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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Übertragung
von Datenpaketen mit Prioritäten
wie im weiteren in dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 6 beschrieben ist.
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Solch
ein Verfahren zum Durchführen
des Verfahrens ist im Stand der Technik bereits bekannt, z.B. aus
der Publikation von Hluchyj M. G. et al. "queueing disciplines for integrated
fast packet networks",
Tagungsbericht der Supercomm/ICC 92, Chicago, June 14–18, 1992,
volume 2 of 4, 14 June 1992, Institute of Electrical and Electronics
Engineers, pp 990–996,
XP 000326820. Darin sind verschiedene Arten von Abarbeitungsreihenfolgen
beschrieben, wobei die Head-of-Line-Priorität ein reiner prioritätsbasierter
Mechanismus ist, wohingegen das bewertete Round-Robin-Verfahren
ausschließlich
auf Wertigkeiten basiert, die verschiedenen Warteschlangen zugeschrieben
sind. In der Publikation "priority
control ATM for switching systems" von Changwan Oh et al., IEICE Transactions
on Communications, vol E75-B, nr 9, 1 September 1992, pp 894–904, XP
000321325, ist eine Vorrichtung zur Prioritätssteuerung offenbart. Die
prioritätsbasierten Verfahren
und Vorrichtungen des Standes der Technik sind zur Bestimmung einer
Paketpriorität
geeignet, auf deren Basis der Zugriff auf das gemeinsame Übertragungsmedium
festgelegt wird. In der Vorrichtung des Standes der Technik werden
diese Paketprioritäten
als Funktion der Speicherzeit der Pakete in den Speicherwarteschlangen
und mindestens eines das Paket charakterisierenden Parameters, wie
zum Beispiel der Verzögerungszeit,
festgelegt. Die Vorrichtung des Standes der Technik stellt jedoch
keine Lösung
bereit, die den Zugriff auf eine von mehreren identischen Speicherwarteschlangen
freigibt, wobei jede gleichzeitig einen gleichartigen Dateneingabestrom
empfängt.
Diese Situation ist zum Beispiel in Anschlußmultiplexern vorhanden, wo
in der Aufwärtsrichtung ähnliche
Bitströme,
die den identischen Typ von Datenpaketen übertragen und zu identischen
Kategorien der Dienstgüte gehören, um den
Zugriff auf einen gemeinsamen Datenbus wetteifern. Das Verfahren
und die Vorrichtung des Standes der Technik bieten keine Lösung für die gerechte Freigabe
des Zugriffes auf einen dieser scheinbar ähnlichen Bitströme, die
gleichzeitig an den verschiedenen Speicherwarteschlangen eintreffen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist also, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Übertragung
von Datenpaketen mit Prioritäten
aus einer Vielzahl von Speicherwarteschlangen bereitzustellen, die
jede einen entsprechenden Eingabebitstrom mit einem gemeinsamen Übertragungsmedium
verbindet, wie in dem erwähnten
Dokument des Standes der Technik beschrieben ist, aber welche eine
Vorrichtung zur gerechten Bestimmung des Zugriffes unter ähnlichen
Eingabebitströmen
bereitstellt, wodurch sich diese Ähnlichkeit sowohl auf den Inhalt
als auch auf die diesen Bitströmen
zugeordneten Anschlußparameter
bezieht.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch den Umstand erreicht, daß die Warteschlangenprioritäten, auf
deren Basis der Zugriff festgelegt wird, von einer entsprechenden
Wertigkeit abhängig sind,
die jedem entsprechenden Bitstrom zugeordnet wird, indem ein Wert
der aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten mit einer Wertigkeit in
Beziehung gebracht wird und indem das Zugriffskriterium mit der
Sequenz in Zusammenhang gebracht wird, wobei aufeinanderfolgende
Prioritäten
aussortiert werden, ein Bitstrom mit einer relativ höheren Wertigkeit,
wie im weiteren im charakteristischen Teil der Ansprüche 1 und
6 aufgeführt
ist.
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Auf
diese Weise wird durch Zuschreiben einer Wertigkeit zu scheinbar ähnlichen
Eingabebitströmen,
die an verschiedenen Speicherwarteschlangen ankommen, und durch
Belassen der Prioritäten,
auf deren Basis der Zugriff bestimmt wird, um ebenfalls von diesen
Wertigkeiten abhängig
zu sein, ein Verfahren für
den gewichteten Zugriff mit Prioritäten realisiert, das erlaubt,
einige dieser ähnlichen
Bitströme
hinsichtlich der anderen zu bevorzugen oder zu benachteiligen.
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Indem
ein Wert der aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten mit
einer Wertigkeit in Zusammenhang gebracht wird und indem das Zugriffskriterium
mit der Sequenz in Zusammenhang gebracht wird, wobei die aufeinanderfolgenden
Prioritäten
aussortiert werden, wird ein Bitstrom mit einer relativ höheren Wertigkeit
eine höhere
Wahrscheinlichkeit für
den Zugriff auf das Übertragungsmedium
als ein Bitstrom mit einer relativ niedrigeren Wertigkeit haben,
wie in den weiteren Absätzen
detaillierter erläutert
wird.
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Ein
weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
in den Ansprüchen
2 und 7 erläutert.
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Das
Rücksetzen
der entsprechenden Prioritäten
an vorbestimmten Instanzen hat Prioritätszyklen zur Folge, während derer
für jede
entsprechende Speicherwarteschlange der entsprechende Wert der Prioritäten verglichen
wird, wie in den weiteren Absätzen
detaillierter erklärt
wird. Da die Erzeugung jeder neuen Priorität in Wirklichkeit mit der Übertragung
mindestens eines Pakets von der zugeordneten Speicherwarteschlange
verbunden ist, wie bereits von der Vorrichtung des Standes der Technik
bekannt war, hat das betreffende Verfahren für jede Speicherwarteschlange
die Übertragung
einer Menge von Paketen, die direkt zu ihrer Wertigkeit in Zusammenhang
stehen, während
solch eines Zyklus zur Folge. Dies bedeutet, daß das so erhaltene Verfahren
nicht nur einfach ist, sondern während
jedes Zyklus einen gerechten Zugriff auf das Übertragungsmedium für jede entsprechende
Speicherwarteschlange hinsichtlich der entsprechenden Wertigkeit
des entsprechenden Bitstroms garantiert.
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Noch
ein weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist überdies
in den Ansprüchen
3 und 8 beschrieben.
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Auf
diese Weise wird eine sehr einfache Beziehung zwischen der Menge
der aus dem Bereich auszuwählenden
Werten und den entsprechenden Wertigkeiten erhalten, was zu einer
sehr einfachen und preiswerten Vorrichtung führt.
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Noch
ein weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist in den Ansprüchen
4 und 9 beschrieben.
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Dadurch
erlauben die allgemeinen Beziehungen für jeden vorbestimmten Wert
der minimalen und der maximalen Grenze der Wertigkeiten und die Auflösungen der
Prioritäten
und der Wertigkeiten, die passenden Werte für den Normalisierungsfaktor
und für
die Bereichsgrenzen zu bestimmen.
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Noch
ein weiteres charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist in den Ansprüchen
5 und 10 beschrieben.
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Auf
diese Weise, indem die entsprechenden aufeinanderfolgenden Prioritäten, die
mit den entsprechenden Bitströmen
verbunden sind, als abstandsgleiche Nummern belassen werden, die über die
gesamte Breite des Bereiches [Pmin, Pmax] verteilt sind, wird der
Jitter größtmöglich verringert.
In der Tat wird durch gleichförmiges
Verteilen der Prioritätswerte über den
verfügbaren
Bereich eine maximale Variation unter den verschiedenen Benutzern erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine die Warteschlangenpriorität bestimmende
Vorrichtung, ein Zugriffskriterium und eine Zugriffskontrollvorrichtung,
wie zum Beispiel diejenigen, die in der oben beschriebenen neuen
Vorrichtung offenbart sind.
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Die
oben erwähnten
und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden offenkundiger und
die eigentliche Erfindung wird am besten durch Bezugnahme auf die
folgende Beschreibung einer Ausführungsform
verstanden, die in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ausgewählt wurde,
welche eine Ausführungsform
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
darstellt.
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Eine
Vorrichtung DTA zum Durchführen
des betreffenden Verfahrens ist in der Figur dargestellt. Diese
Vorrichtung DTA wurde angepaßt,
um m Eingabebitströme
zu empfangen, wo m eine ganze Zahl größer als 2 ist. Die Bitströme sind
entsprechend mit BS1 bis BSm bezeichnet, wobei jeder entsprechende Bitstrom
eine zugehörige
Wertigkeit aufweist, die mit w1 bis wm bezeichnet ist, die von den
identisch bezeichneten Wertigkeitseingangssignalen übertragen werden,
die Eingangssignale an die Vorrichtung sind. Die Datenpakete jedes
entsprechenden Eingabebitstroms BS1 bis BSm werden temporär in entsprechenden
Speicherwarteschlangen gespeichert, die mit SQ1 bis SQm bezeichnet
sind, bevor sie an ein gemeinsames als UDATA bezeichnetes Übertragungsmedium
gesendet werden. Jede entsprechende Speicherwarteschlange SQ1 bis
SQm ist überdies mit
einer entsprechenden die Warteschlangenpriorität bestimmenden Vorrichtung
verbunden, die mit QPDM1 bis QPDMm bezeichnet ist, die in der Vorrichtung
enthalten und angepaßt
ist, um eine entsprechende Warteschlangenpriorität QPR1 bis QPRm zu erzeugen.
Diese Warteschlangenprioritäten
werden verwendet, um zu bestimmen, welche der m Speicherwarteschlangen
ein Datenpaket an das gemeinsame Übertragungsmedium UDATA senden
darf. Diese Zugriffsentscheidung wird von einer mit ACD bezeichneten
Zugriffskontrollvorrichtung getroffen, von der im Stand der Technik
verschiedene Ausführungsformen
bekannt sind. Eine Ausführungsform solch
einer Zugriffskontrolleinheit, wie in der Figur gezeigt ist und ähnlich der
Ausführungsform
des bereits aufgeführten
Dokuments des Standes der Technik, umfaßt eine Zugriffsschnittstelle,
die mit AAM bezeichnet ist und angepaßt wird, um von jeder der die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen QPDM1 bis QPDMm die entsprechenden Warteschlangenprioritäten QPR1
bis QPRm zu empfangen, und um daraus in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten
Zugriffskriterium eine Höchstpriorität, die mit
WP bezeichnet ist, zu bestimmen. Diese Höchstpriorität WP wird anschließend zurück an m Verarbeitungseinheiten
gesendet, die jeweils mit PR1 bis PRm bezeichnet sind, die in der
Zugriffskontrollvorrichtung ACD enthalten sind und einer entsprechenden
Speicherwarteschlange SQ1 bis SQm zugeordnet sind. Diese Verarbeitungseinheiten
werden angepaßt,
um außer
dem Höchstprioritätssignal WP,
das von der Zugriffsschnittstelle AAM gesendet wurde, ebenfalls
die entsprechenden Prioritäten
PR1 bis PRm von den entsprechenden die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen QPDM1 bis QPDMm zu empfangen. Außerdem wird jede entsprechende
Verarbeitungseinheit zudem angepaßt, um beide empfangenen Eingangswerte
zu vergleichen und um daraus den Wert eines entsprechenden Steuersignals
zu bestimmen, das mit G1 bis Gm bezeichnet ist und das angibt, ob
die zugehörige
entsprechende Speicherwarteschlange SQ1 bis SQm mindestens ein Datenpaket
an das gemeinsame Übertragungsmedium
UDATA senden darf. Es gibt jedoch andere Ausführungsformen zum Bestimmen der
Zugriffsentscheidung, die auf einzelnen Warteschlangenprioritäten basieren,
wie dem Fachmann allgemein bekannt ist. Da detaillierte Realisierungen derartiger
Zugriffskontrolleinheiten außerhalb
des Anwendungsbereiches dieses Dokuments liegen, werden sie nicht
weitergehend beschrieben.
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Die
Erfindung betrifft das Verfahren, das zum Bestimmen der entsprechenden
Werte der Warteschlangenprioritätswerte
QPR1 bis QPRm bezüglich des
vorbestimmten Zugriffskriteriums verwendet wird. Das Verfahren besteht
im Grunde in dem Bestimmen einer entsprechenden Menge für jede entsprechende
Speicherwarteschlange SQ1 bis SQm, die eine entsprechende mit K1
bis Km bezeichnete positive ganze Zahl ist, und in dem Bestimmen
dieser entsprechenden Menge der aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten als
einen jeweiligen Satz von verschiedenen Werten, die aus einem reellen Bereich
[Pmin, Pmax] ausgewählt
und in einer vorbestimmten Sequenz aussortiert wurden. Das vorbestimmte
Zugriffskriterium wird dabei auf diese vorbestimmte Sequenz bezogen.
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Der
Bereich [Pmin, Pmax], aus dem die entsprechenden Warteschlangenprioritäten ausgewählt werden,
ist für
alle Speicherwarteschlangen identisch. Die Grenzwerte dieses Bereiches,
Pmin und Pmax, sind reelle Zahlen, wobei Pmin kleiner als Pmax ist.
Diese Grenzwerte dieses Bereiches sind für alle entsprechenden Speicherwarteschlangen identisch
und werden in einigen Ausführungsformen während der
Initialisierung der Vorrichtung durch den Benutzer festgelegt. In
den meisten Ausführungsformen
sind Pmin und Pmax jedoch Auslegungsparameter, die dabei einige
absolute Grenzwerte auferlegen, wenn Pmin und Pmax ausgewählt werden.
Diese absoluten Grenzwerte werden im Allgemeinen verwendet, weil
diese die größte Flexibilität der Wertigkeitswerte
ermöglichen,
wie aus den weiteren Absätzen
deutlich wird. Das Auswählen
dieser Grenzwerte ist jedoch nicht obligatorisch. Auf jeden Fall, wenn
einmal Pmin und Pmax festgelegt wurden, werden sie in einem Speicher
gespeichert, der in jeder die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtung QPDM1 bis QPDMm enthalten ist. Mehr Details darüber, wie
diese Werte zu bestimmen sind, werden in einem weiteren Absatz dieses
Dokuments erörtert.
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In
einigen Ausführungsformen
wird eine verschiedene Warteschlangenpriorität festgelegt und von der Vorrichtung
der Warteschlangenpriorität
an die Zugriffskontrolleinheit gesendet, jedesmal wenn ein neues
Paket von der zugeordneten Speicherwarteschlange gesendet werden
soll. Dies bedeutet, daß für den Bitstrom
Bm die Km der Reihe nach abnehmenden Prioritätswerte, die hier mit PRm1,
PRm2, ..., PRmKm bezeichnet sind, für Km aufeinanderfolgende Pakete,
die von der Warteschlange SQm zu senden sind, bestimmt werden. Jede
entsprechende die Warteschlangenpriorität bestimmende Vorrichtung QPDM1
bis QPDMm wird folglich von ihrer entsprechenden Speicherwarteschlange
SQ1 bis SQm mittels des entsprechenden Steuersignals CS1 to CSm über ein
gesendetes Paket informiert.
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In
anderen abweichenden Ausführungsformen
jedoch kann eine Warteschlangenpriorität der Übertragung einer vorbestimmten
oder programmierbaren Menge von zu sendenden Paketen zugeordnet werden.
Somit wird jedesmal eine Warteschlangenpriorität als die Höchstpriorität ausgewählt, wobei die zugeordnete
Speicherwarteschlange anschließend diese
vorbestimmte Menge von aufeinanderfolgenden Paketen statt nur eines
Pakets senden kann. Da diese Erweiterung leicht durch Hinzufügen der
zusätzlichen
Schaltungsanordnung zu der Vorrichtung realisiert wird, welche dem
Fachmann im Allgemeinen bekannt ist, und da dies für die Erfindung
eigentlich nicht von Bedeutung ist, wird im Rest des Dokumentes
ausschließlich
der Fall eines Datenpakets betrachtet, das übertragen wird, wenn die entsprechende
Priorität
die Höchstpriorität ist.
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Für jede entsprechende
Speicherwarteschlange oder Bitstrom BS1 bis BSm bezieht sich die entsprechende
Menge K1 bis Km der nacheinander bestimmten Werte der Warteschlangenpriorität auf die
entsprechenden Wertigkeiten w1 bis wm als Eingabewert an die gleichermaßen bezeichneten
Wertigkeitseingangsleitungen. Diese Wertigkeitswerte sind reelle
Zahle größer als
0. Für
einen beliebigen Bitstrom BSi (in der Figur nicht gezeigt) ist die
Beziehung zwischen dem entsprechenden Wert Ki und der entsprechenden
Wertigkeit wi sehr einfach und besteht im Multiplizieren der entsprechenden
Wertigkeit wi mit einem Normalisierungsfaktor NF gemäß Formel
(1): Ki = wi·NF (1)
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Dieser
Normalisierungsfaktor NF ist von der Auflösung der Wertigkeiten abhängig, die
mit Rw bezeichnet ist, die ein vorbestimmter Mindestabstand zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Wertigkeitswerten ist. Dieser Normalisierungsfaktor
ist außerdem
durch einen mit wmin bezeichneten vorbestimmten minimalen Grenzwert
für die
Wertigkeiten begrenzt. Diese Beziehung wird durch: NF >= max{1/Rw, 1/wmin} (2)formalisiert,
wo >= größer als
oder gleich bedeutet,
1/Rw – der reziproke Wert der vorbestimmten
Auflösung
Rw der Wertigkeiten,
1/wmin – der reziproke Wert des vorbestimmten
minimalen Grenzwertes wmin für
die Wertigkeiten.
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Diese
Formel (2) wurde unter Berücksichtigung
dessen erhalten, daß eine
minimale zulässige Differenz
der Wertigkeitswerte, wie durch ihre Auflösung Rw ausgedrückt ist,
immer noch zu einer verschiedenen Menge von Werten führen muß, somit eine
Mindestdifferenz von 1 zur Folge hat. Andererseits muß im Extremfall
eines vorbestimmten minimalen Grenzwertes wmin für die Wertigkeiten, der kleiner
als die vorbestimmte Auflösung
der Wertigkeiten ist, sogar dieser Bitstrom fähig sein, den Zugriff zu bekommen,
ausgedrückt
durch die Tatsache, daß NF·wmin >= 1. Durch Kombinieren
beider Anforderungen ergibt sich die Formel (2), die festlegt, daß NF nicht
kleiner als der Maximalwert aus 1/wmin und 1/Rw sein darf.
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Die
genaue Beziehung zwischen der Intervallbreite (Pmax – Pmin),
den vorbestimmten Grenzwerten der Wertigkeiten wmin und wmax und
der Auflösung
der Prioritäten,
die mit Rp bezeichnet wurde und dem Mindestabstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Prioritätswerten
entspricht, ist durch die folgende Formel (3) gegeben: NF·wmax <= [(Pmax – Pmin)·1/Rp] + 1 (3)wo <= kleiner als oder
gleich bedeutet,
1/Rp – der
reziproke Wert der vorbestimmten Auflösung Rp der Prioritäten,
wobei
diese Formel (3) zum Ausdruck bringt, daß die maximale Menge von verschiedenen
Werten, die aus dem Bereich [Pmin, Pmax] auszuwählen sind, kleiner als die
Anzahl der Prioritäten
sein muß,
die innerhalb des Bereiches [Pmin, Pmax] vorhanden sind.
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Aus
diesen Formeln können
die Randwerte für
NF, Pmin, Pmax und Rp bestimmt werden, wenn die vorbestimmten Grenzbedingungen
der Wertigkeiten vorher bekannt sind. Der Wert des NF kann zum Beispiel
mittels einer separaten Vorrichtung bestimmt werden, die in der
Vorrichtung DTA enthalten ist. Diese Vorrichtung ist angepaßt, um die
vorbestimmten Werte von wmin und Rw zu empfangen und um daraus einen
Wert von NF zu erzeugen, um diesen an eine zweite Vorrichtung zu
senden, die angepaßt wurde,
um Pmin, Pmax und Rp aus NF und wmax zu ermitteln. Im entgegengesetzten
Fall der vorbestimmten Auslegungsgrenzen für Pmin, Pmax und Rp können die
Randwerte für
die Wertigkeiten abgeleitet werden, sobald ein Wert für NF ausgewählt ist, zum
Beispiel durch jemanden, der diese Vorrichtung benutzt. In der in
der Figur dargestellten Vorrichtung werden die vorbestimmten Grenzwerte
von Pmin, Pmax und Rp verwendet, wodurch ein Benutzer die Freiheit
hat, den NF gemäß den Formeln
(2) und (3) auszuwählen.
In diesem Fall sind Pmin, Pmax und Rp Auslegungsparameter, die an
einem Speicherort innerhalb jeder die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtung oder sogar ihrem eigenen Ort gespeichert werden, wie
aus einem weiteren Absatz deutlich wird. Wenn der Benutzer eine
Auswahl für NF
getroffen hat, wird dieser Wert programmiert und innerhalb jeder
die Warteschlangenpriorität
bestimmenden Vorrichtung gespeichert. Es ist zu beachten, daß der ausgewählte Wert
für NF
für alle
die Warteschlangenpriorität
bestimmenden Vorrichtungen anzuwenden ist.
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Das
Prinzip für
das Auswählen
der entsprechenden Menge von Prioritäten wird im folgenden Beispiel
veranschaulicht, wo 3 Bitströme
BS1, BS2 und BS3 mit den zugeordneten Wertigkeiten w1 = 2, w2 =
3 und w3 = 5 um den Zugriff konkurrieren. Die Auflösung für die Wertigkeiten
Rw ist 1 und ist gleich der minimalen Wertigkeitsgrenze wmin. Die
maximale Wertigkeitsgrenze wmax ist 5. In diesem Beispiel sind die
Grenzwerte der Wertigkeiten somit bekannt.
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Die
aufeinanderfolgenden Prioritäten
K1, K2 und K3, die jeder zugeordneten Speicherwarteschlange SQ1,
SQ2, SQ3 zugewiesen wurden, werden nun aus einem Bereich [Pmin,
Pmax] ausgewählt.
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Der
Normalisierungsfaktor NF muß größer als
oder gleich 1 gemäß Formel
(2) sein. Folglich kann im Grunde jeder Wert, der nicht kleiner
als 1 ist, als Normalisierungsfaktor ausgewählt werden, der entweder eine
reelle oder ganze Zahl ist. Die Auswahl eines Wertes von NF wird
aber auch bestimmte Einschränkungen
für das
Bestimmen der Grenzwerte des Bereiches und der Auflösung der
Prioritäten
festlegen, wie aus der Formel (3) deutlich wurde. In diesem Beispiel
wird der NF mit 1 ausgewählt.
Dies bedeutet, daß jeweilig
2, 3 und 5 verschiedene Werte aus einem Bereich ausgewählt und
in einer vorbestimmten Reihenfolge angeordnet werden müssen. In
diesem Beispiel wird eine absteigende Reihenfolge verwendet.
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Die
Formel (3) ergibt die Randeinschränkungen für das Bestimmen des Bereiches.
In Wirklichkeit sind viele verschiedene Auswahlen möglich. Im
Fall einer Auflösung
von 1 für
die Prioritäten
sind die Prioritäten
ganze Zahlen und Pmax – Pmin
muß 4 übersteigen.
Der Bereich [1,5] kann danach zum Beispiel sowohl als der Bereich
[10,15] oder auch als der Bereich [100,1000] verwendet werden, weil
die Einschränkungen
nur die Mindestbreite betreffen. Im Fall einer kleineren Auflösung der
Prioritäten,
zum Beispiel 0, 1, sind sogar reelle Werte innerhalb des Bereiches
[0,1] oder sogar negative reelle Werte innerhalb des Bereiches [–4,–3] möglich, wenn
auch negative Werte aus praktischen Gründen selten verwendet werden.
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Wenn
die Auflösung
der Prioritäten
mit 1 ausgewählt
wurde und wenn der Bereich [1,5] ausgewählt wurde, können 2 aufeinanderfolgende
ganzzahlige Prioritäten
für aufeinanderfolgende
Pakete, die von SQ1 zu senden sind, als 5, 4 ausgewählt werden,
aber nichts schließt
aus, 2, 1 oder 4, 2 zu wählen.
In diesem Beispiel wurden die Werte 2, 1 ausgewählt.
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Entsprechend
können
für BS2
3 aufeinanderfolgende ganzzahlige Prioritätswerte aus dem Bereich [1,5]
3,2,1 oder 5,3,1 oder jeder Satz aus 3 verschiedenen ganzzahligen
Werten, die in absteigender Reihenfolge aussortiert wurden, aus
dem Bereich [1,5] sein. Der Satz 3,2,1 wurde ausgewählt.
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Für den Bitstrom
BS3 ist nur eine Möglichkeit zum
Auswählen
von 5 verschiedenen ganzzahligen Werten in absteigender Reihenfolge
aus dem Bereich [1,5] vorhanden, nämlich 5,4,3,2,1, weil die Bereichsränder dem
durch die Formel (3) ausgedrückten
Grenzwert entsprechen.
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Das
Zugriffskriterium, das den Zugriff auf eine der Speicherwarteschlangen
auf der Basis ihrer entsprechenden Warteschlangenprioritäten festlegt, bezieht
sich auf die ausgewählte
Sequenz zum Ordnen der verschiedenen Werte von dem Bereich, da diese
Sequenz die aufeinanderfolgenden entsprechenden Warteschlangenprioritäten darstellt.
In dem Beispiel, bei dem die Werte in absteigender Reihenfolge angeordnet
wurden, besteht das Zugriffskriterium im Grunde aus dem Auswählen der
höchsten Warteschlangenpriorität unter
allen entsprechenden Warteschlangenprioritäten als die Höchstpriorität, wodurch
der entsprechenden Speicherwarteschlange der Zugriff gewährt wird.
Die Höchstpriorität WP ist
demzufolge die höchste
unter den entsprechenden Prioritäten
QPR1 bis QPRm.
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Im
Fall von zwei oder mehr Speicherwarteschlangen mit gleichen maximalen
Prioritäten
muß eine
zweite Auswahl durchgeführt
werden, wobei diese zweite Auswahl möglicherweise mit einer physikalischen
Position der Speicherwarteschlangen oder mit betreffenden Steckplätzen auf
einer Platine in Zusammenhang gebracht wird, wie in der Europäischen Patentanmeldung
Nr. 0562222A1 erwähnt
ist. Da diese zweite Auswahl aber außerhalb des Anwendungsbereiches
dieses Dokuments ist, werden weitere Details der Implementierung
in diesem Dokument nicht beschrieben.
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Die
Sequenzen der entsprechenden Warteschlangenprioritäten werden
anschließend
an entsprechenden vorbestimmten Instanzen wiederholt, bezogen auf
die entsprechenden Wertigkeiten, solange wie diese entsprechende
Wertigkeit nicht geändert
worden ist. Im Allgemeinen, weil sich der Wert dieser entsprechenden
Wertigkeiten mit der Zeit ändern
kann, werden die entsprechenden Warteschlangenprioritäten an den
entsprechenden vorbestimmten Instanzen auf einen der Werte der entsprechenden
Sequenz zurückgesetzt,
wobei diese entsprechende Sequenz auf diese Weise dem gegenwärtigen Wert
der entsprechenden Wertigkeit an dieser speziellen Instanz entspricht.
Allerdings kann sich die Anzahl der aus einem Bereich auszuwählenden
Werte ebenfalls ändern,
weil sich die Wertigkeit mit der Zeit ändern kann, was eine Sequenz
zur Folge hat, die sich von der vorhergehenden unterscheidet. Und sogar
in dem Fall, daß sich
die entsprechende Wertigkeit nicht geändert hat, kann eine alternative
Sequenz von aufeinanderfolgenden Werten innerhalb des Bereiches
an diesen vorbestimmten Instanzen ausgewählt werden. Im Allgemeinen
wird der erste Wert der neuen oder der gegenwärtigen Sequenz für das Zurücksetzen
ausgewählt,
aber dies ist nicht immer der Fall. Zum Implementieren dieses Prinzips können verschiedene
Alternativen verwendet werden. Zwei davon werden beschrieben, obgleich
sie nicht erschöpfend
sind.
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Eine
erste Alternative, die mit einer ersten abweichenden Ausführungsform
der Vorrichtung durchgeführt
wird, besteht aus dem kontinuierlichen Wiederholen der ersten festgelegten
Sequenz von aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten, solange
wie sich der Wert der entsprechenden Wertigkeit nicht ändert und
solange wie die entsprechende Speicherwarteschlange nicht leer ist.
Auf diese Weise werden für
eine beliebige Speicherwarteschlange SQi (in der Figur nicht gezeigt) aufeinanderfolgende
fortlaufende Gruppen von Ki Warteschlangenprioritäten ununterbrochen
ermittelt, was zu der folgenden Aufeinanderfolge von Werten führt: QPRi1,
QPRi2, ..., QPRiki, QPRi1, QPRi2, ..., QPRiki, QPRi1, QPRi2, ...,
QPRiki usw. Dies bedeutet, daß für alle neuen
aufeinanderfolgenden Gruppen von zu sendenden Ki Paketen die gleichen
Prioritäten
in der gleichen Sequenz angewendet werden, ohne Unterbrechung, solange
wie die Speicherwarteschlange SQi voll ist und solange wie sich
wi nicht ändert.
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Im
Fall von aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten, die
in absteigender Reihenfolge angeordnet sind, besteht das Zugriffskriterium, das
sich auf das erste alternative Verfahren bezieht, in diesem Fall
nicht ausschließlich
aus dem Bestimmen der Höchstpriorität WP, die
die höchste
Warteschlangenpriorität
unter allen entsprechenden Warteschlangenprioritäten sein muß, aber ebenfalls eine Zielpriorität nicht übersteigt.
Wenn die Höchstpriorität festgelegt
ist, wird die Zielpriorität
in den Wert der so erhaltenen Höchstpriorität geändert. Wenn
durch die Zugriffskontrollvorrichtung ACD erkannt wurde, daß alle entsprechenden
Warteschlangenprioritäten
höher als
die Zielpriorität
sind, wird die letztere auf Pmax zurückgesetzt.
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Der
Anfangswert dieser Zielpriorität
kann auf Pmax gesetzt werden, jedoch ist dies nicht zwingend.
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Im
vorhergehenden Beispiel wird das Anwenden dieses ersten alternativen
Verfahrens die folgenden Warteschlangenprioritäten zur Folge haben:
BS1:
2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, ... usw.
BS2: 3, 2, 1,
3, 2, 1, 3, 2, 1, 3, 2, 1, ... usw.
BS3: 5, 4, 3, 2, 1, 5,
4, 3, 2, 1, 5, 4, ... usw.
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Das
betreffende Zugriffskriterium wird dann die folgende Zugriffssequenz
zur Folge haben:
- – zuerst bekommt BS3 den Zugriff
wegen seines höchsten
Prioritätswertes
(5), das Ziel ist mit 5 festgelegt,
- – dann
gewinnt BS3 wieder den Zugriff wegen seiner höchsten Priorität (4), das
Ziel wird in 4 geändert,
- – dann
haben sowohl BS2 als auch BS3 die höchste Priorität, in diesem
Fall muß eine
weitere Unterscheidung durch ein zweites Zugriffskriterium stattfinden,
wie vorhergehend beschrieben wurde. Dies kann zum Beispiel auf der
Position basiert sein, wie ebenfalls vorhergehend beschrieben wurde.
Es ist anzunehmen, daß für dieses
zweite Zugriffskriterium BS3 dann den Vorrang vor BS2 bekommt, welcher
den Vorrang vor BS1 bekommt.
Demzufolge gewinnt BS3. Das Ziel
wird 3.
- – dann
wird BS2 bedient, das Ziel wurde nicht geändert.
- – dann
haben BS1, BS2, BS3 alle die Höchstpriorität (2). BS3
erhält
somit den Zugriff, das Ziel wurde in 2 geändert.
- – dann
bekommt BS2 den Zugriff, das Ziel wurde nicht geändert,
- – dann
bekommt BS1 den Zugriff, das Ziel wurde noch nicht geändert,
- – dann
wird BS3 der Zugriff gewährt.
Das Ziel wurde in 1 geändert.
- – BS2
und BS1 wird dann nacheinander der Zugriff gewährt, ungeachtet des höheren Prioritätswertes
von BS3. Jedoch übersteigt
dieser Wert (5) das Ziel.
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Nachdem
BS1 den letzten Zugriff gewonnen hat, sind die nächsten konkurrierenden Prioritäten 2, 3
und 5 alle definitiv höher
als der letzte aktualisierte Zielwert von 1. Ab diesem Zeitpunkt
wird die Zielpriorität
auf 5 durch die Zugriffskontrollvorrichtung zurückgesetzt und die gleiche Prozedur
wird wiederholt.
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In
Wirklichkeit hat dieses alternative Verfahren eine Sequenz von Prioritätszyklen
eingeführt,
die rechtzeitig durch Zurücksetzen
der Zielpriorität
auf Pmax getrennt werden, wobei diese Zeit durch die Summe aller
entsprechenden Mengen festgelegt wird, folglich ebenfalls die Summe
aller entsprechenden Wertigkeiten. Da sich die Werte der Wertigkeiten mit
der Zeit ändern
können
und da neue Bitströme aktiviert
oder hinzugefügt
werden können,
kann sich die Dauer jedes dieser Zyklen ebenfalls ändern.
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Aus
diesem Beispiel kann ebenfalls die Schlußfolgerung gezogen werden,
daß im
ersten Prioritätszyklus
SQ1 2 Pakete, SQ2 3 Pakete und SQ3 5 Pakete gesendet hat, was genau
einer Verteilung der Bandbreite in Übereinstimmung mit den Wertigkeiten
während
dieses Zyklus entspricht. Auf diese Weise wird ein gerechtes und
gewichtetes Zugriffsentscheidungsschema während jedes Prioritätszyklus
nach diesem Verfahren aufgebaut.
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Man
hat ebenfalls beobachtet, daß während dieses
Zyklus BS3 3 aufeinanderfolgende Pakete gesendet hat, was eine ziemlich
diskontinuierliche Datenübertragung
zur Folge hat. Um dies zu vermindern, werden die entsprechenden
Prioritätswerte
als abstandsgleiche Werte ausgewählt,
die über
die gesamte Breite des Bereiches [Pmin, Pmax] verteilt sind. Für eine beliebige
Speicherwarteschlange SQi kann dieser Abstand durch Dividieren der
Bereichsbreite (Pmax – Pmin)
durch (Ki – 1)
und durch Zuweisen der entsprechenden Warteschlangenprioritäten zu SQi,
beginnend ab Pmax, Pmax – (Pmax – Pmin)/(Ki – 1), Pmax – 2(Pmax – Pmin)/(Ki – 1), .... und
endend mit Pmin + (Pmax – Pmin)/(Ki – 1), Pmin, und
durch kontinuierliches Wiederholen der gleichen Sequenz, solange
wie sich der Wert der Wertigkeit wi nicht ändert, erhalten werden. Eine
andere Möglichkeit
besteht im Auswählen
der folgenden Sequenz: Pmax – (Pmax – Pmin)/2Ki,
Pmax – 3(Pmax – Pmin)/2Ki,
...., Pmin + 3(Pmax – Pmin)/2Ki,
Pmin + (Pmax – Pmin)2Ki.
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In
der ersten abweichenden Ausführungsform,
die zum Durchführen
dieses ersten alternativen Verfahrens angepaßt wurde, enthalten die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen QPDM1 bis QPDMm eine Vorrichtung, die angepaßt wurde,
um die entsprechenden Mengen K1 bis Km aus dem Normalisierungsfaktor
NF und aus den entsprechenden Wertigkeiten zu bestimmen, die an
diese die entsprechende Warteschlangenpriorität bestimmenden Vorrichtungen
eingegeben wurden. Jede die entsprechende Warteschlangenpriorität bestimmende
Vorrichtung enthält
eine Auswahlvorrichtung zum Auswählen
oder Berechnen im Fall von abstandsgleichen Werten der auf diese
Weise bestimmten entsprechenden Menge von Werten aus dem vorbestimmten
Bereich, von dem die Grenzwerte in einem Speicher gespeichert werden,
der innerhalb jeder der die Warteschlangenpriorität bestimmenden Vorrichtung
enthalten ist. Jede der die Warteschlangenpriorität bestimmende
Vorrichtung enthält
ebenfalls Vorrichtungen zum Aussortieren der ausgewählten Werte
in der entsprechenden Sequenz und die notwendige Steuerlogik zum
Entnehmen eines nächsten
Prioritätswertes
aus der so erhaltenen Sequenz, nachdem ein Paket aus der zugeordneten Speicherwarteschlange
gesendet wird. Sie enthalten überdies
Vorrichtungen zum Zurücksetzen
ihrer entsprechenden Warteschlangenpriorität auf die erste der Sequenz,
nachdem erkannt wird, daß eine
Zelle gesendet wurde, obwohl die Warteschlangenpriorität die letzte
der Sequenz war. Im Fall abstandsgleicher Prioritäten können die
Warteschlangenpriorität
bestimmenden Vorrichtungen einfacher sein, einen Umlaufzähler enthalten,
der rückwärts zählt, beginnend bei
zum Beispiel Pmax, mit einem Dekrement von (Pmax – Pmin)/(Ki – 1), und
beginnend von neuem, nachdem erkannt wird, daß ein Paket gesendet wurde,
obwohl die Priorität
auf ihrem Mindestwert Pmin war. In diesem Fall sind Pmax und Pmin
folglich eigene Auslegungsparameter der Zähler der Warteschlangenprioritätsvorrichtungen
selbst. In diesen Ausführungsformen
enthalten die Warteschlangenpriorität bestimmenden Vorrichtungen
außerdem eine
Vorrichtung zum Berechnen der entsprechenden Dekrementwerte ihrer
Zähler
aus dem Wert von NF und den entsprechenden Wertigkeiten.
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Im
Fall der zweiten erwähnten
Sequenz, um abstandsgleiche Werte zu erhalten, müssen die Grenzwerte der Zähler ebenfalls
anpaßbar
sein, was komplexere Ausführungsformen
nach sich zieht.
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Die
Zugriffskontrolleinheit, die zum Durchführen dieser ersten Variante
angepaßt
wurde, muß die
erforderlichen angepaßten
Vorrichtungen enthalten, um die Zielpriorität zu bestimmen und um sie außerdem in Übereinstimmung
mit der vorher beschriebenen ersten Variante des Verfahrens anzupassen. Da
ein Fachmann überdies
in der Lage ist, detaillierte Implementierungen aus der oben beschriebenen Funktionsbeschreibung
der Zugriffskontrollvorrichtung und den die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen zu realisieren, werden weitere Details in diesem Dokument
nicht beschrieben. Man muß jedoch
anmerken, daß bei
allen möglichen Implementierungen
die notwendige Steuerlogik zum Synchronisieren der verschiedenen
in der Vorrichtung vorhandenen Signale vorzusehen sind. Und wiederum
ist diese Art der Schaltungsanordnung im Allgemeinen einem Fachmann
bekannt und wird deshalb in diesem Dokument nicht weiter beschrieben.
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Eine
zweite Alternative, die durch eine zweite Variante der Ausführungsform
realisiert wurde, besteht ebenfalls aus dem kontinuierlichen Wiederholen
der ersten bestimmten Sequenz, wenn auch eine Hilfspriorität Paux zwischen
zwei aufeinderfolgenden Sequenzen eingefügt wird. Abermals wird diese
Wiederholung nur unter der Bedingung durchgeführt, daß sich der Wert der entsprechenden
Wertigkeiten nicht ändert
und daß die
zugeordnete Speicherwarteschlange nicht leer wird. Auf diese Weise
werden für eine
beliebige Speicherwarteschlange SQi (in der Figur nicht gezeigt)
im Grunde fortlaufende aufeinanderfolgender Gruppen von Ki + 1 Warteschlangenprioritäten kontinuierlich
erzeugt, was die folgende Aufeinanderfolge von Werten: QPRi1, QPRi2,
..., QPRiKi, Paux, QPRi1, QPRi2, ..., QPRiKi, Paux usw. zum Ergebnis
hat.
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Im
Fall von aufeinanderfolgenden Warteschlangenprioritäten QPRi1
bis QPRiKi, die in absteigender Reihenfolge angeordnet wurden, besteht
das Zugriffskriterium, das das zweite alternative Verfahren betrifft,
nur aus dem Auswählen
der höchsten Warteschlangenpriorität unter
allen entsprechenden Warteschlangenprioritäten, wodurch jedoch im Fall, daß die Höchstpriorität WP als
Paux bestimmt wurde, alle Speicherwarteschlangen am Senden eines
Pakets gehindert werden, und jede die Warteschlangenpriorität bestimmende
Vorrichtung muß ihre
entsprechende Warteschlangenpriorität auf die erste ihrer entsprechenden
Sequenz zurücksetzen.
Zu diesem Zweck werden alle die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen über
den Umstand informiert, daß WP
= Paux, mittels eines separaten Steuersignals (in der Figur nicht
gezeigt), das von der Zugriffskontrollvorrichtung ACD erzeugt wird.
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Die
Hilfspriorität
Paux muß außerhalb
des Bereiches [Pmin, Pmax] liegen; in dem Fall der aufeinanderfolgenden
Prioritätswerte,
die in absteigender Reihenfolge aussortiert wurden, muß Paux kleiner als
Pmin sein.
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In
dem vorhergehenden Beispiel ergeben sich durch Anwenden dieses zweiten
alternativen Verfahren, wobei Paux willkürlich mit 0,5 ausgewählt wurde,
die folgenden Warteschlangenprioritäten:
BS1: 2, 1, 0.5, 2,
1, 0.5, 2, 1, 0.5 usw.
BS2: 3, 2, 1, 0.5, 3, 2, 1, 0.5, 3,
2, 1, 0.5 usw.
BS3: 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5
usw.
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Das
Zugriffskriterium, das dieses zweite alternative Verfahren betrifft,
wird dann die folgende Zugriffssequenz: BS3, BS3, BS3, BS2, BS3,
BS2, BS1, BS3, BS2, BS1 zur Folge haben. Während der nächsten Vergleichsperiode werden
alle drei Warteschlangenprioritäten
den Wert 0.5 haben, der nun die Höchstpriorität WP sein soll. Die Zugriffskontrollvorrichtung
verhindert so, daß alle
Speicherwarteschlangen ein Datenpaket senden und ein zusätzliches
Steuersignal zum Senden an alle die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen erzeugen, welche danach, nach dem Empfangen dieses
Signals, sich selbst zum Erzeugen des ersten Wertes der ursprünglichen
Sequenz usw. zurücksetzen.
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Dieses
zweite alternative Verfahren hat wieder zu einer Sequenz von Prioritätszyklen
geführt, während derer
die aufeinanderfolgenden Werte der Prioritäten K1, ..., Km verglichen
werden. In diesem Fall wird der Beginn solch eines Prioritätszyklus
nicht durch den Wert einer Zielpriorität festgelegt, sondern durch
den Wert der Höchstpriorität WP, welche, nachdem
sie gleich Paux ist, das gleichzeitige Rücksetzen der einzelnen Speicherwarteschlangenprioritäten selbst
auslöst.
Wieder kann man beobachten, daß während dieses
Prioritätszyklus
BS3 5 Pakete, BS2 3 Pakete und BS1 2 Pakete gesendet hat. Dieses
Prinzip hat wiederum eine adäquate
Verteilung der Gerechtigkeit zur Folge, die auf den Werten der Wertigkeiten
zu diesem Zeitpunkt basiert.
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Die
die Warteschlangenpriorität
bestimmende Vorrichtung, die zum Durchführen dieser zweiten Alternative
des Verfahrens angepaßt
wurde, ist im Grunde der Vorrichtung ähnlich, die das erste alternative
Verfahren durchführt,
aber zusätzliche
Vorrichtungen, die angepaßt
wurden, um den Wert der Hilfspriorität nach jedem festgelegten Satz
von Werten innerhalb des Bereiches [Pmin, Pmax] einzufügen, und
andere zusätzliche
Vorrichtungen zum Rücksetzen
selbst auf den ersten Wert der Sequenz nach dem Empfangen des separaten
Steuersignals von der Zugriffskontrollvorrichtung, das angibt, dass die
Höchstpriorität Paux ist,
enthält.
Diese Zugriffskontrollvorrichtung dieser zweiten abweichenden Ausführungsform
enthält
keine Vorrichtungen zum Bestimmen der Zielpriorität, wie es
für die
erste abweichende Ausführungsform
der Fall war, enthält aber
die notwendige Schaltungsanordnung zum Erzeugen der Steuersignale
an alle die Warteschlangenpriorität bestimmenden Vorrichtungen
nach dem Erkennen, daß WP
Paux ist, und Vorrichtungen, um zu verhindern, daß alle Speicherwarteschlangen während des
Erkennens derselben Datenpakete senden.
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Andere
technisch leistungsstärkere
Erweiterungen oder Abweichungen von diesem zweiten alternativen
Verfahren, die durch noch andere abweichende Ausführungsformen
realisiert werden, sind ebenfalls möglich. Eine davon bietet die
Möglichkeit, daß sogar
in dem Fall, daß WP
= Paux, eine der Speicherwarteschlangen, die eine Warteschlangenpriorität gleich
Paux aufweist, ein Paket senden darf, nach dessen Schritt alle Warteschlangenprioritäten auf
den ersten Wert ihrer entsprechenden Sequenzen rückgesetzt werden, mit Ausnahme
der Speicherwarteschlange, die gerade dieses Paket übertragen
hat. Diese spezielle Warteschlange wird im Anschluß daran
sofort auf den zweiten Wert ihres Bereiches rückgesetzt.
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Bei
allen Varianten des zweiten alternativen Verfahrens wird die Dauer
eines Prioritätszyklus
immer wieder durch die Summe der entsprechenden Werte der aufeinanderfolgenden
Prioritäten
aus dem Bereich [Pmin, Pmax] bestimmt, welcher sich auf die Summe
der entsprechenden Wertigkeiten zu Beginn dieses Prioritätszyklus
bezieht. Die genaue Dauer dieser Zyklen wird außerdem durch Implementierungsdetails
der Zugriffskontrollvorrichtung, die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen und die Speicherwarteschlangen selbst bestimmt, welche
alle von der Synchronisierungslogik synchronisiert werden, die in
der Vorrichtung (in der Figur nicht gezeigt) enthalten ist.
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Dieses
zweite alternative Verfahren ermöglicht
im Grunde ebenfalls, bei Beginn eines neuen Zyklus einen verschiedenen
Satz von Werten aus dem Bereich auszuwählen oder sogar den Bereich
zu aktualisieren. Das gleiche könnte
jedoch mit dem ersten alternativen Verfahren beim Start eines neuen
Zyklus realisiert werden. Da diese Erweiterungen aber eine zusätzliche
komplexe Schaltungsanordnung nötig machen
und da sie keinen Vorteil für
die Erfindung bringen, werden diese Erweiterungen fast nicht verwendet.
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Wie
für die
erste Alternative wird die Bursthaftigkeit erheblich durch Verwenden
von abstandsgleichen Werten für
die entsprechenden aufeinanderfolgenden Prioritäten verringert, die innerhalb
eines Zyklus festgelegt werden. Es können die gleichen Werte, die
vorher für
die erste Alternative erwähnt
wurden, verwendet werden.
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Für beide
Alternativen ist die Menge der Pakete, die während eines Prioritätszyklus
von einer speziellen Speicherwarteschlange SQi gesendet werden,
demzufolge direkt proportional zur Wertigkeit wi des entsprechenden
Bitstroms. Das Verhältnis zwischen
dem Anteil der Bandbreite zwischen 2 einzelnen Bitströmen BSi
und BSj (in der Figur nicht gezeigt) ist demzufolge ebenfalls direkt
proportional zu dem Verhältnis
zwischen ihren entsprechenden Wertigkeiten wi und wj. Die Gerechtigkeit
ist somit gegeben. Im Fall von komplexeren Ausführungsformen, wo mehr als ein
Paket von einer Speicherwarteschlange mit der Höchstpriorität gesendet wird, ist zwingend,
um Gerechtigkeit zu garantieren, daß die Menge der von einer Warteschlange
gesendeten Pakete, die den Zugriff gewonnen hat, die gleiche ist, wenn
das betreffende Verfahren verwendet wird.
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Das
betreffende Verfahren ist insbesondere nützlich für das Aufteilen der restlichen
Bandbreite in Übereinstimmung
mit einer spezifischen Wertigkeit unter den aktiven Teilnehmern
der Dienstkategorie "Unbestimmte
Bitrate", abgekürzt UBR
(Unspecified Bit Rate). Dieser Typ der Dienstkategorie wurde von dem
ATM-Forum standardisiert und ist für Nicht-Echtzeit-Anwendungen wie zum
Beispiel Dateitransfer und E-Mail bestimmt und ist in Wirklichkeit
ein "Best-Effort"-Dienst, für welchen
nur die restliche Bandbreite, die nach anderen sinnvoll spezifizierten Dienstgütekategorien übrigbleibt,
bedient wird. Trotzdem kann das Verlangen des Telekommunikationsbetreibers
sein, noch den Bereich der verfügbaren Bandbreite
unter den aktiven Teilnehmern dieser UBR-Kategorie zu steuern, auf
diese Weise bestimmte Teilnehmer gegenüber anderen zu bevorzugen,
zum Beispiel auf der Basis einer unterschiedlichen Gebührenrate.
Im letzteren Fall bietet man den Teilnehmern, die bereit sind mehr
zu bezahlen, einen relativ größeren Anteil
der restlichen Bandbreite an. In Wirklichkeit hat dieser Unterschied
in den Konzepten der Gebührenberechnung
einen Unterschied in den relativen Wertigkeiten zur Folge, die der
Betreiber diesen Teilnehmern für
diese Verbindungen zugeordnet hat.
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Im
Allgemeinen beziehen sich diese Wertigkeiten, auf deren Grundlage
ein Betreiber unter mehreren Teilnehmern unterscheiden will, nicht
notwendigerweise auf die Gebührenerfassung,
können
sich aber in anderen Situationen ebenfalls auf andere Charakteristika
der Teilnehmer beziehen, wie zum Beispiel auf ihr Profil (Geschäftskunden,
Privatkunden usw.) oder auf ihre Übereinstimmung. Diese Gründe liegen
jedoch außerhalb
des Anwendungsbereiches der Erfindung und werden deshalb nicht weiter
erörtert.
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Man
muß überdies
anmerken, daß die
Warteschlangenpriorität
erzeugenden Vorrichtungen nur einen Wert der festgelegten Sequenz
für nicht
leere Warteschlangen ausgeben. Im Fall einer leeren Warteschlange
kann dann eine vorbestimmte Priorität der leeren Warteschlange,
die einen vorbestimmten Wert aufweist, der kleiner als Pmin oder
sogar Paux für
das zweite alternative Verfahren ist, verwendet werden. Die notwendige
Schaltungsanordnung, um diese zu erzeugen, ist ziemlich einfach
und wird deshalb nicht weiter beschrieben. Alle beschriebenen Varianten
des Verfahrens sowie alle beschriebenen Ausführungsformen der Vorrichtung
ermöglichen ohne
weiteres neue Anschlüsse
oder Bitströme
mit den zugeordneten neuen Wertigkeiten, die hinzuzufügen oder
zu aktivieren sind, während
trotzdem die Gerechtigkeit gewahrt wird. In der Tat, solange wie die
Wertigkeiten des neu hinzugefügten
oder aktivierten Bitstroms innerhalb der vorbestimmten Wertigkeitsgrenzen
[wmin, wmax] liegen, kann eine entsprechende Menge von Warteschlangenprioritäten nach
den Formeln (1), (2) und (3) bestimmt werden. Für die zweite Alternative werden
neue oder neu aktivierte Verbindungen mit den Prioritäten bei
Paux aus Gründen
der Synchronisierung beginnen. Jedesmal wenn ein neuer Zyklus startet,
werden ihre Prioritäten
automatisch auf den ersten Wert der Sequenz entsprechend dem zweiten
alternativen Verfahren rückgesetzt.
Die Verzögerung,
auf die man trifft, ist nur klein und kann hingenommen werden. Mit
der ersten Alternative, wenn ein neuer Bitstrom aktiviert wird,
um die Gerechtigkeit zu gewähren,
muß das Senden
seiner vorbestimmten Sequenz von Prioritätswerten an den Beginn des
nächsten
Prioritätszyklus
durch eine zusätzliche
Schaltungsanordnung verschoben werden, die zum Beispiel zu den die Warteschlangenpriorität bestimmenden
Vorrichtungen hinzuzufügen
ist.
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Außerdem muß bemerkt
werden, daß anstelle
des Auswählens
der entsprechenden Menge der Warteschlangenprioritäten aus
dem Bereich [Pmin, Pmax] und ihres Anordnens in absteigender Reihenfolge,
sie ebenfalls in aufsteigender Reihenfolge angeordnet werden können. Im
letzteren Fall muß natürlich das
Zugriffskriterium geändert
werden, so daß die
niedrigsten unter allen Prioritäten
zum Bestimmen der Höchstpriorität ausgewählt werden.
Alle Varianten des Verfahrens, die für den Fall von absteigenden
Prioritäten
beschrieben sind, können
nun ebenfalls auf den Fall aufsteigender Prioritäten angewendet werden, wodurch
einige kleine Änderungen eingebracht
werden müssen,
z.B. muß die
Zielpriorität
auf Pmin in der ersten Variante des Verfahrens rückgesetzt werden, und in der
zweiten Variante des Verfahrens muß der Wert der Hilfspriorität Paux nun höher als
Pmax sein. Die notwendigen Änderungen zum
Anpassen der verschiedenen Ausführungsformen
an den Fall von aufsteigenden Prioritätswerten sind ziemlich einfach
und werden deshalb nicht weiter im Detail beschrieben.
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Obwohl
die Grundsätze
der Erfindung oben in Verbindung mit der spezifischen Vorrichtung
beschrieben worden sind, muß man
deutlich verstehen, daß diese
Beschreibung nur als ein Beispiel und nicht als eine Einschränkung des
Anwendungsbereiches der Erfindung erfolgte.