JP2596087B2 - Packet switching method - Google Patents

Packet switching method

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JP2596087B2
JP2596087B2 JP21936488A JP21936488A JP2596087B2 JP 2596087 B2 JP2596087 B2 JP 2596087B2 JP 21936488 A JP21936488 A JP 21936488A JP 21936488 A JP21936488 A JP 21936488A JP 2596087 B2 JP2596087 B2 JP 2596087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は超高速なパケットスイッチの構成技術に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a technology for configuring an ultra-high-speed packet switch.

(従来の技術) 従来の超高速スイッチに関する論文として1984年イン
タナショナル・スイッチング・シンポジウム(Internat
ional Switching Synposium1984)にてエー・トーマス
(A.Thomas)他、が発表した「アシンコロナウス−タイ
ム−ディビジョン・テクニック(Asynchonous Time Div
ision Technique)」(文献1)が有名である。また198
8年電子通信学会交換研究会SSE88−60にて鈴木らにより
発表された論文「ATM交換機アーキテクチャの検討」
(文献2)がある。
(Prior Art) A paper on a conventional ultra-high-speed switch was published in the 1984 International Switching Symposium (Internat
A. Thomas and others at the ional Switching Synposium 1984), "Asynchonous Time Div.
ision Technique) "(Reference 1). Also 198
A paper "Study on ATM switching architecture" presented by Suzuki et al. At IEICE SSE88-60
(Reference 2).

これらの論文の中では複数の入線からのパケト信号を
時分割多重してメモリへ書き込んで交換動作を行ってい
る。第5図にその一例を示す。
In these papers, packet signals from a plurality of incoming lines are time-division multiplexed and written to a memory to perform an exchange operation. FIG. 5 shows an example.

本スイッチは入線から入力されるパケット501〜503を
直列並列(シリアルパラレル)変換器(S/P)509〜511
で速度を落とす。その後、時分割バス500で時分割多重
を行う。ここで入線の速度をVとする。シリアルパラレ
ル変換器509〜511でkbitに展開すると速度はV/Kにな
る。しかしこれらのN個の入線を時分割多重すると が動作速度が必要となる。さてパケットはどの出線へ出
力されるべきかという物理的なアドレス情報を持つ。そ
の方法として第6図(a)のようにパケット600のヘッ
ダ601としてもつ場合と第6図(b)のようにパケット6
02と別々に扱われ603のように並列に形で処理される場
合がある。(但しここでいう物理アドレスはスイッチの
制御だけに使うためのものであり、パケットヘッダの論
理アドレスではない。) さて、時分割多重された各パケットはバス500で全出
回線側へ同報される。アドレスフィルタ(AF)512〜514
は各パケットの上記アドレス(601や603)をチェックし
出力すべきパケットなら受信する。そうでなければパケ
ットは受信しない。このようにして、アドレスに記載さ
れた出線で受信が行われる。その後バッファメモリ(FI
FO)515〜517にファーストインファーストアウトで書き
込まれる。このFIFOメモリからパケットを読出すことに
より出線504〜506へ出力される。
This switch converts packets 501 to 503 input from an incoming line into a serial / parallel converter (S / P) 509 to 511.
Slow down with. After that, time division multiplexing is performed on the time division bus 500. Here, let V be the speed of the incoming line. When the data is expanded to kbit by the serial / parallel converters 509 to 511, the speed becomes V / K. However, when these N incoming lines are time-division multiplexed, However, operation speed is required. The packet has physical address information indicating to which output line the packet should be output. As a method for this, a case where the packet 600 has the header 601 of the packet 600 as shown in FIG.
02 and may be processed in parallel as in 603. (However, the physical address mentioned here is used only for controlling the switch, and is not a logical address of the packet header.) Each packet which has been time-division multiplexed is broadcast to all outgoing lines on the bus 500. You. Address filter (AF) 512-514
Checks the address (601 or 603) of each packet and receives a packet if it should be output. Otherwise, no packet is received. In this way, reception is performed on the outgoing line described in the address. Then buffer memory (FI
FO) 515-517 written first-in first-out. By reading the packet from the FIFO memory, the packet is output to the outgoing lines 504 to 506.

(発明が解決しようとする課題) 従来のパケットスイッチでは時分割多重を行うため、
回線の速度V、回線数Nが増すと時分割多重部の動作速
度(NV/K)も増大してしまう。回路の動作速度には制限
があるためパラレルビット数kを増やして動作速度の上
昇を押さえることが必要となる。
(Problems to be solved by the invention) In the conventional packet switch, since time division multiplexing is performed,
As the line speed V and the number N of lines increase, the operating speed (NV / K) of the time division multiplexing unit also increases. Since the operating speed of the circuit is limited, it is necessary to increase the number k of parallel bits to suppress the increase in operating speed.

さて一方、現状のLSI技術では第5図をすべて同一のL
SIに集積化するのはNが大きくなるとメモリ量とゲート
数が大きくなり難しい。したがって第5図に破線で示し
たようにブロックを区切ってメモリ量とゲート数をへら
してLSI化することになる。このような場合上記のkビ
ットのバスがLSI間をまたがることになっていまい、LSI
のピンネックを招く。例えばV=160M N=32としLSI
のI/O動作速度の上限を40Mbpsに押さえるためにはk=1
28となる。このようにLSI間をまたがる多数bitのバスを
高速で動作させるのは困難である。従って簡単にはkを
大きくすることができず、LSIのI/O速度の上昇がネック
になる。すなわち回線の速度を高速化したり回線数を増
すことが難しいといった問題を有する。
On the other hand, in the current LSI technology, FIG.
It is difficult to integrate the SI into a large N as the amount of memory and the number of gates increase. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 5, an LSI is formed by dividing a block to reduce the amount of memory and the number of gates. In such a case, the above-mentioned k-bit bus does not extend between LSIs.
Invites a pin neck. For example, V = 160M N = 32 and LSI
K = 1 to keep the upper limit of I / O operation speed to 40Mbps
It becomes 28. As described above, it is difficult to operate a multi-bit bus extending between LSIs at high speed. Therefore, k cannot be easily increased, and an increase in the I / O speed of the LSI is a bottleneck. That is, there is a problem that it is difficult to increase the line speed or increase the number of lines.

本発明は、従来技術のかかる問題点を解決し、超高速
回線の収容、回線数の増大にも十分耐えうるスイッチの
構成法を与えるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a method of configuring a switch that can sufficiently accommodate an ultra-high-speed line and increase the number of lines.

(問題点を解決する手段) 本発明は、複数の入線からのパケット信号を該パケッ
トのアドレス情報にもとづき複数の出線のいづれかへ出
力するパケットスイッチであり、各入線に於いて各1つ
のパケット信号を直列並列変換して複数のビットに分割
し、該直列並列変換された複数のビットのうち少なくと
も一つのビットのパケット信号をサブスイッチの該入線
に対応する入ポートに入力し、複数の入線からのパケッ
ト信号にそれぞれ対応する複数のアドレス情報をスイッ
チ制御部に入力し、該スイッチ制御部は、該入力された
アドレス情報から各パケット信号をどの出線へ出力する
かを判定し、各パケット信号毎に、該出線の識別情報を
前記サブスイッチに通知し、該サブスイッチは、該複数
の入ポートから入力された複数の該パケット信号を時分
割多重し、該時分割多重された該パケット信号を、前記
スイッチ制御部から通知された該パケットの出力すべき
出線の識別情報にもとづき、該サブスイッチの複数の出
ポートのいづれかへ出力するものであり、前記直列並列
変換されたパケット信号の複数のビット数のそれぞれを
交換する複数の該サブスイッチを並列動作させ、各出線
に於いては、前記複数のサブスイッチの該出線に対応す
る出ポートから出力される複数の直列並列変換されたパ
ケット信号を、並列直列変換する事を特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention is a packet switch for outputting a packet signal from a plurality of incoming lines to any of a plurality of outgoing lines based on address information of the packet, and one packet for each incoming line. A signal is serial-to-parallel converted and divided into a plurality of bits, and a packet signal of at least one bit of the plurality of serial-parallel-converted bits is input to an input port corresponding to the input line of the sub-switch. A plurality of pieces of address information respectively corresponding to the packet signals from the switch controller, the switch controller determines which output line each packet signal is to be output from the input address information, For each signal, the sub-switch is notified of the identification information of the outgoing line, and the sub-switch transmits a plurality of packet signals input from the plurality of input ports. And time-division multiplexing the packet signal into one of a plurality of output ports of the sub-switch based on the identification information of the output line to output the packet notified from the switch control unit. A plurality of sub-switches for respectively exchanging a plurality of bit numbers of the serial-to-parallel converted packet signal are operated in parallel, and at each output line, the output of the plurality of sub-switches is output. A plurality of serial-to-parallel converted packet signals output from an output port corresponding to a line are subjected to parallel-to-serial conversion.

また、本発明は、複数の入線からのパケット信号を該
パケットのアドレス情報にもとづき複数の出線のいづれ
かへ出力するパケットスイッチであり、各入線に於いて
各1つのパケット信号を直列並列変換して複数のビット
に分割し、該直列並列変換された複数のビットのうち少
なくとも一つのビットのパケット信号をサブスイッチの
該入線に対応する入ポートに入力し、複数の入線からの
パケット信号にそれぞれ対応する複数のアドレス情報を
スイッチ制御部に入力し、該スイッチ制御部は、該入力
されたアドレス情報から各パケットをどの出線へ出力す
るかを判定し、かつサブスイッチに入力された各パケッ
ト信号を蓄積するパケットバッファメモリの書き込み/
読み出しアドレスをもとめ、各パケット信号毎に、該パ
ケットバッファメモリの書き込み/読み出しアドレス情
報をサブスイッチに通知し、該サブスイッチは、該複数
の入ポートから入力された複数の該パケット信号を時分
割多重し、前記スイッチ制御部から通知された該パケッ
トバッファメモリの該書き込み/読み出しアドレス情報
にもとづいて、該時分割多重された該パケット信号を該
バッファメモリに書き込み/読み出しを行うことによ
り、複数の出ポートのいづれかへ出力するものであり、
前記直列並列変換されたパケット信号の複数のビットの
それぞれの信号を交換する該サブスイッチを並列動作さ
せ、各出線に於いては、前記複数のサブスイッチの該出
線に対応する出ポートから出力される複数の直列並列変
換されたパケット信号を、並列直列変換する事を特徴と
する。
Further, the present invention is a packet switch for outputting packet signals from a plurality of incoming lines to any of a plurality of outgoing lines based on address information of the packet, and performs serial / parallel conversion of each one packet signal at each incoming line. And input a packet signal of at least one bit of the serial-to-parallel converted bits to an input port corresponding to the input line of the sub-switch, and convert the packet signal from the plurality of input lines into a packet signal. A plurality of corresponding pieces of address information are input to the switch control unit, and the switch control unit determines which output line each packet is to be output from based on the input address information, and outputs each packet input to the sub-switch. Write / Write packet buffer memory to store signals
A read address is obtained, and for each packet signal, write / read address information of the packet buffer memory is notified to the sub-switch, and the sub-switch divides the plurality of packet signals input from the plurality of input ports into a time-division format. By multiplexing and writing / reading the time-division multiplexed packet signal to / from the buffer memory based on the write / read address information of the packet buffer memory notified from the switch control unit, a plurality of Output to any of the outgoing ports,
The sub-switches for exchanging signals of a plurality of bits of the serial-parallel-converted packet signal are operated in parallel, and at each output line, an output port corresponding to the output line of the plurality of sub-switches. A plurality of serial-to-parallel-converted packet signals to be output are subjected to parallel-to-serial conversion.

また、本発明は、複数の入線からのパケット信号を該
パケットのアドレス情報にもとづきN本の出線のいづれ
かへ出力するパケットスイッチであり、各入線パケット
信号を複数のサブスイッチに同報し、該サブスイッチ
は、N本の出線のうちM本(M<N)分の出線に対応す
る出力回路のみを有し、該複数の入ポートから入力され
た複数のパケット信号を時分割多重し、該時分割多重さ
れた該パケット信号を該パケットのアドレス情報にもと
づきM本の出線のいづれかへ出力する事を特徴とするパ
ケットスイッチ。
Further, the present invention is a packet switch that outputs packet signals from a plurality of incoming lines to any of N outgoing lines based on address information of the packet, and broadcasts each incoming line packet signal to a plurality of sub-switches. The sub-switch has only output circuits corresponding to M outgoing lines (M <N) out of N outgoing lines, and time-division multiplexes a plurality of packet signals input from the plurality of input ports. A packet switch for outputting the time-division multiplexed packet signal to one of M outgoing lines based on address information of the packet.

(作用) 本発明では最も高速動作が要求される時分割多重部を
LSI内部に閉じるように構成する。それは時分割多重部
のパラレル展開度kをパケット長にまで広げるとを可能
ならしめるものであり、動作速度もLSIのI/Oより内部速
度の方が速くできるので時分割多重部の高速化が容易と
なる。しかしながら前述のように問題となるのは回線数
N個分の回路を1つのLSIに集積化するためには、1つ
のLSIに収容すべきゲート数とメモリ量が大幅にふえて
しまう点である。本発明はスイッチをビットスライス
形のサブスイッチに分割(第1〜第3の発明)する。あ
るいは、ゲートとメモリが出力側の回路に集中する
為、出線の数をへらしたサブスイッチに分割する(第4
の発明)構成をとることによって1つのサブスイッチに
入るゲート数とメモリ量を減らすことを実現している。
(Operation) In the present invention, the time-division multiplexing unit requiring the highest speed operation is
It is configured to be closed inside the LSI. This makes it possible to extend the parallel expansion degree k of the time division multiplexing unit to the packet length, and the internal speed of the operation speed can be higher than that of the LSI I / O. It will be easier. However, as described above, the problem is that in order to integrate circuits for N lines into one LSI, the number of gates and the amount of memory to be accommodated in one LSI greatly increase. . The present invention divides a switch into bit slice type sub-switches (first to third inventions). Alternatively, since the gate and the memory are concentrated on the output side circuit, they are divided into sub-switches having a reduced number of outgoing lines (fourth
By reducing the number of gates entering one sub-switch and the amount of memory, the configuration of the present invention is realized.

第1の発明は時分割多重スイッチをビットスライス形
に分割したものである。P個の並列なサブスイッチは並
列動作するものであり、各サブスイッチはパケットをパ
ラレルビット展開した場合、そのうちの1/Pのビットだ
けをスイッチするものである。このようにすると、Nポ
ート分をゲート数、メモリ数も1/Pになり1つのサブス
イッチをLSIの中に入れることができ、時分割バスもLSI
内部に入るのでPin Neckにもならない。
In the first invention, the time division multiplex switch is divided into bit slices. The P parallel sub-switches operate in parallel, and each sub-switch switches only 1 / P bits when a packet is expanded into parallel bits. In this way, the number of gates for N ports and the number of memories become 1 / P, so that one sub-switch can be inserted in the LSI, and the time-division bus is also LSI.
Because it goes inside, it doesn't become Pin Neck.

第2の発明も同様のビットスライス形の構成であるが
さらにパケットアドレス情報は制御部がまとめて処理
し、その処理結果のみを並列動作する各サブスイッチに
通知する。第一の発明は同じアドレス処理回路が各サブ
スイッチ毎に必要となるが、第2の発明はそれが1つだ
け集中してもてばよい。従ってゲート数が減る。
The second invention also has a similar bit slice configuration, but the control unit processes the packet address information collectively, and notifies only the processing results to the sub-switches operating in parallel. In the first invention, the same address processing circuit is required for each sub-switch. In the second invention, only one address processing circuit may be concentrated. Therefore, the number of gates is reduced.

第3の発明は第2の発明にさらにパケットを蓄積する
メモリの書込み/読み出しアドレス制御をも制御部に集
中化してサブスイッチは多重装置とメモリ(RAM)だけ
にするものである。同じくゲート数が減少する。
In the third invention, the control of the write / read address of the memory for storing the packet is further centralized in the control unit in the second invention, and the sub-switch is made only of the multiplexing device and the memory (RAM). Similarly, the number of gates decreases.

第4の発明は、1つのサブスイッチが持つ出線の数を
減らして分割するものである。つまりこれは、ゲートと
メモリが出力部に集中する点に注目してる。各サブスイ
ッチは全入力線を持つ時分割多重部を有するが、全出線
数Nより小さいM(M<N)個の出線しかもたない。例
えば、32×32のスイッチを32×4のサブスイッチを8個
で構成するものである。このサブスイッチは1つのLSI
に入るので第一の発明と同様時分割多重部の高速化が容
易となる。
According to a fourth aspect of the present invention, the number of outgoing lines included in one sub-switch is reduced to perform division. That is, it focuses on the fact that the gate and the memory are concentrated at the output. Each sub-switch has a time division multiplexing section with all input lines, but has only M (M <N) outgoing lines less than the total number N of outgoing lines. For example, a 32 × 32 switch is composed of eight 32 × 4 sub-switches. This subswitch is one LSI
Therefore, as in the first invention, it is easy to increase the speed of the time division multiplexing unit.

(実施例) 以下図面を用いて詳細に説明する。第1図は第1の発
明の実施例を示すブロック図である。100及び101はサブ
スイッチである。入線102〜104はシリアルパラレル変換
器(S/P)105〜107でP×Qビットパラレルに変換され
る。ここでP,Qは1以上の整数である。ここではそのQ
ビットづつを各サブスイッチに入力するものとする。従
ってサブスイッチはP面あることになる。1つのサブス
イッチは第5図に示した従来のスイッチと同様の構造を
もつ。すなわちシリアルパラレル変換器108〜110と時分
割多重バス111から構成される時分割多重部とアドレス
フィルタ113〜115ならびにFiFoメモリ116〜118からなる
これらのサブスイッチ内の動作は第5図で説明したもの
と同様である。但しここでスイッチ内でパケットのアド
レスの扱いは注意を要する。パケットのアドレスはスイ
ッチの外で第6図の(a)ないし(b)のようになって
いる。第6図(a)のように直列の場合はアドレス部60
1だけを抜きとる。シリアルパラレル展開は600のパケッ
ト部だけを対象とする。第6図(b)の場合は603を抜
きとり、602のパケット部だけをシリアルパラレル展開
する。さて、アドレスの抜きとりはシリアルパラレル変
換器105〜107で行う。アドレスはアドレス信号線124〜1
26でパケット信号線127〜129と並列に各サブスイッチに
送られる。パケットとアドレスは一度多重されるがアド
レスフィルタ(AF)113〜115ではアドレス部だけを検知
する。パケットはFiFoメモリ116〜118に一度格納された
あと出力されパラレルシリアル変換器119〜121で元のパ
ケットにもどされる。さてこの場合のスイッチの動作速
度は次のようになる。回線速度V、回線数Nとする。サ
ブスイッチへの入力部ではパケットはP×Qbitに展開さ
れているのでI/O速度は となっている。時分割バスはN多重されるので のスループットが必要である。従って108〜110のシリア
ルパラレル変換器でさらにKbitに展開すると内部の速度
となる。
(Example) Hereinafter, a detailed description will be given with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the first invention. 100 and 101 are sub-switches. The incoming lines 102 to 104 are converted into P × Q bit parallel by serial / parallel converters (S / P) 105 to 107. Here, P and Q are integers of 1 or more. Here the Q
It is assumed that each bit is input to each sub-switch. Therefore, the sub-switch has a P-plane. One sub-switch has the same structure as the conventional switch shown in FIG. That is, the operation in the time division multiplexing unit composed of the serial / parallel converters 108 to 110 and the time division multiplexing bus 111 and the operation of these sub-switches composed of the address filters 113 to 115 and the FiFo memories 116 to 118 have been described with reference to FIG. Same as the one. However, care must be taken here regarding the handling of packet addresses in the switch. The addresses of the packets are as shown in FIGS. 6A and 6B outside the switch. In the case of serial connection as shown in FIG.
Take out only one. Serial / parallel expansion covers only 600 packet parts. In the case of FIG. 6B, 603 is extracted and only the packet part of 602 is subjected to serial / parallel development. The extraction of the address is performed by the serial / parallel converters 105 to 107. Address is address signal line 124-1
At 26, it is sent to each sub-switch in parallel with the packet signal lines 127-129. Although the packet and the address are multiplexed once, the address filters (AF) 113 to 115 detect only the address part. The packets are stored once in the FiFo memories 116 to 118 and then output and returned to the original packets by the parallel-serial converters 119 to 121. The operating speed of the switch in this case is as follows. It is assumed that the line speed is V and the number of lines is N. At the input to the subswitch, the packet is expanded to P × Qbit, so the I / O speed is It has become. Since time division buses are multiplexed by N Of throughput is required. Therefore, if the serial-parallel converter of 108-110 further expands to Kbit, the internal speed will be Becomes

例として V=160Mbps N=32 P=8 Q=1 k=32とすると Vi/o=Vin=20Mbps NまたはVが2倍になってもQ=2とするかP=16と
するだけで動作速度の上昇がさけられる。
As an example only, and V = 160Mbps N = 32 P = 8 Q = 1 k = 32 to the V i / o = V in = 20Mbps N or P = 16 V even doubled and Q = 2 The increase in operating speed can be avoided.

ゲート数は次のようになる。第5図において1ライン
分の回路ゲート数(メモリ含む)をGとする。図5では
各ブロック(破線)はGだけのゲートをもつ。第1図で
はおよそ各サブスイッチは だけのゲート量となる。
The number of gates is as follows. In FIG. 5, G is the number of circuit gates (including memory) for one line. In FIG. 5, each block (broken line) has only G gates. In Fig. 1, each sub-switch is Gate amount.

つまりPを増せばサブスイッチ当たりのゲート量もへ
らせることがわかる。
That is, it can be seen that increasing P increases the gate amount per subswitch.

次に第2の発明の実施例を第2図に示す。第1図との
違いはパケットのアドレスは238の制御部が処理し、信
号線235〜237でFiFo217〜219の書込みイネーブルをサブ
スイッチ220〜221に通知する点である。これは第1図で
は同じアドレスフィルタ(AF)113をすべてのサブスイ
ッチを持たねばならないのを制御部だけにまとめたもの
である。これによりサブスイッチ220〜221のゲート数が
さらに減り又並列動作するサブスイッチを集中制御でき
るので、制御の管理が容易となる。入線200〜202から入
力されたパケットのアドレス情報はシリアルパラレル変
換部203〜205でパケットと分離され206〜208で制御部23
8に入力される。パケットは第1図と同じくP×Qbitに
展開されQbitづつ各サブスイッチ220〜221に入力され
る。制御部238ではアドレスを228〜230のシリアルパラ
レル(S/P)変換器と時分割バス231で時分割多重する。
この動作は220、221のサブスイッチの212〜214のS/P変
換器と時分割バス215、216上での各パケットの時分割多
重動作と並列に動く。アドレスフィルタ232〜234はアド
レスをチェックし、どの出力ポートのFiFo217〜219がパ
ケットを格納すべきか判定する。その結果は235〜237で
各サブスイッチの各FiFo217〜219へライトイネーブル信
号として通知される。サブスイッチはこの信号をもとに
パケットが所望のポートのFiFoに書き込まれる。パケッ
トはFiFoから読み出され、パラレルシリアル(P/S)変
換器222〜224で元の形に戻され225〜227の出線へ出力さ
れる。このような構成の場合、第1の発明の効果に加え
て サブスイッチ面のAFが不要となりゲート数がへる。
Next, an embodiment of the second invention is shown in FIG. The difference from FIG. 1 is that the address of the packet is processed by the control unit 238 and the write enable of the FiFos 217 to 219 is notified to the sub-switches 220 to 221 through the signal lines 235 to 237. In FIG. 1, the same address filter (AF) 113 must be provided with all sub-switches, and only the control unit is combined. As a result, the number of gates of the sub-switches 220 to 221 is further reduced and the sub-switches operating in parallel can be centrally controlled, so that control management becomes easy. The address information of the packet input from the incoming lines 200 to 202 is separated from the packet by the serial / parallel conversion units 203 to 205 and the control unit 23 is output by 206 to 208.
Entered in 8. The packet is expanded into P × Q bits as in FIG. 1 and input to each of the sub-switches 220 to 221 by Q bits. The control unit 238 time-division multiplexes the address with the serial / parallel (S / P) converters 228 to 230 and the time-division bus 231.
This operation operates in parallel with the S / P converters 212 to 214 of the subswitches 220 and 221 and the time division multiplexing operation of each packet on the time division buses 215 and 216. The address filters 232 to 234 check the address and determine which output port FiFo 217 to 219 should store the packet. The result is notified as 235-237 to each FiFo 217-219 of each sub-switch as a write enable signal. Based on this signal, the sub-switch writes the packet to the FiFo of the desired port. The packet is read out from the FiFo, returned to its original form by parallel / serial (P / S) converters 222 to 224, and output to the output lines 225 to 227. In such a configuration, in addition to the effect of the first aspect, AF on the sub-switch surface is not required, and the number of gates is reduced.

並列動作するサブスイッチを集中的に制御できるた
め、サブスイッチ間の同期が取りやくすなり管理が容易
となる。
Since the sub-switches operating in parallel can be intensively controlled, synchronization between the sub-switches is facilitated and management becomes easy.

というメリットがある。There is an advantage.

次に第3の発明の実施例を第3図を用いて説明する。 Next, an embodiment of the third invention will be described with reference to FIG.

基本的に第2の発明の実施例(第2図)との相違点は
FiFoメモリの制御の方法である。第2図では各サブスイ
ッチの同じ出ポートのFiFoは全て同じ書込み/読みだし
アドレスで制御される。従ってこの制御回路を各サブス
イッチにもたずに集中してもてばさらにサブスイッチの
ゲート数がへる。サブスイッチはRAMだけを持てばよ
い。また一方ではこのようにすると並列動作するサブス
イッチの同期動作の管理が完全に集中して行えるため信
頼性がより高まる。入線300〜302から入力されたパケッ
トの多重処理は第2図と全く同じである。303〜305はシ
リアルパラレル変換器でかつアドレスを306〜308に分離
して制御部343へ入力する。パケットは309〜311でサブ
スイッチ320、321へ入力される。312〜314、328〜330の
シリアルパラレル変換器と時分割バス315、316、331に
より時分割多重動作が行われる。時分割多重されたパケ
ットのアドレスはアドレスフィルタ(AF)332〜333で検
知され受信すべきポートのAFがライトイネーブルをRAM
コントローラ354〜356に通知する。RAMコントローラはR
AM317〜319のFiFo管理をするものである。337〜339で各
サブスイッチの各RAMに書込みアドレスを通知する。
Basically, the difference from the embodiment of the second invention (FIG. 2) is as follows.
This is a method of controlling the FiFo memory. In FIG. 2, the FiFo of the same output port of each sub-switch is all controlled by the same write / read address. Therefore, if this control circuit is concentrated instead of each sub-switch, the number of gates of the sub-switch is further increased. The subswitch only needs to have RAM. On the other hand, in this case, the synchronous operation management of the sub-switches operating in parallel can be completely concentrated, so that the reliability is further improved. The multiplexing processing of the packets input from the incoming lines 300 to 302 is exactly the same as in FIG. Reference numerals 303 to 305 denote serial / parallel converters, which separate addresses into 306 to 308 and input them to the control unit 343. The packets are input to the sub-switches 320 and 321 at 309 to 311. The time-division multiplexing operation is performed by the serial / parallel converters 312 to 314 and 328 to 330 and the time-division buses 315, 316, and 331. The address of the time-division multiplexed packet is detected by the address filter (AF) 332 to 333, and the AF of the port to be received is set to the write enable RAM.
Notify the controllers 354 to 356. RAM controller is R
This is for managing FiFo of AM317-319. At 337 to 339, a write address is notified to each RAM of each sub-switch.

これにより時分割多重されたパケットは所望のポート
のRAMに格納される。制御部343のRAMコントローラ354〜
356はRAM317〜319の読み出しアドレスを出力しこれによ
りパケットが出力される。パラレルシリアル変換器322
〜324にて出力されたパケットは元の形に戻され出線325
〜327へ出力される。
Thus, the time-division multiplexed packet is stored in the RAM of the desired port. RAM controller 354 of control unit 343
356 outputs the read addresses of the RAMs 317 to 319, whereby the packets are output. Parallel-serial converter 322
The packet output at ~ 324 is returned to the original form and outgoing line 325
To 327.

第1〜第3の発明の実施例では各出線毎にメモリを別
々に設ける出力バッファ形スイッチ(文献参照)を示
したが、bのメモリを複数の出線で共有する共有バッフ
ァ形スイッチ(文献参照)としてもよい。その場合も
本発明はその効力を持つ。
In the first to third embodiments of the present invention, the output buffer type switch (refer to the literature) in which a memory is separately provided for each output line is shown. Reference). Even in that case, the present invention has its effect.

次に第4の発明の実施例を第4図を用いて説明する。 Next, an embodiment of the fourth invention will be described with reference to FIG.

第4の発明はサブスイッチを出線の数をへらして構成
し、入線を同報して接続する。例えば32×32のスイッチ
を32×4のサブスイッチを8個作る。本図では4×4の
スイッチを4×2のサブスイッチ2個で構成している。
これはスイッチのゲート数の大半以上が出力側のアドレ
スフィルタとFiFoメモリに集中する点に注目してこれを
出線別に分割することでサブスイッチのゲート数の減少
を実現するものである。サブスイッチ内には時分割バス
が全部入っているので第1〜第3の発明と同様に回線速
度、回線数の増大に対して対処しやすいという効果をも
つ。入線400〜403は2つのサブスイッチ408、409に同報
して入力される。各サブスイッチ408、409は第5図のス
イッチと同様に410〜417のシリアルパラレル変換部と時
分割バス418、419からなる時分割多重部をもつ。又各ポ
ート毎のアドレスフィルタ420〜423、FiFo424〜427は各
サブスイッチに分割してもたれる。
According to a fourth aspect of the invention, the sub-switches are configured by reducing the number of outgoing lines, and the incoming lines are broadcast and connected. For example, 32 × 32 switches and eight 32 × 4 sub-switches are created. In the figure, a 4 × 4 switch is composed of two 4 × 2 sub-switches.
This focuses on the fact that most of the number of gates of the switch is concentrated on the address filter and the FiFo memory on the output side, and this is divided into outgoing lines to reduce the number of gates on the sub-switch. Since all the time-division buses are included in the sub-switch, the present invention has an effect of easily coping with an increase in the line speed and the number of lines as in the first to third aspects. The incoming lines 400 to 403 are broadcast and input to the two sub-switches 408 and 409. Each of the sub-switches 408 and 409 has a time-division multiplexing unit including serial-parallel conversion units 410 to 417 and time-division buses 418 and 419, similarly to the switch of FIG. The address filters 420 to 423 and FiFo 424 to 427 for each port are divided into sub-switches.

本発明の第1の発明、第2の発明、第3の発明と組み
合わせてN×M(M<N)のサブスイッチをBitスライ
ス形にしてもよい。あるいは、制御部を分離してもよ
い。さらには制御部だけをN×M(M<N)構成にして
もよい。1つのサブスイッチの複数の出線用のFiFoメモ
リを共有メモリで構成してもよい。いずれの場合も本発
明はその効力を持つ。
The N × M (M <N) sub-switch may be a bit slice type in combination with the first invention, the second invention, and the third invention of the present invention. Alternatively, the control unit may be separated. Further, only the control unit may have an N × M (M <N) configuration. The FiFo memories for a plurality of outgoing lines of one sub-switch may be configured by a shared memory. In any case, the present invention has its effect.

(効果) 第1〜第4の本発明によると速度制限が厳しい時分割
バスをLSI内部に入れることができるため、時分割バス
の高速化が容易に実現できる、つまり、回線の高速化と
回線数の増加に容易に対応できる。第1の発明〜第3の
発明によるとサブスイッチをビットスライス化すること
によって、時分割多重部をLSI内部に入れてもLSI当たり
のゲート量の増大を防ぐことができる。第2、第3の発
明のように制御部を集中化することにより、サブスイッ
チのゲート量をさらに減少させることができ、かつ並列
に動作するサブスイッチを集中制御でき管理しやすくな
る。又、第4の発明によってゲート数の多い出力側の回
路をサブスイッチ内で減らせることができる。以上のよ
うに時分割多重部をLSIに閉じこめてしかも適度なゲー
ト量でLSIを構成できるため今後のLSI技術の進歩により
さらに経済的で高速かつ容量の大きいパケットスイッチ
が得られる。
(Effects) According to the first to fourth aspects of the present invention, a time-division bus whose speed is severely restricted can be inserted inside the LSI, so that the speed-up of the time-division bus can be easily realized. It can easily cope with an increase in the number. According to the first to third aspects of the present invention, by slicing the sub-switch into bits, it is possible to prevent an increase in the gate amount per LSI even if a time division multiplexing unit is provided inside the LSI. By centralizing the control unit as in the second and third inventions, the gate amount of the sub-switch can be further reduced, and the sub-switches operating in parallel can be centrally controlled and easily managed. Further, according to the fourth aspect, the output side circuit having a large number of gates can be reduced in the sub-switch. As described above, the time-division multiplexing unit can be confined in the LSI and the LSI can be configured with an appropriate gate amount, so that a more economical, high-speed, and large-capacity packet switch can be obtained with the advancement of the LSI technology in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は請求の範囲第1項の発明の実施例によるパケッ
トスイッチのブロック図である。第2図は請求の範囲第
2項の発明の実施例によるパケットスイッチのブロック
図である。第3図は請求の範囲第3項の発明の実施例に
よるパケットスイッチのブロック図である。第4図は請
求の範囲第4項の発明の実施例によるパケットスイッチ
のブロック図である。第5図は従来技術によるパケット
スイッチのブロック図である。第6図はパケットとその
アドレス情報の転送のしかたを示す図である。 図において 105〜110,203〜205,212〜214,228〜230,303〜305,312〜
314,328〜330,410〜417……シリアルパラレル変換器、 113〜115,232〜234,332〜334,420〜423……アドレスフ
ィルタ、 116〜118,217〜219,424〜427……ファーストインファー
ストアウト(FIFO)メモリ、 119〜121,222〜224,322〜324……パラレルシリアル変換
器、 354〜356……RAMコントローラ、 317〜319……RAM。
FIG. 1 is a block diagram of a packet switch according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a packet switch according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram of a packet switch according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of a packet switch according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a conventional packet switch. FIG. 6 is a diagram showing how to transfer a packet and its address information. In the figure, 105-110, 203-205, 212-214, 228-230, 303-305, 312-
314,328-330,410-417 ... Serial / parallel converter, 113-115,232-234,332-334,420-423 ... Address filter, 116-118,217-219,424-427 ... First-in first-out (FIFO) memory, 119-121,222-224,322- 324 ... Parallel-serial converter, 354-356 ... RAM controller, 317-319 ... RAM.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−233858(JP,A) 電子情報通信学会技術研究報告、SE 87−70、(1987−7−17),漆谷重雄 (他1名)セルフルーチング通話路の検 討,P.31−35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-233858 (JP, A) IEICE Technical Report, SE 87-70, (1987-7-17), Shigeo Urushiya (1 other) Examination of self-routing communication channel, p. 31-35

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数の入線からのパケット信号を該パケッ
トのアドレス情報にもとづき複数の出線のいづれかへ出
力するパケットスイッチ方法であり、各入線に於いて各
1つのパケット信号を直列並列変換して複数のビットに
分割し、該直列並列変換された複数のビットのうち少な
くとも一つのビットのパケット信号をサブスイッチの該
入線に対応する入ポートに入力し、複数の入線からのパ
ケット信号にそれぞれ対応する複数のアドレス情報をス
イッチ制御部に入力し、該スイッチ制御部は、該入力さ
れたアドレス情報から各パケット信号をどの出線へ出力
するかを判定し、各パケット信号毎に、該出線の識別情
報を前記サブスイッチに通知し、該サブスイッチは、該
複数の入ポートから入力された複数の該パケット信号を
時分割多重し、該時分割多重された該パケット信号を、
前記スイッチ制御部から通知された該パケットの出力す
べき出線の識別情報にもとづき、該サブスイッチの複数
の出ポートのいづれかへ出力するものであり、前記直列
並列変換されたパケット信号の複数のビット数のそれぞ
れを交換する複数の該サブスイッチを並列動作させ、各
出線に於いては、前記複数のサブスイッチの該出線に対
応する出ポートから出力される複数の直列並列変換され
たパケット信号を並列直列変換する事を特徴とするパケ
ットスイッチ方法。
1. A packet switching method for outputting packet signals from a plurality of incoming lines to one of a plurality of outgoing lines based on address information of the packet, wherein each packet signal is serially / parallel converted at each incoming line. And input a packet signal of at least one bit of the serial-to-parallel converted bits to an input port corresponding to the input line of the sub-switch, and convert the packet signal from the plurality of input lines into a packet signal. A plurality of pieces of corresponding address information are input to the switch control unit, and the switch control unit determines to which output line each packet signal is to be output from the input address information. The sub-switch notifies the sub-switch of line identification information, and the sub-switch performs time division multiplexing on the plurality of packet signals input from the plurality of input ports. The division multiplexed the packet signal,
Based on the identification information of the outgoing line to be output of the packet notified from the switch control unit, to output to any of the plurality of outgoing ports of the sub-switch, a plurality of serial-parallel converted packet signal A plurality of the sub-switches each exchanging a bit number are operated in parallel, and at each output line, a plurality of serial-parallel converted signals output from output ports corresponding to the output lines of the plurality of sub-switches are output. A packet switching method, which converts a packet signal from parallel to serial.
【請求項2】複数の入線からのパケット信号を該パケッ
トのアドレス情報にもとづき複数の出線のいずれかへ出
力するパケットスイッチ方法であり、各入線に於いて各
1つのパケット信号を直列並列変換して複数のビットに
分割し、該直列並列変換された複数のビットのうち少な
くとも一つのビットのパケット信号をサブスイッチの該
入線に対応する入ポートに入力し、複数の入線からのパ
ケット信号にそれぞれ対応する複数のアドレス情報をス
イッチ制御部に入力し、該スイッチ制御部は、該入力さ
れたアドレス情報から各パケットをどの出線へ出力する
かを判定し、かつサブスイッチに入力された各パケット
信号を蓄積するパケットバッファメモリの書き込み/読
み出しアドレスをもとめ、各パケット信号毎に、該パケ
ットバッファメモリの書き込み/読み出しアドレス情報
をサブスイッチに通知し、該サブスイッチは、該複数の
入ポートから入力された複数の該パケット信号を時分割
多重し、前記スイッチ制御部から通知された該パケット
バッファメモリの該書き込み/読み出しアドレス情報に
もとづいて、該時分割多重された該パケット信号を該バ
ッファメモリに書き込み/読み出しを行うことにより、
複数の出ポートのいづれかへ出力するものであり、前記
直列並列変換されたパケット信号の複数のビットのそれ
ぞれの信号を交換する該サブスイッチを並列動作させ、
各出線に於いては、前記複数のサブスイッチの該出線に
対応する出ポートから出力される複数の直列並列変換さ
れたパケット信号を、並列直列変換する事を特徴とする
パケットスイッチ方法。
2. A packet switching method for outputting packet signals from a plurality of incoming lines to any one of a plurality of outgoing lines based on address information of the packet, wherein one packet signal is serial-to-parallel converted at each incoming line. Then, a packet signal of at least one bit of the plurality of serially-parallel-converted bits is input to an input port corresponding to the input line of the sub-switch, and a packet signal from the plurality of input lines is A plurality of corresponding address information is input to the switch control unit, and the switch control unit determines which output line each packet is to be output from based on the input address information, and outputs each packet input to the sub-switch. The write / read address of the packet buffer memory for storing packet signals is obtained, and for each packet signal, the packet buffer memory is read. To the sub-switch, the sub-switch time-division multiplexes the plurality of packet signals input from the plurality of input ports, and the packet buffer memory notified from the switch control unit. By writing / reading the time-division multiplexed packet signal to / from the buffer memory based on the write / read address information of
Output to any one of a plurality of output ports, and operate the sub-switch for exchanging signals of a plurality of bits of the serial-parallel-converted packet signal in parallel,
At each outgoing line, a plurality of serial-parallel-converted packet signals output from the outgoing ports corresponding to the outgoing lines of the plurality of sub-switches are subjected to parallel-to-serial conversion.
【請求項3】複数の入線からのパケット信号を該パケッ
トのアドレス情報にもとづきN本の出線のいづれかへ出
力するパケットスイッチ方法であり、各入線パケット信
号を複数のサブスイッチに同報し、該サブスイッチは、
N本の出線のうちM本(M<N)分の出線に対応する出
力回路のみを有し、該複数の入ポートから入力された複
数のパケット信号を時分割多重し、該時分割多重された
該パケット信号を該パケットのアドレス情報にもとづき
M本の出線のいづれかへ出力する事を特徴とするパケッ
トスイッチ方法。
3. A packet switching method for outputting packet signals from a plurality of incoming lines to one of N outgoing lines based on address information of the packet, wherein each incoming line packet signal is broadcast to a plurality of sub-switches. The sub-switch is
It has only output circuits corresponding to M outgoing lines (M <N) out of the N outgoing lines, and time-division multiplexes a plurality of packet signals input from the plurality of input ports. A packet switching method comprising: outputting the multiplexed packet signal to one of M outgoing lines based on address information of the packet.
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