CN1270749A - 点对点和/或点对多点atm信元的缓存 - Google Patents

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Abstract

异步传送模式(ATM)交换装置(20)使ATM信元(无论是点对点还是点对多点的)传送到一个或多个物理输出链路(31—38)上。交换装置(20)包括信元缓存器(92),是一个出局交换终端上缓存包括点对多点信元在内的所有信元的单个存储区,无论信元是要送至哪个物理输出链路。对于点对多点信元,有一些指向信元在信元缓存器(92)内的位置的指针分别存储在一个或多个指针队列(114)内,这些指针队列(114)分别与点对多点信元要传送到的物理输出链路相应。随着每个物理输出链路的选定,利用相应指针队列内的指针从信元缓存器(92)内获取信元,读到所选的物理输出链路上。

Description

点对点和/或点对多点ATM信元的缓存
本申请涉及同时递交的美国专利申请No.08/-，-(代理案号1410-238)“通过缓存数据增扩ATM信元”(“Augmentation of ATMCell with Buffering Data”)，该申请列为本申请的参考。
本发明与电信技术领域有关，具体地说，涉及在以异步传送模式工作的电信网的交换节点内对信元进行处理的技术。
日益增长的对诸如多媒体应用、点播电视、可视电话和电话会议之类的宽频带业务的关注促进了宽带综合业务数字网(B-ISDN)的开发。B-ISDN以所谓异步传送模式(ATM)的技术为基础相当可观地扩展了电信业务能力。
ATM是一种采用异步时分多路传输技术的以分组为单位的传送模式。分组也称为信元，具有固定不变的长度。一个ATM信元包括53个字节，其中5个形成信头，而48个形成信元的“净荷”或信息部。ATM信元的信头包括两个用来标识ATM网内信元所经过的连接，具体地说是VPI(虚路径标识符)和VCI(虚信道标识符)。通常，虚路径是在网络的两个交换节点之间的主路径，而虚信道是各主路径上的具体连接。
ATM网在终接点与终端设备，例如ATM网用户，连接。在ATM网终接点之间是多个由物理传输路径或链路连接起来的交换节点。在从一个始发终端设备传送到一个目的终端设备的过程中，形成消息的ATM信元可能要经过几个交换节点。
一个交换节点有多个口，每个口通过一个线路终接电路和一个链路与另一个节点连接。线路终接电路执行按链路上所用的具体协议对信元打包的处理。一个进入一个交换节点的信元可以在一个第一口进入这个交换节点而从一个第二口离开，通过一个线路终接电路加到一个接至另一个节点的链路上。每个链路能承载多个各在一个主叫用户或主叫方与一个被叫用户或被叫方之间进行传输的连接的信元。
许多信元通过ATM网从一个始发节点发送到单个目的节点，因此称为点对点信元。有些交换节点能处理从一个始发节点传送到多个目的节点的信元，这样的信元称为点对多点信元。有些点对多点信元虽然是对于不同连接的，但可以在同一条链路上传输。
这些交换节点通常各有几个功能部件，其中的一个主要部件是交换核心。交换核心主要起着对交换机各口之间进行交换的交接装置的作用。交换核心的内部路径有选择地控制成将交换机的特定口连接在一起以使来自始发终端设备的消息最终传送给目的终端设备。
在传统的交换技术中，为每个口配置了一些队列和缓存器，例如用来存储读出前的信元。在信元可以具有不同的优先级别的情况下，每个口可以有若干个分别与优先级别一一对应的队列或缓存器。信元由一个输入队列选择器馈送至适当的缓存器，再由一个输出队列选择器在适当的时间从缓存器内读出。与点对点信元不同的是，对于点对多点信元配置了一个公共队列或缓存器(例如，每个优先级别一个队列)。在要读出一个点对多点信元时，就选择对于点对多点的公共队列。是否要为一个给定的信元净荷再三选择点对多点信元的公共队列取决于需要用这个信元的点对多点支叶数。因此，就本质上来说，信元要按照需发送到的节点或叶的数量从公共队列拷贝。一个点到多点信元属于一个连接，这个信元拷贝给所有的叶。
线路终接电路中的一个特定的线路终接电路(交换口通过它接至相应出局链路)时时可能指出它暂时正忙或饱和。在这种情况下，这个特定线路终接电路可以产生一个信号，指出不应该将更多的数据送至它的链路。在点对多点信元的公共队列内的信元反复复制到一个链路上时特别容易出现这样的示忙信号。在出现这样的示忙信号时，其他信元不能从点对多点信元的公共队列读出，从而不能转到其他链路。因此，这个停止从点对多点信元的公共队列读出信元的特定链路严重地堵塞了公共队列，从而产生了所谓的“队列头堵塞问题”。队列头堵塞问题有害地增大了要发至其他链路的点对多点信元的各个拷贝的延迟。这个问题还导致丢弃队列内的点对多点信元。在一些实现方式中，这些问题可能传播到入局点对多点队列，可能必需执行丢弃处理。甚至点对点队列在某些情况下也可能受到影响。这些问题可以引起吞吐量的下降。
公共点对多点队列的另一个问题是在一个大的点对多点树(例如有许多叶)内读出第一个信元与最后一个信元之间会有相当长的延迟。
上述技术的另一种可选用的方案是先将点对多点信元拷贝到所有的叶再存入不同的链路队列。然而，这样进行拷贝要求暂停信元输入直至所有的拷贝完成，这会降低吞吐率和增大延迟。这样拷贝可以想像能在后台执行(例如在等待填充空信元时隙时)，但由于拷贝可能需要较长时间，这对于点对多点信元的延迟和延迟的变化都将有不良影响。
因此所需的是开发一种在交换节点内能有效管理点对多点信元的技术，这也就是本发明的目的。
本发明所提出的异步传送模式(ATM)交换装置可以使ATM信元(包括点对点和点对多点的)高效地传送到一个或多个物理输出链路上。这种交换装置包括一个信元缓存器，它是一个出局交换终端上缓存包括点对多点信元在内的所有信元的单个存储区，无论信元是要送至哪个物理输出链路。对于点对多点信元，有一些指向信元在信元缓存器内的位置的指针分别存储在一个或多个指针队列内，这些指针队列分别与点对多点信元要传送到的物理输出链路相应。随着每个物理输出链路的选定，利用相应指针队列内的指针从信元缓存器内获取信元，读到所选的物理输出链路上。
有一个连接数据记录存储器为每个点对多点信元存有至少两个连接数据记录。第一连接数据记录存有每个为这个信元激活的物理输出链路一个的下叶指针和一个指出为这个信元激活的是哪些物理输出链路的指示符。第二连接数据记录每个激活的物理输出信道一个，相应物理输出链路的第一连接数据记录的下叶指针指向第二连接数据记录，第二连接数据记录具有至少一个虚路径标识符(VPI)和一个虚电路标识符(VCI)之一，以纳入要输出的ATM信元。第二连接数据记录还存有一个指出相应物理输出链路是否有一个另外连接数据记录的最后叶标志。第二连接数据记录在第二连接数据记录的最后叶标志指出有一个另外连接数据记录的情况下还存有一个另外下叶指针。这个另外下叶指针指向这个另外连接数据记录。因此，建立了一个连接数据记录的链接表，使得点对多点信元的各拷贝可以通过同一个物理输出链路发送。
本发明的上述和其他目的、特征和优点通过以下对如附图所示的优选实施例所作的更为具体的说明可以清楚看出。在这些附图中，相同的标记字符指的是相同的部件。这些附图并不按实际比例，强调的只是示出本发明的原理。在这些附图中：
图1为按本发明的一个实施例构成的ATM交换机的示意图；
图2为图1的ATM交换机内的缓存电路的示意图；
图3为按本发明的一个实施例构成的缓存电路的存储器结构的示意图；
图4为连接数据记录(CDR)的数据结构的示意图；
图5为示出在处理一个从交换核心获得的信元，将它存入信元缓存器的过程中要执行的基本步骤的流程图；
图6为示出在处理一个从信元缓存器获得的信元、将它加到一个物理链路上的过程中要执行的基本步骤的流程图；
图7为从图1所示ATM交换机的交换核心获得的一个信元的示意图；
图8为存储在图1所示ATM交换机的信元缓存器内的一个点对点信元的示意图；
图9为存储在图1所示的ATM交换机的信元缓存器内的一个点对多点信元的示意图；
图10为一个点对点连接数据记录的示意图；
图11为一个点对多点连接数据记录的示意图；
图12为一个点对多点指针连接数据记录的示意图；
图13为示出队列指针集与队列集之间关系的示意图；
图14为示出自由表指针、信元指针自由表和信元缓存器相互关系的示意图；
图15为示出起始和终止信元队列指针、队列和信元缓存器相互关系的示意图；
图16A至图16E为示出在按本发明的模式处理一个示例性的点对多点信元过程中从信元缓存器和缓存电路存储器选择的内容的示意图；以及
图17为图4所示连接数据记录结构的一部分的示意图，图中还示出了下叶指针的利用情况。
在以下说明性而不是限制性的描述中，为了能对本发明有全面深入的理解给出了一些具体的细节，例如具体的体系结构、接口和技术等。然而，对于熟悉本技术的人员来说，本发明可以用与这些具体细节不同的其他实施方式实现是显而易见的。在有些情况下，为了不使一些不必要的细节遮蔽了对本发明的说明，那些众所周知的器件、电路和方法就不作详细说明。
图1示出了主要包括一个交换核心22和多个设备板或交换终端241-24n的ATM交换机20。每个交换终端通过一组入局物理链路30和一组出局物理链路31-38与ATM网其他部分，例如其他节点连接。例如，所示交换终端241具有入局物理链路301和出局物理链路311-381。
虽然图1中只示出两个交换终端24，但应理解还配置了许多其他这样的交换终端，以图中所示相同的方式与交换核心22连接。此外，对交换终端或交换终端的构成器件不加下标的是通指任何交换终端或器件，而不是某个具体的交换终端或器件。出局物理链路，如链路311-381也通标为链路phy0-phy7，也分别缩简为ph0至ph7。
交换核心22的主要功能是执行空间交换，例如，将在它的一个输入端上接收到的各ATM信元传送到它的适当的输出端，从而使得在始发终端设备(发送方)与目的终端设备(预定接收方)之间可以进行ATM传输(可能包括许多ATM信元)。例如，如图1中的虚线39所示，交换核心22将两个口连接起来，使得在链路301上进入交换机20的信元最终发送给一个或多个出局链路311-38n。交换核心22还执行在点对多点信元(也称为组播信元)情况下的对ATM信元拷贝后分发到一些适当的输出端的功能。交换核心22的结构和工作情况为熟悉该技术领域的人员所周知，因此在此不作详细说明。
交换机20的交换终端24各包括作为与入局物理链路30和出局物理链路31至38的接口的线路终接装置(L.T)40。在入局侧，每个交换终端24都有将线路终接装置40与ATM控制器44相连的链路42。在所示的实施例中，可以有多达32个物理链路30接至ATM控制器44。控制器44的输出端接至第一缓存电路46，它再接至交换口50的交换口入局输入端48。交换口50有一个入局输出端52，它通过交换核心入局输入接口56接至多个交换核心入局输入端54中的一个适当输入端。
交换核心22具有多个出局输出端64，它们分别与入局输入端54配对，由交换核心出局输出接口66按照相应的配对情况接至交换终端24。
在出局侧，每个交换终端24具有出局输入端68，它接至接口66。交换口50的出局侧的输出端70接至第二缓存电路72，它通过链路74接至线路终接装置40。线路终接装置40起着将链路74与出局物理链路31-38连接起来的接口作用。
在每个交换终端24内，ATM控制器44与微处理器(μP)80和数据库存储器82分别连接。数据库存储器最好是一个随机存取存储器(RAM)。微处理器80用来例如构成一个驻留在数据库存储器82内的数据库。数据库用来例如为信元增添连接数据。在所示的实施例中，ATM控制器44是一个由PMC-Sierra公司投放市场的器件PM7322RCMP-800，用来执行ATM层的路由控制、监测和管理。微处理器80还与缓存电路72，微处理器80写连接数据，即CDR记录。
在所示的实施例中，每个交换终端24具有一个微处理器80。交换机20具有一个或多个未示出的中央处理器，各个交换终端24的微处理器80都接到中央处理器上。
控制器44的输出端接至第一缓存电路46。缓存电路46连接成能将ATM信元存入信元缓存器90和从缓存器90读取ATM信元。类似，交换终端24的出局侧的第二缓存电路72连接成能将ATM信元存入信元缓存器92和从缓存器92读取ATM信元。本发明主要涉及的是交换机20出局侧的信元处理，包括第二缓存电路72的操作。
图2示出了第二缓存电路72的一个实施例。第二缓存电路72有一个缓存电路控制器200和若干个管理器。缓存电路控制器200按照在ASI接口上接收到的定时信息为图2中所示的各个管理器提供定时信息。
这些管理器中有ASTEH接口管理器202、输入信元管理器(ICH)204、输出信元管理器(OCH)206、ATM传输会聚/ALM接口管理器(AAIH)208、信元缓存管理器(CBH)212和控制存储器管理器(CMH)214。
在所例示的第二缓存电路72的这些管理器中有两个是存储器管理器。信元缓存管理器(CBH)210管理对信元的物理缓存。具体地说，信元缓存管理器(CBH)210含有一个访问信元缓存器92的DRAM控制器。控制存储器管理器(CMH)214管理对信元的逻辑缓冲，也就是说它存储信元指针，读取和更新连接数据记录(CDR)。控制存储器管理器(CMH)214还包括一个DRAM控制器。
ASIEH接口管理器202接收来自交换核心22的信元。输入信元管理器(ICH)204接收来自管理器202的信元，从由控制存储器管理器(CMH)214管理的存储器获取连接数据记录(CRR)。输入信元管理器(ICH)204还执行分组和信元丢弃操作，而如果信元不丢弃，就向控制存储器管理器(CMH)214申请一个自由信元缓存器，存储队列指针。
输出信元管理器(OCH)206包括一个调度器，用来选择需发送给线路终接电路的信元。输出信元管理器(OCH)206执行将地址从内部信道号码转换成出局VP/VC值(从CDR记录转成VPI/VCI)的操作。为了计费，按每个VP/VC对所有出局信元进行计数。输出信元管理器(OCH)206支持对出局信元的EFCT标记。输出信元管理器(OCH)206与ATM传输会聚/ALM接口管理器(AATH)208、信元缓冲管理器(CBH)210和控制存储器管理器(CMH)214一起执行图6所示的各个步骤。
图3示出了信元缓存器92以及缓存电路72的存储器结构。缓存电路72包括一个内部RAM100。级电路72也对称为Cntr RAM的RAM102进行访问。信元缓存器92具有供128K个信元用的存储单元，这些单元在图3中分别标为“信元0”，“信元1”，…，“信元128K-1”。Cntr RAM 102包括一个连接数据记录(CDR)数据结构110(详见图4)、一个自由表112和一个分别为8个物理链路ph0至ph7存储各自队列的队列区114。队列区114内的各列分别与物理链路一一对应。例如，第一列与物理链路ph0相应，而最后一列与物理链路ph7相应。队列区114的各行分别与延迟优先权一一对应。具体地说，第一行用于CBR，第二行用于trVBR，第三行用于nrtVBR，第四行用于ABR，第五行用于UBR。
上述标记方式可结合以下加以理解：“CBRph0”指phy0(链路0)的常比特率，“nVBRph0”指phy0(链路0)的实时可变比特率，“nrtVBRph0”指phy0(链路0)的非实时可变比特率，“ABR”指phy0(链路0)的可用比特率，“UBR”指phy0(链路0)的非指定比特率。在一个简单的实现方式中，调度器从优先权最高的队列中取信元。CRB具有最高的优先权，VBR次之，如此等等如上述次序。然而，ABR和UBR在优先权上没有什么严格差别，因此必需从这两个队列中取信元。
内部RAM100具有两个用于访问自由表112的指针。这两个指针一个是起始自由表指针120，而另一个是终止自由表指针122。此外，内部RAM100还有一个队列指针集124，集中队列指针的详细情况可参见图13。
图5示出了缓存电路72在从交换核心22获取一个信元存入信元缓存器92中所执行的各个步骤。信元通过交换口50获取，具体地说是从交换口50的出局侧的输出终端70获取的。图5中的步骤500示出了从交换核心22获取信元。
从交换核心22获得的信元的格式示于图7。从交换核心22获得的信元包括一个信元净荷和各其他段。这些具有信息的其他段在从交换核心22获得时包括一个路由信息段RI(14比特，用于交换核心22内的路由选择)，一个内部信道号码(ICI)段(16比特)，一个组播标识符(MCI)段(1比特)，以及VCI、PT和CLP各段。MCI段的值指出本信元是一个点对点信元还是一个点对多点信元。在本例中，如果MCI＝0，表示这个信元是一个点对点信元；而如果MCI＝1，则表示这个信元是一个点对多点信元。ICI段的值是一个内部信道号码，如下面要说明的那样，用作索引。
在步骤502，缓存电路72获取对于在步骤500获得的信元的连接数据记录(CDR)。CDR从CDR数据结构102获取。CDR数据结构见图3，更详细的情况示于图4。CDR数据结构102实际上分为三个区域，具体是：第一区110A，用于点对点连接数据记录；第二区110B，用于点对多点连接数据记录；以及第三区110C，用于点对多点指针数据记录。一个信元是点对点信元还是点对多点信元取决于MCI，如上所述。如果MCI＝0，这个信元就是一个点对点信元；而如果MCI＝1，这个信元就是一个点对多点信元。如果信元是一个点对点信元，那么这个信元的CDR就存在点对点区100A。如果信元是一个点对多点信元，那么这个信元的CDR就存在点对多点区100C。信元的段ICI的值用来确定具体记录在适合在步骤500获取的信元的区域内的位置。
点对点信元的CDR记录的格式，即点对点连接数据记录的格式，示于图10。点对点信元的CDR记录有两个24比特的信元计数器，具体地说是信元计数器CLP0和信元计数器CLP1。这两个信元计数器在将一个信元发送到物理链路phy0至phy7(即图1中的链路31-38)时读、写。此外，点对点信元的CDR记录还有一个12比特的虚路径标识符(VPI)段以及PA、DA、EC、AC、PC、DP、POL、CDT和SCD/EMD/ET各段。这些段的长度和名称列于表1。
  段缩写 段名称 段长度(比特)
    PA 分组连接     1
    DA 丢弃激活     1
    EC EFCI标记连接     1
    AC ABR连接     1
    PC 分组连接     1
    DP 延迟优先权     3
    POL 物理输出链路     4
    CDT 信元丢弃门限     12
 SCD/EPD/ET 选择信元丢弃/早分组丢弃/EFCI门限     12
在建立连接时，处理器80将PA、DA、EC、AC、PC、DP和POL各段写入点对点连接数据记录。这些段，以及VPI、CDT和SCD/EPD/ET(在从交换核心22接收信元时(在建立连接时也写入)，在从交换核心接收信元时全都被读取。
点对多点信元的格式，也就是点对多点指针连接数据记录的格式，示于图12。点对多点指针连接数据记录具有一些类型与点对点连接数据记录的相同的段，虽然这些段在记录内的位置有所不同。此外，点对多点连接数据记录还有8个“起始指针”段，在图12中示为“起始指针phy0”至“起始指针phy7”，分别与8个物理输出链路phy0至phy7一一对应。此外，点对多点连接数据记录还有一个8比特的物理链路指针激活段(PPA)。“起始指针”段和PPA在从交换核心22接收信元时写入CDR。
点对多点连接数据记录的格式示于图11。除了具有信元计数器CLP0和信元计数器CLP1以外，点对多点连接数据记录近具有VPI和VCI段，这两段的含义前面已经指出。点对多点连接数据记录近有一个13比特的下叶指针(NLP)段和一个1比特的最后叶(LL)段。如稍后要说明的那样，如果最后叶(LL)段没有指出这叶是最后一叶，那么下叶指针(NLP)段就存储着点到多点连接数据记录在区域110C内的地址。
获得信元的CDR记录后，在步骤504执行一系列门限检验。这些门限检验包括对一些门限进行评估和比较。例如缓存长度的评估，这可能导致诸如信元或分组的丢弃和EFCI标记之类的操作。这些评估对于理解本发明来说并非必要，因此在这里不作详细说明。
有了在步骤500获得的信元和在步骤502获得的它的CDR，下一步就是必需将这个信元存入信元缓存器92。确定信元所要存入信元缓存器内的地址涉及步骤506和508。在步骤506，利用起始自由表指针120的值(见图3)确定自由表112内哪个指针是下一个要用的可用指针。例如，如图14所示，起始自由表指针120的值指向自由表112内地址1，即信元指针2。自由表112内的信元指针2又指向信元缓存器92内的一个特定地址，在图14中具体示为“信元缓存元1”。因此，如步骤508所指出的那样，在自由列112内下一个可用指针就用来确定信元在信元缓存器92内的存储位置。然后，起始自由表指针增加一个增量。
自由表112维护成在信元缓存器92内的一个地址成为自由时，也就是说有一个信元从这个地址被读取时，这个自由地址便载入由终止自由表指针122确定的一个位置，然后终止自由表指针122增加一个增量。
步骤510涉及检验从信元得到的MCI的值是否为1。如果MCI的值不为1，说明这个信元是一个点对点信元，从而执行步骤512。否则，说明这个信元是一个点对多点信元，从而执行步骤532。
步骤512是将信元写入信元缓存器92内在步骤508确定的存储位置(例如上述例子中的信元缓存元1)。在写入信元缓存器92时，点对点信元具有图8所示结构。在信元缓存器92内，信元具有各个标准ATM信元段，以及从交换核心22得到的呈内部信元格式的ICI和MCI段(见图7)。
在步骤514，利用从CDR(见图10)得到的段POL和DP内的值确定将用物理链路31至38中的哪个物理链路输出这个信元，因此也就确定将用队列区114(见图3)的相应队列中的哪个队列。
如图3和图13所示，队列区114具有许多队列。具体地说，队列区114具有与8个物理链路ph0至ph7分别对应的多个队列。例如：对于物理链路ph0有队列130C、130r、130n、130A和130R；对于物理链路ph1有队列131C、131r、131n、131A 131R；如此等等。对于这些队列的标号来说，后缀“C”指用于CBR信元的队列，后缀“r”指用于rtVBR信元的队列，在缀“n”指用于nrtVBR信元的队列，后缀“A”指用于ABR信元的队列，而后缀“U”指用于UBR信元的队列。
因此，步骤516是确定队列区114内哪个队列需与在步骤512存入信元缓存器92的信元配合。在步骤516，从队列指针集124获取一个指向这样的队列内下个可用位置的指针。指针集124详细示于图13，从中可见队列区114内的每个队列都有一个起始信元队列指针和一个终止信元队列指针。在步骤516，集合124内适当队列(在步骤514确定的)的终止信元队列指针递增一个增量，所用的增量用来指向队列中的下个可用位置。然后，在步骤518，将在步骤512写入的信元的地址写入在步骤516确定的位置。例如，如果在步骤516确定信元是一个CBR信元和由物理链路ph0配合(因此是队列130c)，于是集合124内对于130C的终止信元队列指针就增加一个增量，确定队列130c内应将信元在缓存器92内的地址写入的下个位置。
如果在步骤510确定MCI的值为1，那么这个信元就是一个点对多点信元，于是执行步骤532。步骤532将信元写到信元缓存器92内在步骤508确定的存储位置上。在写入信元缓存器92时，点对多点信元具有图9所示结构。在信元缓存器92内，点对多点信元包括各标准ATM信元段，以及ICI、PAA(Phy指针激活)[从点对多点指针连接数据记录获得]，还有从点对多点指针连接数据记录的相应各段起始指针Phy0至起始指针Phy7(见图12和步骤502)获得的下叶指针phy0至phy7。
在步骤534，用在段PPA和DP内从CDR(见图12)获得的值确定信元将输出到哪些物理链路31至38，因此也就确定将用队列区114(见图3)内的哪些队列。所以，PPA具有分别与phy0至phy7一一对应的比特，如果需将信元的拷贝分别通过物理链路31至38中的哪几个物理链路输出，那么对应的这几个比特就置为有效(即等于1)。
在步骤536，从队列指针集124(见图13)获取指向分别与要输出这个信元的各物理链路相应的每个队列的下个可用位置的指针。在步骤536，集合124内每个在步骤534确定的适当队列的终止信元队列指针增加一个增量，这个增量的值用来指向相应物理链路的队列内下个可用位置。然后，在步骤538，对于每个与信元需转至的物理链路相应的队列，将在步骤532写的信元地址写入在步骤536确定的位置。
图6示出了将一个信元从信元缓存器92读至特定物理链路的步骤。集合114内的这些队列(见图3)名有一些用来存储分别指向信元存储器92内的信元的指针。如图6所示，选择器用来确定物理链路phy0-phy7(即链路31至38)中哪一个接收下个信元。如前面所述，集合114内的一个队列与所选的物理链相应，因此也就与所选队列相应。对于这样选择的队列，在步骤600，利用集合124内的起始信元队列指针(见图3和图13)从队列集114内的相应队列获取一个最老的指针。这个从集合114内的队列获得的指针指向信元缓存器92内的一个信元。因此，在步骤600，利用从集合114内的队列获得的指针读取所选的物理链路的最老信元。
在步骤602，获取在步骤600读得的信元的连接数据记录(CDR)。对于一个点对点信元来说，CDR用信元信头的MCI和ICI段(见图8)从连接数据记录结构110的区域110A(见图4)获取。如前面所述，MCI段指出这个信元是一个点对点信元，因此需访问区域110A，而ICI段用作一个索引，以在CDR区110A内获取正确的记录。如果MCI段指出这个信元是一个点对多点信元，那么就利用所选物理输出链路的下叶指针值(例如phy0至phy7，见图9)确定所选物理链路的下叶的CDR。
按照交换类型是VPI还是VCI执行步骤606或步骤608。对于VPI交换来说，无论是点对点还是点对多点信元都要更新VPI段。对于VCI交换来说，点对点信元要更新VPI段，而点对多点信元要更新VPI和VCI。
步骤610更新CDR内对于在信头内给出的CLP(信元丢失优先权)值的信元计数器。点对点信元的CDR记录和信元计数器CLP示于图10，而点对多点信元的CDR记录和信元计数器CLP示于图11。
在步骤612，再次参考MCI段，确定信元是一个点对点信元还是一个点对多点信元。对于点对点信元，执行步骤614、616和618。对于点对多点信元执行图6中示于步骤618上面的其他一些步骤。
对于一个点对点信元，在步骤614，首先读取地址，再将所选队列的起始信元队列指针增加一个增量(见图13)。这样增加后，就从所选物理链路的队列中移出了这个指针。然后，在步骤616，将信元缓存器92内存有需输出信元的地址添入自由表112(见图3)。步骤616是通过递增终止自由表指针122(见图3)再将指向信元缓存器92内存有需输出信元的地址的指针存至自由表内终止自由表指针122指向的位置来实现的。最后，在步骤618，通过将信元写至所选物理链路，例如链路31至38之一(见图1)输出信元。
对于一个点对多点信元，在步骤620，确定所碰到的这叶是否为最后叶。具体地说，步骤620对在步骤602获得的CDR记录内最后叶标志LL进行检验。如果最后叶标志置位，在步骤618实际将信元写至所选物理链路前先要执行步骤622、624、626，可能还要执行步骤628。
对于一个最后叶，在步骤622，在PPA段内将这页标记为去活叶。如前面所述，PPA段对于每个可能的物理输出链路都有一个比特与之对应。在为所选物理输出链路处理了最后叶后，PPA段内对于所选链路的相应比特就从激活改变为去活(例如从1变化0)。然后，在步骤624，通过递增所选队列的起始信元队列指针(见图13)将这个队列的指针从队列中取出。
在步骤626，对PPA段进行检验，确定是否所有物理链路都已标为去活，例如确定是否PPA段内都已变为0。如果所有物理链路都已标为去活，就在步骤628将信元缓存地址添入自由表112(以与对步骤616所说明的相同方式)后再执行步骤618。步骤618将信元写至所选物理链路。
如果当前处理的叶在CDR内的最后叶标志并没有置位，那么在将信元写至所选物理链路前先要执行步骤630。在步骤630，将下叶指针段的值从CDR(见图11)存入信头内所选物理链路(例如phy0至phy7)的下叶指针段(见图9)。由于步骤630，下次就选择同样的物理链路，信头内所选链路的下叶指针将能在步骤602读取所选链路上下个出局叶的适当CDR记录。
图16A至16E和图17用来例示按照本发明处理点对多点信元的过程。图16A示出了有一个ICI＝1024和MCI＝1(指示为点到多点)的信元从交换核心22到达缓存电路72。按照步骤502，利用MCI和ICI的值从连接数据记录结构110的区域110C(见图4)获取连接数据记录(CDR)。CDR记录的PPA和起始指针(见图12)与信元的其余部分(图9)一起拷贝入信元缓存器。图16B示出了按照步骤532在地址1692存入信元缓存器时的信元。按照图5的步骤506和508具体确定在信元缓存器内的地址1692。
在本例中，CDR的PPA段指出只有两个物理链路，具体的说是phy0和phy3，是激活的。phy0的下页指针是地址A，而phy3的下叶指针是地址B。如前面所述，这两个地址装入信元缓存器器的地址1692内的相应下叶指针(参见示出信元缓存器格式的图9)。
phy0和phy3的队列用一个指向信元缓存器内的地址1692的指针更新。用指针更新队列的过程可参见图5中的步骤534、536和538。
继续来看这个例子，最终在图16A获得的存储在信元缓存器92内的地址1692的这个信元成为等待输出到链路ph0和phy3上的最老信元。此时，本例接着由缓存电路72的选择器选择第一物理链路，即phy0，从而在这个例子中首次调用执行图6中的那些步骤。按照步骤602，从信元缓存器92内的地址1692读取信元。然后，再按照步骤602，根据地址A从CDR区110B读取链路phy0第一叶的CDR记录，如图16C所例示。结合图16B可以记得地址A是从信元信头内phy0的下叶指针得出的。在步骤602为物理链路phy0的这第一叶得到的CDR具有一个为18的VPI和一个为269的VCI，这两个值按照步骤606和608写入出局信元，如图16C所示。
在步骤620，根据图16c中所示CDR记录的最后叶标志LL确定物理链路phy0的这个第一叶是物理链路phy0的最后叶。因此，按照图6的步骤620，在地址1692处的信头内将第一物理链路phy0标为去活(例如，在图16c中，PPA现在只有对于phy3的值3，而不是像它的前身那样具有分别对于phy0至phy3的值0和3)。按照步骤624，从phy0的队列中移出指向地址1692的指针，将信元发送到phy0上。
在缓存电路72的选择器/调度器选择phy3作为下个物理链路时，这个例子接着就第二次经过图6的这些步骤。从地址1692获得信元后，物理链路phy3的下叶指针在步骤602用来确定图16D所示的CDR记录的位置。在步骤602获重的对于phy3的第一叶的CDR具有一个为28的VPI和一个为369的VCI，这两个值按照步骤606和608存入出局信元，如图16D所示。在步骤620对最后叶标志LL的检验表明这个LL标志的值为0，也就是说物理链路phy3还有与这个信元相应的其他叶。在这种情况下，执行步骤630，将CDR的下叶指针存入在地址1692的信头。具体地说，图16D示出CDR的下叶指针具有地址c，而地址c存入信头内phy3的下叶指针。此时，将信元写至物理链路phy3作为物理链路phy3的第一叶。
在选择器/调度器再次选择物理链路phy3时，从信元缓存器92内地址C处的信元读取物理链路phy3的下叶指针。在链路phy3内，从信元缓存器内地址C处的信元读取物理链路phy3的下叶指针。具体地说，如图16D所示，下叶指针具有地址C。从地址C读取的特定CDR如图18E所示，包括VPI值38和VCI值379。按照步骤606和608，这两个新的VPI和VCI值写入出局信元(见图18E)。在步骤620进行的检验指出在地址C的CDR的最后叶标志已置位(即等于1)。因此，在步骤622调整PPA值，将phy3标为去活，再在步骤624将指向地址1692的指针从物理链路phy3的队列中移出(见图16E)。此外，由于现在所有物理链路在这个信元的PPA都被标成去活，因此信元缓存器92的地址按照步骤628置入自由表112。然后将物理链路phy3的这个信元的第二叶，也就是最后叶，写至物理链路phy3(步骤618)。
因此本发明节约了存储器的空间，因为在拷贝一个点对多点信元时只需要增添一个指针和标志，而不是拷贝整个信元。此外，逻辑页的数量将不受存储器访问时间的限制。而且，在相同的存储器访问时间的情况下，可以有比需要拷贝整个信元时更多的物理叶。为了保持正当的比例也不需要在点对点与点对多点队列之间进行选择。还有，可以处理所有不同和相同优先级别的各种点对多点信元(与点对点信元相比对于点对多点信元的优先级别并没有限制)。
虽然以上结合本发明的优选实施例对本发明作了具体说明，然而熟悉本技术领域的人员理解其中无论在形式上还是在细节上都可以根据本发明的精神实质加以变动，因而仍属于本发明的专利保护范围。例如，容易理解所谓交换机口可以包括诸如中继适配器之类的装置。

Claims (6)

1.一种将异步传送模式(ATM)信元的传送至多个物理输出链路中的一个或多个物理输出链路的异步传送模式(ATM)交换装置，所述交换装置包括：
多个分别与所述多个物理输出链路相应的指针队列；以及
一个存储发来的ATM信元的信元存储器，所述信元存储器存有要输出到不同的物理输出链路的ATM信元，
其中有一些指针存储在一个与一个所选物理输出队列相应的所选指针队列内，所述指针用来确定所选物理输出队列的要输出的ATM信元在信元存储器内的位置。
2.权利要求1的装置，所述装置还包括一个连接数据记录存储器，其中存有：
每个信元一个的第一连接数据记录，所述第一连接数据记录存有每个为这个信元激活的物理输出链路一个的下叶指针以及为这个信元激活哪些物理输出链路的一个指示符；以及
每个激活的物理输出链路一个的第二连接数据记录，相应物理输出链路的第一连接数据记录的下叶指针指向所述第二连接数据记录，所述第二连接数据记录存有一个指出相应物理输出链路是否有一个另外连接数据记录的最后叶标志，所述第二连接数据记录在所述第二连接数据记录的最后叶标志指出有一个另外连接数据记录的情况下还存有一个另外下叶指针，所述另外下叶指针指向所述另外连接数据记录。
3.权利要求2的装置，其中所述第二连接数据记录存有至少一个虚路径标识符(VPI)和一个虚电路标识符(VCI)之一，以便纳入要输出的ATM信元。
4.一种在将异步传送模式(ATM)信元传送到多个物理输出链路中的一个或多个物理输出链路的异步传送模式(ATM)交换装置中处理异步传送模式(ATM)的方法，所述方法包括下列步骤：
将要输出到所述多个物理输出链路中的一个或多个物理输出链路的ATM信元存入一个公共信元缓存器；
对于这些物理输出链路中一个明确的信元所要输出的每个物理输出链路，将一个指针存入一个与这些物理输出链路中这个明确的信元所要输出的物理输出链路相应的队列，所述指针规定这个明确的信元在公共信元缓存器内的位置；
选择包括在所述多个物理输出链路内的一个第一物理输出链路作为这个明确的信元所要输出的一个所选的物理输出链路；以及
对于所述第一物理输出链路，从与所述第一物理输出链路相应的队列获取所述指针，再利用所述指针从公共信元缓存器获取所述ATM信元。
5.权利要求4的方法，所述方法还包括下列步骤：
获取所述明确的信元的一个第一连接数据记录，所述第一连接数据记录存有每个为所述明确的信元激活的物理输出链路一个的下叶指针以及一个指出这些物理输出链路中哪些为所述明确的信元激活的指示符；
为一个激活的物理输出链路获取一个第二连接数据记录，相应物理输出链路的第一连接数据记录的下叶指针指向所述第二连接数据记录，所述第二连接数据记录存有至少一个指出相应物理输出链路是否有一个另外连接数据记录的最后叶标志，所述第二连接数据记录在所述第二连接数据记录的最后叶标志指出有一个另外连接数据记录的情况下还存有一个另外下叶指针，所述另外下叶指针指向所述另外连接数据记录。
6.权利要求5的方法，所述方法还包括从所述第二连接数据获取其中存有的至少一个虚路径标识符(VPI)和一个虚电路标识符(VCI)之一，以便纳入要输出的ATM信元。
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