JP3548948B2 - Crossbar switch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はクロスバスイッチに関し、特に通信ネットワークのスイッチングに使用されるクロスバスイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は従来のクロスバスイッチの構成図である。図8を参照すると、従来のクロスバスイッチは、1個のクロスバスイッチLSI X1と、このクロスバスイッチLSIの内部に送信データを格納するメモリMと、このメモリに次のデータを送信できるか否かを示すステータスレジスタTと、双方向の入出力ポート1〜4とクロスバスイッチLSIとを接続するためのインタフェースユニットIU1〜IU4とを有している。
【0003】
クロスバスイッチLSI X1の詳細を述べると、インタフェースユニットIU1〜IU4の各々に対応して設けられている一対の送受信路が互いに直交して交差するように配置されており、これ等交差部の各々に送信データを格納するためのメモリMが設けられており、これ等各メモリMに夫々対応してステータスレジスタTが設けられている。このステータスレジスタTは対応するメモリMの状態を保持するものである。
【0004】
インタフェースユニットがクロスバスイッチLSIにデータを送信するデータ送信路と、インタフェースユニットがクロスバスイッチLSIからデータを受信するデータ受信路とは、共に単一方向の転送路である。データ送信路とデータ受信路とが互いに交わるポイントに、送信データを格納するメモリMと、メモリのステータス情報を示すステータスレジスタTが接続されている。
【0005】
一つのポートから他のポートへデータを転送する場合、インタフェースユニットは転送先のポートに対応したメモリMへデータを転送するために、メモリMのステータス情報であるステータスレジスタTを読取る必要がある。図8の構成では、クロスバスイッチLSIはこのステータスレジスタTの情報をデータ受信路から読取れる構成となっているので、インタフェースユニットは転送先のポートに対応したメモリMのステータス情報を得ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図9に示すように、クロスバスイッチは複数のクロスバスイッチLSIをマトリックス状に配列して構成されることが一般である。図9では、簡単化のために、4個のクロスバスイッチLSI X1−1,X1−2,X2−1,X2−2を図示の様に2×2のマトリック配列とした場合を示している。この場合、双方向入出力ポート1〜8が設けられており、これ等各ポートとクロスバスイッチLSIの各送受信路とがインタフェースユニットIU1〜IU8を介して接続される構成である。
【0007】
このような構成において、インタフェースユニットIU1はクロスバスイッチLSIX1−1,X1−2の中のステータス情報を読取ることが必要であるが、インタフェースユニットIU1はクロスバスイッチLSIX1−1の中のステータス情報を読取ることができても、クロスバスイッチLSIX1−2の中のステータス情報を読取ることはできない。これは、インタフェースユニットIU1の受信路がクロスバスイッチLSIX1−2に接続されていないためである。
【0008】
このように、従来の構成では、クロスバスイッチLSIをマトリクス状に配置したとき、各インタフェースユニットがデータを書込むクロスバスイッチLSI内のメモリの全てのステータス情報を得ることができないという問題がある。
【0009】
かかる問題点を解決する手法として、各インタフェースユニットが全てのクロスバスイッチLSIのメモリステータス情報を読取りできる様に、接続線を増やせば良いが、接続線を増やすことは、クロスバスイッチLSIのピンを増やすことに他ならない。しかしながら、クロスバスイッチLSIは1ポートあたりのデータピンだけで64ピンと非常に多くの入出力ピンを必要とするため、さらに出力ピンを増やすことは困難である。
【0010】
本発明の目的は、新たにステータス情報用の出力ピンを増やすことなくクロスバスイッチLSIのマトリクス配置を可能としたクロスバスイッチを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の双方向入出力ポートと、
これ等双方向入出力ポートに対応して設けられ対応ポートと一対の送受信路とのインタフェースをなすインタフェースユニットと、
前記送信路の各々に対して夫々交差して配置され前記双方向入出力ポートに接続された複数の受信路、これ等送受信路の各交差部に設けられて送信路からの送信データを格納し受信路へ格納データを読出し自在とされたデータメモリ、これ等データメモリに対応して設けられ対応データメモリの状態を示すステータスレジスタを有するクロスバスイッチLSIが複数個マトリックス状に配列され、同一行の各対応送信路同士が共通接続されまた同一列の各対応受信路同士が共通接続されてなるマトリックス回路と、
を含むクロスバスイッチであって、
前記データメモリに対応して設けられ前記ステータスレジスタの情報を格納自在なステータスミラーレジスタを含むことを特徴とするクロスバスイッチが得られる。
【0012】
そして、前記ステータスミラーレジスタは、前記インタフェースユニットによりアクセス自在であることを特徴としており、また前記双方向入出力ポートの第一のポートから他の第二のポートへデータを転送するに際して、前記第二のポートに対応するインタフェースユニットが前記第一のポートに対応するインタフェースユニットに接続されたメモリのステータス情報を前記ステータスレジスタから読取り、この読取り情報を前記第二のポートに対応するインタフェースに接続されているステータスミラーレジスタに書込むようにしたことを特徴としている。更に、前記第一のポートに対応するインタフェースユニットが前記第二のポートに対応するインタフェースに接続されているステータスミラーレジスタの内容を読取るようにしたことを特徴とする
本発明の作用を述べる。受信ポートのインタフェースユニットがメモリのステータス情報をステータスレジスタから読取り、それを送信ポートのインタフェースユニットに接続されているステータスミラーレジスタに書込み、そのステータスミラーレジスタの情報を送信ポートのインタフェースユニットが読取ることにより、新たに出力ピンを増やさずにマトリクス状に配置したクロスバスイッチLSIの全てのメモリのステータス情報を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施例のクロスバスイッチの構成図であり、図8,9と同等部分は同一符号にて示している。本実施例のクロスバスイッチは、4個のクロスバスイッチLSIX1−1,X1−2,X2−1、X2−2と、これ等クロスバスイッチLSIの内部に送信データを格納するメモリMと、このメモリMに次のデータを送信できるか否かを示すステータスレジスタTと、予め指定されたステータスレジスタの情報を一旦格納するステータスミラーレジスタRと、双方向の入出力ポート1〜8とクロスバスイッチLSIとを接続するインタフェースユニットIU1〜IU8とを有している。
【0014】
これ等4個のクロスバスイッチLSIは2×2のマトリクス状に配置されている。インタフェースユニットがクロスバスイッチLSIにデータを送信するデータ送信路と、インタフェースユニットがクロスバスイッチLSIからデータを受信するデータ受信路とは、共に単一方向の転送路である。データ送信路とデータ受信路とが交わるポイントの各々には、送信データを格納するメモリMと、このメモリMのステータス情報を示すステータスレジスタTと、外部から指定された(インタフェースユニットから指定された)ステータスレジスタの情報を一旦格納するステータスミラーレジスタRとが接続されている。
【0015】
次に、本発明の動作について図面を参照して詳細に説明する。図2は図1に示した実施例の動作説明図である。図2を用いて、ポート1からポート8へデータを転送する場合について説明する。ポート1からポート8へデータを転送する場合、インタフェースユニットIU1は、メモリM1−8へデータを転送するためにメモリM1−8のステータス情報であるステータスレジスタT1−8を読取る必要がある。しかし、インタフェースユニットIU1はクロスバスイッチLSI2のステータスレジスタT1−8を直接読取ることができない。
【0016】
そこで、インタフェースユニットIU8がステータスレジスタT1−8を読取り、その情報をステータスミラーレジスタR8−1に書込む。ステータスレジスタT1−8の情報がステータスミラーレジスタR8−1に書込まれ、インタフェースユニットIU1がステータスミラーレジスタR8−1を読取ることにより、インタフェースユニットIU1はメモリM1−8のステータス情報を得ることができるのである。
【0017】
同様に、ポート8からポート1へデータを転送する場合、インタフェースユニットIU8はメモリM8−1へデータを転送するためにメモリM8−1のステータス情報であるステータスレジスタT8−1を読取る必要がある。しかし、インタフェースユニットIU8はクロスバスイッチLSI3のステータスレジスタT8−1を直接読取ることができない。そこで、インタフェースユニットIU1がステータスレジスタT8−1を読取り、その情報をステータスミラーレジスタR1−8に書込む。ステータスレジスタT8−1の情報がステータスミラーレジスタR1−8に書込まれ、インタフェースユニットIU8がステータスミラーレジスタR1−8を読取ることにより、インタフェースユニットIU8はメモリM8−1のステータス情報を得ることができるのである。
【0018】
ここで、インタフェースユニットIUについて図3,4を参照しつつ説明する。インタフェースユニットIUがクロスバスイッチLSIへデータを送信する場合、対応ポートから受信したデータを64バイトに分割して、図3に示す様に、64バイトずつクロスバスイッチLSIへ送信する。64バイトのデータとデータとの間で、ステータスレジスタ情報STとステータスミラーレジスタ情報SRとを送信する。送信すべきデータがない場合には、ステータスレジスタ情報STとステータスミラーレジスタ情報SRとを繰り返し送信する。
【0019】
ステータスレジスタ情報STはその直後の64バイトのデータをどのポートに転送するかという情報を含んでいる。ステータスレジスタ情報STの各構成ビットは転送ポート番号を夫々表しており、その値が“1”であるビットの転送先ポートに対応したメモリMに64バイトのデータを格納する。
【0020】
インタフェースユニットIUがクロスバスイッチLSIからデータを受信する場合、図4に示す様に、64バイトのデータをクロスバスイッチLSIから受信し、分割された64バイトのデータを元のデータサイズに連結して対応ポートヘ送信する。64バイトのデータとデータとの間で、ステータスレジスタ情報STとステータスミラーレジスタ情報SRとを送信する。受信するデータがない場合には、ステータスレジスタ情報STとステータスミラーレジスタ情報SRとを繰り返し受信する。
【0021】
ステータスレジスタ情報STはメモリMに64バイトのデータが格納されているがどうかの情報であり、このステータスレジスタ情報STの各構成ビットは転送元ポート番号を夫々示しており、インタフェースユニットIUはステータスレジスタ情報STの中の値1”を検出すると、値“1”のビットの転送元ポートに対応したメモリMに64バイトのデータを送信する様にクロスバスイッチLSIに命令し、クロスバスイッチLSIから64ビットのデータを受信することになる。
【0022】
ステータスレジスタ情報STを受信したインタフェースユニットIUは、受信したステータスレジスタ情報STを、そのままのビット配列でステータスミラーレジスタ情報SRに変換し、ステータスミラーレジスタ情報SRとしてクロスバスイッチLSIへ送信する。インタフェースユニットIUが受信したステータスミラーレジスタ情報SRは、そのインタフェースユニットIUが送信するクロスバスイッチLSI内の各メモリMに、データを送信できるかどうかの情報である。すなわち、ステータスミラーレジスタ情報SRの各構成ビットの“1”の数を参照すれば、対応メモリMに格納されているデータの総量が判定できるのからである。
【0023】
図5は本発明の第2実施例を示す図であり、図1と同等部分は同一符号にて示しいている。図5に示す様に、2n個のポートに対応したクロスバスイッチLSIでの構成も可能である。図6は本発明の第3実施例を示す図であり、図1,5と同等部分は同一符号にて示している。図6に示す様に、m個×n個のマトリクス構成も可能である。また、図7に示す第4実施例の様に、ビットスライス方式を用いたクロスバスイッチLSIでの構成も可能である。スライスするビット数Jは、1,2,4,8,16ビットが可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、ステータスレジスタの情報を一旦ステータスミラーレジスタに格納することによりデータを送信するインタフェースユニットが送信先メモリのステータス情報を得られるので、新たにステータス情報用の出力ピンを増やすことなく、クロスバスイッチLSIのマトリクス配置を可能にするという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のクロスバスイッチを示した構成図である。
【図2】本発明の第1実施例のクロスバスイッチの動作説明図である。
【図3】インタフェースユニットIUの送信データのタイムチャートである。
【図4】インタフェースユニットIUの受信データのタイムチャートである。
【図5】本発明の第2実施例のクロスバスイッチを示した構成図である。
【図6】本発明の第3実施例のクロスバスイッチを示した構成図である。
【図7】本発明の第4実施例のクロスバスイッチを示した構成図である。
【図8】従来のクロスバスイッチの一例を示した構成図である。
【図9】従来のクロスバスイッチの他の例を示した構成図である。
【符号の説明】
1〜8 ポート
IU1〜IU8 インタフェースユニット
M メモリ
R ステータスミラーレジスタ
S ステータスレジスタ
X1−1〜X2−2 クロスバスイッチLSI[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a crossbar switch, and more particularly to a crossbar switch used for switching a communication network.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional crossbar switch. Referring to FIG. 8, a conventional crossbar switch includes one crossbar switch LSI X1, a memory M for storing transmission data inside the crossbar switch LSI, and whether or not next data can be transmitted to this memory. Status register T, and interface units IU1 to IU4 for connecting the bidirectional input /
[0003]
To describe the details of the crossbar switch LSI X1, a pair of transmission / reception paths provided corresponding to each of the interface units IU1 to IU4 are arranged so as to intersect at right angles to each other. A memory M for storing transmission data is provided, and a status register T is provided for each of these memories M. The status register T holds the state of the corresponding memory M.
[0004]
The data transmission path through which the interface unit transmits data to the crossbar switch LSI and the data reception path through which the interface unit receives data from the crossbar switch LSI are both unidirectional transfer paths. At a point where the data transmission path and the data reception path cross each other, a memory M for storing transmission data and a status register T indicating status information of the memory are connected.
[0005]
When transferring data from one port to another port, the interface unit needs to read the status register T, which is status information of the memory M, in order to transfer data to the memory M corresponding to the transfer destination port. In the configuration of FIG. 8, since the crossbar switch LSI can read the information of the status register T from the data receiving path, the interface unit can obtain the status information of the memory M corresponding to the transfer destination port. .
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Here, as shown in FIG. 9, the crossbar switch is generally configured by arranging a plurality of crossbar switch LSIs in a matrix. FIG. 9 shows a case where the four crossbar switches LSI X1-1, X1-2, X2-1, and X2-2 have a 2 × 2 matrix arrangement as shown in FIG. 9 for simplification. In this case, bidirectional input /
[0007]
In such a configuration, the interface unit IU1 needs to read the status information in the crossbar switches LSIX1-1 and X1-2, but the interface unit IU1 reads the status information in the crossbar switch LSIX1-1. However, the status information in the crossbar switches LSIX1-2 cannot be read. This is because the reception path of the interface unit IU1 is not connected to the crossbar switches LSIX1-2.
[0008]
As described above, in the conventional configuration, when the crossbar switch LSIs are arranged in a matrix, there is a problem that all the status information of the memory in the crossbar switch LSI into which each interface unit writes data cannot be obtained.
[0009]
As a method for solving such a problem, the number of connection lines may be increased so that each interface unit can read the memory status information of all the crossbar switch LSIs. However, increasing the number of connection lines increases the number of pins of the crossbar switch LSI. There is nothing else. However, since the crossbar switch LSI requires a very large number of input / output pins, such as 64 pins, only data pins per port, it is difficult to further increase the number of output pins.
[0010]
An object of the present invention is to provide a crossbar switch that enables a matrix arrangement of crossbar switch LSIs without newly increasing the number of output pins for status information.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a plurality of bidirectional input / output ports,
An interface unit provided in correspondence with these bidirectional input / output ports and serving as an interface between the corresponding port and a pair of transmission / reception paths;
A plurality of receiving paths connected to the bidirectional input / output ports, each of which is disposed to intersect with each of the transmitting paths, provided at each intersection of these transmitting / receiving paths to store transmission data from the transmitting paths. A plurality of crossbar switch LSIs, each of which has a data memory capable of reading stored data to the receiving path and a status register indicating the state of the corresponding data memory provided in correspondence with these data memories, are arranged in a matrix, and A matrix circuit in which each corresponding transmission path is commonly connected and each corresponding reception path in the same column is commonly connected;
A crossbar switch including
A crossbar switch is provided, which includes a status mirror register provided corresponding to the data memory and capable of storing information of the status register.
[0012]
The status mirror register is accessible by the interface unit, and transfers data from a first port of the bidirectional input / output port to another second port. An interface unit corresponding to the second port reads status information of a memory connected to the interface unit corresponding to the first port from the status register, and reads the read information to an interface corresponding to the second port. This is characterized in that the data is written in the status mirror register. Further, the operation of the present invention will be described in which the interface unit corresponding to the first port reads the contents of the status mirror register connected to the interface corresponding to the second port. The interface unit of the receiving port reads the status information of the memory from the status register, writes it in the status mirror register connected to the interface unit of the transmitting port, and reads the information of the status mirror register by the interface unit of the transmitting port. The status information of all memories of the crossbar switch LSI arranged in a matrix can be obtained without newly increasing the number of output pins.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a crossbar switch according to an embodiment of the present invention, and portions equivalent to those in FIGS. The crossbar switch of this embodiment includes four crossbar switches LSIX1-1, X1-2, X2-1, X2-2, a memory M for storing transmission data inside these crossbar switches LSI, and a memory M A status register T indicating whether the next data can be transmitted, a status mirror register R for temporarily storing information of a status register specified in advance, bidirectional input /
[0014]
These four crossbar switch LSIs are arranged in a 2 × 2 matrix. The data transmission path through which the interface unit transmits data to the crossbar switch LSI and the data reception path through which the interface unit receives data from the crossbar switch LSI are both unidirectional transfer paths. At each of the points where the data transmission path and the data reception path intersect, a memory M for storing transmission data, a status register T indicating status information of the memory M, and an externally designated (specified from the interface unit) A) a status mirror register R for temporarily storing information of the status register;
[0015]
Next, the operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is an operation explanatory view of the embodiment shown in FIG. A case where data is transferred from
[0016]
Then, the interface unit IU8 reads the status register T1-8 and writes the information to the status mirror register R8-1. The information of the status register T1-8 is written into the status mirror register R8-1, and the interface unit IU1 reads the status mirror register R8-1, whereby the interface unit IU1 can obtain the status information of the memory M1-8. It is.
[0017]
Similarly, when transferring data from the
[0018]
Here, the interface unit IU will be described with reference to FIGS. When transmitting data to the crossbar switch LSI, the interface unit IU divides the data received from the corresponding port into 64 bytes and transmits the data to the crossbar switch LSI in 64 byte units as shown in FIG. The status register information ST and the status mirror register information SR are transmitted between 64-byte data. If there is no data to be transmitted, the status register information ST and the status mirror register information SR are repeatedly transmitted.
[0019]
The status register information ST includes information indicating to which port the immediately following 64-byte data is to be transferred. Each constituent bit of the status register information ST represents a transfer port number, and 64 bytes of data are stored in the memory M corresponding to the transfer destination port of the bit whose value is “1”.
[0020]
When the interface unit IU receives data from the crossbar switch LSI, as shown in FIG. 4, it receives 64 bytes of data from the crossbar switch LSI, and concatenates the divided 64 bytes of data to the original data size. Send to port. The status register information ST and the status mirror register information SR are transmitted between 64-byte data. If there is no data to be received, status register information ST and status mirror register information SR are repeatedly received.
[0021]
The status register information ST is information as to whether 64 bytes of data are stored in the memory M. Each constituent bit of the status register information ST indicates a transfer source port number, and the interface unit IU is a status register. When the
[0022]
The interface unit IU that has received the status register information ST converts the received status register information ST into the status mirror register information SR with the bit array as it is, and transmits the status mirror register information SR to the crossbar switch LSI as the status mirror register information SR. The status mirror register information SR received by the interface unit IU is information on whether data can be transmitted to each memory M in the crossbar switch LSI transmitted by the interface unit IU. That is, the total amount of data stored in the corresponding memory M can be determined by referring to the number of “1” of each configuration bit of the status mirror register information SR.
[0023]
FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 5, a configuration using a crossbar switch LSI corresponding to 2n ports is also possible. FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. As shown in FIG. 6, an m × n matrix configuration is also possible. Further, as in the fourth embodiment shown in FIG. 7, a configuration using a crossbar switch LSI using a bit slice method is also possible. The number of bits J to be sliced can be 1, 2, 4, 8, or 16 bits.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the interface unit for transmitting data can temporarily obtain the status information of the destination memory by temporarily storing the information of the status register in the status mirror register. There is an effect that the matrix arrangement of the crossbar switch LSI is enabled without increasing the number of output pins.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a crossbar switch according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the crossbar switch according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a time chart of transmission data of the interface unit IU.
FIG. 4 is a time chart of received data of the interface unit IU.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a crossbar switch according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a crossbar switch according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a crossbar switch according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional crossbar switch.
FIG. 9 is a configuration diagram showing another example of a conventional crossbar switch.
[Explanation of symbols]
1-8 Port IU1-IU8 Interface Unit M Memory R Status Mirror Register S Status Register X1-1-X2-2 Crossbar Switch LSI
Claims (4)
これ等双方向入出力ポートに対応して設けられ対応ポートと一対の送受信路とのインタフェースをなすインタフェースユニットと、
前記送信路の各々に対して夫々交差して配置され前記双方向入出力ポートに接続された複数の受信路、これ等送受信路の各交差部に設けられて送信路からの送信データを格納し受信路へ格納データを読出し自在とされたデータメモリ、これ等データメモリに対応して設けられ対応データメモリの状態を示すステータスレジスタを有するクロスバスイッチLSIが複数個マトリックス状に配列され、同一行の各対応送信路同士が共通接続されまた同一列の各対応受信路同士が共通接続されてなるマトリックス回路と、
を含むクロスバスイッチであって、
前記データメモリに対応して設けられ前記ステータスレジスタの情報を格納自在なステータスミラーレジスタを含むことを特徴とするクロスバスイッチ。Multiple bidirectional input / output ports,
An interface unit provided corresponding to these bidirectional input / output ports and interfacing the corresponding port with a pair of transmission / reception paths;
A plurality of receiving paths connected to the bidirectional input / output ports, each of which is disposed to intersect with each of the transmitting paths, provided at each intersection of these transmitting / receiving paths to store transmission data from the transmitting paths. A plurality of crossbar switch LSIs, each of which has a data memory capable of reading stored data to the receiving path and a status register indicating the state of the corresponding data memory provided in correspondence with these data memories, are arranged in a matrix, and A matrix circuit in which each corresponding transmission path is commonly connected and each corresponding reception path in the same column is commonly connected;
A crossbar switch including
A crossbar switch comprising a status mirror register provided corresponding to the data memory and capable of storing information of the status register.
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