CN1154301C - 控制统计地多路复用atm总线的方法和系统 - Google Patents

控制统计地多路复用atm总线的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种控制统计多路复用ATM总线(1)的方法和系统，总线上连接着总线控制器(6)和通过总线进行包，即信号，传输的接口单元(Z1-ZN)。每一个信元被传输到ATM总线上前，先探测参与传输的接口单元的地址，总线控制器(6)把该地址设到ATM总线(1)的地址总线(1a)上，这样就激活了信元通过ATM总线的数据总线(1d)从总线控制器到接口单元或相反方向的传输。在信元的传输期间，总线控制器(6)获取用于信元从或到相关接口信元传输的下一个接口单元的地址。

Description

控制统计地多路复用ATM总线的方法和系统
本发明涉及一种控制统计地多路复用ATM总线的方法和系统，总线上连接着总线控制器和通过总线进行包(即信元)传输的接口单元。本发明尤其涉及一种适用于从几个接口卡来的ATM单元的统计地多路复用和多路分解的总线解决方案。接口速率通常在0到155Mbit/s之间。
在ATM(异步传输模式)中，数据以53个八位位组的包，即信元的方式传输。这些信元传输和交换的一个基本ATM速率是155Mbit/s。当一个有较低传输速率的接口与交换155Mbit/s单元流(cell stream)的ATM交换器(switch)连接。由该接口产生的ATM信元必须被多路复用到这一速率。相应地，也必须能把155Mbit/s的信元流多路分解到一个较低的速率上。
以前使用的总线解决方案，例如系列产品STNFONET中的SDH多路复用器和Nokia DX200中的PCM总线，都是基于总线的时分工作，其中每一接口被分配了一个单独的时间间隙。由于总线容量不是按照传输需要而分配，这就造成总线容量的浪费并且也不适合于统计地进行多路复用。由于这个原因，集中(Concentroton)，即具有比标称信元传输速率高的接口的服务，是不可能的。
本发明的目的是提供一种方法和系统，可以用来消除以上的限制。本发明方法的特征是：对每一个要被传输到ATM总线的信元，要先探测参与该传输的接口单元的地址，然后总线控制器把该地址设到ATM总线的地址总线上，从而激活该信元通过ATM总线的数据总线从总线控制器到接口单元或相反方向的传输；在信元的传输期间，总线控制器读取下一个接口单元的地址，用于下一信元在有关接口单元间的传输。
根据本发明的总线分配算法能使仅仅那些有其正传输需要的接口才能利用传输容量。该分配方法允许接口有优先权并且通过配置一个传输容量在例如155Mbit/s以上的接口单元使集中成为可能。
如本发明描述的一样被控制的总线的传输容量可以在上行链路和下行链路两个方向被利用。使得在两个方向上，假如其它的单元不传输，一个单元则可以获得所有传输容量。
根据本发明的方法和根据本发明的系统的优选实施例的特点如下面的权利要求所述。
下面将参照附图以实例的方式对本发明进行描述，其中
图1说明了本发明在多路复用方向的原理，以及
图2说明了本发明在多路分解方向的原理。
图1所示系统的原理和根据本发明的工作如下。
本发明的ATM总线是“点到多点”型总线，它的传输容量可以是大约155Mbit/s。数据在53个字节的信元中传送。信元的开始用信元同步脉冲来表示，以2.72μs的间隔出现。总线分为多路复用(上行链路)部分和多路分解(’下行链路’)部分，多路复用部分如图1所示，多路分解部分如图2所示。总线的多路复用部分1有它自己的数据总线1d和地址总线1a。
总线部分1c用于在信元和位的水平上定时。总线的工作由总线控制器6来控制，多路复用器配有微处理器5并通过一条155Mbit/s的线与ATM交换器连接。与总线连接的还有许多接口单元21-2N，它们根据自己的传输需要和速率产生和/或接收ATM信元。
在多路复用方向上，总线控制器6通过将控制器的RAM3中的接口单元的地址设置在地址总线1a上，给接口单元21-2N分配传输时间。控制器在一个信元的时间内扫描整个地址空间，在这个例子(155Mbit/s总线)中，这一时间是上面提到过的2.72μs。
接口单元2x，即单元21-2N中的任一个，有一个ATM信元要发送时，就给总线控制器发送一个请求发送信号1r，总线控制器则将用于增加RAM3中地址的计数器4停止在中相应的存储位置X上，保持在地址总线1a上发送请求发送信号的接口单元2x的地址。请求传输的接口单元在下一个信元同步脉冲(总线信号1c)的上升沿收到传送其信元的许可。总线控制器同时使被中断的地址增加继续到下一个存储位置X+1。那些不进行传输的接口单元在多路复用方向不对地址总线上的内容产生任何反应。在己被授权传输的接口单元2x的信元被传输时，同时寻找下一个可能的发送器。
在多路复用方向中，接口单元都连续“监听”地址总线1a，但是当在地址总线上检测到它自己的地址后只有带有准备传输信元的接口单元2x发送一个请求发送信号。
通过对RAM3的存储位置中的接口单元的地址进行合适地初始化，就可以在总线1的分配中给不同的接口单元21-2N分配一个不同的位置。如果接口单元的地址在存储器中按与他们的传输容量成比例地方式被初始化，那么总线容量可以与接口的传输速度成比例地被充分分配，即每个接口单元在总线控制器的存储器中的存储位置的数量与每个接口单元的速率成比例。例如，一个8Mbit/s的接口的地址是一个2Mbit/s的接口的4倍。
也可以给想要的接口单元分配比根据它们的传输速率而分配到的更多的地址，这样接口就有了优先级，即每一接口单元在总线控制器的存储器中的存储位置的数量与该接口单元的优先级制成比例。
这里存在存储器3中并位于地址送线上的接口单元的地址可以是在一个列表存储器(tabular memory)中的地址或者是按一定规则存在存储位置中的地址。在第一种情况下，地址是在一个被逐个地址扫描的寄存器中，每次扫描一个地址；在第二种情况下，该地址是从一个存储位置中获取的。即使在后一种情况下，一次也只扫描一个存储位置，但是不需要按照物理顺序；这样地址就有了优先级别而不需要重复相同的地址，例如根据随具体情况而变的优先级别测试。
根据本发明的总线控制允许接口单元的集中，借此，如果接口单元是在满容量使用，那么总线控制器就可以服务比总线传输容量允许更大的接口单元数。
在多路分解方向中，如图2所示，总线控制器6根据信元首部选择要传送给接收器21-2N的ATM信元的地址，地址是信元中VPI/VCI字段的全部或部分内容，用于指示所希望的接口单元的总线地址所在的存储器3中的存储位置，即读取当前接口单元的识别符。这样获得的地址被放到多路分解总线1’的地址总线1a’上，原始信元被放到数据总线1d’上，这样多路复用(图1)和多路分解传输方向就有了它们自己的地址和数据总线。
总线(地址和数据总线1a，1d；1a’，1d’)的宽度和详细的时序根据可用的技术而定。总线可以作为一个多路复用器的底板总线工作，或者可以从一个多路复用器扩展到另一个多路复用器。当用双绞线电缆来把总线从一个多路复用器扩展到另一个多路复用器时，总线的时钟应小于20MHz(例如194MHz)，它将导致8位数据总线。地址总线的宽度取决于被复用的单元的数目，但是总线控制器的地址空间，存储器的存取速率，以及总线的信元传输频率之间必须互成比例以使整个地址空间能在两个信元同步脉冲间即在该例中是小于2.72μs，通过进行覆盖接口单元地址的轮询。
很显然，对一个本领域的熟练技术人员来说上述的实例并未限制本发明的不同实施例，也就是说在所附权利要求的范围内他们是可变的。

Claims (10)

1.一种控制统计地多路复用ATM总线(1；1’)的方法，总线上连接着总线控制器(6)和通过总线进行包(即信元)传输的接口单元(21-2N)，其特征在于：对于每一要传输到ATM总线的单元，在检测到参与传输的接口单元的地址后，总线控制器(6)将该地址设到ATM总线(1；1’)的地址总线(1a；1a’)上，从而激活信元通过ATM总线的数据总线(1d；1d’)从总线控制器到接口单元或相反方向的传输；以及在信元的传输期间，总线控制器(6)获取下一个接口单元的地址用于通过相关接口单元进行下一个信元的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在多路复用方向上，总线控制器(6)增加地址总线(1a)上相应的存储器(3)中接口单元(21-2N)的地址，这样当一个有信元准备发送的接口单元在数据总线上探测到其地址时，就给总线控制器(6)发送一个请求发送信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在多路分解方向上，总线控制器(6)从要传输到接口单元(21-2N)的多复用的信元的地址字段中读取当前接口单元的识别符。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：总线控制器(6)的地址空间，存储器的存取速率，以及总线的信元传输频率间应互相成比例以使在总线(1；1’)的两个信元同步脉冲之间，通过进行覆盖接口单元(21-2N)的地址的轮询，扫描整个地址空间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：向总线控制器(6)提供每个接口单元具有多个存储位置的存储器(3)，其中，存储位置数与多个接口单元(21-2N)的每一个的传输能力成比例。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：每个接口单元在总线控制器(6)的存储器(3)中的存储位置数与每一接口单元(21-2N)的优先级别成比例。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：假如接口单元在满容量下使用，总线控制器(6)将能提供比总线传输容量所能允许的接口单元(21-2N)数量更大的集中服务。
8.一个控制统计地多路复用ATM总线的系统，该系统包括：一个通过总线(1；1’)进行包(即信元)传输的总线控制器(6)，和经过总线连到控制器上的接口单元(21-2N)，其特征在于：总线控制器(6)带有一个存着接口单元(21-2N)地址的存储器(3)，对于每一个要被传输到ATM总线上的信元，可以从存储器(3)中读出参与传输的接口单元的地址并把地址设置到ATM总线(1；1’)的地址总线(1a；1a’)上；并且总线控制器(6)被安排通过ATM总线(1；1’)的数据总线(1d；1d’)以一种速率把信元从总线控制器传输到接口单元或沿相反方向传输以使在信元的传输期间，总线控制器能获取下一个接口装置地址用于将下一个信元传输到总线上。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：总线控制器(6)的地址空间，存储器的存取速率，以及总线的信元传输速率之间应互相成比例以使在两个信元的同步脉冲之间，通过进行覆盖接口单元(21-2N)地址的轮询，扫描整个地址空间。
10.根据权利要求8或9所述的系统，其特征在于：假如接口单元在满容量使用，那么总线(1；1’)上可服务的接口单元(21-2N)的数量比总线传输容量所允许的大。
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