JP2786246B2 - Self-routing channel - Google Patents

Self-routing channel

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JP2786246B2
JP2786246B2 JP11412689A JP11412689A JP2786246B2 JP 2786246 B2 JP2786246 B2 JP 2786246B2 JP 11412689 A JP11412689 A JP 11412689A JP 11412689 A JP11412689 A JP 11412689A JP 2786246 B2 JP2786246 B2 JP 2786246B2
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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、固定長のパケット(セル)の交換に用いる
セルスイッチに用いられる自己ルーチング通話路に関す
るものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-routing communication path used for a cell switch used for exchanging fixed-length packets (cells).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図は、セルスイッチに用いられる代表的な自己ル
ーチング通話路の一例(入回線8×出回線8)を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example (8 incoming lines × 8 outgoing lines) of a typical self-routing communication path used for a cell switch.

スイッチエレメントSEは、転送すべきセル(通信情
報)に付与されている出回線アドレスからその出力すべ
きリンクを決定し出力する回路である。第1通話路段の
スイッチエレメントSEは接続情報付加回路1Aを有してお
り、接続情報付加回路IAはセルに出回線pのアドレスを
2進表示 (d3 d2 d1) ただし、 p=d3・22+d2・21+d1×20 で付与する。第k通話路段のスイッチエレメントESは、
このビット列のうちビットd4-kが0ならば上側の出力リ
ンクに、1ならば下側の出力リンクにセルを転送する。
通話路段間のリンクLは、このようなスイッチエレメン
トSEの動作により任意の入回線のセルが全通話路段を通
過した後に、最終通話路段で接続情報除去回路IRで接続
情報を除去された後、指定の出回線へ出力されるように
配線されてある。(動作の詳細は例えば、〔参考文献
1〕C.Wu and T.Feng,“Routing techniques for a cla
ss of multistage interconnection networks",1978,In
t′1 Conf.Parallel Processing,pp.197−205参照) 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した様な従来の自己ルーチング通話路は、ルーチ
ング経路が一意に決まるため制御が容易であるが、スイ
ッチ回路網内部でのセル同士のリンク競合が起こるため
のセルの廃棄やバッファリングは不可避であり、規模が
大きくなるほど出回線に到達できる確率が低くなり、セ
ルスイッチのスループット(出回線の使用率)が低くな
る欠点がある。
The switch element SE is a circuit that determines and outputs a link to be output from an outgoing line address assigned to a cell (communication information) to be transferred. The switch element SE of the first communication path stage has a connection information addition circuit 1A, and the connection information addition circuit IA displays the address of the outgoing line p in the cell in binary (d 3 d 2 d 1 ), where p = d imparting at 3 · 2 2 + d 2 · 2 1 + d 1 × 2 0. The switch element ES at the k-th communication path stage is
If the bit d 4-k in this bit string is 0, the cell is transferred to the upper output link, and if it is 1, the cell is transferred to the lower output link.
The link L between the communication path stages is formed after the connection information is removed by the connection information removal circuit IR in the final communication path stage after the cell of an arbitrary incoming line has passed through all the communication path stages by the operation of the switch element SE. Wired to output to the specified outgoing line. (For details of the operation, see, for example, [Ref. 1] C. Wu and T. Feng, “Routing techniques for a cla
ss of multistage interconnection networks ", 1978, In
t'1 Conf. Parallel Processing, pp. 197-205) [Problems to be Solved] The conventional self-routing communication path as described above is easy to control because the routing path is uniquely determined. It is inevitable to discard or buffer cells due to link competition between cells in the switch network. The larger the scale, the lower the probability of reaching the outgoing line, and the cell switch throughput (outgoing line usage rate) ) Is low.

同様な回路網で、各セルが同一出回線に向かわなけれ
ば内部でリンク競合を起こさない回路網の提案もあるが
(例えば〔参考文献2〕J.Y.Hui and E.Arthurs,“A br
oadband packet switch for integrated transport,"IE
EE J.Selected Areas Comm.,Vol.SAC−5,pp,1264−127
3,Oct.1987参照)競合を起こさなくする前位の回路の段
数が非常に大きくなる。
In a similar network, there is a proposal of a network in which link competition does not occur internally unless each cell goes to the same outgoing line (for example, [Reference Document 2] JYHui and E. Arthurs, “Abr.
oadband packet switch for integrated transport, "IE
EE J. Selected Areas Comm., Vol.SAC-5, pp, 1264-127
(See 3, Oct. 1987) The number of stages of the preceding circuit that eliminates competition becomes very large.

本発明の目的は、従来技術の欠点を解決し、同一出回
線に向かう複数のセルの存在を許し、かつ、スイッチエ
レメント数を極端に大きくすることなしにスイッチのス
ループットを高くすることを可能とする自己ルーチング
通話路を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the drawbacks of the prior art, to allow the existence of a plurality of cells going to the same outgoing line, and to make it possible to increase the throughput of a switch without extremely increasing the number of switch elements. To provide a self-routing communication path.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、本自己ルーチング通話路で
は、出入回線を収容するノードを生来自己ルーチング機
能を有するハイパキューブネットワークで結合し、各ノ
ードで距離の短いセルに優先的にルートをわりつけ、さ
らに競合時セルを迂回させる機能をもたせた。
In order to achieve the above object, in the present self-routing communication path, nodes accommodating incoming and outgoing lines are connected by a hypercube network having a self-routing function by nature, and each node preferentially assigns a route to a short-distance cell, Added a function to bypass the cell at the time of contention.

〔作用〕[Action]

本発明においては、ノードの結合にハイパキューブネ
ットワークを用いることで高トラヒック時にもノード間
リンクの使用率を低く保つことができ、リンクブロック
の確率を小さくしている。また、各ノードで距離の短い
セルを優先させることでリンクブロック確率をさらに小
さくしており、セルがリンクブロックに遭遇した時にも
これを迂回させることにより、ネットワーク内に待ち合
わせ用バッファ(キュー)を持つ必要がなく、バッファ
オーバフローによるセル廃棄をなくした。
In the present invention, the use rate of the inter-node link can be kept low even during heavy traffic by using the hypercube network for the connection of the nodes, and the probability of the link block is reduced. In addition, the link block probability is further reduced by giving priority to a cell with a short distance at each node, and even when a cell encounters a link block, the cell is bypassed to create a queuing buffer (queue) in the network. There is no need to have, and cell loss due to buffer overflow has been eliminated.

入回線から到着し、かつ、他ノードに収容される出回
線に向かうセルについては、全てのリンクが使用中の状
態に遭遇することがあるが、そもそもノード間リンクの
使用率が低いためそのような確率は非常に小さく、入回
線用キューの所要容量は少ない。同一回線に出力される
セルが最終宛先ノードに同時に複数到着する場合である
が、各ノードに配備するリンク対応または共通の出回線
用キューで待つことが可能であり、さらに、本キューが
オーバフローする場合には、空きリンクにより隣接ノー
ドへ転送することでセルの廃棄を回避することも可能で
ある。
For a cell arriving from an incoming line and going to an outgoing line accommodated in another node, all the links may encounter a busy state, but such a situation is low due to the low use rate of the inter-node link in the first place. Is very small, and the required capacity of the incoming line queue is small. In the case where a plurality of cells output to the same line arrive at the final destination node at the same time, it is possible to wait in a link-compatible or common outgoing line queue provided in each node, and furthermore, this queue overflows. In such a case, it is also possible to avoid cell discard by transferring to an adjacent node through an empty link.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例として、出入回線を収容す
るノードをハイパキューブネットワークで結合した自己
ルーチング通話路を示す図である。(一般的なハイパキ
ューブネットワークの説明は例えば〔参考文献3〕D.A.
Reed and R.M.Fujimoto著“Multicomputer Networks:Me
ssage−Based Parallrl Processing",1987,the MIT Pre
ssの17〜18ページ参照) 図は8組の出入回線を収容するスイッチの例であり、
3次元(log28)のネットワークが用いられている。各
ノードの番号は収容する出入回線の番号と一致するよう
に付与されており、図ではこれを2進表示している。リ
ンクの存在する隣同士のノードは2進表示したアドレス
の各桁のビットを比較した時1ビットのみが異なる関係
にある。
FIG. 1 is a diagram showing, as an embodiment of the present invention, a self-routing communication path in which nodes accommodating incoming and outgoing lines are connected by a hypercube network. (For a description of a general hypercube network, see, for example, [Ref. 3] DA
“Multicomputer Networks: Me” by Reed and RMFujimoto
ssage-Based Parallrl Processing ", 1987, the MIT Pre
(See pages 17-18 of ss)
The three-dimensional network of (log 2 8) is used. The number of each node is given so as to match the number of the incoming / outgoing line to be accommodated, and this is shown in binary in the figure. The adjacent nodes where the link exists have a relationship in which only one bit is different when comparing the bits of each digit of the binary-displayed address.

第3図はノード間を移動する情報を示しており、入回
線から到着した時の通信情報(セル)と出回線ノードア
ドレスを含む接続情報とからなっている。「その他の接
続情報」はなくてもよいし、迂回遭遇回数等を入れても
よい。以降本情報を「接続情報付セル」とよぶ。まず、
基本的な動作の説明と用語の定義を行う。
FIG. 3 shows information moving between nodes, which is composed of communication information (cell) upon arrival from an incoming line and connection information including an outgoing line node address. The "other connection information" may not be present, and the number of times of detour may be entered. Hereinafter, this information is referred to as “cell with connection information”. First,
The basic operation is explained and terms are defined.

自己ルーチング機能:第4図を用いて基本的なルーチ
ングの方法を説明する。図の例は8ノードの場合であ
り、ノードアドレスは4桁で表わされている。
Self-routing function: A basic routing method will be described with reference to FIG. The example shown is for eight nodes, and the node address is represented by four digits.

各ノードでは受信した「接続情報付セル」にある宛先
ノードアドレスと自ノードアドレス(ともに2進表示)
の対応する各桁を比較し、相違する桁を求める。例では
第1,3,4桁が異なっている転送すべきリンクの候補は、
これらの異なる桁に対応する隣接ノードとの間のリンク
である。例では、現在のノード(0100)と隣接する4個
のノード(010)(010)(000)(100)の中
で1,3,4桁目が異なっている3個のノード(0101)(000
0)(1100)を接続するリンクが転送すべきリンクの候
補である。「接続情報付セル」の現在位置から宛先ノー
ドまでの「距離」を最終宛先に到着するまでに通過する
リンク数で定義すると、上の操作で求めた「相違する
桁」の数、すなわち転送すべきリンクの候補の数は、
「接続情報付セル」の現在位置から宛先ノードまでの最
短「距離」を表わしており、「候補」リンクに「接続情
報付セル」を転送できた場合は、転送先のノードでは最
短「距離」が1だけ減少する。これは「接続情報付セ
ル」が最短経路をとることに相当する。
At each node, the destination node address and the own node address in the received "cell with connection information" (both are displayed in binary)
Are compared with each other to find a different digit. In the example, the link candidates to be transferred whose first, third and fourth digits are different are:
A link between adjacent nodes corresponding to these different digits. In the example, of the four nodes (010 1 ), (01 1 0), ( 0 00), and ( 1 100) adjacent to the current node (0100), three nodes having different first, third, and fourth digits are used. Node (0101) (000
0) The link connecting (1100) is a link candidate to be transferred. If the “distance” from the current position of the “cell with connection information” to the destination node is defined by the number of links passing before reaching the final destination, the number of “different digits” obtained by the above operation, that is, The number of possible links should be
Indicates the shortest "distance" from the current position of the "cell with connection information" to the destination node. If the "cell with connection information" could be transferred to the "candidate" link, the shortest "distance" at the transfer destination node Decreases by one. This corresponds to the “cell with connection information” taking the shortest path.

迂回:「接続情報付セル」をその「候補」リンクへ転送
せず、「候補」以外のリンクへ転送すると、転送先のノ
ードでは宛先ノードまでの最短「距離」が1だけ増加す
る。これは「接続情報付セル」が迂回経路をとることに
相当する。
Detour: If the "cell with connection information" is not transferred to the "candidate" link but is transferred to a link other than the "candidate", the shortest "distance" to the destination node at the transfer destination node increases by one. This is equivalent to the “cell with connection information” taking a detour route.

リンクブロック:ノード内に複数の「接続情報付セ
ル」が存在し、各々の経路(転送先リンク)を決定して
いく過程で、いくつかの「接続情報付セル」に関して転
送すべき「候補」リンクのいずれにも、転送できない場
合が生じる。これを「リンクブロック」と呼ぶ。リンク
ブロックの原因としては「候補」のリンクのすべてが他
の「接続情報付セル」の転送先として決定されているこ
とが考えられる。
Link block: A plurality of “cells with connection information” exist in a node, and “candidates” to be transferred for some “cells with connection information” in the process of determining each route (destination link) In some cases, transfer cannot be performed on any of the links. This is called a “link block”. The cause of the link block may be that all of the “candidate” links have been determined as transfer destinations of other “cells with connection information”.

以下で本発明の実施例を具体的に説明する。第5
(a)図は出入回線数が8の場合の各ノードの構成例で
ある。INF0は入回線用インタフェース回路、INF1〜INF4
は隣接ノードからの入力リンク用インタフェース回路、
SWは4入力3出力スイッチであり、これらの回路は制御
回路Cにより制御される。SELは各インタフェース回路
の中にある出回線用キューにあるセルを1個づつ出回線
へ出力するための制御回路である。
Examples of the present invention will be specifically described below. Fifth
(A) is a configuration example of each node when the number of incoming and outgoing lines is eight. INF0 is the interface circuit for incoming lines, INF1 to INF4
Is the interface circuit for the input link from the adjacent node,
SW is a four-input three-output switch, and these circuits are controlled by the control circuit C. The SEL is a control circuit for outputting cells in the outgoing line queue in each interface circuit to the outgoing line one by one.

第5(b)図は入回線用インタフェース回路INF0の構
成例である。ESは入回線から到着するセルのビット同期
をとるためのエラスチックストアメモリ、分離回路11は
出回線ノードアドレス等の接続情報を生成するために必
要な情報をセルのヘッダ情報からコピーし接続情報生成
回路12に送るとともにセル自体を入回線用セルキュー13
に転送する。接続情報生成回路12では分離回路11から送
られてきた情報をもとに出回線ノードを決定し、セルス
イッチ内のルーチングに必要な接続情報を生成し、入回
線用接続情報キュー14に転送する。セルキューにあるセ
ルは第5(a)図にある制御回路Cからの指示により出
回線用キュー15または接続情報付加回路16に転送され、
出回線用キュー15に転送されたセルは第5(a)図にあ
るSELの制御により出回線に送出され、また、接続情報
付加回路16に転送されたセルは「接続情報付セル」とな
って第5(a)図のスイッチSWを通り出力リンクへ送出
される。出入回線とノード間のリンクの速度が異なる場
合にはINF0内の適当な箇所で速度変換を行えばよい。2
種類の入回線用キューの容量は等しくし、本キューがす
べて塞がっている場合到着セルは廃棄される。
FIG. 5 (b) shows a configuration example of the incoming line interface circuit INF0. ES is an elastic store memory for synchronizing the bits of cells arriving from the incoming line. Separation circuit 11 generates connection information by copying the information necessary to generate connection information such as the output node address from the header information of the cell. Sends the cell itself to the circuit 12 and the cell queue 13 for the incoming line.
Transfer to The connection information generating circuit 12 determines an outgoing line node based on the information sent from the separating circuit 11, generates connection information necessary for routing in the cell switch, and transfers it to the incoming line connection information queue 14. . The cell in the cell queue is transferred to the outgoing line queue 15 or the connection information adding circuit 16 according to an instruction from the control circuit C shown in FIG.
The cell transferred to the outgoing line queue 15 is sent out to the outgoing line under the control of the SEL shown in FIG. 5 (a), and the cell transferred to the connection information adding circuit 16 is a "cell with connection information". 5 (a) and transmitted to the output link through the switch SW. If the speed of the link between the incoming / outgoing line and the node is different, the speed may be converted at an appropriate location in INF0. 2
The capacity of each type of incoming line queue is made equal, and if all the queues are closed, the arriving cell is discarded.

第5(c)図は入力リンク用インタフェース回路INF1
〜INF3の構成例である。ESは第5(b)図と同様に入力
リンクから到着する「接続情報付セル」のビット同期を
とるためのエラスチックストアメモリ、分離回路11は
「接続情報付セル」の接続情報をコピーし接続情報用バ
ッファ12に転送するとともに「接続情報付セル」自体を
セル用バッファ20に転送する。接続情報バッファ12は接
続情報を制御回路Cが読みに来るまで一時的に蓄えるた
めのバッファであり、セル用バッファは制御回路Cから
の指示により「接続情報付セル」を接続情報除去回路21
へ転送するかまたは第5(a)図にあるスイッチSWを通
して出力リンクへ送出する。接続情報除去回路21へ転送
された「接続情報付セル」は接続情報を除去されたのち
出回線キュー15へ転送され第5(a)図にあるSELの制
御により出回線に送出される。出入回線とノード間のリ
ンクの速度が異なる場合にはINF1内の適当な箇所で速度
変換を行えばよい。
FIG. 5 (c) shows an input link interface circuit INF1.
~ INF3 is a configuration example. ES is an elastic store memory for synchronizing bits of "cells with connection information" arriving from the input link in the same manner as in FIG. 5 (b). Separation circuit 11 copies connection information of "cells with connection information" and connects them. At the same time as transferring to the information buffer 12, the “cell with connection information” itself is transferred to the cell buffer 20. The connection information buffer 12 is a buffer for temporarily storing the connection information until the control circuit C reads the data. The cell buffer stores the “cell with connection information” according to an instruction from the control circuit C.
Or to the output link through the switch SW in FIG. 5 (a). The "cell with connection information" transferred to the connection information removing circuit 21 is transferred to the outgoing line queue 15 after the connection information is removed and sent out to the outgoing line under the control of the SEL shown in FIG. 5 (a). If the speed of the link between the incoming / outgoing line and the node is different, the speed may be converted at an appropriate location in INF1.

第6図は第5(a)図の制御回路の動作シーケンスで
ある。本動作は入出力リンク上での1セルの転送時間を
1周期として繰り返し行われるものである。以下にシー
ケンスを説明する。
FIG. 6 shows an operation sequence of the control circuit of FIG. 5 (a). This operation is repeatedly performed with the transfer time of one cell on the input / output link as one cycle. The sequence will be described below.

ステップI:転送先リンク候補の決定(「接続情報付セ
ル」) すべての入力リンク用インタフェース回路にある接続
情報バッファをサーチして接続情報が入っていれば(す
なわち「接続情報付セル」が前の周期に到着していれ
ば)接続情報を取り出し、その各々について対応する
「接続情報付セル」の転送先リンクの候補を求める。
Step I: Determination of Transfer Destination Link Candidates (“Cell with Connection Information”) If connection information buffers in all input link interface circuits are searched and connection information is included (ie, “cell with connection information” is earlier) The connection information is extracted (if it has arrived at the period of (1)), and candidates for the transfer destination link of the corresponding “cell with connection information” are obtained for each of them.

ステップII:転送先リンクの決定(「接続情報付セ
ル」) 転送先リンク候補数の少ない順に(すなわち最終宛先
ノードまでの距離の短い順に)候補リンクの空き/塞が
りをチェックして、空きのある場合には転送先リンクを
決定し、候補がすべて塞がりの場合は全ての「接続情報
付セル」の経路を決定した後迂回先のリンクを決定す
る。転送リンク候補数の等しい「接続情報付セル」が複
数存在する場合は、順番はどうでもよい(ただし、それ
までの迂回遭遇回数を接続情報に蓄えておき迂回の多い
「接続情報付セル」を優先させるとセルによる迂回遭遇
回数の分散を小さくできる)。また、迂回経路の決定の
際の「接続情報付セル」の順番もどうでもよい。空き状
態の転送リンク候補が複数ある場合どのリンクを選択し
てもよい(ただし、そのリンクを転送先の候補としてい
る「接続情報付セル」数の少ないリンクを先に選択する
とリンクブロック率の一層の低下が期待できる)。
Step II: Determination of Transfer Destination Link (“Cell with Connection Information”) Check for free / occupied candidate links in ascending order of the number of transferable link candidates (ie, in ascending order of distance to the final destination node). In this case, the transfer destination link is determined. When all the candidates are closed, the routes of all the “cells with connection information” are determined, and then the detour destination link is determined. When there are a plurality of “cells with connection information” having the same number of transfer link candidates, the order does not matter (however, the number of detour encounters up to that point is stored in the connection information, and “cells with connection information” with many detours are stored. By giving priority, the variance of the number of bypass encounters by the cell can be reduced). In addition, the order of the “cells with connection information” at the time of determining the bypass route is not important. If there are a plurality of free transfer link candidates, any link may be selected. (However, if a link with a small number of “cells with connection information” that selects that link as a transfer destination candidate is selected first, the link block rate is further increased. Can be expected to decrease).

転送リンク候補数が0の「接続情報付セル」は、自ノ
ードが最終宛先であるので、出回線用キューに入れるた
め接続情報除去回路に転送する。出回線用キューに空き
がない場合は迂回させる(出回線キューが全塞がりとな
る確率が非常に小さい場合はここで迂回させずに廃棄し
てもよい)。第5(a)図に示すように各ノードの入力
リンク数と出力リンク数は等しく、そのため全ての「接
続情報付セル」が他ノード宛の場合でも必ず隣接ノード
へ転送する事ができる。
The “cell with connection information” having the number of transfer link candidates of 0 is transferred to the connection information removing circuit to be placed in the outgoing line queue because the own node is the final destination. If there is no free space in the outgoing line queue, it is detoured (if the probability that the outgoing line queue is completely blocked is very small, it may be discarded without detouring here). As shown in FIG. 5 (a), the number of input links and the number of output links of each node are equal. Therefore, even if all the "cells with connection information" are addressed to other nodes, they can always be transferred to an adjacent node.

ステップIII:転送先リンクの決定(入回線からのセル) 入回線用インタフェース回路INF0の接続情報キューの
先頭に接続情報があればこれを読みだし転送先リンクの
候補を求め、セルの宛先が自ノードの場合は出回線用キ
ューへ転送する。セルの宛先が自ノードでない場合はノ
ード間リンクに空き塞がりをチェックし、空きがある場
合は転送リンク候補の中からリンクを探し転送先リンク
を決定する。転送先リンクの候補が全塞がり時は迂回さ
せる。出回線用キューが全塞がりで入れなかった場合に
も可能な限り迂回させる。他ノード宛でかつリンク全塞
がりの場合または自ノード宛で出回線用キューとリンク
の双方が全塞がりの場合は入回線用キューからの取り出
しをあきらめて、次周期回しとする。
Step III: Determination of Transfer Destination Link (Cell from Incoming Line) If there is connection information at the head of the connection information queue of the interface circuit INF0 for incoming line, this is read out and candidates for the transfer destination link are obtained. In the case of a node, transfer to the outgoing line queue. If the destination of the cell is not its own node, the inter-node link is checked for occupancy, and if there is vacancy, a link is searched for from transfer link candidates to determine a transfer destination link. When all the candidates for the transfer destination link are completely closed, the link is bypassed. Even if the outgoing line queue is not fully closed, it is bypassed as much as possible. If the link is completely blocked to the other node or if both the outgoing line queue and the link are completely blocked to the own node, the removal from the incoming line queue is abandoned and the next cycle is performed.

ステップIV:出力処理 以上のステップで今周期に処理すべき全ての「接続情
報付セル」およびセルの処遇が決定したので、SWの接続
パタンを決定してこれを駆動し、SWを通してリンクへ出
力すべく「接続情報付セル」と/またはセルの出力を各
インタフェース回路に指示する。
Step IV: Output processing In the above steps, all "cells with connection information" to be processed in this cycle and cell processing have been determined, so the SW connection pattern is determined and driven, and output to the link through the SW. In order to output the "cell with connection information" and / or the cell, each interface circuit is instructed.

出回線用キューにあるセルの出回線への出力はセレク
タ回路SELの制御で行われる。SELは全てのインタフェー
ス回路の出回線キューにあるセルを1個づつ出回線へ送
出する。
Output of cells in the outgoing line queue to the outgoing line is performed under the control of the selector circuit SEL. The SEL sends out the cells in the outgoing line queue of all the interface circuits to the outgoing line one by one.

以上、第5(a),(b),(c)図と第6図で本発
明の実現例を説明したが、出回線用キューをノード内の
全てのインタフェース回路で共通に持つ方法や、空きリ
ンクがあれば入回線用キューから同一周期に複数のセル
を取り出し転送する方法も考えられる。制御回路はマイ
クロプロセッサで実現してもよいし、高速動作を目指す
場合は第6図のシーケンスをハードウェアで実現しても
よい。
The implementation examples of the present invention have been described above with reference to FIGS. 5 (a), (b), (c) and FIG. 6. However, the method of having the outgoing line queue common to all the interface circuits in the node, If there is a free link, a method of extracting a plurality of cells from the incoming line queue at the same period and transferring the cells is also conceivable. The control circuit may be realized by a microprocessor, or the sequence of FIG. 6 may be realized by hardware when high-speed operation is aimed.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

スループットを上げるためには高トラヒック時にもセ
ルの廃棄を少なくすることが必要である。本発明の自己
ルーチング通話路では同一出回線へ同時に複数のセルが
到着することを許しているが、出回線用キューの容量を
充分に大きくすればそのオーバフローの確率を小さくで
き、その場合、たとえオーバフロー時セルを廃棄する方
法を採った場合にもここでの廃棄率は小さくなる。
In order to increase the throughput, it is necessary to reduce cell discard even during high traffic. Although the self-routing channel of the present invention allows a plurality of cells to arrive at the same outgoing line at the same time, if the capacity of the outgoing line queue is made sufficiently large, the overflow probability can be reduced. Even when the method of discarding cells at the time of overflow is adopted, the discard rate here becomes small.

出回線キューのオーバフロー時以外にセルを廃棄する
機会は入回線用キューのオーバフロー時だけであるので
以下この場合について考察する。
Since the only opportunity to discard cells other than when the outgoing line queue overflows is when the incoming line queue overflows, this case will be considered below.

入回線キューにセルが溜まるのは実施例の説明中にあ
るようにノード間リンクがすべて塞がっている場合であ
る。セルの宛先がすべての出回線に一様に分布している
と仮定するとノード間リンクの使用率は「迂回」による
リンク使用率の上昇を無視すると高々0.5(出入回線使
用率が1の時)であり、本発明では「迂回」を少なくす
るために宛先ノードまでの距離の短いセルに優先度をも
たせる方法を提案しておりその場合「迂回」の影響を考
慮してもノード間リンク使用率は1をはるかに下回る。
したがって、ひとつのノードのノード間リンクがすべて
塞がる確率は非常に小さく、入回線キューの容量をある
程度大きくすればセル廃棄率は極めて小さくなる。(セ
ルの宛先が一様であり通話路内の負荷も一様であり出回
線用キューの容量が充分大きいとして計算すると、出入
回線組数1024の時入回線使用率が1となってもノード間
リンクの使用率は0.6以下となる。したがってこの場合
ノード間リンクがすべて塞がる確率は(0.6)10〜0.006
以下となる) 以上説明したように本発明により、同一出回線に向か
う複数のセルの存在を許し、かつ、スイッチとスループ
ットを高く保つことを可能とする自己ルーチング通話路
が実現できる。
Cells accumulate in the incoming line queue when all inter-node links are blocked as described in the embodiment. Assuming that cell destinations are uniformly distributed in all outgoing lines, the use rate of the inter-node link is at most 0.5 (when the incoming and outgoing line use rate is 1) ignoring the rise in link use rate due to "detour". Therefore, the present invention proposes a method for giving priority to cells having a short distance to the destination node in order to reduce the “detour”. In this case, the inter-node link usage rate is considered even if the influence of the “detour” is considered. Is well below one.
Therefore, the probability that all the inter-node links of one node will be closed is very small, and if the capacity of the incoming line queue is increased to some extent, the cell loss rate becomes extremely small. (Calculating on the assumption that the cell destination is uniform, the load in the communication path is uniform, and the capacity of the outgoing line queue is sufficiently large, the node is used even if the incoming line usage rate becomes 1 when the number of incoming and outgoing lines is 1024. The usage rate of the inter-links is 0.6 or less, so in this case the probability that all inter-node links will be closed is (0.6) 10 to 0.006
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a self-routing communication path that allows the existence of a plurality of cells destined for the same outgoing line and that can maintain high throughput with a switch.

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

第1図は本発明の一実施例としての、出入回線を収容す
るノードをハイパキューブネットワークで結合した自己
ルーチング通話路を示す説明図、第2図は従来技術によ
る自己ルーチング通話路を示す説明図、第3図は第1図
のノード間を移動する情報(接続情報付セル)の説明
図、第4図は本発明で用いるハイパキューブネットワー
クでの基本的なルーチング方法の説明図、第5(a)図
は第1図における各ノードの実現例を示すブロック図、
第5(b)図は第5(a)図の入回線用インタフェース
回路の実現例を示すブロック図、第5(c)図は第5
(a)図の入リンク用インタフェース回路の実現例を示
すブロック図、第6図は第5(a)図の制御回路の動作
シーケンスの実現例を示す説明図、である。 符号の説明 INF0〜3……インタフェース回路、SW……スイッチ、C
……制御回路、SEL……制御回路、ES……エラスチック
ストアメモリ
FIG. 1 is an explanatory view showing a self-routing communication path in which nodes accommodating incoming and outgoing lines are connected by a hypercube network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a self-routing communication path according to the prior art. FIG. 3 is an explanatory diagram of information (cells with connection information) moving between nodes in FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory diagram of a basic routing method in a hypercube network used in the present invention, and FIG. a) A block diagram showing an example of implementation of each node in FIG.
FIG. 5 (b) is a block diagram showing an implementation example of the interface circuit for incoming lines of FIG. 5 (a), and FIG.
6A is a block diagram showing an example of realizing the incoming link interface circuit shown in FIG. 5, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of realizing the operation sequence of the control circuit shown in FIG. 5A. Description of reference numerals INF0-3 INF: Interface circuit, SW: Switch, C
…… Control circuit, SEL …… Control circuit, ES …… Elastic store memory

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−184143(JP,A) 特開 平2−43849(JP,A) 特開 昭61−289746(JP,A) 特開 平1−240052(JP,A) 電子情報通信学会春季全国大会講演論 文集,B−440 (1990−3−15),P. 3−18 ISS’90 (1990−5), P.105−110 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56Continuation of the front page (56) References JP-A-2-184143 (JP, A) JP-A-2-43849 (JP, A) JP-A-61-289746 (JP, A) JP-A-1-240052 (JP) , A) Proceedings of IEICE Spring National Convention, B-440 (1990-3-15), P.3-18 ISS'90 (1990-5), P. 105-110 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】特定の入回線から特定の出回線にいたる通
信情報(セル)の転送を、該通信情報に付与した接続情
報を用いて行う自己ルーチング通話器において、一組の
出入回線を収容し制御するノードがそのアドレスにもと
づくハイパキューブネットワークで相互に結合され、各
ノードが、 (a)入回線対応のキューに到着するセルの出回線を決
定し、その出回線を収容するノードアドレスを接続情報
としてセルに付加する機能、 (b)隣接する複数のノードから到着する接続情報付セ
ルの各々の宛先ノードアドレスと自ノードアドレスを比
較して各々について宛先ノードまでの距離を計算する機
能、 (c)距離が0すなわち宛先ノードが自ノードである場
合そのセルまたは接続情報付セルを出回線から送出する
ためのキューに蓄える機能、 (d)距離が1以上のセルについては転送すべきリンク
の候補(複数も可)を見いだし、隣接ノードから到着す
る接続情報付セルについて宛先ノードまでの距離の短い
順に前記の候補の中から転送可能リンクを探し、最後に
入回線から到着するセルの転送リンクを探す機能、 (e)前記(d)の過程で、候補となるリンクがすべて
塞がっている場合にはそのセルまたは接続情報付セルの
転送先を候補以外の空きリンクに決定する(迂回させ
る)機能、 (f)入回線キューにあるセルについては転送するべき
空きリンクがない場合はそのまま入回線対応のキューに
蓄えておく機能、 (g)すべてのセルの転送先リンクの決定後、それらの
セルを同時に転送先に送出する機能、 (h)出回線用キューからセルを取り出し宛先ノードア
ドレス等の出回線にいたるために付加した接続情報を除
去した後、出回線へセルを送出する機能、 のすべてを、1セルの転送時間を周期として繰り返し実
行することを特徴とする自己ルーチング通話路。
1. A self-routing intercom that transfers communication information (cell) from a specific incoming line to a specific outgoing line using connection information added to the communication information and accommodates a set of outgoing and incoming lines. The controlling nodes are interconnected by a hypercube network based on the address, and each node determines (a) the outgoing line of the cell arriving at the queue corresponding to the incoming line, and determines the node address accommodating the outgoing line. (B) a function of comparing each destination node address of a cell with connection information arriving from a plurality of adjacent nodes with its own node address, and calculating a distance to a destination node for each; (C) When the distance is 0, that is, when the destination node is the own node, a function of storing the cell or the cell with connection information in a queue for transmitting from the outgoing line. (D) For a cell with a distance of 1 or more, find a link candidate (or a plurality of links) to be transferred, and transfer cells with connection information arriving from an adjacent node from among the candidates in ascending order of the distance to the destination node. A function of searching for a possible link and finally searching for a transfer link of a cell arriving from the incoming line. (E) In the process of (d), if all candidate links are blocked, the cell or the cell with connection information (F) A cell in the incoming line queue is stored in a queue corresponding to the incoming line if there is no free link to be transferred, (G) a function of simultaneously transmitting the cells to the destination after determining the destination links of all the cells; (h) extracting the cells from the outgoing line queue and the destination node address, etc. A self-routing communication path characterized in that the function of transmitting a cell to an outgoing line after removing connection information added to reach the outgoing line is repeatedly performed with a transfer time of one cell as a cycle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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