JP2004080334A - Packet transfer circuit in ip over atm - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は可変長データであるIP(Internet Protocol)パケットを固定長のセルで伝送を行うATM(Asynchronous Transfer Mode) により転送するIPオーバー(over) ATMにおけるパケット転送回路に関する。
【0002】
近年,ATMにより各種の速度のデジタル信号を固定長のセルの形式で効率的に転送する技術が利用されるようになった。そのATMネットワークでは固定長のセルを用いている。一方,パーソナルコンピュータや,各種の端末によるデジタル信号を可変長パケットにより転送するIPのネットワークが普及しており,今後更に利用が増加することが予想されるが,IPパケットをATMネットワークにより転送する技術が利用されるようになった。このようなIPパケットをATMにより転送することを以下,IPオーバー(over)ATMという。
【0003】
ATMネットワーク上でIPパケットを転送する場合,IPパケットのルーティング処理を行うためにバッファメモリが用いられるが,バッファメモリの小型化と低コスト化が望まれている。
【0004】
【従来の技術】
図7は本発明が適用されるシステムの構成例,図8は従来例のバッファメモリの説明図である。
【0005】
図7の構成では,IPのネットワーク80とATMのネットワーク85が接続されている。IPのネットワーク80とATMのネットワーク85の境界にATMセル(5バイトのヘッダと48バイトのペイロード部とで構成)をIPのパケット(可変長)に変換する入力処理部81と,IPのパケットをATMセルに変換する出力処理部82が設けられている。そして,IPのネットワーク80にはパケットをそれぞれの宛先にルーティングする等の処理を行うIP処理部83が設けられ,その処理を行うためのバッファメモリ84が設けられている。すなわち,IPのパケットを入力して,その宛先を判別し,最適なルートを選択してヘッダを作成してバッファメモリ84からパケットを読み出して作成したヘッダを付加する処理を行う。
【0006】
図8により従来例のバッファメモリを説明する。従来の非同期で可変長なパケットが入力した時,バッファメモリに書き込んで, そのパケットを読み出す処理を非同期に行う。
【0007】
図8のA.はバッファメモリとしてSDRAM(Synchronous Dynamic RandamAccess Memory) 90を使用する場合である。このバッファメモリ90にアクセスする場合,書き込みと読み出しが独立(異なるタイミングで動かす)に行われるのであれば,制御が容易である。しかし,処理時間の関係で書き込みと読み出しを同時に行おうとすると,ポートがひとつのSDRAMでは,書き込みと読み出しの衝突が起きてしまう。また,DRAMはリフレッシュ動作を一定周期(約64ms毎)に行う必要があり,非同期での処理が難しい。
【0008】
このような衝突を解決する方法として,図8のB.に示すようにポートが2つあるDPRAM(Dual Port RAM)91を使用する場合がある。しかし,このDPRAMは記憶容量が小さく,高速で大容量のデータを扱うことは難しい。
【0009】
また,この他にバッファメモリとしてSSRAM(Synchronous Static RAM) を使用する場合もある。このSSRAMは,リフレッシュの必要はないが同時に書き込みと読み出しの処理を行うことができず,DPRAMと同様に容量が小さい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように,SSRAMはIPオーバーATMの処理部のバッファメモリに適しない,またDPRAMも記憶容量が小さいという問題がある。また,従来のSDRAMを用いた構成でも,リフレッシュを一定周期で行うことが難しいという問題があった。
【0011】
本発明は従来の技術における問題を解決し,大容量のSDRAMを用いて読み出しと書き込みの動作とリフレッシュも一定周期内に行うことができるIPオーバーATMにおけるパケット転送回路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
図1は本発明の原理説明図であり,図1のA.は構成を示し,B.は動作タイミングを示す。図1のA.において,1はリフレッシュ動作を必要とする複数個のSDRAM(シングルポートDRAM)で構成されるバッファメモリ,10−1〜10−nはバッファメモリ1を構成する複数個(n個)のSDRAM,2は直並列変換器,3は並直列変換器である。
【0013】
入力されたパケット信号(複数ビットが並列に入力する場合も含む)は直並列変換器2へ入力すると,n個の並列なデジタル信号(それぞれが複数ビットでも良い)に変換して,バッファメモリ1の複数個のSDRAM10−1〜10−nに入力されて書き込み動作が行われる。また,バッファメモリ1のSDRAM10−1〜10−nからの読み出し信号は並直列変換器3の対応する位置に入力してセットされ,その後並直列変換器3から直列に出力されて,パケット信号として出力される。なお,この時,出力されるパケットにヘッダ等を変更する等の処理が行われる。上記したように,バッファメモリ1への書き込みと読み出しが,複数ビット(例えば,32ビット)分を並列に同時に行うので,書き込み時間と読み出し時間は直列の入力信号について逐次行う場合に比べて短縮することができるため,バッファメモリ1のリフレッシュ時間を充分確保することができる。図1のB.に示す動作タイミングの例では,1サイクル(リフレッシュ周期より短い時間)の中で,書き込み時間Wrと読み出し時間Rdの他にリフレッシュ時間Rfを十分確保することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図2は実施例の構成を示す。図中,1はバッファメモリ,10−1〜10−4は上記図1と同様にSDRAM,11はバッファメモリ1への書き込み,読み出し及びリフレッシュ動作の制御を行う制御部,20は上記図1の直並列変換器2に対応し,入力信号を先頭から順番にシフトしながら直列に格納して,並列信号に変換してバッファメモリ1へ書き込みデータを出力する機能を備える書き込み用FIFO(First In First Out) ,30は上記図1の並直列変換器3に対応し,バッファメモリ1から読み出されたデータを並列に格納して直列に出力する機能を備える読み出し用FIFO,4aは書き込み用FIFO20への入力信号,4bはサイクル番号,5aは読み出し用FIFO30からの出力信号,5bはサイクル番号である。
【0015】
なお,この実施例では,図2の入力信号4a,出力信号5aは1〜8で示す各サイクル番号4b,5bに対して1つのパルス状の波形で表しているが,各サイクル毎に1ビットの信号を伝送(入力または出力)するものではなく,1サイクルで16ビットの並列信号を伝送(入力または出力)する。そして,書き込み用FIFO20には8サイクル分の入力信号1〜8が1〜4,5〜8の2段に分けて格納して,4個分の並列な出力をバッファメモリ1に格納する動作を2サイクル行うことで,1〜8の入力信号を書き込むことができる。また,読み出し用FIFO30には1サイクルで4個の並列な読み出し信号を並列に格納し,この動作を2サイクル行うことで,1〜4と5〜8の8個の信号が2段のFIFO30に格納される。
【0016】
動作を説明すると,最初に入力信号として1〜8で示す各信号(それぞれ16ビットの並列信号とする)が各サイクルのタイミングで書き込み用FIFO20に図2のA.に示すように1〜4と5〜8の2段の記憶位置に順に格納される。この後,書き込み用FIFO20の先頭の1〜4の信号は,図2のB.のWrで示す書き込みのタイミング(2サイクルの長さ)で書き込まれる。すなわち,Wrの最初のサイクルで,バッファメモリ1のSDRAM10−1〜10−4に並列に書き込まれ,Wrの2番目のサイクルで書き込み用FIFO20の次段の5〜8の信号がSDRAM10−1〜10−4内の次のアドレスに書き込まれる。
【0017】
この後,バッファメモリ1に書き込まれたデータの読み出しは,図2のB.のRdで示すタイミング(2サイクルの長さ)で行われる。すなわち,Rdの最初のサイクルで,バッファメモリ1のSDRAM10−1〜10−4に並列に書き込まれた,1〜4の信号が並列に読み出されて読み出し用FIFO30の1〜4で示す位置に格納される。図2のB.のWrの中の2番目のサイクルでSDRAM10−1〜10−4に書き込まれた5〜8の信号が並列に読み出されて読み出し用FIFO30に格納される。この後,読み出し用FIFO30の内容は,1〜8のサイクル番号5bのタイミングに応じて順番に読み出され直列の出力信号5aが得られる。なお,バッファメモリ1のSDRAMにATMセル(ペイロード部)を複数個搭載したパケットデータを書き込まれると,そのパケットデータの宛先を判定して,ルーティングの処理(パケットヘッダを処理)が行われる。
【0018】
図3は1つのパケットが入力し制御部(図2の11)によるバッファメモリ(SDRAM)アクセスを行いパケットが出力されるまでの制御フローを示す。最初に,パケットが入力すると,書き込み用FIFO(wFiFoで表す)がフル(データで満杯)か,またはパケットエンド(パケットの入力が終了した)か判別する(図3のS1)。書き込み用FIFOがフルであるかパケットエンドである場合,次に書き込み時間になったか判別する(同S2)。書き込み時間である場合,SDRAMに書き込みを行う(図3のS3)。続いて,パケット書き込みが終了か判別し(図3のS4),終了した場合は読出し時間であるのか判別し(図3のS5),読み出し時間であれば,SDRAMの読み出しを行う(同S6)。次いで,読み出し用FIFO(rFiFoで表す)がフルかまたはパケットエンドかを判別し(図3のS7),何れかに該当すると,読み出し用FIFOからパケットを出力する。
【0019】
図4はパケットの処理周期を2セル時間とした場合の転送動作の例である。但し,2セル時間とは,64バイトのATMセルで考えた場合の2個分(128バイト)の時間を表し,周期(パケット周期)とはIP処理部(図1の1)における書き込み,リフレッシュ,読み出しの各処理を組み合わせの周期を意味する。図4のA.は2セル/パケットの入力がある場合であり,B.は3セル/パケットの入力がある場合である。
【0020】
最初に,図4のA.の例について説明すると,▲1▼は周期(パケット周期)を表し,2セル時間である。▲2▼はバッファメモリ(BMで表す)アクセスのタイミングを表し,2セル時間内に書き込み(Write で表す),リフレッシュ(Ref で表す),読み出し(Readで表す) の3つの処理が行われ,各周期毎に繰り返し行われる。このような処理周期に対して,▲3▼に示す2セル長のパケットの入力(input で表示)が1,2,3,4の番号で表すように発生すると,読み出し出力(outputで表示) は▲4▼に示すタイミングで発生する。
【0021】
すなわち,▲3▼のパケット1の入力は書き込み用FIFO(図2の20)に格納された後,▲2▼のW1のタイミングでバッファメモリ(複数のSDRAM)に並列に書き込まれ,▲2▼のR1のタイミングでバッファメモリから並列に読み出される。また,▲3▼のパケット2の入力はFIFOに格納された後,▲2▼のW2のタイミングでバッファメモリに並列に書き込まれ,▲2▼のR2のタイミングでバッファメモリから並列に読み出される。
【0022】
この図4のA.の2セル/パケットの入力の場合には最大速度の転送が実現できる。
【0023】
次に図4のB.の例について説明すると,▲1▼は周期(パケット周期)はA.と同様に2セル時間であるが,この例ではパケット入力はA.の場合より長く,▲3▼に示すように3セル/パケットの長さがある。この場合,バッファメモリ(BM)のアクセスタイミングはB.の▲2▼に示す構成になる。すなわち,入力パケットが長いため,2セル時間で上記A.の▲2▼と同様に,書き込み(Write),リフレッシュ(Ref),読み出し(Read) の動作時間が設けられ,その後に1セル分の書き込み(Write)とリフレッシュ(Ref) の動作時間が設けられ,続いて書き込み(W),リフレッシュ(Ref),読み出し(R)が,各パケット毎に2回ずつ(例えばパケット1に対し書き込みがW1−1,W1−2の2回,読み出しがR1−1,R1−2の2回,リフレッシュが2回)発生している。
【0024】
書き込み動作を説明すると,▲3▼のパケット1の入力の中の2セル分(先頭から2/3の位置までの分)がFIFOに格納されると,▲2▼のW1−1のタイミングでバッファメモリに書き込まれ,▲3▼に示す入力パケット1の残りの1セル分は,FIFOに格納された後,▲2▼のW1−2のタイミングでバッファメモリに書き込まれる。▲3▼に示す入力パケット2の中の2セル分がFIFOに格納されると,▲2▼のW2−1のタイミングでバッファメモリに書き込まれ,入力パケット2の残りの1セル分はFIFOに格納された後,▲2▼のW2−2のタイミングでバッファメモリに書き込まれ,以下同様に図4のB.の▲3▼に示す各パケットは順次バッファメモリに書き込まれる。
【0025】
図4のB.のバッファメモリからの出力(読み出し)動作は,入力パケット1がバッファメモリに書き込まれた後の最初の読み出しタイミングである▲2▼のR1−1に2セル分がバッファメモリからFIFOに読み出され,その後の▲4▼の出力パケット1に示すタイミングで2セル分がFIFOから出力される。また,▲2▼のR1−2のタイミングで出力パケット1の残りの1セル分がバッファメモリからFIFOに読み出されて,FIFOから先行する2セル分に続いて出力される。図4の▲4▼に示すように,パケット1の出力の後,パケット2が出力するまでにロス時間が発生する。これは,▲2▼に示すようにパケット1のバッファメモリからの読み出しが完了したタイミング(R1−2)に続いて,パケット2のバッファメモリからの読み出しのタイミング(R2−1)が発生するまでに時間間隔が空いているからである。その原因は,入力パケットが3セル分と長いためである。
【0026】
図4のA.に示す例では,入力パケットが600Mbpsの速度であった場合,出力パケットも2パケット分だけ遅延するが600Mbpsのスループットが出る。これに対し,図4のB.の場合は,入力パケットが600Mbpsに対し,出力時に1/4だけロスが発生するため450Mbpsに低下してしまう。
【0027】
図5,図6はパケットの処理周期を最適化した場合の転送動作の例(その1),(その2)を示す。なお,この転送動作の例は,上記した図7に示すシステム構成における動作例である。
【0028】
図5はパケット入力が2セルで構成された場合の最適化の例であり,図7を参照しながら説明すると,図7のATMセルドメインから図5の▲1▼に示す2セル周期毎に▲2▼の入力(input で表示) 1,2,…が入力処理部(図7の81)へ入力される。この▲2▼の各入力にはATMのヘッダ(5バイト)を含むATMセルが2個ずつ含まれており,入力処理部でATMヘッダが除かれて,パケット(IP対応)に変換されて図5の▲3▼で示すようにIP処理部(図7の83)へのパケット入力1,2,…となる(ATMヘッダが除かれて短くなっている)。IP処理部では,図5の▲4▼に示すように,▲1▼に示すセル周期より短いパケット周期(▲3▼に示すパケット入力の長さと同じ)で動作が行われ,図2に示すような複数のSDRAMからなるバッファメモリ(BM)へのアクセスが,図5の▲5▼に示すように,書き込み(Write), リフレッシュ(Ref),読み出し(Read)の組み合わせのサイクルがパケット周期と同じ時間で行われる。
【0029】
図5の▲3▼で示すパケット入力1がFIFOに格納された後に最初に発生する書き込み動作である図5の▲5▼のW1によりバッファメモリに書き込まれる。以下同様に▲3▼のパケット入力2,3が▲5▼のバッファメモリ(BM)アクセスのW2,W3のタイミングでバッファメモリに書き込まれ,パケット入力4は▲5▼に示すバッファメモリ(BM)アクセスのタイミングの関係で,一定時間遅れて▲5▼のW4のタイミングでバッファメモリに書き込まれる。バッファメモリからの読み出しは,▲5▼に示す読み出しアクセスであるR1のタイミングで行われてFIFOに格納され,FIFOから▲6▼に示すようにパケット出力1が発生する。同様に,▲5▼のR2のタイミングによりパケット出力2が発生し,R3でパケット出力3が発生し,一定時間の間隔を置いてパケット出力4が発生する。これらのパケット出力は2セル分(ヘッダを含まない)であり,IP処理部から出力処理部(図7の82)へ入力する。この出力処理部では,入力したパケット(2セル分)を2つのATMセルに変換し,その時各ATMセルにATMヘッダが付加されるため,図5の▲7▼に示すようにデータ長が入力パケットより長くなる。この出力処理部の動作により,▲6▼に示すパケット出力4は,パケット出力3の後に連続して発生してスループットが良好である。
【0030】
次に図6はパケット入力が3セルで構成された場合の最適化の例であり,図7を参照しながら説明すると,図7のATMセルドメインから図6の▲1▼に示す2セル時間のセル周期に対して,3セルの長さの▲2▼に示す入力(input )1,2,…が入力処理部(図7の81)へ入力される。この▲2▼の各入力にはATMのヘッダ(5バイト)を含むATMセルが3個ずつ含まれており,入力処理部で各ATMセルのATMヘッダが除かれて,パケット(IP対応)に変換され図6の▲3▼で示すようにIP処理部(図7の83)へのパケット入力1,2,…となる。
【0031】
IP処理部では,図6の▲4▼に示すように,▲1▼に示すセル周期より短いパケット周期(▲3▼に示すパケット入力より短い,上記図5の▲4▼と同じ周期)で動作が行われ,複数のSDRAMからなるバッファメモリ(BM)へのアクセスが,図6の▲5▼に示すように,書き込み(Write), リフレッシュ(Ref),読み出し(Read)の組み合わせのサイクルがパケット周期と同じ周期で行われる。
【0032】
図6の▲3▼で示すパケット入力1がFIFOに格納された後に最初に発生する書き込み動作である図6の▲5▼のW1−2のタイミングでバッファメモリ(複数のSDRAM)に書き込まれる。次のパケット入力2は図6の▲5▼のW2−2のタイミングでバッファメモリに書き込まれ,パケット入力3は図6の▲5▼のW3−2のタイミングでバッファに書き込まれる。バッファメモリからの読み出しは,▲5▼に示す読み出しアクセスであるR1−1のタイミングで行われてFIFOに格納され,FIFOから▲6▼に示すパケット出力1が発生する。この後,短い間隔を置いて,▲5▼のR2−1のタイミングでパケット出力2が発生し,同様の短い間隔をおいたR3−1のタイミングでパケット出力3が発生する。これらのパケット出力は3セル分(ヘッダを含まない)であり,IP処理部から出力処理部(図7の82)へ入力する。この出力処理部では,入力したパケット(3セル分)を3つのATMセルに変換し,その時各ATMセルにATMヘッダが付加されるため,図6の▲7▼に示すようにデータ長が入力パケットよりパケット長が長くなって連続信号となる。
【0033】
(付記1) ATMセルをパケットに組立てる入力処理部と,パケットの処理を行うパケット処理部及びパケットをセルに分解して送信する出力処理部からなるIPオーバーATMにおけるパケット転送回路において,前記パケット処理部は,並列にアクセス可能な複数(n)個のSDRAMで構成するバッファメモリを備え,入力パケットが直列に入力して並列に出力する直並列変換器と,前記バッファメモリからの読み出された複数個の並列信号を格納して直列に出力パケットを発生する並直列変換器とを設け,前記直並列変換器にパケットを直列に格納した後,その並列なパケット出力を前記バッファメモリの各SDRAMに同時に書き込む動作と,前記SDRAMからの読み出し信号を前記並直列変換器に格納する動作及び前記SDRAMのリフレッシュ動作の3つの動作をリフレッシュ周期内で非同期で周期処理することを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0034】
(付記2) 付記1において,前記直並列変換器及び前記並直列変換器をFIFOにより構成することを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0035】
(付記3) 付記1において,前記非同期で処理を行う周期を48バイトの倍数とすることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0036】
(付記4) 付記1において,前記複数(n)個のSDRAMは,それぞれが複数(m)ビットを並列にアクセスする構成を備え,前記入力パケットが複数(m)ビット幅で直列に入力して並列に出力する直並列変換器と,前記バッファメモリからの読み出されたそれぞれが複数(m)ビット幅をもつ複数(n)個の並列信号を格納して直列に出力パケットを発生する並直列変換器とを備えることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0037】
(付記5) 付記1において,前記バッファメモリに入出力するパケットの長さをATMセル2個の長さとし,パケット処理周期をヘッダを除いたATMセルの2セル時間とすることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0038】
(付記6) 付記1において,前記バッファメモリに入出力するパケットの長さをATMセルの3個の長さとし,パケット処理周期をヘッダを除いたATMセルの2セル時間とすることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。
【0039】
【発明の効果】
本発明はATMネットワークにおけるIP処理回路において,周期処理を行うことでSDRAMを適用可能となり,小型化,経済化を図ることができる。
【0040】
更に,周期処理を最適化することで転送能力を劣化させることなく最大の転送能力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】実施例の構成を示す図である。
【図3】制御部によるバッファメモリアクセスを行いパケットが出力するまでの制御フローを示す図である。
【図4】パケットの処理周期を2セル時間とした場合の転送動作の例を示す図である。
【図5】パケットの処理周期を最適化した場合の転送動作の例(その1)を示す図である。
【図6】パケットの処理周期を最適化した場合の転送動作の例(その2)を示す図である。
【図7】本発明が適用されるシステムの構成例を示す図である。
【図8】従来例のバッファメモリの説明図である。
【符号の説明】
1 バッファメモリ
10−1〜10−n SDRAM
2 直並列変換器
3 並直列変換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet transfer circuit in an IP over ATM (ATM) that transfers an IP (Internet Protocol) packet, which is variable-length data, through an ATM (Asynchronous Transfer Mode) that transmits a fixed-length cell.
[0002]
In recent years, techniques for efficiently transferring digital signals of various speeds in the form of fixed-length cells by ATM have been used. The ATM network uses fixed-length cells. On the other hand, IP networks for transferring digital signals from personal computers and various terminals using variable-length packets have become widespread, and their use is expected to increase in the future. Has come to be used. The transfer of such an IP packet by ATM is hereinafter referred to as IP over ATM.
[0003]
When an IP packet is transferred on an ATM network, a buffer memory is used to perform a routing process of the IP packet, and a reduction in the size and cost of the buffer memory is desired.
[0004]
[Prior art]
FIG. 7 is an example of the configuration of a system to which the present invention is applied, and FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional buffer memory.
[0005]
In the configuration of FIG. 7, an
[0006]
A conventional buffer memory will be described with reference to FIG. When a conventional asynchronous variable-length packet is input, the process of writing to the buffer memory and reading the packet is performed asynchronously.
[0007]
FIG. Is a case where an SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) 90 is used as a buffer memory. When accessing the buffer memory 90, control is easy if writing and reading are performed independently (moved at different timings). However, if writing and reading are attempted at the same time due to the processing time, a collision between writing and reading occurs in an SDRAM having a single port. Further, the DRAM needs to perform the refresh operation at a constant period (every 64 ms), and it is difficult to perform the asynchronous processing.
[0008]
As a method for resolving such a collision, FIG. In some cases, a DPRAM (Dual Port RAM) 91 having two ports as shown in FIG. However, this DPRAM has a small storage capacity and it is difficult to handle high-speed and large-capacity data.
[0009]
In addition, an SSRAM (Synchronous Static RAM) may be used as a buffer memory. This SSRAM does not need to be refreshed, but cannot perform write and read processing at the same time, and has a small capacity like a DPRAM.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, SSRAM is not suitable for a buffer memory of a processing unit of IP over ATM, and DPRAM has a problem that its storage capacity is small. In addition, even in a configuration using a conventional SDRAM, there is a problem that it is difficult to perform refresh at a constant cycle.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems in the prior art and to provide a packet transfer circuit in an IP over ATM in which a read / write operation and a refresh can be performed within a fixed period using a large capacity SDRAM. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention. Indicates the configuration; Indicates the operation timing. FIG. , 1 is a buffer memory composed of a plurality of SDRAMs (single-port DRAMs) requiring a refresh operation, 10-1 to 10-n are a plurality (n) of SDRAMs constituting the
[0013]
When the input packet signal (including a case where a plurality of bits are input in parallel) is input to the serial-to-
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 2 shows the configuration of the embodiment. In the figure, 1 is a buffer memory, 10-1 to 10-4 are SDRAMs as in FIG. 1, 11 is a control unit for controlling writing, reading and refresh operations to and from the
[0015]
In this embodiment, the input signal 4a and the output signal 5a in FIG. 2 are represented by one pulse-like waveform for each of the
[0016]
The operation will be described. First, each of the
[0017]
Thereafter, the reading of the data written in the
[0018]
FIG. 3 shows a control flow until one packet is input, the buffer (SDRAM) is accessed by the control unit (11 in FIG. 2), and the packet is output. First, when a packet is input, it is determined whether the write FIFO (represented by wFifo) is full (full of data) or packet end (end of packet input) (S1 in FIG. 3). When the write FIFO is full or at the end of the packet, it is determined whether the write time has come (step S2). If it is the write time, write to the SDRAM (S3 in FIG. 3). Subsequently, it is determined whether the packet writing is completed (S4 in FIG. 3), and if completed, it is determined whether it is the reading time (S5 in FIG. 3). If the reading time is reached, the SDRAM is read (S6). . Next, it is determined whether the read FIFO (represented by rFifo) is full or packet end (S7 in FIG. 3), and if any of them is satisfied, a packet is output from the read FIFO.
[0019]
FIG. 4 shows an example of the transfer operation when the packet processing cycle is set to 2 cell times. Here, the 2-cell time represents a time corresponding to two (128 bytes) in the case of a 64-byte ATM cell, and the cycle (packet cycle) means writing and refreshing in the IP processing unit (1 in FIG. 1). , Readout process means a combination cycle. A. of FIG. Is a case where there are input of 2 cells / packet, Is a case where there are input of 3 cells / packet.
[0020]
First, in FIG. To explain the example, (1) represents a period (packet period), which is 2 cell times. {Circle around (2)} indicates the timing of accessing the buffer memory (represented by BM), and three processes of writing (represented by Write), refreshing (represented by Ref), and reading (represented by Read) are performed within two cell times. It is repeated for each cycle. For such a processing cycle, when an input (indicated by input) of a 2-cell packet shown in (3) occurs as represented by
[0021]
That is, the input of the
[0022]
In FIG. In the case of the input of 2 cells / packet, transfer at the maximum speed can be realized.
[0023]
Next, in FIG. For example, (1) indicates that the cycle (packet cycle) is A. In this example, the packet input is A. In this case, the length is 3 cells / packet as shown in (3). In this case, the access timing of the buffer memory (BM) is B. The configuration shown in (2) above is obtained. That is, since the input packet is long, the above A.P. Similarly to (2), operation time for write (Write), refresh (Ref), and read (Read) is provided, and thereafter, operation time for write (Write) and refresh (Ref) for one cell is provided. Then, write (W), refresh (Ref), and read (R) are performed twice for each packet (for example, write W1-1 and W1-2 twice for
[0024]
The write operation will be described. When two cells (from the beginning to the 2/3 position) of the input of the
[0025]
B. of FIG. In the output (reading) operation from the buffer memory, two cells are read out from the buffer memory to the FIFO at R1-1 in (2), which is the first read timing after the
[0026]
A. of FIG. In the example shown in (1), if the input packet has a speed of 600 Mbps, the output packet is also delayed by two packets, but a throughput of 600 Mbps is obtained. In contrast, FIG. In the case of (1), the input packet is 600 Mbps, and a loss occurs by 1/4 at the time of output.
[0027]
FIGS. 5 and 6 show examples (part 1) and (part 2) of the transfer operation when the processing cycle of the packet is optimized. Note that this example of the transfer operation is an example of the operation in the system configuration shown in FIG. 7 described above.
[0028]
FIG. 5 shows an example of optimization in the case where the packet input is composed of two cells. Referring to FIG. 7, the description will be made from the ATM cell domain of FIG. 7 every two cell periods shown in (1) of FIG. (2) (displayed as input) 1, 2,... Are input to the input processing unit (81 in FIG. 7). Each input of (2) contains two ATM cells each including an ATM header (5 bytes). The input processing unit removes the ATM header and converts the packet into a packet (compatible with IP). As shown by (3) in (5),
[0029]
After the
[0030]
Next, FIG. 6 shows an example of optimization in the case where the packet input is composed of three cells. Referring to FIG. 7, the description will be given. From the ATM cell domain of FIG. Are input to the input processing unit (81 in FIG. 7) with respect to the cell cycle of (3). Each input of (2) contains three ATM cells each including an ATM header (5 bytes), and the input processing unit removes the ATM header of each ATM cell to form a packet (compatible with IP). The packet is converted and becomes the
[0031]
In the IP processing unit, as shown in (4) in FIG. 6, the packet period is shorter than the cell period shown in (1) (shorter than the packet input shown in (3), the same period as (4) in FIG. 5). The operation is performed, and the access to the buffer memory (BM) including a plurality of SDRAMs is performed in a cycle of a combination of a write (Write), a refresh (Ref), and a read (Read) as shown in (5) of FIG. It is performed in the same cycle as the packet cycle.
[0032]
The
[0033]
(Supplementary Note 1) In the packet transfer circuit in the IP over ATM, which includes an input processing unit for assembling an ATM cell into a packet, a packet processing unit for processing the packet, and an output processing unit for disassembling the packet into cells and transmitting the packet, The unit has a buffer memory composed of a plurality (n) of SDRAMs that can be accessed in parallel, a serial-parallel converter that receives input packets in series and outputs them in parallel, and a read-out circuit from the buffer memory. A parallel-to-serial converter for storing a plurality of parallel signals and generating an output packet in series, storing the packets in series in the serial-to-parallel converter, and outputting the parallel packet output to each SDRAM of the buffer memory , And an operation of storing a read signal from the SDRAM in the parallel-to-serial converter and the SDR. A packet transfer circuit in an IP over ATM, wherein three operations of an AM refresh operation are periodically processed asynchronously within a refresh period.
[0034]
(Supplementary Note 2) The packet transfer circuit in IP over ATM according to
[0035]
(Supplementary note 3) The packet transfer circuit in the IP over ATM according to
[0036]
(Supplementary Note 4) In
[0037]
(Supplementary Note 5) In the
[0038]
(Supplementary Note 6) In the
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, the SDRAM can be applied by performing the periodic processing in the IP processing circuit in the ATM network, so that downsizing and economy can be achieved.
[0040]
Further, by optimizing the periodic processing, the maximum transfer capability can be exhibited without deteriorating the transfer capability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a control flow until a packet is output by performing buffer memory access by a control unit.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transfer operation when a processing cycle of a packet is set to two cell times.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example (part 1) of a transfer operation when a packet processing cycle is optimized;
FIG. 6 is a diagram illustrating an example (part 2) of a transfer operation when a processing cycle of a packet is optimized.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a system to which the present invention is applied.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional buffer memory.
[Explanation of symbols]
1 Buffer memory 10-1 to 10-n SDRAM
2 serial-
Claims (4)
前記パケット処理部は,並列にアクセス可能な複数(n)個のSDRAMで構成するバッファメモリを備え,
入力パケットが直列に入力して並列に出力する直並列変換器と,前記バッファメモリからの読み出された複数個の並列信号を格納して直列に出力パケットを発生する並直列変換器とを設け,
前記直並列変換器にパケットを直列に格納した後,その並列なパケット出力を前記バッファメモリの各SDRAMに同時に書き込む動作と,前記SDRAMからの読み出し信号を前記並直列変換器に格納する動作及び前記SDRAMのリフレッシュ動作の3つの動作をリフレッシュ周期内で非同期で周期処理することを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。In a packet transfer circuit in IP over ATM comprising an input processing unit for assembling an ATM cell into a packet, a packet processing unit for processing the packet, and an output processing unit for disassembling the packet into cells and transmitting the cell,
The packet processing unit includes a buffer memory composed of a plurality (n) of SDRAMs that can be accessed in parallel,
A serial-to-parallel converter that receives input packets in series and outputs them in parallel; and a parallel-to-serial converter that stores a plurality of parallel signals read from the buffer memory and generates output packets in series. ,
After storing the packets in the serial-to-parallel converter in series, simultaneously writing the parallel packet output to each SDRAM of the buffer memory, storing the read signal from the SDRAM in the parallel-serial converter, and A packet transfer circuit in an IP over ATM, wherein three operations of a refresh operation of an SDRAM are asynchronously and cyclically processed within a refresh period.
前記直並列変換器及び前記並直列変換器をFIFOにより構成することを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。In claim 1,
A packet transfer circuit in IP over ATM, wherein the serial / parallel converter and the parallel / serial converter are configured by FIFO.
前記複数(n)個のSDRAMは,それぞれが複数(m)ビットを並列にアクセスする構成を備え,
前記入力パケットが複数(m)ビット幅で直列に入力して並列に出力する直並列変換器と,前記バッファメモリからの読み出されたそれぞれが複数(m)ビット幅をもつ複数(n)個の並列信号を格納して直列に出力パケットを発生する並直列変換器とを備えることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。In claim 1,
The plurality of (n) SDRAMs each have a configuration in which a plurality of (m) bits are accessed in parallel.
A serial-to-parallel converter in which the input packets are input in series with a plurality (m) bit width and output in parallel, and a plurality (n) each having a plurality (m) bit width read from the buffer memory A parallel-to-serial converter for storing parallel signals and generating output packets in series.
前記バッファメモリに入出力するパケットの長さをATMセル2個の長さとし,パケット処理周期をヘッダを除いたATMセルの2セル時間とすることを特徴とするIPオーバーATMにおけるパケット転送回路。In claim 1,
A packet transfer circuit in IP over ATM, characterized in that the length of a packet input / output to / from the buffer memory is the length of two ATM cells, and the packet processing cycle is two cell times of the ATM cell excluding the header.
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JP2002237347A JP2004080334A (en) | 2002-08-16 | 2002-08-16 | Packet transfer circuit in ip over atm |
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CN103915854A (en) * | 2014-03-25 | 2014-07-09 | 无锡马丁格林光伏科技有限公司 | Stochastic integral gain current controller for photovoltaic grid-connected system |
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2002
- 2002-08-16 JP JP2002237347A patent/JP2004080334A/en not_active Withdrawn
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