JPH05167607A - Coupling network - Google Patents

Coupling network

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JPH05167607A
JPH05167607A JP33234691A JP33234691A JPH05167607A JP H05167607 A JPH05167607 A JP H05167607A JP 33234691 A JP33234691 A JP 33234691A JP 33234691 A JP33234691 A JP 33234691A JP H05167607 A JPH05167607 A JP H05167607A
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JP
Japan
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input
cell
output
stage
switch
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Pending
Application number
JP33234691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuro Shohata
康郎 正畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH05167607A publication Critical patent/JPH05167607A/en
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

PURPOSE:To devise a network suitable for a high speed operation, to be large- sized easily, in which no traffic concentration takes place in internal paths and a copy function is realized by arranging N/2X(N-1) sets of 2-input/2-output unit switches and interconnecting them in a crossing way. CONSTITUTION:For example, seven-stages each comprising two-sets of two-input/ two-output unit switches arranged longitudinally are arranged in the network. Then the connection from output ports of the stage 1 to input ports of the stage 2, from output ports of the stage 3 to input ports of the stage 4, from output ports of the stage 5 to input ports of the stage 6, is implemented similarly. Moreover, the connection from output ports of the stage 2 to input ports of the stage 3, from output ports of the stage 4 to input ports of the stage 5, from output ports of the stage 6 to input ports of the stage 7, is implemented similarly. In the case of the relation of connection in three-dimensional ways, the length of the connection line used to interconnect the unit switches is selected equal entirely.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

[発明の目的] [Object of the Invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数の入力ポートから
入力された情報を所望の出力ポートへと転送する結合網
に係り、特にセルと呼ばれる固定長の短パケットを用い
て情報通信を行うATM通信システムで使用されるハー
ドウェア化されたセルスイッチに好適な結合網に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a connection network for transferring information input from a plurality of input ports to a desired output port, and particularly for performing information communication using fixed-length short packets called cells. The present invention relates to a connection network suitable for a hardware-implemented cell switch used in an ATM communication system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、通信に必要な情報伝送能力を呼設
定時に確保しておくSTM(Synchronous
Transfer Mode)と呼ばれる転送モード
(既存の電話網で使用中)に変わって、ATM(Asy
nchronousTransfer Mode)と呼
ばれる転送モードに対する期待と関心が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, an STM (Synchronous) that secures an information transmission capacity required for communication at the time of call setup.
A transfer mode called Transfer Mode (used in the existing telephone network) is changed to ATM (Asy
There is an increasing expectation and interest in a transfer mode called an “nchronous Transfer Mode”.

【0003】ATMは、セルと呼ばれる固定長の短パケ
ットを用いて情報を伝送し、各通信端末側では必要に応
じて通信網にセルを渡すこと、すなわち通信端末が必要
な時に通信網の情報伝送能力を使用する事を特徴とする
転送モードである。STMと比較してATMには、通信
端末が必要とする任意の情報伝送能力を通信端末に提供
できること、通信端末が必要とするときのみ通信網の情
報伝送能力を使用するため通信効率を向上させられると
いった利点がある。このため、ATMは、音声、デー
タ、画像などを一元化して扱う事のできる通信網、すな
わちB−ISDN(Broadband Integr
ated Services Digital Net
work)を構成する基本技術として脚光を浴びてい
る。
The ATM transmits information using short packets of fixed length called cells, and each communication terminal side passes the cell to the communication network as needed, that is, information of the communication network when the communication terminal needs it. It is a transfer mode characterized by using transmission capacity. Compared to STM, ATM is capable of providing a communication terminal with arbitrary information transmission capacity required by the communication terminal, and improves communication efficiency by using the information transmission capacity of the communication network only when the communication terminal requires it. The advantage is that Therefore, the ATM is a communication network that can handle voices, data, images, and the like in a unified manner, that is, B-ISDN (Broadband Integrar).
arated Services Digital Net
It is in the limelight as a basic technology that constitutes work).

【0004】ATM網を構成するためには、複数の入力
通信路から配送されるセルを該セルの持つ方路情報に従
って所望の出力通信路へスイッチングする操作、すなわ
ちセルスイッチングを実現する必要がある。通信端末が
必要な時に通信網の情報伝送能力を使用するため、セル
スイッチングを行うと同時に複数個のセルが同一の出力
通信路に向かう事、すなわちコンフリクトが生じる。コ
ンフリクトが生じた場合には、コンフリクトを起こして
いる複数個のセルのうちひとつを出力通信路に転送し、
残ったセルを該出力通信路に空きができるまで一旦蓄積
し、空きが生じた段階で出力する事といったことを行
う。この機能を実現するため、セルスイッチは、セルを
一旦蓄積するバッファと、セルを所望の出力通信路に転
送する結合網とから構成される。
In order to construct an ATM network, it is necessary to realize an operation of switching a cell delivered from a plurality of input communication channels to a desired output communication channel according to the route information of the cells, that is, cell switching. . Since the communication terminal uses the information transmission capacity of the communication network when necessary, a plurality of cells are simultaneously directed to the same output communication path, that is, a conflict occurs when cell switching is performed. If a conflict occurs, transfer one of the conflicting cells to the output channel,
The remaining cells are temporarily stored until there is a vacancy in the output communication path, and output when the vacancy occurs. In order to realize this function, the cell switch is composed of a buffer that temporarily stores cells and a coupling network that transfers the cells to a desired output communication path.

【0005】良く知られている様に、ATM網では仮想
チャネル(VC)と呼ばれる一種のコネクションを基本
にして通信が行われる。通信端末間で通信を開始するに
際して、それらの通信端末間にVCが設定される。この
際、前記設定されるVCが経由するATM網内の各伝送
路について、該伝送路にそれまでに設定されているVC
によって占有されている容量の総和と、新たに設定しよ
うとしているVCの容量との和が、該伝送路の伝送容量
を越えていない事を確認する必要がある。これにより各
伝送路に伝送容量以上のトラフィックが流入し、セル転
送品質(セル廃棄率、セル遅延)が悪化する事を防ぐ。
もし、新たにVCを設定することにより、伝送路に設定
されているVCの容量の総和が該伝送路の伝送容量を越
えるならば、該新たに設定しようとするVCを設定せず
呼損として扱う。このように、伝送路上に該伝送路の伝
送容量を越えてVCが設定されるのを防ぐ操作を呼受付
制御と呼ぶ。ここで、VCの容量は、一般的には、予め
定められた長さの一定時間内に到着する該VCに属する
セルの個数といった、比較的長い時間で定義される統計
量によって規定される。なお、極めて短い時間では、伝
送路にその伝送容量以上のセルが集中する事(すなわち
コンフリクト)が発生する場合がある。前述の様に、コ
ンフリクトはセルスイッチ内のバッファにセルを一旦蓄
積して回避される。
As is well known, in the ATM network, communication is performed based on a kind of connection called a virtual channel (VC). When communication is started between communication terminals, a VC is set between those communication terminals. At this time, for each transmission line in the ATM network through which the above-mentioned VC passes, the VCs set up to that time on the transmission line
It is necessary to confirm that the sum of the capacities occupied by and the capacities of the VCs to be newly set do not exceed the transmission capacity of the transmission line. As a result, it is possible to prevent the traffic having a capacity larger than the transmission capacity from flowing into each transmission line and deteriorating the cell transfer quality (cell discard rate, cell delay).
If the sum of the capacities of the VCs set on the transmission path exceeds the transmission capacity of the transmission path by newly setting the VC, the VC to be newly set is not set and a call loss occurs. deal with. The operation for preventing the VC from being set on the transmission line beyond the transmission capacity of the transmission line is called call admission control. Here, the capacity of a VC is generally defined by a statistic defined in a relatively long time, such as the number of cells belonging to the VC that arrive within a fixed time of a predetermined length. It should be noted that in an extremely short period of time, cells having a capacity larger than the transmission capacity may concentrate on the transmission path (that is, a conflict). As described above, the conflict is avoided by temporarily storing the cell in the buffer in the cell switch.

【0006】VCはセルスイッチ上にも設定される。図
11に、セルスイッチ上にVCが設定される様子を示
す。同図に示すように、セルのスイッチングによって入
力ポートでのVCの組み合わせと出力ポートでのVCの
組み合わせが異なってくる。このため、呼受付制御で
は、少なくとも、セルスイッチに関してその各入出力ポ
ートに設定されているVCの容量の総和を把握しておく
必要がある。
The VC is also set on the cell switch. FIG. 11 shows how the VC is set on the cell switch. As shown in the figure, the combination of VCs at the input port and the combination of VCs at the output port differ depending on the cell switching. Therefore, in the call admission control, it is necessary to grasp at least the total sum of the capacities of the VCs set in the respective input / output ports of the cell switch.

【0007】セルスイッチの内部経路でもVCの容量の
総和を把握しておく必要が生じる可能性がある。図12
はバンヤン網として既知であるマルチステージ結合網を
セルスイッチとして使用した場合について、該セルスイ
ッチ上に設定されるVCの経路の一例を図示してある。
同図では、入出力ポート間にVCが設定される単位スイ
ッチ間の経路を実線で示し、設定されない単位スイッチ
間の経路を破線で示している。
Even in the internal path of the cell switch, it may be necessary to grasp the total capacity of the VCs. 12
Shows an example of a VC path set on a cell switch when a multi-stage connection network known as a Banyan network is used as the cell switch.
In the figure, the paths between the unit switches in which VC is set between the input / output ports are shown by solid lines, and the paths between the unit switches in which VC is not set are shown by broken lines.

【0008】また、単位スイッチ内部での該VCの経路
がさらに破線で示されている。良く知られているよう
に、バンヤン網では、例えば同図に示すように、内部経
路でトラフィックが集中し、入出力ポートで設定されて
いるVCの容量の総和が該入出力ポートでの伝送容量を
越えていない場合でも、内部経路の容量を越えてVCが
設定されてしまう可能性がある。このような場合は呼受
付制御で入出力ポートに加えてセルスイッチの内部経路
についても伝送容量の管理を行う必要がある。ところ
が、このようにセルスイッチの内部経路でも伝送容量の
管理を行う事にすると、(特に大規模なセル交換システ
ムを実現する場合)呼受付制御の為に必要となる計算処
理能力が膨大となり、それを実現しようとするとコスト
高となる。そこで、セルスイッチとしては、内部経路で
トラフィック集中が発生しない構成を持つものが望まし
い。内部経路でトラフィック集中が発生しないセルスイ
ッチを用いると、呼受付制御ではセルスイッチの入力ポ
ートと出力ポートのみで伝送容量の管理を行えば良いこ
とになり、呼受付制御に必要な計算量を削減することが
できる。
The route of the VC inside the unit switch is further indicated by a broken line. As is well known, in the Banyan network, for example, as shown in the same figure, the traffic is concentrated on the internal route, and the sum of the VC capacities set at the input / output ports is the transmission capacity at the input / output ports. Even if it does not exceed VC, there is a possibility that VC will be set beyond the capacity of the internal path. In such a case, it is necessary to manage the transmission capacity not only for the input / output port but also for the internal path of the cell switch by the call admission control. However, when the transmission capacity is managed also in the internal path of the cell switch in this way, the calculation processing capacity required for call admission control becomes large (especially when realizing a large-scale cell switching system), If you try to realize it, the cost will increase. Therefore, it is desirable that the cell switch has a configuration in which traffic concentration does not occur in the internal route. If a cell switch that does not cause traffic congestion on the internal route is used, the call admission control only needs to manage the transmission capacity only at the input and output ports of the cell switch, reducing the amount of calculation required for call admission control. can do.

【0009】セルスイッチの内部経路でのトラフィック
集中は、短時間的には結合網の内部経路でのコンフリク
トとして現れる。もし、結合網の内部経路でコンフリク
トが発生しないことが保証できれば、それはすなわち、
セルスイッチ内部でのトラフィック集中が発生しない事
を保証したことに対応する。内部経路でトラフィック集
中が発生しない構成を持つセルスイッチとして、今まで
に検討が行われているものは、結合網の内部経路でのコ
ンフリクトが発生しない事を保証するようなものであ
る。このようなセルスイッチは大きく分けてふたつのク
ラスに分類できる。その第1のクラスは以下のようなも
のである。
The traffic concentration on the internal route of the cell switch appears as a conflict on the internal route of the connection network in a short time. If we can guarantee that no conflicts will occur in the internal routes of the connection network, it means that
It corresponds to ensuring that traffic concentration does not occur inside the cell switch. Cell switches having a configuration in which traffic concentration does not occur on the internal route have been studied so far so as to ensure that no conflict occurs on the internal route of the connection network. Such cell switches can be roughly classified into two classes. The first class is as follows:

【0010】結合網の内部経路でコンフリクトが発生し
ないことを保証するため、結合網の内部経路でのセル転
送を高速化する。具体的には、N入力N出力の結合網に
おいて、ある入力ポートからある出力ポートへのセルの
転送速度を、入出力ポートでのセルの転送速度のN倍に
設定し、結合網に入力されたセルが全て転送可能である
ようにする。結合網内部のセル転送速度を入出力ポート
でのN倍に設定するので、出力ポートでは同時に複数個
の入力ポートからセルが転送される状況、すなわちコン
フリクトが発生する。このコンフリクト回避のために、
結合網の出力ポートにバッファを設ける。このようなク
ラスのセルスイッチを出力バッファ型セルスイッチと呼
ぶ。このクラスに属するセルスイッチとしては、米国ベ
ル研の提案しているノックアウトスイッチが特に有名で
ある。このクラスのセルスイッチでは、一般的に結合網
としてバス構造が用いられる。このため、このクラスの
セルスイッチでは、ひとつの入力ポートから入力された
セルを複数の出力ポートへと転送する、コピー機能の実
現は容易である。
In order to ensure that no conflict occurs in the internal route of the connection network, the cell transfer speed is increased in the internal route of the connection network. Specifically, in an N-input N-output connection network, the cell transfer rate from a certain input port to a certain output port is set to N times the cell transfer rate at the input / output port, and the cells are input to the connection network. All cells that can be transferred. Since the cell transfer rate inside the connection network is set to N times as high as that at the input / output port, a situation occurs where cells are transferred from a plurality of input ports at the output port at the same time, that is, a conflict occurs. To avoid this conflict,
A buffer is provided at the output port of the connection network. A cell switch of this class is called an output buffer type cell switch. As a cell switch belonging to this class, the knockout switch proposed by Bell Labs in the United States is particularly famous. In this class of cell switch, a bus structure is generally used as a connection network. Therefore, in the cell switch of this class, it is easy to realize the copy function of transferring the cell input from one input port to the plurality of output ports.

【0011】しかしながら、このクラスに属するセルス
イッチでは、結合網のセル転送速度、および出力バッフ
ァのセル入力速度が、入出力ポート数をNとしたとき
に、入出力ポートでのセル転送速度のN倍となる。よっ
て、少し大きな規模(例えば16入力16出力)のセル
スイッチを考えても該セルスイッチで使用する結合網お
よび出力バッファのセル入力が超高速となり、実現が非
常に困難である。また、その第2のクラスは以下のよう
なものである。
However, in the cell switch belonging to this class, the cell transfer rate of the connection network and the cell input rate of the output buffer are N of the cell transfer rate at the input / output ports, where N is the number of input / output ports. Doubled. Therefore, even if a cell switch of a slightly larger scale (for example, 16 inputs and 16 outputs) is considered, the cell input of the connection network and the output buffer used in the cell switch becomes very high speed, which is very difficult to realize. The second class is as follows.

【0012】結合網の各入力ポートにバッファ(これを
入力バッファと呼ぶ)を設け、各入力バッファからセル
の出力を開始する前に、各入力バッファに蓄積されてい
るセルの中から出力するセルを選択する動作を行う。こ
の選択動作を行う機能要素を競合制御部と呼ぶ。競合制
御部は、各入力バッファから該入力バッファに蓄積され
ているセルの方路情報を受け取り、各出力ポートごと
に、該出力ポートに向かうセルを入力バッファに蓄積さ
れているセルの中から高々1個づつ選択する。この時そ
れぞれの入力バッファで選択されるセルが高々1個であ
るようにする。どのセルが選択されたかは各入力バッフ
ァに通知され、該入力バッファから該選択されたセルが
出力される。ここで、結合網をいわゆるノンブロッキン
グなものとすると、各入力バッファから出力されるセル
が必ず異なる出力ポートに転送されるので、結合網の内
部経路でのコンフリクトが発生しないことになる。この
結果、結合網の内部経路でのトラフィック集中が発生せ
ず、呼受付制御時に結合網の内部経路についてVC容量
の管理を行う必要がなくなる。このようなクラスのセル
スイッチを入力バッファ型セルスイッチと呼ぶ。このク
ラスに属するスイッチとしては、米国ベルコアの提案し
ている3フェーズアルゴリズムが特に有名である。今ま
でに知られているノンブロッキング結合網としては、ク
ロスバスイッチ、バッチャ−バンヤン網、等がある。
A buffer (this is called an input buffer) is provided at each input port of the coupling network, and a cell is output from cells stored in each input buffer before the output of cells from each input buffer is started. Perform the operation to select. A functional element that performs this selection operation is called a competition control unit. The contention control unit receives the route information of the cells stored in the input buffer from each input buffer, and for each output port, the cells heading for the output port are selected from the cells stored in the input buffer at most. Select one by one. At this time, at most one cell is selected in each input buffer. Each input buffer is notified of which cell has been selected, and the selected cell is output from the input buffer. Here, if the connection network is so-called non-blocking, the cells output from the respective input buffers are always transferred to different output ports, so that no conflict occurs in the internal path of the connection network. As a result, traffic concentration does not occur in the internal route of the combined network, and it becomes unnecessary to manage the VC capacity of the internal route of the combined network during call admission control. A cell switch of this class is called an input buffer type cell switch. As a switch belonging to this class, the 3-phase algorithm proposed by Bellcore in the United States is particularly famous. Crossbar switches, batcher-banyan networks, and the like are known as non-blocking connection networks.

【0013】入力バッファ型セルスイッチでは、入力バ
ッファのセル出力速度、および結合網のセル転送速度
が、入力バッファのセル入力速度と同じかまたは2倍程
度で良く、入出力ポートでのセル転送速度600Mbp
sを越えるような高速セルスイッチを実現する際に有利
である。しかしながら、今までに知られている入力バッ
ファ型セルスイッチには、以下に述べるような欠点があ
り、やはり高速セルスイッチに適用することは非常に困
難である。
In the input buffer type cell switch, the cell output rate of the input buffer and the cell transfer rate of the connection network may be the same as or about twice as high as the cell input rate of the input buffer. 600 Mbp
This is advantageous when realizing a high-speed cell switch that exceeds s. However, the input buffer type cell switch known so far has the following drawbacks, and it is very difficult to apply it to a high speed cell switch.

【0014】まず、今までに知られているノンブロッキ
ング結合網が高速動作に向かないことがあげられる。ク
ロスバスイッチはその構成上ひとつの入力ポートから入
力される信号を全ての出力ポートにブロードキャストす
る必要がある。一般的にブロードキャスト動作をすると
各論理素子のファンアウトが大きくなってしまい、高速
動作に向かなくなる。よって、クロスバスイッチは高速
セルスイッチには向かない。
First, the non-blocking connection networks known so far are not suitable for high-speed operation. The crossbar switch needs to broadcast a signal input from one input port to all output ports because of its configuration. Generally, when the broadcast operation is performed, the fanout of each logic element becomes large, which makes it unsuitable for high-speed operation. Therefore, the crossbar switch is not suitable for the fast cell switch.

【0015】また、バッチャ−バンヤン網では論理素子
のファンアウトは小さく抑えることができる。しかし、
その構造は良く知られているように非常に複雑である。
さらに、その動作原理から、各入力ポートからセルを入
力し始めるタイミングを全ての入力ポートにて合わせる
必要がある。これはすなわちバッチャ−バンヤン網全体
をビット位相を合わせて動作させる必要があることに相
当する。バッチャ−バンヤン網全体をビット位相を合わ
せて動作させるためには、バッチャ−バンヤン網全体に
位相を制御しつつビットクロックを分配しなければなら
ない。これらの点から、高速動作するバッチャ−バンヤ
ン網の実装は非常に困難である。
In the Batcher-Banyan network, the fanout of logic elements can be suppressed to a small level. But,
Its structure is very complex as is well known.
Further, from the operating principle, it is necessary to match the timing of starting inputting cells from each input port in all input ports. This corresponds to the need to operate the entire Batcher-Banyan network with the bit phases aligned. In order to operate the entire Batcher-Banyan network with matching bit phases, it is necessary to distribute the bit clock while controlling the phase throughout the Batcher-Banyan network. From these points, it is very difficult to implement a batcher-banyan network that operates at high speed.

【0016】次に競合制御部が複雑であることがあげら
れる。競合制御部では、ある時点に入力バッファに蓄積
されているセルの中から、各入力バッファから高々1個
出力するセルを、各出力ポートに高々1個づつ向かうよ
うに選択するという、複雑な機能が実行されている。こ
の機能に要求される計算量は、扱う入力バッファの個数
が増えると、すなわちセルスイッチの規模が大きくなる
と、指数関数的に増大してゆく。ここで、コピー機能、
すなわちひとつの入力ポートから入力されたセルを複数
の出力ポートへと出力する機能、を考えると、さらに計
算量が増大する。よって、競合制御部の大規模化は考え
にくく、このために入力バッファ型セルスイッチの大規
模化も困難になる。また、ハードウェアで実現された競
合制御部は、良く知られているように非常に複雑であ
る。よって、競合制御部は高速実装に向かない。
Next, the competition control unit is complicated. The contention control unit has a complicated function of selecting, from the cells stored in the input buffer at a certain time, one cell that outputs at most one from each input buffer so that one cell goes to each output port at most. Is running. The amount of calculation required for this function increases exponentially as the number of input buffers handled increases, that is, as the scale of the cell switch increases. Where the copy function,
That is, considering the function of outputting cells input from one input port to a plurality of output ports, the amount of calculation is further increased. Therefore, it is unlikely that the contention control unit is large-scaled, which makes it difficult to scale up the input buffer type cell switch. Also, the contention control unit realized by hardware is very complicated as well known. Therefore, the competition control unit is not suitable for high-speed mounting.

【0017】ところで、クロス網と呼ばれる多段結合網
があり、この方式に従うと、比較的小規模なノンブロッ
キング結合網を3段もしくはそれ以上接続して大規模な
結合網を得ることができる。よって、比較的小規模のク
ロスバスイッチもしくはバッチャ−バンヤン網をこの方
法により接続してノンブロッキング結合網を構成するこ
とも考えられる。しかし、この方法によるノンブロッキ
ング結合網は、ステージ間の配線が複雑で、かつ配線数
が入出力ポート数より大きくなるので、高速動作するク
ロス網は実装が困難である。また、ステージ間の接続が
複雑で、接続数も多いため、規模拡大も困難である。さ
らに、任意の入出力ポート間をつなぐ経路が結合網内部
に複数個存在するので、結合網内部でVCごとにルーテ
ィングを行う必要が生じ、結局セルスイッチの内部経路
上に設定されているVCの容量の管理を行う必要が生じ
てしまう。
By the way, there is a multi-stage connection network called a cross network. According to this system, a relatively small non-blocking connection network can be connected in three or more stages to obtain a large-scale connection network. Therefore, it is possible to construct a non-blocking connection network by connecting a relatively small-scale crossbar switch or batcher-banyan network by this method. However, in the non-blocking connection network by this method, the wiring between the stages is complicated and the number of wirings is larger than the number of input / output ports. Therefore, it is difficult to implement a high-speed cross network. Moreover, since the connections between stages are complicated and the number of connections is large, it is difficult to expand the scale. Further, since there are a plurality of paths connecting the arbitrary input / output ports inside the connection network, it becomes necessary to perform routing for each VC inside the connection network, and eventually the VCs set on the internal path of the cell switch are It becomes necessary to manage the capacity.

【0018】このように、今まで提案されてきた内部経
路でのトラフィック集中がないセルスイッチには、例え
ば600Mbps以上の速度でのセルスイッチングとい
った高速セルスイッチングが容易に実現でき、かつ規模
拡大も容易で、さらにコピー機能も実現容易であるとい
う望ましい性質を持つセルスイッチは存在しなかった。
As described above, in the cell switch which has been proposed so far without traffic concentration on the internal route, high-speed cell switching such as cell switching at a speed of 600 Mbps or more can be easily realized and the scale can be easily expanded. Therefore, there was no cell switch that had the desirable property that the copy function was easy to implement.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
内部経路でのトラフィック集中がないセルスイッチで、
高速セルスイッチングが容易に実現でき、かつ規模拡大
も容易で、さらにコピー機能も実現容易であるという、
望ましい性質をもつセルスイッチは存在しなかった。本
発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とす
る事は上述のような望ましい性質を持つセルスイッチを
構成できる結合網を提供する事にある。 [発明の構成]
As described above,
With a cell switch that does not have traffic concentration on the internal route,
High-speed cell switching can be easily realized, the scale can be easily expanded, and the copy function can be easily realized.
There was no cell switch with the desired properties. The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a connection network capable of forming a cell switch having the above-described desirable properties. [Constitution of Invention]

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】N本の入力ポート(Nは
自然数)のうち1本若しくは複数本の入力ポートから配
送された情報を、N本の出力ポートのうちの所望の1本
若しくは複数の出力ポートに出力する結合網あって、該
結合網は、k入力k出力の単位スイッチ(kは自然数)
をN/k個有するステージをN−1個並べて構成され、
各ステージに含まれる単位スイッチの入力ポートに上か
ら順にI(0)、I(1)・・・I(N−1)と番号付
け、各ステージに含まれる単位スイッチの出力ポートに
上から順にO(0)、O(1)・・・O(N−1)と番
号付け、前記入力ポート側からi*2−1(iは自然
数、1≦i≦N/2−1)段目のステージの出力ポート
O(j)(jは0または自然数、0≦j≦N−1)と、
前記入力ポート側からi*2段目のステージの入力ポー
トI((j+1)mod(N−1))とを接続し、前記
i*2段目のステージの出力ポートO((j+1)mo
d(N−1))と、前記i*2+1段目のステージの入
力ポートI(j)とを接続することを特徴として構成さ
れる。
Information delivered from one or a plurality of input ports among N input ports (N is a natural number) is transmitted to a desired one or a plurality of output ports among N output ports. There is a connection network that outputs to the output port of the unit, and the connection network is a unit switch with k inputs and k outputs (k is a natural number).
Is configured by arranging N-1 stages having N / k
The input ports of the unit switches included in each stage are numbered as I (0), I (1) ... I (N-1) from the top, and the output ports of the unit switches included in each stage are ordered from the top. O (0), O (1) ... O (N-1) are numbered, and i * 2-1 (i is a natural number, 1 ≦ i ≦ N / 2−1) th stage from the input port side. The output port O (j) of the stage (j is 0 or a natural number, 0 ≦ j ≦ N−1),
The input port I ((j + 1) mod (N-1)) of the i * 2 stage is connected from the input port side, and the output port O ((j + 1) mo of the i * 2 stage is connected.
d (N-1)) is connected to the input port I (j) of the i * 2 + 1th stage.

【0021】[0021]

【作用】本発明によると、自己ルーティング機能、すな
わち、各単位スイッチが独立に受け取った情報に含まれ
た方路情報を解析してスイッチングすることにより所望
の出力ポートへと自然に情報を導く機能、を持ち、ステ
ージ間の配線が結合網の入出力ポート数Nに等しくかつ
単純であるという、高速実装や大規模化にとって好まし
い性質を持つ結合網を実現することができる。
According to the present invention, the self-routing function, that is, the function of naturally guiding information to a desired output port by analyzing and switching the route information included in the information received by each unit switch independently , And the wiring between stages is equal to the number of input / output ports N of the coupling network and is simple, and it is possible to realize a coupling network having desirable properties for high-speed implementation and large scale.

【0022】さらに、本発明による結合網では、入出力
ポート数に関わらず、単位スイッチの情報転送速度、お
よびステージ間の配線での情報伝達速度を、入出力ポー
トでの情報転送速度の2倍とすることでノンブロッキン
グ結合網となるので、本発明によると、バスやクロス網
に比べて高速動作に向き、かつ大規模化も容易で、さら
に内部経路でトラフィック集中が無いというセルスイッ
チを提供できる。また、本発明による結合網は、該結合
網を構成する単位スイッチの出力ポートのファンアウト
数が1であるので、クロスバスイッチに比べて高速動作
に向く。
Further, in the coupling network according to the present invention, the information transfer rate of the unit switch and the information transfer rate of the wiring between the stages are twice the information transfer rate of the input / output ports regardless of the number of input / output ports. As a result, a non-blocking connection network is provided. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a cell switch that is suitable for high-speed operation as compared with a bus or cross network, is easy to scale up, and has no traffic concentration on the internal route. .. Further, the connection network according to the present invention has a fanout number of one of the output ports of the unit switches forming the connection network, and therefore is suitable for high-speed operation as compared with the crossbar switch.

【0023】その上、本発明による結合網を用いたセル
スイッチにおいては、競合制御部を各単位スイッチにて
分散して配置することも可能で、入力バッファ型セルス
イッチで問題であったごとくに、競合制御部が高速化/
大規模化のネックになることはない。また、本発明によ
る結合網を用いたセルスイッチは、容易にコピー機能を
実現する事も可能である。
In addition, in the cell switch using the connection network according to the present invention, it is possible to disperse the contention controller in each unit switch, which is a problem in the input buffer type cell switch. , Competitive control unit is faster /
It does not become a bottleneck for large scale. Moreover, the cell switch using the connection network according to the present invention can easily realize the copy function.

【0024】[0024]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について詳細に説明する。 (実施例1)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (Example 1)

【0025】図1に、本発明の一実施例である8入力8
出力の結合網を示す。同図において、11、12、・・
・74は2入力2出力の単位スイッチである。該実施例
の結合網は、同図に示すように、2入力2出力の単位ス
イッチを4個縦に並べたステージを7段並べ、それらの
間を次の様に接続する事により構成される。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which 8 inputs and 8 inputs are used.
The output connection network is shown. In the figure, 11, 12, ...
-74 is a 2-input 2-output unit switch. As shown in the figure, the connection network of this embodiment is constructed by arranging seven stages in which four unit switches each having two inputs and two outputs are arranged vertically and connecting them as follows. ..

【0026】接続関係を記述するために、各ステージに
属する単位スイッチの入力ポートに、上から順にI
(0)、I(1)、I(2)、・・・、I(7)と番号
付け、出力ポートにO(0)、O(1)、O(2)、・
・・、O(7)と番号付ける。
In order to describe the connection relationship, I is input to the input ports of the unit switches belonging to each stage in order from the top.
(0), I (1), I (2), ..., I (7) are numbered, and O (0), O (1), O (2), ...
.., numbered as O (7).

【0027】ここで、ステージ1の出力ポートからステ
ージ2の入力ポート、ステージ3の出力ポートからステ
ージ4の入力ポート、ステージ5の出力ポートからステ
ージ6の入力ポートの間は、それぞれ同じ様に接続され
る。これらのステージ間の接続は具体的には次の通りで
ある。すなわち、O(0)をI(1)に、O(1)をI
(2)に、O(2)をI(3)に、・・・・・、O
(6)をI(7)に、O(7)をI(0)に、それぞれ
接続する。
Here, the output port of stage 1 is connected to the input port of stage 2, the output port of stage 3 is connected to the input port of stage 4, and the output port of stage 5 is connected to the input port of stage 6 in the same manner. To be done. The connections between these stages are specifically as follows. That is, O (0) becomes I (1) and O (1) becomes I (1).
(2), O (2) to I (3), ..., O
Connect (6) to I (7) and O (7) to I (0).

【0028】また、ステージ2の出力ポートからステー
ジ3の入力ポート、ステージ4の出力ポートからステー
ジ5の入力ポート、ステージ6の出力ポートからステー
ジ7の入力ポートの間は、それぞれ同じように接続され
る。これらのステージ間の接続は具体的には次の通りで
ある。すなわち、O(1)をI(0)に、O(2)をI
(1)に、O(3)をI(2)に、・・・・、O(7)
をI(6)に、O(0)をI(7)に、それぞれ接続す
る。
The output ports of stage 2 to the input ports of stage 3, the output ports of stage 4 to the input ports of stage 5, and the output ports of stage 6 to the input ports of stage 7 are connected in the same way. It The connections between these stages are specifically as follows. That is, O (1) becomes I (0) and O (2) becomes I
(1), O (3) to I (2), ..., O (7)
Is connected to I (6) and O (0) is connected to I (7).

【0029】ステージ間の接続関係を示す概念図を図2
に示す。このように3次元的に接続関係を示した場合に
は、各単位スイッチを接続する接続線路がすべて等しい
長さで構成できることがわかる。より一般的には、本発
明による結合網は次の様に記述される。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the connection relationship between stages.
Shown in. When the connection relationship is three-dimensionally shown in this way, it can be understood that the connection lines connecting the unit switches can all have the same length. More generally, the connection network according to the invention is described as follows.

【0030】本発明に係るN入力N出力の結合網は、2
入力2出力の単位スイッチをN/2個含むステージをN
−1個並べて構成される。前記各単位スイッチ間の接続
を記述するために、各ステージの含む単位スイッチの入
力ポート、出力ポートにそれぞれ次のように番号付けを
行う。各ステージの含む単位スイッチの入力ポートには
上から順にI(0)、I(1)、・・・、I(N−1)
と番号付ける。さらに、各ステージの含む単位スイッチ
の出力ポートに上から順にO(0)、O(1)、・・
・、O(N−1)と番号付ける(図3参照)
The connection network of N inputs and N outputs according to the present invention is 2
N stages with N / 2 input / output unit switches
-1 is arranged side by side. In order to describe the connection between the unit switches, the input ports and output ports of the unit switches included in each stage are numbered as follows. The input ports of the unit switches included in each stage are I (0), I (1), ..., I (N-1) in order from the top.
And number. Further, the output ports of the unit switches included in each stage are sequentially O (0), O (1), ...
., Numbered as O (N-1) (see FIG. 3)

【0031】この番号を利用すると、次のように各ステ
ージ間の接続を記述できる。すなわち、i*2−1(1
≦i≦N/2−1)段目のステージの出力ポートO
(j)(0≦j≦N−1)と、i*2段目のステージの
入力ポートI((j+1)mod(N−1))とを接続
し、i*2段目のステージの出力ポートO((j+1)
mod(N−1))と、i*2+1段目のステージの入
力ポートI(j)とを接続する。このようにして4入力
4出力の結合網を構成した例を図4に示す。
By using this number, the connection between each stage can be described as follows. That is, i * 2-1 (1
≦ i ≦ N / 2-1) Output port O of the stage
(J) (0 ≦ j ≦ N−1) is connected to the input port I ((j + 1) mod (N−1)) of the i * 2nd stage to output the i * 2nd stage. Port O ((j + 1)
mod (N-1)) and the input port I (j) of the i * 2 + 1th stage. FIG. 4 shows an example in which a 4-input 4-output coupling network is constructed in this manner.

【0032】ところで、上述の結合規則は、単位スイッ
チの規模を2入力2出力に特に限定しないでも適用する
事ができる。例えば、M入力M出力のスイッチを単位ス
イッチと考えてもよい。この場合はひとつのステージに
N/M個の単位スイッチが含まれることになる。ステー
ジの個数はN−1段のままである。しかしながら、単位
スイッチの規模は特に本発明の有効性には関係が無いの
で、ここでは単位スイッチの規模を2入力2出力に限定
して説明を進める。本発明の一実施例である結合網での
自己ルーティング手法を次に説明する。
By the way, the above-mentioned coupling rule can be applied without particularly limiting the scale of the unit switch to 2 inputs and 2 outputs. For example, a switch with M inputs and M outputs may be considered as a unit switch. In this case, one stage includes N / M unit switches. The number of stages remains N-1. However, since the scale of the unit switch is not particularly relevant to the effectiveness of the present invention, the description will be given here by limiting the scale of the unit switch to 2 inputs and 2 outputs. A self-routing method in the connection network which is an embodiment of the present invention will be described below.

【0033】図5に、入力ポート番号が偶数である入力
ポート、すなわち同図のように2入力2出力の単位スイ
ッチから構成された結合網であればステージ1に属する
単位スイッチで同図で上に位置する入力ポート、から入
力された情報がそれぞれの出力ポートに向けて該結合網
内部で転送される経路を示す。同図では、入力ポートか
ら入力された情報が通過する単位スイッチ間の経路を実
線で示し、通過しない単位スイッチ間の経路を破線で示
している。また単位スイッチ内部での該情報の経路が破
線で示されている。
In FIG. 5, an input port having an even input port number, that is, a unit network belonging to stage 1 in the case of a connection network composed of unit switches of 2 inputs and 2 outputs as shown in FIG. Shows the path through which the information input from the input port located in the above is transferred to each output port inside the connection network. In the figure, the paths between the unit switches through which the information input from the input port passes are shown by solid lines, and the paths between the unit switches that do not pass are shown by the broken lines. The path of the information inside the unit switch is shown by a broken line.

【0034】また、図6に入力ポート番号が奇数である
入力ポート、すなわち同図のように2入力2出力の単位
スイッチから構成された結合網であればステージ1に属
する単位スイッチで同図で下に位置する入力ポート、か
ら入力された情報がそれぞれの出力ポートに向けて該結
合網内部を転送される経路を示す。同図でも、図5と同
様、入力ポートから入力された情報が通過する単位スイ
ッチ間の経路を実線で示し、通過しない単位スイッチ間
の経路を破線で示している。また、単位スイッチ内部で
の該情報の経路が破線で示されている。
Further, in FIG. 6, the input ports having odd input port numbers, that is, the unit switches belonging to stage 1 in the case of a connection network composed of unit switches of 2 inputs and 2 outputs as shown in FIG. The route in which information input from the input port located below is transferred inside the connection network toward each output port is shown. In the same figure, as in FIG. 5, paths between the unit switches through which the information input from the input port passes are shown by solid lines, and paths between the unit switches that do not pass are shown by broken lines. Also, the path of the information inside the unit switch is shown by a broken line.

【0035】単位スイッチ12の入力ポートから入力さ
れた情報は、その情報の中に方路情報を含んでいる。方
路情報は、該情報が出力されるポート番号をA、入力さ
れるポート番号をBとして、 (A−B) mod N (偶数入力ポート) (B−A) mod N (奇数入力ポート) で定義される、出力ポート番号と入力ポート番号との差
分である。このように定義された方路情報のビット長は
logN(底は2)である。
The information input from the input port of the unit switch 12 includes route information in the information. The route information is (AB) mod N (even input port) (BA) mod N (odd input port) where A is the port number at which the information is output and B is the port number at which the information is input. It is the difference between the output port number and the input port number defined. The bit length of the route information thus defined is logN (base is 2).

【0036】本発明の一実施例の単位スイッチでは、入
力された情報の持つ方路情報を観察し、もし該方路情報
が0でなければ、該情報をクロス側、すなわち同図で上
側の入力ポートに入力された情報なら下側の出力ポート
へ、下側の入力ポートに入力された情報なら上側の出力
ポートへ、という方向、へ転送し、その時方路情報をデ
クリメントする。方路情報が0であれば、該情報をスト
レート側、すなわち同図で上側の入力ポートに入力され
た情報なら上側の出力ポートへ、下側の入力ポートに入
力された情報なら下側の出力ポートへ、という方向、へ
と転送する。その時方路情報は変化させない。なお、こ
こで方路情報のデクリメント操作が必要になるが、これ
は全加算器、もしくはカウンタにより容易に実現可能で
ある。
In the unit switch of one embodiment of the present invention, the route information of the input information is observed, and if the route information is not 0, the information is crossed, that is, on the upper side in FIG. Information input to the input port is transferred to the lower output port, information input to the lower input port is transferred to the upper output port, and the route information is decremented. If the route information is 0, the information is straight, that is, the information input to the upper input port in the figure is output to the upper output port, and the information input to the lower input port is output to the lower side. Transfer to and from the port. At that time, the route information is not changed. It is necessary to decrement the route information here, but this can be easily realized by a full adder or a counter.

【0037】入力された情報を、上述のアルゴリズムに
従って各単位スイッチでスイッチングすると図5、図6
の様に結合網内で転送され、該情報が所望の出力ポート
へと転送される。これは次のように説明できる。
When the input information is switched by each unit switch according to the above-mentioned algorithm, FIG. 5 and FIG.
, And the information is transferred to the desired output port. This can be explained as follows.

【0038】本発明の一実施例の結合網に入力される情
報の持つ方路情報は、前述の様に、ある情報が入力され
た入力ポートのポート番号と、該情報の出力される出力
ポート番号の差分情報である。方路情報の定義および結
合網のトポロジーより、一回クロス側にスイッチングす
るごとに該差分をデクリメントする操作を該差分が0に
なるまで繰り返し、その後常にストレート側に該情報を
転送することによって所望の出力ポートへ転送できる。
図5で偶数の入力ポート、入力ポート2から入力される
情報について、その結合網内での転送について、より詳
細に説明する。まず、入力ポート2から入力され、出力
ポート0に出力される情報について、その結合網内での
転送について説明する。
As described above, the route information included in the information input to the connection network according to the embodiment of the present invention is the port number of the input port to which certain information is input and the output port to which the information is output. This is the difference information of the numbers. According to the definition of the route information and the topology of the connection network, the operation of decrementing the difference every time switching to the cross side is repeated until the difference becomes 0, and then the information is always transferred to the straight side, which is desirable. Can be transferred to the output port of.
Regarding the information input from the even-numbered input ports and the input port 2 in FIG. 5, the transfer within the connection network will be described in more detail. First, the transfer of information input from the input port 2 and output to the output port 0 within the connection network will be described.

【0039】定義より、入力ポート2から入力され、出
力ポート0に出力される情報の持つ方路情報は、6であ
る。該情報は単位スイッチ12にてクロス側にスイッチ
ングされ、それと同時に該情報の持つ方路情報が5に変
化する。
By definition, the route information of the information input from the input port 2 and output to the output port 0 is 6. The information is switched to the cross side by the unit switch 12, and at the same time, the route information of the information changes to 5.

【0040】クロス側にスイッチングされると、該情報
は単位スイッチ23の上側の入力ポートへと転送され
る。単位スイッチ23にて、同様にクロス側にスイッチ
ングされ、それと同時に該情報の持つ方路情報が4に変
化する。
When switched to the cross side, the information is transferred to the upper input port of the unit switch 23. Similarly, the unit switch 23 switches to the cross side, and at the same time, the route information of the information changes to 4.

【0041】同様に、該情報は単位スイッチ33、4
4、54、61、71と転送され、それに伴って該単位
スイッチ入力時の方路情報が4、3、2、1、0と変化
する。単位スイッチ71では、入力された時の方路情報
が0であるので、該情報はストレート側にスイッチング
され、結局所望の出力ポート、すなわち出力ポート0へ
と出力される事になる。
Similarly, the information is the unit switches 33, 4
4, 54, 61, 71, and accordingly, the route information at the time of inputting the unit switch changes to 4, 3, 2, 1, 0. In the unit switch 71, since the route information when input is 0, the information is switched to the straight side and eventually output to the desired output port, that is, the output port 0.

【0042】同様に、入力ポート2から入力され、出力
ポート6に出力される情報について詳細に説明する。定
義より、前述のような情報の持つ方路情報は4である。
同様に、該情報は単位スイッチ12、23、33、4
4、54と転送され、それに伴って該単位スイッチ入力
時の方路情報が4、3、2、1、0と変化する。単位ス
イッチ54では、入力された時の方路情報が0であるの
で、該情報はストレート側にスイッチングされ、単位ス
イッチ64へと転送される。その後は常に方路情報が0
であるので、単位スイッチ74でもストレート側に出力
され、結局、該情報は出力ポート6へと出力される。上
に述べたことは入力ポート2から入力された、どの出力
ポートに向かう情報についても同様に成り立つことは明
かである。
Similarly, information input from the input port 2 and output to the output port 6 will be described in detail. From the definition, the route information of the above information is 4.
Similarly, the information is the unit switches 12, 23, 33, 4
4, 54, and the route information at the time of inputting the unit switch changes to 4, 3, 2, 1, 0 accordingly. In the unit switch 54, since the route information when input is 0, the information is switched to the straight side and transferred to the unit switch 64. After that, the route information is always 0
Therefore, the unit switch 74 also outputs to the straight side, and eventually the information is output to the output port 6. It is clear that the above description holds true for the information input from the input port 2 to any output port.

【0043】さらに、番号が偶数である任意の入力ポー
トから入力された情報も、同様に任意の出力ポートへと
転送する事ができる。これは、本発明の一実施例である
結合網のトポロジーが持つ、該結合網の任意のステージ
に属する単位スイッチの上側の入力ポートに入力された
情報をクロス側にスイッチングすると、必ず次のステー
ジの単位スイッチの上側の入力ポートに対して出力され
るという性質、および全ての単位スイッチで情報をスト
レート側に出力すると同じ番号の入力ポートと出力ポー
トが接続されるという性質を考えれば明かである。次に
図6で奇数の入力ポート、入力ポート3から入力される
情報について、その結合網内での転送について、より詳
細に説明する。
Furthermore, information input from any input port having an even number can be similarly transferred to any output port. This is because when the information input to the upper input port of the unit switch belonging to an arbitrary stage of the connection network, which is included in the topology of the connection network according to the embodiment of the present invention, is switched to the cross side, It is obvious considering the property of being output to the upper input port of each unit switch and the property that when all unit switches output information to the straight side, the input port and output port of the same number are connected. .. Next, the transfer of the information input from the odd-numbered input ports and the input port 3 in the connection network in FIG. 6 will be described in more detail.

【0044】ここでは特に入力ポート3から出力ポート
0に転送される情報について説明する。定義より、該情
報に付けられる方路情報は3となる。入力ポート3から
入力された情報は、単位スイッチ12、22、31、4
1と転送され、該単位スイッチの入力時の方路情報は
3、2、1、0と変化する。単位スイッチ41以降は、
該情報の方路情報が0であるので、ストレート側にスイ
ッチングされ、単位スイッチ51、61、71と転送さ
れ、所望の出力ポートである、出力ポート0へと出力さ
れる。同様に、番号が奇数である任意の入力ポートから
入力された情報も、任意の出力ポートへと転送すること
ができる。これは、本発明の一実施例である結合網のト
ポロジーが持つ、該結合網の任意のステージに属する単
位スイッチの下側の入力ポートに入力された情報をクロ
ス側にスイッチングすると、必ず次のステージの単位ス
イッチの下側の入力ポートに対して出力されるという性
質、および全ての単位スイッチで情報をストレート側に
出力すると同じ番号の入力ポートと出力ポートが接続さ
れるという性質を考えれば明かである。次に本発明の一
実施例のノンブロッキング性について説明する。
Here, especially, the information transferred from the input port 3 to the output port 0 will be described. From the definition, the route information attached to the information is 3. Information input from the input port 3 is the unit switches 12, 22, 31, 4
1 is transferred, and the route information when the unit switch is input changes to 3, 2, 1, 0. After the unit switch 41,
Since the route information of the information is 0, it is switched to the straight side, transferred to the unit switches 51, 61, 71 and output to the output port 0 which is a desired output port. Similarly, information input from any input port with an odd number can be transferred to any output port. This is because when the information input to the lower input port of the unit switch belonging to an arbitrary stage of the connection network, which is included in the topology of the connection network according to the embodiment of the present invention, is switched to the cross side, It is clear considering the property that it is output to the lower input port of the unit switch of the stage, and that the property that all unit switches output information to the straight side connects the input port and output port of the same number. Is. Next, the non-blocking property of one embodiment of the present invention will be described.

【0045】本発明の一実施例である結合網を回線交換
のスイッチとして使用した場合、すなわち、同時に入力
ポートに与えられる情報の向かう出力ポートに重なりが
ないようにして該結合網を使用した場合の、該結合網内
部での情報の転送経路を図7に示す。同図では、入力ポ
ートから入力された情報が通過する単位スイッチ間の経
路を実線で示し、通過しない単位スイッチ間の経路を破
線で示している。また、単位スイッチ内部での該情報の
経路が破線で示されている。さらに、単位スイッチ間の
経路で、情報が集中する経路、401、・・・、412
は、太い実線にて示してある。
When the connection network, which is an embodiment of the present invention, is used as a switch for circuit switching, that is, when the connection network is used so that the output ports to which the information given to the input ports are directed do not overlap. FIG. 7 shows a transfer path of information within the connection network. In the figure, the paths between the unit switches through which the information input from the input port passes are shown by solid lines, and the paths between the unit switches that do not pass are shown by the broken lines. Also, the path of the information inside the unit switch is shown by a broken line. Further, among the paths between the unit switches, paths where information is concentrated, 401, ..., 412
Is indicated by a thick solid line.

【0046】図7においては、入力ポートと出力ポート
について、次のような結合が実現されている。すなわ
ち、入力ポート0は出力ポート7と、入力ポート1は出
力ポート1と、入力ポート2は出力ポート2と、入力ポ
ート3は出力ポート3と、入力ポート4は出力ポート4
と、入力ポート5は出力ポート5と、入力ポート6は出
力ポート6と、入力ポート7は出力ポート0と、それぞ
れ結合されている。
In FIG. 7, the following coupling is realized for the input port and the output port. That is, input port 0 is output port 7, input port 1 is output port 1, input port 2 is output port 2, input port 3 is output port 3, and input port 4 is output port 4.
, The input port 5 is connected to the output port 5, the input port 6 is connected to the output port 6, and the input port 7 is connected to the output port 0.

【0047】前述の結合網内部でのルーティング方法に
よると、ルーティングの結果情報が集中する経路、例え
ば401について、次の事が成立する。
According to the above-described routing method inside the connection network, the following is established for the route, for example, the route 401 on which the routing result information is concentrated.

【0048】まず、クロス側から入力された情報(例え
ば単位スイッチ12の上側の入力ポートから入力された
情報)に対して合流する情報は、必ずストレート側(例
えば単位スイッチ12の下側の入力ポートから入力され
た情報)にスイッチングされていると言える。これはす
なわち、ストレート側から入力される情報の持つ方路情
報が0であることを意味する。一方で、クロス側から入
力された情報の方路情報は、ここで注目している単位ス
イッチから出力される時には必ず0ではない。これは、
スイッチに同時に入力される情報に、同じ出力ポートに
向かうものが無ければ、必ず成立する。なぜなら、情報
が合流した経路上のふたつの情報の方路情報が両方0で
あれば、それはすなわち、それらの情報が同じ出力ポー
トに向かう事になるからである。
First, the information that joins with the information input from the cross side (for example, the information input from the upper input port of the unit switch 12) must be the straight side (for example, the lower input port of the unit switch 12). It can be said that it is being switched to the information input from). This means that the route information of the information input from the straight side is 0. On the other hand, the route information of the information input from the cross side is not always 0 when it is output from the unit switch of interest here. this is,
This will always be true if no information that is input to the switch at the same time goes to the same output port. This is because if the route information of the two pieces of information on the merged path is both 0, that is, those pieces of information go to the same output port.

【0049】以上より、ひとつの経路(例えば401)
に集中した情報は、必ず次の単位スイッチ(例えば2
2)にて分離されることになる。これは、全ての単位ス
イッチについて成立する。よって、単位スイッチ間の経
路には高々2個の情報が集中するのみであるので、単位
スイッチでの入力ポートから出力ポートへ情報の転送並
びに単位スイッチ間での情報の転送の速度を、本発明の
一実施例の結合網の入出力ポートでの情報の転送速度の
2倍に設定すれば、該結合網はノンブロッキングとな
る。
From the above, one route (eg, 401)
The information concentrated on the
It will be separated in 2). This holds for all unit switches. Therefore, since at most two pieces of information are concentrated on the path between the unit switches, the speed of the information transfer from the input port to the output port in the unit switch and the information transfer between the unit switches can be determined by the present invention. If the transfer rate of the information at the input / output port of the connection network of one embodiment is set to twice, the connection network becomes non-blocking.

【0050】ここで、例えば図7の単位スイッチ43の
ように、全ての入出力ポートに接続されている経路上で
情報が集中していることがあるが、単位スイッチでの情
報転送を、例えばまずストレート側に出力する情報を転
送した後にクロス側に出力される情報を転送する、とい
った順序で行えば、単位スイッチ内の情報の転送速度を
2倍に設定する事で本発明の一実施例である結合網はノ
ンブロッキングとなる。
Here, although the information may be concentrated on the path connected to all the input / output ports like the unit switch 43 of FIG. 7, for example, information transfer by the unit switch is performed, for example. First, when the information output to the straight side is transferred and then the information output to the cross side is transferred, the transfer speed of the information in the unit switch is set to double, and thus one embodiment of the present invention. Is a non-blocking network.

【0051】また、各単位スイッチが、結合網で転送さ
れる情報を各入力ポートごとにふたつづつ蓄積できるバ
ッファを持てば、本発明の一実施例である結合網をパイ
プライン的に動作させることも可能である。このように
動作させることによって、該結合網のスループットを向
上させることができる。
Further, if each unit switch has a buffer capable of accumulating two pieces of information transferred by the connection network for each input port, the connection network according to one embodiment of the present invention can be operated in a pipeline manner. Is also possible. By operating in this way, the throughput of the connection network can be improved.

【0052】本発明の一実施例である結合網の各入力ポ
ートに入力バッファを設け、さらに競合制御部を設けれ
ば、前述の入力バッファ型セルスイッチとなることに注
意が必要である。
It should be noted that if an input buffer is provided at each input port of the coupling network which is an embodiment of the present invention, and further a competition control unit is provided, the above-mentioned input buffer type cell switch is obtained.

【0053】次に本発明の一実施例である結合網をセル
スイッチに適用した場合に、トラフィックの集中が発生
しないことについて説明する。セルスイッチに適用した
場合は、本発明の一実施例である結合網の上にVCが設
定され、該結合網の内部ではセルが転送される事にな
る。トラフィックの集中が発生しないことは、該結合網
の各入出力ポートでのみ伝送容量の管理を行ったなら
ば、該結合網上にどのようにVCを設定しても、該結合
網の各内部経路に設定されるVCの容量の総和が内部経
路の伝送容量を越えることが無いことに対応する。
Next, it will be explained that traffic concentration does not occur when the connection network according to one embodiment of the present invention is applied to a cell switch. When applied to a cell switch, a VC is set on the connection network which is an embodiment of the present invention, and cells are transferred inside the connection network. The fact that traffic concentration does not occur means that if the transmission capacity is managed only at each input / output port of the connection network, no matter how the VC is set on the connection network, each inside of the connection network will not be affected. This corresponds to the fact that the sum of the VC capacities set in the route does not exceed the transmission capacity of the internal route.

【0054】まず、該結合網内部の経路の内、各単位ス
イッチでストレート側にスイッチングされるセルの属す
るVCが経由する経路について考察する。この経路で最
も長い、すなわち最も多くの単位スイッチでストレート
側にスイッチングされるVCは、同じ番号を持つ入力ポ
ートと出力ポートの間に設定されるVCである。
First, of the routes inside the connection network, the route through which the VC to which the cell switched to the straight side by each unit switch belongs passes. The VC that is the longest in this path, that is, the VC that is switched to the straight side by the most unit switches is the VC that is set between the input port and the output port having the same number.

【0055】図8に、本発明の一実施例である結合網に
おいて、特定の出力ポート(同図では出力ポート2)に
対して全ての入力ポートからセルを転送するように設定
されるVCの経路を示す。同図では、入力ポートから入
力されたVCが通過する単位スイッチ間の経路を実線で
示し、通過しない単位スイッチ間の経路を破線で示して
いる。また、単位スイッチ内部での該VCの経路を、さ
らに破線で示している。
FIG. 8 shows a VC which is set to transfer cells from all input ports to a specific output port (output port 2 in the figure) in the connection network which is an embodiment of the present invention. Indicates the route. In the figure, the paths between the unit switches through which the VC input from the input port passes are indicated by solid lines, and the paths between the unit switches that do not pass are indicated by the broken lines. Further, the route of the VC inside the unit switch is further shown by a broken line.

【0056】図8において、入力ポート2から出力ポー
ト2に至る経路に注目する。この経路には、以下の様に
各入力ポートからのVCが該経路上の単位スイッチにて
合流する。すなわち、入力ポート3から出力ポート2に
転送されるVCが単位スイッチ12で合流し、入力ポー
ト0から出力ポート2に転送されるVCが単位スイッチ
22で合流し、入力ポート5から出力ポート2に転送さ
れるVCが単位スイッチ32で合流し、入力ポート6か
ら出力ポート2に転送されるVCが単位スイッチ42で
合流し、入力ポート7から出力ポート2に転送されるV
Cが単位スイッチ52で合流し、入力ポート4から出力
ポート2に転送されるVCが単位スイッチ62で合流
し、入力ポート1から出力ポート2に転送されるVCが
単位スイッチ72で合流する。
In FIG. 8, attention is paid to the path from the input port 2 to the output port 2. The VCs from the respective input ports join the route in the unit switches on the route as described below. That is, the VCs transferred from the input port 3 to the output port 2 merge at the unit switch 12, the VCs transferred from the input port 0 to the output port 2 merge at the unit switch 22, and the VCs transferred from the input port 5 to the output port 2 are merged. The transferred VCs merge in the unit switch 32, the VCs transferred from the input port 6 to the output port 2 merge in the unit switch 42, and the Vs transferred from the input port 7 to the output port 2
C merges at the unit switch 52, VCs transferred from the input port 4 to the output port 2 merge at the unit switch 62, and VCs transferred from the input port 1 to the output port 2 merge at the unit switch 72.

【0057】すなわち、入力ポート2から出力ポート2
にいたる経路上の単位スイッチ間の伝送路上に設定され
るVCの容量の総和は、出力ポートに近づくに従って増
加してゆくのみである。ここで、出力ポート上に設定さ
れているVCの容量の総和を、該出力ポートの伝送容量
以下に抑えるように制御するので、入力ポート2から出
力ポート2にいたる経路上には出力ポートの伝送容量を
越えるVCが設定されることはないことが分かる。これ
は、どの入力ポートと出力ポートの組であっても成立す
ることは明かである。
That is, from input port 2 to output port 2
The total sum of the capacities of the VCs set on the transmission path between the unit switches on the route reaching the output path only increases as the output port is approached. Here, since the sum of the VC capacities set on the output port is controlled to be equal to or less than the transmission capacity of the output port, the transmission of the output port on the path from the input port 2 to the output port 2 is controlled. It can be seen that the VC that exceeds the capacity is never set. It is clear that this holds for any set of input ports and output ports.

【0058】つぎに、本発明の一実施例である結合網内
部の経路の内、各単位スイッチでクロス側にスイッチン
グされるセルが属するVCが設定される経路について考
察する。この経路で最も長い、すなわち最も多くの単位
スイッチでクロス側にスイッチングされるVCは、前述
の方路情報の定義で最も大きな方路情報となる入力ポー
トと出力ポートの組みの間に設定されるVCである。
Next, of the paths inside the connection network which is an embodiment of the present invention, the path to which the VC to which the cell switched on the cross side by each unit switch belongs is set will be considered. The VC that is the longest in this path, that is, the VC that is switched to the cross side by the most unit switches is set between the set of the input port and the output port that is the largest route information in the definition of the route information described above. It is VC.

【0059】図9に、本発明の一実施例である結合網に
おいて、各入力ポートごとに、最も方路情報が大きくな
る出力ポートに向かうように設定されるVCの経路を示
す。同図では、入力ポートから入力されたVCが通過す
る単位スイッチ間の経路を実線で示している。なお、V
Cが通過しない単位スイッチ間の経路は存在しない。ま
た、単位スイッチ内部での該VCの経路を、さらに破線
で示している。各入力ポートから入力されるセルは、同
図に示した経路を転送されつつ方路情報がデクリメント
され、方路情報が0になった時点で単位スイッチにてス
トレート側にスイッチングされることになる。
FIG. 9 shows a VC path set so that each input port goes to the output port having the largest route information in the connection network according to the embodiment of the present invention. In the same figure, the route between the unit switches through which the VC input from the input port passes is indicated by a solid line. Note that V
There is no path between the unit switches through which C does not pass. Further, the route of the VC inside the unit switch is further shown by a broken line. The cell input from each input port is decremented in the route information while being transferred through the route shown in the figure, and when the route information becomes 0, the unit switch switches to the straight side. ..

【0060】同図より、各入力ポートから設定されるV
Cで、各単位スイッチによりクロス側にスイッチングさ
れるものの経路には、同じ単位スイッチ間の経路を通過
する物がないことが分かる。よって、これらの経路に高
々入力ポートと同じ伝送容量を割り当てることができれ
ば、これらの経路についてもトラフィック集中はない。
From the figure, V set from each input port
In C, it can be seen that there is no object passing through the path between the same unit switches in the path that is switched to the cross side by each unit switch. Therefore, if at most the same transmission capacity as that of the input port can be assigned to these routes, there will be no traffic concentration on these routes.

【0061】単位スイッチでストレート側、および、ク
ロス側にスイッチングされるVCの経路に関する上述の
考察より、単位スイッチ間の経路には入力ポートと出力
ポートの伝送容量の和を越えてVCが設定されることが
無い事がわかる。ところで、各入力ポートのセルの伝送
容量と出力ポートでのセルの伝送容量は等しくなるよう
にセルスイッチを作成するのが一般的である。よって、
単位スイッチ間の経路、および単位スイッチでのセル転
送速度を、入出力ポートの2倍に設定すれば、本発明の
一実施例である結合網を用いたセルスイッチでは、トラ
フィックの集中が発生しないことが分かる。
From the above consideration regarding the path of the VC switched to the straight side and the cross side by the unit switch, the VC is set in the path between the unit switches exceeding the sum of the transmission capacities of the input port and the output port. I understand that there is nothing to do. By the way, it is general to make a cell switch so that the transmission capacity of the cell at each input port and the transmission capacity of the cell at the output port become equal. Therefore,
If the path between the unit switches and the cell transfer rate in the unit switch is set to twice as high as the input / output port, traffic concentration does not occur in the cell switch using the coupling network according to the embodiment of the present invention. I understand.

【0062】ところで、本発明の一実施例である結合網
で、結合網内部の経路、および、単位スイッチでのセル
の転送速度を2倍としたものでは、トラフィックの集中
は発生しないが、セルのコンフリクトは発生する。ここ
で、単位スイッチの入力部に複数個のセルが蓄積できる
バッファを設け、さらに単位スイッチ間のセル転送に、
セルを出力するときに該セルが確実に送出先のバッファ
に蓄積されることを確認する動作、すなわちフロー制
御、を導入すると、コンフリクト回避を各単位スイッチ
に分散して実行でき、競合制御回路が規模の上限を決定
しないという望ましい性質を持つセルスイッチを実現で
きる。また、各単位スイッチの入力部にバッファが設け
られているので、該結合網は非同期モード、すなわち結
合網内部の経路についてセルの出力の開始時刻を制御す
る必要の無い結合網の動作モード、で動作させることが
できるようになる。この結果、バッチャ−バンヤン網で
規模の上限を規定していた、結合網全体に渡るビットク
ロックの位相制御を行う必要がないという望ましいセル
スイッチを得ることができる。これらより、本発明の一
実施例の結合網の規模を決定する要因は単にハード量の
みとなり、該結合網は大規模、かつ高速なセルスイッチ
を実現するに適した結合網であることが分かる。
By the way, in the combined network which is one embodiment of the present invention, when the transfer rate of cells in the combined network and the unit switch is doubled, traffic concentration does not occur, but Conflicts will occur. Here, a buffer capable of accumulating a plurality of cells is provided at the input part of the unit switch, and further, for cell transfer between the unit switches,
Introducing an operation that confirms that the cell is surely stored in the destination buffer when outputting the cell, that is, flow control, enables conflict avoidance to be distributed to each unit switch, and the conflict control circuit A cell switch having the desirable property of not determining the upper limit of the scale can be realized. In addition, since a buffer is provided at the input of each unit switch, the connection network operates in an asynchronous mode, that is, in an operation mode of the connection network in which it is not necessary to control the start time of cell output for the route inside the connection network. You will be able to operate. As a result, it is possible to obtain a desirable cell switch in which it is not necessary to control the phase of the bit clock over the entire connection network, which has defined the upper limit of the scale in the Batcher-Banyan network. From these, it can be seen that the factor that determines the scale of the connection network according to the embodiment of the present invention is simply the amount of hardware, and the connection network is a connection network suitable for realizing a large-scale and high-speed cell switch. ..

【0063】さらに、本発明者らが特願平1−1358
19で開示したセルスイッチに利用したようなバッフ
ァ、すなわち、ウィンドウ制御として良く知られた制御
を行うバッファ、を本発明の一実施例である結合網の単
位スイッチの入力バッファとして採用すると、ふたつの
入力バッファの先頭のセルがコンフリクトが発生して
も、出力可能なセルをどちらかのバッファの先頭のセル
以外から選択して出力する機能を該結合網に導入するこ
とができる。この結果、各単位スイッチで発生するコン
フリクトが該結合網のスループット特性に与える悪影響
を軽減することができ、もって該結合網のスループット
を上げることができる。これにより、呼受付制御を行う
時に見込まなければならない、各入出力ポートに加える
ことのできる最大負荷をより大きくすることができる。
Furthermore, the present inventors have filed Japanese Patent Application No. 1-1358.
If a buffer used in the cell switch disclosed in 19 above, that is, a buffer that performs well-known control as a window control is adopted as an input buffer of a unit switch of a connection network which is one embodiment of the present invention, two buffers are obtained. Even if a conflict occurs at the head cell of the input buffer, it is possible to introduce into the connection network a function of selecting a cell that can be output from a cell other than the head cell of either buffer and outputting it. As a result, it is possible to reduce the adverse effect of the conflict occurring in each unit switch on the throughput characteristic of the connection network, and thus increase the throughput of the connection network. This makes it possible to further increase the maximum load that can be added to each input / output port, which must be expected when performing call admission control.

【0064】また、本発明者らが特願平1−13581
9で開示したように、到着しつつあるセルが全て入力バ
ッファに書き込まれる前に該セルの出力を開始する、い
わゆるカットスルー機能を持つ単位スイッチにて本発明
の一実施例である結合網を構成すると、該結合網の欠
点、すなわちステージ数がバンヤン網に比べて多いので
該結合網をセルが通過するために必要な時間が大きくな
る、を緩和することができる。 (実施例2)次に、本発明の一実施例である結合網にお
ける、コピー機能を実現する方法について詳細に説明す
る。
The inventors of the present invention filed Japanese Patent Application No. 1-135881.
As disclosed in 9, a unit network having a so-called cut-through function, which starts output of all arriving cells before they are written in the input buffer, forms a connection network according to an embodiment of the present invention. With this configuration, it is possible to mitigate the disadvantage of the connection network, that is, the number of stages is larger than that of the Banyan network, so that the time required for a cell to pass through the connection network becomes large. (Embodiment 2) Next, a method for realizing a copy function in a connection network which is an embodiment of the present invention will be described in detail.

【0065】図10にコピー機能を実現するための方路
情報の構成例を示す。同図では本発明の一実施例である
結合網が8入力8出力である場合について図示してい
る。この方路情報はビットマップ方式として良く知られ
ている方式、すなわち該セルの方路情報として出力ポー
トごとにビットを準備し、該セルを出力する出力ポート
に対応するビットを1とし、それ以外のビットを0とす
る方式、による方路情報である。さらに、ルーティング
終了ビットと呼ばれるビットを1ビット付属させる。こ
れらから、コピー機能を持つ本発明の一実施例である結
合網での方路情報は該結合網の規模をN入力N出力とし
てN+1ビットとなる。
FIG. 10 shows an example of the structure of route information for realizing the copy function. In the figure, the case where the connection network which is one embodiment of the present invention has eight inputs and eight outputs is illustrated. This route information is well known as a bit map system, that is, a bit is prepared for each output port as the route information of the cell, and the bit corresponding to the output port that outputs the cell is set to 1 and the other bits are set. This is route information according to the method in which the bit is set to 0. Further, one bit called a routing end bit is attached. From these, the route information in the connection network which is one embodiment of the present invention having the copy function becomes N + 1 bits when the size of the connection network is N inputs and N outputs.

【0066】本発明の一実施例である結合網で、コピー
機能を持つ結合網を構成する単位スイッチは、次に述べ
るアルゴリズムに従ってセルをスイッチングする。この
アルゴリズムは最終ステージ(図1で示した結合網では
ステージ7)とそれ以外(図1に示した結合網ではステ
ージ1から6)とで若干異なるので、それぞれ別々に記
述する。ここで、結合網に入力される時点では、ルーテ
ィング終了ビットがリセットされているとする。
In the combined network which is an embodiment of the present invention, the unit switches that form the combined network having the copy function switch cells according to the algorithm described below. Since this algorithm is slightly different between the final stage (stage 7 in the connection network shown in FIG. 1) and the other stages (stages 1 to 6 in the connection network shown in FIG. 1), they will be described separately. Here, it is assumed that the routing end bit is reset at the time of input to the connection network.

【0067】まず、最終ステージ以外のステージに属す
る単位スイッチの動作を説明する。単位スイッチに送ら
れてきたセルのルーティング終了ビットがリセットされ
ているものである場合には、そのセルをクロス側には必
ず出力するようスイッチングを行なう。この時ルーティ
ング終了ビットはリセットしたままとする。ストレート
側に出力するようスイッチングを行なうか否かは、その
セルの有する方路情報に含まれる、各ステージごとに割
り当てられたビットにより判断する。すなわち、もし該
ビットがセットされていたならストレート側にも出力す
る。そしてストレート側に出力するセルについてはルー
ティング終了ビットをセットする。各ステージごとに割
り当てられた方路情報中のビットがリセットされていた
ならば、ストレート側にはセルを出力しないものとす
る。
First, the operation of unit switches belonging to stages other than the final stage will be described. When the routing end bit of the cell sent to the unit switch is reset, switching is performed so that the cell is always output to the cross side. At this time, the routing end bit remains reset. Whether or not the switching is performed so as to output to the straight side is determined by the bit assigned to each stage included in the route information of the cell. That is, if the bit is set, it is also output to the straight side. Then, the routing end bit is set for the cells output to the straight side. If the bit in the route information assigned to each stage is reset, the cell is not output to the straight side.

【0068】また単位スイッチに送られてきたセルのル
ーティング終了ビットがセットされているものである場
合には、そのセルをクロス側に出力することなく、スト
レート側のみに出力する。この時、そのセルについての
ルーティング終了ビットはセットしたままとする。
If the routing end bit of the cell sent to the unit switch is set, the cell is output to the straight side only without being output to the cross side. At this time, the routing end bit for that cell remains set.

【0069】次に、最終ステージに属する単位スイッチ
の動作を説明する。単位スイッチに送られてきたセルの
ルーティング終了ビットがリセットされているものであ
る場合には、セルの方路情報に含まれる最終ステージに
割り当てられたビットの内、MSB側がセットされてい
たならば、そのセルをストレート側に出力する。また方
路情報に含まれる最終ステージに割り当てられたビット
の内、LSB側がセットされていたならば、そのセルを
クロス側に出力する。このときどちらの側に出力する場
合も、そのセルのルーティング終了ビットをセットする
ものとする。なおセルの方路情報に含まれる最終ステー
ジに割り当てられたビットが両方ともセットされていな
ければ、どちらの出口にもセルを出力することなく、最
終ステージの単位スイッチにてそのセルは廃棄される。
Next, the operation of the unit switch belonging to the final stage will be described. If the routing end bit of the cell sent to the unit switch is reset, and if the MSB side is set among the bits assigned to the final stage included in the route information of the cell, , Output the cell to the straight side. Further, if the LSB side is set among the bits allocated to the final stage included in the route information, the cell is output to the cross side. At this time, whichever side is output, the routing end bit of the cell shall be set. If neither of the bits assigned to the final stage included in the route information of the cell is set, the cell is discarded by the unit switch of the final stage without outputting the cell to either exit. ..

【0070】一方、単位スイッチに送られてきたセルの
ルーティング終了ビットがセットされているものである
場合には、そのセルをストレート側のみに出力する。こ
の時、そのセルについてのルーティング終了ビットはセ
ットしたままとする。
On the other hand, when the routing end bit of the cell sent to the unit switch is set, the cell is output only to the straight side. At this time, the routing end bit for that cell remains set.

【0071】以上のようにセルのルーティングを行なう
ようにすると、図5、図6に示した経路と同様の経路上
をセルが必要な位置でコピーされながら本発明の一実施
例である結合網内部を転送される。コピーコネクション
を扱う場合においても、VCがスイッチ上に設定される
が、この場合、コピーされて出力される出力ポートごと
にVCの容量管理がなされる。上述のように、コピーコ
ネクションを実現する場合でも、基本的にはコピーコネ
クションを実現しない場合と同じルーティングがなされ
るので、該結合網でコピーコネクションを実現しても、
該結合網内部でのトラフィックの集中は発生しない。
When the cells are routed as described above, the cells are copied at the required positions on the same routes as those shown in FIGS. 5 and 6, and the connection network is an embodiment of the present invention. Transferred inside. Even when handling a copy connection, the VC is set on the switch. In this case, the VC capacity is managed for each output port that is copied and output. As described above, even when the copy connection is realized, basically, the same routing as the case where the copy connection is not realized is performed, so even if the copy connection is realized in the connection network,
Traffic concentration does not occur inside the connection network.

【0072】方路情報の内、各ステージで観察するビッ
トの意味は次の通りである。すなわち、最もMSBに近
いビットは入力された入力ポートと同じ番号の出力ポー
トに該セルを出力するか否かを指定するビット、該ビッ
トよりもひとつLSB側のビットは入力された入力ポー
トとの差分が1である出力ポートに該セルを出力するか
否かを指定するビット、・・・・・・、最もMSBより
遠いビットは入力された入力ポートとの差分がN−1で
ある出力ポートに該セルを出力するか否かを指定するビ
ット、である。
Of the route information, the meaning of the bits observed at each stage is as follows. That is, the bit closest to the MSB is a bit that specifies whether or not the cell is output to the output port having the same number as the input port that has been input, and the bit one LSB side from the bit is the input port that has been input. A bit that specifies whether or not to output the cell to the output port with a difference of 1, ..., The bit farthest from the MSB is an output port whose difference from the input port is N-1. Is a bit that specifies whether or not to output the cell.

【0073】次に、本発明の一実施例である結合網で、
コピーコネクションを実現するものに使用される単位ス
イッチの例を示す。これは、本発明者らが特願平1−1
35819で開示した、ウィンドウ制御、非同期セル入
力、カットスルーの各機能が実現された2入力2出力の
セルスイッチに少しの改良を加えたものである。
Next, in the connection network which is an embodiment of the present invention,
An example of a unit switch used for realizing a copy connection is shown. This is what the present inventors have proposed in Japanese Patent Application No. 1-1.
This is a modification of the 2-input 2-output cell switch disclosed in 35819 in which the functions of window control, asynchronous cell input, and cut-through are realized.

【0074】図11に本発明の一実施例である結合網
で、コピーコネクションを実現するものに使用される2
入力2出力の単位スイッチの構成例を示す。同図におい
て、801は2入力2出力の単位スイッチ、802a、
bは単位スイッチ801に向けてセルが配送される入力
通信路、803a、bは単位スイッチ801からセルが
出力される出力通信路、804a、bは入力通信路80
2a、bからのセルを受け取るセル入力手段、805
a、bはセル入力手段804a、bからセルを受け取
り、一旦セルを保持するセル蓄積手段、808はセル蓄
積手段805a、bからセルを受け取り、所望の方路へ
とセルを導くスイッチ手段、809a、bはスイッチ手
段808からセルを受け取り、該セルを単位スイッチの
外部に出力するセル出力手段、806はセル蓄積手段8
05a、bから出力するセルを選択し、かつスイッチ手
段808を制御する転送制御手段、807a、bは転送
制御手段806に含まれ、それぞれセル蓄積手段805
a、bに保持されているセルの向かう出力ポートに関す
る情報を保持している記憶部、である。次に、図11に
示した単位スイッチの動作について同図を参照しながら
説明する。
FIG. 11 shows a connection network which is an embodiment of the present invention and is used for realizing a copy connection.
The structural example of the unit switch of input 2 output is shown. In the figure, reference numeral 801 denotes a 2-input 2-output unit switch, 802a,
b is an input communication path through which cells are delivered to the unit switch 801, 803a and b are output communication paths through which cells are output from the unit switch 801, and 804a and b are input communication paths 80.
Cell input means 805 for receiving cells from 2a, b
Reference numerals a and b denote cell storage means for receiving the cells from the cell input means 804a, b and holding the cells once. Reference numeral 808 denotes switch means for receiving the cells from the cell storage means 805a, b and guiding the cells to a desired route. , B are cell output means for receiving cells from the switch means 808 and outputting the cells to the outside of the unit switch, and 806 is cell storage means 8
The transfer control means 807a and 807b for selecting the cells to be output from 05a and b and controlling the switch means 808 are included in the transfer control means 806, and the cell storage means 805 respectively.
A storage unit that holds information about output ports to which the cells held in a and b are directed. Next, the operation of the unit switch shown in FIG. 11 will be described with reference to FIG.

【0075】単位スイッチ801は、各入力通信路80
2a、bに向けて、該単位スイッチの各入力ポートに対
応して設けられたセル蓄積手段805a、bがそれぞれ
新たなセルを保持できる空きを持っていることを、レデ
ィ信号をアサートすることによって表示している。該単
位スイッチに向けてセルを転送する転送元は該レディ信
号を参照し、セルの転送先である単位スイッチ801が
確実にセルを受け取れる事を確認しながらセルを出力す
る。該レディ信号は、セル蓄積手段でのセルの保持状況
を把握している転送制御手段806が作成する。
The unit switch 801 is provided for each input communication path 80.
By asserting the ready signal to the cells 2a and 2b, the cell accumulators 805a and 805b provided corresponding to the respective input ports of the unit switch have vacant spaces for holding new cells. it's shown. The transfer source that transfers the cell to the unit switch refers to the ready signal and outputs the cell while confirming that the unit switch 801 that is the transfer destination of the cell can reliably receive the cell. The ready signal is created by the transfer control unit 806 that knows the cell holding state in the cell storage unit.

【0076】転送元からセルが入力されると、セル入力
手段804a、bが該セルを受け取り、それぞれセル蓄
積手段804a、bに書き込むすると共に、該セルの方
路情報を解析し、該セルがどの出力通信路に向かうべき
物であるか判断し、その情報を転送制御手段806に通
知する。転送制御手段806は入力されたセルに関する
情報を対応する記憶部807aまたは807bに書き込
んでおく。
When a cell is input from the transfer source, the cell input means 804a, b receives the cell, writes the cell in the cell storage means 804a, b and analyzes the route information of the cell, It is determined which output communication path should be directed to, and the transfer control means 806 is notified of the information. The transfer control unit 806 writes the information about the input cell in the corresponding storage unit 807a or 807b.

【0077】ここで該セルの方路情報の解析は、上述
の、本発明での一実施例である結合網で、コピー機能の
付いたもの、に使用される単位スイッチでの自己ルーテ
ィングアルゴリズムに従って行われる。以降、出力通信
路803aが接続された単位スイッチ801の出力ポー
トを上側の出力ポートという意味で出力ポートU、出力
通信路803bが接続された単位スイッチの出力ポート
を下側の出力ポートという意味で出力ポートDと呼ぶこ
とにする。方路情報により該セルがストレート側に出力
されるべきものであるか、クロス側に出力されるべき物
であるか、両方の出力ポートに出力されるべきものであ
るかが表示されているので、該セルが、実際に出力ポー
トUに向かうか、出力ポートDに向かうか、出力ポート
UとDとに向かうか、を判断する事ができる。その情報
をセル入力手段804a、bは転送制御手段806に通
知する。
Here, the route information of the cell is analyzed according to the self-routing algorithm in the unit switch used for the above-mentioned connection network which is one embodiment of the present invention and has a copy function. Done. Hereinafter, the output port of the unit switch 801 to which the output communication path 803a is connected is the output port U, which means the upper output port, and the output port of the unit switch to which the output communication path 803b is connected, is the lower output port. It will be called an output port D. Depending on the route information, it is displayed whether the cell should be output to the straight side, the one to be output to the cross side, or the one to be output to both output ports. , It is possible to determine whether the cell actually goes to the output port U, the output port D, or the output ports U and D. The cell input units 804a and 804 notify the transfer control unit 806 of the information.

【0078】転送制御手段806では、セル蓄積手段8
05a、bでのセル蓄積状況を記憶部807a、bに保
持している。転送制御手段806は、記憶部807a、
bに保持されている情報に基づいて出力するセルを決定
し、セル蓄積手段から該出力するセルを出力させ、さら
にスイッチ手段808を制御して該セルを所望の方向へ
と導く。ここで、出力通信路803a、bから入力され
るレディ信号にて、該単位スイッチ801がセルを送出
する送出先に、新たなセルを保持できる空きがある事を
確認し、出力するセルを決定する。これにより、セルス
イッチ内部でのフロー制御が行われる。スイッチ手段8
08から出力されるセルは、セル出力手段809a、b
を通じて出力通信路803a、bに出力される。次に単
位スイッチ801の転送制御手段806で行われる、出
力されるセルを決定する方法について図11を参照しな
がら説明する。
In the transfer control means 806, the cell storage means 8
The cell storage statuses of 05a and 05b are held in the storage units 807a and 807b. The transfer control unit 806 includes a storage unit 807a,
A cell to be output is determined based on the information stored in b, the cell to be output is output from the cell storage means, and the switch means 808 is controlled to guide the cell in a desired direction. Here, by the ready signal input from the output communication paths 803a and 803b, it is confirmed that the unit switch 801 sends a cell to a destination to which a new cell can be held, and the output cell is determined. To do. As a result, flow control is performed inside the cell switch. Switch means 8
The cells output from 08 are the cell output means 809a, b.
Through the output communication paths 803a and 803b. Next, a method of determining cells to be output, which is performed by the transfer control means 806 of the unit switch 801, will be described with reference to FIG.

【0079】図12に、単位スイッチ801内の転送制
御手段806が含む記憶部807a、bの構造を示す。
同図の構造は、単位スイッチ801が含むふたつのセル
蓄積手段805a、bそれぞれに対応して設けられてい
る。
FIG. 12 shows the structure of the storage units 807a, 807b included in the transfer control means 806 in the unit switch 801.
The structure shown in the figure is provided corresponding to each of the two cell storage means 805a and 805b included in the unit switch 801.

【0080】セル蓄積手段805a、b内は、セルをち
ょうどひとつ蓄積する事のできる容量を持つ、複数のセ
ル蓄積領域905に分割されている。記憶部807a、
bは、個々の該セル蓄積領域905に対応して、以下の
4種類の情報を保持できるようになっている。
The cell accumulating means 805a, 805b is divided into a plurality of cell accumulating areas 905 having a capacity capable of accumulating exactly one cell. Storage unit 807a,
The data b can hold the following four types of information corresponding to each cell storage area 905.

【0081】フラグ904は、対応するセル蓄積領域9
05にセルが保持されていたならばセット、さもなけれ
ばリセットされている。U向けフラグ901は、対応す
るセル蓄積領域905に保持されているセルが出力ポー
トUに出力されるならセット、そうでなければリセット
されている。D向けフラグ902は、対応するセル蓄積
領域905に保持されているセルが出力ポートDに出力
されるならセット、そうでなければリセットされてい
る。
The flag 904 indicates that the corresponding cell storage area 9
Set if the cell was held at 05, reset otherwise. The U-oriented flag 901 is set if the cell held in the corresponding cell storage area 905 is output to the output port U, and is reset otherwise. The D-oriented flag 902 is set if the cell held in the corresponding cell storage area 905 is output to the output port D, and is reset otherwise.

【0082】カウンタ903は、それぞれのセル蓄積手
段805a、bに保持されているセルの間での到着順序
を保持しておくために使用される。セル間での到着順序
の保持は次のように行われる。
The counter 903 is used to hold the arrival order among the cells held in the respective cell storage means 805a, 805b. The order of arrival between cells is maintained as follows.

【0083】それぞれのセル蓄積手段805にセルが書
き込まれる時には、該セル蓄積手段805内の、セルを
保持していないセル蓄積領域905がフラグ904に基
づいて選択され、該選択されたセル蓄積領域905に該
セルが書き込まれる。それと同時に、該セルが書き込ま
れたセル蓄積領域905に対応するフラグ904がセッ
トされ、かつ該書き込まれたセルの持つ方路情報に従っ
てU向けフラグ901、D向けフラグ902がセット/
リセットされる。さらに、該セルが書き込まれたセル蓄
積領域905に対応するカウンタ903がクリアされる
と同時に、その他のカウンタ903で、対応するフラグ
904がセットされているものをインクリメントする。
When a cell is written in each cell storage means 805, the cell storage area 905 in the cell storage means 805 which does not hold a cell is selected based on the flag 904, and the selected cell storage area 905 is selected. The cell is written to 905. At the same time, the flag 904 corresponding to the cell storage area 905 in which the cell is written is set, and the U-direction flag 901 and the D-direction flag 902 are set / set according to the route information of the written cell.
Will be reset. Further, the counter 903 corresponding to the cell storage area 905 in which the cell is written is cleared, and at the same time, the other counter 903 in which the corresponding flag 904 is set is incremented.

【0084】一方、それぞれのセル蓄積手段805から
セルが読み出される時には、出力するセルを保持してい
るセル蓄積領域905に対応するフラグ904、さらに
U向けフラグ901またはD向けフラグ902がリセッ
トされる。それと同時に、該出力するセルを保持してい
るセル蓄積領域905に対応するカウンタ903の値よ
り大きな値を保持しているカウンタ903で、かつ対応
するフラグ904がセットされているものをデクリメン
トする。ただしここで、U向けフラグ901とD向けフ
ラグ902の両方がセットされているセルを出力した場
合は、該セルを出力した出力ポートに対応する方のフラ
グをリセットするのみで、フラグ904のリセットおよ
びカウンタのデクリメントは行わないものとする。これ
により、セル蓄積領域905に保持されたセルを2回読
み出すことによるセルのコピーを実現する。それぞれの
セル蓄積手段805から出力するセルは、次の方法によ
り決定される。それぞれのセル蓄積手段805に保持さ
れているセルの向かう方路によって、次の4通りの状態
を定義する。 状態1:セル蓄積手段805にセルが保持されていない 状態2:セル蓄積手段805に保持されているセルは全
て出力ポートU向き 状態3:セル蓄積手段805に保持されているセルは全
て出力ポートD向き 状態4:セル蓄積手段805に保持されているセルには
出力ポートUに向かうものもあれば、出力ポートDに向
かうものもある。
On the other hand, when the cells are read from the respective cell accumulating means 805, the flag 904 corresponding to the cell accumulating area 905 holding the cell to be output, and the U-direction flag 901 or the D-direction flag 902 are reset. .. At the same time, the counter 903 holding a value larger than the value of the counter 903 corresponding to the cell storage area 905 holding the output cell and having the corresponding flag 904 set are decremented. However, here, when a cell in which both the U-oriented flag 901 and the D-oriented flag 902 are set is output, only the flag corresponding to the output port that outputs the cell is reset, and the flag 904 is reset. And the counter is not decremented. As a result, a cell copy is realized by reading the cell held in the cell storage area 905 twice. The cell output from each cell storage unit 805 is determined by the following method. The following four states are defined by the routes to which the cells stored in the respective cell storage means 805 are directed. State 1: No cells are stored in the cell storage unit 805 State 2: All cells stored in the cell storage unit 805 are for output port U State 3: All cells stored in the cell storage unit 805 are output ports D direction State 4: Some of the cells held in the cell accumulating unit 805 are directed to the output port U, and some are directed to the output port D.

【0085】どの状態にそれぞれのセル蓄積手段805
があるかは、U向けフラグ901、D向けフラグ902
を参照する事により容易に知る事ができることに注意が
必要である。
In which state each cell storage means 805
There is a flag 901 for U and a flag 902 for D.
It should be noted that you can easily find out by referring to.

【0086】転送制御手段806は、それぞれのセル蓄
積手段805の状態を参照し、さらに出力通信路から与
えられるレディ信号を元に、それぞれのセル蓄積手段8
05から出力するセルを決定する。このアルゴリズム
は、例えば、本発明者らが特願平1−135819で開
示したようなものであって良い。該アルゴリズムに従う
と、セル蓄積手段805に到着した順序を保持したま
ま、なるべく出力ポートに空きが発生しないようにセル
をセル蓄積手段805a、bから出力することができ
る。ここで、特願平1−135819で開示したセルス
イッチはコピー機能を含んでいないが、前述のようにU
向けフラグ901とD向けフラグ902をそれぞれ独立
に準備し、さらに前記ふたつのフラグが両方ともセット
されている時に該フラグに対応するセルを出力した場合
は出力した方向に対応する前記フラグをリセットするの
みとし、かつそれぞれのセル蓄積手段の状態を上述のよ
うに前記ふたつのフラグから作成することにすると、コ
ピー機能の付いているセルスイッチに対しても特願平1
−135819で開示した出力するセルを選択するアル
ゴリズムが使用可能であることに注意が必要である。 (実施例3)本発明の一実施例である結合網を、LSI
として実現した単位スイッチを組合わせて実現する場合
の、LSIを実装する基板のパターンについて説明す
る。
The transfer control means 806 refers to the state of each cell storage means 805, and further, based on the ready signal given from the output communication path, each cell storage means 8
The cell output from 05 is determined. This algorithm may be, for example, one disclosed by the present inventors in Japanese Patent Application No. 1-135819. According to this algorithm, the cells can be output from the cell accumulating means 805a and 805a while keeping the order of arrival at the cell accumulating means 805 and keeping the output ports as empty as possible. Here, the cell switch disclosed in Japanese Patent Application No. 1-135819 does not include a copy function.
A flag 901 and a D flag 902 are prepared independently of each other, and when a cell corresponding to the flag is output when both of the two flags are set, the flag corresponding to the output direction is reset. However, if the state of each cell accumulating means is created from the above two flags as described above, the patent application 1
It should be noted that the algorithm for selecting an output cell disclosed in -135819 can be used. (Embodiment 3) A connection network according to an embodiment of the present invention is
The pattern of the substrate on which the LSI is mounted in the case of combining and realizing the unit switches realized as above will be described.

【0087】図13に、本発明の一実施例である、8入
力8出力の結合網の単位スイッチ間の接続を実現するた
めの基板上のパターンの概略を示す。同図では、図1の
ステージ1とステージ2について図示している。同図に
おいて、11、12、13、14、21、22、23、
24は単位スイッチ、1001、1002は基板の表と
裏を結合するスルーホールである。
FIG. 13 shows an outline of the pattern on the substrate for realizing the connection between the unit switches of the 8-input / 8-output coupling network which is an embodiment of the present invention. In the figure, the stage 1 and the stage 2 of FIG. 1 are illustrated. In the figure, 11, 12, 13, 14, 21, 22, 23,
Reference numeral 24 is a unit switch, and 1001 and 1002 are through holes that connect the front and back of the substrate.

【0088】本発明の一実施例である結合網では、単位
スイッチ間の結合が非常に単純であるので、例えば、一
枚の基板の片面に各ステージの半分の単位スイッチを実
装し、もう一方の面に残り半分の単位スイッチを実装す
る事で、同図に示すように配線のまたぎがまったくない
パターンとすることができる。このため、クロストーク
の非常に少ないという高速実装にとって望ましい性質を
持つパターンを設計できる。しかも物理的に配線パター
ンが交差することなく、すべての配線を行うことができ
るので、相互干渉の発生しにくい構造を採用することが
できる。
In the coupling network which is one embodiment of the present invention, the coupling between the unit switches is very simple. Therefore, for example, half of the unit switches of each stage are mounted on one side of one substrate, and the other side is mounted. By mounting the other half of the unit switches on the surface of, it is possible to form a pattern with no wiring stride as shown in the figure. For this reason, it is possible to design a pattern having a desirable property for high-speed packaging, which has very little crosstalk. Moreover, since all wiring can be performed without physically intersecting the wiring patterns, it is possible to adopt a structure in which mutual interference is unlikely to occur.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
非常に単純な単位スイッチ間接続により容易にノンブロ
ッキングな結合網を提供する事ができるので、高速動作
に向き、かつ大規模化も容易で、さらに内部経路でのト
ラフィック集中が無いという、望ましい性質を持つセル
スイッチを提供できる。さらに、本発明による結合網に
おいては、コピー機能の実現も容易である。
As described above, according to the present invention,
Since it is possible to provide a non-blocking coupling network easily by connecting very simple unit switches, it is suitable for high-speed operation, easy to scale up, and there is no traffic concentration on the internal route. It can provide a cell switch. Further, in the connection network according to the present invention, it is easy to realize the copy function.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例である結合網を示す図FIG. 1 is a diagram showing a connection network according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例である結合網のステージ間
の接続関係を示す概念図
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a connection relationship between stages of a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例である結合網を構成するス
テージの入力、出力ポートを示す図
FIG. 3 is a diagram showing an input port and an output port of a stage constituting a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施例である結合網を示す図FIG. 4 is a diagram showing a connection network according to an embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の一実施例である結合網内部でのルー
ティング方法を説明する図
FIG. 5 is a diagram for explaining a routing method inside a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の一実施例である結合網内部でのルー
ティング方法を説明する図
FIG. 6 is a diagram for explaining a routing method inside a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の一実施例である結合網のノンブロッ
キング性を説明する図
FIG. 7 is a diagram for explaining non-blocking property of a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の一実施例である結合網で、トラフィ
ックの集中が発生しないことを説明する図
FIG. 8 is a diagram illustrating that traffic concentration does not occur in a connection network that is an embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の一実施例である結合網で、トラフィ
ックの集中が発生しないことを説明する図
FIG. 9 is a diagram for explaining that traffic concentration does not occur in a connection network according to an embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の一実施例である結合網で、コピー
機能を実現したもので使用される方路情報のフォーマッ
トを説明する図
FIG. 10 is a diagram for explaining a format of route information used in a connection network that realizes a copy function in a connection network according to an embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の一実施例である結合網で使用され
る単位スイッチの構成例を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a unit switch used in a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の一実施例である結合網で使用され
る単位スイッチにて、出力するセルを決定するために使
用される情報を示す図
FIG. 12 is a diagram showing information used to determine an output cell in a unit switch used in a connection network which is an embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の一実施例である結合網の基板上へ
の実装例を説明する図
FIG. 13 is a diagram for explaining an example of mounting a connection network on a substrate according to an embodiment of the present invention.

【図14】 セルスイッチによるVCのスイッチングの
概念図
FIG. 14 is a conceptual diagram of VC switching by a cell switch.

【図15】 バンヤン網でのトラフィックの集中を説明
する図
FIG. 15 is a diagram illustrating traffic concentration on the Banyan network.

【符号の説明】 11、12、73、74 単位スイッチ[Explanation of symbols] 11, 12, 73, 74 Unit switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】N本の入力ポート(Nは自然数かつ偶数)
のうち1本若しくは複数本の入力ポートから配送された
情報を、N本の出力ポートのうちの所望の1本若しくは
複数の出力ポートに出力する結合網あって、 k入力k出力の単位スイッチ(kは自然数)をN/k個
縦列に配置してステージを構成し、 前記ステージを(N−1)個並列に配置して、 各ステージに含まれる単位スイッチの入力ポートにI
(0)、I(1)・・・I(N−1)と番号付け、 そのステージに含まれる単位スイッチの前記番号付けを
行った入力ポートに対応する出力ポートにO(0)、O
(1)・・・O(N−1)と番号付け、 前記結合網の入力ポート側からi*2−1(iは自然
数、1≦i≦N/2−1)番目のステージの出力ポート
O(j)(jは0または自然数、0≦j≦N−1)と、
前記入力ポート側からi*2段目のステージの入力ポー
トI((j+1)mod(N−1))とを接続し、 前記i*2段目のステージの出力ポートO((j+1)
mod(N−1))と、前記i*2+1段目のステージ
の入力ポートI(j)とを接続して構成されることを特
徴とする結合網。
1. N input ports (N is a natural number and an even number)
A connection network for outputting information delivered from one or a plurality of input ports among the N output ports to a desired one or a plurality of output ports, and a k-input-k-output unit switch ( (k is a natural number) is arranged in N / k columns to form a stage, (N-1) stages are arranged in parallel, and I is connected to an input port of a unit switch included in each stage.
(0), I (1) ... I (N-1), and the output ports corresponding to the numbered input ports of the unit switches included in the stage are O (0), O
(1) ... Numbered as O (N−1), the output port of the i * 2-1 (i is a natural number, 1 ≦ i ≦ N / 2−1) th stage from the input port side of the connection network O (j) (j is 0 or a natural number, 0 ≦ j ≦ N−1),
The input port side is connected to the input port I ((j + 1) mod (N-1)) of the i * 2 stage, and the output port O ((j + 1) of the i * 2 stage is connected.
mod (N-1)) is connected to the input port I (j) of the i * 2 + 1th stage.
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