JP3111988B2 - Ａｔｍ交換機のスイッチ制御システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＴＭ（Asynchrono
us Transfer Mode；非同期転送モード）技術を用いて
特定の入力ポートと出力ポートの間でＡＴＭセルをスイ
ッチングするＡＴＭ交換機に関し、特に入力バッファ型
スイッチにおけるスイッチ制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２６及び図２７は、従来のＡＴＭ交換
機の構成の一例をブロック図である。図２６及び図２７
を参照すると、この従来のＡＴＭ交換機は、ＡＴＭセル
（以後「セル」と略記する）の交換を行うクロスバ型ス
イッチ部２０と、入力ポートに到着したセルを蓄積する
入力バッファ部１０−１〜１０−ｎ（入力バッファ部１
０−３〜１０−ｎは図示せず）と、アービタ部（図２７
の２）と、からなる。クロスバ型スイッチ部２０のスイ
ッチ交換部２２は格子状にはりめぐらされた伝送路の交
叉点（図２７の２２−２）を閉じる（オン状態とする）
ことにより、特定の入力ハイウェイ２３と出力ハイウェ
イ２４との間でセルがスイッチングされる。ここで、複
数の入力ポート１００−１〜１００−ｎが特定の出力ポ
ート１０１−１〜１０１−ｎに対して同時にセルを送信
すると、セル衝突が発生し、セルが運ぶデータが破壊さ
れてしまうことから、同時期に特定の出力ポートへセル
を送信する入力ポートは、その数を高々一つに制限する
必要がある。

【０００３】各入力ポート毎に用意される入力バッファ
部１０−１〜１０−ｎは、単一のＦＩＦＯ（First In
First Out；先入れ先出し型）論理キュー１を備えて
いる。入力ポート１００−１〜１００−ｎに到着するセ
ルをＦＩＦＯ論理キュー１の最後尾に蓄積するととも
に、ＦＩＦＯ論理キュー１の先頭から順に入力ハイウェ
イ２３へ送出する。

【０００４】各入力バッファ部１０−１〜１０−ｎから
は、どの出力ポート１０１−１〜１０−１ｎにセルを送
出したいかの情報を格納した接続要求信号３０をアービ
タ部２に発信する。

【０００５】アービタ部２は、セル衝突が発生しないよ
うに、接続要求信号３０に基づいてスイッチ交換部２２
のどの交叉点２２−２を閉じるかを決定するとともに、
調停結果を、各入力バッファ部１０−１〜１０−ｎに対
して知らせる競合調停信号３１を発信する。

【０００６】次に、図２６に示した従来のＡＴＭ交換機
の動作について説明する。入力ポート１００−１〜１０
０−ｎに到着するセルは、ＦＩＦＯ論理キュー１の最後
尾に蓄積される。各入力バッファ部１０−１〜１０−ｎ
は、ＦＩＦＯ論理キュー内の先頭セルのヘッダ情報か
ら、それがどの出力ポート１０１−１〜１０１−ｎを宛
先としているかを把握し、アービタ部２に対してその宛
先出力ポートへの接続要求を発生する。

【０００７】アービタ部２は、各入力バッファ部１０−
１〜１０−ｎからの接続要求信号３０を統合した結果と
して、同一の出力ポート１０１−１〜１０１−ｎに対し
て複数の入力ポート１００−１〜１００−ｎから接続要
求がある場合、すなわち、競合発生時に、複数の入力ポ
ート１００−１〜１００−ｎのうちのいずれか一つの入
力ポートに対してのみ、接続権を与えるように調停を行
う。

【０００８】アービタ部２では、単一の入力ポートから
しか接続要求がない出力ポートに対してはそのままその
入力ポートに接続権を与える。

【０００９】全ての出力ポートに対して以上の調停を行
った後に競合調停信号３１を用いて要求成功または要求
失敗を各入力バッファ部１０−１〜１０−ｎに通知す
る。

【００１０】要求が受け入れられた入力バッファ部１０
−１〜１０−ｎは、先頭セルを入力ハイウェイ２３へ送
出するとともに、スイッチ交換部２２は、アービタ部２
から得られる調停結果に基づいて、所定の交叉点２２−
２を閉じて、入力ハイウェイ上のセルを所定の出力ハイ
ウェイ２４へ転送する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】次に、上記した従来の
ＡＴＭ交換機の問題点について説明する。図２７は、図
２６に示した従来のＡＴＭ交換機の動作を模式的に示す
説明図である。

【００１２】図２７を参照すると、入力ポート＃１の先
頭セルが出力ポート＃３への接続権を獲得してスイッチ
交換部２２の交叉点（図中、ハッチングを施した四角で
示す）が閉じられた状態を示す。他の入力ポート＃２、
＃３、＃４の先頭セルは、いずれも、出力ポート＃３へ
の接続を指定しているが、出力ポート＃３への接続権を
獲得していないので、転送できない状態にある。

【００１３】この時、他の入力ポートの先頭セル（出力
ポート＃３への接続を指定している先頭セル）の次に蓄
積されたセルにしてみれば、入力ハイウェイ２３が未使
用であり、かつ、宛先出力ハイウェイも空き状態である
のにもかかわらず、先頭セルの閉塞によって、転送でき
ないでいる。そして、このようなセルの状態を、「ＨＯ
Ｌ（Head Of Line）ブロッキング」と呼び、スループ
ットの悪化やセル廃棄を引き起こす原因となる。

【００１４】ところで、入力バッファ部内に、出力ポー
トに対応する分の論理キューを備え、セルのヘッダ情報
から得られる宛先出力ポートに対応した論理キューに分
別して入力セルを蓄積するように構成したとしても、入
力バッファ部からの接続要求信号３０は、高々一つの出
力ポートへの接続要求しか運べないので、その接続要求
が却下されると、他の論理キューの先頭セルがＨＯＬブ
ロッキング状態に陥ってしまい、スループットが悪化す
る。

【００１５】また、入力バッファ部内でセルを送出すべ
き論理キューを選択するために、従来の技術では、前回
接続要求を出した論理キューが接続権を獲得したかどう
かにかかわらず、接続要求を出した論理キューの次の順
番に位置する論理キューを開始点として、セルが蓄積さ
れているかどうかを巡回的に検査し、最も早い段階で見
つけられたセル蓄積のある論理キューを選択するように
していた。

【００１６】そして、この従来の選択システムでは、全
ての入力バッファで選択する論理キューが同一の出力ポ
ートを宛先とする論理キューとなりやすく、頻繁な競合
の発生がスループットの向上を阻害していた。

【００１７】さらに、ポート速度が高速化されるにつ
れ、１セルを送信するのに費やされる時間は絶対的に短
くなり、この短い時間の間に、次に送出すべきセルのた
めの調停を終了しなければならず、アービタ部には、非
常に処理能力の大きな高速のプロセッサを用いなければ
ならなかった。

【００１８】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その主たる目的は、入力バッフ
ァ型ＡＴＭ交換機において、ブロッキングの発生を回避
してスループットの向上とセル廃棄の低減を図るスイッ
チ制御システムを提供することにある。

【００１９】また、本発明の他の目的は、各入力バッフ
ァ部からどの出力ポートに対して接続要求をだすかを決
定する候補選択処理、及び、出力ポートで競合が発生し
た時に、どの入力ポートに接続権を与えるかを決定する
ための競合調停処理を、処理能力の小さなプロセッサで
も実行可能とするスイッチ制御システムを提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、非同期転送モードで転送されるＡＴＭセ
ルを入力ポートと出力ポートとの間でスイッチングする
ＡＴＭ交換機のスイッチ制御システムであって、入力ポ
ート毎に配設される入力バッファ部と、出力ポートへの
接続権をどの入力ポートに与えるか、すなわち前記クロ
スバ型スイッチのどの交叉点をオン／オフするかを決定
するアービタ部と、入力ポートと出力ポートの間でＡＴ
Ｍ（非同期転送モード）セルを交換するクロスバ型スイ
ッチ部と、を含む入力バッファ型ＡＴＭ交換機であっ
て、前記各入力バッファ部のどの論理キューからセルを
送出すべきかを決定するにあたり、前記各入力バッファ
部に備えられ、入力したセルを出力ポート毎、もしくは
コネクション毎に区別して蓄積する複数の論理キューの
中から、出力ポートへの接続要求を出す論理キューを決
定する候補選択処理において、予め定められた順番で論
理キューがセルを保有しているか否かを検査して行き最
も早くサーチされたセルを保有する論理キューを選択す
る回転優先制御に、前回に前記出力ポートの接続権を獲
得した論理キューの次の順番に位置する論理キューを、
前記回転優先制御の開始点とする。また本発明において
は、複数の前記入力ポートからの接続要求が同一の出力
ポートに集中した場合に、どの入力ポートに接続権を与
えるかを決定する競合調停処理において、予め定められ
た順番で、入力ポートから接続要求が発信されているか
否かを検査して行き最も早くサーチされた接続要求を発
信している入力ポートを選択する回転優先制御に、前回
前記出力ポートの接続権を獲得した入力ポートの次の順
番に位置する入力ポートを、前記回転優先制御の開始点
とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明を適用したＡＴＭ交換機は、その好
ましい実施の形態において、入力ポート（１００）毎に
設置される入力バッファ部（１０）と、出力ポートへの
接続権をどの入力ポートに与えるか、すなわち前記クロ
スバ型スイッチのどの交叉点をオン／オフするかを決定
するアービタ部（２１）と、入力ポートと出力ポートの
間でＡＴＭセルを交換するスイッチ交換部（２２）と、
を含む入力バッファ型ＡＴＭ交換機において、入力バッ
ファ部（１０）が、出力ポート毎、もしくはコネクショ
ン毎に区別してセルを蓄積する複数の論理キュー（１１
−１〜１１−ｎ）の中から出力ポート（１０１）へ接続
要求を出す論理キューを決定する候補選択処理を行うに
あたり、予め定められた順番で論理キューがセルを保有
しているか否かを検査し最も早く検索されたセルを保有
する論理キューを選択する回転優先選択制御において、
前回に出力ポートの接続権を獲得した論理キューの次の
順番に位置する論理キューを回転優先選択制御のサーチ
開始点とする。

【００２２】また、本発明においては、アービタ部（２
１）において、複数の前記入力ポートからの接続要求
が、同一の出力ポートに集中した場合に、どの入力ポー
トに接続権を与えるかを決定する競合調停処理を行うに
あたり、予め定められた順番で入力ポートから接続要求
が発信されているかどうかを検査して行き最も早く検索
された接続要求を発信している入力ポートを選択する回
転優先選択制御において、前回に前記出力ポートの接続
権を獲得した論理キューの次の順番に位置する論理キュ
ーを回転優先選択制御のサーチ開始点とするように制御
する。

【００２３】本発明の実施の形態においては、ある出力
ポートへの接続権をどの入力ポートに与えるかを決定す
るにあたり、各入力バッファ部（１０）が、上記した候
補選択処理を複数回実行し、該候補選択処理によって選
択された複数の論理キューが接続を要求する宛先出力ポ
ートに順位を付けて、アービタ部（２１）に通知し、ア
ービタ部（２１）では、各候補順位において、上記した
競合調停処理を実行して各出力ポートの接続権を決定
し、競合調停処理の結果を前記入力バッファ部に返信し
た後に各入力バッファ部から通知された接続要求に関す
る情報をリセットする。

【００２４】またアービタ部（２０）が、各候補順位に
おける前記競合調停処理において、優先度の異なるサー
ビスクラスに属する接続要求が同一の出力ポートに競合
した場合には、優先度の高いサービスクラスに属する接
続要求に優先的に接続権を与える。

【００２５】ある出力ポートへの接続権をどの入力ポー
トに与えるかを決定するにあたり、各入力バッファ部
（１０）が、前記候補選択処理を複数回実行し、前記候
補選択処理によって選択された複数の前記論理キューが
接続を要求する宛先出力ポートに順位を付けずにアービ
タ部（２０）に通知し、アービタ部（２０）では、どの
入力ポートからどの出力ポートへ接続要求が出されてい
るかを示す情報テーブル上で、全ての接続要求を整理し
た上で、上記した競合調停処理を実行して各出力ポート
の接続権を決定し、競合調停処理の結果を入力バッファ
部に返信した後に前記情報テーブルをリセットするよう
に構成してもよい。

【００２６】またアービタ部（２０）が、情報テーブル
（図７の接続要求状況管理メモリ２１−１ａ）をサービ
スクラス毎に備え、この情報テーブル上で、接続要求を
サービスクラス毎に管理するとともに、優先度の高いサ
ービスクラスの前記情報テーブルから順に、競合調停処
理を実行することで、各出力ポートの接続権を決定し、
優先度の高いサービスクラスの前記情報テーブル対し
て、予め定められた所定の回数の候補選択処理と、競合
調停処理とを実行した後、もしくは優先度の高いサービ
スクラスの情報テーブルで接続要求を出させる論理キュ
ーがなくなった後に、優先度の低いサービスクラスの前
記情報テーブルに対して、競合調停処理を実行する。

【００２７】また選択候補処理において、優先度の高い
サービスクラスに属する論理キューに対して、前記選択
候補処理を実行してから、一定の回数の前記候補選択処
理を実行した後、もしくは優先度の高いサービスクラス
の論理キューの中から選択できなくなった後に、優先度
の低いサービスクラスの論理キューに対して、前記候補
選択処理を実行する。

【００２８】本発明は、その別の実施の形態において、
アービタ部（２１）が、どの入力バッファ部にはどの論
理キューが接続権を獲得可能か表わす情報テーブルを備
え、各入力バッファ部は各論理キューに一定数以上のセ
ルが蓄積されると、前記アービタ部に対して接続権を獲
得可能であることを通知し、該通知を受けた前記アービ
タ部は、前記情報テーブルの該当する箇所に接続権を獲
得可能であることを設定し、各入力ポート毎に、上記し
た回転優先選択制御に基づく、候補選択処理を実行し
て、接続を要求させる宛先出力ポートを、各入力ポート
で決定し、出力ポートの接続権を一つの前記入力ポート
に与えるように、前記競合調停処理を実行する一連の処
理を複数回繰り返す。

【００２９】本発明の実施の形態においては、情報テー
ブルをサービスクラス毎に備え、優先度の高い方のサー
ビスクラスの前記情報テーブルから順に前記候補選択処
理と前記競合調停処理を実行し、各出力ポートの接続権
を決定し、優先度の高いサービスクラスの前記情報テー
ブルに対して予め定められた所定の回数の前記候補選択
処理と前記競合調停処理とを実行した後、もしくは、優
先度の高いサービスクラスの前記情報テーブルで接続要
求を出させる論理キューがなくなった後に、優先度の低
い方のサービスクラスの前記情報テーブルに対して前記
候補選択処理と前記競合調停処理を実行する。

【００３０】また、本発明の実施の形態においては、前
記候補選択処理と前記競合調停処理を、予め定められた
固定時間毎に実行し、一度獲得した前記出力ポートの接
続権は、次に前記候補選択処理と前記競合調停処理が実
行されるまで保持する。

【００３１】本発明の実施の形態によれば、上記構成に
より、全ての入力ポートがいずれかの出力ポートへの接
続権を保有し、かつ、全ての出力ポート宛てのセルを万
遍なく保有している場合には、次の候補選択処理におい
て、各入力ポートで選ばれる接続要求先は、全て異なる
ことになり、ブロッキングの発生が回避される。

【００３２】また候補選択処理において、複数の接続要
求先を選択可能とすることで、ブロッキングの発生確率
を緩和することができる。

【００３３】さらに、入力バッファ部からの通知を、セ
ルが蓄積されているかどうかの情報に留めて、どの入力
バッファ部にはどの論理キューにセルが蓄積されている
かを示す情報テーブルを、アービタ部（２１）に用意
し、候補選択処理もメインアービタ部で実行させること
によって、入力バッファ部とアービタ部の間の通信容量
を低減することが可能である。

【００３４】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００３５】図１は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。図１を参照すると、本発明の一実施例
に係るＡＴＭ交換機は、複数の入力バッファ部１０−１
〜１０−ｎ（但し、入力バッファ部１０−３〜１０−ｎ
は図示せず）と、クロスバ型スイッチ部２０と、を備え
ている。入力バッファ部１０−１〜１０−ｎは、それぞ
れ論理キュー１１−１〜１１−ｎと、セル情報検出部１
２と、コネクション情報記憶用メモリ１３と、サブアー
ビタ部１４と、セル送出部１５と、を備えている。

【００３６】クロスバ型スイッチ部２０は、メインアー
ビタ部２１と、スイッチ交換部２２と、を備えている。

【００３７】入力バッファ部１０−１〜１０−ｎは、そ
れぞれ内部に、出力ポート１０１−１〜１０１−ｎに対
応した論理キュー１１−１〜１１−ｎを備え、入力ポー
ト１００−１〜１００−ｎに到着するセルを宛先出力ポ
ート１０１−１〜１０１−ｎ毎に区別して蓄積する。

【００３８】本発明の一実施例では、説明の簡単化のた
めに、各論理キュー１１−１〜１１−ｎは、宛先出力ポ
ート１０１−１〜１０１−ｎ別にセルを蓄積するものと
しているが、各論理キューがコネクション別に蓄積する
場合でも、何ら変更を加えることなく、本発明を適用す
ることができる。

【００３９】また入力バッファ部１０−１〜１０−ｎに
おいて、出力ポートに対応した論理キュー１１−１〜１
１−ｎを、サービスクラス毎に用意することによって、
容易にマルチトラヒッククラス環境を提供することがで
きる。

【００４０】本発明の一実施例では、説明の簡単化のた
めに、サービスクラスが一つである場合を想定している
が、所望のサービスクラスの分だけいくらでも用意可能
である。

【００４１】セル送出部１５は、特定の論理キューの先
頭セルを取り出して、スイッチ交換部２２の情報信号伝
走路２２−１（図２参照）に伝送する。

【００４２】図２は、本発明の一実施例における、クロ
スバ型スイッチ部２０のスイッチ交換部２２の構成の一
例を示す図である。図２を参照すると、クロスバ型スイ
ッチ部２０のスイッチ交換部２２は、入力ハイウェイ２
３と、出力ハイウェイ２４と、の間に、格子状に張り巡
らされた情報信号伝走路２２−１の交叉点２２−２が、
オン／オフされるように構成されており、交叉点２２−
２がオンの時に、その交叉点で交錯する入力ハイウェイ
と出力ハイウェイの間でセルが伝達される。

【００４３】図３は、本発明の一実施例における、入力
バッファ部のサブアービタ部１４の構成の一例を示すブ
ロック図である。図３を参照すると、サブアービタ部１
４は、論理キュー選択部１４−１と、接続要求信号送信
部１４−２と、競合調停信号受信部１４−３と、を備え
て構成されている。

【００４４】図４は、本発明の一実施例における、サブ
アービタ部１４の論理キュー選択部１４−１の構成の一
例を示すブロック図である。図４を参照すると、論理キ
ュー選択部１４−１は、どの出力ポート宛てのセルが蓄
積されているかの情報を格納したセル蓄積状況管理メモ
リ１４−１ａと、前回接続権を獲得した出力ポート番号
をサービスクラス毎に保存した前回接続権獲得出力ポー
ト番号保存レジスタ１４−１ｂと、回転優先セレクタ部
１４−１ｃと、論理キュー決定部１４−１ｄと、を備え
て構成されている。

【００４５】回転優先セレクタ部１４−１ｃは、複数の
選択候補を固定の順番にしたがってサーチしていき、最
初に条件の合致した選択候補を選択するという動作を行
う。論理キュー決定部１４−１ｄは、セルを送出すべき
論理キューの情報をセル送出部１５に伝える。

【００４６】図５は、本発明の一実施例において、セル
蓄積状況管理メモリ１４−１ａに格納されるセル蓄積状
況テーブルの内容の一例を模式的に示す図である。図５
を参照すると、セル蓄積状況テーブルに記録される宛先
出力ポート毎の情報は、選択対象外であることを示す
“０”か、選択対象であることを示す“１”のどちらか
であり、初期状態では“０”が記録されている。そし
て、セル蓄積状況テーブルでは、この宛先出力ポート毎
の情報は、サービスクラス別に記録される。

【００４７】再び図１を参照すると、入力バッファ部１
０−１〜１０−ｎのセル情報検出部１２は、入力ポート
１００−１〜１００−ｎに到着するセルのヘッダ部分か
らコネクション識別子を抽出し、コネクション識別子を
キーとして、コネクション情報データベース１３を参照
することにより、そのセルが属するサービスクラスや宛
先出力ポートを認識する。そして、この識別結果を基
に、適切な論理キュー１１−１〜１１−ｎにセルを蓄積
する。

【００４８】セルを蓄積した論理キューの蓄積セル数
が、予め定められたある一定量以上になると、セル蓄積
状況管理メモリテーブル１４−１ａに格納されるセル蓄
積状況テーブル（図５参照）の該当する論理キュー欄に
選択対象であることを示す“１”を上書き登録する。

【００４９】セル送出部１５は、論理キュー選択部１４
−１内の論理キュー決定部１４−１ｄから通知された特
定の論理キューの先頭セルを取り出して、スイッチ交換
部２２の情報信号伝走路２２−１に伝送する。この時点
で、セルを取り出した論理キューの蓄積セル数が、予め
定められた、ある一定量以下になると、セル蓄積状況テ
ーブル１４−１ａの該当する論理キュー欄に選択対象外
であることを示す“０”を上書き登録する。

【００５０】図６は、本発明の一実施例における、メイ
ンアービタ部２１の構成の一例を示すブロック図であ
る。図６を参照すると、メインアービタ部２１は、接続
権決定部２１−１と、接続要求信号受信部２１−２と、
競合調停信号送信部２１−３とを備えて構成されてい
る。

【００５１】図７は、本発明の一実施例における、メイ
ンアービタ部２１の接続権決定部２１−１の構成の一例
を示すブロック図である。図７を参照すると、メインア
ービタ部２１の接続権決定部２２−１は、各入力ポート
からどの出力ポート宛てに接続要求が出されているかの
情報を格納した接続要求状況管理メモリ２１−１ａと、
前回接続権を与えた入力ポート番号を出力ポート毎およ
びサービスクラス毎に保存した前回接続権供与入力ポー
ト番号保存レジスタ２１−１ｂと、回転優先セレクタ部
２１−１ｃと、入力ポート決定部２１−１ｄと、を備え
て構成されている。

【００５２】回転優先セレクタ部２１−１ｃは、複数の
選択候補を予め定められた固定の順番にしたがってサー
チしていき、最初に条件の合致した選択候補を選択する
という動作を行う。入力ポート決定部２１−１ｄは、特
定の出力ポートに接続させる入力ポートの情報をスイッ
チ交換部２２に伝える。

【００５３】スイッチ交換部２２は、指定された入力ポ
ートと出力ポートを接続するように該当する交叉点２２
−２をオンに設定する。

【００５４】図８及び図９は、接続要求状況管理メモリ
２１−１ａに格納される接続要求状況テーブルの一例を
模式的に示す図である。どちらも、各入力ポートからど
の出力ポート宛てに接続要求が出されているかどうかを
示すために用意される。

【００５５】調停タイミングにおいて、各入力ポートか
ら複数の接続要求先が順位付けられて通知される場合に
は、各入力ポートがどの出力ポートおよびどのサービス
クラスの接続を要求しているかを明示するテーブルを各
候補順位別に用意する形式（図８）を用いる。

【００５６】一方、候補順位を付けずに通知される場合
には、各入力ポートがどの出力ポートに対して接続を要
求しているかのみを表わすテーブルを、サービスクラス
毎に用意した上で候補順位を無視して記入する形式（図
９）を用いる。

【００５７】図８を参照すると、接続要求状況テーブル
の各要素の上段に記録される情報は、接続要求がないこ
とを示す“０”、もしくは、接続要求があることを示す
“１”のどちらかであり初期状態では“０”が記録され
ている。また下段にはどのサービスクラスに属する接続
要求であるかを示すサービスクラス識別子を記述する。

【００５８】また図９を参照すると、接続要求状況テー
ブルの各要素に記録される情報は接続要求がないことを
示す“０”、もしくは、接続要求があることを示す
“１”のどちらかであり、初期状態では“０”が記録さ
れている。

【００５９】再び図３を参照すると、入力バッファ部の
サーブアービタ部１４の接続要求信号送信部１４−２
は、論理キュー選択部１４−１で選択された論理キュー
についての情報を伝えるための接続要求信号３０を生成
して、メインアービタ部２１に送信する。競合調停信号
受信部１４−３は、メインアービタ部２１からの競合調
停信号３１を受信してメインアービタ部２１での調停結
果を、論理キュー選択部１４−１内の論理キュー決定部
１４−１ｄに通知する。

【００６０】図６を参照すると、メインアービタ部２１
の接続要求信号受信部２１−２は、各入力バッファ部か
らの接続要求信号３０を受信して、各入力ポートが接続
を要求する出力ポートを接続要求状況テーブル２１−１
ａに記録する。

【００６１】メインアービタ部２１の競合調停信号送信
部２１−３は、接続権決定部２１−１で決定された各入
力ポートの接続すべき出力ポートについての情報を伝え
るための競合調停信号３１を生成し、入力バッファ部の
サブアービタ部１１に送信する。

【００６２】図１０は、本発明の一実施例において、接
続要求信号送信部１４−２がメインアービタ部２１に伝
達する接続要求信号３０のフォーマットの一例を示す図
である。本実施例では、接続を要求する宛先出力ポート
番号と、そのサービスクラス識別子を伝達情報要素とし
てこれを複数セット分通知できるように構成されてい
る。フォーマット内に記述された順序で接続要求を順位
付けるかどうかを表わす順位ビットを用意している。複
数の候補を順位づける場合には、順位ビットを“１”に
設定し、複数の候補を順序付けるのではなく、フラット
に取り扱う場合には順位ビットを“０”に設定する。

【００６３】図１１は、本発明の一実施例において、競
合調停信号送信部２１−３がサブアービタ部１４に伝達
する競合調停信号３１のフォーマットの一例を示す図で
ある。本実施例では、その入力バッファ部からの要求を
受け入れたか否かを示す情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）と、
接続要求信号３０で複数の接続要求を記述した場合どれ
が受け入れられたかを示す情報（選択された候補順）
と、を備えて構成される。

【００６４】図１２は、本発明の一実施例の全体の処理
の流れを示す流れ図である。図１２を参照して、本発明
の一実施例の動作について説明する。

【００６５】候補選択処理と競合調停処理が、あらかじ
め決められた固定時間毎に実行されるように変数Ｃ（タ
イマー計数）を用意する。変数Ｃは毎セル時間毎に減数
（デクリメント）され（ステップＳ１０９）、この変数
Ｃがゼロの時に限り、候補選択処理と競合調停処理を実
行する（ステップＳ１０２）。

【００６６】そして、候補選択処理と競合調停処理の両
方の処理が実行された後に、この変数Ｃに、次に処理を
実行するまでの待ち時間Ｙを代入する（ステップＳ１０
８）。

【００６７】候補選択処理（ステップＳ１０３）におい
て、入力バッファ部の論理キュー選択部１４−１が論理
キュー選択を行うにあたり、図４を参照すると、まず、
前回接続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂ
に保存されている出力ポート番号を回転優先セレクタ部
１４−１ｃに入力する。この出力ポート番号は、前回に
接続権を獲得した出力ポートを一意に決定する番号であ
る。またセル蓄積状況テーブル１４−１ａを参照して選
択対象である論理キューに対しては、回転優先セレクタ
部１４−１ｃの該当する入力信号線１４−１ｅをオン状
態にする。

【００６８】回転優先セレクタ部１４−１ｃは、前回接
続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂから獲
得した出力ポート番号の次の順番を開始点として、ある
固定の順序で、入力信号線１４−１ｅを検査し、検査開
始後に、初めてサーチされた、オン状態の入力信号線１
４−１ｅに該当する論理キューを選択する。

【００６９】上記処理を、予め定められた回数だけ実行
して、複数個の論理キューを選択する。この時、２回目
以降の回転優先セレクタ部１４−１ｃにおける処理で
は、回転優先制御の開始点を、それまでの処理で選択さ
れた論理キューの次の順番に位置する論理キューに設定
する。

【００７０】図３を参照すると、入力バッファ部のサブ
アービタ部１４の接続要求信号送信部１４−２は、論理
キュー選択部１４−１によって選択された論理キューの
宛先出力ポートを、メインアービタ部２１に通知する際
に、選択された順に候補順位をつけて送信するか、もし
くは、区別なく送信するかのいずれか一方を選択する。
そして、前者と後者の区別のために順位ビットを用い
る。

【００７１】図１３及び図１４は、論理キュー選択部１
４−１が候補選択処理を行う時の具体例を模式的に示す
説明図である。説明の簡単のために、サービスクラス＃
１に対する候補選択処理を実行する時について説明す
る。

【００７２】ここで、論理キュー選択部１４−１の回転
優先セレクタ部１４−１ｃは、宛先出力ポート＃１→＃
２→＃３→＃４→＃５→＃１→＃２→‥‥の順番でサー
チするものとする。また、サービスクラス＃１→＃２→
＃３→＃４→＃５の順に優先度が低くなるものとする。

【００７３】セル蓄積状況テーブル１４−１ａを参照す
ることによって、サービスクラス＃１に対しては、出力
ポート＃２と＃３と＃５を宛先とする論理キューが選択
可能な状態になっているので、回転優先セレクタ部１４
−１ｃのそれぞれに対応する入力信号線をオン状態に設
定する。

【００７４】前回接続権獲得出力ポート番号保存レジス
タ１４−１ｂに保存されているサービスクラス＃１に対
する出力ポート番号は＃２であるので、回転優先セレク
タ部１４−１ｃは、宛先出力ポート＃３を回転優先制御
の開始点に設定する。

【００７５】宛先出力ポート＃３→＃４→＃５→＃１→
＃２の順番でサーチしていくと、最も早くにサーチされ
る入力信号線がオン状態の宛先出力ポート番号は＃３で
あるので、回転優先セレクタ部１４−１ｃは、宛先出力
ポート＃３を接続要求先として選択する（図１３参
照）。

【００７６】さらに接続要求先をもう１つ選択する場合
には、回転優先制御の開始点を宛先出力ポート＃４にし
て上記の処理を実行する。

【００７７】その結果、回転優先セレクタ部１４−１ｃ
は、宛先出力ポート＃５を２番目の接続要求先として選
択する（図１４参照）。

【００７８】再び図１２を参照すると、競合調停処理
（ステップＳ１０５）において、各入力バッファ部が選
択された順に論理キューに候補順位をつけて接続要求信
号３０を送信する場合に、図６に示すメインアービタ部
２１の接続権決定部２１−１が接続権決定を行うにあた
って、まず各入力バッファ部からの接続要求信号３０の
内容を翻訳して、図８に示すような、候補順位毎に用意
された接続要求状況テーブル２１−１ａに、接続要求が
あるかどうかを登録する。

【００７９】そして、図７を参照すると、メインアービ
タ部２１の接続権決定部２１−１において、前回接続権
供与入力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂに保存され
ている出力ポート毎およびサービスクラス毎の入力ポー
ト番号を回転優先セレクタ部２１−１ｃに入力する。入
力ポート番号は、前回にその出力ポートへの接続権を獲
得した入力ポートを一意に決定する番号である。

【００８０】まず候補順位の高い接続要求状況テーブル
２１−１ａを参照して、ある出力ポートを接続希望して
いる入力ポートに対しては、回転優先セレクタ部２１−
１ｃの該当する入力信号線２１−１ｅをオン状態にす
る。ここで、同一の出力ポートに対して優先度の異なる
サービスクラスに属する接続要求が競合している場合に
は、優先度の高いサービスクラスに属する接続要求のみ
を考慮して入力信号線２１−１ｅをオン状態にする。

【００８１】回転優先セレクタ部２１−１ｃは、前回接
続権供与入力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂから獲
得したその出力ポートおよびそのサービスクラスに関す
る入力ポート番号の次の順番を開始点として、ある固定
の順序で、入力信号線２１−１ｅを検査する。検査開始
後に、初めてサーチされたオン状態の入力信号線２１−
１ｅに該当する入力ポートを選択する。

【００８２】上記の競合調停処理をすべての出力ポート
に対して実行して接続権を決定する。もし、接続権を与
えてない出力ポートが存在するならば、候補順位の低い
接続要求状況テーブル２１−１ａを参照して、同様の競
合調停処理を実行する。

【００８３】全ての候補順位の接続要求状況テーブル２
１−１ａに対する競合調停処理が終了したか、あるい
は、全ての出力ポートの接続権を入力ポートに与えた時
に、競合調停信号送信部２１−３は、出力ポートの接続
権を獲得した入力ポートに対して接続権を獲得したかど
うかの情報と、どの出力ポートの接続権を獲得したかを
記述した競合調停信号３１を、各入力バッファ部のサブ
アービタ部１４に通知する（図１２のステップＳ１０
６）。

【００８４】この時、各出力ポートにおいて接続権を与
えた入力ポート番号を、前回接続権供与入力ポート番号
保存レジスタ２１−１ｂの該当するサービスクラス欄に
上書き登録しておく。

【００８５】また全ての候補順位の接続要求状況テーブ
ル２１−１ａの内容をリセットする（図１２のステップ
Ｓ１０７）。

【００８６】図１５は、本発明の一実施例において、メ
インアービタ部２１の接続権決定部２１−１（図７参
照）が競合調停処理を行う時の一具体例を模式的に示す
図である。説明の簡単のために、候補順位１に対する競
合調停処理を実行する時の説明を行う。

【００８７】ここで、回転優先セレクタ部２１−１ｃ
は、入力ポート＃１→＃２→＃３→＃４→＃５→＃１→
＃２→‥‥の順番でサーチするものとする。またサービ
スクラス＃１→＃２→＃３→＃４→＃５の順に優先度が
低くなるものとする。

【００８８】接続要求状況テーブル２１−１ａを参照す
ることによって、出力ポート＃１に対しては、入力ポー
ト＃２からサービスクラス＃１が、入力ポート＃３から
サービスクラス＃１が、入力ポート＃４からサービスク
ラス＃２がそれぞれ接続要求を出している。

【００８９】この場合、異なるサービスクラスに属する
接続要求が競合しているので、最も優先度の高いサービ
スクラス、すなわちサービスクラス＃１に属する接続要
求のみを考慮して、回転優先セレクタ部１４−１ｃのそ
れぞれに対応する入力信号線をオン状態に設定する。

【００９０】前回接続権供与入力ポート番号保存レジス
タ２１−１ｂに保存されているサービスクラス＃１に対
する入力ポート番号は＃２であることから、回転優先セ
レクタ部２１−１ｃは入力ポート＃３を回転優先制御の
開始点に設定する。

【００９１】入力ポート＃３→＃４→＃５→＃１→＃２
の順番でサーチしていくと、最も早くにサーチされる入
力信号線がオン状態の入力ポート番号は＃３であること
から、回転優先セレクタ部２１−１ｃは、入力ポート＃
３を接続権供与先として選択する。

【００９２】そして、前回接続権供与入力ポート番号保
存レジスタ２１−１ｂのサービスクラス＃１の欄を＃３
に変更する。

【００９３】出力ポート＃５に対しては、入力ポート＃
１のみが接続を希望しており、同様の処理を施した結果
として、入力ポート＃１に接続権を供与することにな
り、前回接続権供与入力ポート番号保存レジスタ２１−
１ｂのサービスクラス＃２の欄を＃１に変更する。

【００９４】競合調停処理（図１２のステップＳ１０
５）において、各入力バッファ部が選択された順に候補
順位をつけないで接続要求信号３０を送信する場合に接
続権決定部２１−１が接続権決定を行うにあたって、ま
ず各入力バッファ部からの接続要求信号３０の内容を翻
訳して、図９に示すような、サービスクラス毎に用意さ
れた接続要求状況テーブル２１−１ａに接続要求がある
かどうかを登録する。

【００９５】そして前回接続権供与入力ポート番号保存
レジスタ２１−１ｂに保存されている出力ポート毎およ
びサービスクラス毎の入力ポート番号を回転優先セレク
タ部２１−１ｃに入力する。

【００９６】この入力ポート番号は、前回にその出力ポ
ートへの接続権を獲得した入力ポートを一意に決定する
番号である。

【００９７】まず、優先度の高いサービスクラスの接続
要求状況テーブル２１−１ａを参照して、ある出力ポー
トを接続希望している入力バッファ部に対しては、回転
優先セレクタ部２１−１ｃの該当する入力信号線をオン
状態にする。

【００９８】回転優先セレクタ部２１−１ｃは、前回接
続権供与入力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂから獲
得したその出力ポートおよびそのサービスクラスに関す
る入力ポート番号の次の順番を開始点として、ある固定
の順序で、入力信号線２１−１ｅを検査する。検査開始
後に、初めてサーチされた、オン状態の入力信号線２１
−１ｅに該当する入力ポートを選択する。

【００９９】上記の競合調停処理をすべての出力ポート
に対して実行して接続権を決定する。もし接続権を与え
てない出力ポートが存在するならば、優先度の低いサー
ビスクラスの接続要求状況テーブル２１−１ａを参照し
て、同様の競合調停処理を実行する。

【０１００】全てのサービスクラスの接続要求状況テー
ブル２１−１ａに対する競合調停処理が終了した、ある
いは、全ての出力ポートの接続権を入力ポートに与えた
時に、競合調停信号送信部２１−３は、出力ポートの接
続権を獲得した入力ポートに対して接続権を獲得したか
どうかの情報と、どの出力ポートの接続権を獲得したか
を記述した競合調停信号３１を、各入力バッファ部のサ
ブアービタ部１４に通知する（図１２のステップＳ１０
６）。

【０１０１】この時、各出力ポートに対して接続権を与
えた入力ポート番号を前回接続権供与入力ポート番号保
存レジスタ２１−１ｂの該当するサービスクラス欄に上
書き登録しておく。

【０１０２】また、全てのサービスクラスの接続要求状
況テーブル２１−１ａの内容をリセットする（図１２の
ステップＳ１０７）。

【０１０３】図１６は、本発明の一実施例において、メ
インアービタ部２１の接続権決定部２１−１が競合調停
処理を行う時の一具体例を模式的に示す説明図である。
説明の簡単のために、サービスクラス＃１に対する競合
調停処理を実行する時の説明を行う。ここで、回転優先
セレクタ部２１−１ｃは、入力ポート＃１→＃２→＃３
→＃４→＃５→＃１→＃２→‥‥の順番でサーチするも
のとする。またサービスクラス＃１→＃２→＃３→＃４
→＃５の順に優先度が低くなるものとする。

【０１０４】接続要求状況テーブル２１−１ａを参照す
ることによって、出力ポート＃１に対しては入力ポート
＃２と入力ポート＃５がサービスクラス＃１に属する接
続要求を出しており、回転優先セレクタ部１４−１ｃの
それぞれに対応する入力信号線をオン状態に設定する。

【０１０５】前回接続権供与入力ポート番号保存レジス
タ２１−１ｂに保存されているサービスクラス＃１に対
する入力ポート番号は＃２であることから、回転優先セ
レクタ部２１−１ｃは入力ポート＃３を回転優先制御の
開始点に設定する。

【０１０６】入力ポート＃３→＃４→＃５→＃１→＃２
の順番でサーチしていくと、最も早くにサーチされる入
力信号線がオン状態の入力ポート番号は＃５であること
から、回転優先セレクタ部２１−１ｃは、入力ポート＃
５を接続権供与先として選択する。

【０１０７】そして、前回接続権供与入力ポート番号保
存レジスタ２１−１ｂのサービスクラス＃１の欄を＃５
に変更する。

【０１０８】同様に、出力ポート＃５でも競合が発生し
ており、同様の処理を施した結果として、入力ポート＃
４に接続権を供与することになり、前回接続権供与入力
ポート番号保存レジスタ２１−１ｂのサービスクラス＃
１の欄を＃４に変更する。

【０１０９】ある出力ポートの接続権を獲得できたこと
を示す競合調停信号３１を受信した論理キュー選択部１
４−１の論理キュー決定部１４−１ｄは、セルを取り出
すべき論理キューをセル送出部１５に通知するととも
に、前回接続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−
１ｂの該当するサービスクラスの欄に、その出力ポート
番号を格納する。また出力ポートの接続権を獲得できな
かったことを示す競合調停信号３１を受信した場合に
は、何もしないこととし、次回の候補選択処理では、前
回の候補選択処理で用いられたのと同じ開始点から回転
優先制御を実行する。

【０１１０】図１７は、本発明の一実施例において、入
力バッファ部のサブアービタ部１４の競合調停信号受信
部１４−３（図３参照）が出力ポートの接続権を獲得し
たことを通知する競合調停信号３１を受信した時の一具
体例を模式的に示す説明図である。

【０１１１】論理キュー選択部１４−１の論理キュー決
定部１４−１ｄによる候補選択処理で選択された接続要
求先の出力ポートは接続要求信号３０に記述された通り
である。そして、メインアービタ部２１から到着した競
合調停信号３１には、候補順位２のエントリに該当する
接続要求が受け入れられたことが記述されている。

【０１１２】論理キュー選択部１４−１の論理キュー決
定部１４−１ｄは、サービスクラス＃３に属する出力ポ
ート＃１を宛先とする論理キューの先頭セルを送出する
ように、セル送出部に情報を伝達するとともに、前回接
続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂのサー
ビスクラス＃３の欄を＃１に変更する。

【０１１３】以上説明したように処理を実行することに
よって、本発明の一実施例のＡＴＭ交換機によれば全て
の入力バッファ部が、いずれかの出力ポートへの接続権
を保有し、かつ、全ての出力ポート宛てのセルを万遍な
く保有している場合には、次の候補選択処理によって、
各入力バッファ部で選ばれる接続要求先は全て異なるこ
とになり、ブロッキングが全く発生しないことになる。

【０１１４】また候補選択処理によって複数の接続要求
先を選択可能とすることでブロッキングの発生確率をさ
らに低減することができる。

【０１１５】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。図２２は、本発明の第二の実施例の全体の処理の
流れを示す流れ図である。本発明の第二の実施例におい
ては、前記実施例で説明した、サブアービタ部１４の論
理キュー選択部１４−１、およびメインアービタ部２１
の接続権決定部２１−１が、図１８から図２１に示すよ
うに変更される。図１８はサブアービタ部１４、図１９
は論理キュー選択部１４−１の構成の一例を示す図であ
る。また図２０は、メインアービタ部２１、図２１は、
接続権決定部２１−１の構成の一例を示す図である。

【０１１６】本発明の第二の実施例では、論理キューの
蓄積セル数がある固定数以上になったことがセル情報検
出部からサブアービタ部１４の接続要求信号送信部１４
−２に直接通知される。接続要求信号送信部１４−２
は、特定の論理キューが接続権の獲得準備ができたこと
を通知するための接続要求信号３０を、メインアービタ
部２１に発信する。

【０１１７】図２０及び図２１を参照すると、メインア
ービタ部２１の接続要求信号受信部２１−２は、各入力
バッファ部からの接続要求信号３０を受信してサービス
クラス毎に用意した接続要求状況テーブル２１−１ａ
に、どの入力ポートがどの出力ポート、およびどのサー
ビスクラスに対する接続権獲得の準備ができているかを
記録する。この処理自体は、前記実施例において説明し
た、接続要求信号３０を翻訳して接続要求状況テーブル
２１−１ａに書き込むのと同一である。

【０１１８】本発明の第二の実施例では、接続要求状況
テーブル２１−１ａのみを用いて候補選択処理と競合調
停処理をメインアービタ部２１で実行する（図２２のス
テップＳ２０３、Ｓ２０４）。候補選択処理のために優
先度の高いサービスクラスの接続要求状況テーブル２１
−１ａを参照して、サービスすべき論理キューを入力ポ
ート毎に選択する。

【０１１９】入力ポート毎に用意される前回接続権獲得
出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂに保存されてい
るサービスクラス毎に用意された出力ポート番号を回転
優先セレクタ部２１−１ｃに入力する。この出力ポート
番号は、前回に接続権を獲得した出力ポートを一意に決
定する番号である。

【０１２０】また接続要求状況テーブル２１−１ａを参
照して、選択対象である論理キューに対しては、回転優
先セレクタ部２１−１ｃの該当する入力信号線２１−１
ｅをオン状態にする。

【０１２１】回転優先セレクタ部２１−１ｃは、前回接
続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂから獲
得した出力ポート番号の次の順番を開始点として、ある
固定の順序で入力信号線２１−１ｅを検査する。検査開
始後に、初めてサーチされた、オン状態の入力信号線２
１−１ｅに該当する論理キューを選択する。

【０１２２】この処理を全ての入力ポートに対して実行
し、各入力ポートが接続を要求する出力ポートを一つだ
け決定する。選択された宛先出力ポート以外への接続要
求は全て無視する。また優先度の高いサービスクラスで
論理キューを選択できない場合には優先度の低いサービ
スクラスで上記処理を実行する。

【０１２３】次に競合調停処理のために、前回接続権供
与入力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂに保存されて
いる出力ポート毎およびサービスクラス毎の入力ポート
番号を回転優先セレクタ部２１−１ｃに入力する。この
入力ポート番号は、前回にその出力ポートへの接続権を
獲得した入力ポートを一意に決定する番号である。

【０１２４】また優先度の高いサービスクラスの接続要
求状況テーブル２１−１ａを参照して、ある出力ポート
を接続希望している入力ポートに対しては、回転優先セ
レクタ部２１−１ｃの該当する入力信号線をオン状態に
する。この時、事前に実行された候補選択処理で選択さ
れた接続希望先のみを考慮する。

【０１２５】回転優先セレクタ部２１−１ｃは、前回接
続権供与入力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂから獲
得したその出力ポートおよびそのサービスクラスに関す
る入力ポート番号の次の順番を開始点として、ある固定
の順序で入力信号線２１−１ｅを検査する。検査開始後
に、初めてサーチされた、オン状態の入力信号線２１−
１ｅに該当する入力ポートを選択する。

【０１２６】上記した競合調停処理を、全ての出力ポー
トに対して実行することで接続権を決定する。

【０１２７】もし接続権を与えてない出力ポートが存在
するならば、優先度の低いサービスクラスの接続要求状
況テーブル２１−１ａを参照して、同様の競合調停処理
を実行する。

【０１２８】全てのサービスクラスの接続要求状況テー
ブル２１−１ａに対する競合調停処理が終了した、ある
いは、全ての出力ポートの接続権を入力ポートに与えた
時に競合調停信号送信部２１−３は出力ポートの接続権
を獲得した入力ポートに対して接続権を獲得したかどう
かの情報と、どの出力ポートの接続権を獲得したかに関
する情報と、を記述した競合調停信号３１を、各入力バ
ッファ部のサブアービタ部１４に通知する（図２２のス
テップＳ２０５）。

【０１２９】この時、各出力ポートにおいて接続権を与
えた入力ポート番号を前回接続権供与入力ポート番号保
存レジスタ２１−１ｂの該当するサービスクラス欄に上
書き登録しておくとともに、各入力ポートが接続権を獲
得した出力ポート番号を前回接続権獲得出力ポート番号
保存レジスタ１４−１ｂの該当するサービスクラス欄に
上書き登録しておく。なお、図２２において、変数Ｃ
は、図１２に示したものと同様の、タイマー変数であ
り、競合調停信号通知後、所定値Ｙにセットされ、その
後、所定時間単位にデクリメントされ（図２のステップ
Ｓ２０７）、変数Ｃが０となった時点で候補選択の処理
から実行される。

【０１３０】図２３、図２４、及び図２５は、本発明の
第二の実施例において、メインアービタ部２１の接続権
決定部２１−１が候補選択処理と競合調停処理を行う時
の具体例を模式的に示す説明図である。説明の簡単のた
めに、サービスクラス＃１に対する候補選択処理と競合
調停処理を実行する時の説明を行う。ここで、回転優先
セレクタ部２１−１ｃは入力ポート＃１→＃２→＃３→
＃４→＃５→＃１→＃２→‥‥の順番でサーチするもの
とする。もしくは出力ポート＃１→＃２→＃３→＃４→
＃５→＃１→＃２→‥‥の順番でサーチするものとす
る。またサービスクラス＃１→＃２→＃３→＃４→＃５
の順に優先度が低くなるものとする。

【０１３１】接続要求状況テーブル２１−１ａを参照す
ることによって、サービスクラス＃１に対して、入力ポ
ート＃１は、出力ポート＃２と＃３と＃５に接続要求を
出すことが可能である。そこで、回転優先セレクタ部２
１−１ｃのそれぞれの宛先出力ポートに対応する入力信
号線をオン状態に設定する。

【０１３２】入力ポート＃１のために用意された前回接
続権獲得出力ポート番号保存レジスタ１４−１ｂに保存
されているサービスクラス＃１に対する出力ポート番号
は＃３であるので、回転優先セレクタ部１４−１ｃは宛
先出力ポート＃３を回転優先制御の開始点に設定する。

【０１３３】宛先出力ポート＃４→＃５→＃１→＃２→
＃３の順番でサーチしていくと、最も早くにサーチされ
る入力信号線がオン状態の宛先出力ポート番号は＃５で
あることから、回転優先セレクタ部２１−１ｃは、宛先
出力ポート＃５を接続要求先として選択する（図２３参
照）。

【０１３４】同様の処理を、他の入力ポートに対して施
して、各入力ポートで高々一つの接続要求先を決定する
（図２４参照）。この処理で選択されなかった宛先出力
ポートへの接続要求は無視する。

【０１３５】次に候補選択処理を施した接続要求状況テ
ーブル２１−１ａを参照することによって、出力ポート
＃５に対しては入力ポート＃２と入力ポート＃５がサー
ビスクラス＃１に属する接続要求を出している。

【０１３６】回転優先セレクタ部１４−１ｃのそれぞれ
に対応する入力信号線をオン状態に設定する。

【０１３７】前回接続権供与入力ポート番号保存レジス
タ２１−１ｂに保存されているサービスクラス＃１に対
する入力ポート番号は＃３であることから、回転優先セ
レクタ部２１−１ｃは、入力ポート＃４を回転優先制御
の開始点に設定する。

【０１３８】入力ポート＃４→＃５→＃１→＃２→＃３
の順番でサーチしていくと、最も早くにサーチされる入
力信号線がオン状態の入力ポート番号は＃５であること
から、回転優先セレクタ部２１−１ｃは入力ポート＃５
を接続供与先として選択する。そして前回接続権供与入
力ポート番号保存レジスタ２１−１ｂのサービスクラス
＃１の欄を＃５に変更する。

【０１３９】同様に、出力ポート＃１でも同様の処理を
実行するが結果として、入力ポート＃２に接続権を供与
することになり、前回接続権供与入力ポート番号保存レ
ジスタ２１−１ｂのサービスクラス＃１の欄を＃２に変
更する（図２５）。

【０１４０】このように、入力バッファ部１０−１〜１
０−ｎからの通知は、セルが蓄積されているかどうかの
情報に留めることによって、入力バッファ部１０−１〜
１０−ｎとメインアービタ部２１の間の通信容量を低減
することが可能である。

【０１４１】また本発明は、固定長のＡＴＭセルを交換
するＡＴＭ交換機だけでなく、可変長のパケットを交換
するパケット交換機に対しても適用可能であり、同様の
改善効果が期待できる。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非同期転送モード（ＡＴＭ）で転送されるＡＴＭセルを
入力ポートと出力ポートとの間でスイッチングするＡＴ
Ｍ交換機のスイッチ制御システムであって特定の入力ポ
ートと出力ポートの間でＡＴＭセルを交換するクロスバ
型スイッチ部と入力ポート毎に設置される入力バッファ
部とある出力ポートへの接続権をどの入力ポートに与え
るかすなわちクロスバ型スイッチのどの交叉点をオン／
オフするかを決定するアービタ部とを備えた入力バッフ
ァ型ＡＴＭ交換機において、全ての入力バッファがいず
れかの出力ポートへの接続権を保有しているかつ全ての
出力ポート宛てのセルを万遍なく保有している場合には
次の候補選択処理によって各入力バッファで選ばれる接
続要求先は全て異なることになりブロッキングが発生し
ない。

【０１４３】その理由は、本発明においては、入力バッ
ファ部内に構築されるとともに前記出力ポート毎もしく
はコネクション毎に区別してセルを蓄積する複数の論理
キューの中から出力ポートへの接続要求を出す論理キュ
ーを決定する候補選択処理においてある決められた順番
で論理キューがセルを保有しているかどうかを検査する
とした上で最も早くにサーチされたセル保有論理キュー
を選択する回転優先制御に前回に出力ポートの接続権を
獲得した論理キューの次の順番に位置する論理キューを
前記回転優先制御の開始点とし、また複数の入力バッフ
ァからの接続要求が同一の出力ポートに集中した場合に
どの入力バッファに接続権を与えるかを決定する競合調
停処理においてある決められた順番で入力バッファから
接続要求が発信されているかどうかを検査して最も早く
にサーチされた入力バッファを選択する回転優先制御に
前回に出力ポートの接続権を獲得した論理キューの次の
順番に位置する論理キューを前記回転優先制御の開始点
とするように構成したためである。

【０１４４】また本発明によれば、候補選択処理によっ
て複数の接続要求先を同時要求可能とすることでブロッ
キングの発生確率をさらに低減することができる。さら
に入力バッファ部からの通知はセルが蓄積されているか
どうかの情報に留めることによって入力バッファ部とア
ービタ間の通信容量を低減することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の一実施例のクロスバ型スイッチ部の構
成を示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例におけるサブアービタ部の構
成を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施例における論理キュー選択部の
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施例におけるセル蓄積状況記憶メ
モリのデータ格納の一例を示す図である。

【図６】本発明の一実施例におけるメインアービタ部の
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の一実施例における接続権決定部の構成
を示すブロック図である。

【図８】本発明の一実施例における接続要求状況記憶メ
モリのデータ格納の一例を示す図である。

【図９】本発明の一実施例における接続要求状況記憶メ
モリのデータ格納の一例を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例における接続要求信号のフ
ォーマットを示す図である。

【図１１】本発明の一実施例における競合調停信号のフ
ォーマットを示す図である。

【図１２】本発明の一実施例における候補選択処理と競
合調停処理を説明するためのフローチャートである。

【図１３】本発明の一実施例における候補選択処理を説
明するための説明図である。

【図１４】本発明の一実施例における候補選択処理を説
明するための説明図である。

【図１５】本発明の一実施例における競合調停処理を説
明するための説明図である。

【図１６】本発明の一実施例における競合調停処理を説
明するための説明図である。

【図１７】本発明の一実施例において競合調停信号を受
信した時の処理を説明するための説明図である。

【図１８】本発明の第二の一実施例におけるサブアービ
タ部の構成を示すブロック図である。

【図１９】本発明の第二の一実施例における論理キュー
選択部の構成を示すブロック図である。

【図２０】本発明の第二の一実施例におけるメインアー
ビタ部の構成を示すブロック図である。

【図２１】本発明にの第二の一実施例における接続権決
定部の構成を示すブロック図である。

【図２２】本発明の第二の実施例における候補選択処理
と競合調停処理を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２３】本発明の第二の実施例における候補選択処理
を説明するための説明図である。

【図２４】本発明の第二の実施例のおける候補選択処理
を説明するための図である。

【図２５】本発明の第二の実施例における競合調停処理
を説明するための説明図である。

【図２６】従来の入力バッファ型スイッチの構成を示す
ブロック図である。

【図２７】従来の入力バッファ型スイッチの動作を説明
するための説明図である。

【符号の説明】

１ ＦＩＦＯキュー ２ 従来のアービタ部 １０−１〜１０−ｎ 入力バッファ部 １１−１〜１１−ｎ 論理キュー １２ セル情報検出部 １３ コネクション情報記憶メモリ １４ サブアービタ部 １４−１ 論理キュー選択部 １４−１ａ セル蓄積状況管理メモリ １４−１ｂ 前回接続権獲得出力ポート番号保存レジス
タ １４−１ｃ 回転セレクタ部 １４−１ｄ 論理キュー決定部 １４−１ｅ 入力信号線 １４−２ 接続要求信号発信部 １４−３ 競合調停信号受信部 １５ セル送出部 ２０ クロスバ型スイッチ部 ２１ メインアービタ部 ２１−１ 接続権決定部 ２１−１ａ 接続要求状況管理メモリ ２１−１ｂ 前回接続権供与入力ポート番号保存レジス
タ ２１−１ｃ 回転セレクタ部 ２１−１ｄ 入力ポート決定部 ２１−２ 接続要求信号受信部 ２１−３ 競合調停信号送信部 ２２ スイッチ交換部 ２２−１ 情報信号伝走路 ２２−２ 交叉点 ２３ 入力ハイウェイ ２４ 出力ハイウェイ ３０ 接続要求信号 ３１ 競合調停信号 １００−１〜１００−ｎ 入力ポート １０１−１〜１０１−ｎ 出力ポート

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力ポート毎に設置される入力バッファ部
   と、 出力ポートへの接続権をどの入力ポートに与えるか、す
   なわち前記クロスバ型スイッチのどの交叉点をオン／オ
   フするかを決定するアービタ部と、 入力ポートと出力ポートの間でＡＴＭ（非同期転送モー
   ド）セルを交換するクロスバ型スイッチ部と、 を含む入力バッファ型ＡＴＭ交換機であって、 前記各入力バッファ部のどの論理キューからセルを送出
   すべきかを決定するにあたり、前記各入力バッファ部に
   備えられ、入力したセルを出力ポート毎、もしくはコネ
   クション毎に区別して蓄積する複数の論理キューの中か
   ら、出力ポートへの接続要求を出す論理キューを決定す
   る候補選択処理を行うにあたり、予め定められた順番で
   論理キューがセルを保有しているか否かを検査して行き
   最も早くサーチされたセルを保有する論理キューを選択
   する回転優先制御において、前回に前記出力ポートの接
   続権を獲得した論理キューの次の順番に位置する論理キ
   ューを、前記回転優先制御の開始点とし、 複数の前記入力ポートからの接続要求が同一の出力ポー
   トに集中した場合に、どの入力ポートに接続権を与える
   かを決定する競合調停処理を行うにあたり、予め定めら
   れた順番で入力ポートから接続要求が発信されているか
   否かを検査して行き最も早くサーチされた接続要求を発
   信している入力ポートを選択する回転優先制御におい
   て、前回前記出力ポートの接続権を獲得した入力ポート
   の次の順番に位置する入力ポートを、前記回転優先制御
   の開始点とする、ことを特徴とするＡＴＭ交換機のスイ
   ッチ制御システム。
2. 【請求項２】ある出力ポートへの接続権をどの入力ポー
   トに与えるかを決定するにあたり、前記各入力バッファ
   部が、前記候補選択処理を複数回実行し、 前記候補選択処理によって選択された複数の前記論理キ
   ューが接続を要求する宛先出力ポートに順位を付けて、
   前記アービタ部に通知し、 前記アービタ部では、各候補順位において、前記競合調
   停処理を実行して各出力ポートの接続権を決定し、 前記競合調停処理の結果を前記入力バッファ部に返信し
   た後に、前記各入力バッファ部から通知された接続要求
   に関する情報をリセットする、ことを特徴とする請求項
   １記載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システム。
3. 【請求項３】前記アービタ部が、各候補順位における前
   記競合調停処理において、優先度の異なるサービスクラ
   スに属する接続要求が同一の出力ポートに競合した場合
   には、優先度の高いサービスクラスに属する接続要求に
   優先的に接続権を与える、ことを特徴とする請求項１又
   は２記載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システム。
4. 【請求項４】ある出力ポートへの接続権をどの入力ポー
   トに与えるかを決定するにあたり、前記各入力バッファ
   部が、前記候補選択処理を複数回実行し、 前記候補選択処理によって選択された複数の前記論理キ
   ューが接続を要求する宛先出力ポートに順位を付けず
   に、前記アービタ部に通知し、 前記アービタ部が、どの入力ポートからどの出力ポート
   へ接続要求が出されているかを示す情報テーブル上で、
   全ての接続要求を整理した上で、前記競合調停処理を実
   行して各出力ポートの接続権を決定し、 前記競合調停処理の結果を前記入力バッファ部に返信し
   た後に前記情報テーブルをリセットする、ことを特徴と
   する請求項１記載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システ
   ム。
5. 【請求項５】前記アービタ部が、前記情報テーブルをサ
   ービスクラス毎に備え、前記情報テーブル上で、接続要
   求をサービスクラス毎に管理するとともに、優先度の高
   いサービスクラスの前記情報テーブルから順に前記競合
   調停処理を実行することで、前記各出力ポートの接続権
   を決定し、 優先度の高いサービスクラスの前記情報テーブル対し
   て、予め定められた所定の回数の前記候補選択処理と、
   前記競合調停処理と、を実行した後、もしくは優先度の
   高いサービスクラスの前記情報テーブルで接続要求を出
   させる論理キューがなくなった後に、優先度の低いサー
   ビスクラスの前記情報テーブルに対して、前記競合調停
   処理を実行する、ことを特徴とする請求項１又は４記載
   のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システム。
6. 【請求項６】前記選択候補処理において、優先度の高い
   サービスクラスに属する論理キューに対して、前記選択
   候補処理を実行してから、一定の回数の前記候補選択処
   理を実行した後、もしくは優先度の高いサービスクラス
   の論理キューの中から選択できなくなった後に、優先度
   の低いサービスクラスの論理キューに対して、前記候補
   選択処理を実行する、ことを特徴とする請求項１乃至５
   のいずれか一に記載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御シス
   テム。
7. 【請求項７】前記アービタ部が、どの入力バッファ部に
   はどの論理キューが接続権を獲得可能か表わす情報テー
   ブルを備え、 前記各入力バッファ部は各論理キューに一定数以上のセ
   ルが蓄積されると、前記アービタ部に対して接続権を獲
   得可能であることを通知し、 前記通知を受けた前記アービタ部は、前記情報テーブル
   の該当する箇所に接続権を獲得可能であることを設定
   し、各入力ポート毎に前記候補選択処理を実行して、接
   続を要求させる宛先出力ポートを、各入力ポートで決定
   し、 前記出力ポートの接続権を一つの前記入力ポートに与え
   るように、前記競合調停処理を実行する、一連の処理を
   複数回繰り返す、 ことを特徴とする請求項１記載のＡＴＭ交換機のスイッ
   チ制御システム。
8. 【請求項８】前記情報テーブルをサービスクラス毎に備
   え、 優先度の高い方のサービスクラスの前記情報テーブルか
   ら順に前記候補選択処理と前記競合調停処理を実行し、
   各出力ポートの接続権を決定し、 優先度の高いサービスクラスの前記情報テーブルに対し
   て予め定められた所定の回数の前記候補選択処理と前記
   競合調停処理とを実行した後、もしくは、優先度の高い
   サービスクラスの前記情報テーブルで接続要求を出させ
   る論理キューがなくなった後に、優先度の低い方のサー
   ビスクラスの前記情報テーブルに対して前記候補選択処
   理と前記競合調停処理を実行する、ことを特徴とする請
   求項８記載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システム。
9. 【請求項９】前記候補選択処理と前記競合調停処理を、
   あらかじめ定められた固定時間毎に実行し、 一度獲得した前記出力ポートの接続権は、次に前記候補
   選択処理と前記競合調停処理が実行されるまで保持す
   る、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記
   載のＡＴＭ交換機のスイッチ制御システム。
10. 【請求項１０】入力ポート毎に設置される入力バッファ
    部と、 出力ポートへの接続権をどの入力ポートに与えるか、す
    なわち前記クロスバ型スイッチのどの交叉点をオン／オ
    フするかを決定するアービタ部と、 入力ポートと出力ポートの間でＡＴＭセルを交換するス
    イッチ交換部と、を含む入力バッファ型ＡＴＭ交換機に
    おいて、 前記入力バッファ部が、出力ポート毎、もしくはコネク
    ション毎に区別してセルを蓄積する複数の論理キューの
    中から、出力ポートへ接続要求を出す論理キューを決定
    する候補選択処理を行うにあたり、予め定められた順番
    で論理キューがセルを保有しているか否かを検査し最も
    早く検索されたセルを保有する論理キューを選択する回
    転優先選択制御において、前回に出力ポートの接続権を
    獲得した論理キューの次の順番に位置する論理キュー
    を、回転優先選択制御のサーチ開始点とすることで候補
    を選択する手段を備えたことを特徴とするＡＴＭ交換
    機。
11. 【請求項１１】前記アービタ部が、複数の前記入力ポー
    トからの接続要求が、同一の出力ポートに集中した場合
    に、どの入力ポートに接続権を与えるかを決定する競合
    調停処理を行うにあたり、予め定められた順番で入力ポ
    ートから接続要求が発信されているかどうかを検査して
    行き最も早く検索された接続要求を発信している入力ポ
    ートを選択する回転優先選択制御において、前回に前記
    出力ポートの接続権を獲得した論理キューの次の順番に
    位置する論理キューを回転優先選択制御のサーチ開始点
    とするように制御する手段を備えたこと特徴とする請求
    項１０記載のＡＴＭ交換機。
12. 【請求項１２】前記アービタ部が、どの入力バッファ部
    にはどの論理キューが接続権を獲得可能か表わす情報テ
    ーブルを備え、前記各入力バッファ部は各論理キューに
    一定数以上のセルが蓄積されると、前記アービタ部に対
    して接続権を獲得可能であることを通知し、該通知を受
    けた前記アービタ部は、前記情報テーブルの該当する箇
    所に接続権を獲得可能であることを設定し、各入力ポー
    ト毎に、前記アービタ部で、前記候補選択処理を行い、
    且つ、前記出力ポートの接続権を一つの前記入力ポート
    に与えるように、前記競合調停処理を実行する、こと特
    徴とする請求項１０記載のＡＴＭ交換機。
13. 【請求項１３】前記入力バッファ部が、 前記出力ポート毎もしくはコネクション毎に区別してセ
    ルを蓄積する複数の論理キューと、 到着するセルのヘッダ部分から識別情報を抽出し前記セ
    ルが属するサービスクラスや宛先出力ポートを認識し適
    切な論理キューにセルを蓄積するように制御するセル情
    報検出部と、 サブアービタ部と、 論理キューの先頭セルを取り出して前記スイッチ交換部
    へ情報信号伝走路に伝送するセル送出部と、 を備え、 前記サブアービタ部が、 どの出力ポート宛てのセルが蓄積されているかの情報を
    格納したセル蓄積状況管理記憶部と、 前回接続権を獲得した出力ポート番号をサービスクラス
    毎に保存した記憶部と、 複数の選択候補を予め定められた順番にしたがってサー
    チしていき、最初に条件の合致した選択候補を選択する
    回転優先選択手段と、 セルを送出すべき論理キューの情報を前記セル送出部に
    伝える論理キュー決定手段と、 を備えた論理キュー選択手段と、 前記論理キュー選択手段で選択された論理キューの情報
    を前記アービタ部へ伝えるための接続要求信号を作成し
    て送信する接続要求信号送信手段と、 前記アービタで決定された入力ポートに接続すべく出力
    ポートの情報を受信する競合調停信号受信手段と、を含
    み、 前記各入力バッファ部のどの論理キューからセルを送出
    させるべきかを決定するにあたり、前記複数の論理キュ
    ーの中から出力ポートへ接続要求を出す論理キューを決
    定する候補選択処理において、前回に前記出力ポートの
    接続権を獲得した論理キューの次の順番に位置する論理
    キューを、前記回転優先選択手段のサーチ開始点とす
    る、ことを特徴とする請求項１０記載のＡＴＭ交換機。
14. 【請求項１４】前記アービタ部が、 接続権決定手段と、 前記各入力バッファ部からの接続要求信号を受信してサ
    ービスクラス毎に用意した接続要求状況管理記憶部に、
    どの入力ポートがどの出力ポート、およびどのサービス
    クラスに対する接続権獲得の準備ができているかを記録
    する接続要求信号受信手段と、 前記接続権決定手段で決定された各入力ポートの接続す
    べき出力ポートについての情報を伝えるための競合調停
    信号を生成し、前記入力バッファ部に送信する競合調停
    信号送信手段と、を備え、 前記接続権決定手段が、前記接続要求状況管理記憶部
    に、前記各入力ポートからどの出力ポート宛てに接続要
    求が出されているかの情報を格納管理し、 前回接続権を与えた入力ポート番号を出力ポート毎およ
    びサービスクラス毎に保存した記憶部と、 複数の選択候補を予め定められた順番にしたがってサー
    チしていき、最初に条件の合致した選択候補を選択する
    回転優先選択手段と、 特定の出力ポートに接続させる入力ポートの情報を前記
    スイッチ交換部に伝える入力ポート決定手段と、 を備え、 複数の前記入力ポートからの接続要求が、同一の出力ポ
    ートに集中した場合に、どの入力ポートに接続権を与え
    るかを決定する競合調停処理において、前回に前記出力
    ポートの接続権を獲得した論理キューの次の順番に位置
    する論理キューを前記回転優先選択手段のサーチ開始点
    とする、ことを特徴とする請求項１０記載のＡＴＭ交換
    機。