JPH04240943A - 高速atmスイッチ - Google Patents

高速atmスイッチ

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JPH04240943A
JPH04240943A JP3007449A JP744991A JPH04240943A JP H04240943 A JPH04240943 A JP H04240943A JP 3007449 A JP3007449 A JP 3007449A JP 744991 A JP744991 A JP 744991A JP H04240943 A JPH04240943 A JP H04240943A
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JP
Japan
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clock signal
output
buffer memory
data
highway
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3007449A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tomonaga
博 朝永
Yuji Kato
祐司 加藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速ATM(Asyu
chromous Transfer Mode) ス
イッチに関し、特に、ATMスイッチにおけるバッファ
の構成を改良して動作を高速化することに関する。図8
は本発明におけるATMスイッチの構成例を示すブロッ
ク図である。同図において、1−1〜1−3は入力ハイ
ウエイ、2−1〜2−3は出力ハイウエイ、311〜3
33は入力ハイウエイと出力ハイウエイとのクロスポイ
ントに接続されたスイッチエレメントである。スイッチ
エレメント311〜333の各々は、入力ハイウエイか
らのデータに含まれるセルを一時的に蓄えて、出力ハイ
ウエイに適当な出力タイミングで出力するものである。 本発明はこのスイッチエレメントの各々の動作速度の向
上に関する。なお、図示例では、ATMスイッチは、入
力ハイウエイと出力ハイウエイとの交差点に格子状に配
置されたスイッチエレメントを有しているが、本発明に
適用されるATMスイッチの構成はこれに限られるもの
ではなく、様々な変形例がある。
【0002】
【従来の技術】図9は従来のATMスイッチにおけるバ
ッファメモリの一例を示すブロック図である。同図に示
すように、従来は、ATM交換機を構成するバッファメ
モリの各々は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)
91、書き込みカウンタ(W−CNT)92、読み出し
カウンタ(R−CNT)93、およびポインタ制御部9
4によって構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ATMスイッチのバッ
ファメモリとしてRAMを用いる上記従来方式では、R
AMに対する書き込みおよび読み出し速度によりATM
スイッチの動作速度が制限されるので、ATM交換機を
高速に動作させることが出来ないという問題がある。
【0004】また、従来は、RAMに対する書き込みお
よび読み出しを制御するのに複雑な回路(W−CNT9
2およびR−CNT93)が必要であるという問題もあ
った。さらに、高速動作によって、図7のようにスイッ
チエレメントの位置によりクロックの位相がずれるとい
う問題が起こる。
【0005】本発明の目的は、ATMスイッチの動作速
度を速くし、且つ、ATMスイッチにおけるバッファメ
モリに対する書き込みおよび読み出しの制御を簡単にす
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の一態様に
よるATMスイッチに含まれるバッファメモリの構成を
示すブロック図である。同図において、11,12,…
,1nは、直列に接続された複数のレジスタ、21,2
2,…,2nはレジスタ11,12,…,1nの各々に
対応して設けられレジスタのデータを該入力ハイウエイ
から該出力ハイウエイに順次シフトするためのクロック
信号を発生する制御部である。レジスタ11,12,…
,1nと制御部21,22,…,2nとでシフトレジス
タ型のファースト・イン・ファースト・アウト(FIF
O)メモリを構成している。
【0007】図2は本発明によるATMスイッチに含ま
れるスイッチエレメントの構成を示すブロック図である
。この態様においては、複数の入力ハイウエイ1−1,
1−2,1−3と複数の出力ハイウエイ2−1,2−2
,2−3の間で格子状に配列したセル蓄積用の複数のス
イッチエレメント(311〜333)を具備することが
前提である。
【0008】スイッチエレメント311〜333の各々
は、図2に201で示されるように、入力ハイウエイ方
向の前段のスイッチエレメントからの入力データをこの
スイッチエレメント201に固有のクロック信号φ2 
に同期させて出力する第1のクロック信号変換手段20
2と、第1のクロック信号変換手段202の出力に接続
されている図1に示したバッファメモリ203と、出力
ハイウエイ方向の前段のスイッチエレメントからの出力
データを上記固有のクロック信号φ2 に同期させて出
力する第2のクロック信号変換手段204と、バッファ
メモリ203の出力データと第2のクロック信号変換手
段204の出力データとを多重して出力ハイウエイ方向
の次段のスイッチエレメント内の第2のクロック信号変
換手段に送出する多重回路手段205とを具備する。
【0009】
【作用】図1において、制御部21に一定周期で書き込
み要求信号※WE(※WEは信号WEの反転信号を表す
)が与えられると、クロック信号CKが制御部21から
出力され、それによりレジスタ11に入力ハイウエイか
らの1セル分のデータが書き込まれる。クロック信号C
Kが一定時間後に立ち下がると、制御部21から信号E
MPが書き込み要求信号※WEとして次段の制御部22
に与えられ、これにより制御部22はクロック信号CK
を制御部21に読み出し信号REとして与えるとともに
、レジスタ12に対して書き込み信号として与える。 これにより、レジスタ11の内容はレジスタ12にシフ
トされる。同様の動作が各段のシフトレジスタおよび対
応する制御部において行われている。
【0010】このように、ATMスイッチを構成するバ
ッファメモリとして、従来のRAMの代わりに、本発明
によりシフトレジスタを使うことにより動作速度が上が
る。即ち、RAMの動作速度はゲート10段程度である
が、シフトレジスタではラッチを使った場合ゲート4段
程度となり高速回路が実現できる。また、従来のRAM
による構成では書き込み・読み出しを行うための複雑な
制御回路が必要であったが、本発明によりシフトレジス
タの制御部は簡単なゲート回路で構成され、またそのた
めFIFOメモリは規則的な構造となる。
【0011】シフトレジスタ型のFIFOメモリを用い
た場合、これを高速に動作させることによりATMスイ
ッチの各格子点(クロスポイント)でのクロックの位相
が互いにずれてしまうので、図2の態様においては、ク
ロスポイント毎に独立なクロックで動作できるATMス
イッチを構成した。
【0012】
【実施例】図3は本発明の実施例によるATMスイッチ
を構成するバッファメモリ内の制御部の構成を示すブロ
ック図である。同図において、図1と同一部分には同一
の参照符号を付してある。2つの制御部21および22
が示されており、各制御部はNORゲート31とセット
・リセット(SR)フリップフロップ32で構成されて
いる。NORゲート31は3つの入力信号を受け取るよ
うになっており、その第1の入力は前段の制御部または
入力ハイウエイからの書き込み信号※WEを、第2の入
力信号はフリップフロップ32のセット出力Qを、そし
て第3の入力は次段のクロック信号を読み出し信号RE
として受け取る。NORゲート31の出力はフリップフ
ロップ32のセット入力端子Sに接続されており、フリ
ップフロップ32のリセット端子Rは次段のクロック信
号を受け取るように接続されている。
【0013】図4はフリップフロップ32の周知の構成
例を示す回路図である。図に示すように、フリップフロ
ップ32は2つのNORゲート41および42で構成さ
れている。図5は図3におけるクロック信号CK1およ
びCK2の関係を示すタイムチャートである。
【0014】図1と図3〜図5により、本発明の一態様
によるバッファの動作を説明する。いま、全てのレジス
タ11〜1n(図1参照)にデータが入っていない場合
を考える。すなわち、制御部21〜2n内のフリップフ
ロップ32はリセットされており、したがって、その反
転出力※Qである出力EMPは全て1となっているとす
る。
【0015】なお、出力EMPは、対応するレジスタに
データが存在するときに0で存在しないときは1である
。この状態で、書き込み要求※WE=0が来ると制御部
21はクロックパルスCK1を発生し(時刻t1)、レ
ジスタ11にデータが取り込まれて時刻t2で制御部2
1の出力EMP=0となる。このEMPは次段の制御部
22に書き込み要求※WEとして与えられる。このとき
、制御部22内のフリップフロップ32の反転出力※Q
は依然としてEMP=1であるので、制御部21からの
EMP=0に応答してすぐにクロック信号CK2が制御
部22内のNORゲート31から出力される。このクロ
ック信号CK2に応じてレジスタ12はレジスタ11の
値を取り込み、制御部22内のフリップフロップ32の
反転出力である※Qは0に、即ち、EMP=0となる(
時刻t3)。
【0016】制御部22からのクロック信号CK2は制
御部21内のフリップフロップ32のリセット端子に入
力されるので、制御部21内のフリップフロップ32の
反転出力※QであるEMPは1となる(t3)。このよ
うにしてデータは順次シフトされ、最終的にレジスタ1
nにデータが取り込まれ、制御部2nのEMPは0とな
る。
【0017】また、レジスタ11にデータが取り込まれ
たときに制御部22のEMPが0であった場合、レジス
タ11にデータが取り込まれたままになり、レジスタ1
2の値がレジスタ13に取り込まれ、レジスタ12にレ
ジスタ11の値が取り込まれると、このときクロックで
制御部21のEMPが1となる。尚、図5に示すように
、本実施例によるシフトレジスタの動作のためのクロッ
ク信号のサイクルタイムTcyは、NORゲート31の
ディレイタイムTgateとフリップフロップ32のデ
ィレイタイムTsrの和の2倍である。
【0018】レジスタ11〜1nの各々にデータをセッ
トするために必要なセットアップ時間Tffsは、各レ
ジスタ内のデータフリップフロップの遅延時間をTff
dとすると、Tffs<Tsr+Tgate−Tffd
を満たす必要がある。さらに、レジスタ11〜1nの各
々にデータを保持するために必要な時間Tffhは、T
ffh<Tsr+Tgate+Tffdを満たす必要が
ある。
【0019】本実施例によれば、サイクルタイムTcy
はゲート4段程度ですみ、従来のRAMによるバッファ
の構成の場合のゲート10段程度と比較して、高速化を
図ることができる。図6は、図1に示したレジスタ11
〜1nの各々の構成例である。図示の如く、レジスタは
周知のトランスファーゲート付ラッチ、2インバータと
スイッチからなるラッチ、D−ラッチ、およびRAMセ
ル型ラッチ等により構成できる。
【0020】次に、本発明のクロック供給方法を図7お
よび図2によって説明する。図7のように、ATMスイ
ッチの各クロスポイントに配置されたスイッチエレメン
ト71,72,73,74,…,7nに供給されるクロ
ック信号φ1,φ2 ,φ3 ,φ4 ,…,φn は
位相がずれてしまうため、これを吸収する必要がある。
【0021】図2では図7におけるスイッチエレメント
72が201で示されている。図2において、まず入力
ハイウエイ方向からクロック信号φx に同期して入力
されるデータのスイッチエレメント201への書き込み
は、第1のクロック信号変換手段202によりこのスイ
ッチエレメントに固有のクロック信号φ2 に同期させ
てバッファメモリ203に出力される。バッファメモリ
203は、図1に示した構成を持ち、クロック信号φ2
 に同期して入力データをシフトさせる。
【0022】第1のクロック信号変換手段202から出
力されるクロック信号φ2 に同期したデータは、入力
ハイウエイ方向の次段のスイッチエレメント内の第1の
クロック信号変換手段202に入力され、そのスイッチ
エレメントに固有のクロック信号に同期させて出力され
る。一方、出力ハイウエイ方向の前段のスイッチエレメ
ント71からクロック信号φ1 に同期して転送されて
くるデータも、第2のクロック信号変換手段204によ
りこのバッファメモリに固有なクロック信号φ2 に同
期させて出力される。
【0023】多重化回路205では、バッファメモリ2
03の出力と第2のクロック信号変換手段204の出力
とを選択して多重化し、出力ハイウエイ方向の次段のス
イッチエレメントに引き渡す。第1および第2のクロッ
ク信号変換手段は、図1に示したバッファメモリで用い
たシフトレジスタをエラスティックバッファとして用い
ることにより実現することができる。3段のシフトレジ
スタを用いることによりクロック信号の変換が可能であ
る。
【0024】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ATMスイッチを構成するバッファメモリを
シフトレジスタ型のFIFOメモリにより構成したこと
により、従来のRAMによる構成と比較して、バッファ
メモリ内の遅延時間が短縮され、かつ、書き込みおよび
読み出しの制御が簡単になるので、ATM交換機の高速
動作が可能になる。また、スイッチエレメントのデータ
入力部にクロック信号変換手段を用いることにより、ス
イッチエレメントの位置によるクロックの位相差を吸収
している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバッファメモリの構成を示すブロ
ック図である。
【図2】本発明によるスイッチエレメントの構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明の実施例によるバッファメモリ内の制御
部の構成を示すブロック図である。
【図4】図3におけるSRフリップフロップの構成を示
す回路図である。
【図5】本発明の実施例による制御部の動作を説明する
タイムチャートである。
【図6】本発明の実施例によるバッファメモリ内のレジ
スタの構成例を示す図である。
【図7】高速動作におけるクロックの問題点を説明する
ブロック図である。
【図8】本発明によるATMスイッチの構成例を示すブ
ロック図である。
【図9】従来のバッファメモリの構成を示すブロック図
である。
【符号の説明】
11,12,…,1n…レジスタ 21,22,…,2n…制御部 1−1,1−2,…,1−n,…入力ハイウエイ2−1
,2−2,2−3…出力ハイウエイ201…スイッチエ
レメント 202…第1のクロック信号変換手段 203…バッファメモリ 204…第2のクロック信号変換手段 205…多重化回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力データを一時的に蓄積するバッフ
    ァメモリを備え、該バッファメモリは、直列に接続され
    た複数のレジスタ(11,12,…,1n)と、該レジ
    スタの各々に対応して設けられ該レジスタのデータを該
    入力ハイウエイから該出力ハイウエイに順次シフトする
    ためのクロック信号を発生する制御部(21、22,…
    ,2n)とからなるシフトレジスタ型のFIFOにより
    構成されていることを特徴とするATMスイッチ。
  2. 【請求項2】  複数の入力ハイウエイ(1−1,1−
    2,1−3)と複数の出力ハイウエイ(2−1,2−2
    ,2−3)の間で格子状に配列したセル蓄積用の複数の
    スイッチエレメント(311〜333)を具備し、該ス
    イッチエレメント(311〜333)の各々は、該入力
    ハイウエイ方向の前段のスイッチエレメントからの入力
    データを該スイッチエレメントに固有のクロック信号に
    同期させて出力する第1のクロック信号変換手段(20
    2)と、該第1のクロック信号変換手段の出力に接続さ
    れており、直列に接続された複数のレジスタ(11,1
    2,…,1n)と、該レジスタの各々に対応して設けら
    れ該レジスタのデータを該入力ハイウエイから該出力ハ
    イウエイに順次シフトするための該固有のクロック信号
    に同期したクロック信号を発生する制御部(21、22
    ,…,2n)とからなるシフトレジスタ型のFIFO(
    バッファメモリ)(203)と、該出力ハイウエイ方向
    の前段のスイッチエレメントからの出力データを該固有
    のクロック信号に同期させて出力する第2のクロック信
    号変換手段(204)と、該シフトレジスタ型のFIF
    Oの出力データと該第2のクロック信号変換手段の出力
    データとを多重して該出力ハイウエイ方向の次段のスイ
    ッチエレメント内の第2のクロック信号変換手段に送出
    する多重化手段(205)とを具備することを特徴とす
    るATMスイッチ。
JP3007449A 1991-01-25 1991-01-25 高速atmスイッチ Withdrawn JPH04240943A (ja)

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Effective date: 19980514