JP3917117B2 - 無瞬断リコンフィグレーション処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路構成情報を変更可能なデバイスを用いた無瞬断リコンフィグレーション処理方式に関する。

従来の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を説明するブロック図を図５に示す。図中、１００は入力パケットの入力データ、１０１は出力パケットの出力データ、３０１は無瞬断リコンフィグレーション処理部、３０２は入力パケットバッファ部、３０３−１〜３０３−Ｎはリコンフィギュアデバイス＃１〜＃Ｎ、３０４はリコンフィギュア指示元、３０５はバッファ制御線、３０６はリコンフィギュア指示線である。リコンフィグレーションは回路変更が伴うため、リコンフィグレーション処理を実施するためには、リコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎ内にそれぞれパケットデータが存在しないことが条件となる。このため、リコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎの前段に入力パケットバッファ部３０２を設置し、リコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎへのパケットの入力を遮断することによりリコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎ内にパケットデータが存在しないようにして、リコンフィギュア指示線３０６経由でリコンフィグレーション処理を実施するのが一般的である。この場合、入力パケットバッファ部３０２のパケットバッファ量は、リコンフィグレーション処理を実施するリコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎをそれぞれパケットが通過する合計の通過量に相当する量が必要になるため、その大容量のパケットバッファ量を削減することが技術ポイントになる。尚、パケットバッファ量を削減する方法として、入力パケットの監視を行い、全リコンフィギュアデバイス３０３−１〜３０３−Ｎの通過分の時間を観測した際にリコンフィグレーション処理を実施する方法がある。

具体的には、例えば、システムプロセッサから送信されたリコンフィグレーション指示信号を受信キューに保持し、蓄積指示信号を出力し、入力パケットがパケット処理回路を通過するのに要する時間をＴ１とする場合に、蓄積指示信号を出力してからＴ１以上の時間が経過したときに受信キューに保持されたリコンフィグレーション指示信号をパケット処理回路に出力してリコンフィグレーショ処理を行い、リコンフィグレーション処理が完了すると、蓄積されたパケットを読出し、出力パケットとして送信するものがある。尚、この技術は、本特許出願時に未公開である先行出願（特願２００３−２７９４１号）に記載されている。

また、無瞬断方法として、現用系スイッチ部と予備系スイッチ部とを備えたＡＴＭスイッチの冗長構成方式において、各スイッチ部の同一遅延優先クラスのキュー間で、遅延優先クラスの高い順にそれぞれのセル蓄積の合わせこみを行い、最も低い遅延優先クラスの切替制御セルの検出に応じて、現用系から予備系への冗長切替えを行うことにより、遅延優先制御機能を有する場合であっても、セル遅延を生じることなく無瞬断で冗長切替を行うものもある（特許文献１参照）。

一方、リコンフィグレーション処理方式には、例えば、プログラマブルデバイスがコンフィグレーション中であることをコンフィグレーション用ケーブルの接続状態から認識して当該プログラマブルデバイスと回路との接続をオフすることにより、当該回路の誤動作を防止するものがある（特許文献２参照）。

特開平１０−１９０６８３号公報（段落〔００３４〕〔００３５〕、図２） 特開平１１−２９８５４９号公報（段落〔００２９〕〔００３０〕）

しかしながら、従来の技術では、全てのリコンフィギュアデバイス内にパケットが存在しない状態でリコンフィグレーション処理を実施しなければならないため、入力パケットバッファ部には個々のリコンフィギュアデバイス通過分のパケットバッファ量を加えた全てのリコンフィギュアデバイス通過分のパケットバッファ量が必要となる。このため、リコンフィギュアデバイス数の増加に比例してパケットバッファ面数が大きくなるため、拡張性の点でボトルネックとなるという問題があった。また、パケットバッファ量を削減する方法として、全てのリコンフィギュアデバイス通過時間以上の空きデータを監視することにより、全リコンフィギュアデバイス内にパケットが存在しない状態を把握してリコンフィグレーション処理を行う方法が考えられるが、空きデータの監視制御が必要になって複雑になるという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、パケットバッファ面数が大きくなるというボトルネックの問題を解消し、デバイスの拡張性に富み、かつ空きデータの監視制御を簡易に実現可能な無瞬断リコンフィグレーション処理方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、一連のパケットを外部から受信し、該パケットを必要に応じて蓄積するバッファを有する無瞬断リコンフィグレーション処理部と、リコンフィギュア回路を有し、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部から転送された一連のパケットをパイプライン動作で順序性をもって処理し、それぞれがシリアルに接続される複数のリコンフィギュアデバイスと、前記末尾のリコンフィギュアデバイスの後段に設けられ、該リコンフィギュアデバイスから転送された一連のパケットを外部に送信する出力パケット送信部とを具え、前記リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路が、所定のコンフィグデータを用いて無瞬断リコンフィグレーション処理を行う方法であって、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が、リコンフィグレーション指示を外部から受信するステップと、各リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量のうち最も遅延が大きいデバイスにおけるデータ量に相当する量のパディングと無瞬断リコンフィグレーション処理の実行を指示するリコンフィグレーション指示情報とを生成し、前記パケットの切れ目に挿入するステップと、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報が挿入された一連のパケットを、先頭のリコンフィギュアデバイスへ転送するステップと、前記リコンフィギュアデバイスが、転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を検知した場合には、自らのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量以上の量のパディングを保持した時点で、複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップと、前記出力パケット送信部が、前記転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を取り除いて外部に送信するステップとを具えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部がリコンフィグレーション指示を外部から受信するステップを、リコンフィグレーション指示とともに、リコンフィグレーション処理を行うコンフィグデータを指定する切替先コンフィグメモリ指示を外部から受信するステップとし、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報を生成してパケットの切れ目に挿入するステップを、パディング、リコンフィグレーション指示情報及び前記切替先コンフィグメモリ指示情報を生成し、パケットの切れ目に挿入するステップとし、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報が挿入された一連のパケットを転送するステップを、パディング、リコンフィグレーション指示情報及び前記切替先コンフィグメモリ指示情報が挿入された一連のパケットを転送するステップとし、前記リコンフィギュアデバイスが複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップを、前記切替先コンフィグメモリ指示情報に基づいて複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップとし、前記外部パケット送信部がリコンフィグレーション指示情報を取り除いて外部に送信するステップを、リコンフィグレーション指示情報及び切替先コンフィグメモリ指示情報を取り除いて外部に送信するステップとすることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記出力パケット送信部はパケットを蓄積するバッファを有し、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを先頭のリコンフィギュアデバイスに転送するステップと、前記出力パケット送信部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを外部に送信するステップとを具え、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部に有するバッファがパケットを定常的に蓄積しないように、無瞬断リコンフィグレーション処理部がパケットを受信してからリコンフィギュアデバイスを経由して出力パケット送信部が送信するまでの間の転送速度を上げて、前記パケットの転送及び送信を行うことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記出力パケット送信部はパケットを蓄積するバッファを有し、外部から受信した一連のパケットの転送速度をＶ１、外部から受信した一連のパケットに前記無瞬断リコンフィグレーション処理のために必要なパディング等を付加した場合の転送速度をＶ２、前記リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量のうち最も遅延が大きいリコンフィギュアデバイスにおけるデータ量に相当する量をＣｍａｘ、無瞬断リコンフィグレーション処理が完了してから次のリコンフィグレーション処理を開始するまでに転送されたパケットのデータ量をｔとした場合に、
式：Ｖ２≧Ｖ１（ｔ＋Ｃｍａｘ）／ｔ
を満足するように、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを先頭のリコンフィギュアデバイスに転送するステップと、前記出力パケット送信部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを外部に送信するステップとを具えたことを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、さらに、前記リコンフィギュアデバイスが、無瞬断リコンフィグレーション処理を行う前に、無瞬断リコンフィグレーション処理を行うコンフィグデータを指定する切替先コンフィグメモリ指示を予め外部から受信するステップを具え、前記リコンフィギュアデバイスが無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップを、転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を検知した場合には、自らのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量以上の量のパディングを保持した時点で、前記外部から予め受信した切替先コンフィグメモリ指示に基づいて複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップとすることを特徴とする。

本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法によれば、１リコンフィギュアデバイス内のリコンフィギュア回路通過分のパディングを保持した時点でリコンフィグレーション処理を行うことができるため、入力側のパケットバッファ量は１リコンフィギュアデバイス通過分で済み、データの空き監視制御も簡易に実現できる。また、入力パケットバッファ部にパケットを蓄積しないようにリコンフィギュアデバイス間の転送速度を上げる場合には、入力側のパケットバッファ量は速度変換における揺らぎ吸収分のみで済む。したがって、本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を用いることにより、従来技術のパケットバッファ面数が大きくなるというネックポイントを解消できる。また、データの空き監視制御も従来技術の方式よりも簡易に実現できる。尚、前記パケットバッファ量はリコンフィギュアデバイス数の影響を受けないから、パケットバッファ量の算出等を行う設計における稼動時間等を軽減することができ有効である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の原理を示すパケットデータストリームの変換図であり、コンフィグデータ１を用いて実現する機能１からコンフィグデータ２を用いて実現する機能２に切替える無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する例を示している。図中、１０は、デバイスが機能１によりコンフィグデータ１を用いて処理するパケットデータ、２０は、デバイスが機能２によりコンフィグデータ２を用いて処理するパケットデータ、３０はパディング、３１はリコンフィギュア識別子Ｒ、３２は切替先コンフィグメモリ識別子Ｋである。（１）は、無瞬断リコンフィグレーション処理部の入力ポートが受信するパケットデータストリームである。このパケットデータストリームは、パケットデータ１０及びパケットデータ２０から構成され、無瞬断リコンフィグレーション処理部は、送信方向に示す順番でパケットデータ１０，２０を受信する。（２）は、（１）のパケットデータストリームに加えて、無瞬断リコンフィグレーション処理部のパディング挿入部がパディング３０にリコンフィギュア識別子Ｒ３１及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ３２を付加してリコンフィギュアデバイスへ転送するパケットデータストリームである。尚、無瞬断リコンフィグレーション処理部及びパディング挿入部については後に詳細に説明する。

具体的には、無瞬断リコンフィグレーション処理部の入力ポートにおけるパケットデータストリームが図１（１）の状態の場合、無瞬断リコンフィグレーション処理部のパディング挿入部は、リコンフィギュア指示及び切替先コンフィグメモリ指示の通知を受信すると、パディング３０の先頭にリコンフィギュア識別子Ｒ３１及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ３２を付加し、図２（２）に示したパケットデータストリームをリコンフィギュアデバイスへ転送する。リコンフィギュアデバイスは、このパケットデータストリームを受信し、リコンフィギュア識別子Ｒ３１及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ３２によりリコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグレーションデータを判断する。

図２は、本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第１実施例を説明するブロック図である。図中、Ｃ１〜ＣＮは各リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎ内のリコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎ通過分のパケットデータ量（リコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎがパケットデータを処理する場合に通過するために必要な時間（遅延時間）に対応するデータ量）、ＣｍａｘはＣ１からＣＮのうちの最大値（最大のパケットデータ量）、Ｎはリコンフィギュアデバイス数、Ｍは１リコンフィギュアデバイス当たりのコンフィグデータ数である。また、１００は入力データ、１０１は出力データ、１０２は入力ポート、１０４は出力ポート、１１０−１〜１１０−Ｎはリコンフィギュアデバイス＃１〜＃Ｎ、１１１−１〜１１１−Ｎは回路切替判定部、１１２−１〜１１２−Ｎは所定のコンフィグデータを用いた機能で動作するリコンフィギュア回路（図２ではコンフィグデータ１−１〜１−Ｎを用いた機能１−１〜１−Ｎでそれぞれ動作している）、１１３−１〜１１３−ＮはＭ個のコンフィグデータを有するコンフィグメモリ、１２０は無瞬断リコンフィグレーション処理部、１２１は入力パケットバッファ部、１２２はパディング挿入部、１２３はバッファ制御線、１３０は出力パケット送信部、１４０はシステムプロセッサ、１４０−１はリコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示の通知線である。

図１及び図２を用いて、第１実施例の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を説明する。前提として、リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎのリコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎは、コンフィグメモリ１１３−１〜１１３−Ｎに格納されたコンフィグデータ１−１〜１−Ｎを用いてそれぞれ動作しているものとする。尚、一つのリコンフィギュアデバイスにはＭ個のコンフィグデータが存在する。すなわち、リコンフィギュアデバイス１１０−１のコンフィグメモリ１１３−１には複数のコンフィグデータ１−１〜Ｍ−１が存在し、リコンフィギュアデバイス１１０−２のコンフィグメモリ１１３−２には複数のコンフィグデータ１−２〜Ｍ−２が存在し、同様にリコンフィギュアデバイス１１０−Ｎのコンフィグメモリ１１３−Ｎには複数のコンフィグデータ１−Ｎ〜Ｍ−Ｎが存在する。また、リコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎは、フリップフロップ回路のような、パイプライン動作で順序性をもって処理を行う回路である。

まず、システムプロセッサ１４０は、リコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示の通知線１４０−１を用いてリコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示（本例では２）を、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０のパディング挿入部１２２に通知する。パディング挿入部１２２は、前記通知を受けると、Ｃｍａｘ分のパディングにリコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（本例では２）を付加する。パディング挿入部１２２は、パディング挿入の処理中の間は、バッファ制御線１２３を用いてバッファ制御の指示を入力パケットバッファ部１２１に通知し、入力パケットバッファ部１２１は、Ｃｍａｘ分の入力パケットの待ち合わせを実施する。そして、パディング挿入の処理が完了すると、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０は図１（２）及び図２に示したパケットデータストリームをリコンフィギュアデバイス１１０−１に転送する。リコンフィギュアデバイス１１０−１がパケットデータストリームを入力すると、回路切替判定部１１１−１は、入力データ内のリコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを読み取り、リコンフィギュア回路１１２−１が空きの時に（Ｃ１分のパディングを保持した時に）回路切替えを判定する。この時、リコンフィギュア回路１１２−１は、切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（＝２）に基づいて、指定のコンフィグメモリ１１３−１に格納されたコンフィグデータ２−１を用いた無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。そして、出力パケット送信部１３０は、前記パケットデータストリームのうち、リコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを取り除いて、出力データ１０１として出力ポート１０４から外部に送信する。

同様にして、リコンフィギュアデバイス１１０−２〜１１０−Ｎにおいても無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。すなわち、リコンフィギュアデバイス１１０−２〜１１０−Ｎが図１（２）及び図２に示したパケットデータストリームを入力すると、回路切替判定部１１１−２〜１１１−Ｎは、入力データ内のリコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを読み取り、リコンフィギュア回路１１２−２〜１１２−Ｎが空きの時に（Ｃ２〜ＣＮ分のパディングを保持した時に）回路切替えを判定する。この時、リコンフィギュア回路１１２−２〜１１２−Ｎは、切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（＝２）に基づいて、指定のコンフィグメモリ１１３−２〜１１３−Ｎに格納されたコンフィグデータ２−２〜２−Ｎを用いた無瞬断リコンフィグレーション処理をそれぞれ実施する。

このように、無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第１実施例では、任意のリコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎがリコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎ通過分のパディングを保持した時点でリコンフィグレーション処理を実施できるため、入力側のパケットバッファ量（入力パケットバッファ部に格納されるパケットのバッファ量）は、１個のリコンフィギュア回路通過分の少ない量で済み、バッファ制御も簡易になる。したがって、従来技術においてバッファ面数が大きくなるというネックポイントが解消できる。また、データの空き監視制御（バッファ制御）も従来技術の方式よりも簡易に実現できる。

図３は、本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第２実施例を説明するブロック図である。本実施例は、入力パケットバッファ部１２１と出力パケット送信部１３０との間の転送速度を速くすることにより、入力パケットバッファ部１２１の空き状態にかかわらずダイナミックに無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する方法の例である。図３において、Ｃ１〜ＣＮは各リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎ内のリコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎ通過分のパケットデータ量、ＣｍａｘはＣ１からＣＮのうちの最大値（最大のパケットデータ量）、Ｎはリコンフィギュアデバイス数、Ｍは１リコンフィギュアデバイス当たりのコンフィグデータ数、ｔはリコンフィギュア処理完了から次のリコンフィギュア処理開始までのパケットデータ量、Ｖ１は外部転送速度（入出力ポート上の転送速度／外部から無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０が入力ポート１０２を介してパケットを受信し、出力パケット送信部が出力ポート１０４を介して当該パケットを外部に送信するまでの転送速度：ｂｙｔｅ／ｓ）、Ｖ２は内部転送速度（無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する場合の入力パケットバッファ部１２１と出力パケット送信部１３０との間の転送速度／外部から無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０が入力ポート１０２を介してパケットを受信してパディング等を付加し、出力パケット送信部が出力ポート１０４を介してパディング等を取り除いたパケットを外部に送信するまでの転送速度：ｂｙｔｅ／ｓ）である。また、入力データ１００、出力データ１０１等は、図２に示した番号と同じ番号を付してある。尚、本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第２実施例は、入力パケットバッファ部１２１のバッファの空き状態監視が不要である点、及び出力パケット送信部１３０がパケットバッファ機能を有する点において、上記の第１実施例と相違する。

図１及び図３を用いて、第２実施例の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を説明する。前提として、第１実施例の場合と同様に、リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎのリコンフィギュア回路１１２−１〜１１２−Ｎは、コンフィグメモリ１１３−１〜１１３−Ｎに格納されたコンフィグデータ１−１〜１−Ｎを用いてそれぞれ動作しているものとする。

まず、システムプロセッサ１４０は、リコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示の通知線１４０−１を経由してリコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示（本例では２）を、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０のパディング挿入部１２２に通知する。パディング挿入部１２２は、前記通知を受けると、Ｃｍａｘ分のパディングにリコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（本例では２）を付加する。この場合、入力パケットバッファ部１２１は、第１実施例と異なり、Ｃｍａｘ分の入力パケットの待ち合わせを実施しないで、下記に説明する条件を満たすように入力パケットの待ち合わせを実施する。パディング挿入の処理が完了すると、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０は図１（２）及び図３に示したパケットデータストリームをリコンフィギュアデバイス１１０−１に転送する。

ここで、外部転送速度Ｖ１と内部転送速度Ｖ２は、
式：Ｖ２＝Ｖ１（ｔ＋Ｃｍａｘ）／ｔ
で表すことができ、この比率が入力パケットバッファ部１２１において定常的にパケット滞留を発生させない値であり、かつ入力パケットバッファ部１２１と出力パケット送信部１３０との間の転送速度を速くする値である。尚、外部転送速度Ｖ１と内部転送速度Ｖ２が、
式：Ｖ２≧Ｖ１（ｔ＋Ｃｍａｘ）／ｔ
を満足する比率の場合には、入力パケットバッファ部１２１において定常的にパケット滞留を発生させることはない。つまり、入力パケットバッファ部１２１は、上記の式を満足するように、入力パケットのバッファリングを行って（入力パケットの待ち合わせを実施して）パケットデータストリームの転送を調整することにより、内部転送速度Ｖ２を調停する。これにより、入力パケットバッファ部１２１において定常的にパケット滞留が発生せず、ダイナミックにパディングを挿入することができる。この場合、出力パケット送信部１３０はパケットを蓄積するバッファを有し、このバッファを用いて内部転送速度Ｖ２を調停するようにしてもよい。つまり、入力パケットバッファ部１２１及び出力パケット送信部１３０のバッファが、それぞれ、入力パケットの待ち合わせ処理及び出力パケットの待ち合わせ処理を行うことにより、内部転送速度Ｖ２を調停し、入力パケットバッファ部１２１における定常的なパケット滞留を回避することができる。

そして、第１実施例の場合と同様に、リコンフィギュアデバイス１１０−１がパケットデータストリームを入力すると、回路切替判定部１１１−１は、入力データ内のリコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを読み取り、リコンフィギュア回路１１２−１が空きの時に（Ｃ１分のパディングを保持した時に）回路切替えを判定する。この時、リコンフィギュア回路１１２−１は、切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（＝２）に基づいて、指定のコンフィグメモリ１１３−１に格納されたコンフィグデータ２−１を用いた無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。そして、出力パケット送信部１３０は、前記パケットデータストリームのうち、リコンフィギュア識別子Ｒ及び切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを取り除いて、出力データ１０１として出力ポート１０４から外部に送信する。リコンフィギュアデバイス１１０−２〜１１０−Ｎにおいても、同様に無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。

このように、無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第２実施例では、パディング挿入部１２２がパディングを挿入している際に、入力パケットバッファ部１２１にパケットが蓄積しないように、入力パケットバッファ部１２１と出力パケット送信部１３０との間の転送速度を上げることにより、無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。このため、入力パケットバッファ部１２１のバッファ量は速度変換における揺らぎ吸収分のみの少ない量で済み、バッファ制御も簡易になる。したがって、従来技術においてバッファ面数が大きくなるというネックポイントが解消できる。また、データの空き監視制御が不要になる。

図４は、本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第３実施例を説明するブロック図である。本実施例は、無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する際に、パディング３０に切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ３２を付加する方法以外に、リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎに切替先コンフィグメモリ識別子Ｋを外部から事前に通知する方法の例である。図４において、１４０−２はリコンフィグレーション指示線、１４０−３はコンフィグデータ２−１〜２−Ｎを用いた機能２への切替えを事前に通知する切替先コンフィグメモリ指示線である。その他、Ｃ１〜ＣＮ，Ｃｍａｘ等は、図２と同様である。

図４を用いて、第３実施例の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を説明する。前提条件は、第１実施例の場合と同様である。まず、システムプロセッサ１４０は、事前に切替先コンフィグメモリ指示線１４０−３を経由して各リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎに、機能１（コンフィグデータ１−１〜１−Ｎを用いた処理）から機能２（コンフィグデータ２−１〜２−Ｎを用いた処理）に無瞬断リコンフィグレーション処理を実施することを通知する。その後、システムプロセッサ１４０は、リコンフィグレーション指示を、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０のパディング挿入部１２２に通知する。パディング挿入部１２２は、前記通知を受けると、Ｃｍａｘ分のパディングにリコンフィギュア識別子Ｒを付加する。この場合、上記の第１実施例または第２実施例の処理にしたがって待ち合わせの処理等を行う。パディング挿入の処理が完了すると、無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０は、図４に示したパケットデータストリームをリコンフィギュアデバイス１１０−１に転送する。

そして、リコンフィギュアデバイス１１０−１がパケットデータストリームを入力すると、回路切替判定部１１１−１は、入力データ内のリコンフィギュア識別子Ｒを読み取り、リコンフィギュア回路１１２−１が空きの時に（リコンフィギュアデバイス１１０−１通過分であるＣ１のパディングを保持した時に）回路切替えを判定する。この時、リコンフィギュア回路１１２−１は、事前に把握していた切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ（＝２）に基づいて、指定のコンフィグメモリ１１３−１に格納されたコンフィグデータ２−１を用いた無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。リコンフィギュアデバイス１１０−２〜１１０−Ｎにおいても、同様に無瞬断リコンフィグレーション処理を実施する。

このように、無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第３実施例では、リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎに、機能１（コンフィグデータ１−１〜１−Ｎを用いた処理）から機能２（コンフィグデータ２−１〜２−Ｎを用いた処理）へ無瞬断リコンフィグレーション処理を実施することを示す切替先コンフィグメモリ指示を外部から事前に通知するため、パディング３０に切替先コンフィギュアメモリ識別子Ｋ３２を付加することなくリコンフィギュア識別子Ｒ３１のみで実現可能である。

尚、図２〜４に示した無瞬断リコンフィグレーション処理部１２０、リコンフィギュアデバイス１１０−１〜１１０−Ｎ及び出力パケット送信部１３０を具えた装置を想定した場合、この装置は、これらの各機能を実現するソフトウェアを組み込んだコンピュータによって構成される。これらのソフトウェアは、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピィーディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。

本発明の原理を示すパケットデータストリームの変換図である。 本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第１実施例を説明するブロック図である。 本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第２実施例を説明するブロック図である。 本発明の無瞬断リコンフィグレーション処理方法における第３実施例を説明するブロック図である。 従来の無瞬断リコンフィグレーション処理方法を説明するブロック図である。

符号の説明

１０，２０ パケットデータ
３０ パディング
３１ リコンフィギュア識別子Ｒ
３２ 切替先コンフィグメモリ識別子Ｋ
１００ 入力データ
１０１ 出力データ
１０２ 入力ポート
１０４ 出力ポート
１１０−１〜１１０−Ｎ，３０３−１〜３０３−Ｎ リコンフィギュアデバイス＃１〜＃Ｎ
１１１−１〜１１１−Ｎ 回路切替判定部
１１２−１〜１１２−Ｎ リコンフィギュア回路
１１３−１〜１１３−Ｎ コンフィグメモリ
１２０，３０１ 無瞬断リコンフィグレーション処理部
１２１，３０２ 入力パケットバッファ部
１２２ パディング挿入部
１２３，３０５ バッファ制御線
１３０ 出力パケット送信部
１４０ システムプロセッサ
１４０−１ リコンフィグレーション指示及び切替先コンフィグメモリ指示の通知線
１４０−２，３０６ リコンフィギュア指示線
１４０−３ リコンフィグメモリ指示線
３０４ リコンフィギュア指示元

Claims (5)

1. 一連のパケットを外部から受信し、該パケットを必要に応じて蓄積するバッファを有する無瞬断リコンフィグレーション処理部と、リコンフィギュア回路を有し、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部から転送された一連のパケットをパイプライン動作で順序性をもって処理し、それぞれがシリアルに接続される複数のリコンフィギュアデバイスと、前記末尾のリコンフィギュアデバイスの後段に設けられ、該リコンフィギュアデバイスから転送された一連のパケットを外部に送信する出力パケット送信部とを具え、前記リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路が、所定のコンフィグデータを用いて無瞬断リコンフィグレーション処理を行う方法であって、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が、リコンフィグレーション指示を外部から受信するステップと、各リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量のうち最も遅延が大きいデバイスにおけるデータ量に相当する量のパディングと無瞬断リコンフィグレーション処理の実行を指示するリコンフィグレーション指示情報とを生成し、前記パケットの切れ目に挿入するステップと、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報が挿入された一連のパケットを、先頭のリコンフィギュアデバイスへ転送するステップと、前記リコンフィギュアデバイスが、転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を検知した場合には、自らのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量以上の量のパディングを保持した時点で、複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップと、前記出力パケット送信部が、前記転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を取り除いて外部に送信するステップと、を具えた無瞬断リコンフィグレーション処理方法。
2. 請求項１に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部がリコンフィグレーション指示を外部から受信するステップを、リコンフィグレーション指示とともに、リコンフィグレーション処理を行うコンフィグデータを指定する切替先コンフィグメモリ指示を外部から受信するステップとし、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報を生成してパケットの切れ目に挿入するステップを、パディング、リコンフィグレーション指示情報及び前記切替先コンフィグメモリ指示情報を生成し、パケットの切れ目に挿入するステップとし、前記パディング及びリコンフィグレーション指示情報が挿入された一連のパケットを転送するステップを、パディング、リコンフィグレーション指示情報及び前記切替先コンフィグメモリ指示情報が挿入された一連のパケットを転送するステップとし、前記リコンフィギュアデバイスが複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップを、前記切替先コンフィグメモリ指示情報に基づいて複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップとし、前記外部パケット送信部がリコンフィグレーション指示情報を取り除いて外部に送信するステップを、リコンフィグレーション指示情報及び切替先コンフィグメモリ指示情報を取り除いて外部に送信するステップとする、ことを特徴とする無瞬断リコンフィグレーション処理方法。
3. 請求項１または２に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記出力パケット送信部はパケットを蓄積するバッファを有し、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを先頭のリコンフィギュアデバイスに転送するステップと、前記出力パケット送信部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを外部に送信するステップとを具え、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部に有するバッファがパケットを定常的に蓄積しないように、無瞬断リコンフィグレーション処理部がパケットを受信してからリコンフィギュアデバイスを経由して出力パケット送信部が送信するまでの間の転送速度を上げて、前記パケットの転送及び送信を行うことを特徴とする無瞬断リコンフィグレーション処理方法。
4. 請求項１または２に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、前記出力パケット送信部はパケットを蓄積するバッファを有し、外部から受信した一連のパケットの転送速度をＶ１、外部から受信した一連のパケットに前記無瞬断リコンフィグレーション処理のために必要なパディング等を付加した場合の転送速度をＶ２、前記リコンフィギュアデバイスのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量のうち最も遅延が大きいリコンフィギュアデバイスにおけるデータ量に相当する量をＣｍａｘ、無瞬断リコンフィグレーション処理が完了してから次のリコンフィグレーション処理を開始するまでに転送されたパケットのデータ量をｔとした場合に、
   式：Ｖ２≧Ｖ１（ｔ＋Ｃｍａｘ）／ｔ
   を満足するように、前記無瞬断リコンフィグレーション処理部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを先頭のリコンフィギュアデバイスに転送するステップと、前記出力パケット送信部が自らのバッファにパケットを蓄積して一連のパケットを外部に送信するステップと、を具えたことを特徴とする無瞬断リコンフィグレーション処理方法。
5. 請求項１に記載の無瞬断リコンフィグレーション処理方法において、さらに、前記リコンフィギュアデバイスが、無瞬断リコンフィグレーション処理を行う前に、無瞬断リコンフィグレーション処理を行うコンフィグデータを指定する切替先コンフィグメモリ指示を予め外部から受信するステップを具え、前記リコンフィギュアデバイスが無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップを、転送された一連のパケットからリコンフィグレーション指示情報を検知した場合には、自らのリコンフィギュア回路を通過するパケットのデータ量以上の量のパディングを保持した時点で、前記外部から予め受信した切替先コンフィグメモリ指示に基づいて複数のコンフィグデータの中から一つを選択して無瞬断リコンフィグレーション処理を行うステップとする、ことを特徴とする無瞬断リコンフィグレーション処理方法。

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