JPH0787094A - Atmスイッチにおける調停機構 - Google Patents

Atmスイッチにおける調停機構

Info

Publication number
JPH0787094A
JPH0787094A JP20612693A JP20612693A JPH0787094A JP H0787094 A JPH0787094 A JP H0787094A JP 20612693 A JP20612693 A JP 20612693A JP 20612693 A JP20612693 A JP 20612693A JP H0787094 A JPH0787094 A JP H0787094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
matrix
output
wired
arbitration
bit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP20612693A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2502920B2 (ja
Inventor
Nobuyuki Oba
信之 大庭
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Priority to JP20612693A priority Critical patent/JP2502920B2/ja
Priority to US08/273,523 priority patent/US5541916A/en
Publication of JPH0787094A publication Critical patent/JPH0787094A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2502920B2 publication Critical patent/JP2502920B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/10Packet switching elements characterised by the switching fabric construction
    • H04L49/104Asynchronous transfer mode [ATM] switching fabrics
    • H04L49/105ATM switching elements
    • H04L49/106ATM switching elements using space switching, e.g. crossbar or matrix
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/15Interconnection of switching modules
    • H04L49/1553Interconnection of ATM switching modules, e.g. ATM switching fabrics
    • H04L49/1576Crossbar or matrix
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • H04L2012/5646Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
    • H04L2012/5651Priority, marking, classes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5678Traffic aspects, e.g. arbitration, load balancing, smoothing, buffer management
    • H04L2012/5679Arbitration or scheduling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5678Traffic aspects, e.g. arbitration, load balancing, smoothing, buffer management
    • H04L2012/5681Buffer or queue management
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S370/00Multiplex communications
    • Y10S370/901Wide area network
    • Y10S370/902Packet switching
    • Y10S370/903Osi compliant network
    • Y10S370/905Asynchronous transfer mode, ASN

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Bus Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】大規模な非同期転送モードスイッチにおいて、
スイッチングを高速にするための調停方法に関する。 【構成】クロスバ方式を採用し、同一の出力ポートに向
けられた二以上の出力要求が競合した際にその要求を前
記出力要求を示すリクエスト信号をマトリクス状に予め
格納されている1ビット信号との間で前記マトリクスの
各々の行についてNAND演算を行い、前記NAND演
算の結果を前記マトリクスの列ごとにワイヤードOR演
算を行い列ごとに内部信号Qを得て、内部信号Qの順番
が前記マトリクス状に予め格納されている1ビット信号
の一の行に係わる順番と相補的(complimentary)な関係
にあることを検出し、前記順番が等しい行に係わる前記
出力要求に対して了解信号を生成する。 【効果】調停プロセスは全てハードウエア上で行われる
ため極めて高速に実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明はATM(非同期転送モ
ード)スイッチに係わる高速の調停機構に関する。AT
Mはマルチメデイアや並列処理における通信機構として
注目されている。
【0002】
【従来技術】近年音声・画像といった複数の形態のデー
タを一の媒体にのせて融合、表示するマルチメデイア技
術が着目されている。マルチメデイアにおいてもスイッ
チングの必要性は従来と同様に必要であるが、特に多種
形態のデータを一のスイッチング回路でサポートするこ
とが必要である。すなわち、このことはスイッチング回
路にデータの種類に応じていろいろな特性が要求される
ということにほかならない。たとえば、音声情報であれ
ば最も要求されるのはその即時性という点にある。も
し、音声が即時(リアルタイム)に伝達されないとした
ら、情報の受け手は正確な情報としては認識することが
困難である。一方、データベースなどの情報においては
リアルタイム性よりもエラーフリーであることがより強
く要請される。データのスイッチングにおいてエラーが
生じると時には転送エラー等の重大な問題を引き起こす
ことがあるためである。音声情報についてはこのエラー
フリーである、という特性はさほど問題とならない。音
声に対する人間の感覚はエラーを全く許容しないほど鋭
敏ではないためである。従って、音声情報についてはス
イッチング時に若干のエラーは許容されうる。
【0003】このように、マルチメデイアにおいては一
つのスイッチング回路にさまざまな特性が要求される。
これを満たすスイッチング機構として近年注目されてい
るのが非同期転送モード(ATM)によるスイッチング
である。この態様のスイッチング方式は、これらの多様
な形態のデータを予め定められた一つのフォーマットに
定形化することができるので、スイッチング時のデータ
の制御が非常に行いやすいという利点がある。また、こ
の結果、高いスループットと低い遅延を有するスイッチ
ング技術を実現することが可能となる。
【0004】ここで、ATMスイッチをその内部の構成
の形態から見ると以下のカテゴリーに分類できる。 ・クロスバー方式 ・バンヤン方式 ・共通メモリを有する時分割方式 ・共有媒体を使用する構成 このなかで、クロスバー方式は内部的にノンブロッキン
グ(二の異なった出力ポートに向けられた二のパケット
がスイッチ内のいずれのノードにおいても衝突しないこ
と)であり、単純な構造を有しているという点でATM
スイッチに適用する上で適したものである。
【0005】しかし、この方式によればスイッチングの
際の速度が同期式のものよりも低いという問題があっ
た。この問題はスイッチの規模が8入力x8出力程度の
小さいものであればさほど問題とはならないのである
が、64入力x64出力程度の規模のものとなるとスイ
ッチングの遅延が従来の方式においては顕著な問題とな
っていた。
【0006】このスイッチングの遅延という問題をさら
に分析してみると、この原因はこのような比較的大きな
規模のスイッチングにおいて入力セルの競合状態時にそ
の調停に長くかかることが原因である。ここで、競合状
態とは同一の出力ポートに向けられた複数入力セルが存
在する状態をいう。競合状態においてもこの場合は一の
入力セルのみが一時に指定された出力ポートから出力可
能である。そこで、どのセルを優先的に出力するかを決
定しなければならない。このプロセスを調停(arbitrati
on)と呼ぶが、この調停プロセスは従来少なくとも部分
的にソフトウエアの関与を認めつつ行っていた。しか
し、このようなソフトウエア的な手法によれば調停速度
が低下することは自明である。つまり、各々のセル(パ
ケット)が処理されるべき速度はあまりにも高すぎるた
め全ての操作はハードウエア上で行われることが条件と
なる。そして,この場合の調停機構は高速スイッチング
の実現において極めて重要な役割を有しており、高応答
性、高速であることを条件とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本願発明はか
かる大きな規模のATMスイッチにおいてそのスイッチ
ングを高速にすることが目的である。
【0008】より具体的にいうと、本願発明はスイッチ
ングの際に入力セルの競合状態が発生した時の出力セル
に対する調停プロセスの高速化を目的とする。
【0009】また、調停プロセスにおいては公平である
ことが要求される場合がある。すなわち、ある特定の入
力ポートから入力されたセルのみが常に優先的に出力さ
れるような調停は「公平ではない」ということになる。
従って、本願発明は調停の高速化を第一義的な目的とし
つつも、調停の公平性を失しないことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願発明の特徴はこの目
的を達成するためにハードウエアのみを用いて調停する
ことにある。これによって高速な調停が可能となり、そ
の結果、従来に比べて格段に高速なスイッチングが比較
的大きな規模のスイッチで可能となる。
【0011】具体的にいうと、スイッチングの形態上の
形式としてクロスバ方式を採用し、図3のように一の出
力ポートごと(すなわち、各々の列)に調停機構を設け
る。この調停機構は相互に全く独立して同時に動作する
ことができる。
【0012】また、図6に示すように各々の調停機構に
おいては所定の数値を格納した優先度レジスタがマトリ
クス状に設けられている。調停に際しては、図7に示す
ように各セルの出力を要請する信号(リクエスト信号)
とこの優先度レジスタの内容をNAND演算にかけ、さ
らに列ごとにワイヤードOR演算をすることによって、
各リクエスト信号について内部信号Qを導出する。次
に、図9に示すようにXOR演算を行い、さらに、行ご
とにワイヤードOR演算を行う。このステップによって
自動的に内部信号Qの順序が優先度レジスタの順序内容
と相補的(complimentary)な関係にあるかどうかを調べ
ることができ、かつ、そのリクエスト信号に係わるセル
が優先的に出力ポートから出力されるセルであるとして
決定され、その表示として了解信号が当該セルについて
発行される。
【0013】従って、このようなゲートの組み合わせに
よって、ハードウエアのみを用いた調停機構を実現する
ことができる。
【0014】さらに、調停の公平性を維持するために、
優先度レジスタの内容はクロックごとに一定の数式にし
たがって循環する(ラウンド・ロビン方式)。このこと
によって、特定の入力ポートから入力されたセルのみが
常に調停によって選ばれ、優先的に出力されるという事
態を回避する。
【0015】
【実施例】本願発明の説明に先立って、図1〜3によっ
てATMスイッチにおけるルーチングの方法を示す。
【0016】ATMセル(パケット)は図1に示すよう
に5バイトのヘッダ部と、48バイトのデータ部を有し
ている。ヘッダは仮想チャネル識別子(VCI)と仮想
パス識別子(VPI)を含んでいる。VPIはVCIの
下で、セルごとにマルチプレクシングに係わるレイヤー
を特定し、一の(単位)ユニットとしてスイッチするこ
とができる仮想パスについてVCIをグループ分けす
る。ルーチングの制御はVCIとVPIを参照・変更す
ることによって行う。図2はN個の入力ポートと、N個
の出力ポートを有するATMスイッチについて開示す
る。最も単純なケースにおいてはi(1≦i≦N)番目
の出力ポートから出力されるセルのVPIはiにセット
される。ATMスイッチはVPIを読み、そのセルをi
番目の出力ポートに転送する。
【0017】ATMスイッチにおいて、ルーチングの制
御は受け取られたセルのVCI/VPIを参照すること
によって実行される。VCI/VPIはルーチングテー
ブルに保管されている新しいVCI/VPIによって置
換される。ただし、以下の説明においては簡単のために
セルのヘッダ部が出力ポートの情報を保持しているもの
として説明を行う。
【0018】本願発明においてはクロスバーをベースと
したNxNのクロスポイントスイッチによってATMス
イッチを実現する。図3に4x4のクロスバースイッチ
ベースのATMスイッチのブロック図を開示する。この
スイッチでは16個のクロスポイントスイッチSW
(i,j)(1≦i,j≦4)を有している。そして、
その各々がデータスイッチと出力ポート番号O(j)
(1≦j≦4)を解読するためのデコーダ(図示しな
い)を具備する。同列に配置されるクロスポイントスイ
ッチは一のアービターARB(j)300,302,3
04,306を共有し、出力ポートO(j)に係わる競
合を調整する。図4にクロスポイントスイッチとアービ
タの間の信号のやり取りを示す。クロスポイントスイッ
チSW(i,j)40は、ある入力セルが出力ポートO
(j)に向けられたものであると判断した時には、アー
ビターARB(j)42に対してリクエストR(i,
j)を発する。もし、ARB(j)が同時に複数のリク
エストを複数のクロスポイントスイッチから受領した時
は、ARB(j)が出力ポートO(j)に関して競合を
防止する責任、すなわち、競合するリクエストを調停す
る責任を有している。
【0019】第3図において、例えばあるセルが入力ポ
ートI(1)に受領され、出力ポートO(2)に対して
向けられたものであると仮定しよう。四つのスイッチ、
すなわち、SW(1,1),SW(1,2),SW
(1,3),SW(1,4)が同時にそのセルのヘッダ
部を読み取る。しかし、この場合向けられた出力ポート
はO(2)であるので、SW(1,2)のみがアービタ
ーARB(2)302に対してリクエスト信号R(1,
2)を発行する。その時点で、出力ポートO(2)に向
けられている他のセルが存在しない時はARB(2)3
02はSW(1,2)に対して了解信号を発する。その
了解信号を受け取った後に、SW(1,2)はそのセル
をI(1)から受取り、O(2)に転送する。全てのス
イッチSW(i,j)(1≦i,j≦4)とARB
(j)(1≦j≦4)は並列に動作することができるの
で、かかるプロセスはすべての出力ポート、あるいは、
ア−ビターに関して同時に行われる。
【0020】前述したケースは特定の出力ポートに向け
られたセルが一個しか存在していないため、競合状態に
ない場合であった。しかし、実際はNxNのサイズを有
するクロスバースイッチにおいては、同時にN個の入力
セルが一の出力セルに対して向けられる場合がありう
る。この場合、最大N個のリクエストが同時に一のアー
ビターに対して発行されることになる。アービターはそ
のうちの一つのみを選択し、その選択した要求に対して
了解信号を返送しなければならない。この選択に係わる
プロセスが調停プロセスであり、これを高速に実行する
ことが本願発明の目的である。
【0021】セルC(i,j)という表示は、入力ポー
トiに到着し、出力ポートjに向けられているセルを表
示するものと仮定する。前述したように、このときセル
のヘッダには出力ポート番号であるjが保持されてい
る。クロスポイントスイッチは連続的にセルのヘッダに
保持された出力ポートの番号を解読し、アービターに対
してリクエストを送る。
【0022】アービターは図5に示されているように,
ANDステージ501とXORステージ503の2つの
ステージを有し、それぞれが優先度レジスタ(図示せ
ず)と接続されている。ここで、ANDステージ501
においては当該リクエストと予め定められた優先度レジ
スタの内容を演算し、所定の結果を導きだす。そして、
XORステージ503において、その結果と優先度レジ
スタの内容を比較し、相補的(complimentary)な関係に
あるものを優先的な出力セルと決定することによって調
停を行うものである。このように内部出力Qと優先度レ
ジスタの内容を相補的な関係とすることによって、論理
ゲートの数を著しく減少することが可能であるという、
ワイヤードOR接続の好適な特性を利用することが可能
となる。以下、この過程をさらに詳細に述べる。
【0023】第6図に示すように、優先度レジスタP
(x,y)(1≦x,y≦N)は1ビットのフリップフ
ロップを有し、予め決められた1ビットが格納されてい
る。この優先度レジスタの内容がリクエスト信号とAN
Dステージ上のクロスポイントX(x,y)において演
算される。
【0024】第7図はANDステージの内部構造を示
す。このステージはN2個のクロスポイントによって構
成されており、それぞれのクロスポイントは対応する優
先度レジスタと接続されている。各々のクロスポイント
は論理NANDゲートによって構築されている。NAN
Dゲートの出力ドライバは相互に直接リンク可能なよう
にオープンコレクタタイプである。これによって、リン
クされたNANDゲートの数によらず、単純で高速なハ
ードウエア的な操作が可能となる。この図における*印
はワイヤードORゲートを意味する。このようにワイヤ
ードORゲートによって接続されているので、ゲートの
出力を直結することが可能となり、多段にORゲートを
接続する必要がなくなる。このことによって、計算の高
速化が実現できる。このワイヤードOR演算の結果が内
部信号Q(y)(1≦y≦N)としてANDステージに
おいて生成される。この内部信号Q(y)はXORステ
ージにおいて優先度レジスタとの内容の比較のために使
用される。
【0025】今、第6図に示すように優先度レジスタの
内容が定まっているものとする。その時、R(i−1,
j)という要求信号がANDステージに入力されたとし
よう。この状態を第8図に示す。この入力は優先度レジ
スタP(x−1,y−1),P(x−1,y),P(x
−1,y+1)の内容とそれぞれNANDゲートX(x
−1,Y−1),X(x−1,y),X(x−1,y+
1)において演算される。この場合夫々のNANDゲー
トからの出力は全て0である。同時に、R(i,j),
R(i+1,j)においてリクエスト信号が入力された
とする。これはすなわち、特定の出力ポートに対する出
力要求が競合していることを意味する。この時、同様な
演算が行われた結果、R(i,j)についてはX(x,
y−1),X(x,y),X(x,y+1)のNAND
ゲートについてそれぞれ1,0,0の結果を得る。同様
に、R(i+1,j)については演算結果はX(x+
1,y−1),X(x+1,y),X(x+1,y+
1)についてそれぞれ1,1,0となる。
【0026】これはそれぞれの行について得た結果であ
ったが、この結果をさらに列ごとにワイヤードOR演算
を行う。この結果が内部信号Q(y−1),Q(y),
Q(y+1)であり、それぞれ0,0,0を得る。
【0027】この内部信号の結果を優先度レジスタの内
容と比較するのが次のXORステージである。第9図に
このステージを示す。このステージはN2個のXORゲ
ートによって構成されており、その入力に内部信号Qと
優先度レジスタの内容が接続されている。また、その出
力は行ごとにワイヤードOR接続され、その結果、了解
信号A(i,j)を生成する。
【0028】次に、前述した具体的な計算例を用いてこ
のステージの作用を説明する。内部信号Q(y−1),
Q(y),Q(y+1)はそれぞれ優先度レジスタの内
容とXOR演算され、その後行ごとにワイヤードOR演
算が行われる。すると,第1行に関する演算結果A(i
−1,j)は1となり、他の行に関する結果は全て0に
なる。この演算結果Aがすなわち了解信号であるから、
結果としてリクエストR(i−1,j)のみが選択され
て出力に対して了解が付与された結果となる。この全体
のプロセスは調停プロセスに他ならない。
【0029】この例では、R(i−1,j),R(i,
j),R(i+1,j)全てに対してリクエストがあっ
た場合について述べたが、例えば、R(i,j),R
(i+1,j)のみにリクエストがあった場合について
も同様である。この場合同様な手法で計算を進めると、
内部信号Q(y−1),Q(y),Q(y+1)の結果
はそれぞれ1,0,0,となる。そして、それをXOR
ステージでの入力として、優先度レジスタの内容との間
でXOR演算をすると、結局A(i−1,j)は出力が
なく、A(i,j)が1であり、A(i+1,j)は0
となる。すなわち、この場合に調停の結果選ばれるのは
A(i,j)に対応するリクエスト信号R(i,j)の
発行もとのセルである。
【0030】この調停に関するプロセスを、より一般的
な数式で書くと以下のようになる。まず、第一段階のN
ANDステージにおいては、クロスポイントXの出力状
態はリクエストR(x,j)と優先度レジスタP(x,
y)に係わる論理NAND演算をする過程と、その結果
を列ごとにワイヤードOR演算する過程からなる。すな
わち、前者に関しては以下のようになる。
【数1】 (・は論理AND演算記号、バーは論理NOT演算記
号)また、後者については以下のようになる。
【数2】 なお、右辺冒頭の記号はワイヤードOR演算を表す記号
である。そして、この演算の結果内部信号Qを得ること
ができる。
【0031】第二段階のXORステージにおいては、内
部信号Q(y)と優先度レジスタP(x,y)に係わる
論理XOR演算をする過程と、その結果を行ごとにワイ
ヤードOR演算する過程からなる。そして、この過程に
よって次式のように了解信号A(i,j)を生成する。
【数3】 この式においてQ(j)とP(x,j)の間の記号はX
OR演算を表す記号である。
【0032】さて、このような方式によって調停を行う
と、結局常に優先度レジスタに1が多い行に係わるリク
エスト信号が調停プロセスによって選択される。この例
で説明するとx−1行に係わる優先度レジスタの方がx
行に係わる優先度レジスタよりも1の数が多いので、も
し、この2行にリクエスト信号が競合すれば必ず前者の
リクエストが優先性を享受する。これは、この発明の利
点であると同時に欠点でもある。もし、一定の優先順位
を予め定めてスイッチングを行いたい場合はこの方式を
そのまま適用することによって足りる。優先度の高い入
力ポートに係わるリクエスト信号を優先度レジスタに1
の数が多い行に接続すればよい。
【0033】しかし、全てのリクエストに優劣を設け
ず、公平に調停を行いたい場合がある。この場合、この
方式を直接適用することは妥当ではない。従って、この
ような公平な調停を行う場合には以下のように優先度レ
ジスタの内容を漸次変更するというステップが必要であ
る。この変更は以下の態様に基づくものである。いま、
時間0においては優先度レジスタP(x,y)は初期状
【数4】 にある。
【0034】例えば、もしN=4であるならば、優先度
レジスタの初期の内容は、
【数5】 で表される。
【0035】次の調停サイクルにおいて、優先度レジス
タの内容は以下の式にしたがって変更される。
【数6】
【0036】これを前記した初期状態のレジスタに当て
はめると、以下のような変更になる。
【数7】
【0037】前述したように、この調停方法によれば結
局ある行に係わる優先度レジスタに1が多い行に関する
リクエスト信号ほど優先度を得る可能性が高いので、こ
のように優先度レジスタの内容を漸次変更することによ
って非常に公平性の高い調停が可能となる。
【0038】この明細書においては理解のために4x4
のクロスポイントスイッチ構造において説明したが、本
願発明はさらに大きな規模のクロスポイントスイッチに
適用することが可能である。
【0039】
【発明の効果】本願発明によれば夫々が一の出力ポート
を担当する調停機構が並列で動作し、AND,XORの
ような単純なゲートの組み合わせによってインプレメン
トされるので、極めて高速である。また、ワイヤードO
R結合を採用することによって、ゲート数を減少させる
とともに、調停のための遅延時間は入出力ポートの数と
無関係となる。従って、64以上の入出力ポートを有し
ているような極めて大型のスイッチにおいても前記特徴
を損なうことなく使用することができる。さらに,優先
度レジスタの内容がラウンド・ロビン・スケジューリン
グに基づくため、調停が公正に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ATMセルの形式である。
【図2】NxNのATMスイッチである。
【図3】4x4の態様で本願発明を実現したブロック図
である。
【図4】各クロスポイントスイッチのブロック図であ
る。
【図5】本願発明によるアービタの構成を示す図であ
る。
【図6】各アービタに含まれている優先度レジスタを示
す図である。
【図7】アービタ中のANDステージを示す図である。
【図8】アービタ中のANDステージに実際にリクエス
ト信号が入力された時の計算結果である。
【図9】アービタ中のXORステージを示す図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロスバ方式をとる非同期転送モードスイ
    ッチにおいて,同一の出力ポートに向けられた二以上の
    出力要求が競合した際に、その要求を調停する方法であ
    って、 前記出力要求を示すリクエスト信号をマトリクス状に予
    め格納されている1ビット信号との間で前記マトリクス
    の各々の行についてNAND演算を行い、 前記NAND演算の結果を前記マトリクスの列ごとにワ
    イヤードOR演算を行い列ごとに内部信号Qを得て、 内部信号Qの順番が前記マトリクス状に予め格納されて
    いる1ビット信号の一の行に係わる順番と相補的(compl
    imentary)な関係にあることを検出し、 前記順番が等しい行に係わる前記出力要求に対して、了
    解信号を生成する、調停方法。
  2. 【請求項2】前記検出および了解信号の生成は、前記内
    部信号と前記マトリクス状に予め格納されている1ビッ
    ト信号との間でXOR演算を行い、前記XOR演算の結
    果を行ごとにワイヤードOR演算することによって、こ
    れを行うことを特徴とした請求項1の調停方法。
  3. 【請求項3】前記マトリクス状に予め格納されている1
    ビット信号は一定時間ごとに所定の式に従ってその配列
    を変更することを特徴とした請求項1または2の調停方
    法。
  4. 【請求項4】前記一定時間はクロック周期に対応するこ
    とを特徴とした請求項3の調停方法。
  5. 【請求項5】NxNのクロスバ方式をとる非同期転送モ
    ードスイッチにおいて,同一の出力ポート向けられた二
    以上の出力要求が競合した際にその要求を調停する装置
    であって、前記調停装置は出力ポートごとに設けられて
    おり、 NxNのマトリクスに配列され、それぞれ予め定められ
    た1ビットを格納している優先度レジスタと、 出力要求に対応するリクエスト信号と前記優先度レジス
    タに格納された1ビットを入力とし、その出力が前記マ
    トリクスの列ごとにワイヤードOR接続されているN2
    個のNAND回路と、 前記列ごとにワイヤードOR演算された結果と前記優先
    度レジスタに格納された1ビットを入力とし、その出力
    が前記マトリクスの行ごとにワイヤードOR接続されて
    いるN2個のXOR回路と、 を含む調停装置。
  6. 【請求項6】前記優先度レジスタの内容は一定時間を周
    期として所定の式に従って、変更されることを特徴とす
    る請求項5の装置。
  7. 【請求項7】N個の入力ポートとN個の出力ポート手段
    を有しているクロスバー方式に係わる非同期転送モード
    によるスイッチであって、一の出力ポートに接続される
    クロスポイントスイッチ群ごとに一の調停装置が接続さ
    れており、前記調停装置は、 NxNのマトリクスに配列され、それぞれ予め定められ
    た1ビットを格納している優先度レジスタと、 出力要求に対応するリクエスト信号と前記優先度レジス
    タに格納された1ビットを入力とし、その出力が前記マ
    トリクスの列ごとにワイヤードOR接続されているN2
    個のNAND回路と、 前記列ごとにワイヤードOR演算された結果と前記優先
    度レジスタに格納された1ビットを入力とし、その出力
    が前記マトリクスの行ごとにワイヤードOR接続されて
    いるN2個のXOR回路と、 を含むものである、非同期転送モードによるスイッチ。
JP20612693A 1993-08-20 1993-08-20 Atmスイッチにおける調停機構 Expired - Lifetime JP2502920B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20612693A JP2502920B2 (ja) 1993-08-20 1993-08-20 Atmスイッチにおける調停機構
US08/273,523 US5541916A (en) 1993-08-20 1994-07-11 Arbitration mechanism for an ATM switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20612693A JP2502920B2 (ja) 1993-08-20 1993-08-20 Atmスイッチにおける調停機構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0787094A true JPH0787094A (ja) 1995-03-31
JP2502920B2 JP2502920B2 (ja) 1996-05-29

Family

ID=16518224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20612693A Expired - Lifetime JP2502920B2 (ja) 1993-08-20 1993-08-20 Atmスイッチにおける調停機構

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5541916A (ja)
JP (1) JP2502920B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129789A1 (ja) * 2005-06-02 2006-12-07 Nec Corporation スイッチ装置、スイッチング方法およびスイッチ制御用プログラム

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5664121A (en) * 1995-11-07 1997-09-02 Sun Microsystems, Inc. Dual mode arbitration apparatus and method for reducing latency by allowing the possibility of simultaneous request and access for a shared bus
US6377575B1 (en) 1998-08-05 2002-04-23 Vitesse Semiconductor Corporation High speed cross point switch routing circuit with word-synchronous serial back plane
JP3319723B2 (ja) * 1999-04-02 2002-09-03 日本電気株式会社 スイッチ及びそのスケジューラ並びにスイッチスケジューリング方法
KR100378588B1 (ko) * 1999-05-19 2003-03-29 주식회사 머큐리 대용량화가 가능한 다중 경로 비동기 전송 모드 스위치 및 셀구조
DE19941851C2 (de) * 1999-09-02 2003-04-10 Infineon Technologies Ag Zellkonfliktauflösungseinheit für eine Einrichtung zur Vermittlung einer Mehrzahl von paket-orientierten Signalen
GB0008195D0 (en) * 2000-04-05 2000-05-24 Power X Limited Data switching arbitration arrangements
AU5497401A (en) * 2000-05-18 2001-11-26 Power X Limited Apparatus and method for resource arbitration
EP1307820B1 (en) * 2000-06-06 2014-07-23 Vitesse Semiconductor Corporation Crosspoint switch with switch matrix module
JP5354427B2 (ja) 2006-06-28 2013-11-27 アクロニクス セミコンダクター コーポレイション 集積回路のための再構成可能論理ファブリックおよび再構成可能論理ファブリックを構成するためのシステムおよび方法
US8964795B2 (en) * 2009-06-01 2015-02-24 Achronix Semiconductor Corporation Asynchronous pipelined interconnect architecture with fanout support
US8300635B2 (en) * 2009-09-10 2012-10-30 Achronix Semiconductor Corporation Programmable crossbar structures in asynchronous systems
KR20150043045A (ko) * 2013-10-14 2015-04-22 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 장치
US10372640B2 (en) 2016-11-21 2019-08-06 International Business Machines Corporation Arbitration of data transfer requests
US10587504B2 (en) 2017-02-08 2020-03-10 International Business Machines Corporation Packet broadcasting mechanism for mesh interconnected multi-computers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245603A (en) * 1987-10-15 1993-09-14 Network Equipment Technologies, Inc. High-speed determining unit for prioritizing and arbitrating among competing input signals
US5367518A (en) * 1987-10-15 1994-11-22 Network Equipment Technologies, Inc. Self-routing switching element and fast packet switch
US4897833A (en) * 1987-10-16 1990-01-30 Digital Equipment Corporation Hierarchical arbitration system
CA1320257C (en) * 1989-04-20 1993-07-13 Ernst August Munter Method and apparatus for input-buffered asynchronous transfer mode switching
US5157654A (en) * 1990-12-18 1992-10-20 Bell Communications Research, Inc. Technique for resolving output port contention in a high speed packet switch
US5327420A (en) * 1992-05-20 1994-07-05 Xerox Corporation Method for building multi-bit parallel Batcher/banyan networks
US5367520A (en) * 1992-11-25 1994-11-22 Bell Communcations Research, Inc. Method and system for routing cells in an ATM switch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129789A1 (ja) * 2005-06-02 2006-12-07 Nec Corporation スイッチ装置、スイッチング方法およびスイッチ制御用プログラム
JPWO2006129789A1 (ja) * 2005-06-02 2009-01-08 日本電気株式会社 スイッチ装置、スイッチング方法およびスイッチ制御用プログラム
JP4698673B2 (ja) * 2005-06-02 2011-06-08 日本電気株式会社 スイッチ装置、スイッチング方法およびスイッチ制御用プログラム
US8040821B2 (en) 2005-06-02 2011-10-18 Nec Corporation Switching device, switching method, and switch control program

Also Published As

Publication number Publication date
US5541916A (en) 1996-07-30
JP2502920B2 (ja) 1996-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4630258A (en) Packet switched multiport memory NXM switch node and processing method
JP2502920B2 (ja) Atmスイッチにおける調停機構
US5930256A (en) Self-arbitrating crossbar switch
KR900006793B1 (ko) 패킷 스위치 다중 대기행렬 NxM 스위치 노오드 및 처리 방법
US7492782B2 (en) Scalable crossbar matrix switching apparatus and distributed scheduling method thereof
US6314487B1 (en) Adaptive routing controller of a crossbar core module used in a crossbar routing switch
JP2699985B2 (ja) 高速デイジタル・パケット交換システム
EP0334954B1 (en) Layered network
EP0721164A2 (en) Crossbar switch apparatus and protocol
US5497369A (en) Multicast switch circuits
US7584320B2 (en) Sliced crossbar architecture with no inter-slice communication
JPH02263260A (ja) メモリアクセススイッチネットワーク
US20050125590A1 (en) PCI express switch
JPH05342178A (ja) 調停回路およびそれを用いたデータ処理装置
US20090304017A1 (en) Apparatus and method for high-speed packet routing system
US5392401A (en) Switching system for simultaneously transferring data between data processing units
JPH0818565A (ja) データ処理装置
US7254139B2 (en) Data transmission system with multi-memory packet switch
JPH09321768A (ja) Atm交換機
US6831922B1 (en) Contention priority control circuit
US5257385A (en) Apparatus for providing priority arbitration in a computer system interconnect
KR100236968B1 (ko) 비동기 전달 모드 상호접속 버스를 접속하기 위한 버스 중재 장치 및 방법
JP3107122B2 (ja) アクセス調停方式
JP3080340B2 (ja) アクセス調停装置
KR100304358B1 (ko) 다중연결다단스위치에서의자기경로제어방법