JP2001197117A - 可変長データ格納用バッファ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でデータ格納バッファの利用効率
が高い可変長データ格納用バッファを提供することであ
る。 【解決手段】 書き込みアドレスポインタ１１２は、デ
ータ格納用ＲＡＭ１１０にデータを格納する番地を指定
する。番地格納用バッファ１１１は、識別信号が到着し
た時の書き込みアドレスポインタ１１２が示している番
地を格納する。読み出しアドレスポインタ１１３は、デ
ータ格納用ＲＡＭ１１０から読み出されるデータの番地
を番地一致検出部１１５に報知する。番地読み出し制御
部１１４は、番地格納用バッファ１１１に最先に格納さ
れている番地を読み出しラッチすると共に番地一致検出
部１１５に出力する。番地一致検出部１１５は、読み出
しアドレスポインタ１１３から報知された番地と番地読
み出し制御部１１４から入力された番地とが一致した場
合に、識別信号を生成して出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ格納用バッ
ファに関し、より詳細には可変長のデータを格納する先
入れ先出し型のデータ格納用バッファに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年急増しているＬＡＮ等のネットワー
ク通信においては、イーサネットのパケット通信に代表
されるように、単位データ毎に長さの異なる可変長デー
タが各端末相互間および端末サーバ間で送受信される。
一般に、ネットワークに接続されている端末機器等にお
いて、データの入力速度に対して当該データの処理速度
が遅いため、その差を調停するために、受信されたデー
タを一旦バッファに格納し、先に格納したデータから順
次読み出すバッファリング処理が可変長データ格納用バ
ッファを用いて行われる。可変長データ格納用バッファ
は、例えば市販のＦＩＦＯ（先入れ先出し）メモリ等で
実装される。

【０００３】可変長データ格納用バッファに格納されて
いるデータを読み出す側では、当該端末機器で処理すべ
き特定のパケットを選択的に読み出すために、データ区
切りを認識することが必須である。このため、可変長デ
ータ格納用バッファには、データとデータとの区切りを
示す信号（以下、単に識別信号と称す）とが入力され
る。識別信号には、例えば、イネーブル信号（２値の論
理信号）が用いられる。イネーブル信号は、データスト
リームと共に可変長データ格納用バッファに常時入力さ
れており、データの区切りでＬＯＷまたはＨＩＧＨを示
す。すなわち、イネーブル信号は、データに対していわ
ば同期信号の役割を果たすものである。

【０００４】上記のイネーブル信号は、２値の論理信号
であるから、そのままデータの区切りを示す信号として
バッファに格納され得ず、所定形式のデータに変換され
る必要がある。そのため、まず識別信号は、例えば区切
り識別符号生成部に入力され、データ区切りを示す符号
（以下、識別符号と称す）に変換された後、バッファに
格納される。一方、バッファからは、時系列的に先に入
力されたデータから順に読み出される。データを読み出
す側には、例えば識別符号デコード部が配置される。識
別符号デコード部は、読み出されるデータを継続的に入
力することにより監視し、データはそのまま出力し、識
別符号は識別信号に変換して出力する。これにより、可
変長データ格納用バッファに後置されるデータ処理装置
等は、入力される識別信号によってデータの区切りを把
握することができる。

【０００５】ところで、データとデータとの区切りは、
所定のビット幅に渡ってデータが途切れた状態である
が、この部分を無くし、データを互いに密着してバッフ
ァに格納することにより、バッファの格納領域を有効に
利用したいという要請がある。しかし、データ格納用バ
ッファとして実装される、市販のＦＩＦＯメモリは、一
般に８ビット単位でデータを格納する。また、ユーザ
は、便宜上８ビットを単位としてデータを取り扱う場合
が多い。従って、データが互いに密着されてバッファに
格納されると、最も効率的にＦＩＦＯメモリが使用され
ていることになる反面、ＦＩＦＯメモリ内のすべての格
納領域にデータが格納されてしまい、識別符号が格納さ
れる余地が無くなる事態が生じる。

【０００６】そこで、バッファのデータ格納領域を有効
に利用しつつ、上記のような事態を回避することができ
る可変長データ格納用バッファが従来から提案されてい
る。例えば、識別符号をデータの区切りに所定のビット
数だけ介挿する可変長データ格納用バッファ（第１の従
来技術）や、データを格納するバッファと識別符号を格
納するバッファとを別個に設け、識別符号を格納するバ
ッファには、識別符号をデータ区切りと同期させるため
のダミーデータとを格納する可変長データ格納用バッフ
ァ（第２の従来技術）である。以下、第１および第２の
従来技術について詳細に説明する。

【０００７】図５は、第１の従来技術に係る可変長デー
タ格納用バッファの一例を示す図である。可変長データ
格納用バッファ装置１０は、識別符号生成部２４と、識
別符号デコード部２５と、データ格納用バッファ３０と
を備えている。識別符号生成部２４は、データ識別入力
線２１を介して入力される識別信号を識別符号に変換し
て出力する。識別符号は、例えば、所定のビット数だけ
他のデータにおいて出現しないビットパタンを与えられ
たデータ区切り認識用のデータである。データ格納用バ
ッファ３０は、入力される識別符号とデータとを格納す
る。識別符号デコード部２５は、データ格納用バッファ
３０から読み出されたデータが識別符号であるか否かを
判別し、識別符号でない場合は、可変長データ出力線２
２を介してデータを出力し、識別符号である場合は、当
該識別符号を識別信号に復号し、識別信号出力線２３を
介して出力する。

【０００８】データ格納用バッファ３０にはデータ入力
線２０を介して可変長データが入力されると共に、識別
符号生成部２４から識別信号入力線２１を介して当該可
変長データの区切りを示す識別符号が入力される。例え
ば、図５に示したような形態で、データ格納用バッファ
３０にはデータＡ、識別符号およびデータＢが順に格納
される。その後、時系列的に先に格納されているデータ
Ａから順に、識別符号デコード部２５に読み出されて、
データは可変長データ出力線２２を介して出力され、識
別符号は、識別信号に復号されて、識別信号出力線２３
を介して出力される。これにより、可変長データ格納用
バッファ１０に後置されるデータ処理装置等は、データ
ＡとデータＢとの区切りを判別することができる。

【０００９】図６は、第２の従来技術に係る可変長デー
タ格納用バッファの一例を示す図である。可変長データ
格納用バッファ４０は、可変長データ格納用バッファ１
０の識別符号生成部２４を識別符号生成部２６に、識別
符号デコード部２５を識別符号デコード部２７にそれぞ
れ変更し、識別符号格納用バッファ３１を追加的に付加
したものである。なお、可変長データ格納用バッファ４
０が取り扱う識別符号は、識別符号格納用バッファ３１
に格納されているダミーデータと区別することができれ
ばよいのに対し、前述した可変長データ格納用バッファ
１０が取り扱う識別符号は、バッファに格納されている
他のデータと区別される必要がある点で互いに異なるも
のである。ダミーデータについては後述する。

【００１０】識別符号格納用バッファ３１は、データ格
納用バッファ３０に一単位（ここでは、データＡ）のデ
ータが格納されると、識別符号生成部２６からデータ識
別符号を入力して格納する。データ格納用バッファ３０
には、可変長データ格納用バッファ１０と異なりデータ
ＡおよびデータＢのみが入力される。また、識別符号格
納用バッファ３１には、上記の識別符号の他にダミーデ
ータが格納されている。ダミーデータは、識別符号をデ
ータ格納用バッファ３０に格納されているデータＡとデ
ータＢとの区切りに同期させる役割を有する。具体例と
しては、ダミーデータをすべて０で表し、識別符号を１
（１ビットのみでもよい）で表す。データ格納用バッフ
ァ３０に格納されているデータＡおよびデータＢは、順
に可変長データ出力線２２を介して出力されると共に識
別符号デコード部２７に出力される。識別符号デコード
部２７は、データ格納用バッファ３０からデータが読み
出されるのに並行して識別符号格納用バッファ３１から
データを読み出し、当該データが識別符号であるかダミ
ーデータであるかを継続的にチェックし、識別符号であ
る場合には、識別信号に復号して識別信号出力線２３を
介して出力する。

【００１１】以上のように、識別符号は、ダミーデータ
によってデータＡおよびデータＢの区切りと同期してい
るから、可変長データ格納用バッファ４０に後置される
データ処理装置等は、識別信号出力線２３を介して識別
信号が入力されると、データＡおよびデータＢの区切り
を把握することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、第１の
従来例に係る可変長データ格納用バッファ１０は、識別
符号とデータとを共にデータ格納用バッファ３０に格納
するのでバッファの利用効率は良い。ただし、一旦決定
された識別符号と同一の値（ビットパタン）を持つデー
タが事後的に格納されるとデータ処理装置等がデータ区
切りを識別できない場合が生じる。従って、そのような
データを格納する場合は、バッファの前段で当該データ
が識別符号と異なる値になるようにデータの符号化を行
う必要があり、これに伴い、バッファの後段で当該符号
化されたデータを復号しなければならない。このため、
可変長データ格納用バッファ１０は、ハード構成が複雑
化するという問題を有している。

【００１３】一方、第２の従来技術に係る可変長データ
格納用バッファ４０は、識別符号をデータとは別個のバ
ッファに格納する。データ格納用バッファ３０には、識
別符号と同一の値を持つデータが格納されてもよいの
で、可変長データ格納用バッファ１０のようにデータと
識別符号とが一致することを回避するためのデータの符
号化を行う必要がない。従って、可変長データ格納用バ
ッファ１０に比べてハード構成は簡単になる。しかし、
可変長データ格納用バッファ４０は、識別符号を格納す
るために、専用の識別符号格納用バッファ３１を備えな
ければならない。この識別符号格納用バッファ３１は、
識別符号をデータＡとデータＢとの区切りに同期させる
ためのダミーデータを格納するために、相当の容量を有
している必要がある。また、可変長データ格納用バッフ
ァ４０は、入力されるデータの平均長が長く、データ区
切りが少ないと、識別符号格納用バッファ３１のデータ
格納領域の大部分がダミーデータで占有され、その利用
効率が低下するという問題を有している。

【００１４】それ故に、本発明の目的は、簡単なハード
構成を有効に利用し、平均データ長が比較的長いデータ
をバッファリング処理するのに有利な可変長データ格納
用バッファを提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、データの入力と処理との速度差を調停するため
に入力される可変長データを一時的に格納する可変長デ
ータ格納用バッファであって、番地単位でデータを格納
するデータ格納手段と、データ格納手段に対して入力さ
れたデータを書き込む番地を指定する書き込み番地指定
手段と、データの区切りを示す信号が入力した時点にお
ける書き込み番地指定手段が示している番地を格納し、
最先に格納した番地から順に読み出される先入れ先出し
型の番地格納手段と、番地格納手段から番地を読み出し
て出力する番地読み出し手段と、データ格納手段に対し
てデータを読み出す番地を指定すると共に当該番地を報
知する読み出し番地報知手段と、番地読み出し手段が読
み出した番地と読み出し番地報知手段が報知した番地と
を常時比較する番地比較手段とを備え、番地比較手段
は、番地読み出し手段が読み出した番地と読み出し番地
報知手段が報知した番地とが一致した時はデータ区切り
を示す信号を生成して出力することを特徴とする。

【００１６】上記のように、第１の発明によれば、デー
タ区切りを示す情報は、データ格納手段の番地を示す情
報として格納するので、番地格納手段の容量は少なくて
済み、また、データを符号化してデータ区切りを示す情
報と一致することを回避する必要がないので、全体のハ
ード構成を簡単にすることができる。

【００１７】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、番地読み出し手段は、番地格納手段から入力
された番地を１つ格納するラッチ手段と、番地格納手段
の番地格納状況を監視し、その監視結果と番地比較手段
の比較結果とに基づいて、番地格納手段からのラッチ手
段への番地読み出しおよびラッチ手段のラッチ動作を制
御する制御手段とを含み、制御手段は、番地格納手段に
番地が格納されていれば、最先に格納された番地を読み
出してラッチ手段にラッチすると共に番地比較手段に出
力し、その後、番地比較手段から番地が一致した旨の信
号が入力されると、現にラッチ手段がラッチしている番
地をクリアして新たに番地を入力してラッチし、また、
番地格納手段に番地が格納されていない場合は、ラッチ
手段をクリアして動作を待機することを特徴とする。

【００１８】上記のように、第２の発明によれば、番地
格納手段に格納されている番地と、読み出し番地報知手
段が報知する番地とを逐一比較して両者が一致した場合
に、番地比較手段は、データ区切りを示す信号を生成し
て出力することができる。

【００１９】第３の発明は、第１または第２の発明に従
属する発明であって、番地格納手段の格納領域がすべて
使用されている場合にデータ格納手段がデータを格納す
るのを禁止する、データ格納禁止手段を更に備える。

【００２０】上記のように、第３の発明によれば、番地
比較手段は、データ格納手段に格納されているデータの
すべての区切りに係る識別信号を生成して出力すること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の第１の実施形態に係る可変長データ格納用バッファ
の構成を示すブロック図である。可変長データ格納用バ
ッファ１００は、データ格納用ＲＡＭ１１０と、番地格
納用バッファ１１１と、書き込みアドレスポインタ１１
２と、読み出しアドレスポインタ１１３と、読み出し制
御部１１４と、番地一致検出器１１５とを備えている。

【００２２】データ格納用ＲＡＭ１１０にはデータ入力
線２０を介して可変長データが入力される。この時、書
き込みアドレスポインタ１１２は、当該可変長データが
一単位書き込まれるデータ格納用ＲＡＭ１１０内の番地
を指定する。その後、書き込みアドレスポインタ１１２
は、データ格納用ＲＡＭ１１０にデータが一単位書き込
まれる毎に、示している値をインクリメントする。書き
込みアドレスポインタ１１２は、データ識別入力線２１
を介してデータ区切り識別信号（以下、識別信号と称
す）が入力すると、その時点の番地を示す値を書き込み
番地信号線１２４を介して番地格納用バッファ１１１に
書き込む。識別信号は、例えば、イネーブル信号であ
り、当該イネーブル信号が所定のビット幅だけＨＩＧＨ
あるいはＬＯＷを示した時に番地の書き込み動作が行わ
れる。

【００２３】一方、データ格納ＲＡＭ１１０から読み出
されるデータは、読み出しアドレスポインタ１１３が示
している番地から一単位のデータを読み出し、可変長デ
ータ出力線２２を介して出力される。読み出しアドレス
ポインタ１１３は、データ格納用ＲＡＭ１１０からデー
タが一単位読み出される毎に、示している値をインクリ
メントすると共に、読み出し番地信号線１２５を介して
番地一致検出部１１５にその値を出力する。バッファ読
み出し制御部１１４は、番地格納用バッファ１１１から
番地（以下、比較番地と称す）をバッファ読み出し線１
２６を介して読み出し、当該比較番地をラッチし、一致
検出用番地入力線１２７を介して番地一致検出部１１５
に出力する。従って、番地一致検出部１１５は、入力さ
れた比較番地と読み出しアドレスポインタ１１３が示す
番地の値とを常に比較することができる。番地一致検出
部１１５は、両者が一致した時に識別信号を生成し識別
信号出力線２３を介して出力すると共に、一致した旨の
信号を一致検出結果出力信号線１２９を介してバッファ
読み出し制御部１１４に出力する。ところで、上記の比
較番地は、データ格納用ＲＡＭ１１０に格納された時に
データに割り当てられた番地を示しているから、番地一
致検出部１１５において比較番地と読み出しアドレスポ
インタ１１３が示す値とが一致することは、現にデータ
格納用ＲＡＭ１１０から読み出されているデータが格納
されている番地と、次に読み出されるデータが格納され
ている番地との間にデータ区切りが存在することを意味
している。なお、バッファ読み出し制御部１１４の構成
および動作については、以下、詳細に説明する。

【００２４】図２は、バッファ読み出し制御部１１４の
詳細を示すブロック図である。バッファ読み出し制御部
１１４は、番地格納用レジスタ１３１と、制御部１０１
とを含んでいる。番地格納用レジスタ１３１は、番地格
納用バッファ１１１から読み出した比較番地をラッチす
る。図３は、制御部１０１の動作を示すフローチャート
である。以下、図１、図２および図３を参照して、制御
部１０１の動作について詳細に説明する。

【００２５】まず、番地一致検出部１１５に比較番地を
出力していないと（ステップＳ１１）制御部１０１は、
番地格納用バッファ状態通知信号線１４１を介してバッ
ファエンプティー通知信号が入力したか否かを判断する
（ステップＳ１３）。バッファエンプティー信号は、番
地格納用バッファ１１１が比較番地を格納していない場
合に、制御部１０１にその旨を報知するための信号であ
る。制御部１０１は、バッファエンプティー信号が入力
すると番地格納用レジスタ１３１に格納されている比較
番地をクリアして（ステップＳ１７）、ステップＳ１１
に戻る。一方、バッファエンプティー信号が入力されな
いと、制御部１０１は、イネーブル信号線１２８を介し
て番地格納用バッファ読み出し信号を出力する（ステッ
プＳ１５）。その後、番地格納用レジスタ１３１に比較
番地がバッファ読み出し線１２６を介して入力される。
比較番地が入力されると、制御部１０１は、ラッチ信号
線１３２を介して番地格納用レジスタ１３１にラッチ信
号を出力する。これにより、番地格納用レジスタ１３１
は、入力された比較番地をラッチし（ステップＳ１
９）、その値を一致検出用番地入力線１２７を介して番
地一致検出部１１５に出力する（ステップＳ２１）。次
に、制御部１０１は、一致検出結果出力信号線１２９を
介して一致検出結果信号が入力したか否かを判断する
（ステップＳ２３）。制御部１０１は、一致検出結果信
号が入力しないとステップＳ２１に戻る。一方、制御部
１０１は、一致検出結果信号が入力すると、ステップＳ
１３に戻る。

【００２６】以上のように、可変長データ格納用バッフ
ァ１００は、入力されたデータをそのままデータ格納用
ＲＡＭ１１０の所定の番地に書き込み、そのまま読み出
す。可変長データ格納用バッファ１００は、データを符
号化しないので、そのためのハードウエアおよび符号化
されたデータを復号化するためのハードウエアが不要で
あり、全体の構成を簡単にすることができる。また、可
変長データ格納用バッファ１００は、比較番地を格納す
る番地格納用バッファ１１１を別途設ける必要がある
が、比較番地を格納するために必要な容量は小さいので
当該番地格納用バッファ１１１の容量は少なくて済む。
更に、番地格納用バッファ１１１から読み出されたデー
タ区切りを示す番地と、読み出しアドレスポインタが示
す値とを常時比較して、一致を検出した時点で、識別信
号を生成して出力するから、識別信号の符号化および復
号化を行う必要はなく、ハード構成を一層簡素化するこ
とができる。なお、可変長データ格納用バッファ１００
は、入力されるデータの平均長が比較的長いデータをデ
ータ格納用ＲＡＭ１１０に格納する場合、番地格納用バ
ッファ１１１の容量を有効に利用することができること
と相まってハードウエアの高い利用効率を実現すること
ができる。

【００２７】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係る可変長データ格納用バッファの構成を
示すブロック図である。可変長データ格納用バッファ２
００は、可変長データ格納用バッファ１００が備えるデ
ータ格納用ＲＡＭ１１０をデータ格納用ＲＡＭ２１０
に、番地格納用バッファ１１１を番地格納用バッファ２
１１に変更し、番地格納用バッファ使用状態通知信号線
２４０を追加的に付加したものである。番地格納用バッ
ファ２１１は、番地格納用バッファ使用状態通知信号線
２４０を介して、格納領域の状態に応じたイネーブル信
号をデータ格納用ＲＡＭ２１０に出力する。

【００２８】番地格納用バッファ２１１は、すべての格
納領域が使用されている場合に、その旨のイネーブル信
号を番地格納用バッファ使用状態通知信号線２４０を介
してデータ格納用ＲＡＭ２１０に出力することにより到
着したデータの格納を禁止する。これにより、可変長デ
ータ格納用バッファ２００は、データ格納用ＲＡＭ２１
０に格納されているデータのすべての区切りに係る識別
信号を生成して出力することができる。なお、番地格納
用バッファ２１１の容量は、取り扱われるデータの平均
長に応じて設計者等が適正な値を設定するとしてもよ
い。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る可変長データ格
納用バッファの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る可変長データ格
納用バッファが備えるバッファ読み出し制御部の構成を
示すブロック図である。

【図３】バッファ読み出し制御部が含む制御部の動作を
示すフローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る可変長データ格
納用バッファの構成を示すブロック図である。

【図５】第１の従来の可変長データ格納用バッファの構
成例を示すブロック図である。

【図６】第２の従来の可変長データ格納用バッファの構
成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０１…制御部 １１０，２１０…データ格納用ＲＡＭ １１１，２１１…番地格納用バッファ １１２…書き込みアドレスポインタ １１３…読み出しアドレスポインタ １１４…バッファ読み出し制御部 １１５…番地一致検出部 １３１…番地格納用レジスタ ２４０…番地格納用バッファ使用状態通知信号線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの入力と処理との速度差を調停す
   るために入力される可変長データを一時的に格納する可
   変長データ格納用バッファであって、 番地単位でデータを格納するデータ格納手段と、 前記データ格納手段に対して入力されたデータを書き込
   む番地を指定する書き込み番地指定手段と、 データの区切りを示す信号が入力した時点における前記
   書き込み番地指定手段が示している番地を格納し、最先
   に格納した番地から順に読み出される先入れ先出し型の
   番地格納手段と、 前記番地格納手段から番地を読み出して出力する番地読
   み出し手段と、 前記データ格納手段に対してデータを読み出す番地を指
   定すると共に当該番地を報知する読み出し番地報知手段
   と、 前記番地読み出し手段が読み出した番地と前記読み出し
   番地報知手段が報知した番地とを常時比較する番地比較
   手段とを備え、 前記番地比較手段は、前記番地読み出し手段が読み出し
   た番地と前記読み出し番地報知手段が報知した番地とが
   一致した時はデータ区切りを示す信号を生成して出力す
   ることを特徴とする、可変長データ格納用バッファ。
2. 【請求項２】 前記番地読み出し手段は、 前記番地格納手段から入力された番地を１つ格納するラ
   ッチ手段と、 前記番地格納手段の番地格納状況を監視し、その監視結
   果と前記番地比較手段の比較結果とに基づいて、前記番
   地格納手段からの前記ラッチ手段への番地読み出しおよ
   びラッチ手段のラッチ動作を制御する制御手段とを含
   み、 前記制御手段は、 前記番地格納手段に番地が格納されていれば、最先に格
   納された番地を読み出して前記ラッチ手段にラッチする
   と共に前記番地比較手段に出力し、その後、前記番地比
   較手段から番地が一致した旨の信号が入力されると、現
   にラッチ手段がラッチしている番地をクリアして新たに
   番地を入力してラッチし、また、番地格納手段に番地が
   格納されていない場合は、前記ラッチ手段をクリアして
   動作を待機することを特徴とする、請求項１に記載の可
   変長データ格納用バッファ。
3. 【請求項３】 前記番地格納手段の格納領域がすべて使
   用されている場合に前記データ格納手段がデータを格納
   するのを禁止する、データ格納禁止手段を更に備える、
   請求項１または２に記載の可変長データ格納用バッフ
   ァ。