JP3054395B2 - ATM switch - Google Patents

ATM switch

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JP3054395B2
JP3054395B2 JP32847697A JP32847697A JP3054395B2 JP 3054395 B2 JP3054395 B2 JP 3054395B2 JP 32847697 A JP32847697 A JP 32847697A JP 32847697 A JP32847697 A JP 32847697A JP 3054395 B2 JP3054395 B2 JP 3054395B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はATM(Asynchronou
s Transfer Mode:非同期転送モード) に利用する。本発
明はATMの交換装置で用いる大規模で、高スループッ
ト特性を要求されるATMスイッチに利用するに適す
る。特に、入力回線と出力回線の叉点をクロスポイント
LSIにより開閉制御して接続するクロスポイントスイ
ッチに用いて、トラヒック需要に柔軟に対応し、スイッ
チ全体をスケーラブルに拡張する技術に関する。
The present invention relates to an ATM (Asynchronou).
s Transfer Mode (asynchronous transfer mode). INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for use in an ATM switch requiring a large-scale and high-throughput characteristic used in an ATM switching device. In particular, the present invention relates to a technology for flexibly responding to traffic demand and scalably expanding the entire switch by using a cross-point switch that connects and opens and closes a junction between an input line and an output line with a cross-point LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来よりクロスポイントスイッチアーキ
テクチャは、そのセルバッファの配置位置に対応して、
出力バッファ型スイッチ、入力バッファ型スイッチ、入
出力バッファ型スイッチに大きく分類することができ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a crosspoint switch architecture has a structure corresponding to an arrangement position of a cell buffer.
They can be broadly classified into output buffer type switches, input buffer type switches, and input / output buffer type switches.

【0003】出力バッファ型スイッチはスイッチ入力回
線数がMの場合、入力回線速度のM倍のスピードで出力
回線に配置されたセルバッファにセルを書込むため、ト
ラヒック特性に優れる一方で、回線速度のM倍で動作す
るクロスポイントLSIおよび伝送路を必要とするため
スイッチが大規模化し、特に、1チップのLSIでスイ
ッチを実現出来ない場合には、実装が困難となり大規模
スイッチを実現できない欠点がある。
When the number of switch input lines is M, an output buffer type switch writes cells into a cell buffer arranged on an output line at a speed M times the input line speed. The switch becomes large-scale because it requires a cross-point LSI and a transmission line that operate at M times the size of the above. In particular, if the switch cannot be realized with a one-chip LSI, it is difficult to mount the switch and a large-scale switch cannot be realized. There is.

【0004】一方、入力バッファ型スイッチは入力側に
セルバッファを設けるために、スイッチ内部の動作速度
を入出力回線速度と同一にでき、スイッチ規模が大規模
化しても容易に実装できる利点があるが、トラヒック特
性上は、同一出力ポートを目指す先頭セル間の競合によ
り後続のセルが出力されないHead-of-line blocking効
果のためにスループットおよび遅延特性が著しく劣化す
る場合がある。
On the other hand, the input buffer type switch has the advantage that the operation speed inside the switch can be made equal to the input / output line speed because the cell buffer is provided on the input side, and the switch can be easily mounted even if the switch scale is increased. However, in terms of traffic characteristics, there is a case where the throughput and delay characteristics are significantly deteriorated due to a head-of-line blocking effect in which a subsequent cell is not output due to competition between head cells aiming at the same output port.

【0005】図9は従来の入出力バッファ型クロスポイ
ントスイッチを示す図である。従来、スイッチ規模を大
規模化するためには、図9に示すようなバッファをクロ
スポイントの入出力部分の両方に配置し、スイッチ内部
動作速度を入力回線速度(C)の2倍(2C)程度に引
き上げた入出力バッファ型クロスポイントスイッチが採
用されている。
FIG. 9 is a diagram showing a conventional input / output buffer type cross point switch. Conventionally, in order to increase the scale of a switch, buffers as shown in FIG. 9 are arranged at both input and output portions of the cross point, and the internal operation speed of the switch is twice (2C) the input line speed (C). An input / output buffer type cross point switch that has been raised to a certain extent is employed.

【0006】このスイッチでは、送出セルを入力側のセ
ルバッファ間のアービトレーションで決定するために、
スイッチ規模が拡大し入力回線数が増大すると、1セル
時間内で入力セルバッファ間の情報伝達が不可能とな
る。このため、一度のアービトレーションでセル送出バ
ッファを選択するのは困難になる。
In this switch, a transmission cell is determined by arbitration between cell buffers on the input side.
When the switch scale increases and the number of input lines increases, it becomes impossible to transmit information between input cell buffers within one cell time. Therefore, it is difficult to select a cell transmission buffer by one arbitration.

【0007】図10は従来の入出力バッファ型クロスポ
イントスイッチにおけるアービトレーション範囲分割方
法を示す図である。そこで、図10に示すように、スイ
ッチ内でアービトレーション範囲を分割して、同一グル
ープ内で独立にスイッチングを行い、グループ内の出力
バッファに一度書込みを行った後で、グループ間の出力
バッファ間でセル読出制御を行うことでスイッチ規模の
拡大に対応している。
FIG. 10 is a diagram showing a method of dividing an arbitration range in a conventional input / output buffer type cross point switch. Therefore, as shown in FIG. 10, the arbitration range is divided in the switch, the switching is independently performed in the same group, and the output buffer in the group is written once, and then the output buffer between the groups is output. By performing the cell read control, it is possible to cope with an increase in the switch scale.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような従来のAT
Mスイッチでは、図11に示すように、同一出力回線を
目指すブロック間のバッファ間で出力競合制御を行う必
要がある。図11は出力回線にセルを送出するための各
ブロック間の競合制御を説明するための図である。例え
ば、ブロックk−1とブロックk+1の間のセル送出の
競合制御を考えると、ブロックk−1でセル送出競合制
御回路10によって出力を選択されたセルはブロックk
の中継バッファ20にセルを送出される。
SUMMARY OF THE INVENTION Such a conventional AT
In the M switch, as shown in FIG. 11, it is necessary to perform output contention control between buffers between blocks aiming at the same output line. FIG. 11 is a diagram for explaining contention control between blocks for transmitting cells to an output line. For example, considering the competitive control of the cell transmission between the block k-1 and the block k + 1, the cell whose output is selected by the cell transmission competition control circuit 10 in the block k-1 is the block k.
The cell is sent to the relay buffer 20 of.

【0009】さらに、下流ブロックにセルを送出するた
めには、ブロックkにあるセル送出競合制御回路10に
セル送出要求を出す必要がある。このときブロックkに
あるセル送出競合制御回路10はブロックkの出力バッ
ファ2と中継バッファ20との間で競合制御を行い、送
出セルを選択し、さらに下流のブロックk+1の中継バ
ッファ20にセルを送出する。
Further, in order to transmit a cell to the downstream block, it is necessary to issue a cell transmission request to the cell transmission competition control circuit 10 in the block k. At this time, the cell transmission competition control circuit 10 in the block k performs contention control between the output buffer 2 of the block k and the relay buffer 20, selects a transmission cell, and further transfers the cell to the relay buffer 20 of the downstream block k + 1. Send out.

【0010】この過程を繰り返すことで、セルを目的出
力回線まで転送する。このような制御により、ブロック
間でセルを転送する場合には、ブロック間でセル送出に
対して公平性を保つために、ブロック内でセル送出を決
定するセル送出競合制御回路10に複雑な制御が必要に
なる。
[0010] By repeating this process, the cell is transferred to the target output line. When cells are transferred between blocks by such control, complicated control is performed by the cell transmission contention control circuit 10 that determines cell transmission within a block in order to maintain fairness in cell transmission between blocks. Is required.

【0011】例えば、ブロック間で遅延時間の公平性を
保つためには、タイマを用いてブロック内に入ったセル
にタイムスタンプを付与し、セル送出競合制御回路10
が中継バッファ20内のセルのタイムスタンプと出力バ
ッファ2の先頭のタイムスタンプとを比較し、タイムス
タンプの値が異なるときにはタイムスタンプに小さい方
のセルを選択する必要があるし、同一タイムスタンプの
ときには上流からのブロック位置に依存するウェイトを
中継バッファ20のセル、出力バッファの先頭セルにか
けて送出セルを選択する制御が必要になる。
For example, in order to maintain the fairness of the delay time between blocks, a timer is used to add a time stamp to a cell entering the block, and the cell transmission conflict control circuit 10
Compares the time stamp of the cell in the relay buffer 20 with the time stamp at the head of the output buffer 2, and when the values of the time stamps are different, it is necessary to select the smaller cell as the time stamp. In some cases, it is necessary to perform control to select a transmission cell by applying a weight depending on a block position from upstream to a cell of the relay buffer 20 and a head cell of the output buffer.

【0012】このために各ブロック毎に複雑な競合制御
を行う制御回路を設ける必要があり、回路規模に余裕が
ないLSIにおいては実現が困難となる。また、各ブロ
ック内の閉じた競合制御の結果により、目的出力回線に
出力されたセルをブロック間で転送していくために、ブ
ロック内に上流から転送されるセル用のパスを設ける必
要があり、回路が複雑化する問題点がある。
For this reason, it is necessary to provide a control circuit for performing complicated contention control for each block, and it is difficult to realize this in an LSI having a small circuit size. In addition, in order to transfer cells output to the target output line between the blocks according to the result of the closed contention control in each block, it is necessary to provide a path for cells transferred from the upstream in the block. However, there is a problem that the circuit becomes complicated.

【0013】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、複雑なセルの競合制御および冗長なセル転送
ルートを設ける必要のないATMスイッチを提供するこ
とを目的とする。本発明は、非対象な形でスイッチサイ
ズを拡張することができるATMスイッチを提供するこ
とを目的とする。本発明は、拡張に伴うトラヒック特性
の変化がないATMスイッチを提供することを目的とす
る。本発明は、さまざまなサービス品質クラスのトラヒ
ックを収容することができるATMスイッチを提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such a background, and has as its object to provide an ATM switch which does not require complicated control of cell contention and provision of redundant cell transfer routes. An object of the present invention is to provide an ATM switch capable of expanding the switch size in an asymmetric manner. An object of the present invention is to provide an ATM switch in which traffic characteristics do not change with expansion. An object of the present invention is to provide an ATM switch that can accommodate traffic of various quality of service classes.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明はm×nの入出力
バッファ型のクロスポイントATMスイッチを基本単位
スイッチとして、この基本単位スイッチは入力バッファ
の出力信号線の延長上に拡張出力端子を備えることを特
徴とする。
According to the present invention, an mxn input / output buffer type cross point ATM switch is used as a basic unit switch, and this basic unit switch has an extended output terminal on the extension of the output signal line of the input buffer. It is characterized by having.

【0015】さらに、本発明はスイッチ規模を拡大する
のに、任意の数の基本単位スイッチを拡張出力端子に接
続しm×pnのブロックを構成し、当該スイッチサイズ
m×pnのブロックを並列にq個接続しスイッチサイズ
qm×pnのクロスポイントATMスイッチを構成する
ことを特徴とする。
Further, according to the present invention, in order to increase the switch scale, an arbitrary number of basic unit switches are connected to extended output terminals to form an m × pn block, and the switch size m × pn blocks are connected in parallel. The present invention is characterized in that q switches are connected to form a crosspoint ATM switch having a switch size of qm × pn.

【0016】このとき、m、nはLSIサイズ等の実装
条件により限定されるが、p、qの値は任意に設定でき
るので任意のスイッチサイズM×NのクロスポイントA
TMスイッチをスケーラブルに実現できることを最も主
要な特徴とする。
At this time, m and n are limited by the mounting conditions such as the LSI size, but since the values of p and q can be set arbitrarily, the cross point A of an arbitrary switch size M × N can be set.
The most important feature is that the TM switch can be realized in a scalable manner.

【0017】従来の技術とは、拡張ブロックを並列に接
続することで、スイッチ内部にセル転送ルートを余分に
必要としない点が大きく異なる。
The difference from the conventional technique is that an extended block is connected in parallel, so that no extra cell transfer route is required inside the switch.

【0018】また、本発明では、ブロック間の同一出力
回線を目指す出力バッファを並列につなぎ、各出力バッ
ファにセル送出要求を出す手段を備え、送出許可信号ま
たは送出不許可信号によってセルの読み出しまたは停止
を制御するコントローラで出力回線にセルを送出する機
能を備えることができる。このとき、同一出力回線に対
してセル送出要求を持つ複数の出力バッファの中からセ
ル送出を許可する出力バッファをプログラマブルに決定
できるコントローラを備えるようにすることもできる。
The present invention further comprises means for connecting output buffers for the same output line between the blocks in parallel, and for issuing a cell transmission request to each output buffer. The controller for controlling the suspension can have a function of transmitting cells to the output line. At this time, a controller that can programmably determine an output buffer permitting cell transmission from a plurality of output buffers having a cell transmission request for the same output line may be provided.

【0019】このように、簡単なバッファ選択則でセル
送出バッファを決定できるので、複雑なセル選択コント
ロール回路が必要でない点および一つの集中コントロー
ラを用いて一度にセル送出を許可する出力バッファを選
択できる点が従来の技術と大きく異なる。
As described above, since the cell transmission buffer can be determined by a simple buffer selection rule, there is no need for a complicated cell selection control circuit, and an output buffer that permits cell transmission at one time by using one centralized controller is selected. What can be done is very different from the conventional technology.

【0020】すなわち、本発明はATMスイッチであっ
て、その特徴とするところは、到来するセルを一時蓄積
するm個の入力バッファと、出力するセルを一時蓄積す
るn個の出力バッファと、前記入力バッファの出力信号
線と前記出力バッファの入力信号線とがマトリクス状に
交差する点に設けられたクロスポイントと、前記出力信
号線の延長上に設けられた拡張出力端子とを備えた基本
単位スイッチを備え、この基本単位スイッチはp段縦続
に同一面上に配置され、前記拡張出力端子が次段の基本
単位スイッチの前記入力バッファの入力にそれぞれ接続
され、前記m個の入力バッファについてn×p個の出力
バッファのうち同一出力バッファに転送されるセルの競
合制御を行う手段を備えた基本単位スイッチプレーンを
備え、この基本単位スイッチプレーンはq枚並列に配置
され、各基本単位スイッチプレーンの前記n×p個の出
力バッファのi番目の出力バッファの出力がそれぞれ他
の基本単位スイッチプレーンのi(≦n×p)番目の出
力バッファの出力と接続され、この並列に接続されたq
個の出力バッファについてセル送出権をそれぞれ割当て
る手段を備えたところにある。ただし、i、m、n、
p、qは自然数である。
That is, the present invention is an ATM switch, which is characterized by m input buffers for temporarily storing incoming cells, n output buffers for temporarily storing output cells, A basic unit including a cross point provided at a point where an output signal line of an input buffer and an input signal line of the output buffer intersect in a matrix, and an extended output terminal provided on an extension of the output signal line. The basic unit switches are arranged on the same plane in a cascade of p stages, and the extended output terminals are respectively connected to the inputs of the input buffers of the basic unit switches of the next stage. A basic unit switch plane having means for controlling contention of cells transferred to the same output buffer among the × p output buffers; The q switch planes are arranged in parallel, and the output of the i-th output buffer of the n × p output buffers of each basic unit switch plane is the i-th (≦ n × p) -th output buffer of the other basic unit switch plane. Q connected to the output of the output buffer and connected in parallel
There is a means for assigning a cell transmission right to each of the output buffers. Where i, m, n,
p and q are natural numbers.

【0021】前記出力バッファは、自己のバッファ内に
送出すべきセルがあるときにその旨を表示する信号を送
出する手段を備え、前記セル送出権をそれぞれ割当てる
手段は、各出力バッファのセル送出機会が均等になるよ
うにこの表示する信号に対する送出許可信号または送信
不許可信号を応答する手段を含むようにしてもよいし、
あるいは、前記セル送出権をそれぞれ割当てる手段は、
各出力バッファのセル送出機会があらじめ定められた比
率にしたがうようにこの表示する信号に対する送出許可
信号または送信不許可信号を応答する手段を含むように
してもよい。
The output buffer has means for transmitting a signal indicating that there is a cell to be transmitted in its own buffer, and the means for allocating the cell transmission right respectively comprises a cell transmission right of each output buffer. It may include means for responding to a transmission permission signal or a transmission rejection signal for the signal to be displayed so that the opportunities are equal,
Alternatively, the means for allocating each of the cell transmission rights includes:
The output buffer may include means for responding to a transmission permission signal or a transmission non-permission signal for the signal to be displayed so that the cell transmission opportunity of each output buffer follows a predetermined ratio.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1および図
2、図4ないし図6を参照して説明する。図1は本発明
実施例のATMスイッチの構成図である。図2は本発明
実施例の基本単位スイッチの構成図である。図4および
図5は本発明第一実施例の出力バッファのセル競合制御
を説明するための図である。図6は本発明第二実施例の
出力バッファのセル競合制御を説明するための図であ
る。ここではm=n=4、p=2、q=3として説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of an ATM switch according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the basic unit switch according to the embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining cell contention control of the output buffer according to the first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining cell contention control of the output buffer according to the second embodiment of the present invention. Here, a description will be given assuming that m = n = 4, p = 2, and q = 3.

【0023】本発明はATMスイッチであって、その特
徴とするところは、図2に示すように、到来するセルを
一時蓄積する4個の入力バッファ1−1〜1−4と、出
力するセルを一時蓄積する4個の出力バッファ2−1〜
2−4と、入力バッファ1−1〜1−4の出力信号線と
出力バッファ2−1〜2−4の入力信号線とがマトリク
ス状に交差する点に設けられたクロスポイント3と、前
記出力信号線の延長上に設けられた拡張出力端子4−1
〜4−4とを備えた基本単位スイッチ11を備え、図1
に示すように、この基本単位スイッチ11は2段縦続に
同一面上に配置され、拡張出力端子4−1〜4−4が次
段の基本単位スイッチ11の入力バッファ1−1〜1−
4の入力にそれぞれ接続され、4個の入力バッファ1−
1〜1−4について(4×2=)8個の出力バッファ2
−1〜2−8のうち同一出力バッファ2−j(jは1〜
8のいずれかの整数)に転送されるセルの競合制御を行
う手段である入力バッファ競合制御部13を備えた基本
単位スイッチプレーン12を備え、この基本単位スイッ
チプレーン12は3枚並列に配置され、各基本単位スイ
ッチプレーン12の8個の出力バッファのi(≦8)番
目の出力バッファ2−iの出力がそれぞれ他の基本単位
スイッチプレーン12のi番目の出力バッファ2−iの
出力と接続され、この並列に接続された3個の出力バッ
ファ2−iについてセル送出権をそれぞれ割当てる手段
である出力バッファ競合制御部14を備えたところにあ
る。
The present invention relates to an ATM switch, which is characterized in that, as shown in FIG. 2, four input buffers 1-1 to 1-4 for temporarily storing incoming cells, and a cell for outputting. Output buffers 2-1 to 2-1 for temporarily storing
2-4, a cross point 3 provided at a point where the output signal lines of the input buffers 1-1 to 1-4 and the input signal lines of the output buffers 2-1 to 2-4 intersect in a matrix. Extended output terminal 4-1 provided on extension of output signal line
1 to 4-4.
As shown in the figure, the basic unit switches 11 are arranged on the same plane in a two-stage cascade, and the extended output terminals 4-1 to 4-4 are connected to the input buffers 1-1 to 1-1- of the next-stage basic unit switch 11.
4 input buffers 1-
Eight output buffers 2 for (1-4) (4 × 2 =)
-1 to 2-8, the same output buffer 2-j (j is 1 to 2)
8) is provided with a basic unit switch plane 12 having an input buffer contention control unit 13 which is a means for performing contention control of cells transferred to any of the eight basic unit switch planes. Three basic unit switch planes 12 are arranged in parallel. The output of the i-th output buffer 2-i of the eight output buffers of each basic unit switch plane 12 is connected to the output of the i-th output buffer 2-i of the other basic unit switch plane 12, respectively. The output buffer contention control unit 14 is a means for allocating a cell transmission right to each of the three output buffers 2-i connected in parallel.

【0024】本発明第一実施例では、図4に示すよう
に、出力バッファ2−i−1〜2−i−3は、自己のバ
ッファ内に送出すべきセルがあるときにその旨を表示す
る信号であるセル送出要求信号(req)を送出する手
段であるセル送出要求処理部15を備え、出力バッファ
競合制御部14は、各出力バッファ2−i−1〜2−i
−3のセル送出機会が均等になるようにこのセル送出要
求信号に対する送出許可信号(Ack)または送信不許
可信号(Nack)を応答する。また、図5に示すよう
に、出力バッファ競合制御部14は、セル送出要求信号
が送出されていない出力バッファ2−i−2について
は、送出権を与える必要がないので、速やかにセル送出
要求信号が送出されている出力バッファ2−i−3に送
出権を移行して無効となる処理時間を低減させる。
In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the output buffers 2-i-1 to 2-i-3 indicate when there is a cell to be transmitted in its own buffer. A cell transmission request processing section 15 is a means for transmitting a cell transmission request signal (req), which is a signal to be output to the output buffer.
The transmission response signal (Ack) or the transmission non-permission signal (Nack) is responded to the cell transmission request signal so that the cell transmission opportunities of -3 are even. Further, as shown in FIG. 5, the output buffer contention control unit 14 does not need to give a transmission right to the output buffer 2-i-2 to which the cell transmission request signal has not been transmitted, so that the cell transmission request The transmission right is transferred to the output buffer 2-i-3 to which the signal is being transmitted, and the invalid processing time is reduced.

【0025】本発明第二実施例では、図6に示すよう
に、出力バッファ競合制御部14は、各出力バッファ2
−i−1〜2−i−3のセル送出機会があらじめ定めら
れた比率にしたがうようにセル送出要求信号に対する送
出許可信号または送信不許可信号を応答する。
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG.
-Respond to the transmission permission signal or the transmission non-permission signal with respect to the cell transmission request signal so that the cell transmission opportunities i-1 to 2-i-3 follow the predetermined ratio.

【0026】[0026]

【実施例】(第一実施例)本発明第一実施例を図3を参
照して説明する。図3は本発明第一実施例のATMスイ
ッチの構成図である。本発明第一実施例は、図3に示す
ように、4×4の入出力バッファ型クロスポイントAT
Mスイッチを基本単位スイッチ11とし、この基本単位
スイッチ11を拡張出力端子4−1〜4−4に3個接続
し4×(3×4)のスイッチサイズの基本単位スイッチ
プレーン12を形成し、この基本単位スイッチプレーン
12を3枚並列に接続して(3×4)×(3×4)の拡
張クロスポイントATMスイッチを形成した例である。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration diagram of the ATM switch according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG.
The M switch is a basic unit switch 11, and three basic unit switches 11 are connected to the extended output terminals 4-1 to 4-4 to form a basic unit switch plane 12 having a switch size of 4 × (3 × 4). This is an example in which three basic unit switch planes 12 are connected in parallel to form a (3 × 4) × (3 × 4) extended crosspoint ATM switch.

【0027】図3に示すように、入力回線I−1〜I−
4から見て最初の入力バッファ1−1〜1−4にセルが
入力されると、基本単位スイッチ11の入力バッファ競
合制御部13はそれぞれの先頭セルの宛先を見て、同一
の出力回線O−k(kは1〜12のいずれかの整数)を
目指すセルの間のみでセル出力競合制御動作を行い、出
力セルを決定する。
As shown in FIG. 3, input lines I-1 to I-
4, when cells are input to the first input buffers 1-1 to 1-4, the input buffer conflict control unit 13 of the basic unit switch 11 looks at the destination of each head cell and checks the same output line O The cell output contention control operation is performed only between cells aiming at -k (k is any integer from 1 to 12) to determine an output cell.

【0028】セル出力競合制御が完了すると、入力バッ
ファ競合制御部13は、セル出力競合制御でセル出力を
認められた入力バッファ1−1および1−3と、この基
本単位スイッチ11に収容されていない出力回線を目指
すセルが含まれている入力バッファ1−2および1−4
に対して、セル送出許可を与える。
When the cell output contention control is completed, the input buffer contention control unit 13 is accommodated in the input buffers 1-1 and 1-3 whose cell outputs have been recognized by the cell output contention control, and in the basic unit switch 11. Input buffers 1-2 and 1-4 containing cells destined for no output line
Is given a cell transmission permission.

【0029】セル送出許可を得た入力バッファ1−1〜
1−4はセルを出力信号線に送出する。図7はクロスポ
イントに設けられたアドレスフィルタを示す図である。
出力信号線には図7に示すように、アドレスフィルタ1
6が備えられているために、出力回線O−1を目指す宛
先“1”のセルはアドレスフィルタ16により目的の出
方路にスイッチングされる。また、出力回線O−8を目
指す宛先“8”のセルは当該基本単位スイッチ11のア
ドレスフィルタ16によってはスイッチングされず、そ
のまま拡張出力端子4−1を介して次段の基本単位スイ
ッチ11に転送される。
The input buffers 1-1 to 1-1 which have obtained the cell transmission permission
1-4 send the cell to the output signal line. FIG. 7 is a diagram showing an address filter provided at the cross point.
As shown in FIG. 7, the address filter 1 is connected to the output signal line.
6, the cell having the destination “1” destined for the output line O- 1 is switched by the address filter 16 to the target outgoing path. The cell of destination "8", which is destined for the output line O-8, is not switched by the address filter 16 of the basic unit switch 11, but is transferred to the next basic unit switch 11 via the extended output terminal 4-1 as it is. Is done.

【0030】次段に転送されたセルは次段の基本単位ス
イッチ11内に配置された入力バッファ1−1〜1−4
に蓄積され、さらに同様の手順を経て、スイッチングさ
れる。このようにして4×12のスイッチングが行われ
る。
The cells transferred to the next stage are input buffers 1-1 to 1-4 arranged in the basic unit switch 11 of the next stage.
And is switched through a similar procedure. In this way, 4 × 12 switching is performed.

【0031】このとき、他の2枚の4×12の基本単位
スイッチプレーン12でも同様のスイッチング動作が行
われる。したがって、図4に示すように同一出力回線O
−kを目指す各基本単位スイッチプレーン12の出力バ
ッファ2−i−1〜2−i−3には、スイッチングされ
たセルが同時に格納されることになる。
At this time, the same switching operation is performed on the other two 4 × 12 basic unit switch planes 12. Therefore, as shown in FIG.
The output cells 2-i-1 to 2-i-3 of each basic unit switch plane 12 aiming at −k store the switched cells at the same time.

【0032】本発明第一実施例では、基本単位スイッチ
プレーン12間で公平なセル送出を可能とするために、
図4に示すように、リングアービトレーション式のセル
送出出力バッファ選択制御を採用した。
In the first embodiment of the present invention, in order to enable fair cell transmission between the basic unit switch planes 12,
As shown in FIG. 4, ring arbitration type cell transmission output buffer selection control is employed.

【0033】これは各セル時間にセルを送出できる出力
バッファ2−i−1〜2−i−3をアロッタリングし、
セル送出許可を待つ出力バッファ2−i−1〜2−i−
3に送出セルが存在するときには、それぞれ均等にセル
送出権を与えることにより、セルを出力回線O−kに送
出し、送出権が回ってきたときに、図5に示すように、
例えば、出力バッファ2−i−2に送出セルが存在しな
いときには、次段の基本単位スイッチプレート12の出
力バッファ2−i−3に送出権をスキップし次段の基本
単位スイッチプレート12の出力バッファ2−i−3が
セルを送出する制御である。
This allots output buffers 2-i-1 to 2-i-3 which can send out cells at each cell time,
Output buffers 2-i-1 to 2-i- waiting for cell transmission permission
When there is a transmission cell in No. 3, the cell transmission right is equally given to each cell, and the cell is transmitted to the output line O-k. When the transmission right comes around, as shown in FIG.
For example, when there is no transmission cell in the output buffer 2-i-2, the transmission right is skipped to the output buffer 2-i-3 of the next-stage basic unit switch plate 12, and the output buffer of the next-stage basic unit switch plate 12 is skipped. 2-i-3 is control for transmitting a cell.

【0034】なお、入出力バッファ型スイッチである基
本単位スイッチ11のトラヒック特性を良くするため
に、基本単位スイッチ11内の動作速度は入出力回線速
度の2倍以上で動作することが望ましい。
In order to improve the traffic characteristics of the basic unit switch 11 which is an input / output buffer type switch, it is desirable that the operation speed in the basic unit switch 11 be operated at twice or more the input / output line speed.

【0035】(第二実施例)本発明第二実施例を図6を
参照して説明する。本発明第一実施例では、各基本単位
スイッチプレート12間で公平なセル送出を可能とする
ために、各基本単位スイッチプレート12間の出力バッ
ファ2−i−1〜2−i−3の読出ウェイトを 1:1:1 に設定したが、本発明第二実施例によれば出力バッファ
2−i−1〜2−i−3を制御するプログラマブルな出
力バッファ競合制御部14があるために、各出力バッフ
ァ2−i−1〜2−i−3の読出ウェイトを変え、基本
単位スイッチプレート12間のセル送出に優先順位をつ
けることもできる。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment of the present invention, in order to enable fair cell transmission between the basic unit switch plates 12, the output buffers 2-i-1 to 2-i-3 between the basic unit switch plates 12 are read. Although the weights are set to 1: 1: 1, according to the second embodiment of the present invention, since there is a programmable output buffer contention controller 14 for controlling the output buffers 2-i-1 to 2-i-3, The readout weight of each output buffer 2-i-1 to 2-i-3 can be changed to give a priority to cell transmission between the basic unit switch plates 12.

【0036】図6の例では、出力バッファ2−i−1〜
2−i−3のそれぞれの読出ウェイトを 3:2:1 に設定した。これによれば、出力バッファ2−i−1で
は一回の送出機会に3個のセルを送出でき、出力バッフ
ァ2−i−2では一回の送出機会に2個のセルを送出で
き、出力バッファ2−i−3では一回の送出機会に1個
のセルを送出できる。
In the example of FIG. 6, the output buffers 2-i-1 to 2-i-1
The readout weights of 2-i-3 were set to 3: 2: 1. According to this, the output buffer 2-i-1 can transmit three cells at one transmission opportunity, and the output buffer 2-i-2 can transmit two cells at one transmission opportunity. The buffer 2-i-3 can transmit one cell at one transmission opportunity.

【0037】図6(a)では、出力バッファ2−i−1
に送信権が回り、一回のセル送出要求信号に対して3セ
ル分のセル送出許可信号を応答する。図6(b)では、
出力バッファ2−i−2に送信権が回り、一回のセル送
出要求信号に対して2セル分のセル送出許可信号を応答
する。図6(c)では、出力バッファ2−i−3に送信
権が回り、一回のセル送出要求信号に対して1セル分の
セル送出許可信号を応答する。このようにすることによ
り、ウェイテッドフェアキューイングといった複雑なバ
ッファ制御も可能になる。したがって、さまざまなサー
ビス品質クラスのトラヒックを簡単なソフトウェア変更
によって収容することができる。
In FIG. 6A, the output buffer 2-i-1
The transmission right is turned around, and a cell transmission permission signal for three cells is responded to one cell transmission request signal. In FIG. 6B,
The transmission right is transferred to the output buffer 2-i-2, and a cell transmission permission signal for two cells is responded to one cell transmission request signal. In FIG. 6C, the transmission right is transferred to the output buffer 2-i-3, and a cell transmission permission signal for one cell is responded to one cell transmission request signal. In this way, complicated buffer control such as weighted fair queuing is possible. Thus, traffic of different quality of service classes can be accommodated by simple software changes.

【0038】(第三実施例)本発明第三実施例を図8を
参照して説明する。図8は本発明第三実施例のATMス
イッチ拡張構成を従来のATMスイッチ拡張構成と対比
させて示す図である。本発明のATMスイッチは、トラ
ヒック需要に柔軟に対応してスイッチ規模を変更するこ
とができる。この例を本発明第三実施例として説明す
る。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing an ATM switch expansion configuration according to the third embodiment of the present invention in comparison with a conventional ATM switch expansion configuration. The ATM switch of the present invention can change the switch scale flexibly in response to traffic demand. This example will be described as a third embodiment of the present invention.

【0039】図8(a)に示すように、従来のATMス
イッチでは、#1〜#kに収容されるトラヒック需要が
増大した場合に、あるいは、接続対地が増えた場合に、
行およびまたは列を追加して(図8(a)の破線部分)
スイッチ全体を拡張することによりマトリクス構成を形
成する必要がある。
As shown in FIG. 8A, in the conventional ATM switch, when the traffic demand accommodated in # 1 to #k increases, or when the connection ground increases,
Add rows and / or columns (dashed line in FIG. 8 (a))
It is necessary to form a matrix configuration by expanding the entire switch.

【0040】これに対して図8(b)に示すように、本
発明のATMスイッチであれば、基本単位スイッチ11
の枚数を増やすことにより(図8(b)のハッチング部
分)、簡単に拡張を行うことができる。さらに、図8
(a)に示す従来のATMスイッチでは、スイッチ全体
を拡張することにより、トラヒック特性に変化が生じる
が、図8(b)に示す本発明のATMスイッチでは、必
要な箇所のみの増設によって拡張に対応することができ
るためトラヒック特性にほとんど変化が生じることがな
い。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, in the case of the ATM switch of the present invention, the basic unit switch 11
(The hatched portion in FIG. 8B) can easily be expanded. Further, FIG.
In the conventional ATM switch shown in FIG. 8A, the traffic characteristics are changed by expanding the entire switch. In the ATM switch of the present invention shown in FIG. Since it can be handled, there is almost no change in the traffic characteristics.

【0041】また、図8(a)に示す従来のATMスイ
ッチでは、拡張に伴いセル競合制御に関するソフトウェ
アの変更が複雑であり、手間を要するが、図8(b)に
示す本発明のATMスイッチでは、もともとセル競合制
御が単純であることから、拡張に伴うセル競合制御に関
するソフトウェアの変更も容易である。
Further, in the conventional ATM switch shown in FIG. 8A, the change of software related to the cell conflict control is complicated due to the expansion and requires much time, but the ATM switch of the present invention shown in FIG. Then, since the cell contention control is originally simple, it is easy to change the software related to the cell contention control with the extension.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複雑なセルの競合制御および冗長なセル転送ルートを設
ける必要がなく、また、非対象な形でスイッチサイズを
拡張することができるとともに、拡張に伴うトラヒック
特性の変化がなく、さらに、さまざまなサービス品質ク
ラスのトラヒックを収容することができるATMスイッ
チを実現することができる。
As described above, according to the present invention,
Eliminates the need for complicated cell contention control and redundant cell transfer routes, allows the switch size to be expanded asymmetrically, does not change the traffic characteristics associated with the expansion, and provides various services. An ATM switch capable of accommodating quality class traffic can be realized.

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

【図1】本発明実施例のATMスイッチの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an ATM switch according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の基本単位スイッチの構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a basic unit switch according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明第一実施例のATMスイッチの構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of an ATM switch according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明第一実施例の出力バッファのセル競合制
御を説明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining cell contention control of an output buffer according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明第一実施例の出力バッファのセル競合制
御を説明するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining cell contention control of an output buffer according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明第二実施例の出力バッファのセル競合制
御を説明するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining cell contention control of an output buffer according to a second embodiment of the present invention.

【図7】クロスポイントに設けられたアドレスフィルタ
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an address filter provided at a cross point.

【図8】本発明第三実施例のATMスイッチ拡張構成を
従来のATMスイッチ拡張構成と対比させて示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an ATM switch extended configuration according to a third embodiment of the present invention in comparison with a conventional ATM switch extended configuration.

【図9】従来の入出力バッファ型クロスポイントスイッ
チを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a conventional input / output buffer type cross point switch.

【図10】従来の入出力バッファ型クロスポイントスイ
ッチにおけるアービトレーション範囲分割方法を示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing an arbitration range dividing method in a conventional input / output buffer type cross point switch.

【図11】出力回線にセルを送出するための各ブロック
間の競合制御を説明するための図。
FIG. 11 is a diagram for explaining contention control between blocks for transmitting a cell to an output line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1−1〜1−M 入力バッファ 2、2−1〜2−N、2−i−1〜2−i−3 出力バ
ッファ 3 クロスポイント 4−1〜4−M 拡張出力端子 10 セル送出競合制御回路 11 基本単位スイッチ 12 基本単位スイッチプレーン 13 入力バッファ競合制御部 14 出力バッファ競合制御部 15 セル送出要求処理部 16 アドレスフィルタ 20 中継バッファ I−1〜I−M 入力回線 O−1〜O−N 出力回線
1-1 to 1-M Input buffer 2, 2-1 to 2-N, 2-i-1 to 2-i-3 Output buffer 3 Cross point 4-1 to 4-M Extended output terminal 10 Cell transmission competition control Circuit 11 Basic unit switch 12 Basic unit switch plane 13 Input buffer contention control unit 14 Output buffer contention control unit 15 Cell transmission request processing unit 16 Address filter 20 Relay buffer I-1 to IM Input line O-1 to ON Output line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 龍介 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−51461(JP,A) 特開 平9−149042(JP,A) 特開 昭63−62432(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Ryusuke Kawano 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) Reference JP-A-10-51461 (JP, A) 9-149042 (JP, A) JP-A-63-62432 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 到来するセルを一時蓄積するm個の入力
バッファと、出力するセルを一時蓄積するn個の出力バ
ッファと、前記入力バッファの出力信号線と前記出力バ
ッファの入力信号線とがマトリクス状に交差する点に設
けられたクロスポイントと、前記出力信号線の延長上に
設けられた拡張出力端子とを備えた基本単位スイッチを
備え、 この基本単位スイッチはp段縦続に同一面上に配置さ
れ、前記拡張出力端子が次段の基本単位スイッチの前記
入力バッファの入力にそれぞれ接続され、 前記m個の入力バッファについてn×p個の出力バッフ
ァのうち同一出力バッファに転送されるセルの競合制御
を行う手段を備えた基本単位スイッチプレーンを備え、 この基本単位スイッチプレーンはq枚並列に配置され、
各基本単位スイッチプレーンの前記n×p個の出力バッ
ファのi(≦n×p)番目の出力バッファの出力がそれ
ぞれ他の基本単位スイッチプレーンのi番目の出力バッ
ファの出力と接続され、 この並列に接続されたq個の出力バッファについてセル
送出権をそれぞれ割当てる手段を備えたことを特徴とす
るATMスイッチ。ただし、i、m、n、p、qは自然
An input buffer for temporarily storing an incoming cell, an n output buffer for temporarily storing an output cell, an output signal line of the input buffer, and an input signal line of the output buffer. A basic unit switch including a cross point provided at a point where the matrix intersects, and an extended output terminal provided on an extension of the output signal line; And the extended output terminals are respectively connected to the inputs of the input buffers of the next-stage basic unit switch, and the cells transferred to the same output buffer among the n × p output buffers for the m input buffers A basic unit switch plane having means for performing conflict control of the above, and q basic unit switch planes are arranged in parallel,
The outputs of the i-th (≦ n × p) -th output buffers of the n × p output buffers of each basic unit switch plane are respectively connected to the outputs of the i-th output buffers of the other basic unit switch planes. An ATM switch comprising means for assigning a cell transmission right to each of q output buffers connected to the ATM switch. Where i, m, n, p, and q are natural numbers
【請求項2】 前記出力バッファは、自己のバッファ内
に送出すべきセルがあるときにその旨を表示する信号を
送出する手段を備え、前記セル送出権をそれぞれ割当て
る手段は、各出力バッファのセル送出機会が均等になる
ようにこの表示する信号に対する送出許可信号または送
信不許可信号を応答する手段を含む請求項1記載のAT
Mスイッチ。
2. The output buffer further comprises means for transmitting a signal indicating that there is a cell to be transmitted in its own buffer, wherein the means for allocating the cell transmission right comprises: 2. The AT according to claim 1, further comprising means for responding to a transmission permission signal or a transmission non-permission signal for the signal to be displayed so that the cell transmission opportunities are equal.
M switch.
【請求項3】 前記セル送出権をそれぞれ割当てる手段
は、各出力バッファのセル送出機会があらじめ定められ
た比率にしたがうようにこの表示する信号に対する送出
許可信号または送信不許可信号を応答する手段を含む請
求項2記載のATMスイッチ。
3. The means for allocating the cell transmission right respectively responds a transmission permission signal or a transmission non-permission signal to the signal to be displayed so that the cell transmission opportunity of each output buffer follows a predetermined ratio. 3. The ATM switch according to claim 2, including means.
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