DE3421114C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine digitale Vermittlungseinrichtung zur Durchführung einer Leitungsvermittlung oder einer Paketvermittlung mit als Zeitmultiplex-Übertragungsleitungen dienenden Eingangs- und Ausgangs-Übertragungsleitungen, einer Steuerung und Speichermitteln.

Bei Systemen zur Durchführung von Leitungsvermittlungen (Durchschaltevermittlungen) wird eine Leitungsvermittlung im Ansprechen auf eine Dienstanforderung ausgeführt und eine transparente (durchlässige) Übertragungsleitung sichergestellt, während der Dienstanforderungsruf gesetzt ist. Deshalb sind verschiedene Arten der Implementierung in digitalen Vermittlungssystemen der Leitungsvermittlungsrufart verwendet worden, um eine große Datenmenge mit der kürzestmöglichen vorbestimmten Übertragungsverzögerung zu übertragen.

Allgemein wird in einem Vermittlungs-Netzabschnitt eines solches Systems ein Speicher kleiner Kapazität mit kurzer Zugriffszeit verwendet. Ein typisches Beispiel ist in "Digital Data Switching Network" von T. Arita et al, Band 28, Nr. 5-6, Seiten 328-337, 1980, Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation Musashino Electrical Communication Laboratory beschrieben.

Im Zusammenhang mit neuen Datenübermittlungssystemen wie Telex und Teletex verwendet man ein Vermittlungssystem, bei dem die Übertragungsleitung wirksam genutzt wird, wenn die Dichte der Übertragungsdaten niedrig ist. Bei diesem System wird eine Nachricht in kleinere Abschnitte (Segmente) oder Pakete zur Übertragung auf die Leitung in einem Paketvermittlungsnetz aufgeteilt. Dieses Paketvermittlungssystem ist ein Beispiel eines Teilstrecken- oder Speichervermittlungssystems (Speicher- und Übertragungssystems), so daß - notwendigerweise - ein Sendungskanal eine große Speicherkapazität haben muß.

Um auch eine Paketvermittlung in einem Leitungsvermittlungssystem durchführen zu können, muß herkömmlicherweise ein Paketvermittlungssystem zusammen mit dem Leitungsvermittlungssystem angeordnet sein. Wenn jedoch verschiedene Systeme (d. h. ein Leitungsvermittlungssystem und ein Sendungs- oder Teilstrecken-Vermittlungssystem wie z. B. ein Paketvermittlungssystem) verwendet werden, wird die Zahl der Bauteile erhöht, was zu hohen Kosten führt.

So ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt (GB 13 48 778), die einerseits für Leitungsvermittlungen verschiedener Kategorien teilweise mit zusätzlich angeordneten Demultiplexern bzw. Multiplexern speziell zugeordnete Daten-Übertragungsleitungen umfaßt. Zudem ist andererseits für eine Teilstreckenvermittlung ein gesonderter zusätzlicher Weg vorgesehen, der Interface-Einheiten, einen Speicher mit Depaketierungspuffern und Paketierungspuffern sowie den Paketierungspuffern zugeordnete, in einem Vermittlungsfeld schaltbare zusätzliche Übertragungsleitungen umfaßt. Wenn sich die Verkehrsbedingungen ändern, ist die verfügbare Dienstart auf die Grenzen jedes gesondert eingerichteten Übertragungsweges beschränkt. Insbesondere muß ein gesonderter Sprach-Übertragungsweg für Paketvermittlung im Falle der Blockierung in dem Sprach-Übertragungsweg für Leitungsvermittlung, oder ein gesonderter Sprach-Übertragungsweg für Verbindungen mit hoher Geschwindigkeit im Falle einer Blockierung in dem Sprach-Übertragungsweg für Verbindungen mit geringer Geschwindigkeit geschaltet werden, so daß auch die Flexibilität, d. h. die Variationsmöglichkeit der Verkehrsverbindung des bekannten Systems mit verschiedenen Systemarten eingeschränkt ist.

Weiterhin ist ein digitales Paket- und Sprachvermittlungssystem bekannt (GB 21 02 247), bei dem zur Bildung eines Übertragungsweges ein Eingangsspeicher und ein Ausgangsspeicher getrennt voneinander angeordnet sind, die obwohl eine Vermittlungsprozessor-Einheit vorgesehen ist, als selbständige, verschiedene und mehrere funktionell von einander getrennte Bauelemente geschaltet sind. Ein Dateispeicher ist ausschließlich zum Assemblieren eines Paketes vorgesehen. Es ergibt sich eine entsprechend hohe Zahl von Bauelementen, wobei relativ hohe Kosten für die Übertragung entstehen, da die Vermittlungsfunktionen beschränkt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, d. h. eine kleine Zahl Bauteile in einem Vermittlungsnetz realisierendes, digitales Vermittlungssystem zu schaffen, das wirksam verschiedene Arten von Rufen durchführen kann, mit dem ein besonders flexibler Dienst entsprechend dem jeweiligen Verkehrszustand erbracht werden kann, d. h. insbesondere eine Variation einer Verbindung zwischen Leitungs-/ Durchschaltevermittlung und Paketvermittlung und/oder eine Variation in der Verteilung von Verbindungen mit langsamer Geschwindigkeit zu solchen mit hoher Geschwindigkeit, so daß also im ganzen eine vielseitig arbeitende, funktionstechnisch optimierte und kompakt bauende Einheit erreicht sein soll, die realtiv geringe Übertragungskosten für die Wege gewährleistet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen der eingangs beschriebenen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Speichermittel eine hierarchische Speichereinheit bilden und die Steuerung als Speichersteuerungseinheit zum Steuern von Operationen der hierarchischen Speichereinheit ausgebildet ist, wobei die hierarchische Speichereinheit mindestens einen ersten Speicher kleiner Kapazität mit kurzer Zugriffszeit sowie einen zweiten Speicher großer Kapazität mit langer Zugriffszeit umfaßt, der Speicher kurzer Zugriffszeit mit den Eingangs-Übertragungsleitungen und den Ausgangs- Übertragungsleitungen verbunden ist und die Speichersteuerungseinheit so angeordnet und geschaltet ist, daß in dem Fall der Leitungsvermittlung Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit zur sofortigen Durchführung einer Vermittlung einer der Ausgangs-Übertragungsleitungen erfolgt, wenn Zustände der Eingangs-Übertragungsleitungen einen Leitungsvermittlungsruf anzeigen, und daß Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit zum zeitweiligen Speichern von Daten in ihm erfolgt und die in ihm gespeicherten Daten an eine der Ausgangs-Übertragungsleitungen ausgesendet werden, oder Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit und den Speicher langer Zugriffszeit zum Speichern von Daten in dem Speicher langer Zugriffszeit aus dem Speicher kurzer Zugriffszeit erfolgt, um eine Paketvermittlung für eine der Ausgangs-Übertragungsleitungen durchzuführen, wenn die Zustände der Eingangs- Übertragungsleitungen einen Paketvermittlungsruf anzeigen. Die erfindungsgemäße Anordnung und Schaltung der hierarchischen Speichereinheit mit der Speichersteuerungseinheit gewährleisten die Vereinigung dieser beiden Einheiten sowie die Vereinigung des Übertragungsweges für die Leitungsvermittlung mit dem Übertragungsweg für die Paketvermittlung. Dadurch kann eine Nachrichtenverbindung unterschiedlicher Geschwindigkeit mit einem einzigen Übertragungsweg vermitteln werden, wobei dieser auf dem hierarchischen Speicher basiert. Die hierarchische Speichereinheit mit den in ihr vereinigten Speichern kurzer Zugriffszeit und langer Zugriffszeit kann infolge deren Schaltung und der Schaltung der Speichersteuerungseinheit damit gemeinsam und vereinigend Programmspeicher und Sprachwegspeicher nutzen. Die Steuerung bewirkt, daß die hierarchische Speichereinheit obwohl sie mehrere Einzelspeicher umfaßt, sich so verhält, als ob sie als Ganzes mit der maximalen internen Speicherkapazität und der maximalen Zugriffsgeschwindigkeit vorgesehen ist. Hierin besteht hinsichtlich Zugriffgeschwindigkeit, Speicherkapazität und Betriebskosten eine besonders günstige Lösung.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der hierarchische Speicher mit dem Speicher kleiner Kapazität und kurzer Zugriffszeit, mit dem Speicher großer Kapazität und langer Zugriffszeit und mit einem Dateispeicher als Sendungskanalspeicher (Nachrichtenkanalspeicher, der üblicherweise als Sprechwertspeicher bezeichnet wird) vorgesehen ist. Ein Zugriffszyklus des Speichers kurzer Zugriffszeit kann in einen Schreib-/Lese-Zyklus von Leitungsvermittlungs- und Paketvermittlungsrufdaten und einen Zyklus eines Vermittlungsprogramms aufgeteilt werden. Auf diese Weise kann ein einzelnes Speichereinheit- oder Speicherungssystem gemeinsam für den Leitungsvermittlungsruf, der Hochgeschwindigkeits-Daten-Schreib-/Lesezugriff erfordert, für den das Speichern einer großen Datenmenge erfordernden Paketvermittlungsruf sowie für das Vermittlungsprogramm verwendet werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Wesentliche, mit der Erfindung erreichbare Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• (1) Die Leitungs- und Paketvermittlungsrufe können mit einem einzigen Satz von Hardware-Bauteilen gehandhabt werden.
• (2) Die Vermittlungs-Hardware kann ohne Diskriminierung des Sendungskanalabschnitts von dem Steuerabschnitt angeordnet werden.
• (3) Das Verhältnis von Leitungsvermittlungsrufen zu Paketvermittlungsrufen kann durch Ändern der Adressenzuordnung beliebig ausgewählt werden.
• (4) Ein Programmspeicher kann integral mit einem Nachrichten (Sendungs)-Kanalspeicher ausgebildet sein, so daß Aufrechterhaltungs- bzw. Erhaltungsanwendungen wie Serviceauftrag- Eingabe, Verkehrsüberwachung, Berechnungsdaten- Übertragung, Datei-Übermittlung, Zusammenschaltungs- Eingabe etc. leicht durch die Übertragungsleitungen durchgeführt werden.
• (5) Audio-Antwort-Verbindungsleitungen und verschiedene Ton-Verbindungsleitungen können eingefügt werden, indem Sprachton-Muster an den spezifischen Adressen des Speichers eingefügt werden. Außerdem kann leicht ein Aktualisieren der Muster durchgeführt werden.
• (6) Es kann ein flexibles Netz geschaffen bzw. aufgebaut werden, um in Übereinstimmung mit den Vorteilen (1), (2) und (3) jedem Verkehrszustand Genüge zu leisten.
• (7) In Übereinstimmung mit den Vorteilen (4) und (5) kann von einem entfernten Platz her eine konzentrierte Überwachung und Aufrechterhaltung bzw. Instandhaltung ausgeführt werden.

Ausführungsformen und -möglichkeiten der Erfindung werden im folgenden anhand der in den schematischen Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Grund-Systemaufbaus eines digitalen Vermittlungssystems nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung eines in dem System der Fig. 1 verwendeten Signalformats,

Fig. 3A und 3B ein Flußdiagramm und einen Zeitschlitz zur Erläuterung der Grundoperation des in Fig. 1 gezeigten Systems,

Fig. 4 eine Darstellung der Zusammenhänge zwischen den Cache(Schnellzugriff-Pufferspeicher)-Zyklen und I/O(Eingang/Ausgang)-Multiplexleitung-Zeitschlitzen entsprechend den Leitungs- und Paketvermittlungsrufen zur Erläuterung der Operation in Verbindung mit Fig. 3A und 3B,

Fig. 5 eine Darstellung des Zustandes des in Übereinstimmung mit dem Leitungs- oder Paketvermittlungsruf verwendeten Speichers,

Fig. 6 ein Blockschaltbild für die einzelnen Funktionen eines Steuerabschnitts (Fig. 1) und seiner peripheren Anordnung,

Fig. 7 ein Flußbild zur Erläuterung der Operation eines Speicherleitungs(führungs)blocks (I) der Fig. 6,

Fig. 8 ein Schaubild eines Systemadressenraumes,

Fig. 9 ein Schaubild, das den Zusammenhang zwischen einem Cache-Speicher, einem Hauptspeicher und dem Systemadressenraum zeigt,

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines in Fig. 6 gezeigten Cache-Zykluszuordnungsblocks,

Fig. 11 ein Blockdiagramm eines in Fig. 6 gezeigten Leitungsvermittlungsruf-Adressengenerators,

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines in Fig. 6 gezeigten Paketvermittlungsruf-Adressengenerators,

Fig. 13 ein Schaubild eines Intra-Cache-Fixierblocks eines Leitungsvermittlungsspeicherblocks und

Fig. 14A bis C jeweils Schaubilder eines Abschnitts eines Speicherleitungsblocks (II), der ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellt.

Es wird eine digitale Vermittlungsvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der Leitungsvermittlungsruf (Durchschaltevermittlungsruf) und der Teilstreckenvermittlungsruf (Paketvermittlungsruf) werden wie folgt definiert:

Der hier dargestellte Leitungsvermittlungsruf stellt einen Ruf dar, der einen Vermittlungsdienst bei einer konventionellen Leitungsvermittlungsart anforder. In diesem Vermittlungsnetz wird, wenn der Leitungsvermittlungsruf gesetzt ist, eine transparente (durchlässige) Übertragungslinie so zugeordnet, daß die Übertragungsverzögerung konstant ist. Das Leitungsvermittlungssystem ist zur Übermittlung einer großen Datenmenge geeignet.

Andererseits stellen der Teilstreckenvermittlungsruf (Speicher- und Übertragungsvermittlungsruf) oder der Sendungsvermittlungsruf hier einen Ruf dar, der einen Vermittlungsdienst in einer Paketvermittlungsweise anfordert, und es wird dieser als Paketvermittlungsruf im weiteren bezeichnet. Bei diesem Vermittlungsnetz ist, da eine zeitweilige Speicherung von Daten in dem Netz gefordert wird, die Übertragungsverzögerung nicht konstant. Das Paketvermittlungssystem kann jedoch geeignet sein für höheren Ansprüchen genügenden Kommunikationsoperationen wie Übertragungs­ sicherungsverfahren (error control) und die Kommunikation zwischen Terminals, die verschiedene Bitgeschwindigkeiten haben. Da die zu haltenden Systemelemente nicht während der gesamten Paketvermittlungsdauer vorhanden sind, ist der Paketvermittlungsruf darüber hinaus für Verkehrsübermittlung (-kommunikation) niedriger Dichte geeignet.

Fig. 1 zeigt ein digitales Übermittlungssystem nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt ein digitales Übermittlungssystem 10 einen Speicher 11 kleiner Kapazität und hoher Geschwindigkeit, d. h. einen Speicher mit kurzer Zugriffszeit, (also Schnellzugriff-Pufferspeicher, auch allgemein als Cache bekannt und deshalb im folgenden kurz so bezeichnet), einen Speicher 12 großer Kapazität und niedriger Geschwindigkeit d. h. einen Speicher mit langer Zugriffszeit, und einen Dateispeicher 13. Die Speicher 11, 12 und 13 bilden einen hierarchischen Speicher bzw. ein hierarchisches Speichersystem. Der Speicher 11 kleiner Kapazität mit kurzer Zugriffszeit schaltet Leitungs- und Paketvermittlungsrufe, die durch TDM (time division multiplex = Zeitmultiplex) Eingangs- und Ausgangsleitungen 15 und 16 zugeführt werden, und bewirkt das Laufen eines Vermittlungsprogramms. Der Speicher 11 kleiner Kapazität mit kurzer Zugriffszeit umfaßt einen Leitungsvermittlungsruf- Puffer (Pufferstufe), einen Paketvermittlungsruf-Puffer und einen Vermittlungsprogrammspeicher. Der Speicher 12 großer Kapazität mit langer Zugriffszeit umfaßt einen Paketvermittlungsruf- Puffer und einen Vermittlungsprogrammspeicher. Der Dateispeicher 13 umfaßt einen Paketvermittlungsruf-Puffer und einen Vermittlungsprogrammspeicher.

Die Ausführung des Vermittlungsprogramms kann so erfolgen, daß in dem Speicher 11 gespeicherte Instruktionen ausgelesen und von einem Prozessor verarbeitet werden. Wenn eine erforderliche Information (Instruktionen oder Daten) nicht in dem Speicher 11 gespeichert ist, wird ein Datenblock, der Kerndaten (nucleus data) enthält, von dem Speicher 12 großer Kapazität mit langer Zugriffszeit geholt und in dem Speicher 11 gespeichert, um nachfolgendes Verarbeiten durchzuführen, wie in einem allgemeinen Rechnersystem mit einem Cache. Wenn jedoch die gewünschten Daten ebenfalls nicht in dem Speicher 12 gespeichert sind, werden die Daten von dem Dateispeicher 13 an den Speicher 12 großer Kapazität mit langer Zugriffszeit übertragen, und der gewünschte Block wird aus dem Speicher 12 ausgelesen und an den Speicher 11 übertragen, um eine nachfolgende Verwendung durchzuführen.

Weiter umfaßt die digitale Vermittlungsvorrichtung 10 eine Signalempfangsschaltung 17 R zum Empfangen eines von einem Terminal durch einen Multiplexer und die Eingangsleitungen 15 zugeführten Signals und zum Erzeugen eines Vermittlungssteuer- oder Vorwärtssignals (-zeichens), sowie einen Steuerabschnitt 14 zum Steuern des Speichers 11, des Speichers 12, des Dateispeichers 13 und einer Zeichenübertragungsschaltung 17 T im Ansprechen auf das Vermittlungssteuerzeichen, das von der Signalsempfangsschaltung 17 R unter Steuerung eines Prozessors 18 zugeführt wird.

Bei dem vorstehenden Systemaufbau ruft die digitale Vermittlungsvorrichtung 10, wenn ein Ruf von dem Multiplexer an einen vorbestimmten Zeitschlitz der Eingangsleitungen 15 wie die in Fig. 1 gezeigten TDM gezeigten Übertragungsleitungen übertragen wird, Steuerdaten von dem gemeinsamen Steuerkanalsignal (-zeichen), das durch die Signalempfangsschaltung 17 R empfangen wird ab. Der Steuerabschnitt 14 führt die Vermittlungs- oder Programmdurchführung in Ansprechen auf das Steuerzeichen unter der Steuerung des Prozessors 18 aus.

Das Format des gemeinsamen Kanalsignals dieser Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Betriebs- oder Dienstartindikator A unterscheidet zwischen einem Leitungsvermittlungsruf und einem Paketvermittlungsruf. Die anrufende Partei spezifiziert die Rufart an dem aussendenden Terminal. Ein Terminal-Indikator (Anzeiger) B, der auf den Dienstart-Indikator A folgt, unterscheidet die Art des Terminals in der Leitungs- oder Paketvermittlungsrufart. Die Terminals umfassen Facsimile-, Telex- und Teletex- Systeme. Ein Signalanzeiger C folgt auf den Terminalanzeiger B. Der Signalanzeiger C umfaßt Überwachungssignale wie z. B. Ausgangssignale, ein Trennsignal und ein Signal für Hörerabnahme. Auf den Signalanzeiger C folgt ein Leistungsanzeiger (Gebührenanzeiger) D. Letztere umfaßt Übertragungsge­ schwindigkeitsdaten und diskriminiert eine vorgegebene Übertragungsgeschwindigkeit wie beispielsweise 300 baud oder 1.200 baud. Auf den Geschwindigkeitsanzeiger erfolgt eine Datenauswahl E, die ein Wählsignal oder ein darauf ansprechendes Signal umfaßt.

Dieses Signalformat, das den Dienstartanzeiger A ausschließt, wird gemeinsam als Übertragungsformat auf einer TDM-Übertragungsleitung verwendet. Das das oben beschriebene Zeichenformat aufweisende Steuersignal wird dem Steuerabschnitt 14 durch die Signalempfangsschaltung 17 R zugeführt und durch diese übersetzt. Es kann eine Hardware für die Übersetzung vorgesehen werden, bei der einem herkömmlichen Zeichen- oder Signalprozessor (der üblicherweise Funktionen wie Synchonisierungssteuerung, Fehlersteuerung bzw. -erkennung, Adressensignalverarbeitung und Wähl-/Hörer-Aufliegend-Signalverarbeitung umfaßt) eine Decoder-Funktion zum Decodieren der Dienstartanzeiger-Codes hinzugefügt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A, 3B und 4 wird die Grund-Zugriffsoperation des Steuerabschnitts 14 nach Empfang des Steuersignals im Hinblick auf den Hochgeschwindigkeitsspeicher oder Cache 11 im Falle von Operationen für den Leitungsvermittlungsruf, den Paketvermittlungsruf und die Vermittlungsprogrammausführung beschrieben.

Die Cache-Zyklen dieser Ausführungsform sind in Fig. 4 dargestellt. Das Steuersignal auf dem gemeinsamen Signalsteuerkanal ist in Fig. 4 fortgelassen, und es sind darin lediglich die Signaldaten dargestellt. Unter Bezugnahme auf Fig. 4 entsprechen zwei Cache-Zugriffszyklen einem Zeitschlitz der I/O-Leitung. Ein Cache-Zugriffszyklus wird für die Vermittlung (Leitung oder Paket) verwendet, und der andere Cache-Zugriffszyklus wird für die Programmausführung verwendet. Wenn ein leerer Vermittlungszyklus und eine Programm-Zugriffsanforderung vorliegen, kann der Vermittlungszyklus für die Programmausführung verwendet werden. Wie in Fig. 3A gezeigt, erhält man dies nach Ausführung eines Schrittes 103 zur Bestimmung, ob der gegebene Cache-Zyklus ein Vermittlungszyklus oder ein Programmzyklus ist, und Schritt 105 zur Bestimmung, ob von dem Prozessor eine Zugriffsanforderung erzeugt ist oder nicht, wenn der gegebene Cache-Zyklus als Programm-Ausführungszyklus festgestellt worden ist. Es ist zu bemerken, daß als Anwendungsbeispiel drei oder mehr als drei Cache-Zyklen einem Zeitschlitz der I/O-Leitung entsprechen können. Der Inhalt jedes Cache-Zyklus wird in Schritt 104 bestimmt, um zu bestimmen, ob ein gegebener Cache-Zyklus den Leitungs- oder Paketvermittlungsruf anzeigt, wenn der gegebene Cache-Zyklus als Vermittlungszyklus in Schritt 103 festgestellt ist.

Wenn der Vermittlungs- oder Schaltzyklus den Leitungsvermittlungsruf anzeigt, wird in Schritt 106 eine Leitungsvermittlungsruf- Adresse erzeugt, und in Stufe 110 wird unmittelbar ein Cache- Zugriff ausgeführt. Wenn jedoch der Vermittlungszyklus den Paketvermittlungsruf anzeigt, wird in Schritt 107 eine Paketvermittlungsruf- Adresse erzeugt, eine virtuelle Adresse in Schritt 108 in eine wirkliche Adresse umgewandelt und die wirkliche Adresse in Schritt 109 in eine Cache-Adresse umgewandelt. Danach wird in Schritt 110 die Cache-Zugriffsoperation ausgeführt. Wenn jedoch in Schritt 103 festgestellt wird, daß der Cache- Zyklus ein Programmausführungszyklus ist, und in Schritt 105 festgestellt wird, daß die Zugriffsanforderung von dem Prozessor erzeugt werden soll, werden die Schritte 108, 109 und 110 in gleicher Weise wie der Paketvermittlungsruf durchgeführt, mit Ausnahme des Schritts 107 zum Erzeugen der Paketvermittlungsruf-Adresse.

Wenn ein Ruf gesetzt oder unterbrochen ist, stellt der gemeinsame Steuersignalkanal seine Anforderung fest. Der Prozessor 18 prüft, ob irgendein Zeitschlitz dem Steuersignal zugeordnet ist oder nicht. Es müssen verschiedene Einleitungs(Initialisierungs)- operationen durchgeführt werden sowie die Entscheidung "Betriebsbereit/ Belegt". Zu diesem Zweck werden Schritte 100, 101 und 102 ausgeführt. Im einzelnen prüft der Prozessor in Schritt 100, ob die jedem Zeitschlitz der Eingangsleitungen 15 durch den Steuerabschnitt 14 zugeführten Daten allgemeine Daten oder ein Steuersignal sind. Wenn in Schritt 100 die Daten als allgemeine Daten diskriminiert werden, geht der Fluß auf Schritt 103 weiter. Der Prozessor prüft dann in Schritt 103, ob der Cache-Zyklus der Vermittlungszyklus oder der Programmzyklus ist. Wenn jedoch der Prozessor 18 in Schritt 100 feststellt, daß das Zeichen das Steuersignal ist, geht der Fluß auf Schritt 101 weiter. Der Prozessor prüft in Schritt 101, ob das Steuersignal eine Ruf-Setzinformation (Einstellinformation) oder eine Ruf-Unterbrechungsinformation ist. Stellt der Prozessor 18 fest, daß in dem Steuersignal keine Information enthalten ist (d. h. wenn in Schritt 101 NO enthalten ist), so erfolgt ein Fortschreiten auf Schritt 103. Wenn jedoch in Schritt 101 YES gegeben ist, so erfolgt ein Fortschreiten auf Schritt 102, wobei verschiedene Einleitungsoperationen und die Entscheidung "Betriebsbereit/Belegt" durchgeführt werden. Der Fluß geht dann auf Schritt 103 weiter. Die Schritte 103 bis 110 werden wie beschrieben durchgeführt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Schritte 100 bis 110 für jeden Zeitschlitz jeder Eingangsleitung durchgeführt werden, und daß die Schritte 103 bis 110 für jeden Cache-Zyklus durchgeführt werden.

Wenn beim Verfahrensablauf der Fig. 3A die Schritte 103 bis 110 infolge der Prozeßgeschwindigkeit und der Eigenschaften der Bauteile nicht in einem einzigen Cache-Zyklus durchgeführt werden können, kann die Hardware zur Durchführung der entsprechenden Schritte nach Art einer Rohrleitung oder eines Rohrstranges gesteuert werden. In diesem Fall wird der tatsächliche Cache-Zugriff ausgeführt, wenn zwei oder mehr als zwei Cache- Zyklusperioden abgelaufen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird aus Gründen der Einfachheit die Rohrleitungssteuerung nicht durchgeführt. Es kann jedoch ein Rohrleitungssystem leicht vorgesehen werden, indem verschiedene Arten von Puffern benutzt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das virtuelle Speichersystem verwendet. Die Anordnung dieser Ausführungsform kann leicht in Übereinstimmung mit dem konventionellen Datei- Führungssystem an Stelle des virtuellen Speichersystems ausgeführt werden. In diesem Fall kann in Fig. 3A Schritt 108 weggelassen werden, während Schritt 102 modifiziert werden muß.

Fig. 3B zeigt die Operationsfolge an, wobei ein Eingangs-/ Ausgangsleitungsschlitz zwei Cache-Zyklen entspricht. Die Operationen bis werden während des ersten Cache-Zyklus ausgeführt, und die Operationen bis werden während des zweiten Cache-Zyklus durchgeführt. Die Schritte 100 bis 102 werden gleichzeitig mit Schritt 103 und folgenden Schritten ausgeführt.

Unter Bezugnahme auf die Cache-Zyklusschlitze, die in Fig. 4 gezeigt sind, stellen weiße Kästchen Leitungsvermittlungsrufschlitze dar, gestrichelte Kästchen Paketvermittlungsrufschlitze und leere Kästchen Programm- oder Leer(Lese/Schreib- (R/W)-Operation durch TDMA-Leitung kann ausgeführt werden)-Schlitze.

Fig. 5 ist ein Schaubild, das den Zustand der Benutzung der Eingangs-/Ausgangs-Zeitschlitze entsprechend dem Benutzungszustand von Eingangs- und Ausgangsleitungen in Übereinstimmung mit den Leitungs- und Paketvermittlungsrufen zeigt. Bei einem Leitungsvermittlungsruf 1 in Fig. 4 und 5 werden zu vermittelnde Daten von einer Eingangsleitung A in dem Cache 11 während eines Cache-Zyklus I1 abgenommen. Die Daten werden aus dem Cache 11 auf eine Ausgangsleitung C während eines Cache-Zyklus O4 ausgelesen. Bei einem Paketvermittlungsruf 1 werden zu vermittelnde Daten aus einer Eingangsleitung B auf den Cache 11 während eines Cache-Zyklus I3 abgenommen und in dem Paketvermittlungsruf 1 Puffer in dem Dateispeicher 13 durch den Speicher 12 großer Kapazität mit langer Zugriffszeit (im folgenden als Hauptspeicher bezeichnet) gespeichert. Die zu vermittelnden Daten eines Leitungsvermittlungsrufs 2 werden von der Eingangsleitung C auf den Cache 11 während eines Cache-Zyklus I5 gespeichert und aus dem Cache 11 auf die Ausgangsleitung A während des Cache- Zyklus O0 ausgelesen. Ein Paketvermittlungsruf 2 wird als (zu vermittelnde) Daten von einer Eingangsleitung D auf den Cache 11 während eines Cache-Zyklus I7 geschrieben und in dem Paketvermittlungsruf 2-Puffer in dem Dateispeicher 13 durch den Hauptspeicher 12 gespeichert. Bei einem Paketvermittlungsruf 3 werden zu vermittelnde Daten von einer Eingangsleitung E auf den Cache 11 während eines Cache-Zyklus I9 geschrieben und in dem Paketvermittlungsruf 3-Puffer durch den Hauptspeicher 12 gespeichert. Der Paketvermittlungsruf 3 stellt eine Teilstreckenvermittlung (Speichervermittlung) kurzer Dauer dar. Die gespeicherten Daten werden von einem entsprechenden Puffer auf eine Ausgangsleitung H während eines Cache-Zyklus O14 ausgelesen, während der entsprechende Puffer die Eingangsdaten speichert. Die jeweiligen Operationen der Teile des digitalen Vermittlungssystems 10 werden nachfolgend im Detail beschrieben:

Fig. 6 zeigt ein Funktionsblockschaltbild des in Fig. 1 dargestellten Steuerabschnitts 14. In Fig. 6 ist ein Speicherführungsblock (I) 401 gezeigt, der Operationen entsprechend den Schritten 100 bis 102 der Fig. 3A ausführt. Ein Cache-Zyklus- Zuordnungsblock 402 führt Operationen entsprechend den Schritten 103 bis 105 der Fig. 3A aus. Ein Leitungsvermittlungsruf- Adressengenerator 403 führt eine Operation entsprechend dem Schritt 106 der Fig. 3A aus. Ein Paketvermittlungsruf-Adressengenerator 404 führt eine Operation entsprechend dem Schritt 107 der Fig. 3A aus. Ein Speicherführungsblock (II) 405 führt eine Operation entsprechend Schritt 108 der Fig. 3A aus. Schließlich führt ein Cache-Zugriffsführungsblock 406 eine Operation entsprechend Schritt 109 der Fig. 3A aus. Der Speicherführungsblock (I) 401 und der Speicherführungsblock (II) 405 müssen durch den Prozessor 18 gesteuert werden. Die Programm­ speicherzugriffsanforderung unter Steuerung des Prozessors 18 wird durch den Cache-Zyklus-Zuordnungsblock 402 während eines Zeitabschnitts durchgeführt, der den Programmzeitschlitzen (Fig. 4) zwischen den Leitungs- und Paketvermittlungsruf- Schlitzen entspricht.

Es stellen das Signal S 1 von dem Prozessor 18 einen Prozessorspeicherzugriff, ein Signal S 2 verschiedene Teile an Steuerinformation und ein Signal S 3 von dem Speicherführungsblock (I) 401 das Signal für Betriebsbereitschaft/- belegt dar. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, zeigt ein Hohlpfeil eine virtuelle Adresse, ein schraffierter Pfeil eine tatsächliche Adresse und ein gepunkteter Pfeil eine Cache-Adresse.

Wie vorstehend beschrieben, führt der Speicherführungsblock (I) 401 die Operationen entsprechend den Schritten 100 bis 102 der Fig. 3A aus. Dieser Block (I) 401 empfängt das Einleitungssteuersignal S 1 von dem Prozessor 18 und eine Ruf/Unterbrechungs- Anforderung von der Signalempfangsschaltung 17 R. Nach Empfang dieser Anforderung führt der Block (I) 401 die Operation entsprechend Schritt 102 der Fig. 3A aus und stellt ein "Betriebsbereit/belegt"-Signal an die Signalübertragungsschaltung 17 T zur Verfügung. Zur gleichen Zeit stellt der Block (I) 401 ein Einleitungssteuersignal und die Ermittlungssteuerungsdaten für den Cache-Zyklus-Zuordnungsblock 402, das Einleitungssteuersignal für den Leitungsvermittlungsruf-Adressegenerator 403 und den Paketvermittlungsruf-Adressengenerator 404 sowie ein Signal, um eine Speicherführungstabelle zu aktualisieren, für den Speicherführungsblock (II) 405 zur Verfügung.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Operationen in Verbindung mit einer Ruf/Unterbrechungs-Operation durch den Speicherführungsblock (I) 401 der Fig. 6.

Die Funktionen des Blocks (I) 401 sind folgende: (A) Zuordnung des entsprechenden Rufbereiches zu dem virtuellen Adressenraum in Verbindung mit dem Leitungsvermittlungsruf, dem Paketvermittlungsruf, oder deren Unterbrechung, und das Zurücksetzen (Löschen) dieser Zuordnung; (B) das Laden und Entladen (Entlasten) eines Programms und von Daten im Hinblick auf den virtuellen Adressenraum nach Anforderung durch den Prozessor 18; (C) die Führung (Leitung) eines Speicherbereiches und eines Cache-Zyklus in Verbindung mit den oben genannten Funktionen (A) und (B); (D) das Aussenden von Daten zur Tabellenänderung (aktualisieren) in dem Cache-Zyklus-Zuordnungsblock 402 in Verbindung mit der Funktion (C); (E) das Aussenden von Tabellenänderungsdaten (aktualisieren) in dem Leitungsvermittlungsruf- Adressengenerator 403 in Verbindung mit Funktion (C); und (F) die Initialisierung der Leitungs- und Paketvermittlungsruf- Adressengeneratoren 403 und 404 in Verbindung mit Funktion (C). Alle diese Funktionen mit Ausnahme der Funktion (B) sind nur in der vorliegenden Erfindung vorgesehen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 prüft der Speicherführungsblock (I) 401 in Schritt 101, ob die Rufart oder die Unterbrechungsart eingestellt (gesetzt) ist.

In Schritt 111 prüft der Block (I) 401 sodann, ob der entsprechende Zeitschlitz vorhanden ist oder nicht. Wenn Schritt 111 NO angibt, stellt der Block (I) 401 ein Besetzt-Signal an die Signalübertragungsschaltung 17 T zur Verfügung. Wenn jedoch in Schritt 111 YES festgestellt wird, geht der Fluß an Schritt 112 weiter. Eine den Cache-Zyklus-Zuordnungstabelleneingang (aktualisieren) änderndes Signal wird einer Cache-Zyklus-Zuordnungstabelle 4020 (Fig. 10) des Cache-Zyklus-Zuordnungsblocks 402 zugeführt. In der Folge wird in Schritt 113 ein Leitungsvermittlungs- Adressenzugriffssignal dem Leitungsvermittlungsruf- Adressengenerator 403 zugeführt, wodurch der Inhalt in Übereinstimmung mit dem Adressensignal aktualisiert wird.

Auf der anderen Seite prüft, wenn der Paketvermittlungsruf eingestellt ist, der Block (I) 401 in Schritt 121, ob der virtuelle Platz einen verfügbaren Raum frei hat oder nicht. Wenn aber festgestellt wird, daß der virtuelle Raum voll ist, wird das Besetzt-Signal der Signalübertragungsschaltung 17 T zugeführt. Wenn in dem virtuellen Raum ein Leerabschnitt vorhanden ist, prüft der Block (I) 401 in Schritt 122, ob der entsprechende Zeitschlitz vorhanden ist oder nicht. Wenn Schritt 122 NO ergibt, führt wie im Falle von NO im Schritt 111, der Block (I) 401 ein Besetzt-Signal der Schaltung 17 T zu. Wenn jedoch Schritt 122 YES ergibt, wird der entsprechende Rufbereich in dem virtuellen Raum in Schritt 123 bestimmt. In der Folge wird die in dem Block (I) 401 enthaltene Speicherführungstabelle aktualisiert, und es werden die für die Initialisierung (Einleitung) erforderlichen Steuersignaldaten eingeführt. Beispielsweise umfassen die Steuersignaldaten solche Daten, die die Zahl der auf der Übertragungsleitung abzusichernden Zeitschlitze anzeigen sowie Schlitzzahlen zusätzlich zu einem Dienstanzeiger, einem Terminalanzeiger und einem Signalanzeiger etc. In der Folge wird in Schritt 125 die Verarbeitung bzw. Aufbereitung der Cache-Zyklus-Zuordnungstabelle (wie in Schritt 112) durchgeführt. Der Block (I) 401 führt die Initialisierungs­ datensignale, Initialisierungsadressensignale usw. dem Paketvermittlungsruf-Adressengenerator 404 zu, um verschiedene Initialisierungsoperationen in Schritt 126 auszuführen. Es ist festzuhalten, daß die Schritte 123 bis 126 nicht in der genannten Reihenfolge ausgeführt werden müssen, sondern daß sie gleichzeitig ausgeführt werden können.

Wenn in Schritt 101 eine Rufunterbrechungsanforderung festgestellt wird, wird in Schritt 131 geprüft, ob der Ruf ein Leitungs- oder ein Paketvermittlungsruf ist. Wenn Block (I) 401 feststellt, daß der Ruf der Leitungsvermittlungsruf ist, geht der Fluß auf Schritt 136 weiter, wobei die den Leitungsvermittlungsruf betreffenden Daten aus der Cache-Zyklus-Zuordnungstabelle in dem Cache-Zyklus-Zuordnungsblock 402 entfernt werden. In Schritt 137 werden die Initialisierungsdaten des Leitungs­ vermittlungsruf-Adressengenerators 403 gelöscht. Wenn jedoch in Schritt 131 festgestellt wird, daß der Ruf der Paketvermittlungs­ ruf ist, wird der in Schritt 123 definierte virtuelle Platz in Schritt 132 gelöscht. Die Speicherleitungstabelle in dem Block (I) 401 wird in Schritt 133 aktualisiert. Weiterhin werden in Schritt 134 die entsprechenden Daten der Cache-Zykluszuordnungstabelle in dem Cache-Zyklus-Zuordnungsblock 402 gelöscht. In Schritt 135 werden die voreingestellten Daten in dem Paketvermittlungsruf-Adressengenerator 404 gelöscht. Es ist darauf hinzuweisen, daß die obige Operation durch ein Programm ausgeführt werden kann, das durch die vituelle Speicherführung unter Steuerung durch den Prozessor 18 ausgeführt wird.

Der Cache-Block 402 empfängt das Speicherzugriffsteuersignal S 1 von dem Prozessor 18 auf Ausgangstaktimpuls (d. h. Systemtakt) hin, der von einem Takt- oder Zeitimpulsgenerator 408 erzeugt wird. Letzterer wird durch Abrufen des Synchronisierungsmaterials von dem Signal auf dem Zeitschlitz der TDM-Übertragungsleitung betätigt. Wenn der Speicherzugriff für einen Programmzugriff bestimmt ist, wird ein Programm-Zykluszugriffbefehl dem Speicherleitungsblock (II) 405 zugeführt. Wenn jedoch der Speicherzugriff für einen Vermittlungszugriff bestimmt ist, empfängt der Cache-Block 402 Schaltungs(oder Leitungs-)-Steuerdaten LD von dem Block (I) 401 , um so den Inhalt der Leitungs-/Paketvermittlungsrufanforderung zu prüfen. Wenn festgestellt wird, daß die Anforderung der Leitungsvermittlungsruf ist, wird ein Leitungsvermittlungsruf-Zykluszugriffbefehl dem Leitungsvermittlungsruf-Adressengenerator 403 zugeführt. Wenn jedoch festgestellt wird, daß die Anforderung der Paketvermittlungsruf ist, so wird ein Paketvermittlungsruf- Zykluszugriffbefehl dem Paketvermittlungsruf-Adressengenerator 404 zugeführt. Der Generator 403 führt dann eine Cache-Adresse als wirkliches Adressensignal dem Cache-Speicher 11 zu, um direkt Zugriff zu dem Cache-Speicher zu erlangen, und der Generator 404 führt eine virtuelle Adresse von Paketvermittlungsdaten dem Speicherleitungsblock (II) 405 zu.

Fig. 8 zeigt eine System-Leerstelle des Dateispeichers 13 bei Verwendung in dieser Ausführungsform.

Die System-Adressenleerstelle (d. h. virtuelle Leerstelle) wird den # 0 bis # N Leitungsvermittlungsruf-Bereichen zugeordnet, während diesen Paketvermittlungsruf-Bereichen, Bereiche verschiedener Daten, Programme und ein Steuerprogrammkern für ein Steuerprogramm wie z. B. ein Operationssystem folgen.

Fig. 9 zeigt die Zuordnung zwischen dem Cache-Speicher, dem Hauptspeicher und dem Dateispeicher 13 der Systemadressen­ leerstelle.

Unter Bezugnahme auf Fig. 9 entsprechen die Leitungsvermittlungs­ bereichadressen 1-zu-1 den Systemadressen, wodurch ein Hochgeschwindigkeits-Cache-Zugriff erfolgt. Andererseits ist der Paketvermittlungsruf-Bereich in Dateibereiche A, B, C... unterteilt und hat ein Format, das im Segmentseitensystem od. dgl. entspricht, um den virtuellen Adressenleerraum (Systemadressenleerraum) dem Realadressen­ leerraum (Hauptspeicher) abzubilden (zu kartieren). Der Paketvermittlungsbereich hat außerdem ein Format in Übereinstimmung mit dem eingestellten Assoziativsystem, um die Realadresse (Hauptspeicher) mit der Cache-Adresse (Cache-Speicher) abzubilden.

Fig. 10 zeigt eine detaillierte Anordnung des in Fig. 6 gezeigten Cache-Zykluszuordnungsblocks 402. Der Block 402 weist in der in der Hauptsache eine Registeranordnung 4020 auf, die den jeweiligen Cache-Zyklen entsprechende Eingangs­ daten hat.

Wenn von dem Cache-Zykluszuordnungsblock 402 ein Systemtakt bzw. Taktimpuls von dem Impulsgenerator 408 empfangen wird, werden die Leitungssteuerdaten LD von dem Speicher­ führungsblock (I) 401 über einen Selektor 4022 in einen Decoder 4021 geholt. Der Decoder 4021 erzeugt eine Eingangsadresse EA. Der Zuordnungsblock 402 ordnet dann den entsprechenden Cache-Zyklus dem Leitungsvermittlungsruf, dem Paketvermittlungsruf oder der Programmausführung in Übereinstimmung mit einer Kombination des Eingangsdatengehalts und dem Signal für Zugriffsanforderung "anwesend/ abwesend" von dem Prozessor 18 zu. Die Eingangsdaten umfassen ein Flag bzw. Kennzeichen zur Diskriminierung der Lese/Schreiboperation oder der Leitungs/Paketvermittlungsoperation oder eines Leerzyklus (der anzeigt, daß der Zyklus für die Programmausführung verwendet werden kann) und ID (Identifizierung) des Leitungs/Paketvermittlungsrufs. Dieses ID wird als Eingangsadresse EA für die Registeranordnung in der Detailanordnung des in Fig. 11 bzw. 12 gezeigten Adressengenerators 403 oder 404 für Leitungs/ Paketvermittlungsruf verwendet. Wenn der Ruf eingestellt oder unterbrochen ist, erzeugt der auf die Leitungssteuerdaten LD von dem Block 401 ansprechende Decoder 4021 die Eingangsadresse EA, die dem verwendeten oder zu verwendenden Leitungs/Paketvermittlungsruf-Zyklus entspricht. Der Inhalt der Eingangsadresse wird auf Initialisierungsdaten INL hin, die von dem Speicherführungsblock 401 zugeführt werden, aktualisiert. Von dem Prozessor 18 wird eine Prozessor­ speicherzugriffanforderung MAC einem AND Gate 4024 zugeführt. Eine Lese/Schreibadresse R/W AD wird durch ein AND Gate 4025 zugeführt. Diese Eingänge werden jeweils als Programmzyklus­ zugriffbefehle dem Speicherführungsblock (2) 405 zugefügt. In gleicher Weise wird der Cache-Zykluszuführungsbefehl für einen Paketvermittlungsruf dem Paketvermittlungsruf- Adressengenerator 404 zugeführt, und der Cache-Zykluszugriffbefehl für den Leitungsvermittlungsruf wird dem Leitungsvermittlungsruf- Adressengenerator 403 zugeführt.

Fig. 11 zeigt im einzelnen die Anordnung des Leitungs- Vermittlungsruf-Adressengenerators 403, wie er in Fig. 6 gezeigt ist. Wenn die Identifizierung ID für den Leitungs- Vermittlungsruf einem Decoder 4031 über einen Selektor 4032 zugeführt wird, wird einer der Eingänge in eine Registeranordnung 4030 ausgewählt. Die entsprechende Leitungsvermittlungsruf- Cache-Adresse wird in jedem Eingang gespeichert. Die Initialisierung des Eingangsinhalts wird durch den Block (I) 401 ausgeführt. In anderen Worten werden die Initialisierungsdaten INl dem Generator 403 zugeführt. Zur gleichen Zeit wird eine Initialisierungsadresse INLAD des Decoder 4031 durch den Selektor 4032 zugeführt, so daß eine Registereingangsadresse REA erzeugt wird. Die Initialisierungsdaten (Cache-Adresse) INL wird bei der Eingangsadresse REA gesetzt. Zur Zeit des Zugriffs wird dem Cache- Speicher 11 eine Cache-Adresse CAD zugeführt.

Fig. 12 zeigt im einzelnen die Anordnung des Adressengenerators 404 der Fig. 6 für einen Paketvermittlungsruf. Dieser Generator 404 umfaßt eine Registeranordnung 4040, dessen Eingang auf eine Paketvermittlungsruf-Identifizierung ID hin ausgewählt wird, die einem Decoder 4046 über einen Selektor 4045 zugeführt wird. Jedes Eintrittsdatum hat eine entsprechende Paketvermittlungsrufsystem- Adresse (virtuelle Adresse), einen Inkrement-Wert und einen Zählwert. Der Inkrement-Wert wird verwendet, um die Startadresse von Daten zu errechnen, zu denen im nächsten Zyklus Zugriff genommen werden soll und die in dem entsprechenden Paketvermittlungsruf-Bereich zu speichern sind. Der Inkrement- Wert wird durch einen Addierer 4041 der Adresse des laufenden Eingangs für jeden Zugriff hinzu addiert, und die Summe wird für die alte Adresse ersetzt und in dem gleichen Eingang (Eintrag) der Registeranordnung 4040 gespeichert. Der Zählwert dient dazu, einen Seitenfehler während des Verarbeitens des Paketvermittlungsrufs oder einen Cache-Störsignalfehler und einen Überlauf/Unterlauf der Paketvermittlungsruf-Daten zu verhindern. Ebenfalls wird der Zählwert dafür benutzt, im voraus einen Alarm an den Block (II) 405 zu geben und diesen Block zu veranlassen, einen Scheinzugriff von vorhergehender Seite oder vorhergehendem Block durchzuführen.

Beispielsweise zählt der Zähler bis zu einem Wert, der um mehrere zehn Wörter kleiner als die Anzahl der in der Registeranordnung 4040 gespeicherten Anzahl Wörter ist, und der Seitenfehler oder Cache-Störsignalfehler wird festgestellt, wenn die der Zählung des Zählers entsprechende Zugriffoperation durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wird die Zählung für jeden Zugriff um Eins dekrementiert (durch einen Hardware-Block 4042). Danach stellen die Blöcke 4043 und 4044 fest, ob die Grenze eine Blockgrenze wie die Führungseinheit in dem Cache oder eine Seitengrenze ist. Wenn die Blöcke 4043 und 4044 feststellen, daß die Grenze eine Blockgrenze ist, so wird eine Block-Scheinzugriffanforderung erzeugt. Wenn jedoch die Blöcke 4043 und 4044 feststellen, daß die Grenze eine Seitengrenze ist, wird eine Seiten-Scheinzugriffanforderung dem Speicherführungsblock (II) 405 zugeführt, um damit einen Scheinzugriff durchzuführen. Indessen werden die entsprechenden Daten herangeführt.

Die Initialisierungsoperation der Registeranordnung 4040 des Paketvermittlungs-Adressengenerators 404 wird durch den Block (I) 401 durchgeführt. Die Initialisierungsdaten INL werden von dem Block (I) 401 der Registeranordnung 4040 zugeführt. Die Initialisierungsadresse INLAD wird dem Decoder 4046 durch den Selektor 4045 zugeführt. Der Decoder 4046 erzeugt die Registereingangsadresse REA, so daß die Initialisierungsdaten (Cache-Adresse) INL an der Eingangsadresse REA eingestellt wird. Die Cache-Adresse CAD wird dem Cache-Speicher 11 zur Zeit des Zugriffs zugeführt.

Aufgrund des Speicherführungsblocks (II) 405 realisieren die Blöcke folgende Funktionen: (A) Ein Block verwirklicht eine dynamische Umwandlung von virtuellen Adressen in Realadressen durch Verwendung von Programmunterteilung (Segmentation), Beziffern od. dgl.; (B) ein Hardware-Block (Puffer wie TLB (Neben-Übersetzungspuffer = translation look aside buffer)) für Hochgeschwindigkeitsadressenumsetzung; und (C) einen Vorbeuge-Hardwareblock gegen Überlauf/Unterlauf durch einen Seitenfehler oder einen Cache-Störungsfehler (mittels Zugriff zur vorherigen Seite, zum vorherigen Block und Scheinzugriff) für die Paketvermittlungsruf-Daten. Funktion (C) ist bei dem konventionellen virtuellen Speichersystem nicht vorgeschlagen und stellt ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar. Die Funktionen (A) und (B) können durch konventionelle Hardware/Software- Techniken realisiert werden.

Nunmehr soll der Memoryführungsblock (II) 405 im Detail beschrieben werden. Herkömmlicherweise muß während der sequentiellen Lese/Schreiboperation der Übertragungsdaten im Hinblick auf den Systemadressenleerraum diese Operation unterbrochen werden, wenn die Adressen eine Seitengrenze erreicht haben, da das entsprechende Laden von Seiten von dem Dateispeicher ausgeführt werden muß. Aus diesem Grund tritt bei der Operation des Schreibens oder Lesens der Übertragungsleitungs (führungs)-Daten unvermeidbar Überlauf/ Unterlauf auf. Wenn man jedoch die Art und Weise berücksichtigt, in der die Übertragungsdaten sequentiell Zugriff (Lesen/Schreiben) zu dem Systemadressenleerraum, wie in Fig. 14A gezeigt erlangen, kann ein Vor-Zugriffsstartpunkt der vorherigen Seite an der Stelle Q bie einer Adresse, die um α einer Seitengrenzadresse P vorausgeht, eingestellt werden. Wie in Fig. 14B gezeigt, wird gleichzeitig mit der Schreib/Leseoperation der Übertragungsdaten das Datenladen von dem Dateispeicher gestartet, wenn die Übertragungsdatenzugriffzeit den Punkt Q passiert hat, und das Laden wird vervollständigt, bevor tatsächlich zu der entsprechenden Seite Zugriff genommen wird. Selbst wenn die Zugriffzeit der Übertragungsdaten die Seitengrenze erreicht hat, kann deshalb der Zugriff fortgeführt werden, wodurch eine Unterbrechung der Schreib/Leseoperation der Übertragungsleitungsdaten verhindert wird. Der Hardwareblock für diese Operation ist in Fig. 14C abgebildet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 14C umfaßt der Block ein Adressenregister 5010 zum Halten einer Speicheradresse von dem Prozessor 18 nach einem Speicherzugriff, ein Register 5020 zum Halten des vorhergehenden Wertes des vorherigen Zugriffs zum Vergleich mit dem sequentiellen Zugriff, wobei der vorherige Wert willkürlich durch das System voreingestellt werden kann, einen Addierer 5030, ein Register 5040 zum Halten eines eine Seitengrenze in dem Cache anzeigenden Seitengrenzadressenwertes und einen Komparator 5050 zum Vergleichen einer durch Addieren der sequentiellen Zugriffsadresse und des von dem Register 5020 gehaltenen vorherigen Wertes mit dem von dem Register 5040 gehaltenen Grenzwert. Deshalb wird (Inhaltregister 5010) + (Inhaltregister 5020) mit (Inhalt des Registers 5040) in dem Hardwareblock der Fig. 14C durch den Komparator 5050 verglichen. Wenn (Speicherzugriffadresse) + α = (Seitengrenzadresse) festgestellt wird, wird das Zugriffsstartsignal für die vorherige Seite erzeugt, um im voraus einen Überlauf/Unterlauf der Übertragungsleitungsdaten zu verhindern.

Der Cache-Zugrifführungs(leitungs = management)-block 406 hat folgende Funktionen: (A) Umsetzung der Hauptspeicherrealadresse in die Cache-Adresse (um das gesetzte Assoziativsystem zu realisieren); (B) Algorithmus-Ersetzen (z. B. LRU (geringst zuvor benutzter)) der Cache-Blöcke; und (C) Festlegen der Leitungsvermittlungsruf-Blöcke in dem Cache durch Einstellen (Setzen) des Flag (Kennzeichen) für die Verhinderung des Ersetzens (Austausch). Funktion (C) ist ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die Funktionen (A) und (B) können durch einen konventionellen Computersystem-Cache-Zugrifführungsblock dargestellt werden.

Fig. 13 zeigt die Detailanordnung des Intra-Cache-Festlegungs- Hardware-Blocks des Leitungsvermittlungsruf-Datenblocks. Die Flags 21 zur Verhinderung des Datenblockersetzens sind so angeordnet, daß sie jeweiligen Blöcken des Cache-Speichers 11 entsprechen. Diese Flags (Kennzeichen) 21 werden zusammen mit Block-Ersetz-Befehl-Flags 22 zum Einstellen des Block-Ersetz-Algorithmus verwendet. Selbst wenn das Befehlsflag eingestellt ist, um den Leitungsvermittlungsruf- Datenblock zu ersetzen, wird das Verhinderungsflag verwendet, um den Datenblock des nächsten Befehls zu ersetzen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird, wenn das Ersetz-Befehl- Flag des Blocks 0 in Spalte 1 als "4" eingestellt ist, Block 0 in Spalte 1 einem Austausch unterzogen, da der Block, der den Maximalwert innerhalb einer vorgegebenen Spalte hat, dem Austausch unterworfen wird. Da jedoch das Blockersetzungs-Verhinderungs-Flag auf "1" eingestellt ist, wird ein Datum "0" einem Maximalwert-Diskriminator 23 zugeführt, so daß Block 2 der den Befehl-Flag-Wert "3" hat, einem Ersetzen (Austausch) unterliegt. Wenn ein Block innerhalb eines Abschnitts "Y" (umgeben von Schraffurlinien) in dem Hauptspeicher 12 übertragen werden soll, so wird Block 2 (der für einen Paketvermittlungsruf "A", umgeben von Schraffurlinien verwendet wird) in dem Cache 11 anstelle von Block 0 (der für einen Leitungsvermittlungsruf 0 verwendet wird) in dem Cache 11 ausgetauscht. Der Cach- Zugriff-Führungsblock, der die Funktion des Intra-Cache- Festlegens ausschließt, ist der gleiche wie der herkömmliche Cache-Zugriff-Führungsblock und kann durch die gleichen Hardware-Techniken wie bei einem konventionellen Cache- Zugriff-Führungsblock erhalten werden.

Wie in Fig. 13 gezeigt, sind R0 bis R4 in dem Cache 11 Datenblocks für Leitungsvermittlungsrufe 0 bis 4, und A und C sind Datenblocks für Paketvermittlungsrufe A bzw. C. Das Datenblock-Ersetzbefehl-Flag 22 wird verwendet, um den Ersetzungsblock, der den Maximal-Befehlwert hat, zu bezeichnen. Andererseits wird das Blockersetzungs-Verhinderungsflag 21 für Blöcke eines Ersetzungsobjekts auf "1" eingestellt. Das Austausch-Befehl-Flag und das Austausch- Verhinderungs-Flag werden getort und durch den Maximalwert- Diskriminator 23 verglichen. Wenn ein Block mit dem Austausch-Verhinderungs-Flag 21, der aufgrund des entsprechenden Maximalwerts des Block-Ersetzungs-Befehls-Flag 22 einem Austausch unterliegt, auf "1" eingestellt wird, wird der Block zum Austausch ausgewählt, der die zweithöchste Ordnung des Austausch-Befehl-Flag 22 hat, dessen Block-Flag nicht auf "1" eingestellt ist. Wenn der Block jedoch auf "0" eingestellt wird, führt der Maximalwert- Diskriminator 23 dem Cache-Speicher 11 ein Block-Ersetz- Bezeichnungssignal zu. Eines der Signale wird im ON-Zustand gehalten.

Bei dieser Ausführungsform umfaßt die hierarchische Speicherung den Cache, den Hauptspeicher und den Dateispeicher. Die hierarchische Speicherung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt.-

Entsprechend der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung ist der Sendungskanalspeicher hierarchisch angeordnet, wobei die Zugriffszyklen des Speichers mit kurzer Zugriffszeit gemeinsam für die Leitungsvermittlungsrufe, die Paketvermittlungsrufe und die Programmausführung verwendet werden. Deshalb kann ein einziger Satz an Hardware-Komponenten verwendet werden, um die Leitungs/Paketvermittlungsrufe auszuführen. Zusätzlich kann die Hardware ohne Unterscheidung des Sendungskanalabschnitts von dem Steuerabschnitt aufgebaut werden, wodurch eine flexible Dienstleistung in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Verkehrszustand vorgesehen wird. Da gemeinsame Komponenten verwendet werden können, kann die Anzahl der Bauteile in dem System vermindert werden, was zu niedrigeren Kosten führt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die spezielle, vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es können verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geistes und Umfanges der Erfindung vorgenommen werden.

Claims (10)

1. Digitale Vermittlungseinrichtung zur Durchführung einer Leitungsvermittlung oder einer Paketvermittlung mit als Zeitmultiplex-Übertragungsleitungen dienenden Eingangs- und Ausgangs-Übertragungsleitungen, einer Steuerung und Speichermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichermittel eine hierarchische Speichereinheit bilden und die Steuerung als Speichersteuerungseinheit (14) zum Steuern von Operationen der hierarchischen Speichereinheit ausgebildet ist, wobei die hierarchische Speichereinheit mindestens einen ersten Speicher (11) kleiner Kapazität mit kurzer Zugriffszeit sowie einen zweiten Speicher (12) großer Kapazität mit langer Zugriffszeit umfaßt, der Speicher kurzer Zugriffszeit mit den Eingangs-Übertragungsleitungen (15) und den Ausgangs-Übertragungsleitungen (16) verbunden ist und die Speichersteuerungseinheit so angeordnet und geschaltet ist, daß in dem Fall der Leitungsvermittlung Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit zur sofortigen Durchführung einer Vermittlung einer der Ausgangs-Übertragungsleitungen erfolgt, wenn Zustände der Eingangs-Übertragungsleitungen einen Leitungsvermittlungsruf anzeigen, und daß Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit zum zeitweiligen Speichern von Daten in ihm erfolgt und die in ihm gespeicherten Daten an eine der Ausgangs-Übertragungsleitungen ausgesendet werden, oder Zugriff auf den Speicher kurzer Zugriffszeit und den Speicher langer Zugriffszeit zum Speichern von Daten in dem Speicher langer Zugriffszeit aus dem Speicher kurzer Zugriffszeit erfolgt, um eine Paketvermittlung für eine der Ausgangs-Übertragungsleitungen durchzuführen, wenn die Zustände der Eingangs-Übertragungsleitungen (15) einen Paketvermittlungsruf anzeigen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hierarchische Speichereinheit weiterhin einen Dateispeicher (Datei-Speichereinheit) (13) zum Speichern von Paketvermittlungsdaten umfaßt, die Paketvermittlungsrufen entsprechen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hierarchische Speichereinheit gemeinsam für ein Vermittlungsprogramm zusammen mit den Leitungs- und Paketvermittlungsrufen verwendet wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Leitungs- und Paketvermittlungsrufe auf die Zeitmultiplex- Übertragungsleitungen in Übereinstimmung mit einem gemeinsamen Zeichengabe-(Übertragungs-)steuersystem übertragen werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher mit kurzer Zugriffszeit (11) Zugriffszyklen zugeordnet sind, von denen einer entweder für eine Leitungsvermittlung oder eine Paketvermittlung und ein anderer für eine Ausführung eines Vermittlungsprogrammes verwendet wird, wobei der Speicher mit kurzer Zugriffszeit gemeinsam in den Leitungs- und Paketvermittlungsruf-Zyklen und dem Vermittlungsprogramm- Zyklus verwendet wird (Fig. 4).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuerungseinheit durch einen Signalübertragungs-/Empfangsschaltkreis (17 R) ein Steuersignal von einem gemeinsamen Zeitschlitz (Zeitkanal) auf den Zeitmulitplex- Übertragungsleitungen empfängt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal ein Format hat, das Dienstart-Anzeigedaten zur Unterscheidung des Leitungsvermittlungsrufes von dem Paketvermittlungsruf umfaßt.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuerungseinheit den Programmzyklus anstelle eines Schreib-/Lesezyklus im Hinblick auf den Speicher kurzer Zugriffszeit ausführt, wenn auf den Zeitmultiplex-Übertragungsleitungen keine zu vermittelnden Daten vorhanden sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuerungseinheit Mittel (406) zum Zugriffsperren eines Bereiches des Speichers kurzer Zugriffszeit umfaßt, der den Leitungsvermittlungsrufen zugeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuerungseinheit Mittel (405) (Fig. 14c) zur Unterbrechungsverhinderung einer Schreib-/Leseoperation von Daten umfaßt, die durch die Zeitmultiplex-Übertragungsleitungen übertragen werden.