DE69833300T2 - Zeitmultiplexvermittlungseinheit - Google Patents

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Christopher James Lisle Chrin
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • H04Q11/06Time-space-time switching

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der digitalen Vermittlung von Telekommunikationssignalen.
  • Problem
  • Die digitale Revolution war am deutlichsten in ihren Auswirkungen auf Computer und auf Telekommunikationssysteme zu sehen. Auf dem letzteren Gebiet hat es sich erwiesen, daß durch Übertragen von Kommunikationssignalen in digitaler Form die Wiedergabetreue des Signals verbessert wird und, was wichtig ist, viele Arten von Datenübermittlungen über durch digitale Vermittlungen vermittelte digitale Übertragungseinrichtungen durchgeführt werden können.
  • In solchen digitalen Vermittlungen ist eine der Haupteinheiten zur Durchführung der digitalen Vermittlungsfunktion eine Einheit für Zeitlagenwechsel (TSI). Diese Einheit vermittelt durch Ändern der Position eines eine bestimmte Übermittlung repräsentierenden Digitalsignals von einer Position in einem ersten digitalen Bitstrom zu einer anderen Position in demselben oder in einem zweiten digitalen Bitstrom. Ein solcher Zeitlagenwechsel führt einen Hauptteil der zur Implementierung einer digitalen Telekommunikationsvermittlung erforderlichen Vermittlung aus. Eine andere Haupteinheit ist eine zeitlich gemultiplexte Vermittlung (TMS), die die Position eines Digitalsignals von einer Raumposition zu einer anderen in derselben Zeitschlitzperiode ändert.
  • H. G. Alles: „An intelligent network processor for a digital central Office", International Seminar on Digital Communications, 7-9.3.1978, Seiten A5.1–A5.6 (XP002071430), beschreibt Anordnungen zur Steuerung der Übertragung von Zeitschlitzen von ankommenden zu abgehenden Ports. Die Steuerung wird durch einen Prozessor ausgeführt.
  • Ein Problem des Standes der Technik besteht darin, daß solche digitalen Vermittlungen begrenzte Flexibilität aufweisen, weil die Hardwareverbindungen in den Vermittlungseinheiten genau definieren, welche Funktionen durch diese Einheiten erreicht werden können. Wenn neue Notwendigkeiten entstehen, begrenzen solche Beschränkungen die Fähigkeit, neue Arten digitaler Kommunikationsdienste anzubieten.
  • Lösung
  • Eine Telekommunikations-Zeitvermittlung gemäß der Erfindung wird in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das obige Problem wird wesentlich abgeschwächt und ein Fortschritt gegenüber den Lehren des Standes der Technik gemäß der Erfindung des Anmelders erreicht, wobei die Steuerung des Vermittelns einzelner Zeitschlitze oder anderer grundlegender Datenentitäten direkt durch einen programmgesteuerten Prozessor ausgeführt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung des Anmelders ist dieser Prozessor ein Mikroprozessor, wie zum Beispiel der 604e-RISC-Mikroprozessor von Motorola/IBM, der in der Telekommunikationsindustrie vielfach eingesetzt wird. Dieser Prozessor steuert das Laden eines Speichers, bei der bevorzugten Ausführungsform des Cache-Speichers des Mikroprozessors, um serielle Eingangssignale der Vermittlung anzunehmen, und stellt aus den empfangenen Signalen selektiv gemäß den gewünschten Verbindungen, die zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt von der Zeitlagenwechseleinheit erfordert werden, Ausgangssignale zusammen. Vorteilhafterweise sind die Algorithmen zum Umordnen der Zeitschlitze und anderen Datenentitäten nicht darauf beschränkt, einfach jedes Ausgangsbyte gemäß dem Inhalt eines Steuerspeichers abzuliefern, sondern können an andere Anwendungen angepaßt werden. Wenn zum Beispiel eine digitale Vermittlung wie etwa die 5ESS®-Vermittlung von Lucent Technologies den 8- oder 16-Kilobit/Sekunde-GSM-Sprachstandard für drahtloses Fernsprechen versorgen soll, ist im Stand der Technik eine andere TSI erforderlich; durch Verwendung der Erfindung des Anmelders ist es nur notwendig, die Software in der TSI zu ändern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein Blockschaltbild einer Vermittlung gemäß der Erfindung des Anmelders;
  • 2 ist ein Blockschaltbild eines Mikroprozessors zur Verwendung in dieser Vermittlung;
  • 3 ist ein Layout von Speicher und Registern, das in dieser Vermittlung verwendet wird;
  • 4 und 6 sind Flußdiagramme von Programmen zur Steuerung der Vermittlung; und
  • 5 ist ein Blockschaltbild einer großen Vermittlung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • 1 ist ein Blockschaltbild, das die Eingangs- und Ausgangsdatenströme einer Zeitschlitzwechseleinheit gemäß der Erfindung des Anmelders zeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung des Anmelders kann ein 100-MHz-PowerPC 128 serielle Eingangs- und Ausgangsströme vermitteln, die jeweils aus 32 Zeitschlitzen mit einer Bitrate von 2,048 MBit pro Sekunde bestehen. Die Eingabe besteht aus n seriellen Eingangsströmen, wobei Strom Null mit Eingangspuffer 101 verbunden ist, ..., und der serielle Eingangsstrom n minus eins mit Eingangspuffer 102 verbunden ist. Der erste Eingangsstrom wird in einem Schieberegister des Eingangspuffers 101 gesammelt und dann parallel sequentiell zu einem vierstufigen, vierundsechzig-Bit-pro-Stufe-Puffer übertragen. Die letzte Stufe dieses Puffers ist mit einer Reihe von vierundsechzig Tristate-Bustreibern zur Ansteuerung des parallelen Busses 105 verbunden. Außerdem sind mit dem parallelen Bus 105 n Ausgangspuffer 111, ..., 112 verbunden. Diese Ausgangspuffer umfassen ebenfalls vierstufige, vierundsechzig-Bit-Register, deren Eingangsstufe mit vierundsechzig mit dem Bus 105 verbundenen Busempfängern verbunden ist, und deren Ausgangsstufe mit einem Schieberegister zur Erzeugung eines seriellen Ausgangsstroms verbunden ist. Außerdem ist mit dem Bus 105 der Mikroprozessor 120 verbunden, der Eingangssignale in Bursts von 256 Bit als vier assoziierte 64-Bit-Datenbusleseoperationen aus jedem der n Eingangspuffer 101, ..., 102 unter der Steuerung des in dem Mikroprozessor gespeicherten Programms annimmt. Ähnlich liefert der Mikroprozessor Bursts von 256 Bit als vier assoziierte 64-Bit-Datenbusschreiboperationen an jeden der n Ausgangspuffer ab, nachdem der Ausgangsburst durch Lesen der Eingangssignale unter der Steuerung einer Steuerabbildung und des Programms des Mikroprozessors gelesen wurde.
  • Eine E/A-Decodereinheit 130 dient unter der Steuerung des Mikroprozessors zum Torschalten der Tristate-Ausgangssignale der Eingangspuffer auf den Bus und zum Torschalten des Ausgangssignals des Busses in die n Ausgangspuffer 111, ..., 112. Der E/A-Decoder empfängt Eingangssignale von dem Mikroprozessoradreßbus.
  • Mit dem Bus 105 ist außerdem ein Speicher 122 verbunden zum Speichern von selten benutzten Daten und selten benutztem Programmtext, wie zum Beispiel zur Durchführung von Tests oder Diagnose erforderlichen Daten oder anderer nicht cachegespeicherter TSI-Code, und als Sicherung für in dem Mikroprozessor-Cache gespeicherte Daten wie zum Beispiel Mikroprozessorprogrammtext und der Wegspeicher. Mit dem Bus 105 ist außerdem das Steuerregister 124 verbunden, das eine Schnittstelle mit einer Verbindungsbearbeitungssteuerung oder anderen Vermittlungen des Telekommunikationsnetzwerks aufweist, und Steuernachrichten empfängt und sendet.
  • 2 ist ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile des Mikroprozessors, die für das Verständnis der Erfindung des Anmelders relevant sind. Der Mikroprozessor enthält einen Programm Cache 201 zum Speichern des Steuerprogramms, das die Operationen der Zeitschlitzwechseleinheit steuert. Die Ausgabe des Programm-Cache wird zu einer Anweisungswarteschlange 203 zum Speichern mehrerer Anweisungen geleitet, um die schnelle Ausführung einfacher Schleifen zu ermöglichen, die durch Pipeline-Techniken möglich wird. Die Anweisungswarteschlange tritt mit dem Anweisungssteuerblock 205 in Wechselwirkung, um die entsprechenden Anweisungen an die Arithmetik- und Logikeinheit (ALU) 207 abzuliefern. Die ALU führt ihre empfangenen Anweisungen aus und operiert zur Durchführung der von der Anweisung erforderten Schritte durch Steuern der Lade-Speicher-Einheit 213, die ihrerseits auf einen Daten-Cache 211 zugreift. Die ALU 207 steuert außerdem eine Gruppe interner Register 215 zur Kurzzeitspeicherung und zur Steuerung des Mikroprozessors. Eine Busschnittstelle 217 kommuniziert mit dem Daten-Cache 211 und kommuniziert für Änderungen in der Software außerdem mit dem Programm-Cache 201.
  • 3 zeigt betreffende Speicherdaten, die in dem Daten-Cache 211 des Mikroprozessors 120 gespeichert sind. Der Inhalt des Daten-Cache ist in 3 expandiert und enthält u.a. die aus den Eingangspuffern 101, ..., 102 empfangenen Daten und die an die Ausgangspuffer 111, ..., 112 abgelieferten Daten. Aus den Eingangspuffern 101, ..., 102 empfangene Daten werden in dem TSI-Puffer 301 oder 303 gespeichert. Die Daten aus den verschiedenen Eingangspuffern werden bei der bevorzugten Ausführungsform des Anmelders sequentiell in einem dieser Puffer gespeichert. Um Verbindungen mit n × 64 Kilobit pro Sekunde abzuwickeln, enthält der TSI-Puffer einen Puffer 301 und einen zweiten Puffer 303 zum Speichern eines weiteren Rahmens dieser seriellen Eingangsdaten. Die Puffer 301 und 303 werden abwechselnd verwendet. Die Steuerabbildung 311 dient zur Steuerung des Lesens des Inhalts der TSI-Puffer 301 oder 303, um eine Ausgabe zur Speicherung in dem TSI-Ausgangspuffer 321 zur Übertragung zu einem der Ausgangspuffer 111, ..., 112 zu erzeugen. Der TSI-Schreibzeiger 315 dient zum Mitverfolgen, wo die nächste Eingabe aus einem der Eingangspuffer 101, ..., 102 in dem TSI-Puffer 301 oder 303 gespeichert werden soll. Ähnlich dient der Steuerzeiger 313 zum Zeigen auf den entsprechenden Teil der Steuerabbildung 311, um den Zugriff auf den TSI-Puffer zu steuern, um die Zeitschlitze zu erhalten, die zum Füllen des TSI-Ausgangspuffers 321 erforderlich sind. Der Eingangspufferzählwert 331 dient zum Steuern des Zyklierens zur Annahme von Eingaben aus dem entsprechenden der n Eingangspuffer 101, ..., 102, der durch das Eingangspufferadressenregister 332 gewählt wird, und der Ausgangspufferzähler 333 dient zur Steuerung der Verteilung einer in dem TSI-Ausgangspuffer 321 gesammelten Ausgabe auf einen der n Ausgangspuffer 111, ..., 112, der durch das Ausgangspufferadressenregister 334 gewählt wird. Der Verknüpfungsstatusspeicher 341 dient zur Identifizierung einer beliebigen der n Eingangsverknüpfungen oder einer beliebigen der n Ausgangsverknüpfungen, die außer Betrieb sind. Dieser Status kann vor der Annahme einer Eingabe von einem der n Eingangspuffer 101, ..., 102 oder vor dem Senden einer Ausgabe zu einem der Ausgangspuffer 111, ..., 112 geprüft werden.
  • Die Steuerabbildung wird unter der Steuerung des Pro gramms des Mikroprozessors abgeändert, wenn der Mikroprozessor eine Steuernachricht von dem Verbindungsanforderungsregister 351 in dem Steuerregister 124 von 1 erhält, wobei die Steuernachricht eine Anforderung repräsentiert, eine Verbindung in der Zeitschlitzwechseleinheit herzustellen oder zu trennen. Der Prozeß des Steuerns der Steuerabbildung ist im Stand der Technik wohlbekannt.
  • 4 ist ein Flußdiagramm der Funktionsweise des Programms zur Implementierung eines Zeitvielfachs (TSI) gemäß der Erfindung des Anmelders. Der Prozeß startet damit, daß der Mikroprozessor auf einen Rahmensynchronisationsimpuls wartet (Block 401). Wenn der Rahmensynchronisationsimpuls ankommt, signalisiert er den Anfang des synchronisierten Ladens der Eingangspuffer 101, ..., 102 aus den seriellen Eingangsströmen und löst mehrere Initialisierungsschritte aus. Die Speicherschreibadresse, die der TSI-Schreibzeiger 315 ist, wird initialisiert (Aktionsblock 402), so daß die korrekte Speicherstelle in dem TSI-Puffer 301 und 303 für das Schreiben der Informationen aus den Eingangspuffern 101, ..., 102 eingerichtet wird. Das Doppelpufferoffset wird umgeschaltet (Aktionsblock 403), um entweder den Rahmenspeicher 301 oder 303 in dem TSI-Puffer zum Speichern der Eingangsdaten abwechselnder Rahmen zu wählen. Der Mikroprozessor wartet dann auf ein Eingangspuffer-geladen-Signal (Aktionsblock 404), das festlegt, daß die Puffer 101, ..., 102 voll sind, und dann wird die Eingangspufferadresse initialisiert (Aktionsblock 405), um auf den ersten Eingangspuffer 101 zu zeigen. Um zu garantieren, daß der Aktionsblock 406 neue Daten aus dem Eingangspuffer liest, und nicht abgestandene Cachegespeicherte Daten aus einem vorherigen Zyklus, invalidiert der Aktionsblock 406 die mit der Eingangspufferadresse assoziierten Cache-Daten vor der Einleitung des Lesevorgangs. Der Eingangspuffer, auf den die Eingangspufferadresse zeigt, wird dann in einem Burst als vier verbundene 64-Bit-Datenbusoperationen gelesen (Aktionsblock 406) und in dem Mikroprozessor-Cache-Speicher entweder in dem TSI-Puffer 301 oder 303 abhängig von dem Doppelpufferoffset gespeichert. Die Prüfung 407 bestimmt dann, ob alle Eingaben für diesen Rahmen geschrieben wurden. Wenn nicht, wird die Pufferadresse inkrementiert (Aktionsblock 409) und der nächste Puffer wird in den TSI-Puffer eingelesen (zuvor beschriebener Aktionsblock 406). Diese Schleife wird fortgesetzt, bis die Ergebnisse der Prüfung 407 anzeigen, daß alle Eingaben für diesen Rahmen geschrieben wurden.
  • An diesem Punkt beginnt der TSI-Lesezyklus. Die Ausgangspufferadresse 334 wird initialisiert (Aktionsblock 421), die TSI-Ausgangspufferadresse wird initialisiert (Aktion 423) und der Steuerabbildungszeiger 313 wird initialisiert, um auf die oberste Position der Steuerabbildung zu zeigen (Aktionsblock 425). Der Inhalt der Steuerabbildung wird in ein Indexregister eingelesen (Aktionsblock 427), und das Indexregister wird zum Lesen des Acht-Bit-Zeitschlitzes aus dem TSI-Puffer verwendet (Aktionsblock 429) (abhängig von dem in dem Aktionsblock 403 festgelegten Doppelpufferoffset wird entweder auf Rahmen 301 oder auf 303 zugegriffen). Das gelesene Byte wird dann in den TSI-Ausgangspuffer in dem Cache an dem entsprechenden Offset (TSI-Ausgangspuffer 321) geschrieben (Aktionsblock 431), das dadurch bestimmt wird, welches der 32 Byte geschrieben wird. Prüfung 433 dient zur Bestimmung, ob 32 Byte geschrieben wurden; wenn nicht, wird wieder in den Aktionsblock 427 eingetreten und die Schleife wiederholt die Aktionsblöcke 427, 429, 431. Wenn 32 Byte geschrieben wurden, wie durch ein positives Ergebnis der Prüfung 433 angezeigt wird, werden dann 32 Byte aus dem Cache durch eine Daten-Cache-Block-F1ush-Operation geschrieben (Aktionsblock 441), und zwar in einem Burst von vier verbundenen 64-Bit-Datenbus-Schreibvorgängen in den Ausgangspuffer 111, ..., 112, der durch die Ausgangspufferadresse 334 spezifiziert wird. Die Prüfung 443 bestimmt, ob alle Ausgaben geschrieben wurden. Wenn nicht, wird die TSI-Ausgangspufferleseadressse neu initialisiert (Aktionsblock 445). Die Ausgangspufferadresse (Ausgangspufferadresse 334) wird dann inkrementiert (Aktionsblock 447), und es wird wieder in die Schleife zum Schreiben in den Ausgangspuffer eingetreten (Aktionsblock 427). Wenn die Prüfung 443 anzeigt, daß alle Ausgaben geschrieben wurden, wird die Arbeit für diesen Rahmen dann beendet und der Prozessor kehrt zum Block 401 zurück, um auf den nächsten Rahmensynchronisationsimpuls zu warten.
  • Das obige Flußdiagramm beschreibt einen Acht-Bit-Zeitschlitz, wo eine Bytegröße in den Aktionsblöcken 429 und 431 gelesen und geschrieben wird. Mit einer einfachen Substitution von Halbwort- oder Vollwort-Mikroprozessoranweisungen für die entsprechenden Lade- und Speicher-Byte-Anweisungen könnten leicht Sechzehn- und 32-Bit-Zeitschlitze untergebracht werden. Die Zeitschlitzbreite kann weiter generalisiert werden, um Gruppenvermittlung zu enthalten, wobei zusammenhängende Zeitschlitze unter Verwendung von Lade-/Speicher-String-Anweisungen in Aktionsblöcken 429 und 431 als Gruppe vermittelt werden, um eine Sequenz von Zeitschlitzen zu transferieren. Die Gesamtzahl der Byte vermittelter Informationen pro Zeiteinheit nimmt mit zunehmender Zeitschlitzbreite oder Gruppengröße zu, da das Schleifenoverhead der Aktionsblöcke 427 bis 433 proportional relativ zu dem eines Byte-breiten Zeitschlitzes reduziert ist. Dies ist zur Vermittlung einer Einrichtung für 32-Zeitschlitz-PCM (E1) zur Implementierung eines Crossconnect sehr effizient. Bestimmte Gruppengrößen, wie zum Beispiel die einer T1-Einrichtung von 24 Byte breiten Gruppen könnte am effizientesten durch Stopfen der 24 Zeitschlitze zu einer 32-Byte-Gruppe vermittelt werden. Man kann Gruppen zusammenhängend verketten, um Raten höherer Bandbreite wie zum Beispiel DS3 am Ausgang der Ausgangspuffer zu bilden; dies ist besonders zur Durchführung der Funktion einer digitalen Zugangs- und Crossconnect-Vermittlung, wie zum Beispiel der von Lucent Technologies Inc. hergestellten Vermittlung DACS-4, nützlich.
  • Das obige Flußdiagramm liefert Doppelpufferung für alle Zeitschlitze, gleichgültig, ob sie Signale mit n × 64 Kilobit pro Sekunde oder einen einzigen Sprach- oder Datenzeitschlitz mit 64 Kilobit pro Sekunde repräsentieren. Wenn die durch die Doppelpufferung eingeführte zusätzliche Rahmenverzögerung für den einzelnen 64-kbit/s-Sprach- oder Datenzeitschlitz nicht erwünscht ist, kann das Flußdiagramm, modifiziert werden, um selektive Doppelpufferung bereitzustellen, d.h. der einzelne Sprach- oder Datenzeitschlitz wird nicht doppelt gepuffert. Solche einzeln gepufferte Zeitschlitze werden in der Steuerabbildung 311 markiert, wodurch bewirkt wird, daß der Zeitschlitz aus dem anderen der beiden TSI-Pufferrahmen 301 und 303 gelesen wird, indem der Effekt des Doppelpufferoffsets negiert wird. Somit werden einzelne gepufferte Zeitschlitze aus dem entgegengesetzten Rahmen aus den doppelt gepufferten Zeitschlitzen ausgelesen.
  • Generalisierter TSI-Fluß
  • Das in 4 gezeigte Flußdiagramm wird nur einmal pro Rahmen durchquert, weil angenommen wurde, daß jeder der seriellen Eingangsströme aus 32 Zeitschlitzen besteht, was bei der vorliegenden Implementierung in einem einzigen 32-Byte-Burst in den Mikroprozessor-Cache geschrieben wird, wie bei der Besprechung von Aktionsblock 406 beschrieben wurde.
  • Es ist eine relativ einfache Modifikation von 4 erforderlich, um serielle Strecken mit höherer Bandbreite zu berücksichtigen: 1) Nach dem „Ja"-Ausgang des Entscheidungszustands 443 in 4 ist ein weiterer Entscheidungszustand erforderlich. Dadurch wird bestimmt, ob der gesamte Rahmen von Zeitschlitzen verarbeitet wurde. Im Fall „Ja" kehrt man zu dem Wartezustand von Block 401 zurück. Im Fall „Nein" kehrt man zu dem Warten-auf-Eingangspuffer-geladen-Block 404 für den nächsten Burst von 32 Zeitschlitzen zurück. 2) Der Block 425 zum Initialisieren des Lesesteuerabbil dungszeigers wird aus der TSI-Leseschleife zu dem Anfang des TSI-Schreibzyklus verlagert (nach dem Aktionsblock 402 des Initialisierens der Speicherschreibadresse), da noch nicht der gesamte Rahmen geschrieben wurde.
  • 5 zeigt eine Anordnung zur Erhöhung der Größe des TSI von 1. 5 zeigt eine Implementierung, die auf eine beliebige Anzahl n von Eingangssignalen, eine beliebige Anzahl k von Mikroprozessorkomplexen und eine beliebige Anzahl n über k, die durch die Geschwindigkeit und Speicherkapazität dieser Komplexe untergebracht werden kann, angewandt werden kann. Bei der spezifischen Ausführungsform von 5 ist n gleich 32, k ist 8 und n über k ist 4. Jeder der Eingangsströme, die an den Pufferverstärkern 521-1, ..., 521-32 enden, wird mit einem dem Eingangspuffer 101 ähnlichen Schieberegistereingangspuffer verbunden. Für den Mikroprozessorkomplex 501-1 werden die Schieberegister 511-1, ..., 511-32 mit dem lokalen Bus 541-1 verbunden, von dem der Mikroprozessorkomplex 501-1 Eingaben annimmt. Dieselbe Anordnung ist für jeden der 7 anderen Mikroprozessorkomplexe 501-2, ..., 501-8 verfügbar. Jeder Mikroprozessorkomplex speist nur vier der insgesamt 32 Ausgangspuffer. Zum Beispiel speist der Mikroprozessorkomplex 501 die Ausgangspuffer 531-1 ..., 531-4. Die Kapazität jedes Mikroprozessorkomplexes muß ausreichen, um Eingaben von dem vollen Umfang der Eingangsschieberegister anzunehmen, muß aber nur 1 über k der Ausgangsströme ansteuern. Zum Glück erfolgt die Absorption der Eingaben parallel, da Eingangssignale in sequentielle Speicherstellen in dem TSI-Puffer 301, 303 jedes Mikroprozessors geladen werden. Somit können sehr große Mengen an Eingangsdaten pro Zeiteinheit in den Mikroprozessor-Cache-Speichern absorbiert werden. Lediglich die Ausgangsdaten erfordern sequentielle zeitschlitz- oder gruppenweise Verarbeitung durch den Mikroprozessor.
  • Die Anordnung lokaler Schieberegister pro Mikroprozessorkomplex hat den Vorteil, Verbindungen hoher Bandbreite auf die nächste Umgebung jedes Mikroprozessors zu beschränken, mit dem entsprechenden Nachteil, daß für jeden Mikroprozessor duplizierte Schieberegister erforderlich sind. Bei einer anderen Anordnung, die manchmal vorteilhaft sein könnte, könnte man eine einzige globale Menge von Schieberegistern verwenden, wobei jeder Mikroprozessor im Gleichschritt dieselben Eingangsdaten gleichzeitig absorbiert. In diesem Fall würden die Komplexität von globalen Verbindungen hoher Bandbreite und die globale Mikroprozessorsynchronisierung gegen die Ersparnisse einer Menge von Schieberegistern für alle außer einem der Mikroprozessoren eingehandelt.
  • Theoretisch ist es möglich, Eingangsdaten zu nehmen und die Eingangsdaten seriell zu verarbeiten, um vorgeordnete Ausgangsdaten zu erzeugen. Die Anordnung von 5 arbeitet für diese Art von Anordnung nicht zufriedenstellend (serielle Verarbeitung von Eingaben zur Erzeugung paralleler Ausgaben), weil für jedes Eingangswort, das parallel empfangen wird, verschiedene Mikroprozessoren erforderlich sind, um verschiedene Mengen an Verarbeitung durchzuführen, da jeder Prozessor möglicherweise eine verschiedene Anzahl von Byte verarbeitet, um Ausgangsströme für seine Ausgaben zu erzeugen.
  • Implementierung einer Zeitmultiplexvermittlung (TMS)
  • Die RISC-Mikroprozessorhardware von 1, das Blockschaltbild von 2 und das Programmiererdatenmodell von 3 können auch zur Implementierung einer TMS verwendet werden. Der Grundunterschied besteht darin, daß eine TSI-Anwendung erfordert, einen oder zwei Rahmen von Zeitschlitzen (einzel- oder doppeltgepufferte Anwendungen) zu speichern und im Speicher zu halten, während eine TMS-Anwendung eine Vermittlung der Zeitschlitze so bald wie möglich, nachdem sie am Eingang der TMS erscheinen, erfordert. Dies bedeutet, daß, nachdem die an 101, ..., 102 erscheinenden seriellen Eingangsströme (die in den TSI-Puffer von 3 geschrieben wurden) auf die seriellen Ausgangsströme 111, ..., 112 ausgelesen wurden, ihre Speicherung in dem TSI-Puffer nicht mehr notwendig ist. Nachfolgende Schreib-Bursts in diesen Puffer während des Rahmenintervalls können deshalb die alten Daten überschreiben. Dies bedeutet, daß weniger Speicher für die TMS-Anwendung als für die TSI-Anwendung erforderlich ist, da nur 32 Byte (die Schreib-Burst-Größe) pro serieller Eingabe anstatt eines oder zweier Rahmen Speicher erforderlich sind. Außerdem ist für n × 64 kbit pro Sekunde keine Doppelpufferung erforderlich, weil die Zeitschlitze sofort ausgelesen werden und somit keine Möglichkeit besteht, daß die Zeitschlitze außerhalb ihrer Sequenz geraten.
  • 6 ist ein Flußdiagramm zur Implementierung einer TMS. Es ist dem TSI-Grundflußdiagramm (4) sehr ähnlich und enthält die zuvor beschriebenen Änderungen für generalisierten TSI-Fluß sowie die oben beschriebenen Unterschiede für eine TMS. Als Hilfe für den Leser wird derselben Aktion dieselbe Nummer wie in 4 gegeben.
  • Für eine TMS werden Einrichtungen hoher Bandbreite von wesentlich mehr als den für das grundlegende TSI-Flußdiagramm angenommenen 2048 Mbit pro Sekunde benötigt. Dies erfordert den Zusatz der Prüfung 449 in 6, um den gesamten Rahmen abzuwickeln und das Verlagern des Aktionsblocks (425) zum Initialisieren des Lesesteuerzeigers von dem TSI-Lesezyklus zu dem Rahmeninitialisierungsteil in der Nähe des Anfangs des TMS-Schreibzyklus von 6. Diese beiden Schritte sind dieselben wie die für einen generalisierten TSI-Fluß beschriebenen.
  • Zur Implementierung von TMS-Funktionalität sind die einzigen beiden Änderungen des Flußdiagramms wie folgt:
    • 1) Verlagern des Aktionsblocks 402 aus dem Rahmeninitialisierungsteil des TSI-Schreibvorgangs zu der inneren Puffer-geladen-Schleife, so daß er den vorherigen Burst überschreiben kann, da wie in dem vorausgehenden Absatz beschrieben diese Daten bereits ausgegeben wurden, und
    • 2) Beseitigen des Aktionsblocks 403, mit dem die Doppelpufferung implementiert wird. Das TMS-Flußdiagramm von 6 implementiert die zeitlich gemultiplexte Vermittlungsfunktion.
  • Eine Variante des Schreibens der Eingangspuffer 101, ..., 102 sequentiell in den Cache-Speicher besteht darin, daß statt einen 32-Byte-Burst aus einem einzigen Eingangspuffer zu nehmen, 8 Byte aus jedem von vier Eingangspuffern geschrieben werden können. Dies hat den Vorteil, die Anzahl der Byte der von den Eingangspuffern 101, ..., 102 erforderlichen Pufferung von 32 Byte auf 8 Byte pro Puffer zu reduzieren. Es kann auch implementiert werden, jedem von zwei Puffern 16 Byte zu entnehmen.
  • Obwohl die bevorzugte Ausführungsform eine sequentielle Speicherung von Eingangszeitschlitzen und Auslesen auf der Basis des Steuerspeicherinhalts zeigt, ist es auch möglich, Speicherung auf der Basis von Steuerspeicherinhalt in Verbindung mit sequentiellem Auslesen zu verwenden, obwohl eine solche Anordnung Broadcast-Verbindungen weniger effizient behandelt. Die Anordnung von 5 arbeitet bei der nicht bevorzugten Anordnung (Speicherung auf der Basis von Steuerspeicher und sequentielles Auslesen) für Broadcasting nicht zufriedenstellend, weil für jedes Eingangswort, das empfangen wird, verschiedene Mikroprozessoren verschiedene Mengen an Verarbeitungen ausführen müssen.
  • Die obige Beschreibung gilt für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung des Anmelders. Fachleute können viele andere Ausführungsformen entwerfen, ohne vom Schutzumfang der Erfindung des Anmelders abzuweichen. Der Schutzumfang der Erfindung wird nur durch die Ansprüche begrenzt.

Claims (6)

  1. Telekommunikations-Zeitvermittlung, umfassend: einen Mikroprozessor (120) mit einem Speicher; mehrere Eingangspuffer (101, ..., 102) jeweils zum Empfangen eines Bitstroms; und mehrere Ausgangspuffer (111, ..., 112) jeweils zum Senden eines Bitstroms; wobei der Mikroprozessor durch einen Bus zum Empfangen von Zeitschlitzen zur Speicherung in Speicherstellen des Speichers mit den Eingangspuffern verbunden ist; wobei der Mikroprozessor unter der Kontrolle eines Programms für folgendes wirkt: Steuern von Empfang und Speicherung in dem Speicher von Zeitschlitzen aus den Eingangspuffern; und unter Verwendung einer in dem Speicher gespeicherten Steuerabbildung, Steuern der Übertragung von Zeitschlitzen aus dem Speicher zu jedem der mehreren Ausgangspuffer; dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor einen Cache (211) zum Speichern empfangener Zeitschlitze umfaßt, wobei der Speicher des Mikroprozessors ein Cache-Speicher ist; der Mikroprozessor durch einen Mehrfach-Zeitschlitzbus (105) zum parallelen Empfangen mehrerer Zeitschlitze zur Speicherung in sequentiellen Speicherstellen des Cache mit den Eingangspuffern verbunden ist; der Mikroprozessor ferner unter der Kontrolle eines Programms (201) für folgendes wirkt: Steuern (401409) von parallelem Zeitschlitzempfang und -speicherung in dem Cache der mehreren Zeitschlitze aus den Eingangspuffern; wobei die Steuerabbildung (311) in dem Cache gespeichert ist und die Zeitschlitze aus dem Cache zu jedem der mehreren Ausgangspuffer übertragen werden (427441).
  2. Zeitvermittlung nach Anspruch 1, wobei jeder der mehreren Eingangspuffer und Ausgangspuffer mit einem synchronen Bitstrom verbindbar ist.
  3. Zeitvermittlung nach Anspruch 2, wobei die Zeitvermittlung ein Zeitvielfach (401447) ist.
  4. Zeitvermittlung nach Anspruch 1, wobei die Zeitvermittlung eine zeitlich gemultiplexte Vermittlung (401449) ist.
  5. Zeitvermittlung nach Anspruch 1, ferner mit mehreren Mikroprozessoren (501-1, ..., 501-8), wobei jeder der Mikroprozessoren Eingaben von allen der Eingangspuffer empfängt, aber Ausgaben zu einer separaten Teilmenge (531-1, ..., 531-4; ...; 531-29, ..., 531-32) der Ausgangspuffer sendet.
  6. Zeitvermittlung nach Anspruch 1, wobei der Mikroprozessor ferner unter Programkontrolle für das Steuern der Übertragung von Bytegruppen zu jedem von mehreren Ausgangspuffern wirkt; wodurch Kanalgruppen zur Durchführung einer digitalen Zugangs- und Crossconnect-Funktion effizient als Entitäten vermittelt werden können.
DE69833300T 1997-05-15 1998-05-05 Zeitmultiplexvermittlungseinheit Expired - Fee Related DE69833300T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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US08/856,842 US6049540A (en) 1997-05-15 1997-05-15 Enhanced telecommunications switching unit
US856842 1997-05-15

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