JPH04167729A - バッファ装置 - Google Patents

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、入力データを一時記憶し、所定の時間後記憶
データを読み出すバッファ装置に係り、例えば電子交換
機、通信制御装置などにおいて、入力データに付与され
た優先度情報に基づき、優先度情報側に一時記憶し、次
に優先度情報側に記憶データの読み出し伝送帯域を割り
当てて読み出すバッファ装置に関する。

［従来の技術］ 従来、電子交換機としてパケット交換機やＡＴＭ（Ａｓ
ｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　　Ｍｏｄ
ｅ＋非同期転送モード）交換機等が知られている。これ
らの交換機においては複数の端末間の情報をパケットや
固定長セルを伝送単位とし、入力された情報を交換処理
して出力している。

またこれらの交換処理を効率的なものにするために、い
ろいろな処理方式が研究されている。更にｌ５ＤＮ網の
発達のなめに、上記のような要請は強くなっている。

上記交換処理において、処理の効率化を図るために、−
具入力データを記憶し、入力データに付加されている優
先度情報によって、所望の時期に読み出して所望の端末
等に伝送されるようにしている。例えばパケットや固定
長データ毎に優先度情報を付加し、優先度情報毎にこれ
らの情報を分類してバッファメモリに一時記憶し、次に
所望の時期に優先度情報毎に記憶データを読み出して出
カシていた。この優先度情報に基づいてバッファメモリ
に記憶して所望の時期に読み出して出力するという方法
を採用した従来の技術として、本出願人が先に出願した
特願昭６３−２４９９３２号の明細書及び図面「セル交
換装置のセル選択方式及びその人力バッファ」　（以下
、従来例１と呼ぶ）や特願平０１−００８７３０号の明
細書及び図面「バッファ制御装置」　（以下、従来例２
と呼ぶ）が出願されている。

これらの従来例１．２の装置は、入力された固定長デー
タの優先度に従ってデータをバッファに入力し、一時的
に記憶するというものである。

つまり従来例１によれば、優先反別に入力データを記憶
するバッファを用意し、優先度の高いバッファから記憶
データを読み出すという特徴がある。具体的には低優先
度のセル（固定長データ）が処理されずに伝達遅延が増
加するという問題点を解消するためＧこ、入力端子より
入力したセルをセルのセルヘッダにより予め同一宛先の
セルの有無を調べた後、セルを交換処理するセル交換装
置のセル選択方式において、交換装置は入力端子より入
力したセルをセルのセルヘッダに示されている優先度に
応じて蓄積し、所定の処理に従って優先度毎にセルヘッ
ダを出力する複数の入力バッファと、複数の入力バッフ
ァに接続され、複数の入力バッファから送られてくるセ
ルヘッダにより、同一宛先のセルを識別し、同一宛先の
セルが存在した場合には唯一のセルヘッダを有効とし、
他のセルヘッダを無効とする旨の通知を、セルヘッダを
送出した入力バッファに送る宛先識別手段とを有し、入
力バッファがセルヘッダを宛先識別手段に送った後、セ
ルヘッダが無効である旨の通知を宛先識別手段より受け
ると、入力バッファは無効とされたセルヘッダより優先
度の低いセルヘッダを選択し、宛先識別手段に送ること
が許容されるようにしていた。

また従来例２は、バッファに蓄積されているデータの数
量に応じて非優先データを廃棄するどいう特徴がある。

具体的には、パケットの優先度に応じて廃棄処理行わな
ければ、バッファメモリが一杯の場合には優先度の高い
パケットも優先度の低いパケットと同様に廃棄制御され
てしまうという問題点を解消するなめに、ヘッダが付加
された情報を受け、この情報の廃棄制御を行うバッファ
制御装置において、情報のヘッダより情報の優先順位を
識別する識別手段と、記憶番地毎に前記情報を記憶する
記憶手段と、識別手段により優先順位が低いとされた非
優先情報が記憶されている記憶手段の記憶番地を記憶す
る廃棄番地発生手段と、記憶手段の記憶状況を管理する
と共に、情報の優先順位を識別手段から受け、情報の記
憶または廃棄制御を記憶手段に行う制御手段とを有し、
記憶手段に記憶可能な数の情報が記憶手段に記憶されて
いるときに優先順位の高い優先情報を受けると、制御手
段は、廃棄番地発生手段に記憶されている記憶手段の記
憶番地に受けた優先情報が記憶されるように制御してい
た。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ ＝　６〜 しかしながら、上記従来例では、各優先度毎の記憶デー
タの読み出し割合を制御しておらず、また優先度の種類
毎の記憶手段を増やした場合に優先度の低い記憶手段の
データが廃棄されやすくなるという問題があった。

本発明は、以上の課題に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、各優先度データ毎の一時記憶手段
内のデータの蓄積時間及び入力データの廃棄率の制御性
に優れたバッファ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上の目的を達成するために、バッファ装置
を改良した。つまり、データ毎に優先度が付与されて形
成される入力データを一時記憶する一時記憶手段をｎ（
ｎ：整数）個有するバッファ装置において、入力データ
を形成するデータ毎に付与された優先度別に入力データ
を前記ｎ個の一時記憶手段に振り分ける分配手段と、各
一時記憶手段の読出頻度の割り当ての設定を行い、前記
ｎ個の一時記憶手段に対応するｎ個の読出割当信号を出
力して、各一時記憶手段に記憶されているデータの読出
頻度を管理する帯域管理テーブルと、前記帯域管理テー
ブルから出力される読出割当信号の割当値に従って各一
時記憶手段に読出要求信号を出力し、各一時記憶手段に
一時記憶されているデータを前記割当値に相当する読出
頻度で読み出す読出制御手段を設けたことを特徴とする
。

また各一時記憶手段内に前記データがいくつ存在するか
を計数する計数手段をｎ個有し、この計数手段の計数値
を読出制御手段に出力し、読出制御手段はこの計数値に
よって、前記各一時記憶手段の読み出しを制御すること
が望ましい。

更に前記読み出し制御において、前記計数値によって第
ｎ（ｍ：整数≦ｎ　）番目の一時記憶手段にデータが存
在しないと判断された場合には、他の優先度の一時記憶
手段から前記ｎ１番目の一時記憶手段に割り当てられて
いた読出頻度を適用してデータを読み出すことが適して
いる。

［作用］ 本発明によれば、帯域管理テーブルに含まれるｎ個の読
出割当信号の値によって、計数手段における計数値を確
認して読出制御回路から各ｎ個の一時記憶手段に対して
所定長データの読み出す頻度を制御しているので、各優
先度データ毎の一時記憶手段内の蓄積時間及び入力デー
タの廃棄率の制御を行うことができる。

［実施例コ 次に本発明に係るバッファ装置の好適な実施例を図面を
用いて説明する。図中、同一部材には同一符号を付す。

第１図は、本発明に係るバッファ装置の実施例のブロッ
ク図である。図においてバッファ装置は、分配回路１０
と、第１バッファ２０−１〜第ｎバッファ２Ｏ−ｎ（ｎ
は整数）と、読出制御回路３０と、帯域管理テーブル４
０とで構成され、更に前記各バッファ２０−１〜２０−
ｎは、バッファメモリ２２−１〜２２−ｎと、バッファ
内データ計数回路２１−１〜２２−ｎとで構成されてい
る。

また帯域管理テーブル４０には、第１テーブル４１−１
〜第ｎテーブル４１−ｎが含まれている。

この第１テーブル〜第ｎテーブルは、前記第１バツフア
〜第ｎバツフアに対応するものである。

優先度が付与されている固定長又は可変長のデータから
構成される入力データ１００は分配器１０に供給される
と、分配回路１０はそのデータに付与されている優先度
にしたがって、入力データをデータごとに第１バッファ
２０−１〜第ｎバッファ２０−ｎに振り分けて分配する
。この時にバッファの数は、入力されるデータ１００に
含まれる優先度が何種類台まれるかによって、任意に設
定されることが望ましい。

分配器１０から分配されて優先度別に出力されるデータ
は、例えば優先度の一番高いデータを第１バッファ２０
−１に供給し、優先度の一番低いデータを第ｎバッファ
２０−ｎに供給してもよい。

このようにして優先度別にデータを第１バッファ２０−
１〜第ｎバッファ２０−ｎに供給する。データが供給さ
れた各バッファ２０−１〜２０−ｎにおいては、供給さ
れたデータを所定数一時記憶する。更に各バッファメモ
リにデータを記憶する毎に、例えばバッファ内データ計
数回路２１−１〜２１−ｎにおいてそれぞれ１ずつ加算
計数し、またバッファメモリ２２−１〜２２−ｎからデ
ータが読み出される毎に１ずつ減数する。このバッファ
内データ計数回路２１−１〜２１−ｎは、例えば゛アッ
プダウンカウンタとデ′コーダ回路とて゛簡単に構成し
て実現できる。

このようにして計数されたデータの計数値は各バッファ
内データ計数回路２１−１〜２１−ｎから続出制御回路
３０に計数情報２Ｏ−１ａ〜２Ｏ−ｎａとして供給され
る。また各バッファメモリ２２−１〜２２−ｎは、読出
制御回路３０から供給される続出要求信号２Ｏ−１ｃ〜
２Ｏ−ｎｃによって、一時記憶していた複数のデータ２
Ｏ−１ｂ〜２Ｏ−ｎｂをそれぞれ読み出して読出制御回
路３０に供給する。

このとき読出制御回路３０は、帯域管理テーブル４０か
ら出力される読出割当信号の内容に従ってバッファメモ
リ２２−１〜２２−ｎ内の複数のデータを読み出す。続
出制御回路３０は、読み出す各バッファメモリ２２−１
〜２２−ｎに対して各前記読出要求信号２Ｏ−１ｃ〜２
Ｏ−ｎｃを供給する。まなこの時に２つ以上の各バッフ
ァメモリ２２−１〜２２−ｎから同時にデ゛−夕が読み
出されないように前記続出要求信号２Ｏ−１ｃ〜２Ｏ−
ｎｃを供給することが必要である。

帯域管理テーブル４０は、前記バッファ２０−１〜２０
−ｎの数ｎに対応する第１テーブル４１−１〜４１−ｎ
を有しており、各テーブル４１−１〜４１−ｎには、各
バッファ２０−１〜２〇−ｎに対する読み出し頻度の割
当を指定する数値が含まれていて、この数値（例えば第
１テーブルはＡ１、第２テーブルはＡ２、第ｎテーブル
はＡｎ）にしたがって続出制御回路３０は各バッファ２
〇−１〜２０−ｎに対して読み出し頻度を指定して読み
出させる。読み出させる前にバッファ内データ計数回路
２１−１〜２１−ｎから出力されている計数情報を確認
して、バッファメモリ内のデータが供給されていないた
めに計数情報が「Ｏ」のバッファメモリ２２−１〜２２
−ｎが存在する場合は、この第ｍ番目のバッファメモリ
（ｍ（整数）≦ｎ）２２−ｍに対して続出要求を出さず
に、代わって次の第（ｍ＋１）番目のバッファメモリ２
２−（ｍ＋１＞に対して第ｍ番目のバッファメモリ２２
−ｍに対する読出割当数値Ａｍを第（ｍ＋１）番目のバ
ッファメモリ２２−（ｍ＋１）に対して適用し、データ
を読み出す。

このようにして各バッファ２０−１〜２０−ｎから順番
に、帯域管理テーブル４０から出力された各テーブル４
１−１〜４１−ｎに含まれる読出割当数値Ａ１〜Ａｎの
割合に従って読み出されたデータは読出制御回路３０か
ら出力データ２００として出力される。

次にこのバッファ装置の動作を具体例を挙げて説明する
。この動作を簡明にするために例えば前記ｎを「３」と
し、また入力データ１００のデータごとの優先度を先頭
データからｒｌ’３１１２・・・・・」　（１が優先度
が一番高く、３は優先度が一番低いとする）とし、更に
帯域管理テーブル４０に含まれる読出割当信号の各テー
ブルを第１テーブル４１−１の読出割当を「４」、第２
テーブル４１−２の読出割当を「２」、第３テーブル４
１−３の続出割当を「１」として、第２図のブロック図
を用いて説明する。第２図において、第１図と構成上界
なるところは、バッファを第１バッファ２０−１〜第３
バッファ２０−３にしたところである。これ以外は第１
図と同じであるので、第１図と重複する部分の説明は省
略する。

入力されたデータ１００は、分配回路１０で優先度別に
分配され、優先度１のデータは第１バッファ２０−１の
バッファメモリ２２−１に一時記憶され、次に優先度３
のデータは第３バツフア２Ｃ）−３のバッファメモリ２
２−３に一時記憶され、次に優先度２のデータは第２バ
ッファ２０−２のバッファメモリ２２−３に一時記憶さ
れる。データが記憶されるごとに各バッファ内のバッフ
ァ内データ計数回路２１−１〜２１−３は１ずつ計数し
て計数値を更新する。計数値が所定値以上になるとオー
バーフローし、それ以後入力されるデータは記憶できず
に廃棄されてしまう。更に計数情報２Ｏ−１ａ〜２Ｏ−
３ａはそれぞれ、読出制御回路３０に供給される。続出
制御回路３０は帯域管理テーブル４０から出力される読
出割当情報に従って各バッファ２０−１〜２０−３から
データを読み出す。

次に帯域管理テーブル４０と読出制御回路３０との間の
動作を説明する。帯域管理テーブル４０から出力される
読出割当情報によって各バッファ２０−１〜２０−３か
ら読み出される頻度が決定され、最終的には出力データ
２００における各バッファ２０−１〜２０−３から読み
出されたデータの伝送帯域が決定される。

第２図の動作例では第１テーブル４１−１の値を「４」
、第２テーブル４１−２の値を「２」、第３テーブル４
１−３の値を「１」として設定している。ここで出力デ
ータ２００の最大伝送帯域あるいは伝送速度を例えば７
Ｍｂｉｔｓ／ｓとすると、第１テーブル４１−１の値「
４」によって第１バッファ２０−１のバッファメモリ２
２−１から読み出されたデータの出力データ２００にお
ける伝送帯域は７Ｍｂ　ｉｔ／ｓＸ　（４／（４＋２＋
１　）　）　＝４Ｍｂ　ｉ　ｔ　ｓ／ｓ割り当てられ、
また第２テーブル４１−２の値「２」によって第２バッ
ファ２０−２のバッファメモリ２２−２から読み出され
るデータの出力データ２００における伝送帯域は７Ｍｂ
ｉｔｓＸ　（２／７）＝２Ｍｂｉｔｓ／ｓ割り当てられ
、更に第３テーブル４１−３の値「１」によって第３バ
ッファ２０−３のバッファメモリ２２−３から読み出さ
れるデータの出力データ２００における伝送帯域は７Ｍ
ｂｉｔｓＸ　（１／７）＝ＩＭｂｉｔｓ／ｓ割り当てら
れる。

入力されるデータ１００に含まれる優先度の偏りにもよ
るが、広い伝送帯域を割り当てたバッファではデータが
出力される頻度が高くなるため、バッファメモリ内にデ
ータが記憶されている時間も短くなる、また入力データ
を入力できずに廃棄する確率（廃棄率）も低くなる。更
に優先度の低いデータを一時記憶するバッファ、例えば
第２バッファ２０−２、第３バッファ２０−３にも順次
出力する機会を与えるので、バッファ内にデータが記憶
されていることによる遅延時間、データの廃棄率もある
一定レベル以下に抑えることが可能になる。

読み出しは、前記読出要求信号２Ｏ−１ｃ〜２Ｏ−３ｃ
によってバッファメモリ２２−１〜２２−３から読み出
され、読出制御回路３０か出力される出力データ２００
のデータは優先度１のデータから読み出され、最終的に
読み出される優先度の順番は先頭から「１１１１２２３
」を１周期として繰り返し読み出される。

しかしながら、第２バッファ２０−２のバッファメモリ
２２−２にデータが存在しない状態が発生した場合には
、上述したようにそのバッファメモリ２２−２には読出
要求信号を出力せず、代わりに次の優先度のバッファメ
モリ２２−３に読出要求信号を出力する。

つまり例えば第２バッファ２０−２のバッファメモリ２
２−２にデータが存在しない状態が発生した場合には、
第３バッファ２０−３のバッファメモリ２２−３に対し
て３回読み出す機会を与え＝　１７− る。なぜかというと、もともと第３バッファ２〇−３に
は、読み出す機会は、前記読出割当信号によって１回し
か与えられていないが、第２バッファ２０−２のバッフ
ァメモリ２２−２にデータが存在しない場合には、第２
バッファ２０−２に与えられた前記読出割当信号の値「
２」が第３バッファ２０−３のバッファメモリ２２−３
に割り当てられるためである。この結果出力データ２０
０の優先度の順番は先頭からｒｌｌｌ１３３３」となる
。さらに第２バッファ２０−２のバッファメモリ２２−
２及び第３バッファ２０−３のバッファメモリ２２−３
もデータが存在しない場合は、第１バッファ２０−１の
バッファメモリ２２−１に合計７回読み出す機会を与え
ることになり、このような場合は厳密な意味での優先度
別の伝送帯域制限は行われないが、各優先度別に出力の
データに対して伝送帯域の割当が可能であり、該当優先
度のバッファのバッファメモリにデータが無い場合には
、次の優先度のバッファのバッファメモリからデータを
読み出すなめ、出力データ２００の使用効率が低下しな
いという利点がある。

帯域管理テーブル４０に含まれる優先度別のテーブルの
読み出す割り当て情報は、確定的な値であれば固定的に
帯域管理テーブルに記憶していれば良い。しかしながら
、入力データ１００に含まれる優先度の種類の変動や出
力伝送効率の変更によって読出割当を任意に変更したい
場合は、外部から設定変更の制御ができるような手段を
持てば良い。

次に上記実施例のバッファ装置を交換機、例えばパケッ
ト交換機又はＡＴＭ交換機に組み込んで使用する場合の
例を、第３図のブロック図を参照して説明する。

交換機は、端末インターフェース回路５０、ヘッダ付加
回路６０、バッファ装置７０、スイッチ回路９０と、制
御プロセッサ８０で構成される。

なお第３図においては、端末１からの信号をパケットあ
るいは固定長データとしてスイッチ回路９０でスイッチ
ングするまでの機能が示されているが、スイッチングさ
れたパケット等を中継線や他の端末に送出する機能部分
は、本実施例の理解には直接関係ないので図示していな
いが、通常のパケット交換機やＡＴＭ交換機と同様な機
能を有しているものとする。

複数の端末１から出力されたデータは、交換機の端末イ
ンターフェース回路５０に供給されると、入力データを
パケットあるいは固定長データに組み立てたのち、多重
化してこの多重信号をヘッダ付加回路６０に供給する。

ヘッダ付加回路６０は、入力される多重化信号中のパケ
ット等にヘッダを付加することによって以後交換機内部
で転送さオしる内部パケット等を形成するものであり、
このヘッダには優先度情報や相手先端末番号やスイッチ
ングヘッダなどが含まれる。このようにして得られた内
部パケットは本実施例のバッファ装置７０に供給される
。バッファ装置７０においては、内部パケットが入力さ
れるが、これが前記第１図における入力データ１００に
相当するものて°あり、入力データ１００は第１図及び
第２図のブロック図の説明で示した動作を行い処理され
て出力データ２００が、スイッチ回路９０に供給される
。制御プロセッサ８０は、主にヘッダ付加回路６０のヘ
ッダの付加処理を制御し、またバッファ装置７０の帯域
管理テーブル４０の各テーブルの値を制御する。スイッ
チ回路９０は、出力データ２００を構成する前記ヘッダ
に含まれる前記スイッチングヘッダや相手先端末番号な
どの情報に基づき、所望の伝送ラインにパケット等を出
力する。

以上のようにして、本実施例に係るバッファ装置を交換
機のセルの人出力バッファとしても適用することができ
、交換機の交換処理能力を改善するための大きい要因と
なる。

本実施例のバッファ装置７０は、交換機にのみ応用され
るものではなく、他の通信制御装置等に応用しても有効
に作用するものと考えられる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば次のような効果を発揮
する。

入力データに含まれる優先度別に一時記憶手段に書き込
み、帯域管理テーブルの内容によって読み出されるよう
にしたので、各優先度別の記憶データの一時記憶手段内
蓄積時間と入力データの廃棄率をより細かく制御できる
。更に入力データが蓄積されていない一時記憶手段に読
み出し機会が生じた場合に、他の優先度の一時記憶手段
から記憶データを読み出すことができるので、出力の使
用効率の低下が起こらない。

したがって、広帯域高速通信が要求されるｌ５ＤＮ網サ
ービスの通信網資源の効率的使用など高度化に寄与する
ものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係るバッファ・装置の基本的なブロ
ック図、第２図は第１図において、ｎ＝３の場合の動作
図、第３図は本実施例のバッファ装置を交換機に応用す
る場合の交換機のブロック図である。 図中、１は端末、１０は分配回路、２０はバッファ、２
０−１は第１バツフア、２０−２は・第２バツフア、２
０−３は第３バツフア・、２０−τ）は第１１バツフア
、２１−１〜２Ｌ−ｎはバッファ内＝　　２２− データ計数回路、２２−１〜・２２〜ｎはバッファメモ
リ、３０は読出制御回路、４０は帯域管理テーブル、５
０は端末インターフェース回路、６０はヘッダ付加回路
、７０はバッファ装置、８０は制御プロセッサ、９０は
スイッチ回路である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ毎に優先度が付与されて形成される入力デ
   ータを一時記憶する一時記憶手段をｎ（ｎ：整数）個有
   するバッファ装置において、 入力データを形成するデータ毎に付与された優先度別に
   入力データを前記ｎ個の一時記憶手段に振り分ける分配
   手段と、 各一時記憶手段の読出頻度の割り当ての設定を行い、前
   記ｎ個の一時記憶手段に対応するｎ個の読出割当信号を
   出力して、各一時記憶手段に記憶されているデータの読
   出頻度を管理する帯域管理テーブルと、 前記帯域管理テーブルから出力される読出割当信号の割
   当値に従って各一時記憶手段に読出要求信号を出力し、
   各一時記憶手段に一時記憶されているデータを前記割当
   値に相当する読出頻度で読み出す読出制御手段を設けた
   ことを特徴とするバッファ装置。
2. （２）各一時記憶手段内に前記データがいくつ存在する
   かを計数する計数手段をｎ個有し、この計数手段の計数
   値を読出制御手段に出力し、読出制御手段はこの計数値
   によって、前記各一時記憶手段の読み出しを制御するこ
   とを特徴とする請求項１に記載のバッファ装置。
3. （３）前記読み出し制御において、前記計数値によって
   第ｍ（ｍ：整数≦ｎ）番目の一時記憶手段にデータが存
   在しないと判断された場合には、他の優先度の一時記憶
   手段から前記ｍ番目の一時記憶手段に割り当てられてい
   た読出頻度を適用してデータを読み出すことを特徴とす
   る請求項２に記載のバッファ装置。