JP3670131B2 - 競合制御回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号処理の競合制御回路に関する。具体的には、ＡＴＭ網においてセルの送出タイミングをコネクション毎に制御する場合、あるいはセルの転送されるレートをコネクション毎に監視する場合、これらの処理を効率的に行うことのできる競合制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なＡＴＭ網においては、複数のコネクションが並列に動作している。各々のコネクションはセルの伝送レートやセルの送出タイミングが異なっており、従ってセルについての処理を行うタイミングが同時多発的に発生する。
【０００３】
しかしＡＴＭ伝送では、一般にセル処理の頻度はレートに比例する。従って、ある物理的な伝送路上のコネクションのみを考える限り、コネクションの数とは無関係に、セル処理の発生する頻度は有限である。このことから、複数のコネクションの処理をうまく多重化すれば、１セル送出タイミングに１コネクションの処理を行えば足りる。
【０００４】
このように、複数のコネクションを考慮した上でセル処理を多重化する技術は、たとえば特開平７-３２７０３３号公報、また特開平９ー１３９７４１号公報に開示されている。これらは、セルの処理タイミングをタイムテーブルへ登録し、そのタイムテーブルを参照しながらセルの処理を行うものである。
【０００５】
また、ラウンドロビンによる優先順位持ち回りにより、多重化を行う方法も知られている。この方法では、レートの高いものの優先度が下がる。処理の待ち時間はレートの高低には依存しないが、レートの高いコネクションほど、処理待ちによってスループットの低下する割合が大きい。また、レートの高いコネクションの”影”になったものも、優先度が下がる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法では、レートの高いコネクションが常に優先度が低くなる。したがって同時に動作するコネクション数が増加し、レートの低いコネクションが多数存在するようになると、これら多数のコネクションと混在して送出されるレートの高いコネクションのスループットを実現することが困難になる。
【０００７】
よってこの発明は、ＡＴＭ網において、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、各種の処理を効率的に行うことのできる競合制御回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する前記処理要求を検出する管理手段と、管理手段に接続され、処理要求の各々について、コネクションのレートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、コネクションに関する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、コネクションのレートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する処理要求を検出する管理手段と、管理手段に接続され、処理要求の各々について、レートの値を所定の段階に分けておき、コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、コネクションに関する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、最小レートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、この発明は、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、レートの総和を所定の段階に分けておき、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和が含まれる段階の最小のレートの総和をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、最小のレートの総和を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、待ち行列に登録されているコネクション数を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、コネクションのレートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、レートの値を所定の段階に分けておき、コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態である競合制御回路を、複数のＡＴＭコネクションが存在する伝送路の処理を行う場合について説明する。すなわち、各コネクションについての処理要求が独立に発生する場合に、それらの処理要求の競合制御を行う制御回路に適用するものである。
【００１２】
まず、図１を用いて、この発明の競合制御回路の概要を説明する。図１に示すように、ＡＴＭ伝送においては物理的な伝送路１０を想定することができる。そして伝送路１０に、複数のコネクション１〜Ｎが設定されていると考えることができる。これらのコネクションは、個々の通信の開始に際して、送信ノードから受信ノードまでの間に設定されるものとして理解されうる。
【００１３】
この発明の競合制御回路は、そのような物理的な伝送路中に設けられ、コネクションに関して処理を行う処理回路に設けられているものである。すなわち、各コネクションに関して発生する処理要求の中から優先度の高いものを選出して、選出した処理要求を処理回路に送るものである。
【００１４】
なお、ここで言う処理とは、たとえば、そのコネクションに関する各種パラメータの登録や更新と言った処理である。あるいは、処理装置２０がセルのシェーピングを行うものであれば、セル転送処理である。この他にも、ＡＴＭ伝送を行うについて必要となる種々の処理が考えられる。この発明は、処理要求をコネクション毎に、あるいは、一旦待ち行列に登録して、その待ち行列毎に、処理要求を受け付ける管理手段を割り当てる。
【００１５】
すなわち伝送路１０の途中には、各コネクションに関する処理を行う処理装置２０が配置されている。この発明の競合制御回路は、この処理装置２０内に設けられている。各コネクションは、処理装置２０に入力されると、まず管理手段２１に接続される。管理手段２１は、コネクションに関する処理要求が発生したことを検出すると、この処理要求を競合制御手段２２に通知する。
【００１６】
競合制御手段２２は、優先度計数手段２３と、優先度比較手段２４とを有する。管理手段２１から通知された処理要求は、まず優先度計数手段２３に入力される。この優先度計数手段２３は、所定の手続に基づき、通知されてきた処理要求についての優先度を算出する。そして、算出した優先度を優先度比較手段２４に通知する。
【００１７】
優先度比較手段２４は、通知されてきた処理要求を、優先度の高い順にソートする。そして、処理装置２０が１処理サイクルに処理可能な分の処理要求を優先度の高い順に選び、この処理要求を競合に勝ったものとして選出する。選出された処理要求は処理手段２５に送られ、所定の処理が行われる。
【００１８】
以下、この発明のそれぞれの実施形態について概略を説明する。第１の実施形態は、コネクションに対応する優先度を、そのコネクションの伝送レートに基づいて算出するものである。第２の実施形態は、コネクションに対応する優先度を、そのコネクションの伝送レートに加え、優先度の更新頻度も考慮して算出するものである。
【００１９】
第３の実施形態より第７の実施形態までは、各コネクションを、あらかじめ設定された複数の待ち行列に登録する。競合制御は、直接的にはこれらの待ち行列相互間で行われる。各コネクションは、待ち行列へ登録される時、また待ち行列内で順次、間接的に優先制御がなされていることになる。第３、および第４の実施形態では、それぞれの待ち行列を、コネクションの優先度の更新頻度に対応させて設ける。第５、第６、および第７の実施形態では、それぞれの待ち行列を、システムの扱うレートに対応させて設ける。
【００２０】
第３の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションのレートの和と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。第４の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。これら両実施形態とも、待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。
【００２１】
第５の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、所定の重みとに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。そして目的とする処理の１サイクル毎に優先度を更新する。第６の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に固有に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。また、およそ待ち行列の扱うレートに比例したタイミングで優先度を更新する。
【００２２】
第７の実施形態は、それぞれの優先度の算出タイミングを指示するため、優先度更新制御手段を設けたものである。
【００２３】
（１）第１の実施形態の説明
以下、この発明の第１の実施形態について、図２を参照しながら説明する。第１の実施形態では、管理手段２１は、複数のコネクション管理手段３１〜３ｎを有する。コネクション管理手段は、伝送路に設定されるコネクションと同数が設定される。そして図２に示す通り、各コネクションは、コネクション管理手段３１〜３ｎに１対１に接続される。ここで、各コネクションについての処理要求は、独立に発生するものとする。
【００２４】
優先度計数手段２３は、複数の計数手段２３１〜２３ｎを有する。優先度計数手段２３１〜２３ｎは、コネクション管理手段３１〜３ｎと１対１に接続されている。また、それぞれの計数手段２３１〜２３ｎは、優先度比較手段２４に接続されている。
【００２５】
この実施形態においては、処理要求の優先度は、そのコネクションの伝送レートに基づいて算出される。以下、各コネクションについて発生した処理要求がどのように扱われるかを説明する。
【００２６】
まず、コネクションの初期設定時、またコネクションについてリセットが行われた時には、そのコネクションについて発生した処理要求の優先度は０に設定される。その後、コネクションについて処理要求が発生すると、そのコネクションを管理するコネクション管理手段３１〜３ｎのいずれかが、その処理要求を検出する。コネクション管理手段は、この処理要求を優先度計数手段２３に通知する。コネクション管理手段は、たとえば一般的なＦＩＦＯメモリを用いて構成することができる。
【００２７】
優先度計数手段２３は、この通知を受けて、その処理要求に関する優先度を算出する。具体的には、優先度計数手段２３は、まずそのコネクションのレートに応じた加算値を計算する。そして、計算して得た加算値を優先度に加算する。このようにして、新たな優先度が算出される。
【００２８】
ここでレートとは、たとえばコネクションの伝送レートや、そのコネクションのパラメータの更新頻度である。すなわち、そのコネクションに関する処理要求の発生頻度である。ある単位時間内に発生する処理要求の数が多いコネクションは、それに応じて高いレートが設定される。レートは、コネクションが設定される時に、そのコネクションの性質に応じて決定される。
【００２９】
以下、レートの設定の例について説明する。例えば、そのシステムにおける最小の処理サイクルを単位時間としたとき、ある複数の単位時間に相当する基準時間を設定する。その際、その基準時間内においては最小でも１回の処理要求が発生するように設定する。そして、その基準時間内に発生する処理要求の数を、そのコネクションのレートとして設定することが考えられる。たとえば、ある基準時間内に発生する処理要求の数が４０回のコネクションがあるとすれば、そのコネクションのレートは”４０”である。同様、ある単位時間内に発生する処理要求が２５６回のコネクションは、レートは”２５６”である。
【００３０】
レートの設定の他の例としては、そのシステムの最小の処理サイクルと、処理要求の発生頻度との比から設定することが考えられる。仮に、クロック周波数１００ＭＨｚで動作するシステムがあるとすれば、そのシステムの最小の処理サイクルは１０ｐｓｅｃである。この最小の処理サイクル毎に処理要求が発生するコネクションのレートを、たとえば”１０２４”と規定する。そうすると、最小の処理サイクルの２回に１回（すなわち２０ｐｓｅｃ毎に）処理要求が発生するコネクションのレートは”５１２”となる。同様、最小の処理サイクルの８回に１回（すなわち８０ｐｓｅｃ毎に）処理要求が発生するコネクションのレートは”１２８”となる。
【００３１】
優先度計数手段２３は、コネクションのレートが高いほど、優先度の加算値を大きく設定する。すなわち、優先度の加算値は、レートに比例した値となる。具体的な加算値としては、レートの値をそのまま優先度に加算してもよい。あるいは、図３に示すように、レートをいくつかの段階に分けて、優先度への加算値を計算するようにしてもよい。
【００３２】
優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００３３】
優先度比較手段２４は、処理要求が発生したコネクションに関して、通知されてきた処理要求を優先度の高い順にソートする。そして、処理要求を優先度の高い順に、次段の処理手段２５が１処理サイクルに実行可能な数だけ選出する。ここで選出された処理要求は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、次段の処理手段２５に送られる。
【００３４】
優先度比較手段２４は、それぞれの処理要求について、競合に勝ったか否かを優先度計数手段２３にフィードバックする。優先度計数手段２３は、このフィードバックを受け、そのコネクションの処理要求が競合に勝ったか否かを知る。あるコネクションの処理要求が競合に勝った場合には、そのコネクションはリセットされる。この結果、そのコネクションの優先度は、再度０に設定される。一方、競合に負けた処理要求については、優先度が新たに算出される。すなわち、優先度計数手段２３において、前述したと同様に加算値が計算され、優先度に加算される。
【００３５】
以上のように、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。仮に競合の結果負けたとしても、新たに算出される優先度は、レートに比例して増分値も大きい。このため、次の競合制御の際にはそれだけ競合に勝つ可能性が大きくなる。
【００３６】
このように優先度がレートに比例しているため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートを有するコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。
【００３７】
（２）第２の実施形態の説明
次に、第２の実施形態について説明する。この実施形態は、第１の実施形態と概略は同様であり、各コネクションの処理要求について優先度の算出方法が異なる。また、競合制御を行うタイミングが異なる。以下、図２を用いて詳しく説明する。
【００３８】
第２の実施形態においては、コネクションが設定された時に、そのコネクションのレートと共に、そのコネクションについての優先度の更新頻度が定められる。ここで優先度の更新頻度とは、ある基準時間内に、処理要求の優先度の更新を行う回数と考えることができる。優先度の更新頻度は、そのコネクションに要求される精度によって定められる。複数のコネクション間で、レートが同じでも、優先度の更新頻度が異なる場合がある。
【００３９】
まず、コネクションの初期設定時、またコネクションについてリセットが行われた時には、そのコネクションについて発生した処理要求の優先度は０に設定される。その後、コネクションについて発生した処理要求は優先度計数手段２３に通知される。
【００４０】
優先度計数手段２３は、まずは第１の実施形態におけると同様、コネクションの伝送レートに基づいた値を計算する。そして、その値を更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち第２の実施形態における優先度の加算値は、そのコネクションのレートに比例し、優先度の更新頻度に反比例する。
【００４１】
加算値の求め方としては、コネクションのレートそのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、レートをいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにした場合は、この実施形態における優先度への加算値は、図４に示すような値となる。
【００４２】
優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。この第２の実施形態においては、コネクションについて処理要求が発生するだけでは、競合制御は行わない。コネクションについて処理要求が発生し、かつ、そのコネクションに関して優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に、競合制御を行う。
【００４３】
その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００４４】
以上、第１の実施形態におけると同様、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。一方で、優先度の更新頻度に応じて優先度の加算値を除算しているため、優先度の更新頻度が低いコネクションの処理要求は、それだけ競合に勝つ可能性が大きい。これは言い換えれば、頻繁に発生する処理要求と、まれにしか発生しない処理要求とでは、後者を優先的に処理できる可能性が高くなるということである。
【００４５】
以上のように第２の実施例は、第１の実施形態と同様、優先度の加算値がレートと比例している。このため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートを有するコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。さらに、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。
【００４６】
（３）第３の実施形態の説明
以下、この発明の第３の実施形態について、図１および図５を参照しながら説明する。第３の実施例においては、コネクションに関する優先度の更新頻度をあらかじめ何段階か設定し、これに対応した待ち行列を設定しておく。そして待ち行列単位に競合制御を行うものである。すなわち、各コネクションが直接に管理手段に接続されるのではなく、各コネクションは一旦待ち行列に登録される。そして、この待ち行列が管理手段に接続される。
【００４７】
第３の実施形態の競合制御回路は、複数の待ち行列４２１〜４２ｎを有する。そして競合制御回路はさらに、管理手段として複数の待ち行列管理手段５１〜５ｎを有する。待ち行列４２１〜４２ｎと、待ち行列管理手段５１〜５ｎとは、１対１に接続されている。各コネクションは、まず待ち行列登録手段４１に接続される。
【００４８】
それぞれの待ち行列は、一定の時間間隔毎に内部にステップが区切られている。待ち行列登録手段４１は、コネクションが設定されると、そのコネクションに関する優先度の更新頻度に応じて、そのコネクションを登録すべき待ち行列を選定する。さらに、その待ち行列のどのステップにコネクションを登録するかを判断する。こうして、設定されたコネクションは、処理されるタイミングまでの時間間隔に応じて、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。
【００４９】
それぞれの待ち行列管理手段５１〜５ｎは、待ち行列に登録されたコネクションについての処理を実行すべきタイミングまでの時間を測定している。この測定は、所定の時間間隔で待ち行列を更新することにより行っている。処理要求を待ち行列に登録し、更新していく詳細な方法については、本願と同じ出願人にかかる特願平９ー１３０５に一例が示されている。以下、待ち行列の更新に関して説明する。
【００５０】
設定されたコネクションは、前述した通り、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。待ち行列管理手段は、所定の時間間隔で、待ち行列に登録されているコネクションの処理を実行するまでの時間を再計算し、この結果に応じてこのコネクションを新たに適切なステップに登録し直す。この操作を繰り返し、コネクションが最終的にその待ち行列のトップ（処理待ちステップ）に移動する。コネクションが処理待ちステップに移動すると、そのコネクションは処理要求を送出する。コネクションから送出された処理要求は、待ち行列管理手段を介して優先度比較手段２４に送られる。
【００５１】
すなわち第３の実施形態を概念的に言うなら、以下の通りである。優先度比較手段２４は、直接的には待ち行列から送出された処理要求について、待ち行列相互間で競合制御を行う。各コネクションは、待ち行列へ登録される時、また待ち行列内でステップを更新されていく時に、間接的に優先制御がなされていることになる。以下、各待ち行列について発生した処理要求がどのように扱われるかを説明する。
【００５２】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションのレートの和、および、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００５３】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を計算する。次にこの値を、待ち行列の優先度の更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち、この実施形態における優先度の加算値は、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和に比例し、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。
【００５４】
加算値の求め方としては、コネクションのレートの和そのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、レートの和をいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにしても良い（図４参照）。
【００５５】
このように優先度への加算値は、第２の実施形態におけると同様にして計算すればよい。第２の実施形態ではコネクション毎に優先度への加算値を計算していたのに対して、第３の実施形態では待ち行列毎に優先度への加算値を計算するのが異なる。優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００５６】
この第３の実施形態においては、処理要求を送出した待ち行列について、その待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に、競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は、第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００５７】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００５８】
以上のように第３の実施形態では、コネクションを一旦待ち行列に登録し、この待ち行列単位に競合制御を行うようにした。そして、それら待ち行列毎に優先度の更新頻度を定めた。待ち行列相互間の競合制御は、第２の実施形態におけると同様、優先度への加算値をレートに比例し、更新頻度に反比例するものとして計算している。
【００５９】
よって、第２の実施形態と同様、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。また、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。これらに加えて、コネクション数が増大するのに対して、コネクションのタイプに応じて更新頻度の異なる複数の待ち行列にコネクションを割り当てた際に、不均衡が発生しにくい競合制御が行えるという効果を有する。
【００６０】
（４）第４の実施形態の説明
以下、この発明の第４の実施形態について、図１および図５を参照しながら説明する。この第４の実施形態は、第３の実施形態と概略は同様であり、各待ち行列の処理要求について優先度の算出方法が異なる。よって、優先度の算出方法を主に説明する。
【００６１】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００６２】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションのレートの数を求める。そして、この値を待ち行列の更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち、この実施形態における優先度の加算値は、待ち行列に登録されているコネクションの数に比例し、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。
【００６３】
加算値の求め方としては、登録されているコネクションの数そのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、コネクションの数をいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにしても良い。
【００６４】
このように、優先度への加算値は、待ち行列に登録されているコネクションの数に比例する。そして、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００６５】
こうして優先度が算出され、これが優先度比較手段２４に通知された後の動作については第３の実施例と同様であり、詳しい説明は省略する。
【００６６】
以上のように第４の実施形態でも、第３の実施形態におけると同様、優先度の更新頻度を自由に設定できる。よって必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。また、コネクション数が増大するのに対して、コネクションのタイプに応じて更新頻度の異なる複数の待ち行列にコネクションを割り当てた際に、不均衡が発生しにくい競合制御が行える。
【００６７】
ここで、優先度の更新頻度が優先度と比例していると仮定できる場合には、処理待ちコネクションのレートの和をとる代わりに、それら処理待ちコネクションの数を設定・加算するようにする。こうすると、性能を維持したままで、処理の簡略化が図れる。
【００６８】
（５）第５の実施形態の説明
以下、この発明の第５の実施形態について、図１および図６を参照しながら説明する。第５の実施例においては、システムの扱うレートをあらかじめいくつかの範囲に分ける。そして、それぞれのレート範囲毎に待ち行列を設定する。
【００６９】
すなわち第５の実施形態の競合制御回路は、システムの扱うレートをあらかじめいくつかの範囲に分け、これに対応する複数のレート別待ち行列６２１〜６２ｎを有する。競合制御回路はさらに、複数の待ち行列管理手段７１〜７ｎを有する。待ち行列６２１〜６２ｎと、待ち行列管理手段７１〜７ｎとは、１対１に接続されている。各コネクションは、まず待ち行列登録手段６１に接続される。
【００７０】
待ち行列の内部にステップが区切られていることについては、第３の実施形態におけると同様である。待ち行列登録手段６１は、コネクションが設定されると、そのコネクションのレートに応じて、そのコネクションを登録すべき待ち行列を選定する。さらに、その待ち行列のどのステップにコネクションを登録するかを判断する。こうして、設定されたコネクションは、処理されるタイミングまでの時間間隔に応じて、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。
【００７１】
それぞれの待ち行列管理手段は、待ち行列に登録されたコネクションについての処理を実行すべきタイミングまでの時間を、所定の時間間隔で待ち行列を更新することにより測定している。この第５の実施形態においては、待ち行列の更新は、その待ち行列の扱うレートに比例する頻度にて行う。すなわち、扱うレートが大きい待ち行列ほど、頻繁に優先度が更新されるものである。
【００７２】
処理要求を待ち行列に登録し、更新していく詳細な方法については、本願と同じ出願人にかかる特願平９ー２３２７２５に一例が示されている。この例では、全伝送帯域を等比的に区切って、それぞれに待ち行列を割り当てる場合について説明されている。また、待ち行列の更新に関しては、概略第３の実施形態における動作と同様である。
【００７３】
設定されたコネクションは、前述した通り、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。待ち行列管理手段は、待ち行列が扱うレートに応じた所定の時間間隔で、待ち行列に登録されているコネクションの処理を実行するまでの時間を再計算する。そして、この結果に応じて各コネクションを新たに適切なステップに登録し直す。この操作を繰り返し、コネクションが最終的にその待ち行列のトップ（処理待ちステップ）に移動する。コネクションが処理待ちステップに移動すると、そのコネクションは処理要求を送出する。送出された処理要求は、待ち行列管理手段を介して優先度比較手段２４に送られる。
【００７４】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、所定の重みとに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００７５】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションの数を求める。これに重み付けをした値を、優先度への加算値として用いる。ここで、待ち行列の扱う最大レートが大きいほど、重み付けの値を大きく設定する。
【００７６】
この第５の実施形態では、優先度計数手段における優先度の更新頻度は、目的とする処理の１サイクル毎に１回行われる。すなわち、一度競合をとる毎に優先度が更新されるものである。
【００７７】
待ち行列から処理要求が発生した場合は、その処理要求を送出した待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態における動作と同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００７８】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００７９】
以上のように第５の実施形態では、各コネクションはまず、そのコネクションの有するレートに応じて待ち行列に登録される。待ち行列の優先度は、その待ち行列が扱うレートに比例している。したがって、高いレートのコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。仮に競合の結果負けたとしても、新たに算出される優先度は、レートに比例して増分値も大きい。このため、次の競合制御の際にはそれだけ競合に勝つ可能性が大きくなる。このように優先度がレートに比例しているため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。
【００８０】
この時、各待ち行列に関して重み付けを行っている。このため、レートに応じて区分される複数のコネクションを用いる場合、それらコネクション相互間で不均衡が発生する可能性の少ない競合制御を行うことができる。
【００８１】
（６）第６の実施形態の説明
以下、この発明の第６の実施形態について、図１および図６を参照しながら説明する。この第６の実施形態は、第５の実施形態と概略は同様であり、各待ち行列からの処理要求について、優先度の算出方法が異なる。また、この実施形態では、優先度計数手段における優先度の更新頻度は、およそ待ち行列の扱うレートに比例した、いくつかの値をとるものとする。すなわち、扱うレートが大きい待ち行列ほど、頻繁に優先度が更新されるものである。
【００８２】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に固有に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００８３】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションの数を求める。次に、これに重み付けをした値を求める。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。ここで重み付けのための値は、その待ち行列の扱う最大レートに比例し、待ち行列の更新頻度に反比例する値を用いる。
【００８４】
待ち行列から処理要求が発生した場合は、その処理要求を送出した待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００８５】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００８６】
以上のように第６の実施形態でも、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。このため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。また、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。
【００８７】
そして、各待ち行列に関して重み付けを行っているため、待ち行列相互間で不均衡が発生する可能性の少ない競合制御を行うことができる。
【００８８】
さらに、レート別に設定された待ち行列のそれぞれについて、優先度の更新頻度を固有に設定できる。このため、特定のレートのコネクションを大量に扱う場合には調整が可能となる。よって、システムとしての汎用性が増大し、さまざまなバリエーションを実現することが容易になる。
【００８９】
（７）第７の実施形態の説明
以下、この発明の第７の実施形態について、図１および図７を参照しながら説明する。この第７の実施形態は、第６の実施形態と概略は同様であり、新たに優先度更新制御手段８１が設けられている。この優先度更新制御手段８１は、多重化されたタイミングで、優先度計数手段に更新タイミングを指示するものである。
【００９０】
第６の実施形態において説明したように、レート別待ち行列には、それぞれ固有の更新頻度が割り当てられている。優先度更新制御手段８１は、それぞれの待ち行列の更新タイミングのパターンを作成する。そして、このパターンにしたがって、それぞれの待ち行列の更新タイミングを優先度計数手段２３に通知する。
【００９１】
たとえば、レート別の待ち行列として、レートを２倍ごとに区分した場合について以下に説明する。この場合、最も大きいレート範囲のコネクションが登録される待ち行列、たとえば待ち行列６２１は、目的とする処理のサイクルと同期して、そのサイクルの毎回、優先度を更新される。
【００９２】
次に、待ち行列６２１の１／２のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列、たとえば待ち行列６２２は、目的とする処理のサイクルの２回に１回の頻度で優先度を更新される。待ち行列６２１の１／４のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列は、目的とする処理のサイクルの４回に１回の頻度で優先度を更新される。以下、同様にして各待ち行列の更新頻度が定められる。
【００９３】
以下、簡単のために、最も大きいレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ０、その１／２のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ１、１／４のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ２・・・と称する。
【００９４】
こうして、それぞれの待ち行列に関して、どのタイミングで優先度を更新するかのパターンが作られる。その上で、それぞれの待ち行列の処理を多重化する。具体的には、Ｑ０の処理はそのまま行い、Ｑ１以下を多重化して処理するようにする。この結果、Ｑ１以下の処理量はＱ０の処理量と同じか、それ以下に収まる。これを、図８を用いて説明する。
【００９５】
まず図８（ａ）には、目的とする処理の処理サイクルが示されている。前述した通り、Ｑ０の優先度更新処理は多重化せず、そのまま実行する。すなわちＱ０に関しては、目的とする処理のサイクル毎に処理が行われる（図８（ｂ））。そして、Ｑ１以下の待ち行列の優先度更新処理が、図８（ｃ）に示すように多重化される。
【００９６】
まずＱ１は、処理サイクルの１サイクルおきにタイミングを割り当てられる。次にＱ２は、空いているタイミングの１つおきに、すなわち処理サイクルの４サイクルおきに、タイミングを割り当てられる。次にＱ３は、空いているタイミングの１つおきに、すなわち処理サイクルの８サイクルおきにタイミングを割り当てられる。Ｑ４以下の待ち行列も同様に、空いているタイミングの一つおきにタイミングを割り当てられる。
【００９７】
以上のように、Ｑ１以下の優先度更新処理を多重する。この結果、図８（ｃ）に示すように、Ｑ１以下の優先度更新処理の処理量は、Ｑ０の優先度更新処理の処理量と同じか、それ以下に収まる。このように、待ち行列それぞれの優先度について、それぞれの更新頻度の組み合わせから更新タイミングをパターン化する。このパターンにしたがって優先度の更新処理を行うことにより、優先度の計数処理、また比較処理を多重化することができる。このように、処理の簡略化、効率化を図ることができる。
【００９８】
以上では、それぞれの待ち行列の扱うレートを２倍ごとに設定した場合について説明した。それぞれの待ち行列のレートがｎ倍ごとに設定されている場合も同様である。すなわち、優先度の更新をすべての処理サイクル毎に行う待ち行列Ｑ０と、その１／ｎの頻度で行うＱｎとに分け、Ｑｎの優先度更新処理を多重化する。
【００９９】
この実施形態のように優先度の更新処理をパターン化する方法は、同一のレートの待ち行列を複数設定するような場合にも有効である。さらに、レート別の待ち行列を設けるのでなく、更新頻度別の待ち行列を設定する場合にも、このようなパターン化は有効である。この場合は、逆にあらかじめ優先度更新タイミングのパターンを作成しておき、結果として得られた優先度更新頻度をそれぞれの待ち行列に割り振れば良い。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、ＡＴＭ網においてコネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、各種の処理を効率的に行うことのできる競合制御回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の概要を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１、第２の実施形態を説明するブロック図である。
【図３】第１の実施形態における、優先度への加算値の例である。
【図４】第２の実施形態における、優先度への加算値の例である。
【図５】この発明の第３、第４の実施形態を説明するブロック図である。
【図６】この発明の第５、第６の実施形態を説明するブロック図である。
【図７】この発明の第７の実施形態を説明するブロック図である。
【図８】待ち行列の優先頻度の更新処理の一例を示すチャートである。
【符号の説明】
１０・・・伝送路
２０・・・コネクション
２１・・・管理手段
２２・・・競合制御手段
２３・・・優先度計数手段
２４・・・優先度比較手段
２５・・・処理手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、信号処理の競合制御回路に関する。具体的には、ＡＴＭ網においてセルの送出タイミングをコネクション毎に制御する場合、あるいはセルの転送されるレートをコネクション毎に監視する場合、これらの処理を効率的に行うことのできる競合制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なＡＴＭ網においては、複数のコネクションが並列に動作している。各々のコネクションはセルの伝送レートやセルの送出タイミングが異なっており、従ってセルについての処理を行うタイミングが同時多発的に発生する。
【０００３】
しかしＡＴＭ伝送では、一般にセル処理の頻度はレートに比例する。従って、ある物理的な伝送路上のコネクションのみを考える限り、コネクションの数とは無関係に、セル処理の発生する頻度は有限である。このことから、複数のコネクションの処理をうまく多重化すれば、１セル送出タイミングに１コネクションの処理を行えば足りる。
【０００４】
このように、複数のコネクションを考慮した上でセル処理を多重化する技術は、たとえば特開平７-３２７０３３号公報、また特開平９ー１３９７４１号公報に開示されている。これらは、セルの処理タイミングをタイムテーブルへ登録し、そのタイムテーブルを参照しながらセルの処理を行うものである。
【０００５】
また、ラウンドロビンによる優先順位持ち回りにより、多重化を行う方法も知られている。この方法では、レートの高いものの優先度が下がる。処理の待ち時間はレートの高低には依存しないが、レートの高いコネクションほど、処理待ちによってスループットの低下する割合が大きい。また、レートの高いコネクションの”影”になったものも、優先度が下がる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法では、レートの高いコネクションが常に優先度が低くなる。したがって同時に動作するコネクション数が増加し、レートの低いコネクションが多数存在するようになると、これら多数のコネクションと混在して送出されるレートの高いコネクションのスループットを実現することが困難になる。
【０００７】
よってこの発明は、ＡＴＭ網において、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、各種の処理を効率的に行うことのできる競合制御回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する前記処理要求を検出する管理手段と、管理手段に接続され、処理要求の各々について、コネクションのレートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、コネクションに関する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、コネクションのレートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する処理要求を検出する管理手段と、管理手段に接続され、処理要求の各々について、レートの値を所定の段階に分けておき、コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、コネクションに関する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、最小レートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【０００９】
さらに、この発明は、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、レートの総和を所定の段階に分けておき、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和が含まれる段階の最小のレートの総和をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、最小のレートの総和を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数をコネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、待ち行列が発する処理要求が優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、待ち行列に登録されているコネクション数を更新頻度で除算してから加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、コネクションのレートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
また、伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、複数の待ち行列に対して設けられ、待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、待ち行列管理手段に接続され、処理要求の各々について、待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、優先度計数手段に接続され、処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、優先度計数手段は、優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、レートの値を所定の段階に分けておき、コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態である競合制御回路を、複数のＡＴＭコネクションが存在する伝送路の処理を行う場合について説明する。すなわち、各コネクションについての処理要求が独立に発生する場合に、それらの処理要求の競合制御を行う制御回路に適用するものである。
【００１２】
まず、図１を用いて、この発明の競合制御回路の概要を説明する。図１に示すように、ＡＴＭ伝送においては物理的な伝送路１０を想定することができる。そして伝送路１０に、複数のコネクション１〜Ｎが設定されていると考えることができる。これらのコネクションは、個々の通信の開始に際して、送信ノードから受信ノードまでの間に設定されるものとして理解されうる。
【００１３】
この発明の競合制御回路は、そのような物理的な伝送路中に設けられ、コネクションに関して処理を行う処理回路に設けられているものである。すなわち、各コネクションに関して発生する処理要求の中から優先度の高いものを選出して、選出した処理要求を処理回路に送るものである。
【００１４】
なお、ここで言う処理とは、たとえば、そのコネクションに関する各種パラメータの登録や更新と言った処理である。あるいは、処理装置２０がセルのシェーピングを行うものであれば、セル転送処理である。この他にも、ＡＴＭ伝送を行うについて必要となる種々の処理が考えられる。この発明は、処理要求をコネクション毎に、あるいは、一旦待ち行列に登録して、その待ち行列毎に、処理要求を受け付ける管理手段を割り当てる。
【００１５】
すなわち伝送路１０の途中には、各コネクションに関する処理を行う処理装置２０が配置されている。この発明の競合制御回路は、この処理装置２０内に設けられている。各コネクションは、処理装置２０に入力されると、まず管理手段２１に接続される。管理手段２１は、コネクションに関する処理要求が発生したことを検出すると、この処理要求を競合制御手段２２に通知する。
【００１６】
競合制御手段２２は、優先度計数手段２３と、優先度比較手段２４とを有する。管理手段２１から通知された処理要求は、まず優先度計数手段２３に入力される。この優先度計数手段２３は、所定の手続に基づき、通知されてきた処理要求についての優先度を算出する。そして、算出した優先度を優先度比較手段２４に通知する。
【００１７】
優先度比較手段２４は、通知されてきた処理要求を、優先度の高い順にソートする。そして、処理装置２０が１処理サイクルに処理可能な分の処理要求を優先度の高い順に選び、この処理要求を競合に勝ったものとして選出する。選出された処理要求は処理手段２５に送られ、所定の処理が行われる。
【００１８】
以下、この発明のそれぞれの実施形態について概略を説明する。第１の実施形態は、コネクションに対応する優先度を、そのコネクションの伝送レートに基づいて算出するものである。第２の実施形態は、コネクションに対応する優先度を、そのコネクションの伝送レートに加え、優先度の更新頻度も考慮して算出するものである。
【００１９】
第３の実施形態より第７の実施形態までは、各コネクションを、あらかじめ設定された複数の待ち行列に登録する。競合制御は、直接的にはこれらの待ち行列相互間で行われる。各コネクションは、待ち行列へ登録される時、また待ち行列内で順次、間接的に優先制御がなされていることになる。第３、および第４の実施形態では、それぞれの待ち行列を、コネクションの優先度の更新頻度に対応させて設ける。第５、第６、および第７の実施形態では、それぞれの待ち行列を、システムの扱うレートに対応させて設ける。
【００２０】
第３の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションのレートの和と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。第４の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。これら両実施形態とも、待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。
【００２１】
第５の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、所定の重みとに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。そして目的とする処理の１サイクル毎に優先度を更新する。第６の実施形態では、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に固有に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、それぞれの待ち行列の優先度を求める。また、およそ待ち行列の扱うレートに比例したタイミングで優先度を更新する。
【００２２】
第７の実施形態は、それぞれの優先度の算出タイミングを指示するため、優先度更新制御手段を設けたものである。
【００２３】
（１）第１の実施形態の説明
以下、この発明の第１の実施形態について、図２を参照しながら説明する。第１の実施形態では、管理手段２１は、複数のコネクション管理手段３１〜３ｎを有する。コネクション管理手段は、伝送路に設定されるコネクションと同数が設定される。そして図２に示す通り、各コネクションは、コネクション管理手段３１〜３ｎに１対１に接続される。ここで、各コネクションについての処理要求は、独立に発生するものとする。
【００２４】
優先度計数手段２３は、複数の計数手段２３１〜２３ｎを有する。優先度計数手段２３１〜２３ｎは、コネクション管理手段３１〜３ｎと１対１に接続されている。また、それぞれの計数手段２３１〜２３ｎは、優先度比較手段２４に接続されている。
【００２５】
この実施形態においては、処理要求の優先度は、そのコネクションの伝送レートに基づいて算出される。以下、各コネクションについて発生した処理要求がどのように扱われるかを説明する。
【００２６】
まず、コネクションの初期設定時、またコネクションについてリセットが行われた時には、そのコネクションについて発生した処理要求の優先度は０に設定される。その後、コネクションについて処理要求が発生すると、そのコネクションを管理するコネクション管理手段３１〜３ｎのいずれかが、その処理要求を検出する。コネクション管理手段は、この処理要求を優先度計数手段２３に通知する。コネクション管理手段は、たとえば一般的なＦＩＦＯメモリを用いて構成することができる。
【００２７】
優先度計数手段２３は、この通知を受けて、その処理要求に関する優先度を算出する。具体的には、優先度計数手段２３は、まずそのコネクションのレートに応じた加算値を計算する。そして、計算して得た加算値を優先度に加算する。このようにして、新たな優先度が算出される。
【００２８】
ここでレートとは、たとえばコネクションの伝送レートや、そのコネクションのパラメータの更新頻度である。すなわち、そのコネクションに関する処理要求の発生頻度である。ある単位時間内に発生する処理要求の数が多いコネクションは、それに応じて高いレートが設定される。レートは、コネクションが設定される時に、そのコネクションの性質に応じて決定される。
【００２９】
以下、レートの設定の例について説明する。例えば、そのシステムにおける最小の処理サイクルを単位時間としたとき、ある複数の単位時間に相当する基準時間を設定する。その際、その基準時間内においては最小でも１回の処理要求が発生するように設定する。そして、その基準時間内に発生する処理要求の数を、そのコネクションのレートとして設定することが考えられる。たとえば、ある基準時間内に発生する処理要求の数が４０回のコネクションがあるとすれば、そのコネクションのレートは”４０”である。同様、ある単位時間内に発生する処理要求が２５６回のコネクションは、レートは”２５６”である。
【００３０】
レートの設定の他の例としては、そのシステムの最小の処理サイクルと、処理要求の発生頻度との比から設定することが考えられる。仮に、クロック周波数１００ＭＨｚで動作するシステムがあるとすれば、そのシステムの最小の処理サイクルは１０ｐｓｅｃである。この最小の処理サイクル毎に処理要求が発生するコネクションのレートを、たとえば”１０２４”と規定する。そうすると、最小の処理サイクルの２回に１回（すなわち２０ｐｓｅｃ毎に）処理要求が発生するコネクションのレートは”５１２”となる。同様、最小の処理サイクルの８回に１回（すなわち８０ｐｓｅｃ毎に）処理要求が発生するコネクションのレートは”１２８”となる。
【００３１】
優先度計数手段２３は、コネクションのレートが高いほど、優先度の加算値を大きく設定する。すなわち、優先度の加算値は、レートに比例した値となる。具体的な加算値としては、レートの値をそのまま優先度に加算してもよい。あるいは、図３に示すように、レートをいくつかの段階に分けて、優先度への加算値を計算するようにしてもよい。
【００３２】
優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００３３】
優先度比較手段２４は、処理要求が発生したコネクションに関して、通知されてきた処理要求を優先度の高い順にソートする。そして、処理要求を優先度の高い順に、次段の処理手段２５が１処理サイクルに実行可能な数だけ選出する。ここで選出された処理要求は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、次段の処理手段２５に送られる。
【００３４】
優先度比較手段２４は、それぞれの処理要求について、競合に勝ったか否かを優先度計数手段２３にフィードバックする。優先度計数手段２３は、このフィードバックを受け、そのコネクションの処理要求が競合に勝ったか否かを知る。あるコネクションの処理要求が競合に勝った場合には、そのコネクションはリセットされる。この結果、そのコネクションの優先度は、再度０に設定される。一方、競合に負けた処理要求については、優先度が新たに算出される。すなわち、優先度計数手段２３において、前述したと同様に加算値が計算され、優先度に加算される。
【００３５】
以上のように、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。仮に競合の結果負けたとしても、新たに算出される優先度は、レートに比例して増分値も大きい。このため、次の競合制御の際にはそれだけ競合に勝つ可能性が大きくなる。
【００３６】
このように優先度がレートに比例しているため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートを有するコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。
【００３７】
（２）第２の実施形態の説明
次に、第２の実施形態について説明する。この実施形態は、第１の実施形態と概略は同様であり、各コネクションの処理要求について優先度の算出方法が異なる。また、競合制御を行うタイミングが異なる。以下、図２を用いて詳しく説明する。
【００３８】
第２の実施形態においては、コネクションが設定された時に、そのコネクションのレートと共に、そのコネクションについての優先度の更新頻度が定められる。ここで優先度の更新頻度とは、ある基準時間内に、処理要求の優先度の更新を行う回数と考えることができる。優先度の更新頻度は、そのコネクションに要求される精度によって定められる。複数のコネクション間で、レートが同じでも、優先度の更新頻度が異なる場合がある。
【００３９】
まず、コネクションの初期設定時、またコネクションについてリセットが行われた時には、そのコネクションについて発生した処理要求の優先度は０に設定される。その後、コネクションについて発生した処理要求は優先度計数手段２３に通知される。
【００４０】
優先度計数手段２３は、まずは第１の実施形態におけると同様、コネクションの伝送レートに基づいた値を計算する。そして、その値を更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち第２の実施形態における優先度の加算値は、そのコネクションのレートに比例し、優先度の更新頻度に反比例する。
【００４１】
加算値の求め方としては、コネクションのレートそのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、レートをいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにした場合は、この実施形態における優先度への加算値は、図４に示すような値となる。
【００４２】
優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。この第２の実施形態においては、コネクションについて処理要求が発生するだけでは、競合制御は行わない。コネクションについて処理要求が発生し、かつ、そのコネクションに関して優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に、競合制御を行う。
【００４３】
その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００４４】
以上、第１の実施形態におけると同様、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。一方で、優先度の更新頻度に応じて優先度の加算値を除算しているため、優先度の更新頻度が低いコネクションの処理要求は、それだけ競合に勝つ可能性が大きい。これは言い換えれば、頻繁に発生する処理要求と、まれにしか発生しない処理要求とでは、後者を優先的に処理できる可能性が高くなるということである。
【００４５】
以上のように第２の実施例は、第１の実施形態と同様、優先度の加算値がレートと比例している。このため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートを有するコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。さらに、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。
【００４６】
（３）第３の実施形態の説明
以下、この発明の第３の実施形態について、図１および図５を参照しながら説明する。第３の実施例においては、コネクションに関する優先度の更新頻度をあらかじめ何段階か設定し、これに対応した待ち行列を設定しておく。そして待ち行列単位に競合制御を行うものである。すなわち、各コネクションが直接に管理手段に接続されるのではなく、各コネクションは一旦待ち行列に登録される。そして、この待ち行列が管理手段に接続される。
【００４７】
第３の実施形態の競合制御回路は、複数の待ち行列４２１〜４２ｎを有する。そして競合制御回路はさらに、管理手段として複数の待ち行列管理手段５１〜５ｎを有する。待ち行列４２１〜４２ｎと、待ち行列管理手段５１〜５ｎとは、１対１に接続されている。各コネクションは、まず待ち行列登録手段４１に接続される。
【００４８】
それぞれの待ち行列は、一定の時間間隔毎に内部にステップが区切られている。待ち行列登録手段４１は、コネクションが設定されると、そのコネクションに関する優先度の更新頻度に応じて、そのコネクションを登録すべき待ち行列を選定する。さらに、その待ち行列のどのステップにコネクションを登録するかを判断する。こうして、設定されたコネクションは、処理されるタイミングまでの時間間隔に応じて、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。
【００４９】
それぞれの待ち行列管理手段５１〜５ｎは、待ち行列に登録されたコネクションについての処理を実行すべきタイミングまでの時間を測定している。この測定は、所定の時間間隔で待ち行列を更新することにより行っている。処理要求を待ち行列に登録し、更新していく詳細な方法については、本願と同じ出願人にかかる特願平９ー１３０５に一例が示されている。以下、待ち行列の更新に関して説明する。
【００５０】
設定されたコネクションは、前述した通り、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。待ち行列管理手段は、所定の時間間隔で、待ち行列に登録されているコネクションの処理を実行するまでの時間を再計算し、この結果に応じてこのコネクションを新たに適切なステップに登録し直す。この操作を繰り返し、コネクションが最終的にその待ち行列のトップ（処理待ちステップ）に移動する。コネクションが処理待ちステップに移動すると、そのコネクションは処理要求を送出する。コネクションから送出された処理要求は、待ち行列管理手段を介して優先度比較手段２４に送られる。
【００５１】
すなわち第３の実施形態を概念的に言うなら、以下の通りである。優先度比較手段２４は、直接的には待ち行列から送出された処理要求について、待ち行列相互間で競合制御を行う。各コネクションは、待ち行列へ登録される時、また待ち行列内でステップを更新されていく時に、間接的に優先制御がなされていることになる。以下、各待ち行列について発生した処理要求がどのように扱われるかを説明する。
【００５２】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションのレートの和、および、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００５３】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を計算する。次にこの値を、待ち行列の優先度の更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち、この実施形態における優先度の加算値は、待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和に比例し、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。
【００５４】
加算値の求め方としては、コネクションのレートの和そのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、レートの和をいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにしても良い（図４参照）。
【００５５】
このように優先度への加算値は、第２の実施形態におけると同様にして計算すればよい。第２の実施形態ではコネクション毎に優先度への加算値を計算していたのに対して、第３の実施形態では待ち行列毎に優先度への加算値を計算するのが異なる。優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００５６】
この第３の実施形態においては、処理要求を送出した待ち行列について、その待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に、競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は、第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００５７】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００５８】
以上のように第３の実施形態では、コネクションを一旦待ち行列に登録し、この待ち行列単位に競合制御を行うようにした。そして、それら待ち行列毎に優先度の更新頻度を定めた。待ち行列相互間の競合制御は、第２の実施形態におけると同様、優先度への加算値をレートに比例し、更新頻度に反比例するものとして計算している。
【００５９】
よって、第２の実施形態と同様、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。また、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。これらに加えて、コネクション数が増大するのに対して、コネクションのタイプに応じて更新頻度の異なる複数の待ち行列にコネクションを割り当てた際に、不均衡が発生しにくい競合制御が行えるという効果を有する。
【００６０】
（４）第４の実施形態の説明
以下、この発明の第４の実施形態について、図１および図５を参照しながら説明する。この第４の実施形態は、第３の実施形態と概略は同様であり、各待ち行列の処理要求について優先度の算出方法が異なる。よって、優先度の算出方法を主に説明する。
【００６１】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００６２】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションのレートの数を求める。そして、この値を待ち行列の更新頻度で除算する。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。すなわち、この実施形態における優先度の加算値は、待ち行列に登録されているコネクションの数に比例し、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。
【００６３】
加算値の求め方としては、登録されているコネクションの数そのものを優先度の更新頻度で除算するようにしてもよい。また、コネクションの数をいくつかの段階に分けて優先度への加算値を計算するようにしても良い。
【００６４】
このように、優先度への加算値は、待ち行列に登録されているコネクションの数に比例する。そして、待ち行列の優先度の更新頻度に反比例する。優先度計数手段２３は、以上のようにして計算した加算値を、優先度に加算する。こうして新たに算出された優先度が、優先度比較手段２４に通知される。
【００６５】
こうして優先度が算出され、これが優先度比較手段２４に通知された後の動作については第３の実施例と同様であり、詳しい説明は省略する。
【００６６】
以上のように第４の実施形態でも、第３の実施形態におけると同様、優先度の更新頻度を自由に設定できる。よって必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。また、コネクション数が増大するのに対して、コネクションのタイプに応じて更新頻度の異なる複数の待ち行列にコネクションを割り当てた際に、不均衡が発生しにくい競合制御が行える。
【００６７】
ここで、優先度の更新頻度が優先度と比例していると仮定できる場合には、処理待ちコネクションのレートの和をとる代わりに、それら処理待ちコネクションの数を設定・加算するようにする。こうすると、性能を維持したままで、処理の簡略化が図れる。
【００６８】
（５）第５の実施形態の説明
以下、この発明の第５の実施形態について、図１および図６を参照しながら説明する。第５の実施例においては、システムの扱うレートをあらかじめいくつかの範囲に分ける。そして、それぞれのレート範囲毎に待ち行列を設定する。
【００６９】
すなわち第５の実施形態の競合制御回路は、システムの扱うレートをあらかじめいくつかの範囲に分け、これに対応する複数のレート別待ち行列６２１〜６２ｎを有する。競合制御回路はさらに、複数の待ち行列管理手段７１〜７ｎを有する。待ち行列６２１〜６２ｎと、待ち行列管理手段７１〜７ｎとは、１対１に接続されている。各コネクションは、まず待ち行列登録手段６１に接続される。
【００７０】
待ち行列の内部にステップが区切られていることについては、第３の実施形態におけると同様である。待ち行列登録手段６１は、コネクションが設定されると、そのコネクションのレートに応じて、そのコネクションを登録すべき待ち行列を選定する。さらに、その待ち行列のどのステップにコネクションを登録するかを判断する。こうして、設定されたコネクションは、処理されるタイミングまでの時間間隔に応じて、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。
【００７１】
それぞれの待ち行列管理手段は、待ち行列に登録されたコネクションについての処理を実行すべきタイミングまでの時間を、所定の時間間隔で待ち行列を更新することにより測定している。この第５の実施形態においては、待ち行列の更新は、その待ち行列の扱うレートに比例する頻度にて行う。すなわち、扱うレートが大きい待ち行列ほど、頻繁に優先度が更新されるものである。
【００７２】
処理要求を待ち行列に登録し、更新していく詳細な方法については、本願と同じ出願人にかかる特願平９ー２３２７２５に一例が示されている。この例では、全伝送帯域を等比的に区切って、それぞれに待ち行列を割り当てる場合について説明されている。また、待ち行列の更新に関しては、概略第３の実施形態における動作と同様である。
【００７３】
設定されたコネクションは、前述した通り、いずれかの待ち行列のいずれかのステップに登録される。待ち行列管理手段は、待ち行列が扱うレートに応じた所定の時間間隔で、待ち行列に登録されているコネクションの処理を実行するまでの時間を再計算する。そして、この結果に応じて各コネクションを新たに適切なステップに登録し直す。この操作を繰り返し、コネクションが最終的にその待ち行列のトップ（処理待ちステップ）に移動する。コネクションが処理待ちステップに移動すると、そのコネクションは処理要求を送出する。送出された処理要求は、待ち行列管理手段を介して優先度比較手段２４に送られる。
【００７４】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、所定の重みとに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００７５】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションの数を求める。これに重み付けをした値を、優先度への加算値として用いる。ここで、待ち行列の扱う最大レートが大きいほど、重み付けの値を大きく設定する。
【００７６】
この第５の実施形態では、優先度計数手段における優先度の更新頻度は、目的とする処理の１サイクル毎に１回行われる。すなわち、一度競合をとる毎に優先度が更新されるものである。
【００７７】
待ち行列から処理要求が発生した場合は、その処理要求を送出した待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態における動作と同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００７８】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００７９】
以上のように第５の実施形態では、各コネクションはまず、そのコネクションの有するレートに応じて待ち行列に登録される。待ち行列の優先度は、その待ち行列が扱うレートに比例している。したがって、高いレートのコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。仮に競合の結果負けたとしても、新たに算出される優先度は、レートに比例して増分値も大きい。このため、次の競合制御の際にはそれだけ競合に勝つ可能性が大きくなる。このように優先度がレートに比例しているため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。
【００８０】
この時、各待ち行列に関して重み付けを行っている。このため、レートに応じて区分される複数のコネクションを用いる場合、それらコネクション相互間で不均衡が発生する可能性の少ない競合制御を行うことができる。
【００８１】
（６）第６の実施形態の説明
以下、この発明の第６の実施形態について、図１および図６を参照しながら説明する。この第６の実施形態は、第５の実施形態と概略は同様であり、各待ち行列からの処理要求について、優先度の算出方法が異なる。また、この実施形態では、優先度計数手段における優先度の更新頻度は、およそ待ち行列の扱うレートに比例した、いくつかの値をとるものとする。すなわち、扱うレートが大きい待ち行列ほど、頻繁に優先度が更新されるものである。
【００８２】
それぞれの待ち行列から処理要求が発生すると、優先度計数手段２３は、待ち行列に登録されているコネクションの数と、待ち行列毎に固有に設定されている優先度の更新頻度とに基づいて、待ち行列の優先度への加算値を算出する。
【００８３】
優先度計数手段２３は、具体的には待ち行列に登録されているコネクションの数を求める。次に、これに重み付けをした値を求める。こうして求められた値を、優先度への加算値として用いる。ここで重み付けのための値は、その待ち行列の扱う最大レートに比例し、待ち行列の更新頻度に反比例する値を用いる。
【００８４】
待ち行列から処理要求が発生した場合は、その処理要求を送出した待ち行列の優先度の更新頻度に基づくタイミングが到来した時に競合制御を行う。その後、優先度比較手段２４における競合制御の動作は第１の実施形態におけると同様である。また、優先度比較手段２４からフィードバックを受けた優先度計数手段２３の動作も、第１の実施形態におけると同様である。よって、詳しい説明は省略する。
【００８５】
こうして、優先度比較手段における競合制御の結果、いくつかの待ち行列が選出される。選出された待ち行列は、競合制御手段における競合に勝ったものとして、その待ち行列に登録されているコネクションの処理が行われる。
【００８６】
以上のように第６の実施形態でも、レートが高いコネクションはそれだけ優先度が高くなり、競合に勝つ可能性が大きい。このため、コネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、高いレートのコネクションのスループットが極端に下がることが回避される。また、優先度の更新頻度を自由に設定できるので、必要な精度に応じて計算量を加減でき、効率化が図れる。
【００８７】
そして、各待ち行列に関して重み付けを行っているため、待ち行列相互間で不均衡が発生する可能性の少ない競合制御を行うことができる。
【００８８】
さらに、レート別に設定された待ち行列のそれぞれについて、優先度の更新頻度を固有に設定できる。このため、特定のレートのコネクションを大量に扱う場合には調整が可能となる。よって、システムとしての汎用性が増大し、さまざまなバリエーションを実現することが容易になる。
【００８９】
（７）第７の実施形態の説明
以下、この発明の第７の実施形態について、図１および図７を参照しながら説明する。この第７の実施形態は、第６の実施形態と概略は同様であり、新たに優先度更新制御手段８１が設けられている。この優先度更新制御手段８１は、多重化されたタイミングで、優先度計数手段に更新タイミングを指示するものである。
【００９０】
第６の実施形態において説明したように、レート別待ち行列には、それぞれ固有の更新頻度が割り当てられている。優先度更新制御手段８１は、それぞれの待ち行列の更新タイミングのパターンを作成する。そして、このパターンにしたがって、それぞれの待ち行列の更新タイミングを優先度計数手段２３に通知する。
【００９１】
たとえば、レート別の待ち行列として、レートを２倍ごとに区分した場合について以下に説明する。この場合、最も大きいレート範囲のコネクションが登録される待ち行列、たとえば待ち行列６２１は、目的とする処理のサイクルと同期して、そのサイクルの毎回、優先度を更新される。
【００９２】
次に、待ち行列６２１の１／２のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列、たとえば待ち行列６２２は、目的とする処理のサイクルの２回に１回の頻度で優先度を更新される。待ち行列６２１の１／４のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列は、目的とする処理のサイクルの４回に１回の頻度で優先度を更新される。以下、同様にして各待ち行列の更新頻度が定められる。
【００９３】
以下、簡単のために、最も大きいレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ０、その１／２のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ１、１／４のレート範囲のコネクションが登録される待ち行列をＱ２・・・と称する。
【００９４】
こうして、それぞれの待ち行列に関して、どのタイミングで優先度を更新するかのパターンが作られる。その上で、それぞれの待ち行列の処理を多重化する。具体的には、Ｑ０の処理はそのまま行い、Ｑ１以下を多重化して処理するようにする。この結果、Ｑ１以下の処理量はＱ０の処理量と同じか、それ以下に収まる。これを、図８を用いて説明する。
【００９５】
まず図８（ａ）には、目的とする処理の処理サイクルが示されている。前述した通り、Ｑ０の優先度更新処理は多重化せず、そのまま実行する。すなわちＱ０に関しては、目的とする処理のサイクル毎に処理が行われる（図８（ｂ））。そして、Ｑ１以下の待ち行列の優先度更新処理が、図８（ｃ）に示すように多重化される。
【００９６】
まずＱ１は、処理サイクルの１サイクルおきにタイミングを割り当てられる。次にＱ２は、空いているタイミングの１つおきに、すなわち処理サイクルの４サイクルおきに、タイミングを割り当てられる。次にＱ３は、空いているタイミングの１つおきに、すなわち処理サイクルの８サイクルおきにタイミングを割り当てられる。Ｑ４以下の待ち行列も同様に、空いているタイミングの一つおきにタイミングを割り当てられる。
【００９７】
以上のように、Ｑ１以下の優先度更新処理を多重する。この結果、図８（ｃ）に示すように、Ｑ１以下の優先度更新処理の処理量は、Ｑ０の優先度更新処理の処理量と同じか、それ以下に収まる。このように、待ち行列それぞれの優先度について、それぞれの更新頻度の組み合わせから更新タイミングをパターン化する。このパターンにしたがって優先度の更新処理を行うことにより、優先度の計数処理、また比較処理を多重化することができる。このように、処理の簡略化、効率化を図ることができる。
【００９８】
以上では、それぞれの待ち行列の扱うレートを２倍ごとに設定した場合について説明した。それぞれの待ち行列のレートがｎ倍ごとに設定されている場合も同様である。すなわち、優先度の更新をすべての処理サイクル毎に行う待ち行列Ｑ０と、その１／ｎの頻度で行うＱｎとに分け、Ｑｎの優先度更新処理を多重化する。
【００９９】
この実施形態のように優先度の更新処理をパターン化する方法は、同一のレートの待ち行列を複数設定するような場合にも有効である。さらに、レート別の待ち行列を設けるのでなく、更新頻度別の待ち行列を設定する場合にも、このようなパターン化は有効である。この場合は、逆にあらかじめ優先度更新タイミングのパターンを作成しておき、結果として得られた優先度更新頻度をそれぞれの待ち行列に割り振れば良い。
【０１００】
【発明の効果】
以上説明したように、ＡＴＭ網においてコネクション数が増加して競合が多く発生するようになっても、各種の処理を効率的に行うことのできる競合制御回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の概要を示すブロック図である。
【図２】この発明の第１、第２の実施形態を説明するブロック図である。
【図３】第１の実施形態における、優先度への加算値の例である。
【図４】第２の実施形態における、優先度への加算値の例である。
【図５】この発明の第３、第４の実施形態を説明するブロック図である。
【図６】この発明の第５、第６の実施形態を説明するブロック図である。
【図７】この発明の第７の実施形態を説明するブロック図である。
【図８】待ち行列の優先頻度の更新処理の一例を示すチャートである。
【符号の説明】
１０・・・伝送路
２０・・・コネクション
２１・・・管理手段
２２・・・競合制御手段
２３・・・優先度計数手段
２４・・・優先度比較手段
２５・・・処理手段
Claims (14)
- 伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する前記処理要求を検出する管理手段と、
前記管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、前記コネクションのレートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記コネクションに関する処理要求が前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記コネクションのレートの値を加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 請求項１記載の競合制御回路であって、
前記優先度計数手段は、前記処理要求の各々について、前記コネクションのレートの値を前記コネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出することを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションが発生する処理要求の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションが発する前記処理要求を検出する管理手段と、
前記管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、レートの値を所定の段階に分けておき、前記コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記コネクションに関する処理要求が前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記最小レートの値を加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 請求項３記載の競合制御回路であって、
前記優先度計数手段は、前記処理要求の各々について、前記最小レートの値を前記コネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出することを特徴とする競合制御回路。 - 請求項２または４記載の競合制御回路であって、
前記優先度比較手段は、前記コネクションの優先度の更新頻度にもとづくタイミングで競合制御を行うことを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、
前記複数の待ち行列に対して設けられ、前記待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、
前記待ち行列管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、前記待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を前記コネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記待ち行列が発する処理要求が前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和を前記更新頻度で除算してから加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、
前記複数の待ち行列に対して設けられ、前記待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、
前記待ち行列管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、レートの総和を所定の段階に分けておき、前記待ち行列に登録されているコネクションのレートの総和が含まれる段階の最小のレートの総和を前記コネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記待ち行列が発する処理要求が前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記最小のレートの総和を前記更新頻度で除算してから加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションを優先度の更新頻度別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、
前記複数の待ち行列に対して設けられ、前記待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、
前記待ち行列管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、前記待ち行列に登録されているコネクション数を前記コネクションの優先度の更新頻度で除算してから加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記待ち行列が発する処理要求が前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記待ち行列に登録されているコネクション数を前記更新頻度で除算してから加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 請求項６、７または８記載の競合制御回路であって、
前記優先度比較手段は、前記待ち行列の優先度の更新頻度にもとづくタイミングで競合制御を行うことを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、
前記複数の待ち行列に対して設けられ、前記待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、
前記待ち行列管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、前記待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、前記コネクションのレートの値を加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 伝送路に設定される複数のコネクションに関する処理の競合制御を行う競合制御回路において、
前記複数のコネクションが接続され、これらのコネクションをレート別に複数の待ち行列のいずれかに登録する待ち行列登録手段と、
前記複数の待ち行列に対して設けられ、前記待ち行列が発する処理要求を検出する、複数の待ち行列管理手段と、
前記待ち行列管理手段に接続され、前記処理要求の各々について、前記待ち行列に登録されているコネクション数に所定の重み付けをした値を加算して優先度を算出する優先度計数手段と、
前記優先度計数手段に接続され、前記処理要求の各々についての優先度を比較して競合制御を行い、処理すべき処理要求を選出する優先度比較手段とを有し、
前記優先度計数手段は、前記優先度比較手段における競合に敗けた場合には、その処理要求の優先度に、レートの値を所定の段階に分けておき、前記コネクションのレートが含まれる段階の最小レートの値を加算して前記優先度比較手段へ再送するものであることを特徴とする競合制御回路。 - 請求項１０または１１記載の競合制御回路であって、
前記優先度計数手段は、目的とする処理の１サイクル毎に優先度を更新することを特徴とする競合制御回路。 - 請求項１２記載の競合制御回路であって、
前記重み付け値は、前記待ち行列に登録されている前記コネクションの数と、前記待ち行列毎に固有に設定されている優先度の更新頻度とに応じて定められることを特徴とする競合制御回路。 - 請求項１３記載の競合制御回路であって、
前記優先度比較手段は、前記待ち行列の扱うレートに比例したタイミングで優先度を更新することを特徴とする競合制御回路。
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