JP2002319867A - パラレル処理回路及びその構成方法 - Google Patents
パラレル処理回路及びその構成方法Info
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Abstract
の設計資産を活用し、回路規模の増大を抑制するととも
に、演算処理以外にも汎用性を持たせる。 【解決手段】単位バイト処理回路1〜3の各々が、デー
タ入力端A、フィードバック入力端Bを有する単位デス
クランブル回路11〜13の各々を備え、単位バイト処
理回路4が、単位デスクランブル回路14とその出力を
1クロック分遅延させフィードバック信号fbを出力す
るF/F34とを備える。単位バイト処理回路1の出力
を単位デスクランブル回路12の入力端Bに、単位バイ
ト処理回路2、3の各出力を単位デスクランブル回路1
3,14の各入力端Bに、フィードバック信号fbを単
位デスクランブル回路11の入力端Bにそれぞれ入力し
て、単位バイト処理回路1を初段として単位バイト処理
回路4までのフィードバック経路をカスケード接続して
4バイトパラレルデスクランブル回路を構成する。
Description
関し、特にディジタル通信におけるCRC処理やシーケ
ンサ等の通信制御処理機能を有する通信用LSIのパラ
レル処理回路及びその構成方法に関する。
us Optical Network:光同期網)/
SDH(Synchronous Digital H
ierarchy:同期ディジタルハイアラーキ)ベー
スの基幹系ネットワークは、ATM(Asynchro
nous Transfer Mode:非同期伝送モ
ード)セルとIP(Internet Protoco
l:インターネットプロトコル)を融合させ、ますます
高速化の方向に向かっている。
Area Network:ローカルエリアネットワー
ク)市場からWAN(Wide Area Netwo
rk:広域ネットワーク)市場に移行してきていること
により、通信用LSIの処理速度の高速化が要求されて
いる。
Hの伝送速度区分で分類すると、OC−1(52Mbp
s)、OC−3(155Mbps)が主流であったが、
WAN市場では、OC−12(622Mbps)、OC
−48(2.5Gbps)、OC−192(10Gbp
s)に発展してきている。
置に用いられる通信処理用のLSI(以下通信用LS
I)においても、例えば、ディジタル通信データの誤り
検出用符号であるCRC(Cyclic Redund
ansy Check:巡回冗長検査)処理量も増大
し、また、高速化が要求されるようになってきている。
しかし、従来の1バイト(8ビット)単位のシリアル処
理アーキテキチャでは、プロセス技術の発展を期待して
も追従不可能となってきている。このため、通信用LS
Iにおける内部処理のパラレル処理化が必要になってき
ている。
度(以下速度)と通信用LSIの所要内部処理速度との
関係を示す表1を参照すると、この表は、ネットワーク
速度、内部処理ビット数、動作周波数の関係を示す。現
在、通信用LSIの内部処理は8ビットで処理されてお
り、現在のアーキテキチャでは、処理速度の限界はOC
−12(622Mbps)程度である。従って今後、普
及していくであろうOC−48,192の速度に追従し
ていくためには、内部処理のパラレル処理化が必須にな
ってくる。
路、例えば、CRC処理回路、シンドローム演算回路、
シーケンサ等において、1バイト単位の処理をパラレル
処理に変換すると回路が複雑になる傾向がある。また、
従来の1バイト処理の回路に対して大幅な回路修正を行
う必要がある。
5096号公報記載の従来のパラレル処理回路及びその
構成方法をは、任意のCRC演算式に対応できるように
XOR素子を予め準備しておき、演算式に応じてXOR
素子の接続を論理的に切り替えられるようにしている。
XOR素子の接続切り替えは、生成多項式毎にデータテ
ーブルを設けて実現している。
図7を参照すると、この従来のパラレル処理回路は、C
RC計算用の余りテーブルデータを格納するCRC計算
用データ格納部100と、複数の生成多項式に対応した
並列CRC計算用データテーブルをプログラマブルに設
定指定するブロックデータ設定部200と、並列CRC
計算を実行する並列CRC計算部300と、入力データ
をシフトする入力データシフト部400と、並列CRC
計算部300で生成したCRC符号出力用のフリップフ
ロップ500とを備える。
理回路の動作について説明すると、データ設定部200
により、複数の生成多項式に対応する余りテーブルデー
タをCRC計算用データ格納部100にプログラマブル
に設定することにより、あらゆる生成多項式、入力デー
タ幅に対して、並列CRC計算部300は、CRC符号
を並列計算で生成する。
ータの一部に無効データがあっても、データシフト部4
00で入力データとフィードバックデータを下位ビット
へシフトさせ、シフトされた上位ビットに”0”を挿入
し、さらに、CRC計算中にテーブルデータをダイナミ
ックに変更することにより正しいCRC符号を演算する
ことができる。ここで、無効データ/有効データとは、
データ受信信号の”1”で入力データの有効、”0”で
入力データの無効をそれぞれ意味する。
を参照すると、この並列CRC演算部300は、m(m
は正の整数)ビットの入力データ及びCRC演算結果の
フィードバックデータ(以下フィードバックデータ)の
各ビットとCRC計算用テーブルデータの各ビットとの
論理積(AND)演算を行いそのAND演算結果を排他
的論理和(XOR)演算を行ってCRC符号を生成する
AND−XOR部E1〜Emを備える。
−XOR部の代表としてAND−XOR部E1の詳細を
示す図9を参照すると、このAND−XOR部E1は、
入力データD0〜D7及びCRC演算結果のフィードバ
ックデータD8〜D15の各ビットとCRC計算用テー
ブルデータg0〜g15の各ビットの論理積(AND)
演算を行う16個のANDゲートと、下位から2個づつ
のANDゲート毎の出力の排他的論理和(XOR)演算
を行う8個の1段目のXORゲートと、下位から2個づ
つの1段目のXORゲートの出力のXOR演算を行う4
個の2段目のXORゲートと、下位から2個づつの2段
目のXORゲートの出力のXOR演算を行う2個の3段
目のXORゲートと、2個の3段目のXORゲートのX
OR演算を行い演算結果のCRC符号を出力する4段目
のXORゲートとを備える。
mを用いた並列CRC演算部の素子数の計算について説
明すると、ATMセルにおける剰余演算に使うCRC演
算である、G(x)=X8+X2+X+1を処理する場
合、並列CRC計算部の素子数は以下のようになる。
とすると、並列CRC計算部の所要ゲート数は以下の式
となる。 XOR素子数={(m/2+m/4+・・+2+1)+(n/2+n/4+・・ +2+1)+1}×n・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1) AND素子数=m+n・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2) 第1の例として、入力ビット幅mが8ビットで生成多項
式の次数nが8ビットの場合は次のようになる。
2+1)+1}×8=120、 AND素子数:8+8=16、 合計:136素子となる。
トの場合は次のようになる。 XOR素子数:{(16+8+4+2+1)+(4+2
+1)+1}×8=312、 AND素子数:32+8=40、 合計:352素子となる。
理回路は、以下3点の問題点があった。
部100に設定する余りテーブルデータを変更すること
により、あらゆる生成多項式に対応できる構成のため、
特に、生成多項式の次数、入力データ幅が大きくなる
と、式1,2に示したように、CRC計算部の素子数が
非常に大きくなる傾向があるということである。
力データ幅に対応してCRC符号を生成することができ
るが、逆に演算処理のみにしか汎用性はない。例えば、
入力データのバイト列からシーケンサ制御するシーケン
サ制御回路には適用できないということである。
パラレルデータの一部に無効データがある場合でも汎用
的にCRC符号を生成することを可能とするために、余
分な回路であるデータ整列用のデータシフト部400を
必要とすることである。
ル処理回路及びその構成方法は、CRC計算用データ格
納部に設定する余りテーブルデータを変更することによ
り、あらゆる生成多項式に対応できる構成のため、生成
多項式の次数や、入力データ幅が大きくなると、CRC
計算部の素子数が非常に大きくなるという欠点があっ
た。
に対応してCRC符号を生成できるが、演算処理にしか
汎用性がなく、例えば、入力データのバイト列からのシ
ーケンサ制御回路への適用ができないという欠点があっ
た。
データの一部に無効データがある場合でも汎用的にCR
C符号を生成することを可能とするためシフト処理によ
るデータ整列が必要であり、余分な回路であるデータシ
フト部を必要とするという欠点があった。
ト)で処理していた通信用LSIの処理回路の設計資産
を活用し、容易にパラレル処理に適用できるアーキテキ
チャを構築し、このアーキテキチャを適用して回路規模
の増大を抑制するとともに、演算処理以外にも汎用性を
有するパラレル処理回路及びその構成方法を提供するこ
とにある。
ラレル処理回路は、ディジタル通信における通信データ
関連演算/通信制御処理機能を有し、各々が1バイト単
位の処理回路である第1〜第n(nは正の整数)の単位
バイト処理回路を用いてnバイトのパラレル処理を行う
通信用LSIのパラレル処理回路において、前記第1〜
第n−1の単位バイト処理回路の各々が、1バイト単位
の予め定めた通信処理を行う演算組み合わせ回路から成
り、少なくともフィードバック信号が1バイト単位で入
力するフィードバック入力端と処理結果を1バイト単位
の単位バイト処理出力として出力する出力端とを有する
第1〜第n−1の単位バイト通信処理回路の各々を備
え、前記第nの単位バイト処理回路が、第nの前記単位
バイト通信処理回路とこの第nの単位バイト通信処理回
路の出力である第nの単位バイト処理出力を1クロック
分遅延させるフリップフロップとを備え、前記第1の単
位バイト処理回路が、第1の単位バイトの入力に応じて
生成した第1の前記単位バイト処理出力を外部出力端子
に出力すると共にこの第1の単位バイト処理出力を第1
のフィードバック出力として次段の第2の単位バイト通
信処理回路の前記フィードバック入力端に入力し、前記
第2の単位バイト処理回路が、第2の単位バイトの入力
に応じて生成した第2の単位バイト処理出力を前記外部
出力端子に出力すると共にこの第2の単位バイト処理出
力を第2のフィードバック出力として次段の第3の単位
バイト通信処理回路の前記フィードバック入力端に入力
することを第nの単位バイト通信処理回路の前記フィー
ドバック入力端に入力するまで反復し、前記第nの単位
バイト処理回路が、第nの単位バイトの入力に応じて生
成した前記第nの単位バイト処理出力を前記外部出力端
子に出力すると共にこの第nの単位バイト処理出力を前
記フリップフロップに供給し、前記フリップフロップが
前記第nの単位バイト処理出力を1クロック分遅延して
第nのフィードバック出力として前記第1の単位バイト
通信処理回路のフィードバック入力端に入力することに
より、前記第1の単位バイト処理回路を初段として前記
第nの単位バイト処理回路までのフィードバック経路を
カスケード接続して成ることを特徴とするものである。
載のパラレル処理回路において、前記単位バイト処理回
路が、データ入力端子と前記フィードバック入力端子と
前記データ出力端子とを有し1バイト単位で所定のデス
クランブル処理を行う前記単位バイト通信処理回路であ
る単位デスクランブル回路を備え、nバイトのパラレル
デスクランブル処理を行うnバイトデスクランブル回路
を構成することを特徴とするものである。
載のパラレル処理回路において、前記単位バイト処理回
路が、前記フィードバック入力端子と前記データ出力端
子とを有し1バイト単位で所定のスクランブルパターン
発生処理を行う前記単位バイト通信処理回路である単位
スクランブルパターン発生回路と、前記単位スクランブ
ルパターン発生回路の出力と1バイト分の入力データ信
号とを加算し加算単位スクランブルパターンを出力する
加算回路とを備え、nバイトのパラレルスクランブルパ
ターン発生処理を行うnバイトスクランブルパターン発
生回路を構成することを特徴とするものである。
載のパラレル処理回路において、前記単位バイト処理回
路が、データ入力端子と前記フィードバック入力端子と
前記データ出力端子とを有し1バイト単位で所定のCR
C(巡回冗長検査)演算処理を行う前記単位バイト通信
処理回路である単位CRC演算処理回路を備え、nバイ
トのパラレルCRC演算処理を行うnバイトCRC演算
処理回路を構成することを特徴とするものである。
載のパラレル処理回路において、前記単位バイト処理回
路が、データ入力端子と前記フィードバック入力端子と
状態遷移条件を設定する状態遷移制御信号を入力する状
態遷移制御信号入力端子と前記データ出力端子とを有し
1バイト単位でシーケンス制御処理を行い対応の状態信
号を生成する前記単位バイト通信処理回路である単位シ
ーケンス制御回路を備え、nバイトのパラレルシーケン
ス制御を行うnバイトシーケンス制御回路を構成するこ
とを特徴とするである。
載のパラレル処理回路において、前記単位バイト処理回
路が、有効信号の論理レベルに応答して前記単位バイト
処理出力を伝達する有効状態と非伝達とする無効状態の
いずれか一方を選択するセレクタを備えて構成されてい
る。
載のパラレル処理回路において、前記nバイトシーケン
ス制御回路が、第1〜第nの入力バイトの各々と第1〜
第nの前記状態遷移制御信号の供給に応答して生成した
第1〜第nの前記単位バイト状態信号の各々を未来状態
信号として出力し、前記第1〜第n−1の単位バイト状
態信号の各々と、前記第nの単位バイト状態信号を1ク
ロック分遅延した第nのフィードバック信号の各々を現
在状態信号として出力することを特徴とするものであ
る。
構成方法は、ディジタル通信における通信データ関連演
算/通信制御処理機能を有し、各々が1バイト単位の処
理回路である第1〜第n(nは正の整数)の単位バイト
処理回路を用いてnバイトのパラレル処理を行う通信用
LSIのパラレル処理回路の構成方法において、前記第
1の単位バイト処理回路が、第1の単位バイトの入力に
応じて生成した第1の単位バイト処理出力を外部出力端
子に出力すると共にこの第1の単位バイト処理出力を第
1のフィードバック出力として次段である前記第2の単
位バイト処理回路のフィードバック入力端に入力し、前
記第2の単位バイト処理回路が、第2の単位バイトの入
力に応じて生成した第2の単位バイト処理出力を前記外
部出力端子に出力すると共にこの第2の単位バイト処理
出力を第2のフィードバック出力として次段である前記
第3の単位バイト処理回路のフィードバック入力端に入
力することを前記第nの単位バイト処理回路のフィード
バック入力端に入力するまで反復し、前記第nの単位バ
イト処理回路が、第nの単位バイトの入力に応じて生成
した第nの単位バイト処理出力を前記外部出力端子に出
力すると共にこの第nの単位バイト処理出力を1クロッ
ク分遅延させて第nのフィードバック出力として前記第
1の単位バイト処理回路のフィードバック入力に入力す
ることにより、前記第1の単位バイト処理回路を初段と
して前記第nの単位バイト処理回路までのフィードバッ
ク経路をカスケード接続して所望のnバイトのパラレル
処理回路を構成することを特徴とするものである。
て図面を参照して詳細に説明する。
ジタル通信におけるスクランブル/デスクランブル処理
やCRC処理及びシーケンス処理等の通信データ関連演
算/通信制御処理機能を有し、各々が1バイト単位の処
理回路である第1〜第n(nは正の整数)の単位バイト
処理回路を用いてnバイトのパラレル処理を行う通信用
LSIのパラレル処理回路において、上記第1〜第n−
1の単位バイト処理回路の各々が、1バイト単位の予め
定めた通信処理を行う演算組み合わせ回路から成り、少
なくともフィードバック信号が1バイト単位で入力する
フィードバック入力端と処理結果を1バイト単位の単位
バイト処理出力として出力する出力端とを有する第1〜
第n−1の単位バイト通信処理回路の各々を備え、第n
の単位バイト処理回路が、第nの前記単位バイト通信処
理回路とこの第nの単位バイト通信処理回路の出力であ
る第nの単位バイト処理出力を1クロック分遅延させる
フリップフロップとを備え、第1の単位バイト処理回路
が、第1の単位バイトの入力に応じて生成した第1の単
位バイト処理出力を外部出力端子に出力すると共にこの
第1の単位バイト処理出力を第1のフィードバック出力
として次段の第2の単位バイト通信処理回路の前記フィ
ードバック入力端に入力し、第2の単位バイト処理回路
が、第2の単位バイトの入力に応じて生成した第2の単
位バイト処理出力を前記外部出力端子に出力すると共に
この第2の単位バイト処理出力を第2のフィードバック
出力として次段の第3の単位バイト通信処理回路のフィ
ードバック入力端に入力することを第nの単位バイト通
信処理回路の前記フィードバック入力端に入力するまで
反復し、第nの単位バイト処理回路が、第nの単位バイ
トの入力に応じて生成した第nの単位バイト処理出力を
外部出力端子に出力すると共にこの第nの単位バイト処
理出力を上記フリップフロップに供給し、上記フリップ
フロップが第nの単位バイト処理出力を1クロック分遅
延して第nのフィードバック出力として第1の単位バイ
ト通信処理回路のフィードバック入力端に入力すること
により、第1の単位バイト処理回路を初段として第nの
単位バイト処理回路までのフィードバック経路をカスケ
ード接続して成ることを特徴とするものである。
クで示す図1を参照すると、この図に示す本実施の形態
のパラレル処理回路は、4バイトパラレル処理の自己同
期型デスクランブル回路に適用した例であり、各々が1
バイト単位のデスクランブル処理を行う演算組み合わせ
回路から成る1バイト処理回路であり後述のようにフィ
ードバック経路を相互にカスケード(直列)接続した4
個の単位デスクランブル回路11,12,13,14
と、単位デスクランブル回路11,12,13,14の
各々の出力を有効信号V*(*は任意の数値、ここでは
3〜0のうちの1つを表す)の値に応じて有効/無効化
する4個のセレクタ21,22,23,24と、入力端
Gがセレクタ21の出力端Fに接続され出力端Hが単位
デスクランブル回路11のフィードバック入力端B及び
セレクタ21の入力端Dに接続され入力信号を1クロッ
ク分遅延させるフリップフロップ(F/F)34を備え
る。なお、信号経路の近傍の8,32等の数字はその信
号経路を伝搬する信号のビット幅を示す。また、F/F
34の出力端Hから出力されるフィードバック信号fb
の添字tdは1クロック分の遅延を表す。
意の段の動作(出力)がその前段の動作(出力)によっ
て影響されるように接続することである。本実施の形態
では、以下に説明するように、フィードバック経路を初
段の単位デスクランブル回路11から終段の単位デスク
ランブル回路14まで直列接続している。
力端Aは入力端子DIに接続され、出力端Cはセレクタ
21の入力端Eに接続され、セレクタ21の出力端F
は、出力端子TDOと単位デスクランブル回路12のフ
ィードバック入力端Bに接続される。
入力端子DIに接続され、出力端Cはセレクタ22の入
力端Eに接続され、セレクタ22の出力端Fは、出力端
子TDOと単位デスクランブル回路13のフィードバッ
ク入力端Bに接続される。
入力端子DIに接続され、出力端Cはセレクタ23の入
力端Eに接続され、セレクタ23の出力端Fは、出力端
子TDOと単位デスクランブル回路14のフィードバッ
ク入力端Bに接続される。
力端Aは入力端子DIに接続され、出力端Cはセレクタ
24の入力端Eに接続され、セレクタ24の出力端Fは
出力端子TDOと、上記のように、F/F34の入力端
Gに接続される。
について説明すると、まず、入力端子TDIには、1ク
ロック毎に4バイト(32ビット)の入力パラレルデー
タDIビット31〜0(以下ビット31:0等と記述)
が入力する。この4バイトのパラレルデータDIビット
31:0は、1バイト分ずつ、すなわち、DIビット3
1:24(以下バイトDI3)、DIビット23:16
(以下バイトDI2)、DIビット15:8(以下バイ
トDI1)、及びDIビット7:0(以下バイトDI
0)の時系列順で供給され、それぞれ、単位デスクラン
ブル回路11,12,13,14の各々の入力端Aに入
力する。
入力データDIビット31:0(バイトDI3:0)に
付随する信号であり、このパラレル入力データバイトD
I3:0のデータの有効/無効を示す信号である。この
うち、有効信号V3は、DIビット31:24(バイト
DI3)の有効/無効信号で“1”が有効データを
“0”が無効データをそれぞれ意味する。以下同様に、
有効信号V2は、バイトDI2の有効信号、有効信号V
1は、バイトDI1の有効信号、有効信号V0は、バイ
トDI0の有効信号である。
である場合、単位デスクランブル回路11〜14の各々
は、それぞれ、入力バイトDI3:0の各々をデスクラ
ンブル処理し、対応するセレクタ21〜24の出力端F
から出力バイトDO3〜DO0の各々を出力する。これ
ら出力バイトDO3〜DO0をパラレル化して出力端子
TDOからパラレル出力バイトDO3:0(出力パラレ
ルデータDOビット31:0)を出力する。
バイトの入力バイトDI3:0の内、一部のバイトが無
効データであっても無効データに対する処理結果を後段
の処理回路に伝達しないようにパスさせる機能を有す
る。これにより、4バイトの入力パラレルデータの一部
に無効データがあっても、パラレル処理が可能となる。
4のセレクタ24の出力バイトDO0はF/F34に供
給され、F/F34は出力バイトDO0対応のフィード
バック信号fbとして初段の単位デスクランブル回路1
1のフィードバック入力端Bに供給する。
うに、暗号化等の目的で送信時にスクランブル処理され
た受信信号をスクランブル処理前の信号系列に戻す処理
である。スクランブル/デスクランブル処理の詳細につ
いては周知であり、本発明に直接関係しないので、省略
する。
スクランブル回路の構成法を模式的に説明図で示す図2
を参照すると、このデスクランブル回路の構成手順は、
以下の通りである。 (1)1バイト単位の処理回路、ここでは単位デスクラ
ンブル回路及びその付属回路を、パラレル処理対象とす
る任意のバイト数(ここでは4)分パラレルに配置す
る。以下の説明では、単位デスクランブル回路及びその
付属回路を含め単位バイト処理回路と呼ぶ。
〜4から構成され、説明の便宜上代表として単位バイト
処理回路1は、単位デスクランブル回路11と、セレク
タ21とに加えて、出力用のF/F31を有する。従っ
て、セレクタ21の出力端FはF/F31の入力端Gに
接続し、F/F31の出力端Hは出力端子TDOに接続
するとともに単位デスクランブル回路11のフィードバ
ック入力端Bに接続しフィードバック経路を構成してい
る。 (2)単位バイト処理回路1のフィードバック経路を構
成するF/F31の出力端Hを単位デスクランブル回路
11のフィードバック入力端Bから切り離し、この出力
端Hを次段の単位処理回路2の単位デスクランブル回路
12のフィードバック入力端Bに接続する。 (3)以下同様に、単位バイト処理回路2のフィードバ
ック経路のF/F32の出力端Hを単位デスクランブル
回路12のフィードバック入力端Bから切り離し、この
出力端Hを次段の単位処理回路3の単位デスクランブル
回路13のフィードバック入力端Bに接続し、単位バイ
ト処理回路3のフィードバック経路のF/F33の出力
端Hを単位デスクランブル回路13のフィードバック入
力端Bから切り離し、この出力端Hを最終段の単位処理
回路4の単位デスクランブル回路14のフィードバック
入力端Bに接続する。 (4)最終段の単位処理回路4のフィードバック経路の
F/F34の出力端Hを最前段の単位バイト処理回路1
の単位デスクランブル回路11のフィードバック入力端
Bに接続する。 (5)単位バイト処理回路1〜3の各々のF/F31〜
F/F33を削除し、また、単位バイト処理回路4のセ
レクタ24の出力端Fを出力端子TDOに接続し、F/
F34の出力端Hから出力端子TDOへの配線を削除す
る。
形態のデスクランブル回路は、1クロックで入力した4
バイト入力バイトDI3:1をパラレル処理した4バイ
ト出力バイトDO3:1を出力する。
路のみでなく任意機能の単位バイト処理回路を、任意の
パラレル処理バイト数に拡張できる。
意の機能の演算回路、例えば、スクランブル回路/デス
クランブル回路、シンドローム演算等や、シーケンサ制
御回路に対し適用できる。
る単位バイト処理回路を任意のパラレル処理バイト数
(n)分カスケードに接続する構成を有しており、最終
段の単位バイト処理回路から、1クロックで処理したn
バイト処理の結果を出力する。この結果を、次クロック
の処理にフィードバックすることによりnバイトのパラ
レル処理が実現できる。
しているセレクタは、上述したように、1クロック毎に
入力されるnバイトのパラレルデータの内、一部のバイ
トが無効データであっても無効データに対する処理結果
を後段の処理回路に伝達しないようにパスさせる機能を
持つ。これにより、nバイトの入力パラレルデータの一
部に無効データがあっても、従来必要としたデータ整列
用のシフト処理回路を設ける必要がなくパラレル処理が
可能となる。従って、データ処理の高速化を容易に図る
ことができる。
減できる。以下にその詳細を説明すると、従来技術で説
明した、ATM(Asynchronous Tran
sfer Mode:非同期伝送モード)セルにおける
剰余演算に使うパラレル処理であるCRC(Cycli
c Redundansy Check:巡回冗長検
査)演算の生成多項式G(x)=X8+X2+X+1の処
理を例として、本発明のパラレル処理回路を適用した場
合のCRC演算回路の所要ゲート数を算出する。
演算回路を図1と共通の構成要素には共通の参照文字/
数字を付して同様にブロックで示す図3(A)を参照す
ると、この図に示す本実施の形態の4バイトのCRC演
算回路の前述の第1の実施の形態との相違点は、単位デ
スクランブル回路11,12,13,14の代わりに基
本的な1バイト処理のCRC演算回路である単位CR演
算部71〜74を備えることである。
トCRC処理回路をブロックで示す図3(B)を参照す
ると、下記論理式で動作し1バイト単位でCRC演算を
行う単位CRC演算部74と、F/F31とを備える。
なお、説明の便宜上、この図及び以下の説明では、有効
信号V0が有効状態“1”であるものとしてセレクタ2
4を省略する。
示であるDI7:1、出力データを同様にDO7:1、
CRCデータを同様にCRC7:0とし、DI7〜DI
0が入力データのビット7〜ビット0を、DO7〜DO
0の各々が出力データDOのビット7〜ビット0を、C
RC7〜CRC0をCRCデータのビット7〜ビット0
をそれぞれ表し、+をXOR演算を表すものとすると、
単位CRC演算部74の上記論理式は以下のように表さ
れる。 CRC7=DO7+DI7+DO6+DI6+DO5+
DI5 CRC6=DO6+DI6+DO5+DI5+DO4+
DI4 CRC5=DO5+DI5+DO4+DI4+DO3+
DI3 CRC4=DO4+DI4+DO3+DI3+DO2+
DI2 CRC3=DO7+DI7+DO3+DI3+DO2+
DI2+DO1+DI1 CRC2=DO6+DI6+DO2+DI2+DO1+
DI1+DO0+DI0 CRC1=DO7+DI7+DO6+DI6+DO1+
DI1+DO0+DI0 CRC0=DO7+DI7+DO6+DI6+DO0+
DI0 すなわち、CRC7、CRC6、CRC5、CRC4及
びCRC0の各々は5個のXOR素子を必要とし、CR
C3、CRC2、及びCRC1の各々は7個のXOR素
子を必要とする。従って、単位バイトCRC処理回路の
所要排他的論理和(XOR)素子数は、25+21=4
6素子となる(ただし、論理の最適化によりもっと低減
できる)。
CRC処理回路の所要XOR素子数は、単に単位バイト
CRC処理回路の所要XOR素子数を4倍すればよいの
で、46×4=184素子となる。
素子であったので、本実施の形態により約50%のXO
R素子数を削減できる。
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
にブロックで示す図4を参照すると、この図に示す本実
施の形態のパラレル処理回路はスクランブルパターン発
生部に適用した例であり、前述の第1の実施の形態のデ
スクランブル回路との相違点は、単位デスクランブル発
生回路11,12,13,14の代わりに、1バイト単
位のスクランブルパターン発生処理を行う演算組み合わ
せ回路から成る4個の単位スクランブルパターン発生回
路41,42,43,44と、セレクタ21、22,2
3,24の各々の出力と入力バイトDI3,バイトDI
2,バイトDI2,バイトDI1,バイトDI0の各々
とを加算し出力バイトDO3:0を生成する加算回路5
1,52,53,54とを備えることである。
42,43,44の各々は、入力端としてフィードバッ
ク入力端Bのみを有する。
る。
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
にブロックで示す図5を参照すると、この図に示す本実
施の形態のパラレル処理回路は入力データのバイト列を
シーケンサにて制御するシーケンス制御回路に適用した
例であり、前述の第1の実施の形態のデスクランブル回
路との相違点は、単位デスクランブル発生回路11,1
2,13,14の代わりに、1バイト単位の状態遷移制
御によりシーケンス制御を行う単位シーケンス制御回路
61,62,63,64を備えることである。
3,64の各々には、データ入力端Aとフィードバック
入力端Bに加えて、シーケンス制御の各状態遷移のため
の状態遷移条件を制御する状態遷移制御信号ST3,S
T2,ST1,ST0の各々の入力端Jを有する。
て説明すると、単位シーケンス制御回路61,62,6
3,64の各々は、入力データバイト3:0の各バイト
毎の状態遷移制御信号ST3,ST2,ST1,ST0
の各々の供給を受け、パラレル入力データバイト3:0
の各バイトとその状態が1対1で対応するように、状態
信号SEQ3,SEQ2,SEQ1,SEQ0の各々を
出力する。
ータ列をシーケンサにより制御するシーケンス制御回路
に実施の形態のパラレル処理を適用することにより、単
位シーケンス制御回路を容易にパラレル処理化できる。
共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付して同様
にブロックで示す図6を参照すると、この図に示す本実
施の形態のパラレル処理回路は第4の実施の形態と同様
にシーケンス制御回路に適用した例であり、前述の第4
の実施の形態のシーケンス制御回路との相違点は、第3
の実施の形態の出力である状態信号SEQ3,SEQ
2,SEQ1,SEQ0を総括した未来状態信号SEQ
Fに加えて、現在の状態を示す状態信号SEQC3,S
EQC2,SEQC1,SEQC0を総括した現在状態
信号SEQCを出力するよう出力回路を構成したことで
ある。
は、未来状態信号SEQ3,SEQ2,SEQ1,SE
Q0しか出力していない。よって、状態が遷移したこと
を検出して制御する場合には適用できない。
3,SEQ2,SEQ1,SEQ0=SEQFに加え
て、単位シーケンス制御回路61,62,63,64の
各々へのフィードバック信号に対応する現在状態信号S
EQC0,SEQC3,SEQC2,SEQC1=SE
QCを出力する。
C1は状態信号SEQ3,SEQ2,SEQ1の各々と
同一の信号であり、SEQC0はフィードバック信号f
bと同一の信号である。
信号SEQCと、未来状態信号SEQFの変化で検出す
ることが可能になる。
処理回路及びその構成方法は、第1〜第n−1の単位バ
イト処理回路の各々が、1バイト単位の予め定めた通信
処理を行う演算組み合わせ回路から成り、少なくともフ
ィードバック信号が1バイト単位で入力するフィードバ
ック入力端と処理結果を1バイト単位の単位バイト処理
出力として出力する出力端とを有する第1〜第n−1の
単位バイト通信処理回路の各々を備え、第nの単位バイ
ト処理回路が、第nの単位バイト通信処理回路と第nの
単位バイト処理出力を1クロック分遅延させるフリップ
フロップとを備え、第1の単位バイト処理回路を初段と
して前記第nの単位バイト処理回路までのフィードバッ
ク経路をカスケード接続してパラレル処理回路を構成し
てるため、任意機能の単位バイト処理回路を、容易に任
意のバイト数のパラレル処理回路に変換することができ
るという効果がある。また、入力パラレルデータの一部
に無効データがあっても、データ整列用のシフト処理回
路を設けることなく実現でき、結果として、データ処理
の高速化が可能となるという効果がある。
がある。
のデスクランブル回路を示すブロック図である。
示す説明図である。
のCRC処理回路の一例を示すブロック図である。
のスクランブルパターン発生回路の一例を示すブロック
図である。
のシーケンス制御回路の一例を示すブロック図である。
のシーケンス制御回路の一例を示すブロック図である。
図である。
図である。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ディジタル通信における通信データ関連
演算/通信制御処理機能を有し、各々が1バイト単位の
処理回路である第1〜第n(nは正の整数)の単位バイ
ト処理回路を用いてnバイトのパラレル処理を行う通信
用LSIのパラレル処理回路において、 前記第1〜第n−1の単位バイト処理回路の各々が、1
バイト単位の予め定めた通信処理を行う演算組み合わせ
回路から成り、少なくともフィードバック信号が1バイ
ト単位で入力するフィードバック入力端と処理結果を1
バイト単位の単位バイト処理出力として出力する出力端
とを有する第1〜第n−1の単位バイト通信処理回路の
各々を備え、 前記第nの単位バイト処理回路が、第nの前記単位バイ
ト通信処理回路とこの第nの単位バイト通信処理回路の
出力である第nの単位バイト処理出力を1クロック分遅
延させるフリップフロップとを備え、 前記第1の単位バイト処理回路が、第1の単位バイトの
入力に応じて生成した第1の前記単位バイト処理出力を
外部出力端子に出力すると共にこの第1の単位バイト処
理出力を第1のフィードバック出力として次段の第2の
単位バイト通信処理回路の前記フィードバック入力端に
入力し、 前記第2の単位バイト処理回路が、第2の単位バイトの
入力に応じて生成した第2の単位バイト処理出力を前記
外部出力端子に出力すると共にこの第2の単位バイト処
理出力を第2のフィードバック出力として次段の第3の
単位バイト通信処理回路の前記フィードバック入力端に
入力することを第nの単位バイト通信処理回路の前記フ
ィードバック入力端に入力するまで反復し、 前記第nの単位バイト処理回路が、第nの単位バイトの
入力に応じて生成した前記第nの単位バイト処理出力を
前記外部出力端子に出力すると共にこの第nの単位バイ
ト処理出力を前記フリップフロップに供給し、前記フリ
ップフロップが前記第nの単位バイト処理出力を1クロ
ック分遅延して第nのフィードバック出力として前記第
1の単位バイト通信処理回路のフィードバック入力端に
入力することにより、前記第1の単位バイト処理回路を
初段として前記第nの単位バイト処理回路までのフィー
ドバック経路をカスケード接続して成ることを特徴とす
るパラレル処理回路。 - 【請求項2】 前記単位バイト処理回路が、データ入力
端子と前記フィードバック入力端子と前記データ出力端
子とを有し1バイト単位で所定のデスクランブル処理を
行う前記単位バイト通信処理回路である単位デスクラン
ブル回路を備え、nバイトのパラレルデスクランブル処
理を行うnバイトデスクランブル回路を構成することを
特徴とする請求項1記載のパラレル処理回路。 - 【請求項3】 前記単位バイト処理回路が、前記フィー
ドバック入力端子と前記データ出力端子とを有し1バイ
ト単位で所定のスクランブルパターン発生処理を行う前
記単位バイト通信処理回路である単位スクランブルパタ
ーン発生回路と、 前記単位スクランブルパターン発生回路の出力と1バイ
ト分の入力データ信号とを加算し加算単位スクランブル
パターンを出力する加算回路とを備え、nバイトのパラ
レルスクランブルパターン発生処理を行うnバイトスク
ランブルパターン発生回路を構成することを特徴とする
請求項1記載のパラレル処理回路。 - 【請求項4】 前記単位バイト処理回路が、データ入力
端子と前記フィードバック入力端子と前記データ出力端
子とを有し1バイト単位で所定のCRC(巡回冗長検
査)演算処理を行う前記単位バイト通信処理回路である
単位CRC演算処理回路を備え、nバイトのパラレルC
RC演算処理を行うnバイトCRC演算処理回路を構成
することを特徴とする請求項1記載のパラレル処理回
路。 - 【請求項5】 前記単位バイト処理回路が、データ入力
端子と前記フィードバック入力端子と状態遷移条件を設
定する状態遷移制御信号を入力する状態遷移制御信号入
力端子と前記データ出力端子とを有し1バイト単位でシ
ーケンス制御処理を行い対応の状態信号を生成する前記
単位バイト通信処理回路である単位シーケンス制御回路
を備え、nバイトのパラレルシーケンス制御を行うnバ
イトシーケンス制御回路を構成することを特徴とする請
求項1記載のパラレル処理回路。 - 【請求項6】 前記単位バイト処理回路が、有効信号の
論理レベルに応答して前記単位バイト処理出力を伝達す
る有効状態と非伝達とする無効状態のいずれか一方を選
択するセレクタを備えることを特徴とする請求項1記載
のパラレル処理回路。 - 【請求項7】 前記nバイトシーケンス制御回路が、第
1〜第nの入力バイトの各々と第1〜第nの前記状態遷
移制御信号の供給に応答して生成した第1〜第nの前記
単位バイト状態信号の各々を未来状態信号として出力
し、 前記第1〜第n−1の単位バイト状態信号の各々と、前
記第nの単位バイト状態信号を1クロック分遅延した第
nのフィードバック信号の各々を現在状態信号として出
力することを特徴とする請求項5記載のパラレル処理回
路。 - 【請求項8】 ディジタル通信における通信データ関連
演算/通信制御処理機能を有し、各々が1バイト単位の
処理回路である第1〜第n(nは正の整数)の単位バイ
ト処理回路を用いてnバイトのパラレル処理を行う通信
用LSIのパラレル処理回路の構成方法において、 前記第1の単位バイト処理回路が、第1の単位バイトの
入力に応じて生成した第1の単位バイト処理出力を外部
出力端子に出力すると共にこの第1の単位バイト処理出
力を第1のフィードバック出力として次段である前記第
2の単位バイト処理回路のフィードバック入力端に入力
し、 前記第2の単位バイト処理回路が、第2の単位バイトの
入力に応じて生成した第2の単位バイト処理出力を前記
外部出力端子に出力すると共にこの第2の単位バイト処
理出力を第2のフィードバック出力として次段である前
記第3の単位バイト処理回路のフィードバック入力端に
入力することを前記第nの単位バイト処理回路のフィー
ドバック入力端に入力するまで反復し、 前記第nの単位バイト処理回路が、第nの単位バイトの
入力に応じて生成した第nの単位バイト処理出力を前記
外部出力端子に出力すると共にこの第nの単位バイト処
理出力を1クロック分遅延させて第nのフィードバック
出力として前記第1の単位バイト処理回路のフィードバ
ック入力に入力することにより、前記第1の単位バイト
処理回路を初段として前記第nの単位バイト処理回路ま
でのフィードバック経路をカスケード接続して所望のn
バイトのパラレル処理回路を構成することを特徴とする
パラレル処理回路の構成方法。
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