以上的Hi缓冲器706与Lo缓冲器707。

路由处理部708针对存储在缓冲器部705的各数据包，基于数据包所记载的发送目的地地址信息，选择用于发送数据包的输出端口704。

总线类别比较部709判断通过路由处理部708选择的输出端口704一侧的总线的类别是否与输入端口703一侧的总线的类别相同。各输入端口以及输出端口所连接的总线的类别是在设计时确定的。总线类别比较部709保持各输入端口以及输出端口所连接的总线类别的对应关系的信息。

图8表示总线类别比较部709所管理的信息的一个例子。图8表示了输入端口0、输入端口1以及输出端口0与本地总线连接，输出端口1与基干总线连接的情况。

另外，“输出端口1与基干总线连接”的这一表述并不仅仅是指输出端口1与基干总线直接连接。如图7所示，在输出端口1与到达网关702的路径连接，该网关702与基干总线连接的情况下，也能够说“输出端口1与基干总线连接”。

质量要求决定部710具有质量要求决定规则2901，该规则2901针对输出端口一侧的总线类别与数据包的质量用要求的种类的组合，定义了用于在发送目的地的中继装置700(或网关702)进行存储的缓冲器的种类。在通过总线类别比较部709判断了输入端口703一侧的总线类别与输出端口704一侧的总线类别之间存在差异的情况下，质量要求决定部710进行以下处理。即，质量要求决定部710参照质量要求决定规则2901，基于将要发送的数据包的质量要求的类别与输出端口目的地的总线类别的组合，再次决定用于存储将要发送的数据包的发送目的地的中继装置700(或网关702)中的缓冲器的种类(Hi缓冲器706或Lo缓冲器707)。

在发送目的地的网关702(或中继装置)中，如果在通过质量要求决定部710决定的种类的缓冲器(Hi缓冲器或Lo缓冲器)中有空闲，则缓冲器分配部711将该一个缓冲器作为用于存储将要发送的数据包的缓冲器。

发送控制部715针对存储在缓冲器部705的数据包按照质量要求从高到低的顺序传输的方式进行发送调度，控制数据包的发送。发送控制部715具有交叉开关712和开关分配部713。

交叉开关712是对具有多个缓冲器(Hi缓冲器706和Lo缓冲器707)的缓冲器部705与输出端口的连接进行切换的开关。

开关分配部713通过对交叉开关712进行切换从而变更缓冲器部705与输出端口704的连接，并进行存储在缓冲器部705的各缓冲器中的数据包的发送安排控制。

图9用于说明中继装置700将接收到的数据包发送到相邻的中继装置(或网关GW)为止的一系列的动作。

在步骤801中，中继装置700在输入端口703从相邻的中继装置701a或总线主设备701接收数据包。

在本实施方式中，向中继装置700传输的数据包按照作为在总线时钟前进一个循环的期间一次能够传输的数据大小的数据片单位进行分割而传输。

通过附图10对实施方式1的数据包900与数据片的关系进行说明。在数据包900中记载了为了将数据包本身送到发送目的地而所需要的控制信息901、要发送的数据902以及数据包显示终端的结束代码903。

当被从总线主设备701发送时，数据包900被分割成多个数据片，并且每次一个数据片地按顺序发送。在被分割的多个数据片中的作为先头的数据片的头数据片904中记录有控制信息901。在接下来的数据片905中记载了数据的内容902，在作为最末尾的数据片的结尾数据片906中记载了结束代码903。

作为控制信息901，记载了数据包的发送目的地地址、发送源的地址以及业务的质量要求的种类等。

在本实施方式中，在头数据片904中赋予了2比特的信息作为表示质量要求的种类的信息，在质量要求的种类是(A)质量保证型的情况下记载为“11”；在是(B)收益型实时的情况下记载为“01”；在是(C)收益型的情况下记载为“00”。

在图10中，出于容易理解的目的，并列地记载了上述(A)～(C)的各值。实际上，需要留意的是：按照如上所述的质量要求的种类而要记载“11”、“01”和“00”中的任一个。

在步骤802(图9)中，输入端口703在已经由发送源的中继装置701a或总线主设备701决定的缓冲器中存储数据包。

如果中继装置700的缓冲器部705的任一个存储了数据包，则路由处理部708参照在存储于缓冲器部705的数据包的头数据片中所记载的数据包的发送目的地地址，选择发送数据包的输出端口704。

作为在路由处理部708进行的具体的输出端口的选择方法，事先按照每个中继装置，对将数据包的发送目的地地址与输出端口的关系以一对一的方式建立对应的路由表进行定义，并从路由表获取与将要发送的数据包的发送目的地地址对应的输出端口。

图11表示路由表的一个例子。

图11(A)为路由表，其中，数据包的发送目的地地址用3比特来表示，并且针对用3比特表示的8种的所有地址，以一对一的方式对输出端口进行了定义。

在数据包的发送目的地地址为000、001、010以及011的情况下，图11(A)的路由处理部708选择输出端口0；在数据包的发送目的地地址为100、101、110以及111的情况下，选择输出端口1。

另外，除了图11(A)之外，也可以采用如图11(B)所示的方法，即，为了缩小路由表的大小，使用只基于发送目的地地址的最左边的数值来定义输出端口的路由表等的能够唯一地决定发送目的地地址与输出端口的方法。

如果决定了输出数据包的输出端口704，则在步骤804(图9)中，中继装置700的总线类别比较部709判断在步骤803决定的输出端口704一侧的总线类别与输入端口703一侧的总线类别是否不同。另外，各输入端口以及输出端口所连接的总线的类别是在设计时决定的，如图8所示，对各输入端口与输出端口的类别进行了定义。

在总线类别相同的情况下，进入步骤806。在总线类别不同的情况下进入步骤805。

在步骤805中，质量要求决定部710基于数据包的质量要求的种类以及在输出端口704目的地的总线的传输波段的大小，决定在输出端口704目的地的中继装置(或网关)存储将要发送的数据包的缓冲器的种类(Hi缓冲器或Lo缓冲器)。

图29表示质量要求决定部710所保持的质量要求决定规则2901a的一例。质量要求决定规则2901a针对输出端口一侧的总线的类别与数据包的质量要求的种类(在头数据片中所记载的质量要求)的组合，对发送目的地的中继装置的存储缓冲器的种类进行定义。

在图29中，在输出端口一侧的总线类别是基干总线的情况下，对于作为发送目的地的中继装置的存储缓冲器，表示头数据片所记载的质量要求的种类的2比特的数字中左侧的1比特的数字成为“1”的数据包，被定义为Hi缓冲器；对于左侧的1比特的数字成为“0”的数据包，被定义为Lo缓冲器。

另外，在输出端口一侧的总线类别是本地总线的情况下，作为发送目的地的中继装置的存储缓冲器，对于表示头数据片所记载的质量要求的种类的2比特的数字中右侧的1比特的数字成为“1”的数据包，被定义为Hi缓冲器；对于右侧的1比特的数字成为“0”的数据包，被定义为Lo缓冲器。

在本实施方式中，在输出端口目的地的总线为本地总线的情况下，质量要求决定部710参照图10的头数据片中所记载的质量要求左侧的1比特的值，如果值是“1”，则将存储缓冲器的种类决定为Hi缓冲器，如果是“0”，则决定为Lo缓冲器。

另外，在输出端口目的地的总线为基干总线的情况下，参照图10的头数据片所记载的质量要求的右侧的1比特的值，如果值是“1”，则将存储缓冲器的种类决定为Hi缓冲器，如果是“0”，则决定为Lo缓冲器。

因此，在输出端口704目的地为本地总线的情况下，(A)质量保证型的数据包的存储缓冲器被决定为Hi缓冲器，(B)收益型实时的数据包与(C)收益型数据包的存储缓冲器被决定为Lo 缓冲器。另一方面，在输出端口704目的地为基干总线的情况下，(A)质量保证型的数据包与(B)收益型实时的数据包的存储缓冲器被决定为Hi缓冲器，(C)收益型数据包的存储缓冲器被决定为Lo缓冲器。

如果决定了在输出端口目的地的中继装置(或网关)存储将要发送的数据包的缓冲器的种类，则在步骤806中，缓冲器分配部711选择一个在输出端口目的地的中继装置(或网关)存储将要发送的数据包的空闲的缓冲器。在没有空闲的情况下，缓冲器分配部711在输出端口目的地的中继装置反复进行步骤806直到出现空闲的缓冲器为止。

另外，图29是质量要求决定规则的一例，也可以使用除此之外的定义。例如，也可以使用以下规则，即，针对输出端口一侧的总线类别(本地总线1、本地总线2与基干总线)与数据包的质量要求的种类(质量保证型、收益实时以及收益型)的组合，定义了发送目的地的中继装置的存储缓冲器的种类。

另外，在图10中，对于头数据片中所记载的质量要求，对事先设定了本地总线用的质量要求与基干总线用的质量要求的例子进行了说明。但是，也可以每当向不同种类的总线发送时，在中继装置将头数据片中所记载的质量要求的值动态地变更。例如，关注图5的总线主设备1。总线主设备1的质量要求为“收益实时”。因此，在本地总线1中，为了使用Lo缓冲器，而将头数据片的质量要求的值变更为“0”。另一方面，当向基干总线发送时，为了使用Hi缓冲器，而将头数据片的质量要求的值变更为“1”。

如果决定了输出端口目的地的存储缓冲器，则在步骤807中，开关分配部713从缓冲器部705的多个缓冲器中决定与输出端口704连接的缓冲器，并控制数据包的发送安排。

图12用于说明通过开关分配部713从多个缓冲器中决定与输出端口704连接的缓冲器的动作。

在步骤1101中，如果在Hi缓冲器内存在已经决定了输出端 口目的地的存储缓冲器的数据包，则进入步骤1102，将Hi缓冲器与输出端口连接。

在中继装置内存在多个已经决定了输出端口目的地的存储缓冲器的Hi缓冲器的情况下，选择其中的一个，进行与输出端口的连接。作为从多个Hi缓冲器中选择一个的方法，例如，也可以将数据包的发送时刻作为控制信息而记载于数据包中，从存储发送时刻早的数据包的Hi缓冲器起按顺序连接输出端口。由此，能够在维持数据包的发送顺序的情况下向发送目的地发送。

另外，还可以在控制信息中记载数据包与应该到达发送目的地的截止时间来代替发送时刻，从存储到截止时间为止所剩时间较短的数据包的Hi缓冲器起按顺序连接输出端口。由此，能够控制传输延迟导致的质量要求的降低。

另外，还可以使用随机地选择与输出端口连接的数据包的方法或将缓冲器按顺序地变更的方法(round-robin：轮叫)等。

在Hi缓冲器内，如果不存在已经决定了输出端口目的地的存储缓冲器的数据包，则进入步骤1103。

在步骤1103中，如果在Lo缓冲器内存在已经决定了输出端口目的地的存储缓冲器的数据包，则进入步骤1104，将Lo缓冲器与输出端口连接。

当在中继装置内存在多个已经决定了输出端口目的地的存储缓冲器的Lo缓冲器时，与Hi缓冲器的情况相同，选择多个Lo缓冲器的任意一个与输出端口连接。

如果在Lo缓冲器内没有已经决定了输出端口目的地的存储缓冲器的数据包，则返回到步骤1101。

在步骤808中，与输出端口702连接的缓冲器，将数据包发送给相邻的中继装置(或网关)。

根据如上所述的中继装置的结构与动作，在实施方式1中，能够在不增加中继装置内的缓冲器的种类的情况下，针对质量要求不同的三种业务，进行与各自的质量要求相应的发送安排的控制。

另外，虽然在实施方式1中，针对质量要求不同的三种业务，对使用具有两种缓冲器的中继装置进行传输的情况进行了说明，但业务的质量要求的种类以及缓冲器的种类并不各自局限于三种与两种。

例如，通过将(A)质量保证型再分成两类从而能够定义四种质量要求。具体而言，(A1)保证业务到达发送目的地的延迟时间的延迟时间保证型、以及(A2)保证业务在一定时间内传输一定数据的吞吐量保证型。另外，在此，(A1)延迟时间保证型的业务与(A2)吞吐量保证型的业务相比被优先地分配传输波段。

在使用本实施方式的中继装置的半导体集成电路中，如图13所示，(1)将使用相同网关GW的总线主设备分类成属于多个本地总线的总线主设备，从而使通过中继装置R的业务的质量要求的种类成为三种。另外，在中继装置R以及网关GW内，(2)将缓冲器的种类限定为以下三种，即：存储质量要求相对高的数据包的Hi缓冲器、存储质量要求第二高的数据包的Mid缓冲器、以及存储质量要求最低的数据包的Lo缓冲器。

而且，当在被分类的本地总线的中继装置R与连接于基干总线的网关GW之间对业务进行中继时，(3)根据质量要求的种类来变更存储数据包的缓冲器的种类。

在本地总线1中，传输(A1)延迟时间保证型、(A2)吞吐量保证型、(B)收益型实时这三种业务；另外，在本地总线2中，传输(A1)延迟时间保证型、(A2)吞吐量保证型以及(C)收益型这三种业务。

在各中继装置R的发送安排的控制是以如下方式进行的，即：当在Hi缓冲器内存在数据包时，Hi缓冲器优先发送。接下来，只有在Hi缓冲器内没有数据包的情况下，才会从Mid缓冲器发送数据包。最后，只有当在Hi缓冲器与Lo缓冲器中分别不存在数据包时，才会从Lo缓冲器发送数据包。

图14表示在图13的构成中本地总线与基干总线的存储缓冲器种类的不同。

在四种业务中优先度最高的(A1)延迟保证型的业务总是使用Hi缓冲器进行传输。另一方面，优先度最低的(C)收益型的业务要使用Lo缓冲器进行传输。

对于(A2)吞吐量保证型的业务，在传输速度低的本地总线中，为了消除对于(A1)延迟保证型的业务的影响而使用Mid缓冲器；在传输速度高的基干总线中，为了优先于(B)收益型实时或(C)收益型传输业务而使用Hi缓冲器进行传输。

(B)对于收益型实时的业务，在传输速度低的本地总线中，为了消除对(A1)延迟保证型的业务和(A2)吞吐量保证型的业务的干涉而使用Lo缓冲器；在传输速度高的基干总线中，为了优先于(C)收益型来传输业务而使用Mid缓冲器。

另外，如图15所示，在本地总线1中，容纳(A1)延迟保证型业务和(C)收益型业务，在本地总线2中，容纳(A2)吞吐量型业务和(B)收益型实时，由此，当在各自的本地总线中将业务的质量要求的种类设为两种时，中继装置内的缓冲器的种类也能够削减到两种。

图16表示图15的构成中的本地总线与基干总线的存储缓冲器种类的不同。

在本地总线1中，针对优先度最高的(A1)延迟保证型的业务，使用Hi缓冲器进行传输；针对(C)收益型业务，使用Lo缓冲器进行传输。

另外，在本地总线2中，优先度相对高的(A2)吞吐量保证型的业务使用Hi缓冲器进行传输；优先度低的(B)收益实时的业务使用Lo缓冲器进行传输。而且，在传输波段宽的基干总线中，为了将(B)收益型实时优先于(C)收益型的业务进行传输，而(B)收益型实时使用Hi缓冲器进行传输，(C)收益型业务使用Lo缓冲器进行传输。

如上所述，与业务的质量要求的种类数无关，能够使用种类比质量要求的种类数少的缓冲器来进行与不同的质量要求相应的发送安排的控制。

另外，在实施方式1中，以所有的中继装置R和网关GW所保持的缓冲器的种类都相同的情况为例进行了说明。但是，一部分的中继装置R或网关所具有的缓冲器的种类也可以不同。

图30表示的是在图5所示的构成中将中继装置R1与中继装置R3集成到一个中继装置R4中的构成例。

中继装置R4是在本地总线1与本地总线2的两者中使用的中继装置，为了区别三种业务，而具有Hi缓冲器、Lo缓冲器以及Mid缓冲器这三种缓冲器。

优先度是按照Hi缓冲器、Mid缓冲器以及Lo缓冲器的顺序定义的。质量保证型的业务利用Hi缓冲器进行传输；收益实时的业务利用Mid缓冲器进行传输；收益型的业务利用Lo缓冲器进行传输。

另外，在中继装置R4、以及与中继装置R4连接的中继装置R0、中继装置R2、网关中，存储要发送的数据包的缓冲器的类别的变更能够通过分别设定由质量要求决定部710所定义的质量要求决定规则3101而得以实现。

图31表示图30的网关GW的质量要求决定规则3101的一例。

在图31中，在输出端口一侧的总线类别是基干总线的情况下，作为发送目的地的中继装置(网关)处的存储缓冲器，对质量要求型和收益实时型的业务定义Hi缓冲器；对收益型的业务定义Lo缓冲器。

另外，在输出端口一侧的总线类别是本地总线的情况下，作为发送目的地的中继装置R4处的存储缓冲器，对质量要求型的业务定义Hi缓冲器；对收益实时型的业务定义Mid缓冲器；对收益型的业务定义Lo缓冲器。

对图30的中继装置R0、中继装置R2以及中继装置R4也同样地分别设定质量要求决定规则。

如上所述，在将具有两种缓冲器的两个中继装置置换成具有三种缓冲器的一个中继装置的情况下，虽然一个中继装置所具有的缓冲器的数量增加，但由于中继装置的数量减少，因此，能够 对削减整个集成电路电路的面积的效果寄予期望。

(实施方式2)

在实施方式1中，假设各总线主设备的质量要求没有变化的情况，并对与不同的质量要求相应的发送安排的控制进行了说明。

另外，在实施方式2中，对中继装置进行说明，该中继装置针对由于应用程序或服务的变化而导致总线主设备的质量要求发生变化的业务，进行与不同的质量要求相应的发送安排的控制。

图17表示实施方式2的概要。

在图17中，总线主设备0、1、3、4的质量要求是固定的，总线主设备2根据用途变化而变化成(B)收益型实时和(C)收益型中的任意一种。

本地总线1是传输(A)质量保证型和(B)收益型实时这两种业务的本地总线，并连接了总线主设备0以及1。另外，本地总线2是传输(A)质量保证型和(C)收益型这两种业务的本地总线，并连接了总线主设备3以及4。

总线主设备3具有介由中继装置R4而与本地总线1和本地总线2这两者连接的路径。

图17(A)表示总线主设备3发送(B)收益型实时的业务的情况下的传输路径。另一方面，图17(B)表示总线主设备3介由(C)本地总线1进行发送的情况下的传输路径。

在图17(A)中，如果总线主设备3的质量要求变成(C)收益型的业务，则由于在本地总线1中没有准备(C)收益型的业务用的缓冲器，因此，如果就这么直接发送业务，则会干扰其他总线主设备的业务，而变得不能够合适地保证质量要求。

因此，如图17(B)所示，在由总线主设备3发送的业务的质量要求被变更为(C)收益型的业务的情况下，通过在中继装置R4将传输路径变更到本地总线2一侧，从而实现保证了质量要求的传输。

图18是表示实施方式2中的中继装置800以及网关702的结构的图。

对于与实施方式1相同的构成，标注与图7相同的号码并省略其说明。

根据本实施方式的中继装置800新具有：质量要求判断部1501、路由表变更部1502以及休眠状态管理部1503。

质量要求判断部1501判断被存储在缓冲器部705中的将要进行发送的数据包的质量要求。

路由表变更部1502是根据由质量要求判断部1501所判断出的数据包的质量要求，进行对数据包的发送目的地与输出端口的关系的对应关系进行了定义的路由表的变更的处理部。

休眠状态管理部1503是对中继装置700以及相邻的中继装置700a的至少一方的电源的接通与断开进行管理的处理部。以下，说明对管理中继装置700以及相邻的中装置700a这两者的电源进行管理的情况。

图19是说明实施方式2中的中继装置800(或网关702)的动作的流程图。

对于与实施方式1相同的动作，标注与图9相同的号码并省略其说明。

在步骤1601中，质量要求判断部1501参照被存储在缓冲器部705内的数据包的头数据片中所记载的质量要求的种类。

在步骤1602中，判断是否使用了与所参照的质量要求相应的路由表。在使用了合适的路由表的情况下，进入步骤803。在没有使用合适的路由表的情况下，在步骤1603中，路由表变更部1502将路由表的内容变更为与数据包的质量要求的种类对应的表。

图20表示在实施方式2的图17的中继装置R4中所使用的路由表。图20左侧的表表示收益型实时业务用的路由表，右侧的表表示收益型业务用的路由表。

在实施方式2的中继装置R4中，按照每种质量要求准备不 同的路由表，在业务的质量要求是收益型实时业务的情况下，总是使用输出端口成为0的路由表。在收益型的业务的情况下，总是使用输出端口成为1的路由表。

作为在质量要求变更的情况下的传输路径，不仅是从总线主设备传输到基干总线的业务，从基干总线返回到总线主设备的业务也需要同样的路径变更。

图21表示的是：当由于质量要求变更的缘故而使从总线主设备到基干总线的业务的传输路径也变更时，缩短将从基干总线返回到总线主设备的业务的传输路径进行变更所需的处理时间的方法。

在图21(A)中，在从基干总线返回到总线主设备的业务到达网关的这一时刻，变更网关内的路由表，并选择合适的传输路径。在这种情况下，在路由表被变更的期间，由于不能向本地总线发送业务，因此，会产生延迟。

相比之下，在图21(B)中，当从总线主设备发送到基干总线的业务通过网关时，事先变更网关的路由表，并建立返回的传输路径。由此，返回的业务一旦到达网关，马上就能够向与质量要求相适应的传输路径发送业务，从而能够减少返回的业务的传输延迟。

图22用于说明包括从基干总线返回到总线主设备的传输路径变更的中继装置700的动作。

对于与图19相同的动作，标注相同的符号并省略其说明。

在步骤1604中，质量要求判断部1501针对返回的传输路径判断是否使用了与业务的质量要求的种类相适应的路由表，在使用了合适的路由表的情况下，进入步骤803。在没有使用合适的路由表的情况下，进入步骤1605。

在步骤1605中，路由表变更部1502针对返回的传输路径，变更为与业务的质量要求的种类相应的路由表。

另外，当对从总线主设备到基干总线的传输路径进行变更时，也可以按照每个业务分别地决定是否也事先变更返回的传输 路径。

例如，对于希望事先变更返回的传输路径的业务，在数据包的控制信息中记载用于执行事先变更的标志，只在标志有效的情况下才事先变更返回的传输路径的路由表。

图23表示在由于质量要求变更的缘故而使传输路径变化的情况下的电源的管理方法。总线主设备与网关通过三个中继装置而用上侧和下侧两条传输路径进行了连接。

图23(A)表示业务只利用上侧的传输路径的情况。在这种情况下，通过断开没有业务流过的下侧的传输路径上的中继装置的电源，能够削减整个集成电路的耗电。

另一方面，图23(B)表示由于业务的质量要求变更的缘故而变更传输路径的情况。在这种情况下，为了通过下侧的传输路径来传输业务，需要启动位于下侧的传输路径上的中继装置的电源。另外，对于没有业务流动的上侧的传输路径上的中继装置，能够通过关掉电源而降低耗电。

另外，关掉电源只是一个例子。除了关掉电源，也可以进入休眠状态(sleep)。在这种情况下也有助于降低耗电。

图24是说明中继装置800的电源的管理动作的图。

对于与图9和图19相同的动作标注相同的符号并省略其说明。

在中继装置中，如果在步骤803通过路由处理部708决定了发送数据包的输出端口，则在步骤2101中，电源管理部1503进行输出端口目的地的中继装置的休眠状态的管理。

图25是说明休眠状态管理部1503的动作的图。

在步骤2201中，判断是否发生了传输路径的变更。

在发生了传输路径的变更的情况下，进入步骤2202。在没有发生传输路径的变更的情况下，结束处理。

在步骤2202中，休眠状态管理部1503向在变更传输路径之前已经发送了业务的中继装置通知业务的发送已经结束。

被通知的中继装置如果没有其他要中继的业务则关断电源。

在步骤2203中，休眠状态管理部1503判断变更后的传输路径上的中继装置的电源是接通还是关断。在电源为关断的情况下，进入步骤2204。在电源是接通的情况下，结束处理。

在步骤2204中。休眠状态管理部1503向输出端口目的地的中继装置发出接通电源的命令。收到命令的中继装置接通电源。

如上所述，在伴随着业务的质量要求的变更而业务的传输路径变更的情况下，通过细致地控制业务的传输所需要的传输路径上的电源的接通与关断，能够削减整个集成电路的耗电。

另外，虽然在此以休眠状态管理部1503管理整个中继装置的电源的情况为例进行了说明，但也可以在中继装置的电源接通的状态下只停止中继装置的一部分的功能(例如，路由处理部708或缓冲器分配部711等)。

在这种情况下，虽然与直接关断中继装置的电源的情况相比，耗电的削减效果变小，但当再次启动中继装置时，与完全关断电源的状态相比，能够更快恢复中继装置的功能。因此，针对由于应用程序或服务发生变化的缘故而产生的总线主控主设备的质量要求的变化，能够以更少的延迟时间进行应对。另外，不仅功能的一部分，处理的一部分也可以省略。

另外，作为本实施方式的变形例，也能够考虑不设置休眠状态管理部1503的结构。

图26表示本实施方式的变形例中的中继装置801的结构。中继装置801省略了图18所示的中继装置800中的休眠状态管理部1503。在不存在休眠状态管理部1503的情况下，虽然不仅不能进行中继装置本身的电源管理，也不能进行输出端口目的地的中继装置的电源管理，但上述由于设置路由表变更部1502而带来的优点还是存在。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。

上述的实施方式只是其中的一个例子，能够进行各种变形以及应用。

图27表示本发明的一个实际应用例。在此表示的是将多个 总线主设备与存储器(DRAM或SRAM)用分散总线连接的例子。

质量要求不同的多个总线主设备(例如，外围设备、AV处理、信号处理以及处理器)按照其功能或相互的依存关系被分类为属于多个本地总线的总线，另外，各本地总线通过网关与传输波段宽的基干总线连接。

在上述实施方式中，虽然用将中继装置按点对点的方式配置的例子进行了说明，但除此之外也可以是拓扑配置。

图28(A)～(D)表示本地总线的拓扑的例子。

在将本发明的中继装置以及网关用于图28的总线中的情况下，由于在本地总线内的中继装置或基干总线上的网关中不需要按照质量要求的种类而增加缓冲器的种类，因此，能够在不增加集成电路的面积或耗电的情况下，在各总线主设备与存储器之间实现各业务的质量保证。

例如，如图28(A)所示，可以形成将中继装置以格子状排列的网状拓扑。另外，也可以是如图28(B)所示的在上下左右将中继装置以环状连接的花托型拓扑。另外，也可以如图28(C)所示，形成将总线以分层式连接的分层型拓扑等。而且，还可以如图28(D)所示，形成在多个总线主设备与网关之间中继装置的数量成为一定的蝴蝶形的拓扑。如果是介由分散型的总线而将多个总线主设备连接的拓扑，则同样能够用于本发明的中继装置中。

图32表示能够在本申请中使用的其他半导体集成电路的总线系统的例子。在此，当将不同的SoC(System on Chip)彼此连接而使它们动作时，介由中继装置将SoC彼此连接。

不过，一般来讲，在为了不同的用途而开发的SoC之间，由于在SoC内的总线中流动的业务的要求质量的定义不同，因此，即使直接在SoC之间进行业务交换，也不能保证要求质量。

在图32的例子中，SoC1具有质量要求不同的“高”、“中”、“低”三种总线主设备；另一方面，SoC2具有质量要求不同的“有延迟制约”与“无延迟制约”这两种总线主设备。另外，“延迟 制约”是指：要求数据包到达发送目的地为止所需要的延迟时间比事先规定的规定时间短的制约。

由于在SoC1和SoC2中质量要求的定义不同，因此，例如，即使以SoC1将要求质量“高”的业务发送给SoC2，也会由于在SoC2中没有定义要求质量“高”，从而不能正确地进行保证质量要求的传输。同样，在将从质量要求“中”或“低”的总线主设备发送的业务从SoC1发送到SoC2的情况下，或者从SoC2向SoC1发送业务的情况下，也不能保证要求质量。

另外，在SoC1中，质量要求按照“高”、“中”、“低”的顺序来设定严格度；在SoC2中，质量要求按照“有延迟制约”、“无延迟制约”的顺序来设定严格度。

在如上述例子所示的要求质量的定义不同的情况下，在图32的连接SoC1与SoC2的中继装置(例如中继装置A或中继装置B)中，根据发送目的地的总线的定义，来变换向质量要求不同的SoC内的总线发送的业务的要求质量。例如，当中继装置A在SoC1一侧将质量要求较严格的“高”与“中”的业务发送给SoC2时，质量要求变换成较严格的“有延迟制约”。另外，当中继装置A在SoC一侧将质量要求较不严格的“低”业务发送给SoC2时，质量要求变换成较不严格的“无延迟制约”。然后，存储在各自对应的缓冲器中进行发送。

由此，针对由于连接SoC1与SoC2而产生的质量要求不同的五种业务，能够在不进行已有的SoC自身的变更的情况下，仅仅通过变更中继装置的优先度变更规则的定义，就能进行保证要求质量的传输。因此，在将多个SoC统一的开发中，能够将成本抑制得较低。

在以上的说明中，虽然将中继装置的各构成要素表示为模块化的个体的功能部，但也可以通过使安装在中继装置中的处理器(计算机)执行规定了这些功能部的处理的程序，从而实现中继装置的动作。这种程序的处理顺序如例如图9、12、19以及22的流程图中的记载所示。

在上述实施方式以及应用例中，本申请发明对在芯片上安装时的结构进行了说明。本申请发明不仅能够安装在芯片上，也能够作为进行用于在芯片上安装的设计以及验证的模拟程序来实施。这种模拟程序通过计算机来实施。例如，图7所示的各构成要素是作为模拟程序上的被对象化的类而安装的。各类通过读入事先规定的模拟脚本，从而在计算机上实现与各构成要素对应的动作。换句话说，与各构成要素对应的动作被作为计算机的处理步骤而被串行或并行地执行。

作为中继装置安装的类通过读入模拟器所定义的模拟脚本来决定优先度阈值等的条件。另外，决定从其他中继装置的类发送的数据包的发送时机、发送目的地、优先度以及截止时间等条件。

作为中继装置安装的类在直到模拟场景中所记载的模拟的结束条件成立为止的期间进行动作。计算出动作中的吞吐量或延迟、总线的业务的变动情况、动作频率、耗电的估值等并提供给程序的使用者。程序的使用者基于此来进行拓扑或性能的评估，并进行设计以及验证。

在模拟脚本的各行中，通常会记述例如发送源节点的ID、发送目的地节点的ID、要发送的数据包的大小、发送时机等信息。另外，通过批处理地评估多个模拟脚本，能够有效地验证是否能在假设的所有脚本保证所希望的性能。另外，通过改变总线的拓扑或节点数、发送节点、中继器以及发送目的地节点的配置来进行性能比较，也能够确定最适合模拟脚本的网络结构。上述任意一个实施方式都可以作为本实施方式的设计以及验证工具来使用。因此，本申请发明在作为设计以及验证工具而被实施时也能够使用。

产业上的可利用性

在具有分散型总线的集成电路中，本发明的中继装置能够在不增加安装时的制约较大的缓冲器尺寸的情况下，实现与业务的质量要求相应的发送安排控制。

因此，例如，当使用分散总线将多个媒体处理用的DSP或进行高速的文件转送的CPU等在一个SoC(System on Chip)上集成化时，在实现安装所需资源的省资源化的方面很有用。

另外，在通过节省资源而实现整个集成电路的省电化的方面也很有用。

附图标记说明

700 中继装置

700a 相邻的中继装置

701 总线主设备

702 网关

703 输入端口

704 输出端口

705 缓冲器部

706 Hi缓冲器

707 Lo缓冲器

708 路由处理部

709 总线类别比较部

710 质量要求决定部

711 缓冲器分配部

712 交叉开关

713 开关分配部

900 数据包

901 控制信息

902 数据

903 结束代码

904 头数据片

905 数据片

906 结尾数据片

1501 质量要求判断部

1502 路由表变更部

1503 休眠状态管理部

Claims (12)

1.一种中继装置，在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中，被设置在上述第二总线中来中继数据包，

上述至少一个总线主设备输出赋予了事先规定的N+1种质量要求当中的至少一种质量要求的信息的数据包，

上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包，

上述中继装置具有：

输入端口，其接收赋予了上述质量要求的信息的数据包；

缓冲器部，其具有用于根据所接收到的上述数据包中被赋予的上述质量要求的信息而将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；

缓冲器分配部，当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包；以及

发送控制部，其针对存储在上述缓冲器部中的数据包，以按照质量要求从高到低的顺序被传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送，

上述中继装置根据上述N+1种质量要求的种类来控制业务的发送安排，

其中N为1以上的整数。

2.根据权利要求1所述的中继装置，其中，

上述N+1种的质量要求有三种，

在上述第二总线中，存储在上述缓冲器部中的业务的质量要求的种类为两种以下，

上述N种缓冲器是对质量要求不同的两种业务进行区分的第一缓冲器以及第二缓冲器。

3.根据权利要求2所述的中继装置，其中，

在上述数据包中存储有在上述第一总线上使用的质量要求的信息以及在上述第二总线上使用的质量要求的信息，

上述缓冲器部基于缓冲器的种类而将上述数据包区分地存储，上述缓冲器的种类是基于接收到数据包的上述输入端口所连接的总线的类别、数据包的发送目的地的总线的类别、以及上述质量要求的种类而决定的。

4.根据权利要求3所述的中继装置，其中，

在上述第一总线上使用的质量要求与在上述第二总线上使用的质量要求不同。

5.根据权利要求1所述的中继装置，其中，

基于存储在上述数据包中的质量要求的信息所显示的质量要求的种类，变更上述总线主设备所利用的传输路径。

6.根据权利要求5所述的中继装置，其中，

还具有：

质量要求判断部，其基于存储在上述数据包中的质量要求的信息来判断上述数据包的质量要求的种类；以及

路由表变更部，其根据所判断的上述质量要求的种类，变更对上述数据包的传输路径进行了定义的路由表的内容。

7.根据权利要求6所述的中继装置，其中，

上述质量要求判断部对数据包的质量要求的种类已被变更进行判断，

上述路由表变更部与发送中的数据包相关联地定义从上述第一总线返回到第二总线的业务的传输路径。

8.根据权利要求5所述的中继装置，其中，

还具有：控制相邻的中继装置的休眠状态的电源管理部，

上述电源管理部根据随着质量要求的变更而产生的传输路径的变更来控制相邻的中继装置的功能的开启与关闭。

9.根据权利要求5所述的中继装置，其中，

还具有：控制自身装置的休眠状态的电源管理部，

上述电源管理部根据随着质量要求的变更而产生的传输路径的变更来控制自身装置的至少一部分的功能的开启与关闭。

10.一种中继装置的控制方法，该中继装置在具有至少一个总线主设备、第一总线以及连接上述至少一个总线主设备与上述第一总线的第二总线的总线系统中，被设置在上述第二总线中来中继数据包，

上述至少一个总线主设备输出存储了优先度被事先确定的N+1种质量要求当中的至少一种质量要求的信息的数据包，

上述第二总线传输N种以下的质量要求的数据包，

上述中继装置具有：

输入端口，其接收赋予了上述质量要求的信息的数据包；以及

缓冲器部，其具有用于根据上述质量要求的信息而将数据包区分地存储的N种缓冲器，

上述控制方法包括：

当在发送目的地的中继装置中总线的种类变化时，根据上述质量要求的种类，决定在上述发送目的地的中继装置所具有的N种缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；

分配传输路径，以使存储在上述缓冲器部中的数据包按照质量要求的优先度从高到低的顺序被传输的步骤；以及

输出通过进行分配的上述步骤而被分配了传输路径的上述数据包的步骤，

由此，根据N+1种质量要求的种类来控制业务的发送安排，

其中N为1以上的整数。

11.一种中继装置，是在具有第一总线以及第二总线的总线系统中将上述第一总线以及上述第二总线进行连接来中继数据包的中继装置，

在上述第一总线中传输N+1种以下的质量要求的数据包，

在上述第二总线中传输N种以下的质量要求的数据包，

上述中继装置具有：

输入端口，其接收赋予了上述N+1种以下的质量要求的信息的数据包；

缓冲器部，其具有用于根据所接收到的上述数据包中被赋予的上述质量要求的信息，将数据包区分地存储的N种以下的缓冲器；

缓冲器分配部，根据上述质量要求的种类，决定在被配置于上述第二总线的发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包；以及

发送控制部，其针对存储在上述缓冲器部中的数据包以按照质量要求从高到低的顺序被传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送，

其中N为1以上的整数。

12.一种中继方法，用于控制中继装置，其中，

中继装置是在具有第一总线以及第二总线的总线系统中将上述第一总线以及上述第二总线进行连接来中继数据包的中继装置，

在上述第一总线中传输N+1种以下的质量要求的数据包，

在上述第二总线中传输N种以下的质量要求的数据包，

上述控制方法包括：

在上述中继装置的输入端口接收赋予了上述N+1种以下的质量要求的信息的数据包的步骤；

根据所接收到的上述数据包中被赋予的上述质量要求的信息，在N种以下的缓冲器中区分地存储上述数据包的步骤；

根据上述质量要求的种类，决定在被配置于上述第二总线的发送目的地的中继装置所具有的N种以下的缓冲器当中的哪一种缓冲器中存储上述数据包的步骤；

针对存储在上述N种以下的缓冲器中的数据包，以按照质量要求从高到低的顺序被传输的方式进行发送调度，并控制上述数据包的发送，

其中N为1以上的整数。