JP2000295249A - 向上したデータ・スループットを得るためにシリアル・データ送信リンクをバンドルする装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリアル・パス上でのデータ送信時のデータ
・スループットを向上させる。 【解決手段】 データ・リンクをバンドルする。バンド
ル内のリンクは順序づけられている。データ送信器は、
バンドル内のリンクでデータ・パケット内のセルを連続
的に送信する。受信器はバンドル内のリンクの順序を事
前に知らされており、セルがその順序でリンク上で分配
されるものと予期している。送信器は各データ・セルを
有するバンドル・シーケンス番号を送信する。新たなデ
ータ・セルが送信されると、バンドル・シーケンス番号
が増加する。受信器はバンドル・シーケンス番号を使っ
てセル順序を有効にし、失われたセルを検出し、セル・
エラーの場合にセル順序を送信器と再同期させる。バン
ドル・シーケンス番号は、データ送信器とデータ受信器
との間の単一のリンク、すなわち「ホップ」上の単一の
バンドルで使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリアル・パス上で
のデータ送信ならびに、そのパス上でデータのスループ
ットを向上させる方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発信元から受信器にデータを転送する問
題は、データ処理システムにおいて継続的に繰り返し発
生する。例えば、かかるデータ転送は、クライアントと
サーバがデータを交換するネットワーク上ならびに、Ｃ
ＰＵ、メモリおよび周辺機器がデータを交換する内部コ
ンピュータバス上の両方で発生する。

【０００３】ネットワークに連結されたノードは通常、
データの個々のパケットまたは「セル」を含むメッセー
ジを交換することにより通信する。これらのパケット
は、多様な転送技術の１つを用いてネットワーク上で転
送することができる。例えば、非同期転送モード（ＡＴ
Ｍ）は、ネットワークが短い固定長のセルを転送し切り
替える、比較的新しいデータ転送技術である。ＡＴＭを
利用したアプリケーションにおいては、転送されるデー
タ・パケットはまずＡＴＭセルに分解され、データ・リ
ンク上で連続的に転送され、転送先で組直される。ＡＴ
Ｍセルのヘッダは、別個の信号チャンネルによって以前
に確立されている切り替えられたルート上で、１つのノ
ードから次のノードにセルを転送するのに使用される情
報を含む。

【０００４】入出力（Ｉ／Ｏ）サブシステムは、ＣＰ
Ｕ、メモリおよび周辺機器がデータを交換できるように
する。従来の多くのコンピュータ設計においては、これ
らのＩ／Ｏサブシステムは共有バス・トポロジーを備え
た共有メモリ・マップ・モデルを使用している。しか
し、この技術にはコンピュータのパフォーマンスを制限
する多くの欠点がある。例えば、メモリ・マップされた
バス・アーキテクチャにおいては、ＣＰＵは、コントロ
ーラ・カードの１つとの通信が必要な度に、バスの速度
にまで減速しなければならない。更に、スケーラビリテ
ィがもう１つの主要な問題点であり、バス・パフォーマ
ンスは共有バス・システムにおいてうまくスケールしな
い。バス上の全てのスロットが占有されると、更なる周
辺機器の拡張は困難になる。また、バスに取り付けられ
たデバイスは、バス・アクセスを調停しなければなら
ず、バス・アクセス用のデバイス間の競合は全てのデバ
イスのパフォーマンスを低下させる。システム・パフォ
ーマンスはバス上のカードの正確な順序に左右されるこ
とがあり、バスはメモリ・コントローラに物理的に非常
に近くなければならないので、システム構成は困難であ
る。最後に、スロット・ベースのバスの動力と冷却の要
件は、完全に占有されたシステムを扱うように設計され
なければならず、したがって、完全に占有されていない
システムについては費用が上昇する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】その結果、共有バス技
術の欠点のいくつかを克服する新たな内部バス技術が検
討されている。これらの新たなバス技術の１つが、「新
世代Ｉ／Ｏ」（ＮＧＩＯ）アーキテクチャと呼ばれるも
のであり、チャンネル指向でポイント間交換のシリアル
・リンク・アーキテクチャである。ＮＧＩＯアーキテク
チャは、各Ｉ／Ｏコントローラを交換機に接続する複数
の「リンク」または物理的接続を使用している。交換機
は次に、Ｉ／Ｏコントローラを、Ｉ／Ｏコントローラと
メモリとの間でデータを転送する「チャンネル・アダプ
タ」と呼ばれる特化されたＤＭＡエンジンに接続するこ
とができる。拡張性を与えるために、交換機はリンクに
よって他の交換機に接続することもできる。

【０００６】リンク上でデータ・パケットを移動するた
めに、特化されたハードウエアは各データ・パケットを
セルに分解し、セルはリンク上でデータ発信元からデー
タ受信器に連続的に送信される。データ受信器におい
て、セルは他のハードウエアによって完全なデータ・パ
ケットに再組立られる。

【０００７】この新たなアーキテクチャは、メモリとＩ
／Ｏコントローラとの間でデータ・スループットを大幅
に向上させるものと期待されるが、データ・フローはリ
ンクのシリアル・データ・レートによってまだ制限され
ており、単一のリンクのスループットが不十分な場合が
ある。同様の問題は、従来の交換リンク・ネットワーク
で発生する。ＮＧＩＯシステムにおいては、マルチ・リ
ンク・エクステンション（ＭＬＸ）と呼ばれる提案され
た変形が、いくつかのシリアル・リンクを、セルを並行
に送信するのに使用される「バンドル」と呼ばれるセッ
トに動的に関連づけることを可能にする。バンドルは全
体的にバンド幅を増加させ、Ｉ／Ｏコントローラとポイ
ント間交換機との間のバンド幅を適合させるのに使用す
ることができる。しかし、バンドルを実装する機構は説
明されていない。したがって、交換リンク・アーキテク
チャのスループットを更に向上させる必要性がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様によ
れば、バンドルにおけるリンク、すなわち関連するリン
クのセットが順序づけられる。データ送信器は、バンド
ルのリンク上でデータ・パケット内のセルを連続的に送
信する。例えば、第１のセルはバンドルの第１の順序づ
けられたリンク上で送信される。次のセルは、バンドル
の順序で次のリンク上で送信され、動作は「ラウンド・
ロビン」方式で継続する。データ受信器は事前に、バン
ドルにおけるリンクの順序を知らされており、その順序
でセルがリンク上で分配されるものと予期している。

【０００９】一実施態様によれば、データ送信器は、各
データ・セルと共にバンドル・シーケンス番号を送信す
る。新たな各データ・セルが送信される度に、バンドル
・シーケンス番号は増加する。受信器はバンドル・シー
ケンス番号を使って、セルの順序を有効にし、紛失した
セルを検知し、セル・エラーの場合にはセルの順序をセ
ンダーに再同期させる。

【００１０】もう１つの実施態様によれば、バンドル・
シーケンス番号は、データ送信器とデータ受信器との間
の単一のリンク、すなわち「ホップ」の単一のバンドル
に対して使用される。セルがホップのデータ受信器によ
って受信されると、受信されたバンドル・シーケンス番
号は、次のホップ上での送信のために、データ送信器に
よって生成された新たなバンドル・シーケンス番号に置
き換えられる。

【００１１】さらにもう１つの実施態様によれば、バン
ドルのリンクにおける不均等な時間の遅延を補うため
に、データ受信器において先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バ
ッファが使用される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の上記および別の有利点
は、添付の図面と合わせて次の説明を参照することによ
り、よりよく理解できる。

【００１３】図１は、本発明を用いることができる従来
のポイント間マルチステージ交換データ構成を示してい
る。図１に示した特定の構成においては、３個のポイン
ト間交換機、１１２、１１４および１２２がある。ポイ
ント間交換機１１２、１１４および１２２のそれぞれ
は、データを受信し送信するポートを備えている。例え
ば、交換機１１２はポート１０２、１０８、１１０およ
び１１８を備えている。発信元１００などのデータ発信
元は、データ・リンク１０４によって入力ポート１０２
に接続されている。同様に、データ発信元１０６は入力
ポート１０８に接続されている。

【００１４】データ送信工程のある時点において、一般
的にはデータ発信元１００で、交換構成上で送信される
データ・パケットのストリームは、データ・セルのスト
リームに分解される。これらのセルはデータ・リンク１
０４上を入力ポート１０２に連続的に送信される。発信
元１０６によって生成されたデータ・セル・ストリーム
は、入力ポート１０８に送信される。入力ポート１０２
および１０８は、交換機１１２によって出力ポート１１
０および１１８の何れかまたは両方に接続される。

【００１５】交換機１１２は、更なるデータ・リンクに
よって交換機１１４および１２２に接続することができ
る。例えば、交換機１１２の出力ポート１１０は、デー
タ・リンク１１５によって、交換機１１４の入力ポート
１１６に接続することができる。同様に、出力ポート１
１８は、データ・リンク１２１によって、交換機１２２
の入力ポート１２０に接続することができる。

【００１６】図１に示した特定の交換構成において、交
換機１１４および１２２は、複数のデータ受信器１２
４、１３０および１３４に接続することができる。特
に、交換機１１４は、出力ポート１２６および１２８の
それぞれによって、データ受信器１２４および１３０に
接続されている。同様な方法で、交換機１２２は出力ポ
ート１３２によってデータ受信器１３４に接続されてい
る。各データ受信器は、交換構成上を送信されたセルを
データ・パケットに再組み直しする機構を有しており、
データ・パケットは次に利用デバイスに送信される。

【００１７】図１に示した交換構成は、ＡＴＭ交換ネッ
トワークなどの交換ネットワークを表しており、上記の
ＮＧＩＯ技術などの交換バス技術において使用されるマ
ルチステージ交換構造も表している。説明を単純化する
ために、説明の以下の部分はＮＧＩＯ技術に焦点を当て
るが、当業者には、本発明の原理が他の交換ネットワー
クならびに交換バス技術に等しく適用可能であることが
明確に理解されるであろう。

【００１８】一般的に、例えばデータ発信元１００と交
換機１１２との間のような、データ発信元とデータ受信
器との間のデータ転送レートは、リンク１０４のシリア
ル・データ転送レートによって制限される。しかし、Ｎ
ＧＩＯ技術用語でマルチ・リンク・エクステンション
（ＭＬＸ）構成と呼ばれる、図２に示した配置を使用す
ることにより、リンクを一緒にバンドルすることによっ
てデータ発信元とデータ受信器との間のデータ送信パス
上の有効なバンド幅を増加できる。通常は単一のデータ
・リンク上で連続的に送信されるデータ・セルは、バン
ドル内のデータ・リンク全体に渡って並行に送信され
る。バンドルの使用は、例えば２個の交換機の間など
の、データ発信元とデータ受信器との間におけるバンド
幅の適合を可能にする。特に、交換機２００は４個のデ
ータ・リンクによって交換機２０８に接続されている。
データ・リンク２０４は、交換機２００の出力ポート２
０２を交換機２０８の入力ポート２０６に接続してい
る。同様に、データ・リンク２１２はポート２１０と２
１４とを接続している。データ・リンク２１８はポート
２１６と２２０とを接続し、データ・リンク２２４はポ
ート２２２と２２６とを接続している。データ・リンク
２０４、２１２、２１８および２２４は、グループすな
わち「バンドル」２２９として関連づけることができ、
通常は単一リンク上で連続的に送信されるデータ・セル
は、４個のリンク２０４〜２２４上で並行に送信するこ
とができ、それによって、４個の要因によりデータ転送
レートを効果的に向上させる。

【００１９】同様の配置を使用して、交換機２０８と２
４０との間のバンド幅を増加させることができる。特
に、ポート２２８と２３４とを接続するデータ・リンク
２３２ならびに、ポート２３０と２３８とを接続するデ
ータ・リンク２３６は、交換機２０８と２４０との間で
送信されるデータ・セルが並行に通過できる第２のバン
ドル２４５と考えることができる。

【００２０】本発明の原理に従うと、バンドル内のデー
タ・リンクを固定された所定の順序で順序づけることに
より、データ・セルはバンドル上を確実に送信される。
次にストリームのデータ・セルは、ラウンド・ロビン方
式で固定された順序で送信される。例えば、データ・セ
ル・ストリーム内のデータ・セルは、リンクの１つで送
信され、ストリームの次のデータ・セルは、次の順序づ
けられたリンク上を送信される、というように続く。代
替的に、２個のセルをリンク上で送信し、次の２個のセ
ルを次のリンク上で送信するということなどもできる。
このようにして、データ・セルはバンドル内のリンクで
並行に送信される。データ受信器は、シーケンスの次の
データ・セルがどのデータ・リンクに到達するかを判断
できるように、この順序を知らされる。

【００２１】しかし、異なったリンクでは送信時間が様
々であるので、セルが順序外でデータ受信器に到達する
ことがあり得る。したがって、信頼性を更に強化するた
めに、シーケンス番号は、リンクで送信される各データ
・セルと共にバンドルに含められる。この「バンドル」
シーケンス番号（ＢＳＮ）は送信される各セルと共に増
加する。受信する末端では、リンクのそれぞれからのデ
ータ・セルは先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファで受信
される。これらのバッファのそれぞれの出力側でのバン
ドル・シーケンス番号は、セルが適切な順序で到達した
かどうかを判断するために検査される。更に、バンドル
・シーケンス番号は、以下で詳細に説明するように、様
々なエラー状態に対処するのに使用することができる。

【００２２】図３は、前述のＮＧＩＯ交換バスシステム
と共に使用されるであろうデータ・セルの内容を略図で
示している。かかるデータ・セルの配置は例示のために
挙げただけであり、本発明の趣旨および範囲の内で他の
データ・セルの配置を使用することができる。図３に示
したようにＢＳＮはデータ・セルに挿入するのが好まし
いが、ＢＳＮはデータ・セルの間に置くこともできるで
あろう。

【００２３】図３に示したデータ・セルは、図の上では
１６バイトを有し、データ・セルの種類および他のデー
タ・セル情報を示すヘッダ３００を備えている。次に、
データ・セルは図では８ビットからなるバンドル・シー
ケンス番号３０２を含む。データ・セルの次の部分は、
０〜２５６バイトからなるデータ・ペイロード部３０４
である。最後に、データ・セルはエラー検出および修正
に使用される循環冗長符号（ＣＲＣ）３０６を含む。Ｃ
ＲＣは通常、セルが構築されるときにデータ・セルの内
容から計算される。セルを送信した後に、新たなＣＲＣ
の値が計算され、データ・セルの値と比較される。値の
不適合は、セル・エラーか損傷したデータを示し、ある
エラーを修正するのに使用できることもある。

【００２４】図３に示したような好適な実施形態におい
ては、バンドル・シーケンス番号３０２は、データ・セ
ルに含まれていても、循環冗長符号３０６の計算には含
まれない。その結果、ＢＳＮが送信の中間点の間に再生
成されるならば、ＣＲＣコードはその中間点で再計算さ
れなくてもよい。ＣＲＣ計算には含まれていないので、
ＢＳＮはそれ独自のエラー保護コードによって保護され
ている。例えば、８ビットのＢＳＮは６個のシーケンス
番号ビットと、２個のエラー検出ビットから構成されて
もよい。単純な略図においては、２個のビットのうち１
個は、偶数のシーケンス番号ビットのパリティを示すの
に使われ、他のエラー検出ビットは、奇数のシーケンス
番号ビットのパリティで符号化されてもよい。

【００２５】バンドル・シーケンス番号は、図４に示し
たような装置によって、データ送信器で割り当てられ
る。この装置の主要部はストリーム・パーサ４０７、バ
ンドル・シーケンス番号割当機構４０８、リンク割当機
構４１６およびリンク・セレクタ４１７を含む。バンド
ル・シーケンス番号割当機構４０８は、ストリーム・パ
ーサ４０７によってデータ・セルに分解されたデータ・
パケットを受信し、バンドル・シーケンス番号をパケッ
ト内のデータ・セルに割り当てる。各データ・セルには
バンドル・シーケンス番号が割り当てられているので、
その数は増加し、増加した番号は次のデータ・セルに割
り当てられる。ＢＳＮ割当工程の間、異なったデータ・
パケットからのセルは、データ・パケット内のセルの順
序が維持される限り、混合することができる。

【００２６】特に、図４に示したように、４個の異なっ
たデータ・パケット・ストリームがストリーム・パーサ
機構４０７に提供される。これらは、４００〜４０６と
それぞれ記号を付したデータ・パケット・ストリームＰ
０〜Ｐ３を含む。ストリーム・パーサ４０７は、データ
・パケット・ストリームをデータ・セルのグループに分
轄する。データ・セルのグループは、その中に単一のセ
ルまたは２個以上のセルを有していてもよい。セルのグ
ループは、データ・パケット・ストリーム４００〜４０
６からラウンド・ロビン方式で形成されることが好まし
く、他の何らかの方法で形成されてもよい。ＢＳＮ割当
機構４０８は、データ・パケット・ストリーム４００〜
４０６のそれぞれから取られたデータ・セルのグループ
に挿入するか、さもなければＢＳＮ番号とそれらを関連
づけてもよい。特に、機構４０８は機構４１２によって
ＢＳＮ４１０を増加させ、処理される次のセルのグルー
プにその番号を関連づける。何れの場合にも、第２のデ
ータ・セルに連続的に続く特定のデータ・パケット・ス
トリームのデータ・セルは、第１のデータ・セルに割り
当てられたＢＳＮよりも高い値を有するＢＳＮを受信し
なければならない。

【００２７】ＢＳＮには固定数のビットが使用されてい
るので、ある時点でＢＳＮはその最大数に達し、その後
繰り返すか「ロールオーバー」する。以下で解説するよ
うに、送信の間に失われたセルは、対応するＢＳＮを省
かせる。十分なセルが失われたならば、ＢＳＮのロール
オーバー値は次のＢＳＮ値に関して誤っていることがあ
り、これが「エイリアシング」と呼ばれる問題である。
例えば、最大ＢＳＮ値が６４であり、８個のリンクがあ
り、上記のようにラウンド・ロビン方式で各グループに
単一のセルを有するグループにセルが割り当てられたな
らば、第１のリンクは、下記のように、８個のセル毎に
ＢＳＮを有するセルを受信するであろう。 セル Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ Ｃ４ Ｃ５ Ｃ６ Ｃ７ Ｃ８ Ｃ９ Ｃ１０．．． ＢＳＮ ０ ８ １６ ２４ ３２ ４０ ４８ ５６ ０ ８．．．

【００２８】セルＣ１が受信されると、データ受信器は
次に、８のＢＳＮを有する第１のリンクからデータ・セ
ルを受信することを予期する。しかし、セルＣ２からＣ
９が失われていれば、セルＣ１０が到達したときに、そ
れは８のＢＳＮを有しており、正しいセルＣ２と誤解さ
れることがある。この場合に、セルＣ１０のＢＳＮはセ
ルＣ２のＢＳＮにエイリアスする。

【００２９】本発明の好適な実施形態によれば、紛失し
たセルによるシーケンス番号のエイリアシングの可能性
を削減するために、最大シーケンス番号が素数になるよ
うに選択される。したがって、ＢＳＮはロールオーバー
する前に、この素数までカウントされる。

【００３０】例えば、６ビット値の全てのビットを使用
すれば、上記のＢＳＮ値は６４セル（０から６３）の最
大カウントを可能にする。６４よりも小さい最大の素数
は６１であり、したがって、シーケンス番号は０から６
０まで行くはずである。上記の８個のリンクの例におい
ては、ＢＳＮシーケンスは下記のようになる。 ０、８、１６、２４、３２、４０、５６、３、１１、１
９、２７、３５、４３、５１、５９、６等。

【００３１】６０のロールオーバー値を使用することに
より、エイリアシングが発生するためには少なくとも６
１個のセルが失われなければならないので、エイリアシ
ングが発生する前にはるかに大きい数のセルが失われな
ければならない。エイリアス問題を生じさせる、リンク
全体に渡ってセルの紛失を引き起こす多セルエラーも、
リンクエラーを強制するであろうと推測される。

【００３２】割当機構４０８が各データ・セルのグルー
プにＢＳＮを挿入した後に、セルのグループはパス４１
４を介してリンク割当機構４１６に送信される。リンク
割当機構４１６は、リンク・セレクタ４１７によって選
択されたデータ・リンク４３８、４４０および４４２の
１つにデータ・セルのグループを連続的に送信する。３
個のデータ・リンクのみが示されているが、本発明はそ
れよりも少ないデータ・リンクでも多いデータ・リンク
でも動作できる。前述のように、リンクはラウンド・ロ
ビン方式で選択される。したがって、セルのグループは
バンドルのリンク上をラウンド・ロビン方式で送信され
る。これは、３個のデータ・リンク４３８〜４４２のそ
れぞれについて、データ・セル４３６のストリームに帰
結する。ラウンド・ロビンのスケジューリングの取り決
めに従って、各データ・パケット・ストリームからの連
続的データ・セルは順番にリンクの１つに割り当てられ
る。この取り決めは、図４に示したようなデータ・パケ
ット・ストリームに帰結する。例えば、パケット０のセ
ル０は、データ・セル４２２に示したようにＢＳＮ０を
割り当てられる。このセルはリンク４３８に割り当てら
れる。パケット０の次の連続的データ・セルＣ１は、デ
ータ・セル４２８に帰結するＢＳＮ１を割り当てられ、
このセルは次の順序のリンク４４０に割り当てられる。

【００３３】データ・パケットは混合できるので、ＢＳ
Ｎを割り当てられる次の連続的セルは、セル４３４に帰
結するパケット３のセル０であり、このセルは次の順序
のリンク４２２に割り当てられる。割り当てられる次の
データ・セルはここでリンク４３８に割り当てられ、図
４に示した取り決めにおいては、パケット１のセル０で
あって、データ・セル４２０に帰結するＢＳＮ３を割り
当てられ、このセルはリンク４２８に割り当てられる。
このように、残りのデータ・セル４２６、４３２、４１
８、４２４および４３４は、データ・リンク４３８〜４
４２に連続的な方法で割り当てられる。

【００３４】バンドル・シーケンス番号は単一のホップ
またはリンクでのみ使用される。新たな各ホップの開始
時に、バンドル・シーケンス番号が再生成される。バン
ドル・シーケンス番号の再生成は図５に示した。４個の
データ・リンク、５１６、５１８、５２０および５２２
は、データ受信器５２４に入る。データ・リンクのそれ
ぞれは、バンドル・シーケンス番号を有するセルからな
るデータ・ストリームを有している。明確化のために、
各ストリームには２個のデータ・セルが図示されている
が、通常はそれ以外のセルが存在する。これらのストリ
ームは、図４に示したラウンド・ロビン・リンク割当機
構４１６によって割り当てられたので、バンドル・シー
ケンス番号はリンクからリンクへと連続的であり、すな
わち、ＢＳＮ Ｂ０はセル５０２に到達し、ＢＳＮ Ｂ
１はセル５０６に到達し、ＢＳＮＢ２はセル５１０に到
達し、ＢＳＮ Ｂ３はセル５１４に到達する。ラウンド
・ロビン割当方式によれば、データ・セルは、ＢＳＮ
Ｂ４、Ｂ５、Ｂ６およびＢ７がそれぞれセル５００、５
０４、５０８および５１２に到達するように、再度リン
ク５１６に始まって更に割り当てられる。これらのバン
ドル・シーケンス番号はデータ受信器５２４で捨てられ
る。

【００３５】しかし、転送ポイント５２６のデータ送信
側では、セルが出て行くバンドルにリンク５２８および
５３０に割り当てられるときにＢＳＮが再生成される。
これは、リンク５２８から５３０のそれぞれで一連のセ
ル５３２に帰結する。新たなバンドル・シーケンス番号
は図示したようにＢ８からＢ１７の範囲で割り当てられ
る。４個のリンク入力バンドル５１６〜５２２でのバン
ドル・シーケンス番号は、正しいセル順序が維持されて
いることを例外として、２個のリンク出力バンドル５２
８〜５３０でのバンドル・シーケンス番号とは関係を有
さない。

【００３６】図６は、データ受信端でのデータ・リンク
・バンドルの処理を示している。特に、バンドルのデー
タ・リンクのそれぞれに到達するデータ・セルは、先入
れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファに提供される。図６は、
ＦＩＦＯバッファ６００、６０２および６０４に提供さ
れる３個の入力データリンクを有するデータ受信器を示
している。バッファ６００、６０２および６０４のそれ
ぞれは、「ヘッド・エンド」６０６、６０８、６１０を
有しており、そこにそれぞれ処理されるデータ・セルが
現れる。ＦＩＦＯバッファ６００〜６０４は、データ・
セルの時間「スキューイング」を修正するのに使用され
る。時間スキューイングは、リンクの異なった移行時
間、セルのサイズの相違、リンクのジタおよび他のよく
知られた原因のために生ずる。

【００３７】ＦＩＦＯサービス機構６１２は、予め取り
決められたリンク順序で、ＦＩＦＯバッファ６００〜６
０４のそれぞれのヘッド・エンド６０６〜６１０を検査
する。受信器が処理することになっている次の対応する
ＢＳＮを有する次のセルは、このリンクに関連づけられ
たＦＩＦＯバッファのヘッド・エンドに配置されている
はずである。予定されたＢＳＮを有する予定されたセル
がこのＦＩＦＯに存在しないのであれば、エラー状態が
示され、以下で詳細に解説する方法で処理される。予定
されたＢＳＮを有する予定されたセルが次のＦＩＦＯの
ヘッド・エンドにあるならば、セルは外されてデータ受
信器に送られる。予め取り決められた順序で次のリンク
と関連づけられたＦＩＦＯは次に検査される。

【００３８】ＦＩＦＯサービス機構６１２の出力は、図
６に示したように正しい順序にセルが再配置されたデー
タ・セル６１４のストリームである。ＦＩＦＯバッファ
の処理の間、各ＦＩＦＯバッファは空でない限りは検査
される。しかし、空のＦＩＦＯバッファは省略されない
が、他のＦＩＦＯバッファのコンテキストにおいて検査
される。以下で詳細に説明するように、検査を必要とす
る他のＦＩＦＯにおいてまだセルがある間に、特定のエ
ラーはＦＩＦＯバッファを空にさせることができる。

【００３９】エラーの状態は多くの方法でそれ自体を明
らかにすることができる。例えば、セルは適当なときに
受信されるであろうが、損傷されていることがある。特
に、セルは適当なセル・フレーミングを有することがあ
るが、ＣＲＣコードがエラーを示すか、セル・ボディに
は符号化エラーがある。セルは、それに関連づけられた
フレーミングも失われたならば、失われたものとして認
識される。代替的に、リンク全体が動作しなくなる。Ｆ
ＩＦＯサービス機構６１２で動作する受信アルゴリズム
は、これらのエラーを許容するように設計されなければ
ならない。バンドル・シーケンス番号はそれ自体がエラ
ーから保護されているので、バンドル・シーケンス番号
におけるエラーは、検出して損傷されたセルとして扱う
ことができる。

【００４０】損傷を受けたセルは、エラーがあるセルに
フラッグを立てて、それを個々のＦＩＦＯバッファから
取り出すことにより扱われる。予め取り決められたシー
ケンスにおける次のデータ・リンクと関連づけられたＦ
ＩＦＯバッファが、次に検査される。この後者のＦＩＦ
Ｏにおいて処理される次のセルが、損傷を受けたセルの
バンドル・シーケンス番号よりも１つ高い値がついたバ
ンドル・シーケンス番号を有するのであれば、システム
は同期しているものと考えられ、動作は通常の方法で継
続する。多数のセルが損傷を受けたのであれば、同様の
方法で処理される。特に、これらのセルは個々のＦＩＦ
Ｏバッファから取り出され、エラーがあるものとしてマ
ークされる。予期されるバンドル・シーケンス番号はこ
こで増加する。セルは損傷を受けていないセルが見つか
るまで検査される。代替的に、最大数の損傷を受けたセ
ルを予め定めることができる。損傷を受けたセルの数が
最大数に達すると、以下で解説するように再同期化工程
を開始することができる。

【００４１】適切なセル・フレーミングが検出されなけ
れば、セルは失われたものと考えられる。失われたセル
はもちろん、受信器ＦＩＦＯバッファには入れられな
い。しかし、失われたセルは、良好なセルと共に、ＦＩ
ＦＯバッファにおける予期しないバンドル・シーケンス
番号として再び現れる。受信器処理機構が予期しないＢ
ＳＮを検出したならば、リンク・シーケンスにおける次
のＦＩＦＯバッファをチェックして、検出された予期し
ないＢＳＮよりも１増加したＢＳＮを探すことにより応
答する。増加したＢＳＮが検出されたならば、受信器は
その時点から継続する。しかし、次のＦＩＦＯが増加し
たＢＳＮを有していないならば、受信器は以下で解説す
る再同期化手順を開始する。特に、次のＦＩＦＯにおけ
るセルのＢＳＮが予期したＢＳＮとバンドル・サイズの
合計に等しければ、これはセルが失われたことをよく示
している。

【００４２】バンドルのリンクが失敗すれば、対応する
ＦＩＦＯバッファでセルは受信されない。この場合に
は、他のリンクＦＩＦＯバッファにおける現在のセルは
取り出され、失敗したリンクは全ての省略したセルを有
するものとして扱われる。バンドルはここで、失敗した
リンクを取り除くために、従来のリンク管理ルーチンに
よって再構成されなければならない。

【００４３】特定の状況においては、失われたデータ・
セルは、他のセルが処理されるままであっても、次のリ
ンクのＦＩＦＯバッファを空にさせることができる。他
のＦＩＦＯバッファは空ではないのに、次のＦＩＦＯバ
ッファはいつ空であるのかを検出するために、タイムア
ウト機構を使用することができる。

【００４４】図７および８に詳細に示したセル同期化工
程が、単純なセルの省略を超えるものが検出された場合
に開始する。前述のように、処理されたセルのＢＳＮが
その予期された値に適合しない場合および、処理される
次のセルのＢＳＮが、１増加した以前のセルに関するＢ
ＳＮの予期された値に適合しない場合に、この状態が検
出される。

【００４５】この工程はステップ７００で始まりステッ
プ７０２に進み、そこでバンドルにおけるデータ・リン
ク全体をサーチするルーチンを使用して、最低のＢＳＮ
を有する処理されるセルがあるＦＩＦＯのリンク番号を
得る。このルーチンによって遂行されるサーチは、パラ
レル・スキャン工程またはシリアル・スキャン工程の何
れかを使用する従来のサーチ方法によって遂行すること
ができる。

【００４６】次に、ステップ７０４において、サーチで
検出されたリンク番号は、ロー・リンクと呼ばれる変数
にセーブされる。ステップ７０６において、最低のＢＳ
Ｎを有するセルはＦＩＦＯから取り出されて、データ受
信器に送出される。次に、ステップ７０８において、リ
ンク・カウント変数は１に等しくセットされる。

【００４７】ステップ７１０において、リンク・カウン
ト変数における値はリンクの総数と比較される。リンク
・カウント値がリンク総数に等しければ、このルーチン
はステップ７１２で終了する。代替的に、ステップ７１
０において、リンク・カウント値がリンクの総数未満で
あれば、ルーチンはオフ・ページ・コネクタ７１４およ
び７１８を介して、ステップ７２２に進む。

【００４８】ステップ７２２において、最低のＢＳＮを
有する新たなセルがあるＦＩＦＯバッファのリンク数
は、ステップ７０２で使用されたものに類似するサーチ
・ルーチンを使って得られる。次に、ステップ７２４に
おいて、最低のＢＳＮを有するセルはデータ受信器に送
出される。ステップ７２６において、ステップ７２２に
おいて得られたリンク数は、ネクスト・リンクと呼ばれ
る変数に記憶される。

【００４９】ステップ７２８において、変数ネクスト・
リンクに記憶された値と、１増加された変数ロー・リン
クに記憶された値との間で比較が行われる。これらの値
が等しければ、リンク・カウンタはステップ７３０にお
いて増加する。代替的に、ネクスト・リンク変数に記憶
された値が、１増加された変数ロー・リンクに記憶され
た値に等しくなければ、ステップ７３２において、リン
ク・カウントは１に等しくセットされる。

【００５０】何れの場合にも、ルーチンはステップ７３
４に進み、そこでロー・リンク変数の値はネクスト・リ
ンク変数の値に等しくセットされる。ルーチンは次に、
オフ・ページ・コネクタ７２０および７１６を介してス
テップ７１０に戻り、そこでリンク・カウント変数はリ
ンクの総数と比較される。このようにして動作は、全て
のリンクについて適切なバンドル・シーケンス番号が検
出されるまで継続する。そうなれば、このルーチンはス
テップ７１２で終了する。

【００５１】上記の実施形態のソフトウエアの実装は、
例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭメモリまたは固定ディスク
などのコンピュータ読み取り可能な媒体などの有形メデ
ィア上に固定されるか、媒体上のモデムまたは他のイン
ターフェイス・デバイスを介してコンピュータシステム
に送信可能である一連のコンピュータ命令を含んでもよ
い。媒体は、光学またはアナログ通信ラインを含むがこ
れらに限定されない有形媒体であるか、マイクロウェー
ブ、赤外線または他の送信技術を含むがこれらに限定さ
れない無線技術をもって実装されてもよい。インターネ
ットであってもよい。一連のコンピュータ命令は、本発
明に関して本明細書中で既に説明した機能性の全てまた
は一部を具体化する。当業者は、かかるコンピュータ命
令が、多くのコンピュータ・アーキテクチャまたはオペ
レーティング・システムと共に使用される多数のプログ
ラミング言語で書けることを理解するであろう。更に、
かかる命令は、半導体、磁気、光学または他のメモリ・
デバイスを含むがこれらに限定されない、現在または将
来のあらゆるメモリ技術を使用して記憶されてもよく、
あるいは、光学、赤外線、マイクロウェーブまたは他の
送信技術を含むがこれらに限定されない、現在または将
来のあらゆる通信技術を使用して送信されてもよい。か
かるコンピュータ・プログラム製品は、例えばシュリン
プラップ・ソフトウエアなどの付属の印刷された文書ま
たは電子文書を備えた交換可能媒体として頒布される
か、例えばシステムＲＯＭまたは固定ディスクなどのコ
ンピュータ・システムに予めロードされるか、例えばイ
ンターネットまたはワールド・ワイド・ウェブなどのネ
ットワーク上のサーバまたは電子掲示板から頒布されて
もよいものと思われる。

【００５２】本発明の例示的実施形態を開示してきた
が、当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱せず
に本発明の利点のいくつかを達成する様々な変更および
修正が可能であることは明白であろう。例えば、当業者
には、本明細書中の説明は特定的なハードウエア・シス
テムおよびオペレーティング・システムに向けられては
いるが、他のハードウエアおよびオペレーティング・シ
ステム・ソフトウエアを、説明した方法と同じ方法で使
用できることは明白であろう。特定の機能を達成するた
めに利用される特別な命令などの他の側面ならびに、発
明の概念に対する他の修正は、特許請求の範囲に包含さ
れることを意図している。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチステージポイント間交換データ構成の略
ブロック図である。

【図２】データ送信リンクのバンドリングを示す、図１
のマルチステージ構成における２点の略ブロック図であ
る。

【図３】データ・セルの内容の略図である。

【図４】バンドル・シーケンス番号をデータ・セルに挿
入し、データ・セルをバンドル内のリンクに割り当てる
機構を含む、データ送信器のブロック図である。

【図５】バンドル・シーケンス番号の再生成を示す、交
換構成における中間点の略図である。

【図６】データ受信器でのデータ・セルの処理を示した
略図である。

【図７】入データ・セル・ストリームに対するデータ・
セル処理を再同期化する説明的工程におけるステップを
示したフローチャートの一部である。

【図８】入データ・セル・ストリームに対するデータ・
セル処理を再同期化する説明的工程におけるステップを
示したフローチャートの一部である。

【符号の説明】

１００、１０６ データ発信元 １０２、１０８、１１６、１２０、２０６ 入力ポート １０４、１１５、１２１、２０４、２１２、２１８、２
２４、２３２、２３６データ・リンク １１０、１１８、１２６、１２８、１３２、２０２ 出
力ポート １１２、１１４、１２２ ポイント間交換機 １２４、１３０、１３４ データ受信器 ２００、２０８、２４０ 交換機 ２４５ バンドル ３００ ヘッダ ３０２ バンドル・シーケンス番号 ３０４ データ・ペイロード部 ３０６ 循環冗長符号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591064003 901 ＳＡＮ ＡＮＴＯＮＩＯ ＲＯＡＤ ＰＡＬＯ ＡＬＴＯ，ＣＡ 94303，Ｕ. Ｓ．Ａ. (72)発明者 ケネス・エイ・ワード アメリカ合衆国・01545・マサチューセッ ツ州・シュルーズベリ・ジョイス サーク ル・５

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データ・セルのストリームに対してデー
   タ・スループットを向上させるために、複数のシリアル
   ・データ送信リンクをバンドルする装置において、 データ・セルのストリームを複数のデータ・セルのグル
   ープに分轄するストリーム・パーサ機構と、 固定された繰り返し順序で複数のデータ送信リンクの１
   つを選択するリンク・セレクタと、 前記選択されたデータ送信リンク上で各セル・グループ
   を送信するセル割当機構とを含む装置。
2. 【請求項２】 バンドル・シーケンス番号を各データ・
   セルのグループと関連づけるシーケンス番号機構を含む
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記バンドル・シーケンス番号が、各連
   続したデータ・セルのグループと共に増加する請求項２
   に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記バンドル・シーケンス番号が、所定
   の最大数に達した後に繰り返す請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記所定の最大数が素数である請求項４
   に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記バンドル・シーケンス番号が前記関
   連づけられたデータ・セルに挿入される請求項２に記載
   の装置。
7. 【請求項７】 各データ・セルにおけるデータが、前記
   データ・セルに挿入されるエラー修正コードを計算する
   のに使用され、前記バンドル・シーケンス番号が前記エ
   ラー修正コードの計算には含まれない請求項２に記載の
   装置。
8. 【請求項８】 バンドル・シーケンス番号がエラー保護
   されている請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記固定された繰り返し順序がラウンド
   ・ロビン順序である請求項１に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記データ・セルのストリームが複数
    のデータ・パケット・セル・ストリームを含み、前記ス
    トリーム・パーサが各データ・パケット・セル・ストリ
    ームをデータ・セルのグループに分轄する請求項１に記
    載の装置。
11. 【請求項１１】 前記データ・セルのグループが単一の
    データ・セルを含む請求項８に記載の装置。
12. 【請求項１２】 、複数のシリアル・データ送信リンク
    上で受信された、所定の固定された順序でデータ送信リ
    ンク上を送信されてくる複数のデータ・セルのストリー
    ムをバンドル解除する装置において、 各データ・セル・ストリームからデータ・セルを受信す
    るバッファと、 所定の固定された順序で前記バッファを検査し、前記バ
    ッファのそれぞれからデータ・セルのグループを取り出
    すバッファ・サービス機構と、 前記バッファから取り出された前記セルのグループをデ
    ータ・ストリームに形成する連結器とを含む装置。
13. 【請求項１３】 バンドル・シーケンス番号が各データ
    ・セルのグループと関連づけられており、前記バッファ
    ・サービス機構が、前記バンドル・シーケンス番号を検
    査して前記バンドル・シーケンス番号が予期された値に
    適合するかどうかを判断する機構を含む請求項１２に記
    載の装置。
14. 【請求項１４】 前記予期された値が、所定の数値増加
    された、先行する連続的データ・セルのグループからの
    前記バンドル・シーケンス番号と等しい請求項１３に記
    載の装置。
15. 【請求項１５】 前記予期された値が所定の最大数に達
    した後に繰り返す請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記所定の最大数が素数である請求項
    １５に記載の装置。
17. 【請求項１７】 （ａ）データ・セルのストリームを複
    数のデータ・セルのグループに分轄するステップと、 （ｂ）固定された繰り返し順序で複数のデータ送信リン
    クの１つを選択するステップと、 （ｃ）前記選択されたデータ送信リンク上で各セル・グ
    ループを送信するステップとを含む、データ・セルのス
    トリームのデータ・スループットを向上させるために複
    数のシリアル・データ送信リンクをバンドルする方法。
18. 【請求項１８】 さらに、 （ｄ）バンドル・シーケンス番号を各データ・セルのグ
    ループと関連づけるステップを含む請求項１７に記載の
    方法。
19. 【請求項１９】 前記バンドル・シーケンス番号が各連
    続したデータ・セルのグループと共に増加する請求項１
    ８に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記バンドル・シーケンス番号が所定
    の最大数に達した後に繰り返す請求項１９に記載の方
    法。
21. 【請求項２１】 前記所定の最大数が素数である請求項
    ２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 ステップ（ｄ）が、 （ｄ１）前記バンドル・シーケンス番号を前記関連づけ
    られたデータ・セルに挿入するステップを含む請求項１
    ８に記載の方法。
23. 【請求項２３】 ステップ（ａ）が、 （ａ１）前記バンドル・シーケンス番号を除く各データ
    ・セルにおけるデータからエラー修正コードを計算する
    ステップと、 （ａ２）前記エラー修正コードを前記データ・セルに挿
    入するステップとを含む請求項１８に記載の方法。
24. 【請求項２４】 ステップ（ｄ）が、 （ｄ２）前記バンドル・シーケンス番号をエラー保護す
    るステップを含む請求項２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】 前記固定された繰り返し順序がラウン
    ド・ロビン順序である請求項１７に記載の方法。
26. 【請求項２６】 前記データ・セルのストリームが複数
    のデータ・パケット・セル・ストリームを含み、ステッ
    プ（ａ）が、 （ａ３）各データ・パケット・セル・ストリームをデー
    タ・セルのグループに分轄するステップを含む請求項１
    ７に記載の方法。
27. 【請求項２７】 前記データ・セルのグループが、単一
    のデータ・セルを含む請求項２６に記載の方法。
28. 【請求項２８】 （ａ）バッファ内の各データ・セル・
    ストリームからデータ・セルを受信するステップと、 （ｂ）所定の固定された順序で前記バッファを検査し、
    前記バッファのそれぞれからデータ・セルのグループを
    取り出すステップと、 （ｃ）前記バッファから取り出されたセルのグループを
    データ・ストリームに形成するステップとを含み、 所定の固定された順序でデータ送信リンク上を送信さ
    れ、複数のシリアル・データ送信リンク上で受信された
    複数のデータ・セルのストリームをバンドル解除する方
    法。
29. 【請求項２９】 バンドル・シーケンス番号が各データ
    ・セルのグループと関連づけられており、ステップ
    （ｂ）は、 （ｂ１）前記バンドル・シーケンス番号を検査して前記
    バンドル・シーケンス番号が予期された値と適合するか
    どうかを判断するステップを含む請求項２８に記載の方
    法。
30. 【請求項３０】 前記予期された値が、所定の数値増加
    された先行する連続的データ・セルのグループからの前
    記バンドル・シーケンス番号に等しい請求項２９に記載
    の方法。
31. 【請求項３１】 前記予期された値が所定の最大数に達
    した後に繰り返すクレーム３０に記載の方法。
32. 【請求項３２】 前記所定の最大数が素数である請求項
    ３１に記載の方法。
33. 【請求項３３】 データ・セルのストリームのデータ・
    スループットを向上させるために、複数のシリアル・デ
    ータ送信リンクを構築するコンピュータ・プログラム製
    品であって、 データ・セルのストリームを複数のデータ・セルのグル
    ープに分轄するプログラム・コードと、 固定された繰り返し順序で複数のデータ送信リンクの１
    つを選択するプログラム・コードと、 前記選択されたデータ送信リンク上で各セル・グループ
    を送信するプログラム・コードとを含む、一体化したコ
    ンピュータ読み取り可能なプログラムを有するコンピュ
    ータ使用可能な媒体を含むコンピュータ・プログラム製
    品。
34. 【請求項３４】 セルが所定の固定された順序でデータ
    送信リンク上を送信され、複数のシリアル・データ送信
    リンク上で受信された複数のデータ・セル・ストリーム
    をバンドル解除するコンピュータ・プログラム製品であ
    って、 バッファの各データ・セル・ストリームからデータ・セ
    ルを受信するプログラム・コードと、 所定の固定された順序で前記バッファを検査し、前記バ
    ッファのそれぞれからデータ・セルのグループを取り出
    すプログラムコードと、 前記バッファから取り出された前記セルのグループをデ
    ータ・ストリームに形成するプログラム・コードとを含
    む、一体化されたコンピュータ読み取り可能なプログラ
    ム・コードを有するコンピュータ使用可能な媒体を含む
    コンピュータ・プログラム製品。