JPH0316348A - 競合パケットに対する調停機能を有するパケット交換システム - Google Patents

競合パケットに対する調停機能を有するパケット交換システム

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JPH0316348A
JPH0316348A JP2066598A JP6659890A JPH0316348A JP H0316348 A JPH0316348 A JP H0316348A JP 2066598 A JP2066598 A JP 2066598A JP 6659890 A JP6659890 A JP 6659890A JP H0316348 A JPH0316348 A JP H0316348A
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JP
Japan
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packet
packets
sorting
module
input
Prior art date
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JP2066598A
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Atsuo Ito
敦夫 伊藤
Toshio Suzuki
敏夫 鈴木
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セルフルーティング型のパケット交換システ
ムに関する。
〔従来の技術〕
従来、この種のパケット交換システムにおいては、入線
から入力されたパケットのアドレスを判定して、所望の
宛先に対応する出線にそのパケットを出力している。こ
のようなパケット交換システムで同一宛先の複数のパケ
ットが同時に入力されて競合した場合の交換処理として
は、ソーティングネットワークとルーティングネットヮ
ークとを組み合わせて、競合するパケットをルーティン
グネットワークの後段でドロップし適当な遅延を与えた
後に同じルーティングネットヮークに再入力する方法(
参照文献:1984年発行IEEEGlobal Te
lecommunications Conferen
ce第121頁〜第125頁 ”A Wideband
 Digital Switch”AlanHuang
その他)と、n入力1出力の選択機能を持ったスイッチ
モジュールを出線対応に設け、n本のバス形の入線から
該当する出線行きのパケットを取り出すこどでスイッチ
ングを行なう方法(参照文献:1987年発行Inte
rnational SwitchingSympos
iuml987 PROCEEDINGS第801頁〜
第808 頁  ”The Knockout  Sw
itch:A Simple,ModularArch
itecture For High−Perform
ance Packt Switching”Y.S.
Yehその他)とが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前者の方法では、競合パケットの再入力
時に、これらのパケッ1・の順序が逆転するのを避ける
ために、タイムスタンビング等の複雑な処理を必要とす
る。又、後者の方法では、n入出l出力(nは入線数)
のスイッチモジュールが出数の数だけ必要となるため、
人出線数の規模が大きくなるとハードウェア量が大きく
なる。
本発明の目的は、同一宛先を持った複数のパケットが同
時に入力された場合でも比較的簡単な回路構成および処
理で所望の出線に出力することのできるパケット交換シ
ステムを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のパケット交換システムは、 同時に入力された複数のパケットを宛先アドレス毎にソ
ーティングするソーティング手段と、このソーティング
手段によりソーティングされたパケットの中で同一宛先
アドレスを持つ複数の競合パケットがあるときにこれら
競合パケットのうちの1つを残して他を下位にドロップ
するドロップ手段と、該ドロップ手段を通過した、1つ
の宛先アドレスに対して最大lつのパケットを前記宛先
アドレスに基づいてルーティングするルーティング手段
とを有するm個のソーティングモジュールを入線側に備
え、 これらのm個のソーティングモジュールは、上位のソー
ティングモジュールの前記ドロップ手段からドロップさ
れた出力を下位のソーティングモジュールの前記ソーテ
ィング手段の入力とするように順次接続され、 前記m個のソーティングモジュールの前記ルーティング
手段から入力されるパケットを一時的に格納し、格納し
た順に出線に出力する手段を有するバッファモジュール
を前記宛先アドレスに対応する出線毎に設け、 前記複数のパケットは前記m個のうちの最上位のソーテ
ィングモジュールに入力され、非競合パケットはこの最
上位のソーティングモジュールから前記宛先アドレスが
示す出線に対応する前記バッファモジュールに各々分配
され、かつ、競合するk個のパケットは最上位のソーテ
ィングモジュール〜lk−IF目のンーテイングモジュ
ールから1つづ順次所定の遅延を持って同一のバツファ
モジュールに入力されるよう構戊したことを特徴とする
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
1図のパケット交換システムはn本の入線101と、m
個のソーティングモジュール11〜lmと、n本の出線
108と、この出線108に対応したn個のバッファモ
ジュール21〜2nとから構成されている。
?ソーティングモジュール11〜1nは、ソーティング
回路3とドロップ回路4とルーティング回路5とから構
戊されており、入線101の全部は第lのソーティング
モジュールl1のソーティング回路3に接続されている
。ソーティング回路3は入線101から同時に入力され
た全てのパケットに関して宛先順にソーティングを行い
、n本のデータ線102に出力する。ド■ップ回路4は
同一の宛先を持つパケットがある場合1つを残して他の
競合パケットをドロップしてn本のデータ線105に出
力し、残った1つのパケットおよび非競合パケットをn
本のデータ線103に出力する。ルーティング回路5は
データ線103から入力されたパケットを各々の宛先の
出線に対応するバッファモジュールにn本のデータ線1
04を介して出力する。
ソーティングモジュール11〜1mは多行構戊を採って
いる。m行のソーティングモジュール11〜1mにおい
て、モジュール11が最上位であり、モジュールlmが
最下位となる。上位のモジュール(例えば、ソーティン
グモジュール11)のドーツプ回路4によってドロップ
された競合パケットがデータ線105を介してすぐ下位
のモジュール(例えばモジュール12)のソーティング
回路30入力となるようにこれらm行のモジュールは接
続されている。
入線101からソーティングモジュール11に入力され
るパケットは、第2図に示すように、先頭にパケット情
報の存在を示す1ビットのアイドル表示ビット(idl
e indication bit) I Nを有し、
次に出線のアドレスを示す宛先アドレス(destin
ationaddress bits)D Aと、パケ
ット情報INFとが続いている。アイドル表示ビットに
おいて uQ”はパケット情報が有効であることを示し
、“1”はパケット情報が無効であるアイドルパケット
であることを示している。
ドμツプ回路4は第3図に示すように、n個の競合調停
回路411〜41nからなる競合調停部41から構戒さ
れている。競合調停回路411〜41nはパケットをド
ロップするか否かの判定な行うための回路で、回路41
1が最上位、回路41nが最下位のn行構成である。各
競合調停回路411〜41nは、データ線102からパ
ケットが入力されたときにこれと同じパケットを出力す
るデータ線410と、隣り合う上位のパケット(上位の
競合調停回路によりデータ線410から入力される)と
競合しないときにパケットを出力する出力線103と、
競合するときにパケットをドマゥブして下位のソーティ
ングモジュールに出力するデータ線105とに接続され
ている。
再び第1図に戻ると、ルーティング回路5は、入力され
たパケットの宛先を判定して、送出すべき出線108に
対応するバッファモジュール21〜2nにこのパケット
を出力するための回路で、n個の出力線104は各々バ
ッファモジュール21〜2nに接続されている。このル
ーティング回路5はノンブロック型のスイッチで、同一
の出力線104に出力されるべきパケットが複数存在し
ないときはプロッキングは発生しない。
ここで、ソーティング回路30入力においては、パケッ
ト交換システムの前段にあるパケット同期回路(図示せ
ず)から、複数のパケットが同時に送られてくるととも
にパケットスタート位置指定IJjl 1 1にパケッ
ト入力を示すタイミングパルスが入力される。この動作
は周期的に行通われる。
また、各回路3,4.5は各々パケットを出力するとき
に、パケット位置指定線112,113,115,11
4にタイミングパルスを出力して次の回路にパケットの
到着を知らせる。
n個のバッファモジュール21〜2nの各々はm入力m
出力のスイッチ回路6と、m本の出力データ線106に
対応したm個のFIFO(ファースト・イン・ファース
ト・アウト)ハッファを持つバッファメモリ7と、この
バッファメモリ7のm本の出力データ線107のうちか
ら1つを選択して出線108に接続するセレクタ8と、
バッファモジュール全体を制御するコントローラ9とを
備えている。スイッチ回路6には例えばm×mの空間分
割スイッチが使用される。
次に、第4図,第5図を参照してソーティングモジュー
ル,バッファモジュールの動作について説明する。
第4図を参照すると、まず、パケット交換システムに入
力された複数のバケッ1・は入線101を介してソーテ
ィングモジュール1lのソーティング回路3に入力され
る。ソーティング回路3はビット毎の比較により全パケ
ットをバイナリ値の小さな順にソーティングを行う(ス
テップ31)。
本実施例では先頭にアイドル表示ビットエエがあり、有
効なパケットではこれが″0゜′であるので、ソーティ
ング順は主に宛先アドレスDAで決まる。
例えば出線数nが64だとすればアドレスは6ビットと
なるから″oooooo″をNo.0の出線、”000
001″をNo. 1の出線 HHH,  ”1111
11″をNo.63の出線とすると、No.0の出線行
きのパケットがソーティングでは最上位となる。同じア
ドレスを持つパケットに関しては、アドレスの次に続く
パケッ1・情報部のバイナリ値でソーティング順を決定
する。このようにしてソーティングされたパケットは昇
べき順にn本のデータ線102に出力される。このとき
、同一アドレスを持つ競合パケットは必ずひとかたまり
に瞬り合って出力される。
次に、ソーティング後のパケットはドロップ回路4の競
合調停部41に入力される。各競合調停回路412〜4
1nにおいては、ソーティング順が1つ上位のパケット
が自己の上位の競合調停回路からデータ線410を介し
て入力されるので、データ線102から入力されたバケ
ッ1・とのアドレス比較を行う(ステップS2)。この
ときソーティング順が上位のパケッ1・と同じアドレス
を持つバケッ1・は競合に敗れたこととされ、また両者
のアドレスが異なるときはそのパケット(データ線10
2から入力された方のパケット)は生き残る。生き残っ
たパケットは、競合はしないパケットあるいは競合に勝
ったパケットであり、これらはデータ線103を介して
ルーティング回路5へ出力される(ステップ83)。こ
のとき、アイドル表示ビッ}IIを“1″に変えたアイ
ドルパケット(宛先アドI/スDAおよびパケット情報
INFはそのまま)がデータ線105を介して下位のソ
ーティングモジュールl2に出力される(ステップ84
)。
一方、ステップS2において、競合して敗れたパケット
は第1のソーティングモジュール1lからはドロップさ
れ第2のソーティングモジュールl2に入力されること
になる。すたわち、競合有と判定した競合調停回路41
2〜41nにおいては、データ線102から入力された
パケットをそのままデータ線105に出力するとともに
、アイドル表示ビッ}■Iを“1″に変えたアイドルパ
ケット (宛先アドレスDAおよびパケット情報INF
はそのまま)をデータ線103を介してルーティング回
路5に出力する(ステップS5,S6)。このように競
合調停部41では、競合するハケットのうち、最もバイ
ナリ値の小さいパケットが1つ残り、他は下位のモジュ
ールで扱われる。
次に、競合調停部41から出力されたn個のパケットは
、データ線103を介してルーティング回路5に入力さ
れる。ルーティング回路5では、有効パケットに対して
はその宛先アドレスを判定して所望の出線108に対応
するバッファモジュール21〜2nにデータライン10
4を介して出力する(ステップ87)。また、このルー
ティング回路5ではアイドルパケットが入力されてもこ
れを出力しない。
ドロップ回路4の競合調停部41からデータ線105に
出力された各パケットは第2のソーティングモジュール
l2に入力される。ソーティングモジュール12〜1m
も第4図のとおり動作する.ソーティングモジュール1
2〜1mにおいて、第1のソーティングモジュール11
と異なる点は、ソーティング回路3}こ有効パケットと
無効パケットとが入り乱れて入力されることにある。し
たがって、ソーティング回路3の出力では有効パケット
と無効バケッI・との分離も行なわれていることになる
。第2のソーティングモジュール12では再び同一宛先
アドレスを持つ1つの競合パケット群のうち1つが生き
残り、所望のバッファモジュール21〜2nに出力され
る。このとき、注意すべきことは、第2のモジュールl
2からバッファモジュール21〜2nへ入力されるノ{
ケットは、第1のモジュール1lからバッファモジュー
ル21〜2nへ入力されるパケットは、第1のモジュー
ル11からバッファモジュール21〜2nへ入力される
パケットに対して必ず一定の遅延を持つことである。す
なわち、第2のモジュール12での処理時間分だけバッ
ファモジュール21〜2nへの入力が遅れる。したがっ
て、1つのバッファモジュールへは同時に複数のパケッ
トは入力されない。
次に、第5図を参照してバッファモジュール21〜2n
の動作を説明する。ソーティングモジュール11〜1m
から到着したパケットはスイッチ回路6に入力される。
コントローラ9はタイミングバルス114によりパケッ
トの到着を検出すると(ステップ89)、スイッチ回路
6を制御してパケットを空のバッファメモリ7に格納す
る(ステップSL0.11)。すなわち、バツファメモ
リ7内のFIFOバッファの数は、ンーテイングモジュ
ール11〜1mの数mと一致している。
第1のソーティングモジュール11に入力されたときに
、競合していたバケッ}・は、バイナリ値の小さな順に
上述の遅延分の間隔をもって同じスイッチ回路6に到着
するので、これらを予め定めた順で各FIFOバッファ
に格納させる。例えば、No.1〜No.mのFIF○
バッファをこの順で使用すると仮!すると、前回のタイ
ミングバルス114で処理した競合パケット群の最後の
パケットがNo. (m−2)のFIFOバッファに格
納されたとすると、今回のタイミングバルス114によ
り処理すべき競合パケット群は到着順にNo.(m−1
)のFIFOバッファから順にNo.m, No.1,
No.2,・・・と周期的に格納されていく。スイッチ
回路6は1つのパケットの長さに相当するタイミングで
切り替えが行われる。すなわち、パケット格納のための
パスが一端設定されると、そのパスはそのパケットが全
てF.IFOバッファに格納し終るまでは保持される。
このように順次格納された競合パケット群は読み出され
るのを待つ。
コントローラ9は格納時と同じ順序でバッファメモリ7
から各パケットを周期的に読み出し、かつこの読み出し
に同期してセレクタ8を制御し、出線108に競合パケ
ット群を順次出力する(ステップS12). 次に、具体的な例を上げて本実施例全体の動作を説明す
る。今、説明の簡略化のためにn=4,m=3とし、第
6図に示すように入線101に4つのバケツ}PI〜P
4が同時に入力されたとする。パケットP1〜P4の宛
先アドレスDAは各々″1″,42″,“l”,“l”
であり、パケットPL.P3,P403つが競合してい
る。
第1のソーティングモジュール11のソーティング回路
3において、これらのバケツ}PI〜P4はソーティン
グされる。宛先アドレスDAの同一のパケットpi.P
3,P4においてはパケット情報のバイナリ値の小さい
順にパケットP4,P3,PLの順番にソーティング.
される。
次に、第7図を参照すると、ソーティング後のパケット
はドロップ回路4の競合調停部41に入力される。ここ
では、競合に勝ったバケツ}P4と非競合バケツ}P2
とはルーティング回路5に出力される。このとき、デー
タ線105には、パケットP4,P2をアイドル化した
アイドルバケツ}IP4,IP2が出力される。また、
競合に敗れたパケットP3,P1は第1モジュールl1
からドロップされデータ線105に出力される。このと
き、ルーティング回路5への出力データ線103には、
パッケージP3,PLのアイドルバケツ}IP3,IP
Iが出力される。この結果、第1モジュール11のルー
ティング回路5には、パッケージP4,P2とアイドル
パケットエP3,IPIとが入力される。
次に、ルーティング回路5では、バケツ}P4に関して
は、その宛先アドレス“l”が示す2番目の出線に対応
するバッファモジュール22へのルーティングを行ない
、パケットP2に関しては、その宛先アドレス″2″が
示す3番目の出線に対応するバッファモジュール23へ
のルーティングを行なう。すでに述べたようにアイドル
バケットIP3.IPIについては出力されない。
一方、第2のソーティングモジュール12に出力された
パッケージP3,PLとアイドルバケツ}IP4,IP
2とは第9図に示すように、ソーティング回路3でソー
ティングされ、第1のソーティングモジュール11と同
様の処理が行なわれる。結果的に、第2のソーティング
モジュール12からは競合する2つのパケットのうちパ
ケットP3が生き残り、その宛先アドレスが示すバッフ
ァモジュール22に出力される。また、バケツ}PIは
、この第2のソーティングモジュール12でも競合に負
けてドロップされ、第3のソーティングモジュールl3
に入力され、このモジュール13からバッファモジュー
ル22に出力される。
次に、競合パケッ}P4,P3,PLが次々と到着する
バッファモジュール22での動作について第10図を参
照して説明する。バッファモジュール22のスイッチン
グ回路6にはパケットP4,P3,PIがこの順序で入
力される。バケッ}P4に対するバケツ}P3の入力遅
れ時間Dは、上述したように、ソーティングモジュール
を一般分多く通過したことにより発生している。
また、同様にパケットP1はパケットP4に対して時間
2・D分(ソーティングモジュール2段分)遅れて到着
する。このケースでは、前回の競合パケット群のうちの
最後のパッケージがFIFOバッファ7lに格納された
ものとしている。したがって、今回の競合パケット群は
FIFOバッファ72から始まって順番に格納されるよ
うにコントローラ9がスイッチ回路6を切替制御する。
すなわち、バケツ}P4,P3,PiはそれぞれFIF
○バッファ72,73.71に各々格納される。この後
、セレクタ8により、これらパケットを、格納した順に
出線108に出力することによって、競合パケッl−P
4,P3,Piはスムーズに所望の出線に出力される。
なお、バッファモジュール22において、パケットP1
の到着が、パケットP1〜P4の次のタイミングバルス
111でソーティングモジュ−ル11へ入力されるパケ
ット群のうちの最先のものの到着よりも遅れてしまうと
、同一人線上のパケットの順序が保存されない場合があ
る。したがって、パケットの順序を正しく保つためには
、競合したパケットの最上位パケットと最下位パケット
との同一バッファモジュールへの到着時間の最大遅延差
(m−1)  ・Dが1つのパケットの長さより短くな
るようにすれば良い。
また、パケットが競合する可能性のある最大数はnであ
るので、ソーティングモジュールの数mはm≦nに設定
される。しかしながら、この数mや個々のFIF○バヅ
ファの容量(深さ)は、パケット交換システムにおいて
想定される最大パケット廃棄率に従って設定される。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、パケット交換シス
テムを多モジュール構成にし、出線側にバッファを設け
ることにより、所望のパケット廃棄率においてハードウ
ェア量が少なく、同時入力パケットの順序を替えること
なくスイッチングが行える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は同実
施例で交換されるパケットの一例を示す図、第3図は同
実施例の一部の詳細を説明する図、第4図は同実施例に
おけるソーティングモジュールの動作を説明するフロー
チャート、第5図は同実施例におけるバッファモジュー
ルの動作を説明するフローチャート、第6図〜第10図
は入力パケットの一例を基に同実施例の全体動作を説明
するための図である。 11.12〜1m・・・・・・ソーティングモジュール
、21.22〜2n・・・・・・バッファモジュール、
3・・・・・・ソーティング回路、4・・・・・・ドソ
ツブ回路、5・・・・・・ルーティング回路、6・・・
・・・スイッチ回路、7・・・・・・バッファメモリ、
8・・・・・・セレクタ、9・・・・・・コントローラ
、101・・・・・・入線、108・・・・・・出線。 箒 5 阻 華 4 町

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同時に入力された複数のパケットを宛先アドレス
    毎にソーティングするソーティング手段と、このソーテ
    ィング手段によりソーティングされたパケットの中で同
    一宛先アドレスを持つ複数の競合パケットがあるときに
    これら競合パケットのうちの1つを残し他を下位にドロ
    ップするドロップ手段と、該ドロップ手段を通過した、
    1つの宛先アドレスに対して最大1つのパケットを前記
    宛先アドレスに基づいてルーティングするルーティング
    手段とを有するm個のソーティングモジュールを入線側
    に備え、 これらのm個のソーティングモジュールは、上位のソー
    ティングモジュールの前記ドロップ手段からドロップさ
    れた出力を下位のソーティングモジュールの前記ソーテ
    ィング手段の入力とするように順次接続され、 前記m個のソーティングモジュールの前記 ルーティング手段から入力されるパケットを一時的に格
    納し、格納した順に出線に出力する手段を有するバッフ
    ァモジュールを前記宛先アドレスに対応する出線毎に設
    け、 前記複数のパケットは前記m個のうちの最上位のソーテ
    ィングモジュールに入力され、非競合パケットはこの最
    上位のソーティングモ ジュールから前記宛先アドレスが示す出線に対応する前
    記バッファモジュールに各々分配され、かつ、競合する
    k個のパケットは最上位のソーティングモジュール〜第
    k番目のソーティングモジュールから1つづ順次所定の
    遅延を持って同一のバッファモジュールに入力されるよ
    う構成したことを特徴とする競合パケットに対する調停
    機能を有するパケット交換システム。
  2. (2)前記ドロップ手段は、前記ソーティング手段によ
    りソーティングされたパケットを、ソーティング順が隣
    り合うパケットについて順次宛先アドレスを判定し、両
    者のアドレスが同じ場合はソーティング順が下位のパケ
    ットをドロップすることにより、競合パケットのうちの
    ソーティング順が最上位のパケットを残すためのドロッ
    プ回路を有することを特徴とする請求項(1)記載のパ
    ケット交換システム。
  3. (3)前記ソーティング手段は同時に入力される複数の
    パケットをバイナリ値の小さい順にソーティングするこ
    とを特徴とする請求項(2)記載のパケット交換システ
    ム。
  4. (4)前記パケットの先頭に当該パケットが有効か無効
    かを示す情報が設けられ、前記ドロップ回路は競合によ
    りドロップされたパケットのかわりに当該パケットの前
    記情報を無効を示す情報に変えたパケットを出力するこ
    とを特徴とする請求項(2)記載のパケット交換システ
    ム。
JP2066598A 1989-03-17 1990-03-16 競合パケットに対する調停機能を有するパケット交換システム Pending JPH0316348A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6034952A (ja) * 1983-03-28 1985-02-22 Yoshitomi Pharmaceut Ind Ltd イミダゾール誘導体
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