JP3558695B2 - パケット交換装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、ATMセル(以下、セルと呼ぶ)と呼ばれる固定の長さであるパケットの交換処理を行うATM交換装置に関わり、特に固定の長さであるパケットのそれぞれに付加されたヘッダと呼ばれる宛先情報に基づいて交換処理を行うためのパケット交換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パケット交換装置の一例としてATM交換装置が従来から知られている。このATM装置はセルを記憶するための記憶領域を有効に活用するために、通常各出力ポート当てのセルを蓄積しておく共通の記憶装置を設けて、この記憶装置に蓄積されたセルを交換処理する。このようなATM交換装置は、異なる出力ポート当てのセルを共通のセル記憶装置に蓄積させて、この蓄積されたセルを交換処理することから共通バッファ型交換装置とも呼ばれている。
【0003】
従来のATM交換装置は、図41に示されるように外部の各入力ポートから入力されたセルを多重化する多重化装置MUXと、多重化装置で多重化されたセルを記憶するセル記憶装置CBと、セル記憶装置CBに記憶されたセルを多重化出力して、この多重化出力されたセルを分離する分離装置DMUXと、セル記憶装置CBに記憶されているセルの記憶領域を示すアドレスを制御するアドレス制御装置ACNTとで構成されている。
【0004】
アドレス制御装置ACNTは、セル記憶装置CBに次に記憶するセルを書き込むための記憶領域を示したアドレスを記憶するために出力ポート毎に設けられた書き込みアドレスレジスタWAと、各書き込みアドレスレジスタWAを制御する書き込み制御装置WCNTと、次に分離装置に出力するセルの読み出しアドレスを記憶するための出力ポート毎に設けられた読み出しアドレスレジスタRAと、各読み出しアドレスレジスタRAを制御する読み出し制御装置RCNTと、書き込み制御装置WCNTと読み出し制御装置RCNTを制御する制御装置CNTと、空きアドレスを記憶している空きアドレス記憶装置EMEMとで構成されている。
【0005】
共通バッファ型交換装置は、通常各出力ポートごとに論理的なFIFO(First In First Out)を用いた共通バッファにより構成されている。共通バッファ型交換装置の共通バッファは、図42に示すように、各出力ポート宛のセルを記憶した記憶領域を示すアドレスをポインタによって関連付けてチェーン状につなげた構成にしている。この構成を利用したアドレス制御装置の動作を説明する。各出力ポート毎にアドレスポインタチェーンで連結された次に出力するセルのアドレスは、各読み出しアドレスによって示される。すなわち、読み出しアドレスRAが指しているアドレスで指定された記憶領域に記憶されているが、対応する出力ポート行きのセルの中でも最も古いセルであり、次に出力されるセルとなる。
【0006】
読み出しアドレスRAで示されたアドレスに記憶されているセルが出力されたとき、その次にアドレスに対応したアドレスポインタの値が読み出され、読み出しアドレスにこのアドレスポインタの値が入力され、これが次に読み出すセルのアドレスとなる。
【0007】
また、新たに入力されたセルはセルのヘッダを書き込みアドレス制御装置ACNTによって解析し、出力ポート宛に対応する書き込みアドレスポインタで示されたアドレスに対応する記憶領域に記憶される。この後、空きアドレス記憶装置から空きアドレスが読み出され、これが次に書き込みアドレスとなり、セル記憶装置と書き込みアドレスに記憶される。このようにして各出力ポートに対応した論理的なFIFOが形成される。
【0008】
また、ATM交換装置は、同報機能が必要となる。同報機能は入力ポートから入力されたセルを複数のポートに出力する機能である。前述したATM交換装置で同報機能を実現するためには、入力ポートから入力されたセルを入力の際に複数にコピーしてセル記憶装置に記憶させる方法がある。この方法では、セル記憶装置への書き込み速度が同報機能がない場合のN(ポート数)倍になってしまうという問題がある。また、上記した従来のATM交換装置は、セルを記憶した記憶領域を示すアドレスをアドレスポインタによりチェーン状につないだ方法を利用しているので、異なる出力ポートに同じセルを伝送するためにアドレスポインタを分岐されることは不可能となり、同報機能の実現が困難となるという問題があった。また、別の実現方法に従来では、異なる出力ポートへ出力する時に、複数回読み出して出力する方法がある。この方法の場合、セル記憶装置に記憶されているセルが読み出された回数を計算し、すべての複写先に出力された場合にそのセルを消去する。したがって、読み出された回数を計数するための計数手段が別個必要である。
【0009】
また、ATM交換装置ではそれぞれのセルがどれくらいセル記憶装置内に滞留しているかを知ることは重要なことである。例えば音声データのように、遅延時間の揺らぎが伝送品質に大きな影響を及ぼす通信は、伝送遅延揺らぎを小さくすることが要求される。従来、図71に示したような遅延揺らぎの大きいセルを廃棄するための装置は、時刻を発生する計数装置178と、この計数装置178によって生成された時刻を各入力ポートから入力されたセルに付加するタイムスタンプ付加装置171〜173と、タイムスタンプ付加装置171〜173から出力されたセルの交換を行うセル交換装置174と、セル交換装置174から出力されたセルに付加されているタイムスタンプ情報と計数装置178から転送された現在の時刻との差を計算し、その結果に応じてセルの出力を制御するために各出力ポート毎に設けられたセル出力装置175〜177とで構成されていた。この装置に入力されたセルは、各入力ポート毎に設けられた各タイムスタンプ付加装置171〜173によって、計数装置178で生成された時刻が付加され、セル交換装置174へ転送される。セル交換装置174では、セルに付加されている宛先情報をもとに交換動作が行われ、各出力ポート毎に設けられた各セル出力制御装置175〜177へと転送される。各セル出力制御装置175〜177は、セルに付加されているタイムスタンプ情報と計数装置178によって生成された現在の時刻との差を求める。各セル出力制御装置175〜177は、その差が定められた値より大きかった場合は、遅延が上限値を越えたのでそのセルを廃棄する。このようにして、遅延の大きいセルを廃棄することが可能となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、アドレス制御装置をFIFOで実現した構成にすると、出力ポート毎にアドレスポインタを用いてチェーン状に連結されるための制御が必要となるばかりか、空きアドレスを一括管理する空きアドレス制御装置が別個必要になり、これらを合わせて制御するために制御が複雑になる問題点があった。
【0011】
また、従来では、ATM交換装置で生じた遅延の大きいセルは、セル出力制御装置に伝送されるまで廃棄されないので、廃棄されるべきセルもATM交換装置のセル記憶装置内の記憶領域を占有してしまい、セルを記憶するための記憶領域を有効利用できないという問題点があった。
【0012】
本発明のパケット交換装置はこのような課題に着目してなされたものであり、その第1の目的とするところは、同報機能を容易に実現できるパケット交換装置を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、遅延の大きいセルを廃棄する機能をもつパケット交換装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記目的を達成するために、異なる複数の入力ポートから入力された宛先情報を付加した情報データで構成されるパケットそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する少なくとも情報データが記憶された記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するために設けられた複数のアドレス情報記憶手段と、宛先情報が入力された順に各宛先情報記憶手段を検索して、特定の出力ポートに対応する宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応するアドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを特定の出力ポートに出力するように制御すると共に、前記特定の出力ポートに出力した少なくとも情報データに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶された宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の内容を順次次に宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった宛先情報手段及びアドレス情報記憶手段の内、少なくともアドレス情報記憶手段には読み出されたアドレス情報を記憶するように制御する制御手段とから構成されたパケット交換装置が提供される。
【0014】
更に各宛先情報記憶手段に記憶された宛先情報は、出力ポートそれぞれに対応した少なくとも出力ポート数分のビット情報からなり各宛先情報記憶手段は各出力ポート宛の宛先情報を記憶するために少くとも前記出力ポート数分のビット情報が記憶できるビット情報記憶領域を有するように構成されているので、異なる出力ポートに同じ情報データが出力できるという同報機能が容易に実現できる。
【0015】
また、更に上記パケット交換装置は、各宛先情報記憶手段及びアドレス記憶手段に対応して各宛先情報記憶手段に宛先情報が記憶されてからの時間をカウントするために複数の滞留時間カウンタを備え、制御手段は、更に予め定められた時間情報と各滞留時間カウンタの値とを比較して、予め定められた時間情報より各滞留時間のカウンタの値の方が大きい時に、この滞留時間カウンタに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段以降に記憶されている宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の少なくともアドレス記憶手段には読み出されたアドレス情報を記憶するように制御しているので、特定のパケットを優先的に出力する優先機能が実現できる。
【0016】
また、宛先情報を付加した情報データで構成されるそれぞれのパケットを入力するための複数の入力ポートと、
少なくとも情報データを出力するための出力ポートと、複数の入力ポートから入力された各パケットを多重化する多重化手段と、多重化手段で多重化された各パケットから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する少なくとも情報データが記憶された記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段と、宛先情報が入力された順に各宛先情報記憶手段を検索して、特定の前記出力ポートに対応する宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応するアドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すように制御すると共に、特定の出力ポートに出力した少なくとも情報データに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶された宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段に前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御する制御手段と、制御手段で読み出された特定の出力ポート宛の少なくとも情報データを特定の出力ポート宛に分離して出力するための分離手段と、
から構成されたことを特徴とするものである。
【0017】
更に、宛先情報をそれぞれに付加した複数の情報データそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、各情報データから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、
各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する情報データが記憶された記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段と、
宛先情報が入力された順に各宛先情報記憶手段を検索して、特定の宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応するアドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すように制御すると共に、読み出された少なくとも情報データに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶されている宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の内アドレス情報記憶手段には読み出されたアドレス情報を記憶するように制御する制御手段と、から構成されたことを特徴とするものである。
【0018】
また、異なる複数の入力ポートから入力された宛先情報を付加した情報データで構成されるパケットそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報対応する情報データが記憶された記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段と、記憶手段から読み出された少なくとも情報データを出力するための複数の出力ポートから構成されたパケット交換装置であって、宛先情報が入力された順に各宛先情報記憶手段を検索するステップと、特定の出力ポートに対応する宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応する前記アドレス情報記憶手段に記憶された前記アドレス情報を読み出すステップと、読み出すステップと読み出されたアドレス情報によって示された記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すステップと、特定の出力ポートに出力した少なくとも情報データに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス記憶手段より以降に記憶されている宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトするステップと、シフトするステップを実行した結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段に読み出されたアドレス情報を記憶するように制御するステップと、から構成されたことを特徴とするものである。
【0019】
更に、宛先情報をそれぞれに付加した情報データをそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、各情報データに付加された宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する情報データが記憶された記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段とで構成されたバッファ装置であって、宛先情報が入力された順に各宛先情報記憶手段を検索するステップと、特定の宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応するアドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出すステップと、このアドレス情報によって示された記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すステップと、読み出すステップで読み出された少なくとも情報データに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶されている宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトするステップと、シフトするステップを実行した結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段のアドレス記憶手段に読み出されたアドレス情報を記憶するように制御するステップと、から構成されたことを特徴とするものである。
【0020】
【実施例】
以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明のパケット交換装置の一例としてATM交換装置の全体構成を示す図である。ATM交換装置7は各入力ポート#0〜#N−1から入力されたセルを多重化する多重装置1と、多重化されたセルを記憶するセル記憶装置2と、セル記憶装置2から出力された多重化されたセルを分離する分離装置3と、分離装置3に接続された出力ポート#0〜#N−1と、セル記憶装置2に記憶されているセルの記憶領域を示したアドレスを制御するアドレス制御装置4とで構成されている。
【0021】
アドレス制御装置4は、セル記憶装置2に記憶されたセルの読み出しアドレスおよび書き込みアドレスを生成するアドレス生成装置5と、多重装置1、分離装置3、セル記憶装置2、アドレス生成装置5を制御する制御装置6とで構成されている。アドレス生成装置5は、セルに付加されている宛先情報を格納する宛先情報レジスタ11−1〜11−Nと、各宛先情報レジスタ11−1〜11−Nに対応して設けられ、セル記憶装置2に記憶されたセルの記憶領域を示したアドレスが格納されている各アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nと、各宛先情報レジスタ11−1〜11−N及びアドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nを一対としてそれぞれ制御するために設けられたカラム制御装置12−1〜12−Nとから構成されている。
【0022】
図1で示されるATM交換装置7の動作について説明する。入力ポート#0〜N−1から入力されたセルは、多重装置1によって多重化される。このとき、セル付与された宛先情報をアドレス生成装置5へ転送する。アドレス生成装置5は、セルに付与された宛先情報を宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの内空いている宛先情報レジスタに格納する。格納された宛先情報レジスタと対をなして設けられたアドレスポインタレジスタから出力されたセル記憶装置2のアドレスをセル記憶装置2に出力する。セル記憶装置2は、多重装置1から転送された多重化されたセルを、それぞれアドレス生成装置5のアドレスポインタレジスタで生成されたアドレスによって示された記憶領域に記憶する。セルを出力するときには、アドレス生成装置5が、まず出力すべき出力ポート宛てのセルを宛先情報レジスタを検索する。そして、アドレス生成装置5がこの宛先史情報レジスタに対応するアドレスポインタレジスタによって示されたセル記憶装置2のアドレスを生成して、生成された読み出しアドレスは、セル記憶装置2へ転送される。セル記憶装置2は、アドレス生成装置5で生成された読み出しアドレスに記憶されていたセルを出力し、分離装置3へ転送する。分離装置3では、セル記憶装置2から転送された多重化されたセルを分離し、各出力ポート#0〜#N−1へ出力する。 アドレス生成装置5の構成を図3に示す。アドレス生成装置5は、宛先情報レジスタ11−1〜11−Nと、アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nと、カラム制御装置12−1〜12−Nとで構成されるアドレス生成ユニット15−1〜15−Nを図3に示されるように接続したものである。アドレス生成装置5のアドレス生成ユニット15−1〜15−Nの位置は、セルの到着順序を意味する。図3に示された例では、下方にあるものほど古いセルであることを意味している。すなわち、入力されたセルの宛先情報は、到着順に下から格納される。この場合、アドレス生成ユニット15−Nに格納される。また、セルを出力することによって宛先情報の空き領域ができると、宛先情報レジスタ11−1〜11−N及びアドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nに格納されている情報が下方に向かってシフトしていくように接続されているので、下方にあるものほど古い情報であることを意味する。宛先情報レジスタ11−1〜11−Nは、アドレス制御装置4で抽出された宛先情報を記憶するレジスタである。宛先情報レジスタ11−1〜11−Nは、同報機能を実現するために、各出力ポートに対応したレジスタで構成されている。したがって、出力ポート数をNとするとNビットのレジスタで構成されている。
【0023】
アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nは、セル記憶装置2に記憶されているセルの記憶領域を示すアドレスを記憶するレジスタである。アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの各々は、セル記憶装置2のアドレスに1対1に対応するように初期化されている。例えば、セルの記憶されるアドレスが0〜M−1であった場合、アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの値は図2の例のように、それぞれが、0〜M−1に初期化されている。
【0024】
各カラム制御装置12−1〜12−Nは、制御装置6から転送される制御情報をもとに、各カラム制御装置12−1〜12−Nに対応する宛先情報レジスタ11−1〜11−N及びアドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの書き込み及び出力の制御を行うための装置である。
【0025】
次のアドレス生成装置5の動作について説明する。セル記憶装置2は0,1,2,…M−1というアドレス空間を持つものとする。ここで、Mは、セル記憶装置2に記憶できるセルの個数である。アドレス生成装置5及びセル記憶装置2が図2のように初期化されているものとする。アドレス生成装置5は、宛先情報とアドレスポインタの値が対として記憶されている。セル記憶装置2はセルが記憶される。図2は宛先が0〜3の4出力(N=4)の場合の例である。図中“−”は、内容が不定であることを意味する。初期状態では、セルは不定であるのですべてに“−”が記述されている。図2の例では、アドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの値は、下方から順番に0,1,2,…,M−1というように順序よく記憶されている。初期値はセル記憶装置2のアドレスとアドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの値が1対1に対応していれば順序関係はどんなものでも良い。宛先情報はセルが無いことを示す“0000”が記憶されている。
【0026】
まず、書き込みアドレスを出力するときの動作について説明する。一例として、初期状態から、出力ポート0行きのAというセルが入力され、次に、出力ポート0及び1行きのBというセルが入力され、その後、出力ポート1,2および3行きのCというセルが入力された場合の動作を説明する。まず、セルAが入力された場合の動作について説明する。アドレス生成装置5には“1000”(出力ポート行き)という宛先情報が転送される。アドレス生成装置5に送られた宛先情報は、宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの下方から詰めて書き込まれる。初期状態では、宛先情報が1つも書き込まれていないので、入力された宛先情報は最下方に記憶される。書き込まれたカラムのアドレスポインタレジスタ14−1〜14−Nの値が、セル記憶装置2のセルの書き込みアドレスになる。従って、セルAは、アドレス0に記憶される。宛先情報およびセルが書き込まれた後の状態を図4(a)に示す。次に、宛先情報として“1100”という値(出力ポート0と1行き)を持つセルBが入力されたときの動作を説明する。アドレス生成装置5には、“1100”という値が転送され、宛先情報が空いている宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの最下方に記憶される。アドレス生成装置5には、既に1つの宛先情報が書き込まれているので下から2カラム目の宛先情報レジスタ11−N−1に“1100”という値が書き込まれる。Bというセルは、このカラムのアドレスポインタレジスタ14−N−1の値が示すアドレス、すなわち、アドレス1に書き込まれる。宛先情報およびセルが書き込まれた後の状態図を4(b)に示す。宛先情報として“0111”という値(出力ポート1,2,および3行き)を持つセルCが入力されたときの動作を説明する。アドレス生成装置5には、“0111”という値が転送され、宛先情報が空いている宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの最下方に記憶される。アドレス生成装置5には、既に2つの宛先情報が書き込まれているので下から3カラム目の宛先情報レジスタ11−N−2に“0111”という値が書き込まれる。Cというセルは、このカラムのアドレスポインタレジスタ14−N−2の値が示すアドレス、すなわち、アドレス2に書き込まれる。宛先情報及びセルが書き込まれた後の状態図を図4(c)に示す。読み出しアドレスを出力するときの動作を説明する。一例として、図4(c)の状態から出力ポート0行きのセルを出力し、出力ポート1行きのセルを出力し、出力ポート2行きのセルを出力する場合の動作を説明する。セル出力のときは、出力ポートに向かうセルの中で、最も古いセルが出力される。アドレス生成装置5内では、古い宛先情報は、図4(c)中の下方から到着順に記憶されている。まず、出力ポート0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート0行きのセルの中で最も古いセルは、最下の宛先情報レジスタ11−Nによって示されたセル記憶装置2のアドレスに記憶されているセルである。従って、最下ユニットのアドレスポインタの値0をセル記憶装置2に転送する。セル記憶装置2は、送られてきたアドレス0に記憶されているセルAを分離装置3を介して、出力ポート#0に出力する。出力されたセルに対応する宛先情報の出力ポートに対応するビットは、0にリセットされる。もし、すべての出力ポートについて0が記憶されている場合、そのアドレス生成ユニットより上のアドレス生成ユニットに記憶されている情報は、それぞれ、1段下にシフトされ、そのアドレス生成ユニットの宛先情報およびアドレスポインタの値は、最上段のアドレス生成ユニットに移される。そして、詰められたところに記憶されていたアドレスポインタの値は最上部に入力される。したがって、宛先情報Aのセルを出力した後では、アドレス生成装置5の内容は、図5(a)のように変更される。次に、出力ポート1行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート0行きのセルを出力したので、アドレス生成装置5およびセル記憶装置2の内容は図5(a)のようになっている。この状態から出力ポート1行きのセルを出力するときは、アドレス生成ユニットの下方より上方に出力ポート1に対応したレジスタの値が1であるカラムを検索する。この場合、最下部のアドレス生成ユニットが選択される。アドレス生成装置5からセル記憶装置2に対し、最下部のアドレス生成ユニットのアドレスポインタの値すなわち1が転送される。セル記憶装置2ではアドレス1に記憶されているセルBが出力される。この時、アドレス生成装置5では、出力ポート1に対応したレジスタが0にリセットされる。このセルは、まだ出力ポート0に出力しなければならないので詰められることはない。従って、出力ポート1行きのセルを出力した後では、それぞれの内容は図5(b)のように変更される。次に、出力ポート2行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート2行きで最も古いセルは、アドレス生成装置5の下から2つ目のユニットに対応するアドレスに記憶されているセルで、セル記憶装置2のアドレス2に記憶されているセルCである。従って、アドレス生成装置5からは、下から2つ目のアドレスポインタの値2がセル記憶装置2に転送され、セル記憶装置2では、アドレス2に記憶されているセルCが読み出され、セル分離装置に転送され出力ポート2から出力される。出力ポート2行きのセルを出力した後にそれぞれの内容は図5(c)のように変更される。以上のように本発明によれば、パケット交換装置で容易に同報機能を実現することができる。
【0027】
次に、宛先情報レジスタ11の構成について説明する。宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの構成を図6に示す。宛先情報レジスタ11−1〜11−Nは、図7に示される宛先情報レジスタユニットをN個並べたものである。宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの内の各宛先情報レジスタユニット11a,11b…11nは、それぞれ出力ポートに対応している。したがって、宛先情報レジスタユニット11a,11b…11nは、出力ポートの数と同じN個必要である。セル記憶装置2内のセルの有無は、宛先情報レジスタ11−1〜11−Nの各ビットの論理和(Nビット)を計算することで検出される。論理和が1の場合、セルが存在し、0の場合は存在しないことが検出できる。更に宛先情報レジスタ11−1〜11−Nには、セルの有無を示すビットを追加することもできる。セルの有無を示すビットを用いた場合は、セルの有無を検出するための回路が不要になり、また、検出のための処理時間を省くことができるという利点がある。セルの有無を示すビットを用いなかった場合には、セルの有無を示すためのレジスタが不要になり、ハード規模を小さくすることができるという利点がある。宛先情報レジスタユニット11a,11b,11c,…11nは、図7に示されるように、セレクタ22とフリップフロップ21で構成されている。図7において、SINは、シフト動作時の宛先情報入力、RINは、セル入力時の宛先情報入力バス10からの入力、RSELは、RINとSINの切り替え信号、ROUTは、フリップフロップ21の出力、RRESは、フリップフロップ21のリセット信号、RENBは、フリップフロップ21の書き込み許可信号である。セレクタ22は、カラム制御装置12からの指示にしたがって、入力バスからの信号RINと隣接する宛先情報レジスタからの信号SINの切り替えを行う。フリップフロップ21はカラム制御装置12からの指示にしたがって、セレクタ22によって切り替えられた信号を記憶する。セル入力のときは、セレクタ22は入力バスからの信号を出力するようにカラム制御装置12に指示される。セル入力でない時は、セレクタ22はSINを出力するように指示される。
【0028】
次にアドレスポインタレジスタ14の構成について説明する。アドレスポインタレジスタ14の構成を図8に示す。アドレスポインタレジスタ14は図9に示されるアドレスポインタレジスタユニット14a,14b,…14lをL個並べたものである。セル記憶装置2のアドレス空間の大きさをMとするとLの値は、log2 Mである。アドレスポインタレジスタユニット14a,14b,…14lは、アドレスの値を記憶するフリップフロップ23と、アドレスの値をアドレスポインタ出力バスへ出力する制御を行うトライステートバッファ24とで構成される。フリップフロップ23への書き込みおよび、トライステートバッファ24の出力制御は、カラム制御装置12によって行われる。フリップフロップ23への書き込みはセル出力時に該当するユニット(該当するユニットを含む)より古いユニットのアドレスポインタの指すセルが出力され、かつ、シフト動作を伴うときに行われる。トライステートバッファ24の出力許可は、セル入力時および出力時に、該当するカラムが検索された時に行われる。カラム制御装置12の構成を図10に示す。
【0029】
カラム制御装置12は、宛先情報レジスタ11の宛先情報と出力する宛先情報との比較を行う比較器25と、自ユニットに対応するアドレスにセルが記憶されているかどうかを判定する有無判定器26と、宛先情報レジスタ11に記憶されているlの値の残り1つであることを判定する残りl判定器27と、比較器25、有無判定器26、残り1判定器27、カラム制御バス13および隣接ユニットから転送される情報から、宛先情報レジスタとアドレスポインタレジスタ14の制御情報隣接カラムへの情報を生成する演算装置28とで構成されている。以下にこの演算装置28の動作を説明する。セル入力時は、該当するユニットより下方のユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていて、自ユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていなかった場合に、宛先情報レジスタ11に入力バスから入力された宛先情報を書き込み、アドレスポインタの値をアドレスポインタ出力バス16に出力する。セル出力時は、制御装置6から転送される出力すべき宛先情報の値と、宛先情報レジスタ11に記憶されている宛先情報の値を比較し、一致した場合で、且つ、該当するユニットより下方のユニットで検出されていない時にアドレスポインタレジスタ14に記憶されている値をアドレスポインタ出力バス16に出力する。このとき、宛先情報レジスタ11に記憶されている1の個数が2以上の場合、出力した出力ポートに対応したレジスタを0にリセットする。宛先情報レジスタ11に記憶されているlの個数が1の場合、アドレスポインタの値を出力すると同時に、出力したユニットより上方のアドレスポインタレジスタ14および宛先情報レジスタ11のシフト動作を行う。
【0030】
これらの動作を実現するためのカラム制御装置12の詳細な構成の例を図11に示す。図11中において、RENBは、宛先情報レジスタ11の書き込み許可信号、RSELは、宛先情報レジスタ11の入力切り替え信号、RRESは、宛先情報レジスタ11のリセット信号、ROUTは、宛先情報レジスタ11の値、APWEは、アドレスポイントレジスタ14の書き込み許可信号、APOEは、アドレスポインタレジスタ14の出力許可信号、OUTCは、出力する宛先情報の値、OMは、出力モードであることを示す信号、IMは、入力モードであることを示す信号、EXIは、自ユニットより下方のユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていることを示す信号、EXOは、自ユニット対応するアドレスにセルが記憶されていることを示す信号、FDIは、自ユニットより下方のユニットに出力する宛先情報が検出されたことを示す信号、FDOは、自ユニット以下のユニットに出力する宛先情報が検出されたことを示す信号、SFIは、自ユニットより下方のカラムに出力する宛先情報が検出され、かつ、そのユニットが空きになるのでそれ以降のユニットをシフトすることを指示する信号、SFOは、自ユニット以下のユニットに出力する宛先情報が検出され、かつ、そのカラムが空きになるのでそれ以降のカラムをシフトすることを指示する信号、EQは、自ユニットの宛先情報と出力する宛先情報が一致したことを示す信号、INPUTは、入力時に自ユニットに宛先情報を記憶することを示す信号、FINDは、出力時に自カラムがアドレスポインタの値を出力するように指定されたことを示す信号である。 残りl判定器27はそのユニットの宛先情報レジスタ11に記憶されている宛先がただ1つであることの検出を行う回路である。デコーダ29は、宛先情報レジスタ11の制御信号を生成する。デコーダ29は入力時に自ユニットに宛先情報を記憶する場合は宛先情報レジスタ11のすべてのビットに宛先情報入力バスからの情報を記憶するためにすべての宛先情報レジスタユニットに書き込み許可を示す信号を転送する。セル出力時は、自ユニットが検出されてシフト動作を行わない場合、デコーダ29は宛先情報レジスタ11の出力すべき宛先に対応する1ビットのみをリセットするために、特定のビットのみに書き込み許可を示す信号を転送し、同時に、特定のビットのみにリセットを指示する。セル出力時は、自ユニットが検出されシフトを動作を行う場合、デコーダ29はすべてのビットに1断上のカラムの宛先情報レジスタ11の内容を記憶するためにすべてのビットに書き込み許可信号を転送する。以上のような構成カラム制御装置12の制御により動作するアドレス生成装置5を用いることにより、容易に同報機能を実現することが可能となる。
【0031】
以下に上記した第1実施例の第1変形例を説明する。第1実施例ではアドレスポインタを出力する時に、出力と同時にシフトする方式について述べた。この第1変形例ではアドレスポインタ出力時にシフトせず、別のタイミングでまとめてシフトする方式について述べる。セル入力時の動作は第1実施例と同じである。セル出力時は、出力すべき宛先情報の検索を行い、検出したユニットのアドレスポインタレジスタ14の値を出力する。この時、検索された宛先情報レジスタ11の対応するビットのみをリセットする。出力時にシフト動作は行わない。したがって、セルを出力したあとで、アドレス生成装置5は、ところどころ宛先情報レジスタ11の値が空になっているカラムが存在する。この空き領域を詰める動作がシフト動作である。シフト動作時は、宛先情報レジスタ11が空であるユニットの検索を行う。検索されたユニットのアドレスポインタの値は、アドレスポインタ出力バスに出力される。また、検索されたユニット以降(検索されたユニットも含む)のユニットに対してシフト動作を行う。アドレスポインタ出力バスに出力されたアドレスポインタは、最上部ユニットに入力され、検索されたユニット以降の値は1ユニットがシフトする。この動作を繰り返すことによってアドレス生成装置5の途中にできた空き領域を詰めることができる。
【0032】
上述した動作を図12に示したアドレス生成装置5とセル記憶装置2の記憶内容例を用いて説明する。
図12(a)は、アドレス生成装置5のアドレス生成ユニットの下から1番目に出力ポート0行きのセルが記憶されており、アドレス生成ユニットの下から2番目に出力ポート0,1行きのセルが記憶されており、アドレス生成ユニットの下から3番目に出力ポート2行きのセルが記憶されており、アドレス生成ユニットの下から4番目に出力ポート1,3行きのセルが記憶されている状態である。
【0033】
この状態から、出力ポート0、出力ポート1、出力ポート2、出力ポート3の順番でセルを出力するものとする。
この場合、それぞれ下から1番目、下から2番目、下から3番目、下から3番目に対応したアドレスポインタの値がセル記憶装置2に転送される。すなわち、転送されるアドレスポインタの値は、それぞれ0,1,2,2である。セル記憶装置2からは、それぞれ、A,B,C,C,のセルが、それぞれ、出力ポート0,1,2,3から出力される。
【0034】
このようにセルを出力した後では、出力した宛先情報レジスタ11がリセットされるので、図12(b)の状態になる。
シフト動作は、このようにすき間のできたアドレス生成装置5を詰める動作である。図12(b)の状態は、下から1番目と下から3番目が空いている状態である。シフト動作では、詰められた宛先情報の値は消去され、アドレスポインタの値は最上部へ移される。この例の場合では、まず、1番下のユニットの内容が最上部へ移され、次に下から3番目のユニットの内容が最上部に移される。したがって、シフト動作が行われた後では、アドレス生成装置5およびセル記憶装置2は、図12(c)の状態に変化する。
【0035】
このような動作を行うためのカラム制御装置12の構成を図13に示す。
図中においてRENBは、宛先情報レジスタ11の書き込み許可信号、RSELは、宛先情報レジスタ11の入力切り替え信号、RRESは、宛先情報レジスタ11のリセット信号、ROUTは、宛先情報レジスタ11の値、APWEは、アドレスポインタレジスタ14の書き込み許可信号、APOEは、アドレスポインタレジスタ14の出力許可信号、OUTCは、出力する宛先情報の値、OMは、出力モードであることを示す信号、IMは、入力モードであることを示す信号、SMは、シフト動作モードであることを示す信号、EXIは、下方のユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていることを示す信号、EXOは、自ユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていることを示す信号、FDIは、自ユニットより前に出力する宛先情報が検出されたことを示す信号、FDOは、自ユニット前に出力する宛先情報が検出されたことを示す信号、EQは、自ユニットの宛先情報と出力する宛先情報が一致したことを示す信号、SHIFTは、シフト動作を行うことを示す信号、LOADは、入力時に宛先情報入力バスからの宛先情報を書き込むことを指示する信号、RESETは、セル出力時に読みだした宛先情報の値をリセットすることを示す信号である。
【0036】
デコーダ29は、LOAD信号または、SHIFT信号がHのときは、すべての宛先情報レジスタユニットに書き込み許可を転送し、RESET信号がHのとき、出力すべき宛先情報に対応するビットのみをリセットする信号を転送する。
【0037】
このような構成のカラム制御装置12を用いることで、入力動作、出力動作、シフト動作の3つの動作モードをもつアドレス生成装置5を構成することが可能となる。
【0038】
シフト動作モードを持つアドレス生成装置5では、第1実施例で述べた残りl判定器が不要になり、カラム制御装置のハードウェア規模を小さくすることができる。
【0039】
以下に第1実施例の第2変形例を説明する。
第1実施例およびその第1変形例では、最も古いセルを検索するのに、図14で示されるシーケンシャル検索回路を使用していた。この検索回路は、ORゲート20a,20b…20mを直列に接続した簡単な構成であるが、検索に要する時間が長くなる。図14に示した検索回路では、検索時間はユニット数Mに比例する。
【0040】
第2変形例では、検索に階層構造の構成を用いた方式について説明する。また、同様の階層的な構成が、アドレスポインタの出力についても使用できるので、併せて説明する。
【0041】
セル出力時は、同じ宛先に行くセルの中で最も古いセルが出力される。したがって、セル出力時において、各ユニットに必要な情報は、自カラムより下方のユニット(古いユニット)の中に、出力すべきセルがあるかどうかである。
【0042】
下からi番目のユニット(i=0,1,…,M−1)で出力すべき宛先情報に一致したかどうか示す信号a(0,i)と記述すると、i番目のカラムより下方のユニットですでに一致していたかどうか知るためには、S(i−1)=a(0,0)+a(0,1)+…+a(0,i−1)を計算すれば良い。(ここで、+は論理和を意味する)
図15に示されるように、a(0,0)とa(0,1)の論理和をとる論理和回路30aと、a(0,2)とa(0,3)の論理和をとる論理和回路30bと、a(0,4)とa(0,5)の論理和をとる論理和回路30dと、a(0,6)とa(0,7)の論理和をとる論理和回路30eと、a(0,8)とa(0,9)の論理和をとる論理和回路30gと、a(0,10)とa(0,11)の論理和をとる論理和回路30hと、a(0,12)とa(0,13)の論理和をとる論理和回路30jと、a(0,14)とa(0,15)の論理和をとる論理和回路30kと、論理和回路30a,30bの出力a(1,0),a(1,1)の論理和をとる論理和回路30cと、論理和回路30d,30eの出力a(1,2),a(1,3)の論理和をとる論理和回路の30fと、論理和回路30g,30hの出力a(1,4),a(1,5)の論理和をとる論理和回路30iと、論理和回路30j,30kの出力a(1,6),a(1,7)の論理和をとる論理和回路30lと、論理和回路30c,30fの出力a(2,0),a(2,1)の論理和をとる論理和回路30mと、論理和回路30i,30lの出力a(2,2),a(2,3)の論理和をとる論理和30mと、論理和30m,30nの出力の論理和をとる論理和回路30oとからなる論理和回路を界相的に接続した場合の各階層での値は、a(i,j)=a(i−1,2j)+a(i−1,2j+1)である。これを考慮してS(i)を変形すると、以下のようになる。
【0043】
【数1】
【0044】
これをK=4(M−16)の場合について計算すると表1のようになる。
i番目のカラムで必要な値は、S(i−1)である。したがって、各カラムで必要な値は、表2のようになる。
【0045】
これを実現するための検索回路の構成を図16に示す。図16に示した構成は、図17に示されるユニットをツリー上に接続したものである。図16の説明に代え、図17の構成を説明する。基本的には2つの論理和回路31a,31bでユニット32は構成されている。a(i−1,2j+1)とa(i−1,2j)とを論理和回路31bで論理和演算し、a(i,j)の出力を得る。一方、a(i−2,2j)と次段ユニットからの出力S(i,j)及びS(i−1,2j)との論理和が論理和演算回路31aでとられ、S(i−1,2j+1)の出力を得る。これが基本ユニット32の構成である。図17は、
a(i,j)=a(i−1,2j)+a(i−1,2j+1)
s(i−1,2j)=s(i,j)
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】
s(i−1,2j+1)=s(i,j)+a(i−1,2j)
s(K,0)=0 ……(2)
s(j)=s(0,j−1) ……(3)
となるように接続されている。この例は、M=16のものについて示したものであるが、Mの値によらず容易に拡張可能である。
【0049】
また、アドレスポインタを出力するときに、バスと、それに接続されているトライステートバッファを利用して出力していた。この構成では、バスに対するアクセスが遅いという欠点がある。アドレスポインタの出力を高速にするために、セレクタを階層的に接続した構成について述べる。
【0050】
図18は、バスを用いたアドレスポインタ出力回路の概念図である。図18に示したように、アドレスポインタレジスタ14−1,…14−Mのアドレスはバッファ24−1,…24−Mにそれぞれ一担蓄積された後、各カラムに制御装置12−1,…12−Mからの制御信号によりアドレスポインタ出力バス16に出力される構成である。
【0051】
この構成は、各カラムのアドレスポインタの値を各カラムのカラム制御装置12で生成する出力制御信号にしたがってバスに出力する回路である。これはM→1のセレクタと等価である。一般的に、このような構成の場合、バスの負荷およびバスヘの出力回路の負荷が大きくなり、高速動作の実現が困難である。
【0052】
図19に階層的な検索回路に階層的セレクタを付加した出力選択回路を示す。図中において、O(i)は、i番目のカラムのアドレスポインタの値、A(i)は、i番目のカラムが出力すべき宛先情報を有しているかどうかを示す信号、S(i)は、i番目のカラムより古いカラムに出力すべき宛先情報を有しているかどうかを示す信号、APOは、出力するアドレスポインタの値、FINDは、出力すべき宛先情報を持つセルが存在することを示す信号である。図16の階層的な検索回路として論理回路31a,bと31c,dと31e,fと31g,hと31i,jと31k,lと31m,nの組のユニットにそれぞれセレクタ(SEL)34a〜34gを接続した構成であり、図に示したようにセレクタ(SEL)をつけ加えることで、所望の動作を実現することができる。このセレクタは、2→1のセレクタで、下方に出力すべきアドレスポインタがあった場合は、下方を選択し、そうでなかった場合は、上方を選択する。このようにすることで、下方のアドレスポインタを優先的に出力することができる。
【0053】
この回路を用いたアドレス生成装置の構成を図20に示す。
図中において、O(i)は、i番目のカラムのアドレスポインタの値、A(i)は、i番目のカラムが出力すべき宛先情報を有しているかどうかを示す信号、S(i)は、i番目のカラムより古いカラムに出力すべき宛先情報を有しているセルが記憶されているかどうかを示す信号、APOは、検索によって出力されるアドレスポインタの値、OUTRは、出力する宛先情報の値、INRは、入力されたセルに付与された宛先情報の値、OMは、出力モードであることを示す信号、IMは、入力モードであることを示す信号、SMは、シフトモードであることを示す信号、RESETは、出力モード時に該当するカラムのアドレスポインタ値を出力するので、OUTRに対応するレジスタを0にリセットするための信号、LOADは、入力モード時に該当するカラムにINRからの宛先情報を書き込みための信号、SHIFTは、シフトモード時に該当するカラムがシフト動作を行うことを指示するめたの信号である。
【0054】
また、RTRは、宛先情報レジスタ、APRはアドレスポインタレジスタ、COMPは、宛先情報レジスタの値と出力すべき宛先情報の値を比較する比較器、EMPTYは、宛先情報レジスタに有意な宛先情報が記憶されていないことを検出する空き検出回路、SELは2→1セレクタDECは、SHIFT,LOAD,RESETおよびOUTRの信号から宛先情報レジスタRTRの各ビットごとにリセットや書き込みなどの信号を生成する回路である。
【0055】
検索回路40は、S(i)=A(0)+A(1)+…+A(i−1)の値を計算し、A(0)=L,A(1)=L,…A(j−1)=LでA(j)=Hの時に、O(j)の値をAPOに出力する。APOは、アドレスポインタ出力はバスに相当する。
【0056】
A(i)の値は、セル入力時にiカラムに宛先情報が記憶されていないとき、または、セル出力時にiカラムの宛先情報の値が、出力すべき宛先情報の値と一致した場合にHレベルになる。A(i)は、検索回路40に入力される。
【0057】
セル入力時はA(i)の値は、iカラムに宛先情報が記憶されていないことを示す。セル入力時において、0からi−1カラムまでに宛先情報の値が空でない場合、なすわち、S(i)の値がLの場合は、iカラムに宛先情報入力バスからの値を記憶し、iカラムのアドレスポインタの値をAPOに出力する。APOの値は、セル記憶装置CBに転送され、対応するアドレスにセルが記憶される。セル出力時は、A(i)の値は、iカラムに出力すべき宛先情報の値と同じ値の宛先情報が記憶されていることを示す。したがって、S(i)の値は、0からi−1カラムに出力すべき宛先情報がを持つカラムがあるかどうかを示している。S(i)の値がLでA(i)の値がHの場合にiカラムのアドレスポインタの値APOに出力し、iからM−1カラムまで宛先情報とアドレスポインタの値をシフトする。APOの値は、セル記憶装置に転送され、対応するアドレスに記憶されていたセルが出力される。
【0058】
図14に示した検索回路の検索時間がMに比例するのに対し、図15で示した検索回路を用いると、検索時間はlog2 Mに比例する。したがって、検索時間の高速化が実現できる。
【0059】
以下に、第1実施例の第3変形例を説明する。この変形例はトランクグルーピングを実現するためのスイッチの構成である。
トランクグルーピングとは、複数の回線をあたかも1つの回線のように扱う技術である。
【0060】
図21にトランクグルーピング機能を実現するための装置の例を示す。この装置は、入力されたセル流を分離するセル分離装置41と、分離されたセルを交換するセル交換装置42と、セル順序整列回路43と、セル多重装置44とで構成されている。図に示した装置は、4入力4出力のセル交換装置を用いて、2入力2出力のセル交換装置42を実現した例である。I0,I1は、セル交換装置インターフェースの2倍の速度を持つ入力インターフェースであり、O0,O1は、セル交換装置42のインターフェースの2倍の速度を持つ出力インターフェースである。i0,i1,i2,i3は、セル交換装置42の入力インターフェースであり、o1,o2,o3は、セル交換装置42の出力インターフェースである。
【0061】
この装置の動作を説明するために、図22(a)のようにセルが入力された場合について説明する。
この例では、入力I0から、出力O0行きのAというセル、出力O0行きのBというセル、出力O0行きのCというセル、出力O0行きのDというセルが順番に入力され、入力I1から、出力O0の行きのaというセル、出力O1行きのbというセル、出力O1行きのcというセル、出力O1行きのdというセルが順番に入力されている。このように入力されたセル流は、セル分離装置41によって、2つに分離され、図22(b)のようになる。セル分離装置41によって分離されたセル流は、セル交換装置42によって、各行き先ごとに交換され、図22(c)のようになる。このように交換されたセルを単純にセル多重装置44に入力すると、図22(c)のようになり、セルCとセルDの順序が入れ替わってしまう。
【0062】
このようなセルの入れ替わりを避けるために、セル順序整列回路43を用いる。セル順序整列回路43はセルを一時蓄えておき、例えば、タイムスタンプなどの情報からセルの順序を整列させる装置である。
【0063】
この方式では、余分な回路が必要で、順序を整列させるためにセルを保存しておかなければらなず、遅延時間が大きくなってしまうという問題がある。
本実施例はセル交換装置42にトランクグルーピング機能を実現するものである。
【0064】
同じトランクグループから入力されたセルは、順序を入れ替えないように交換されなければならない。図23を用いて、トランクグルーピングを実現したときのアドレス生成装置5の動作を説明する。
【0065】
この動作例は、出力ポート0と出力ポート1が出力グループ0にグルーピングされており、出力ポート2と出力ポート3がグルーピングされていない場合の動作を示す例である。
【0066】
初期状態として、図23(a)の状態を仮定する。すなわち、最も古いセルAは、出力グループ0行きで、2番目に古いセルBは、出力グループ0に行きおよび出力ポート3行きで、3番目に古いセルCは、出力ポート2行きで、4番目に古いセルDは、出力ポート2行きである。
【0067】
トランクグルーピングされた出力へ向かうセルの宛先情報は、グルーピンクされた出力ポートの両方のビットに1が書かれる。したがって、出力グループ0行きのセルの宛先情報は、“1100”となる。
【0068】
この状態から、出力グループ0、出力グループ0、出力ポート2、出力ポート3の順番にセルを出力した時の動作が示されている。
最初に、出力グループ0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力グループ0行きの中で最も古いセルは、アドレス生成装置5の最下ユニットに記載されているセルである。したがって、最下ユニットが検索され、アドレス生成装置5からセル記憶装置2にアドレス0が転送され、セル記憶装置2からセルAが出力され、これが出力ポート0から出力される。このとき、アドレス生成装置5の宛先情報レジスタ11の出力グループ0に対応したビットがリセットされる(図23(b))。
【0069】
次に、出力グループ0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力グループ0行きのセルの中で最も古いセルは、アドレス生成装置5の下から2番目のカラムに記憶されているセルである。したがって、下から2番目のカラムが検索され、アドレス生成装置5からセル記憶装置2にアドレス1が転送されて、セル記憶装置2からセルBが出力され、これが出力ポート1から出力される。これとき、アドレス生成装置5の宛先情報レジスタ11の出力グループ0に対応したビットがリセットされる。(図23(c))。
【0070】
次に出力ポート2行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート2行きのセルの中で最も古いセルは、アドレス生成装置5の下から3番目のカラムに記憶されているセルである。したがって、下から3番目のカラムが検索され、アドレス生成装置5からセル記憶装置2にアドレス2が転送され、セル記憶装置2からセルCが出力され、これが出力ポート2から出力される。このとき、アドレス生成装置5の宛先情報レジスタ11の出力ポート2に対応したビットがリセットされる。(図23(d)。
【0071】
次に、出力ポート3行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート3行きのセルの中で最も古いセルは、アドレス生成装置5の下から2番目のユニットに記憶されているセルである。したがって、下から2番目のユニットが検索され、アドレス生成装置5からセル記憶装置2にアドレス1が転送され、セル記憶装置2からセルBが出力され、これが出力ポート3から出力される。このとき、アドレス生成装置5の宛先情報レジスタ11の出力ポート3に対応したビットがリセットされる(図23(e))。
【0072】
この状態から、空いたユニットが詰められ、図23(f)の状態に変化する。このような動作を実現するためのアドレス生成装置5の1ユニットの構成例を図24に示す。
【0073】
この実施例は4入力4出力のセル交換装置42のアドレス生成装置5の1例を表している。図の装置は2つのトランクグループを実現した例である。
トランクグループを行わないアドレス生成装置5とは、比較器のCOMPと宛先情報レジスタの制御信号を生成するデコーダDECの構成が異なる。
【0074】
トランクグループを行わない場合の比較器の構成例を図25に示す。図25に示した構成は、AND回路4つとこの出力をOR回路に入力させたものである。RTO0,RTO1,RTO2,RTO3,はそれぞれ、宛先情報レジスタの出力ポート0,1,2,3に対応したレジスタの出力であり、OH0,OH1,OH2,OH3は、それぞれ、出力すべきポートの番号を示す信号である。EQは、このカラムに記憶されている宛先情報の中に出力すべき宛先と一致した宛先のセルが記憶されていることを示す信号である。例えば、出力ポート0行きのセルを出力する時は、OH0がHレベルになる。このとき、RTO0にHが記憶されている、すなわち、0行きのセルが記憶されている場合は、EQがHになり、このユニットに0行きのセルが記憶されていることを示す。
【0075】
トランクグループを行った場合の比較器の構成例を図26に示す。この比較器は、0行きおよび1行きがグループ0としてグルーピングされており、2行きおよび3行きがグループ1としてグルーピングされている場合の構成例である。OG0,OG1は、それぞれ、出力すべきトランクグループの番号を示す信号である。例えば、トランクグループ0行きのセルを出力するときは、OG0がHレベルになる。このとき、RTO0またはRTO0がHの時にトランクグループ0行きのセルが記憶されていることを示し、EQがHレベルになる。
【0076】
トランクグループを行わない場合のデコーダの構成例を図27に示す。図中において、SHIFTは、シフト動作モード時に該当するカラムにシフト動作をさせることを指示する信号であり、LOADは、データ入力モード時に該当するカラムに宛先情報を書き込むことを指示する信号であり、RESETは、出力モード時に該当するユニットに出力するセルがあり、出力ポートに対応したビットをリセットさせることを指示する信号であり、ENBは、宛先情報レジスタの書き込み許可信号であり、RES0,RES1,RES2,RES3は、それぞれ出力ポート0,1,2,3に対応したレジスタのリセット信号である。シフト動作時あるいは宛先情報入力時は、宛先情報レジスタのすべてのビットに書き込みを行うので、書き込み許可信号ENBがHレベルになる。出力動作は、出力すべき宛先情報のビットのみをリセットする。例えば、出力ポート1行きのセルを出力したときは、出力ポート1に対応するビットのみをリセットするので、RES1がHレベルになる。
【0077】
トランクグループを行った場合のデコーダの構成例を図28に示す。この例の場合、RES0は、出力ポート0またはトランクグループ0を出力するときにHレベルになり、RES1は、出力ポート1またはトランクグループ0を出力するときにHレベルになり、RES2は、出力ポート2またはトランクグループ1を出力するときにHレベルになり、RES3は、出力ポート3またはトランクグループ1を出力するときにHレベルになる。
【0078】
このような比較器およびデコーダを用いることで、容易にトランクグループ機能を実現することが可能となる。
以下に第1実施例の第4変形例を説明する。この変形例はセル出力時のアドレス出力を並列に行う場合の例である。
【0079】
前記した第1実施例及びその変形例ではセル出力時のアドレス出力は、シーケンシャルに行っていた。この方法では、すべての出力ポートにセルを読み出すためのアドレスを出力するのにN回の検索を行わなければならない。
【0080】
第4変形例ではアドレス出力を並列に行うことを可能とするアドレス生成装置5の構成を説明する。
このアドレス生成装置5の構成を図29に示す。
【0081】
このアドレス生成装置5は、各出力ポートに対応した検索回路402と、それに接続された宛先情報レジスタユニットRTRUと、カラム制御装置CCUと、アドレスポインタレジスタAPRと、カラム制御装置CCUとによって構成されている。
【0082】
検索回路402は例えば第2変形例で述べた検索回路を用いる。
宛先情報レジスタユニットの構成を図30に示す。ROUT(j)は、出力ポートj行きのセルを出力したときにHレベルになる。このときRTRU(i,j)の値がHであれば、検索回路A(i,j)にHを入力する。検索回路は、他のユニットからの値を用いて最も古いセルを検索する。検索結果はS(i,j)によって与えられる。S(i,j)は、iユニットより古いユニット(下方のユニット)にすでに出力するセルが存在したときにHになり、そうでないときにLになる。したがって、A(i,j)の値がHでS(i,j)の値がLのとき、iカラムが最も古いユニットであることになる。iカラムのアドレスポイントレジスタの値APR(i)が入力され、iユニットが最も古いセルであるときにAPRO(i)の値が出力すべきセルのアドレスとしてアドレス生成装置からセル記憶装置に転送される。そして、アドレスを出力したので、宛先情報レジスタの出力ポートjに対応する宛先情報レジスタユニットの値はリセットされる。
【0083】
入力モード時は、セレクタは、切り替え信号SELによって、RIN(j)側に切り替えられ、カラム制御装置によって生成されるENB(i)信号によってRIN(j)の値が書き込まれる。RINは、入力されたセルの宛先情報を示す値である。
【0084】
シフトモード時は、セレクタは、切り替え信号SELによって、RTRU(i,j)側に切り替えられ、カラム制御装置によって生成されるENB(i)信号によって、RTRU(i,j)の値が書き込まれる。RT0は1段上のカラムの宛先情報レジスタの値(RTO(i+1.j))である。
【0085】例として、図46(c)の状態から出力ポート0行きのセルを出力し、出力ポート行きのセルを出力する場合の動作を説明する。セル出力のときは、出力ポートに向かうセルの中で、最も古いセルが出力される。アドレス生成装置5内では、古い宛先情報は、図中の下方から到着順に記憶されている。まず、出力ポート0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート0行きのセルの中で最も古いセルは、最下ユニットに記憶されているセルである。したがって、最下ユニットのアドレスポインタの値0をセル記憶装置に転送する。セル記憶装置は送られてきたアドレス0に記憶されているセルAを出力する。検索されたユニットの宛先情報レジスタは、´Nu11´にリセットされる。また、同時に滞留時間カウンタ102の値は、´0´にリセットされる。アドレス生成装置5の内容は、図47(a)のように変更される。次に出力ポート1行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート0行きのセルを出力したので、アドレス生成装置5およびセル記憶装置2の内容は、図47(a)のようになっている。この状態から出力ポート1行きのセルを出力するときは、下方より上方に出力ポート1に対応したレジスタの値が1であるユニットを検索する。この場合、下から2番目のユニットが選択される。アドレス生成装置5からセル記憶装置2に対し、最下部のユニットのアドレスポインタの値すなわち1が転送される。セル記憶装置2ではアドレス1に記憶されているセルBが出力される。検索されたユニットの宛先情報レジスタ101は、´Nu11´にリセットされる。また、同時に滞留時間カウンタ102の値は、´0´にリセットされる。したがって、出力ポート1行きのセルを出力した後では、それぞれの内容は図47(b)のように変更される。次にシフト動作について説明する。読みだし動作の後では、図47(b)のように途中に空きユニットが発生する。図47(b)では、下から1番目と下から2番目のユニットが空きである。シフト動作は、読みだし動作などによって生じた空きユニットを詰める動作である。シフト動作時は、空きユニットのアドレスポインタの値をバスを介して最上部のユニットに入力し、空きユニットより上のユニットの宛先情報レジスタの値、滞留時間カウンタ102の値、アドレスポインタレジスタ106の値を下へシフトする。
【0086】
シフトモード時は、自ユニットが空きであるか、あるいは自ユニットより古いカラムで空きが検出されたときにシフト動作を行うので、宛先情報レジスタとアドレスポインタレジスタに隣接したカラムの値を書き込む。
【0087】
このような動作を行うためのカラム制御装置の構成を図31に示す。
図中において、IMは、入力モードであることを示す信号、SMは、シフトモードであることを示す信号、RTO(i,j)は、iカラム目の宛先情報レジスタの出力ポートjに対応するビットの出力値、APE(i)は、アドレスポインタの出力レポートjに対応するビットの出力値、APE(i)は、アドレスポイタレジスタの書き込み許可信号、APRO(i)は、アドレスポインタレジスタの値、ENB(i)は、宛先情報レジスタの書き込み許可信号、A(i)は、検索回路51の出力である。
【0088】
このように、検索回路を複数持つことで、出力時のアドレス出力を並列に行うことが可能となり、アドレス生成の動作速度を向上させることができる。
以下に本発明の第5変形例を説明する。
【0089】
ATM通信では、いろいろな品質のセルが多重されてセル交換装置に入力される。各品質クラスごとに要求された品質を保証するために、セル交換装置には、優先制御機能が必要される。
【0090】
優先制御機能は、セルに付与された優先クラス識別子によって、特定の優先クラスを優先的に出力する機能である。
図32を用いて、優先制御機能を実現するためのアドレス生成装置の動作を説明する。
【0091】
この図において、Pは、優先クラスを表す値である。
アドレス生成装置およびセル記憶装置が、図32(a)の状態にあったとする。すなわち、最も古いセルAは、アドレス0に記憶されており、その出力は、出力ポート0,1,2で、優先クラスは、0である。2番目に古いセルBは、アドレス1に記憶されており、その出力先、出力ポート1,3で、優先クラスは、1である。3番目に古いセルCはアドレス2に記憶されており、その出力先は、出力ポート0で、優先クラスは、1である。
【0092】
図中において、優先クラスは、0と1が書かれているが、この例では、1が優先されるものとする。
この状態から出力ポート0行き、出力ポート1行き、出力ポート2行きのセルを順番に出力する場合について説明する。
【0093】
まず、出力ポート0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート0行きのセルは、1番下のカラムと下から3番目のカラムに記憶されている。1番下のカラムのセルの優先クラスは、0であり、下から3番目のセルの優先クラスは、1である。したがって、この場合、下から3番目のカラムのセルが優先的に出力される。下から3番目のセルを出力した後では、アドレス生成装置およびセル記憶装置の内容は、図32(b)のように変化する。
【0094】
次に、主力ポート1行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート1行きのセルは、1番下のユニットと下から2番目のカラムに記憶されている。1番下のユニットセルの優先クラスは、0であり、下から2番目のセルの優先クラスは、1である。したがって、この場合、下から2番目のユニットのセルが優先的に出力される。下から2番目のセルを出力した後では、アドレス生成装置およびセル記憶装置の内容は、図32(c)のように変化する。
【0095】
次に、出力ポート2行きのセルを出力する場合の動作について説明する。出力ポート1行きのセルは、1番下のカラムに記憶されている。1番下のユニットのセルの優先クラスは、0であるが、優先クラスが1であるセルが他に記憶されていないので、このセルが選択される。したがって、この場合、1番下のユニットのセルがし出力される。アドレス生成装置および記憶装置の内容は、図32(d)のように変化する。
【0096】
以上のような動作を実現するためのアドレス生成装置の構成を図33に示す。この装置は、優先情報レジスタPRRと宛先情報レジスタRTRとカラム制御装置CCUとアドレスポインタレジスタとで構成されるアドレス生成ユニットを複数接続したものと、検索回路と、各優先クラスに対応した検索回路から出力されるアドレスポインタの値(APO)から最も優先度の高いクラスの値を選択するためのセレクタと、各検索回路から出力されるFINDの値から優先度の最も高いクラスの値をデコードするデコーダとで構成されている。
【0097】
宛先情報レジスタおよびアドレスポインタレジスタの構成は、第1実施例で述べたものと同じ構成である。検索回路は第3変形例で述べた検索回路が使用できる。検索回路の個数は、優先クラスの個数と同じである。
【0098】
優先情報レジスタユニット60a…60kからなる優先情報レジスタの構成を図34に示す。優先情報レジスタは、図35に示される優先情報レジスタユニット60をK個並べたものである。Kは優先クラスを表示するのに必要なビット数である。優先クラスの個数をPとすると、Kはlog2 P以上必要である。優先情報レジスタは、図35に示すようにセレクタ63とフリップフロップ62で構成されている。セレクタ63は、セルに付加された優先情報を入力するための優先情報入力バスからの入力と隣接する優先情報レジスタからの優先情報の切り替えをカラム制御装置の指示によって行う。フリップフロップ62はそのユニットに記憶されているセルに該当する値が記憶されている。
【0099】
カラム制御装置の構成を図36に示す。このカラム制御装置は、優先クラスが0と1の2クラスの場合の例のものである。
図中において、COMPは、宛先情報レジスタに記憶されいてる宛先情報の中にROUTで示される出力すべき宛先があるかどうかを調べる比較器、EMPTYは、宛先情報レジスタに有意な情報が記憶されているかどうかを調べる有無判定器、SELは、セレクタであり、また、RSは、宛先情報レジスタの特定の1ビットに対しリセットを指示する信号、ENは、優先情報レジスタおよび宛先情報レジスタの書き込み許可信号、SLは、優先情報レジスタおよび宛先情報レジスタの入力切り替えを指示する信号、ROは、宛先情報レジスタの出力値、POは、優先情報レジスタの出力値、AEは、アドレスポインタレジスタの書き込み許可信号、S0は、優先クラス0に対応した検索回路の出力信号でこのユニットより下方のユニットに有意なセルが記憶されいることを示す信号、A0は、優先クラス0に対応した検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、S1は、優先クラス1に対応した検索回路の出力信号でこのユニットより下方のユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、A1は、優先クラス1に対応した検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、ROUTは、出力すべきセルの出力ポートを指示する信号、OMは、出力モードであることを示す信号、IMは、入力モードであることを示す信号、SMは、シフトモードであることを示す信号、POUTは、検索されたセルの中で、最も優先度の高い優先クラスを示す信号である。
【0100】
入力モードおよびシフトモード時の動作は、第1実施例および前記した変形例と同じなので省略する。ここでは、出力モード時の動作について説明する。
セルを出力する場合は、ROUTに出力する出力ポートの値が示される。各ユニットのカラム制御装置は、この値と各ユニットに記憶されている宛先情報レジスタの値を比較する。比較結果がEQによって示され、もし、そのカラムの宛先情報レジスタに、出力すべきポートの値のセルが記憶されていた場合はEQの値は、1(Hレベル)になる。この値がクラス0対応の検索回路の入力A0に入力される。このユニットに優先クラス1のセルが記憶されていた場合は、EQの値と優先クラスが1であることを示す信号の論理積が、クラス1対応の検索回路に入力A1に入力される。各クラスの検索結果は、それぞれ、S0,S1に示される。S0の値は、このユニットより下方のユニットに記憶されているセルの中で出力するポートに等しいセルがあることを示す。すなわち、S0の値が0(Lレベル)であるならば、このユニットより下方のユニットには、出力するポートに等しい宛先のセルがないことを示し、S0の値が1(Hレベル)であるならば、このユニットより下方のユニットに出力するポートに等しい宛先のセルがすでに存在することを示す。また、S1の値は、優先クラス1に対応した検索回路の出力で、優先クラス1のセルに対して、このユニットより下方のユニットに出力するポートに等しい宛先のセルがすでに存在することを示す。したがって、Aの値が1で、Sの値が0のときに、このユニットに記憶されているセルが出力されるセルである。
【0101】
また、POUTは、出力する出力ポートに一致したセルの中で最も優先度の高い優先クラスが示される。優先クラス0のユニットが検出されても、他に優先クラスの高いセルがあった場合には、そのユニットは選択されない。これは、POUTによって知ることができる。したがって、POUTによって示される値と同じ優先クラスの検索結果からの出力値によって出力されるセルが記憶されているユニットが選択される。この結果より、宛先情報レジスタの出力ポートに対応したビットがリセットされる。
【0102】
このような構成のアドレス生成装置を用いることで、優先制御機能を実現できる。
また、図37に、検索回路を優先クラスの個数+1個用いた場合のアドレス生成装置の例を示す。
【0103】
この例のアドレス生成装置は、各優先クラスの出力用の検索回路と、入力モードおよびシフトモード時の検索を行う検索回路を有している。
このアドレス生成装置に用いられるカラム制御装置の構成を図38に示す。
【0104】
図中において、COMPは、宛先情報レジスタに記憶されている宛先情報の中にROUTで示される出力すべき宛先があるかどうかを調べる比較器、EMPTYは、宛先情報レジスタに有意な情報が記憶されているかどうかを調べる有無判定器、SELは、セレクタ、DECは、優先情報の値を優先クラスごとにデコードするデコーダであり、また、RSは、宛先情報レジスタの特定の1ビットに対しリセットを指示する信号、ENは、優先情報レジスタおよび宛先情報レジスタの書き込み許可信号、SLは、優先情報レジスタおよび宛先情報レジスタの入力切り替えを指示する信号、ROは、宛先情報レジスタの出力値、POは、優先情報レジスタの出力値、AEは、アドレスポインタレジスタの書き込み許可信号、S0は、優先クラス0に対応した検索回路の出力信号でこのユニットより下方のユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、A0は、優先クラス0に対応した検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、S1は、優先クラス1に対応した検索回路の出力信号でこのユニットより下方のユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、A1は、優先クラス1に対応した検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、S2は、優先クラス2に対応した検索回路の出力信号でこのユニットより下方のユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、A2は優先クラス2に対応した検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、Sは、入力モードおよびシフトモード時に使用する検索回路の出力信号でこのカラムより下方のユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、Aは、入力モードおよびシフトモード時に使用する検索回路の入力信号でこのユニットに有意なセルが記憶されていることを示す信号、ROUTは、出力すべきセルの出力ポートを指示する信号、OMは、出力モードであることを示す信号、IMは、入力モードであることを示す信号、SMは、シフトモードであることを示す信号、POUTは、検索されたセルの中で、最も優先度の高い優先クラスを示す信号である。
【0105】
このカラム制御装置は、3クラスの優先クラスに対応した場合の例であるが、任意の数の優先クラスに対応させることは容易に実現できる。
次に、セルバッファがいっぱいになり、セルを廃棄しなければならない時の優先制御、すなわち、廃棄優先を行うためのアドレス生成措置の例を述べる。
【0106】
優先制御の方法の一つに、セルバッファ内のセル数にしきい値を定め、これを越えた場合に、低優先のセルを廃棄する方法がある。
この動作を実現するためのアドレス生成装置の構成を図39に、カラム制御装置の構成を図40に示す。この装置では、PROがHのときに優先的に廃棄されるものとする。DMは、セルの廃棄を行うモードを示す信号である。セル廃棄モード時には、PROがHであるものが検索される。この例の装置では、下(古いセル)から検索されるが、上(新しいセル)から検索を行う検索回路を用いることも可能である。下方から検索を行って最初に検索されたユニットの宛先情報は、消去され、アドレスポインタの値は、最上部のカラムに移動される。
【0107】
セル廃棄を指示する信号DMは、制御装置から送られるタイミング信号が、セル廃棄モードであり、しきい値を越えたときにHになる。
また、入力されたセルの優先情報の値を判断してから廃棄するセルの個数を決定することも可能である。
【0108】
さらに、このアドレス生成装置と図33、図37に示される装置と組み合わせることも可能である。
これらの構成のアドレス生成装置を用いることで、容易に優先制御機能を実現することが可能となる。
【0109】
以下に本発明の第2実施例を説明する。
図43は第2実施例の全体構成図である。セル交換装置は、入力されたセルを多重する多重装置1と、多重されたセルを記憶するセル記憶装置2と、多重されたセルを分離する分離装置3と、セル記憶装置2のアドレスを制御するアドレス制御装置4とで構成されている。
【0110】
アドレス制御装置4は、セル記憶装置2に記憶されたセルの読みだしアドレスおよび書き込みアドレスを生成するアドレス生成装置5と、アドレス生成装置5を制御する制御装置6とで構成されている。
【0111】
図43で示されるセル交換装置の動作について説明する。
入力ポートから入力されたセルは多重装置1によって多重される。このとき、セル付与された宛先情報をアドレス生成装置5へ転送する。アドレス生成装置5では、多重装置1から転送された宛先情報からセルの書き込みアドレスを生成し、セル記憶装置2へ転送する。セル記憶装置2では、多重装置1から転送された多重化されたセルをアドレス生成装置5で生成された書き込みアドレスに記憶する。
【0112】
セルを出力するときは、アドレス生成装置5は、読みだしアドレスを生成する。生成された読みだしアドレスは、セル記憶装置2へ転送される。セル記憶装置2では、アドレス生成装置5で生成された読みだしアドレスに記憶されていたセルを出力し、分離装置3へ転送する。分離装置3では、セル記憶装置2から転送された多重化されたセルを分離し、出力ポートへ出力する。
【0113】
アドレス生成装置5の構成を図45に示す。アドレス生成装置5は、宛先情報レジスタ101と、アドレスポインタレジスタ106と、滞留時間カウンタ102と、カラム制御装置103とで構成されるアドレス生成ユニット107を図43に示されるように接続したものである。
【0114】
アドレス生成装置5において、アドレス生成ユニット107の位置は、セルの到着順序を意味する。図45に示された例では、下方にあるものほど古いセルであることを意味している。すなわち、入力されたセルの宛先情報は、到着順にアドレス生成ユニット107の下から格納される。また、セルを出力することによって宛先情報に空き領域ができると、宛先情報レジスタ101、および、アドレスポインタレジスタ106が下方に向かってシフトしていくように接続されているので、下方にあるものほど古い情報であることを意味する。
【0115】
宛先情報レジスタ101は、宛先情報抽出装置から転送された宛先情報を記憶するレジスタである。
アドレスポインタレジスタ106は、セルの記憶されているアドレスを記憶するレジスタである。アドレスポインタレジスタ106の各々は、セル記憶装置2のアドレスに1対1に対応するように初期化されている。例えば、セルの記憶されるアドレスが0〜M−1であった場合、アドレスポインタレジスタ106の値は、図44の例のようにそれぞれが、0〜M−1に初期化されている。
【0116】
滞留時間カウンタ102はセル交換装置内に記憶されているセルの滞留時間を計数するためのカウンタである。
カラム制御装置103は、制御装置から転送される制御情報をもとに、宛先情報レジスタ101、アドレスポインタレジスタ106および滞留時間カウンタ102の制御を行うための装置である。
【0117】
アドレス生成装置5の動作について説明する。
セル記憶装置2は0,1,2…,M−1というアドレス空間を持つものとする。ここで、Mはセル記憶装置2に記憶できるセルの個数である。
【0118】
アドレス生成装置5およびセル記憶装置2が図44のように初期化されているものとする。
アドレス生成装置5には、宛先情報とアドレスポインタレジスタ106の値と滞留時間カウンタ102の値が対として記憶されており、セル記憶装置2には、セルが記憶される。図中で“−”は、内容が不定であることを意味する。
【0119】
初期状態では、セルは、不定であるのですべてに“−”が記述されている。
図の例では、アドレスポインタレジスタ106の値は、下方から順番に0,1,2,…M−1,というように順序よく記憶されている。初期値は、セル記憶装置2のアドレスとアドレスポインタレジスタ106の値が1対1に対応していれば順序関係は、どんなものでも良い。
【0120】
宛先情報は、セルが無いことを示す´Nu11´が記憶されている。
まず、書き込みアドレスを出力するときの動作について説明する。
セルがセル交換装置7に入力され、セルバッファへ書き込みを行うときは、アドレス生成装置5の空きである。(宛先情報の値が´Nu11´であるか、または、滞留時間カウンタ102の値が0である)ユニットの最下方のユニットに、セルに付加された宛先情報が記憶され、滞留時間カウンタ102の値が´1´にセットされ、そのユニットのアドレスポインタの値がセル記憶装置2に転送され、そのアドレスに入力されたセルが書き込まれる。
【0121】
例として、初期状態から、出力ポート0行きのAというセルが入力され、次に、出力ポート1行きのBというセルが入力され、その後、出力ポート0行きのCというセルが入力された場合の動作を説明する。
【0122】
まず、セルAが入力された場合の動作について説明する。
アドレス生成装置5には、´0´という宛先情報が転送される。アドレス生成装置5に送られた宛先情報は、宛先情報レジスタ101の下方から詰めて書き込まれる。初期状態では、宛先情報が1つも書き込まれていないので、入力された宛先情報は、最下方のカラムに記憶される。書き込まれたカラムのアドレスポインタレジスタ106の値がセルの書き込みアドレスになる。したがって、セルAは、アドレス0に記憶される。このとき、滞留時間カウンタ102の値が´1´にセットされる。宛先情報およびセルが書き込まれた後の状態を図46(a)に示す。
【0123】
次に、宛先情報として´1´という値を持つセルBが入力されたときの動作を説明する。
アドレス生成装置5には、´1´という値が転送され、宛先情報が空いているるユニットの最下方に記憶される。アドレス生成装置5には、すでに1つの宛先情報が書き込まれているので下から2つ目のユニットの宛先情報レジスタ´1´という値が書き込まれる。このとき、滞留時間カウンタ102の値が´1´にセットされる。Bというセルは、このユニットのアドレスポインタレジスタ106の値が示すアドレス、すなわち、アドレス1に書き込まれる。宛先情報およびセルが書き込まれた後の状態を図46(b)に示す。
【0124】
次に宛先情報として´0´という値を持つセルCが入力されたときの動作を説明する。
アドレス生成装置5には´0´という値が転送され、宛先情報が空いているユニットの最下方に記憶される。アドレス生成装置5には、すでに2つの宛先情報が書き込まれているので下から3つ目のユニットの宛先情報レジスタ101に´0´という値が書き込まれる。このとき、滞留時間カウンタ102の値が´1´にセットされる。Cというセルは、このカラムのアドレスポインタレジスタ106の値が示すアドレス、すなわち、アドレス2に書き込まれる。宛先情報およびセルが書き込まれた後の状態を図46(c)に示す。
【0125】
次に、読みだしアドレスを出力するときの動作を説明する。
セルをセルバッファから読みだし、セル交換装置から出力するときは、アドレス生成装置5から、宛先情報レジスタ101の内容が、出力する出力ポート番号と一致するカラムを下方から上方へ検索していき、最初に一致したカラムのアドレスポインタの値をセルバッファに転送し、そのアドレスに記憶されているセルを出力する。このとき、検索されたカラムの宛先情報の値は´Nu11´にリセットされ、滞留時間カウンタ102の値は´0´にリセットされる。
【0126】
例として、図46(c)の状態から出力ポート0湯のセルを出力し、出力ポート行きのセルを出力する場合の動作を説明する。セル出力のときは、出力ポートに向かうセルの中で、最も古いセルが出力される。アドレス生成装置5内では、古い宛先情報は、図中の下方から到着順に記憶されている。
【0127】
まず、出力ポート0行きのセルを出力する場合の動作について説明する。
出力ポート0行きのセルの中で最も古いセルは、最下ユニットに記憶されているセルである。したがって、最下ユニットのアドレスポインタの値0をセル記憶装置に転送する。セル記憶装置は送られてきたアドレス0に記憶されているセルAを出力する。
【0128】
検索されたユニットの宛先情報レジスタは、´Nu11´にリセットされる。また、同時に滞留時間カウンタ102の値は、´0´にリセットされる。アドレス生成装置5の内容は、図47(a)のように変更される。
【0129】
次に出力ポート1行きのセルを出力する場合の動作について説明する。
出力ポート0行きのセルを出力したので、アドレス生成装置5およびセル記憶装置2の内容は、図47(a)のようになっている。
【0130】
この状態から出力ポート1行きのセルを出力するときは、下方より上方に出力ポート1に対応したレジスタの値が1であるユニットを検索する。この場合、下から2番目のユニットが選択される。アドレス生成装置5からセル記憶装置2に対し、最下部のユニットのアドレスポインタの値すなわち1が転送される。セル記憶装置2ではアドレス1に記憶されているセルBが出力される。
【0131】
検索されたユニットの宛先情報レジスタ101は、´Nu11´にリセットされる。また、同時に滞留時間カウンタ102の値は、´0´にリセットされる。したがって、出力ポート1行きのセルを出力した後では、それぞれの内容は図47(b)のように変更される。
【0132】
次にシフト動作について説明する。
読みだし動作の後では、図47(b)のように途中に空きユニットが発生する。図47(b)では、下から1番目と下から2番目のユニットが空きである。シフト動作は、読みだし動作などによって生じた空きユニットを詰める動作である。
【0133】
シフト動作時は、空きユニットのアドレスポインタの値をバスを介して最上部のユニットに入力し、空きユニットより上のユニットの宛先情報レジスタの値、滞留時間カウンタ102の値、アドレスポインタレジスタ106の値を下へシフトする。
【0134】
例として図47(b)の状態から空きユニットを詰めるときの動作を説明する。
最初に、下から1番目のユニットを詰めるときの動作を説明する。
【0135】
シフト動作時は、下方から空きユニットを検索し、最初に発見された空きユニットのアドレスポインタの値をアドレスポインタ出力バスに出力する。またそのユニットより上にあるユニットの宛先情報、滞留時間カウンタ102、アドレスポインタレジスタ106の値は、それぞれ1段下のユニットへシフトされ、最上部のユニットへは、アドレスポインタ出力バスに出力されたアドレスポインタの値が入力される。したがって、図47(b)の場合、1番下のユニットが空きユニットであるので、1番下のユニットのアドレスポインタの値が最上部のユニットに入力され、2番目より上のユニットの宛先情報、滞留時間カウンタ102、アドレスポインタレジスタ106の値が1段下のユニットにシフトされ、図48(a)の状態になる。図48(a)の状態では、また、1番下のユニットが空きユニットであり、このユニットも詰められなければならない、このユニットが詰められた後では、図48(b)のように変化する。すなわち最下ユニットのアドレスポインタの値1が最上部のユニットに移され、2番目以上のユニットの値が1段下のユニットに移される。この動作を繰り返すことで、空きユニットがなくなり、バッファに記憶されているセルに対応する宛先情報、滞留時間カウンタ102、アドレスポインタレジスタ106値が下に詰められて記憶されるようになる。
【0136】
次に滞留時間カウンタ102のカウントアップ動作について説明する。空でないユニットの滞留時間カウンタ102の値は、セルが入力されると´1´にセットされる。その後は、周期的にカウンタの値を増加していく。例えば、1セルサイクルが終了する毎にカウンタの値を1づつ増加していく。
【0137】
例として、図49(a)に示されるような状態から次のセルサイクルで、出力ポート1行きのセルEが入力され、出力ポート1行きのセルが出力された場合の変化を図49(b)に示す。
【0138】
前のセルサイクルの終了時にカウンタの値はそれぞれ1づつインクリメントされている。図49(a)の下から2番目のユニットに記憶されていたセルは、出力され、図49(b)の下から4番目に新たに入力されたセルが記憶されている。 同様に、図49(b)の状態から次のセルサイクルで、出力ポート1行きのセルFが入力され、出力ポート0行きのセルが出力された場合の変化を図49(c)に示す。
【0139】
つまり、図49(a)の状態では、A,B,C,Dのセルが入力されており、次のセルサイクル(図49(b))でセルBが出力され、セルEが入力され次のセルサイクル(図49(c))で、セルAが出力され、セルFが入力されている。
【0140】
したがって、セルC、セルDは、3セルサイクルの間、セル交換装置に滞留しており、セルEは、2セルサイクルの間、滞留しており、セルFは、1セルサイクルの間、滞留している。
【0141】
次にセル廃棄動作について説明する。セル交換装置内に滞留している時間が定められた値より大きくなったとき、帯域の有効利用をするために、そのセルは、廃棄されなければならない。滞留時間の大きいセルを廃棄する動作がセル廃棄動作である。
【0142】
セル廃棄動作のときは、滞留時間カウンタ102の値と滞留時間の上限値との比較を行い、滞留時間カウンタ102の値が上限値より大きかった場合は、廃棄される。このとき、宛先情報レジスタの値は´Nu11´に、カウンタの値は´0´にリセットされる。このように廃棄されたユニットは、シフト動作時に詰められる。
【0143】
次に宛先情報レジスタの構成について説明する。
宛先情報レジスタユニット101a,101b…101Nからなる宛先情報レジスタ101の構成を図48に示す。宛先情報レジスタ101は、図51に示される宛先情報レジスタユニットをN個並べたものである。
【0144】
宛先情報レジスタユニットは図51に示されるように、セレクタ110とフリップフロップ111で構成されている。
図中において、SINは、シフト動作時の宛先情報入力、RINは、セル入力時の宛先情報入力、RSLは、RINとSINの切り替え信号、RTOは、フリップフロップ111の出力、RRSは、フリップフロップ111のリセット信号、RWEは、フリップフロップ111の書き込み許可信号である。
【0145】
セレクタ110は、カラム制御装置からの指示にしたがって、入力バスからの信号RINと隣接する宛先情報レジスタからの信号SIN切り替えを行う。フリップフロップ111は、カラム制御装置からの指示にしたがって、セレクタ110によって切り替えられた信号を記憶する。
【0146】
セル入力のときは、セレクタ110は、入力バスからの信号を出力するようにカラム制御装置に指示される。セル入力でないときは、セレクタ110は、SINを出力するように指示される。
【0147】
次にアドレスポインタレジスタ106の構成について説明する。
アドレスポインタレジスタ106の構成を図52に示す。アドレスポインタレジスタ106は、図52に示されるアドレスポインタレジスタユニット106a、106b…106LをL個並べたものである。
【0148】
アドレスポインタレジスタユニットは、アドレスの値を記憶するフリップフロップ112と、アドレスの値をアドレスポインタ出力バスへ出力する制御を行うトライステートバッファ113とで構成される。
【0149】
図中において、SINは、シフト動作時のアドレスポインタ入力、APOは、フリップフロップ112の出力、AOEは、バスヘの出力許可信号、AWEは、フリップフロップ112の書き込み許可信号である。
【0150】
フリップフロップ112への書き込みおよび、トライステートバッファ113の出力制御は、カラム制御装置によって行われる。
滞留時間カウンタ102、図54に示されるような構成を持つ。すなわち、滞留時間カウンタユニットCTRUをK個接続したものである。対流時間カウンタユニットは、図55に示されるセレクタ114とフリップフロップ115の構成を持つ。
【0151】
滞留時間カウンタユニットは図70の論理表を満たすように設計されている。すなわち、リセット信号RSが“H”の場合は、他の入力に依存せずにフリップフロップ115の出力値Qは、“L”にセットされ、RSが“L”で、かつ、ロード信号LDが“H”の場合は、データ入力DIの値がQにセットされ、RSとLDが“L”で、かつ、インクリメント信号ICが“H”の場合、フリップフロップ115に記憶された値の反転信号がセットされる。
【0152】
このような滞留時間カウンタユニットを図54のように接続するKビットの2進カウンタを構成することができる。
本実施例では、カウント動作とリセット動作とロード動作ができればどのような構成のカウンタを用いても良い。
【0153】
カウント動作とは、インクリメント信号がイネーブルになったときにカウンタの値を1増加する動作で、リセット動作は、リセット信号がイネーブルになったときにカウンタの値を0にリセットする動作で、ロード動作は、ロード信号がイネーブルになったときにデータ入力ADIの値をカウンタにセットする動作である。
【0154】
次にカラム制御装置103の構成を図56に示す。
カラム制御装置103の動作を説明する。
セル入力時は、該当するユニットより下方のユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていて、自ユニットに対応するアドレスにセルが記憶されていなかった場合、入力バスから宛先情報レジスタに宛先情報を書き込み、カウンタの値を“0”から“1”にインクリメントし、アドレスポインタレジスタの値をアドレスポインタ出力バスに出力する。
【0155】
セル入力時は、制御装置6から転送される出力すべき宛先情報の値と、宛先情報レジスタに記憶されている宛先情報の値を比較し、一致した場合で、且つ、該当するユニットより下方のユニットで検出されていない時にアドレスポインタレジスタに記憶されている値をアドレスポインタレジスタ出力バスに出力する。このとき、宛先情報レジスタ101および滞留時間カウンタ102の値は、それぞれ、“Null”、“0”にリセットされる。
【0156】
シフト動作時は、下方のユニットより、空きユニットであるユニットを検索し、検索された空きユニットのアドレスポインタの値をアドレスポインタ出力バスに出力し、同時に、そのユニットより上のユニットの値をそれぞれ、1段下のユニットにシフトし、最上段のユニットには、アドレスポインタ出力バスの値を入力する。
【0157】
カウントアップ動作時は、滞留時間カウンタ102の値を1増加する。
セル廃棄動作時は、滞留時間カウンタ102の値と、滞留時間の上限値との比較を行い、滞留時間カウンタ102の値が上限値より大きかった場合に、宛先情報レジスタ101および滞留時間カウンタ102の値をそれぞれ“Null”,“0”にリセットする。
【0158】
これらの動作を実現するためのカラム制御装置103の詳細な構成の例を図56に示す。
図中において、OMは、出力動作モードであることを示す信号、IMは、入力動作モードであることを示す信号、SMは、シフト動作モードであることを示す信号、CMは、カウントアップ動作モードであることを示す信号、DMは、セル廃棄動作モードであることを示す信号、ROUTは、出力する出力ポートの値、CDELは、滞留時間の上限の値、RTOは、宛先情報レジスタ101の値、CTOは、滞留時間カウンタ102の値、RWEは、宛先情報レジスタ101の書き込み許可信号、RSLは、宛先情報レジスタ101の入力切り替え信号、RRSは、宛先情報レジスタ101のリセット信号、AWEは、アドレスポインタレジスタ106の書き込み許可信号、AOEは、アドレスポインタレジスタ106の出力許可信号、CLDは、滞留時間カウンタ102のロード信号、CRSは、滞留時間カウンタ102のセット信号、CICは、滞留時間カウンタ102のインクリメント信号、FDIは、検索を行うときに、下方のユニットですでに検索されたことを示す信号、FDOは、検索を行う時に、そのユニットを含む下方ユニットですでに検索されたことを示す信号、EQは、宛先情報レジスタ101の値と出力する出力レポートの値が等しいことを示す信号、GEは、滞留時間カウンタ102の値が、滞留時間の上限値以上であることを示す信号である。また、COMPは、比較を行う回路、EMPTYは、宛先情報に記録されている内容が“Null”であることを検出する回路である。
【0159】
以上のような構成のアドレス生成装置5を用いることにより、滞留時間の大きいセル交換装置内で廃棄することができ、帯域の有効利用を行うことが可能となる。
【0160】
以下に第2実施例の第1変形例を説明する。
第1変形例では図57に示すように、ATM交換装置95a,95b,95c,95dを多段に接続した場合に、セルに滞留時間を記録する領域(以後、滞留時間フィールドと呼ぶ)を設け、各ATM交換装置95a,95b,95c,95dでは、セルに書き込まれた滞留時間と、各ATM交換装置95a,95b,95c,95dで計数された滞留時間を加算して、滞留時間フィールドに書き込み行うATM交換装置95について述べる。
【0161】
滞留時間フィールドに、ATM交換装置95で計数された滞留時間を加算するために、セル交換装置95の構成は、図58(a)、(b)のようになる。図58(a)に示されるATM交換装置は、セル記憶装置2と分離装置3の間に滞留時間加算装置50を付加したもので、図58に示されるATM交換装置は、分離装置3の出力に滞留時間加算装置50a…50nを付加したものである。
【0162】
このような構成のATM交換装置に使用されるアドレス生成装置5は、図59に示されるように、滞留時間カウンタ102の値を出力するための滞留時間出力バス127が設けられる。このバス127には、セル出力時に選択されたユニットの滞留時間カウンタ102の値が出力され、滞留時間加算装置へと転送される。滞留時間出力バスへの出力制御は、各ユニットの制御装置103によってなされる。また、滞留時間カウンタ102は、滞留時間カウンタ102の値を滞留時間出力バスへ出力するために、図60に示される構成をとる。滞留時間カウンタ102は、図60に示されるように、図61に示される滞留時間カウンタユニット(セレクタ130とフリップフロップ131から構成される)をK個接続したものである。滞留時間カウンタユニットは、図55に示される滞留時間カウンタユニットにバスへ出力するためのトライステートバッファを接続したものである。このような構成の滞留時間カウンタ102を制御するために、カラム制御装置103は図62の構成を取る。図中の記号は、第2実施例で説明した図56と同じであるが、COEが、追加されている。COEは、滞留時間カウンタ102の値を滞留時間出力バスへ出力するための出力許可信号である。
【0163】
滞留時間加算装置では、アドレス生成装置5から転送された滞留時間と、セル記憶装置あるいは分離装置から出力されたセルの滞留時間とフィールドの値を加算し、出力する。
【0164】
このような構成のATM交換装置を用いることで、各ATM交換装置での滞留時間の値を次々加算し、セル交換装置を多段に接続した場合でも、滞留時間の総和を計数することが可能となる。
【0165】
以下に第2実施例の第2変形例を説明する。第2変形例ではATM交換装置を多段に接続したときに、加算器を用いること無しに各ATM交換装置での滞留時間を加算する方法について述べる。
【0166】
この装置では、セル書き込まれた滞留時間フィールドは、多重化装置によって抜き出され、アドレス生成装置5へと転送される。
アドレス生成装置5では、多重装置から転送された滞留時間フィールドの値を滞留時間カウンタロードする。滞留時間カウンタ102は、この値を初期値として、セルサイクル毎にインクリメントしていく。したがって、滞留時間カウンタ102の値は、前のATM交換装置の滞留時間の値に、このATM交換装置での滞留時間を加えたものになる。この値をセルを出力するときに滞留時間フィールドに加えれば、滞留時間フィールドは、各ATM交換装置での滞留時間の総和になる。
【0167】
このような動作を実現するためのセル交換装置の構成は、図63に示したものとなる。すなわち、セル記憶装置2の出力または分離装置3の出力に、滞留時間フィールドを追記する追記装置51,51a…51nが付加される。
【0168】
アドレス生成装置5は、図64に示されるように、図59の装置に、滞留時間入力バスが付加される。また、滞留時間カウンタ102は、図65に示されるように、図67に示される滞留時間カウンタユニットを接続したものである。滞留時間カウンタユニットは、滞留時間入力バスからの入力と、1段上の滞留時間カウンタ102からの入力を切り替えるセレクタ151,152が付加されている。セレクタ151,152の切り替え制御は、図66に示されるカラム制御装置によって行われる。すなわち、セル入力時(IMがイネーブルのとき)は、セレクタを滞留時間入力バス側に切り替え、そのカラムが検索されたときに、滞留時間カウンタのロード信号をイネーブルにする。その他の動作は、第2実施例と同じである。図中の記号は、第1変形例で説明した図60と同じであるが、CSLが、追加されている。CSLは、カウンタの値をロードするときに、1段上の滞留時間カウンタの値と滞留時間入力バスの値とを切り替えるための切り替え制御信号である。
【0169】
このような構成のATM交換装置により、ATM交換装置を多段に接続した場合でも、各セル交換装置での滞留時間の総和を計算することが可能となる。
以下に第2実施例の第3変形例を説明する。
【0170】
第3変形例では、ATM交換装置に入力されるセルにあらかじめ、滞留時間の上限値を書き込んでおき、この値をセル交換装置でセルサイクルが増加する毎に1づつ減じ、この値が0になったら、そのセルを廃棄するセル交換装置について述べる。
【0171】
第2実施例及びその第1、第2の変形例では、各セルの滞留時間の上限は、共通であったが、低遅延が要求されるセルと、そうでないセルの両方がある。また、低遅延のセルでも、滞留時間の上限値は、いろいろな値を持つ可能性がある。第2実施例及びその第1、第2変形例では、この値がすべてのセルで共通であった。
【0172】
各セル毎に、遅延時間の上限値を設定できるようにするために図68に示すように、セル交換装置に入力される前に、セルの滞留時間フィールドに滞留時間の上限値を書き込む上限値書き込み装置161,162,163を設ける。
【0173】
上限値書き込み装置滞留時間上限値は、例えば、呼ごとに設定する、あるいは、セル交換装置164の状態に応じて設定するなどの方法がある。
セル交換装置164のアドレス生成装置5では、滞留時間フィールドの値を滞留時間カウンタにロードする。滞留時間フィールドには、滞留時間の上限値が書き込まれているので、滞留時間カウンタは、セルサイクルごとに滞留時間カウンタの値を1づつ減じていく。このように、カウントダウンしていき、滞留時間カウンタの値が0になったときに、対応するセルを消去する。
【0174】
このような構成により、各セルごとに最大滞留時間を設定することが可能となる。
以下に第4変形例を図69を用いて説明する。
【0175】
第2実施例及びその第1乃至第3変形例では、滞留時間の上限値に達したセルは、消去されていた。第4変形例では、滞留時間の上限値に達したセルを優先的に出力するためのセル交換装置について述べる。
【0176】
上限値に達したセルを優先的に出力するためには、各出力ポート行きのセルの中で、上限値に達したセルがあるかどうかを検索する。もし、上限値に達したセルがあった場合は、そのセルを出力する。上限値に達したセルがなかった場合は、各出力ポート行きのセルの中で最も古いセルを出力する。
【0177】
図中において、OMは、出力動作モードであることを示す信号、IMは、入力動作モードであることを信号、CMは、カウントアップ動作モードであることを示す信号、ROUTは、出力する出力ポートの値、RTOは、宛先情報レジスタの値、CTOは、滞留時間カウンタの値、RWEは、宛先情報レジスタの書き込み許可信号、RSLは、宛先情報レジスタの入力切り替え信号、RRSは、宛先情報レジスタのリセット信号、AWEは、アドレスポインタレジスタの書き込み信号、AOEは、アドレスポインタレジスタの出力許可信号、CLDは、滞留時間カウンタのロード信号、CRSは、滞留時間カウンタのリセット信号、CDCは、滞留時間カウンタのデクリメント信号、FDI1は、滞留時間カウンタの値が0で、かつ、出力するポート番号に一致したユニットが、このユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、FDO0は、滞留時間カウンタの値が0で、かつ、出力するポート番号に一致したユニットが、このユニット、または、このユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、FDI1は、出力するポーチ番号に一致したユニットが、このユニット、または、このユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、FDI2は、セル入力時に、空きユニットがこのユニットより下方のユニット検索されたことを示す信号、FDO2は、セル入力時に、空きユニットがこのユニット、または、このユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、FDI3は、シフト動作時に、空きユニットがこのユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、FDO3はユニット、シフト動作時に、空きユニットがこのユニット、または、このユニットより下方のユニットで検索されたことを示す信号、EQは、宛先情報レジスタの値と出力する出力ポートの値が等しいことを示す信号である。また、COMPは、比較を行う回路、EMPTYは、宛先情報に記憶されている内容が“Null”であることを検出する回路、DETOは、滞留時間カウンタの値が0であることを検出する回路である。
このような構成のカラム制御装置を用いることで、滞留時間カウンタ値により、優先的に出力する機能を持つセル交換装置を実現することが可能となる。
【0178】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、パケット交換装置において容易に同報機能を実現することが可能となる。
また、本発明によれば、パケット交換装置において容易にセル滞留時間を計算することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の全体構成を示す図である。
【図2】初期状態動作を示す図である。
【図3】アドレス管理装置の構成を示す図である。
【図4】書き込み動作の例を示す図である。
【図5】読みだし動作の例を示す図である。
【図6】宛先情報レジスタの構成を示す図である。
【図7】宛先情報レジスタユニットの構成を示す図である。
【図8】アドレスポインタレジスタの構成を示す図である。
【図9】アドレスポインタレジスタユニットの構成を示す図である。
【図10】カラム制御装置の構成を示す図である。
【図11】カラム制御装置により詳細な構成を示す図である。
【図12】シフト動作モードを説明するための図である。
【図13】シフト動作モードを実現するためのカラム制御装置の構成を示す図である。
【図14】シーケンシャルな検索回路を示す図である。
【図15】ツリー状の論理和回路を示す図である。
【図16】ツリー状の検索回路を示す図である。
【図17】ツリー状の検索回路の基本要素を示す図である。
【図18】出力バスアクセス回路を示す図である。
【図19】階層的なバス出力回路を示す図である。
【図20】階層的な検索回路とバス出力回路を用いたアドレス生成装置の構成を示す図である。
【図21】トランクグループ機能の実現例を示す図である。
【図22】トランクグループ動作の説明を示す図である。
【図23】トランクグループ時のアドレス生成装置の動作を示す図である。
【図24】トランクグループ動作を実現するためのアドレス生成ユニットの構成を示す図である。
【図25】比較器の構成(トランクグループ機能なしの場合)を示す図である。
【図26】比較器の構成(トランクグループ機能ありの場合)を示す図である。
【図27】デコーダの構成(トランクグループ機能なしの場合)を示す図である。
【図28】デコーダの構成(トランクグループ機能ありの場合)を示す図である。
【図29】並列検索を行うためのアドレス生成装置の構成を示す図である。
【図30】並列検索を行うための宛先情報レジスタユニットの構成を示す図である。
【図31】並列検索を行うためのカラム制御装置の構成を示す図である。
【図32】優先制御機能の動作の説明を示す図である。
【図33】優先制御機能を実現するためのアドレス生成装置の構成1を示す図である。
【図34】優先制御機能を実現するための優先制御レジスタの構成を示す図である。
【図35】優先制御機能を実現するための優先制御レジスタユニットの構成を示す図である。
【図36】優先制御機能を実現するためのカラム制御装置の構成1を示す図である。
【図37】優先制御機能を実現するためのアドレス生成装置の構成2を示す図である。
【図38】優先制御機能を実現するためのカラム制御装置の構成2を示す図である。
【図39】優先制御機能を実現するためのアドレス生成装置の構成3を示す図である。
【図40】優先制御機能を実現するためのカラム制御装置の構成3を示す図である。
【図41】従来例を示す図である。
【図42】従来例で用いられるアドレス制御方法を説明するための図である。
【図43】第2実施例の全体構成を示す図である。
【図44】初期状態動作を示す図である。
【図45】アドレス管理装置の構成を示す図である。
【図46】書き込み動作の例を示す図である。
【図47】読みだし動作の例を示す図である。
【図48】シフト動作モードを説明するための図である。
【図49】カウントアップ動作の例を示す図である。
【図50】宛先情報レジスタの構成を示す図である。
【図51】宛先情報レジスタユニットの構成を示す図である。
【図52】アドレスポインタレジスタの構成を示す図である。
【図53】アドレスポインタレジスタユニットの構成を示す図である。
【図54】滞留時間カウンタの構成を示す図である。
【図55】滞留時間カウンタユニットの構成を示す図である。
【図56】カラム制御装置の構成を示す図である。
【図57】セル交換装置を多段に接続した構成図である。
【図58】滞留時間加算機能のあるセル交換装置の構成図である。
【図59】滞留時間出力機能のあるアドレス生成装置の構成図である。
【図60】滞留時間出力機能のある滞留時間カウンタの構成図である。
【図61】滞留時間出力機能のある滞留時間カウンタユニットの構成図である。
【図62】滞留時間出力機能のあるカラム制御装置の構成図である。
【図63】滞留時間入出力機能のあるセル交換装置の構成図である。
【図64】滞留時間入出力機能のあるアドレス生成装置の構成図である。
【図65】滞留時間入出力機能のある滞留時間カウンタの構成図である。
【図66】滞留時間入出力機能のあるカラム制御装置の構成図である。
【図67】滞留時間入出力機能のある滞留時間カウンタユニットの構成図である。
【図68】セルごとに滞留時間の上限値を設定するためのセル交換装置の構成図である。
【図69】滞留時間カウンタの値により優先的に出力するためのカラム制御装置の構成図である。
【図70】論理構成を示す図である。
【図71】従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
MUX…多重装置
CB…セル記憶装置
DMUX…分離装置
AGEN…アドレス生成装置
ACNT…アドレス制御装置
10…宛先情報入力バス
11…宛先情報レジスタ
12…カラム制御装置
13…制御バス
14…アドレスポインタレジスタ
15…アドレス生成ユニット
16…アドレスポインタ出力バス。
Claims (8)
- 異なる複数の入力ポートから入力された宛先情報を付加した情報データで構成されるパケットそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、
前記各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、
前記各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、前記各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する少なくとも情報データが記憶された前記記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するために設けられた複数のアドレス情報記憶手段と、
宛先情報が入力された順に前記各宛先情報記憶手段を検索して、特定の出力ポートに対応する宛先情報を記憶している前記宛先情報記憶手段に対応する前記アドレス情報記憶手段に記憶された前記アドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された前記記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを前記特定の出力ポートに出力するように制御すると共に、前記特定の出力ポートに出力した少なくとも情報データに対応する前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶された前記宛先情報手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の内、少なくとも前記アドレス情報記憶手段には前記読み出されたアドレス情報を記憶させるように制御する制御手段と、
から構成されたことを特徴とする異なる出力ポート向けのパケットを蓄積して交換処理させるパケット交換装置。 - 請求項1記載のパケット交換装置は、更に前記各宛先情報記憶手段及び各アドレス情報記憶手段に対応して前記各宛先情報記憶手段に前記宛先情報が記憶されてからの時間をカウントするために複数の滞留時間カウンタを備え、前記制御手段は、更に予め定められた時間情報と前記各滞留時間カウンタの値とを比較して、予め定められた時間情報より前記各滞留時間カウンタの値の方が大きい時に、この滞留時間カウンタに対応する宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段以降に記憶されている宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段に前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御することを特徴とする請求項1記載のパケット交換装置。
- 宛先情報を付加した情報データで構成されるそれぞれのパケットを入力するための複数の入力ポートと、
少なくとも前記情報データを出力すための出力ポートと、前記複数の入力ポートから入力された前記各パケットを多重化する多重化手段と、
前記多重化手段で多重化された前記各パケットから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、
前記各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、
前記各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、前記各宛先情報記憶手段に記憶されている前記宛先情報に対応する少なくとも情報データが記憶された前記記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段と、
前記宛先情報が入力された順に前記各宛先情報記憶手段を検索して、特定の前記出力ポートに対応する前記宛先情報を記憶している前記宛先情報記憶手段に対応する前記アドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された前記記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すように制御すると共に、前記特定の出力ポートに出力した少なくとも情報データに対応する前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶された前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段に前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御する制御手段と、前記制御手段で読み出された前記特定の出力ポート宛の少なくとも情報データを前記特定の出力ポート宛に分離して出力するための分離手段と、
から構成されたことを特徴とする異なる出力ポート向けのパケットを蓄積して交換処理するパケット交換装置。 - 宛先情報をそれぞれに付加した複数の情報データそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、
前記各情報データから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、
前記各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、前記各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する情報データが記憶された前記記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段と、
宛先情報が入力された順に前記各宛先情報記憶手段を検索して、特定の宛先情報を記憶している前記宛先情報記憶手段に対応する前記アドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出し、このアドレス情報によって示された前記記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すように制御すると共に、前記読み出された少なくとも情報データに対応する前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶されている前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容順次次の前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトさせた結果、空状態となった前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の内アドレス情報記憶手段には前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御する制御手段と、
から構成されたことを特徴とするバッファ装置。 - 異なる複数の入力ポートから入力された宛先情報を付加した情報データで構成されるパケットそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、前記各パケットから得られる宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、前記各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、前記各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する情報データが記憶された前記記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス記憶手段と、前記記憶手段から読み出された少なくとも情報データを出力するための複数の出力ポートから構成されたパケット交換装置であって、
(a) 前記宛先情報が入力された順に前記各宛先情報記憶手段を検索するステップと、
(b) 特定の前記出力ポートに対応する宛先情報を記憶している前記宛先情報記憶手段に対応する前記アドレス情報記憶手段に記憶された前記アドレス情報を読み出すステップと、
(c) 前記読み出されたアドレス情報によって示された前記記憶手段の記憶領域に記憶されている前記少なくとも情報データを読み出すステップと、
(d) 前記特定の出力ポートに出力した前記少なくとも情報データに対応する前記宛先情報記憶手段及びアドレス記憶手段より以降に記憶されている前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトするステップと、
(e) 前記シフトするステップを実行した結果、空状態となった前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス情報記憶手段に前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御するステップと、
から構成されたことを特徴とするパケット交換装置の情報データ記憶管理制御方法。 - 宛先情報をそれぞれに付加した情報データそれぞれから得られる少なくとも情報データを記憶するための記憶手段と、前記各情報データに付加された宛先情報それぞれを入力された順に記憶するために接続された複数の宛先情報記憶手段と、前記各宛先情報記憶手段それぞれに対応して設けられ、前記各宛先情報記憶手段に記憶されている宛先情報に対応する情報データが記憶された前記記憶手段の記憶領域を示すアドレス情報を記憶するための複数のアドレス情報記憶手段とで構成されたバッファ装置であって、
(a) 前記宛先情報が入力された順に前記各宛先情報記憶手段を検索するステップと、
(b) 特定の宛先情報を記憶している宛先情報記憶手段に対応するアドレス情報記憶手段に記憶されたアドレス情報を読み出すステップと、
(c) このアドレス情報によって示された前記記憶手段の記憶領域に記憶されている少なくとも情報データを読み出すステップと、
(d) 前記読み出すステップで読み出された少なくとも情報データに対応する前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段より以降に記憶されている前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段の記憶内容を順次次の前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段にシフトするステップと、
(e) 前記シフトするステップを実行した結果、空状態となった前記宛先情報記憶手段及びアドレス情報記憶手段のアドレス記憶手段に前記読み出されたアドレス情報を記憶するように制御するステップと、
から構成されたことを特徴とするバッファ装置のバッファ制御方法。 - 前記宛先情報を付加した情報データで構成されるパケットは、固定長のパケットであることを特徴とする、請求項1または請求項3に記載のパケット交換装置
- 前記宛先情報記憶手段は、各出力ポート宛ての宛先情報を記憶するために少なくとも前記出力ポート数分のビット情報が記憶できるビット情報記憶領域を有するように構成され、更に前記制御手段は、特定の出力ポートに出力しようとするとき少なくとも出力ポート数分の前記ビット情報を比較し、前記宛先情報記憶手段に記憶された前記特定の出力ポートに相当するビット情報を持つ前記宛先情報記憶手段に記憶された少なくとも情報データを選択するように構成された、請求項1または請求項3に記載のパケット交換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22404894A JP3558695B2 (ja) | 1993-12-28 | 1994-08-26 | パケット交換装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35105793 | 1993-12-28 | ||
JP5-351057 | 1993-12-28 | ||
JP22404894A JP3558695B2 (ja) | 1993-12-28 | 1994-08-26 | パケット交換装置 |
Publications (2)
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