JP3497756B2 - 競合制御回路 - Google Patents

競合制御回路

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JP3497756B2
JP3497756B2 JP02537199A JP2537199A JP3497756B2 JP 3497756 B2 JP3497756 B2 JP 3497756B2 JP 02537199 A JP02537199 A JP 02537199A JP 2537199 A JP2537199 A JP 2537199A JP 3497756 B2 JP3497756 B2 JP 3497756B2
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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(Asynchronou
s Transfer Mode)に利用する。本発明はATM通信にお
けるセルを対象に開発された技術であるが、広くATM
通信以外のパケット通信に適用することができる。
【0002】
【従来の技術】従来の競合制御回路を図7に示す。図7
を用いて従来の競合制御回路の構成を説明する。図7に
おいて、符号1−1〜1−4は入力回線、符号20−1
〜20−4はバッファ部、符号30−1〜30−4は読
出制御回路、符号40はリングアービタ装置である。
【0003】従来の競合制御回路では、セルの出力要求
を出しているバッファ部20−i(iは1〜4のいずれ
か)を制御信号(以降リングアービタという)がリング
状にサーチし、出力要求を最初に見つけた時点で、その
出力要求を出しているバッファ部20−iにセルの出力
許可を与える。次のセル時間後に、許可を与えたクロス
ポイントの次のクロスポイントをリングのスタート地点
とし、サーチを開始する(以降リングアービタとい
う)。したがって、サーチが最も長い場合には、1セル
時間以内に同一出力ポートに属する全てのバッファ部2
0−1〜20−4間に制御信号を転送させる必要が生じ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の競合制御回
路では、出力回線速度が、入力ポート数(つまりスイッ
チサイズ)と、クロスポイント間の制御信号の転送遅延
時間に制限される。最大出力回線速度Cmax (bit/
s)は次式で与えられる。
【0005】Cmax =L/(NTs ) ここで、Nはスイッチサイズ、Ts (s)はクロスポイ
ント間の制御信号の転送遅延(実装の配線遅延やデバイ
ス遅延等により依存)、L(bit)はセル長である。
ただし、各セルにはガードタイムはないと仮定してい
る。
【0006】図8に、スイッチサイズNと最大出力回線
速度Cmax の関係を示す。横軸にスイッチサイズNをと
り、縦軸に最大出力回線速度Cmax をとる。例えば、T
s =3.0〔ns〕、L=53×8〔bit〕、N=1
6の場合には、最大出力回線速度はCmax =8.8〔G
b/s〕となる。
【0007】このように、リングアービトレーションを
用いた従来の競合制御回路では、入力ポート数が増加す
ると、リングアービトレーションの制御信号伝達時間が
大きくなるため、出力回線速度が制限される。したがっ
て、特殊な装置やデバイスを用いてTs を小さくしない
限り、スループットを向上できないという問題がある。
特に、スイッチサイズが大規模になる場合には、リング
アービタは全ての読出制御回路を監視しなければならず
拡張性はない。
【0008】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、リングアービタの巡回周期に依存する出力回
線速度の制限のない競合制御回路を提供することを目的
とする。本発明は、拡張性を有する競合制御回路を提供
することを目的とする。本発明は、ハードウェア構成を
簡単化することができる競合制御回路を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力ポート対
応に分散的に競合制御部を配置し、それぞれの競合制御
部内で分散的にリングアービタを用いた競合制御を行う
ことを特徴とする。これにより、リングアービタの巡回
周期により出力回線速度が制限を受けることなく、拡張
性を有する競合制御回路を実現することができる。ま
た、セルに付与された入力ポート毎に割当てられた識別
符号を対象として競合制御を実行することにより、セル
自体が蓄積されるバッファを簡単化し、ハードウェア構
成を簡単化することができる。
【0010】すなわち、本発明は、複数の入力回線から
到着するセルをそれぞれ一時的に蓄積する複数の第一の
バッファ部と、この複数の第一のバッファ部から読出さ
れたセルを一つの出力回線に相互に衝突することなく送
出する競合制御手段とを備えた競合制御回路である。
【0011】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記第一のバッファ部に到着するセルにその第一のバッフ
ァ部に割当てられた識別符号を付与する手段が設けら
れ、前記競合制御手段は、前記第一のバッファ部毎にそ
れぞれ設けられ上流から前記出力回線に向け転送される
セルを一時蓄積する第二のバッファ部を備え、この第二
のバッファ部は、この第二のバッファ部に到来するセル
を前記識別符号にしたがって振り分けてそれぞれ個別に
蓄積する複数の蓄積手段と、この複数の蓄積手段に蓄積
されたセル数の総和が閾値を越えたときには上流からの
セルの転送を禁止する信号を送出する手段とを備え、セ
ルが蓄積されている前記第一のバッファ部および複数の
前記蓄積手段のいずれかに巡回的にセルの送出権を付与
する手段を備えたところにある。このとき、複数の前記
蓄積手段は、単一の共有バッファであることができる。
【0012】あるいは、前記競合制御手段は、前記第一
のバッファ部毎にそれぞれ設けられ上流から前記出力回
線に向け転送されるセルを一時蓄積する第三のバッファ
部を備え、この第三のバッファ部は、この第三のバッフ
ァ部に到来するセルを蓄積する単一の第一の蓄積手段
と、この第三のバッファ部に到来するセルに付与された
前記識別符号を複写する手段と、この複写する手段によ
り複写された識別符号を振り分けてそれぞれ個別に蓄積
する複数の第二の蓄積手段と、前記第一の蓄積手段に蓄
積されたセル数が閾値を越えたときには上流からのセル
の転送を禁止する信号を送出する手段とを備え、セルが
蓄積されている前記第一のバッファ部および前記識別符
号が蓄積されている複数の前記第二の蓄積手段のいずれ
かに巡回的に送出権を付与する手段と、複数の前記第二
の蓄積手段のいずれかに送出権が付与されたときには前
記第一の蓄積手段の先頭セルを読出す手段とを備えたと
ころにある。このとき、複数の前記第二の蓄積手段は、
単一の共有バッファであることができる。
【0013】本願出願人は、特願平8−253300号
により、拡張性を有する競合制御回路を提案した。当該
先願と本発明との差異は、本発明では前記第一のバッフ
ァ部に到来するセルにその第一のバッファ部に割当てら
れた識別符号を付与するが、先願では第一のバッファ部
への到着時刻情報を付与する。また、本発明では送出権
の付与を巡回的に行うが、先願ではセルに付与された到
着時刻情報にしたがって送出権を決定する。
【0014】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図1ないし図
6を参照して説明する。図1は本発明の競合制御回路の
要部ブロック構成図である。図2は本発明第一実施例の
競合制御回路の要部ブロック構成図である。図3は本発
明のセル構成を示す図である。図4は本発明第一実施例
の第二のバッファ(BUFT)の要部ブロック構成図で
ある。図5は読出選択回路の動作を説明するための図で
ある。図6は本発明第二実施例の競合制御回路の要部ブ
ロック構成図である。
【0015】図1で符号1−1〜1−4は入力回線、符
号2−1〜2−4はバッファ部、符号3−1〜3−4は
競合制御部である。図2で符号4はバッファ(BUF
O)、符号5はバッファ部(BUFT)、符号6は入力
ポートID付与部、符号7は読出選択回路、符号10、
18、12、14はセルが転送される回線、符号11、
13、16、19は制御回線である。図4で符号26は
振分回路、符号27は共有バッファ、符号28はキュー
長モニタである。図6で符号29はバッファ、符号30
は振分回路、符号31はリクエストバッファ、符号32
は入力ポートID複写部である。
【0016】本発明は、図1に示すように、複数の入力
回線1−1〜1−4から到着するセルをそれぞれ一時的
に蓄積する複数のバッファ部2−1〜2−4と、この複
数のバッファ部2−1〜2−4から読出されたセルを一
つの出力回線に相互に衝突することなく送出する競合制
御部3−1〜3−4とを備えた競合制御回路である。
【0017】ここで、本発明の特徴とするところは、図
2および図3に示すように、バッファ部2−iに到着す
るセルにそのバッファ部2−iに割当てられた識別符号
である入力ポートIDを付与する手段である入力ポート
ID付与部6が設けられ、本発明第一実施例では、競合
制御部3−iは、バッファ部2−i毎に設けられ上流か
ら前記出力回線に向け転送されるセルを一時蓄積するバ
ッファ部5を備え、このバッファ部5は、図4に示すよ
うに、このバッファ部5に到来するセルを前記入力ポー
トIDにしたがって振り分けてそれぞれ個別のバーチャ
ルキューに蓄積する共有バッファ27と、この共有バッ
ファ27の複数のバーチャルキューに蓄積されたセル数
の総和が閾値を越えたときには上流からのセルの転送を
禁止する信号を送出する手段であるキュー長モニタ28
とを備え、セルが蓄積されているバッファ部2−iのバ
ッファ4および共有バッファ27の複数のバーチャルキ
ューのいずれかに巡回的にセルの送出権を付与するとこ
ろにある。
【0018】また、本発明第二実施例では、図6に示す
ように、バッファ部5は、このバッファ部5に到来する
セルを蓄積する単一のバッファ29と、このバッファ2
9に到来するセルに付与された入力ポートIDを複写す
る手段である入力ポートID複写部32と、この入力ポ
ートID複写部32により複写された入力ポートIDを
振り分けてそれぞれ個別のバーチャルキューに蓄積する
共有バッファであるリクエストバッファ31と、バッフ
ァ29に蓄積されたセル数が閾値を越えたときには上流
からのセルの転送を禁止する信号を送出する手段である
キュー長モニタ28とを備え、セルが蓄積されているバ
ッファ部2−iのバッファ4および前記入力ポートID
が蓄積されているリクエストバッファ31の複数のバー
チャルキューのいずれかに巡回的に送出権を付与し、リ
クエストバッファ31のバーチャルキューに送出権が付
与されたときにはバッファ29の先頭セルを読出すとこ
ろにある。
【0019】
【実施例】(第一実施例)本発明第一実施例を図1ない
し図5を参照して説明する。従来のリングアービタで
は、大規模な一つのリングアービタ装置を有しているの
に対し、本発明では、競合制御部3−1〜3−4を分散
的に配置し、それぞれにリングアービタを巡回させると
ころに特徴がある。
【0020】本発明第一実施例の動作を説明する。図2
にバッファ部2−iと競合制御部3−iの要部ブロック
構成図を示した。本発明では、バッファ部2−iにおい
て入力ポートID付与部6から、セルに入力ポートID
を書込む。例えば、図3のように、セルヘッダ部の入力
ポートID部に入力ポートIDを書込む。入力ポートI
Dとは、入力ポートを識別するための番号であり、例え
ば、#kという入力ポートから到着したセルは、kとい
う入力ポートIDが与えられる。
【0021】入力ポート#kに属する競合制御部3−k
では、図4に示すように、バッファ部5(BUFT)の
共有バッファ27は、#1〜#k−1までのk−1個の
バーチャルキューを有している。各バーチャルキュー
は、それぞれFIFOになっている。このようにメモリ
を有効に活用するためにメモリを共有している。セル
は、入力ポートIDによって、振分回路26により振分
られて各バーチャルキューに入力される。キュー長モニ
タ28は、それぞれのバーチャルキューのキュー長の和
の全体のキュー長をモニタしている。全体のキュー長が
あらかじめ設定しておいた閾値を越えたならば、制御回
線19を介してNACK信号が上位の競合制御部に転送
される。
【0022】読出選択回路7の動作について図5を用い
て説明する。読出選択回路7は、下位からNACK信号
を受信していなければ、リクエスト信号REQを受信し
ている場合は、セルを選択して下位にセルを送出する。
バッファ部2−iのバッファ4(BFUO)およびバッ
ファ部5(BUFT)の共有バッファ27のバーチャル
キューにセルが蓄積されている場合は、バッファ4また
は共有バッファ27のバーチャルキューは、読出選択回
路7にリクエスト信号REQを送信する。
【0023】図5では、バッファ4(BUFO)の#
k、バッファ部5(BUFT)のバーチャルキューの#
2、#k−1にリクエスト信号REQを受信している状
況を表している。これらのリクエスト信号REQの中か
ら、リングアービトレーションのアルゴリズムによっ
て、出力するバッファ4またはバーチャルキューが選択
される。例えば、#2が選択されると、バッファ部5
(BUFT)のバーチャルキューの#2のセルが読出さ
れ、図2の回線14を介して下位に出力される。このよ
うに、競合制御部3−1〜3−4を分散的に配置するこ
とにより拡張性を有する。
【0024】(第二実施例)本発明第二実施例の動作を
図6を用いて説明する。本発明第一実施例では、入力ポ
ートIDによって、バーチャルキューに、セルを振り分
けていた。本発明第二実施例では、バッファ部5(BU
FT)において、入力ポートIDはリクエスト情報とし
て共有バッファであるリクエストバッファ31のそれぞ
れのバーチャルキューに格納される。セルは、単一FI
FOであるバッファ29に格納される。
【0025】キュー長モニタ28は、単一FIFOであ
るバッファ29のキュー長をモニタしている。キュー長
が予め設定しておいた閾値を越えたならば、制御回線1
9を介して、NACK信号が上位の競合制御部に転送さ
れる。
【0026】バッファ部5(BUFT)のリクエスト情
報は、リクエストバッファ31から読出選択回路7に送
信される。どのリクエストを選択するかは、本発明第一
実施例と同様に、リングアービトレーションによって決
定される。本発明第二実施例が本発明第一実施例と大き
く異なるのは、例えば、#2が選択されると、リクエス
トバッファ31のバッファキューの#2のリクエストが
読出される。このとき、セルは、単一FIFOであるバ
ッファ29の先頭のセルから読出され、図2の回線14
を介して下位に出力される。このとき、その先頭セルに
入力ポートID#2が付与されているか否かは考えない
ものとする。
【0027】本発明第二実施例では、バッファ部5(B
UFT)のバッファ29は、単一FIFOなので、入力
ポートIDを格納するバーチャルキューを複数設けれ
ば、セルを格納するバーチャルキューは必要なく、ハー
ドウェアが削減できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リングアービタの巡回周期に依存する出力回線速度の制
限のない競合制御回路を実現することができるので、拡
張性を有する競合制御回路を実現することができる。ま
た、ハードウェア構成を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の競合制御回路の要部ブロック構成図。
【図2】本発明第一実施例の競合制御回路の要部ブロッ
ク構成図。
【図3】本発明のセル構成を示す図。
【図4】本発明第一実施例の第二のバッファの要部ブロ
ック構成図。
【図5】読出選択回路の動作を説明するための図。
【図6】本発明第二実施例の競合制御回路の要部ブロッ
ク構成図。
【図7】従来の競合制御回路を示す図。
【図8】スイッチサイズNと最大出力回線速度Cmax
関係を示す図。
【符号の説明】
1−1〜1−4 入力回線 2−1〜2−4、5、20−1〜20−4 バッファ部 3−1〜3−4 競合制御部 4 バッファ 6 入力ポートID付与部 7 読出選択回路 10、12、14、18 回線 11、13、16、19 制御回線 26、30 振分回路 27 共有バッファ 28 キュー長モニタ 29 バッファ 30−1〜30−4 読出制御回路 31 リクエストバッファ 32 入力ポートID複写部 40 リングアービタ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−190693(JP,A) 特開 平1−160130(JP,A) 特許3079072(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/28 H04L 12/56

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の入力回線から到着するセルをそれ
    ぞれ一時的に蓄積する複数の第一のバッファ部と、この
    複数の第一のバッファ部から読出されたセルを一つの出
    力回線に相互に衝突することなく送出する競合制御手段
    とを備えた競合制御回路において、 前記第一のバッファ部に到着するセルにその第一のバッ
    ファ部に割当てられた識別符号を付与する手段が設けら
    れ、 前記競合制御手段は、前記第一のバッファ部毎にそれぞ
    れ設けられ上流から前記出力回線に向け転送されるセル
    を一時蓄積する第二のバッファ部を備え、 この第二のバッファ部は、この第二のバッファ部に到来
    するセルを前記識別符号にしたがって振り分けてそれぞ
    れ個別に蓄積する複数の蓄積手段と、この複数の蓄積手
    段に蓄積されたセル数の総和が閾値を越えたときには上
    流からのセルの転送を禁止する信号を送出する手段とを
    備え、 セルが蓄積されている前記第一のバッファ部および複数
    の前記蓄積手段のいずれかに巡回的にセルの送出権を付
    与する手段を備えたことを特徴とする競合制御回路。
  2. 【請求項2】 複数の前記蓄積手段は、単一の共有バッ
    ファである請求項1記載の競合制御回路。
  3. 【請求項3】 複数の入力回線から到着するセルをそれ
    ぞれ一時的に蓄積する複数の第一のバッファ部と、この
    複数の第一のバッファ部から読出されたセルを一つの出
    力回線に相互に衝突することなく送出する競合制御手段
    とを備えた競合制御回路において、 前記第一のバッファ部に到着するセルにその第一のバッ
    ファ部に割当てられた識別符号を付与する手段が設けら
    れ、 前記競合制御手段は、前記第一のバッファ部毎にそれぞ
    れ設けられ上流から前記出力回線に向け転送されるセル
    を一時蓄積する第三のバッファ部を備え、 この第三のバッファ部は、この第三のバッファ部に到来
    するセルを蓄積する単一の第一の蓄積手段と、この第三
    のバッファ部に到来するセルに付与された前記識別符号
    を複写する手段と、この複写する手段により複写された
    識別符号を振り分けてそれぞれ個別に蓄積する複数の第
    二の蓄積手段と、前記第一の蓄積手段に蓄積されたセル
    数が閾値を越えたときには上流からのセルの転送を禁止
    する信号を送出する手段とを備え、 セルが蓄積されている前記第一のバッファ部および前記
    識別符号が蓄積されている複数の前記第二の蓄積手段の
    いずれかに巡回的に送出権を付与する手段と、複数の前
    記第二の蓄積手段のいずれかに送出権が付与されたとき
    には前記第一の蓄積手段の先頭セルを読出す手段とを備
    えたことを特徴とする競合制御回路。
  4. 【請求項4】 複数の前記第二の蓄積手段は、単一の共
    有バッファである請求項3記載の競合制御回路。
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