JPH0856231A - パケット交換機およびその拡張モジュール - Google Patents
パケット交換機およびその拡張モジュールInfo
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- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 交換機の容量の拡張に対応でき、かつ単一の
デバイス上に集積可能なパケット交換モジュールを提供
する。 【構成】 パケット交換機は、入力パケットセルを複数
のセグメントに分割し、このセグメントをその順序に基
づいて拡張モジュール200に含まれる複数のコンセン
トレータユニット70のそれぞれ1つに供給する。各コ
ンセントレータユニットは、複数のコンセントレータ論
理ユニットを含み、これらの論理ユニットの1つは、パ
ケットセルに含まれたルーティング情報に基づいて格納
するためのセグメントを受け取る。パケットセルを形成
する格納されたセグメントは、アンロードされ、適切な
順序で再結合され、パケット交換モジュールに経路指示
され、このパケットセルはその宛先に送られる。
デバイス上に集積可能なパケット交換モジュールを提供
する。 【構成】 パケット交換機は、入力パケットセルを複数
のセグメントに分割し、このセグメントをその順序に基
づいて拡張モジュール200に含まれる複数のコンセン
トレータユニット70のそれぞれ1つに供給する。各コ
ンセントレータユニットは、複数のコンセントレータ論
理ユニットを含み、これらの論理ユニットの1つは、パ
ケットセルに含まれたルーティング情報に基づいて格納
するためのセグメントを受け取る。パケットセルを形成
する格納されたセグメントは、アンロードされ、適切な
順序で再結合され、パケット交換モジュールに経路指示
され、このパケットセルはその宛先に送られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パケット交換システム
に係り、特に、非同期転送モード交換機のためのアーキ
テクチャに関する。
に係り、特に、非同期転送モード交換機のためのアーキ
テクチャに関する。
【0002】
【従来技術の説明】非同期転送モード(ATM)交換機
の商業的成功は、交換機が「成長可能」かどうか、すな
わち帯域幅の増加を処理するために交換容量を拡張でき
るかどうかで決まる。例えば米国特許第5,256,2
65号は、図1に示すように、8×8パケット交換機か
ら32×32パケット交換機に成長(拡張)可能なAT
M交換機のためのアーキテクチャを開示する。
の商業的成功は、交換機が「成長可能」かどうか、すな
わち帯域幅の増加を処理するために交換容量を拡張でき
るかどうかで決まる。例えば米国特許第5,256,2
65号は、図1に示すように、8×8パケット交換機か
ら32×32パケット交換機に成長(拡張)可能なAT
M交換機のためのアーキテクチャを開示する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなアーキテク
チャの1つ欠点は、交換機の容量が拡張される場合、必
要とされる集中アクセス速度が比例して増加することで
ある。他の欠点は、拡張ユニット404の出力における
帯域幅データレートが交換機の入力帯域幅データレート
のk倍になることである。ここでkは、交換機の出力に
おいて使用される8×8パケット交換モジュールの数で
ある。
チャの1つ欠点は、交換機の容量が拡張される場合、必
要とされる集中アクセス速度が比例して増加することで
ある。他の欠点は、拡張ユニット404の出力における
帯域幅データレートが交換機の入力帯域幅データレート
のk倍になることである。ここでkは、交換機の出力に
おいて使用される8×8パケット交換モジュールの数で
ある。
【0004】例えばn×n交換機の場合、拡張帯域幅は
k×n×Rである。ここでRは、各ラインの入力帯域幅
であり、典型的には2.4ギガビット/秒である。kは
ATMのサイズに比例する、すなわちkはnに比例する
ので、拡張ユニット404とこれに関連するコンセント
レータ101との間の相互接続の帯域幅が交換機のサイ
ズの2乗で増加し、ATM交換機のサイズが増加した場
合に具現しにくくなる。
k×n×Rである。ここでRは、各ラインの入力帯域幅
であり、典型的には2.4ギガビット/秒である。kは
ATMのサイズに比例する、すなわちkはnに比例する
ので、拡張ユニット404とこれに関連するコンセント
レータ101との間の相互接続の帯域幅が交換機のサイ
ズの2乗で増加し、ATM交換機のサイズが増加した場
合に具現しにくくなる。
【0005】本発明は、容量の拡張に対応でき、かつ単
一のデバイス上に集積可能なパケット交換モジュールを
提供することを目的とする。
一のデバイス上に集積可能なパケット交換モジュールを
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】従来技術のように集積回
路デバイスの外部ではなく、相互接続がデバイスの中に
収容されるようにATM交換機を構成することにより、
拡張ユニット404とこれに関連するコンセントレータ
101との間の相互接続帯域幅を簡単に処理できること
がわかった。これを達成するために、本願の第1の発明
では、ATM交換機のための拡張および集中機能は、同
じデバイスに収容される。
路デバイスの外部ではなく、相互接続がデバイスの中に
収容されるようにATM交換機を構成することにより、
拡張ユニット404とこれに関連するコンセントレータ
101との間の相互接続帯域幅を簡単に処理できること
がわかった。これを達成するために、本願の第1の発明
では、ATM交換機のための拡張および集中機能は、同
じデバイスに収容される。
【0007】しかし、現在の技術レベルでは、大容量A
TM交換機のための拡張および集中機能を単一のデバイ
スに集積することはできないことがわかった。本願の第
2の発明では、各デバイスが、セル全体ではなく、各入
力セルの特定のセグメント(一部分)を処理するATM
交換機アーキテクチャを提供することにより、この制限
を克服した。
TM交換機のための拡張および集中機能を単一のデバイ
スに集積することはできないことがわかった。本願の第
2の発明では、各デバイスが、セル全体ではなく、各入
力セルの特定のセグメント(一部分)を処理するATM
交換機アーキテクチャを提供することにより、この制限
を克服した。
【0008】さらに本願の第3の発明では、ATM交換
機の帯域幅(容量)の増加の結果として生じる集中アク
セス時間の減少が、各集中ユニットにおいて単一のメモ
リ回路だけを使用するのではなく、複数のファーストイ
ン・ファーストアウト(FIFO)メモリ回路を使用す
ることにより、簡単に処理できる。
機の帯域幅(容量)の増加の結果として生じる集中アク
セス時間の減少が、各集中ユニットにおいて単一のメモ
リ回路だけを使用するのではなく、複数のファーストイ
ン・ファーストアウト(FIFO)メモリ回路を使用す
ることにより、簡単に処理できる。
【0009】
【実施例】図2において、ATM交換機100は、n個
の入力を受けとる拡張モジュール200を含む。各入力
は、例えば2.4Gb/sの所定の最大レートにおいて
ATMのストリームを供給する。各入力は、内部におい
て、それぞれルーティング・プロセッサ55−1ないし
55−nのうちの1つと拡張モジュール200を介して
相互接続されている。
の入力を受けとる拡張モジュール200を含む。各入力
は、例えば2.4Gb/sの所定の最大レートにおいて
ATMのストリームを供給する。各入力は、内部におい
て、それぞれルーティング・プロセッサ55−1ないし
55−nのうちの1つと拡張モジュール200を介して
相互接続されている。
【0010】ルーティング・プロセッサ55は、関連す
るデータパスを介するセルの受信に応答して、セルをそ
の意図された宛先に送るパケット交換モジュール300
−1ないし300−kの特定の1つを識別するセルヘッ
ダ・ルーティング情報にプリペンド(prepend)する。
多数宛先の場合には、セルを多数の異なる宛先に送る1
つよりも多いパケット交換モジュールを識別する。
るデータパスを介するセルの受信に応答して、セルをそ
の意図された宛先に送るパケット交換モジュール300
−1ないし300−kの特定の1つを識別するセルヘッ
ダ・ルーティング情報にプリペンド(prepend)する。
多数宛先の場合には、セルを多数の異なる宛先に送る1
つよりも多いパケット交換モジュールを識別する。
【0011】結果として生じるセルは、拡張モジュール
200に含まれるコンセントレータ・ユニットに供給さ
れる。コンセントレータの出力は、プリペンドされたル
ーティング情報に基づいて、パケット交換モジュール3
00−1ないし300−kのそれぞれに供給される。パ
ケット交換モジュール300を具現するための多くの技
術が知られている。例えば、米国特許第4,603,4
16号、第5,233,606号および第5,278,
969号は、そのようなパケット交換モジュールの例を
開示している。
200に含まれるコンセントレータ・ユニットに供給さ
れる。コンセントレータの出力は、プリペンドされたル
ーティング情報に基づいて、パケット交換モジュール3
00−1ないし300−kのそれぞれに供給される。パ
ケット交換モジュール300を具現するための多くの技
術が知られている。例えば、米国特許第4,603,4
16号、第5,233,606号および第5,278,
969号は、そのようなパケット交換モジュールの例を
開示している。
【0012】図3において、拡張モジュール200は、
複数の通常のマルチプレクサ/セル・スライサユニット
60−1ないし60−k、複数の拡張/コンセントレー
タユニット70−1ないし70−j、および複数の通常
のセグメント結合回路80−1ないし80−kを含む。
各マルチプレクサ/セル・スライサユニット60、例え
ばユニット60−1は、データセルのストリームが各入
力で受信できるようにn/k個の入力を有する。
複数の通常のマルチプレクサ/セル・スライサユニット
60−1ないし60−k、複数の拡張/コンセントレー
タユニット70−1ないし70−j、および複数の通常
のセグメント結合回路80−1ないし80−kを含む。
各マルチプレクサ/セル・スライサユニット60、例え
ばユニット60−1は、データセルのストリームが各入
力で受信できるようにn/k個の入力を有する。
【0013】セルがその入力の1つで受信された場合、
マルチプレクサ/セル・スライサユニット60、例えば
ユニット60−1は、上述したプリペンドされたルーテ
ィング情報を見破り(strip off)、その情報を各拡張
/コンセントレータユニット70に、多導体バス10−
1ないし10−kのうちの関連する1つを介して供給す
る。
マルチプレクサ/セル・スライサユニット60、例えば
ユニット60−1は、上述したプリペンドされたルーテ
ィング情報を見破り(strip off)、その情報を各拡張
/コンセントレータユニット70に、多導体バス10−
1ないし10−kのうちの関連する1つを介して供給す
る。
【0014】例えば、多導体バス10−1のリード線
は、それぞれ拡張/コンセントレータユニット70−1
ないし70−jに接続されている。従って、ユニット6
0−1は、受信したルーティング情報を各拡張/コンセ
ントレータユニット70−1ないし70−jに分配す
る。各ユニット70−1ないし70−jは、各マルチプ
レクサ/セル・スライサユニット60−1ないし60−
kからそれぞれのセルに関するルーティング情報を受信
する。
は、それぞれ拡張/コンセントレータユニット70−1
ないし70−jに接続されている。従って、ユニット6
0−1は、受信したルーティング情報を各拡張/コンセ
ントレータユニット70−1ないし70−jに分配す
る。各ユニット70−1ないし70−jは、各マルチプ
レクサ/セル・スライサユニット60−1ないし60−
kからそれぞれのセルに関するルーティング情報を受信
する。
【0015】各マルチプレクサ/セル・スライサユニッ
ト60は、関連する入力から受信したセルを、帯域幅R
n/kを有する単一のセルストリームに多重化する。こ
こで、Rは、上述したように各入力ラインの帯域幅であ
り、nは、入力50の総数であり、kは、パケット交換
モジュール300の数である。マルチプレクサ/セル・
スライサユニット60は、各多重化されたセルをj個の
セグメントに分割し、このセグメントを拡張/コンセン
トレータユニット70−1ないし70−jにそれぞれ供
給する。
ト60は、関連する入力から受信したセルを、帯域幅R
n/kを有する単一のセルストリームに多重化する。こ
こで、Rは、上述したように各入力ラインの帯域幅であ
り、nは、入力50の総数であり、kは、パケット交換
モジュール300の数である。マルチプレクサ/セル・
スライサユニット60は、各多重化されたセルをj個の
セグメントに分割し、このセグメントを拡張/コンセン
トレータユニット70−1ないし70−jにそれぞれ供
給する。
【0016】例えば、第1のセグメントはユニット70
−1に供給され、第2のセグメントはユニット70−2
に供給され、第3のセグメントは図示されていないユニ
ット70−3に供給される。この様子は、図3中の61
−1ないし61−kで表されており、複数の接続61−
1は、それぞれユニット60−1ないし60−kから発
している。
−1に供給され、第2のセグメントはユニット70−2
に供給され、第3のセグメントは図示されていないユニ
ット70−3に供給される。この様子は、図3中の61
−1ないし61−kで表されており、複数の接続61−
1は、それぞれユニット60−1ないし60−kから発
している。
【0017】特に、セグメントが拡張/コンセントレー
タユニット70の入力に到着した場合、セグメントは、
k個のコンセントレータ論理ユニット(CLU)にファ
ンアウトする。このようなセグメントのファンアウト
は、本発明では、拡張/コンセントレータユニット70
の内部にある。従来技術においては、図1に示すよう
に、ファンアウトはコンセントレータユニットの外部、
例えばエレメント401と404との間に配置される。
タユニット70の入力に到着した場合、セグメントは、
k個のコンセントレータ論理ユニット(CLU)にファ
ンアウトする。このようなセグメントのファンアウト
は、本発明では、拡張/コンセントレータユニット70
の内部にある。従来技術においては、図1に示すよう
に、ファンアウトはコンセントレータユニットの外部、
例えばエレメント401と404との間に配置される。
【0018】図3において、拡張/コンセントレータユ
ニット70の各CLUは、その入力において受信するセ
グメントを、制御バス10−1ないし10−kのそれぞ
れ1つの線により受信された関連するルーティング情報
に基づいて、受け取るか、または格納するか、または放
棄する。
ニット70の各CLUは、その入力において受信するセ
グメントを、制御バス10−1ないし10−kのそれぞ
れ1つの線により受信された関連するルーティング情報
に基づいて、受け取るか、または格納するか、または放
棄する。
【0019】拡張/コンセントレータユニット70は、
k個の入力のうちのそれぞれ1つで受け取ったセグメン
トをセグメントのストリームに集中し、このストリーム
をセグメント結合回路80−1ないし80−kのそれぞ
れの1つに送る。各セグメント結合回路80は、各拡張
/コンセントレータユニット70からセグメントを受け
取り、関連するセグメントを1つのATMセルに結合す
る。セグメント結合回路80は、このパケットを関連す
るパケット交換モジュール300に送る。パケット交換
モジュール300は、セルヘッダ中で直接または間接的
に特定された宛先にそのセルを送る。
k個の入力のうちのそれぞれ1つで受け取ったセグメン
トをセグメントのストリームに集中し、このストリーム
をセグメント結合回路80−1ないし80−kのそれぞ
れの1つに送る。各セグメント結合回路80は、各拡張
/コンセントレータユニット70からセグメントを受け
取り、関連するセグメントを1つのATMセルに結合す
る。セグメント結合回路80は、このパケットを関連す
るパケット交換モジュール300に送る。パケット交換
モジュール300は、セルヘッダ中で直接または間接的
に特定された宛先にそのセルを送る。
【0020】図4に示すように、拡張/コンセントレー
タユニット70は、k個のCLUを含む。上述したよう
に、ユニット70で受信されたセグメントは、CLU7
2−1ないし72−kのそれぞれにファンアウトされ
る。図4において、CLU、例えばCLU72−1は、
それぞれがFIFO制御回路75の制御下で動作する複
数の入力セレクタ回路73−1ないし73−kを含み、
入力のうちの1つを選択し、この選択された入力を、一
時的な格納のために関連するFIFO74に渡す。
タユニット70は、k個のCLUを含む。上述したよう
に、ユニット70で受信されたセグメントは、CLU7
2−1ないし72−kのそれぞれにファンアウトされ
る。図4において、CLU、例えばCLU72−1は、
それぞれがFIFO制御回路75の制御下で動作する複
数の入力セレクタ回路73−1ないし73−kを含み、
入力のうちの1つを選択し、この選択された入力を、一
時的な格納のために関連するFIFO74に渡す。
【0021】FIFO74中のセグメントの格納および
検索は、後述するように、FIFO制御回路75の制御
下で行われる。各FIFO74は、FIFO制御回路7
5の制御下で動作する出力選択回路79の入力と関連づ
けられている。
検索は、後述するように、FIFO制御回路75の制御
下で行われる。各FIFO74は、FIFO制御回路7
5の制御下で動作する出力選択回路79の入力と関連づ
けられている。
【0022】拡張/コンセントレータユニット70は、
選択/分配回路25も含む。特に、選択/分配回路25
は、各多導体バス10で受信したルーティング情報を特
定のCLU、例えばCLU72−1に関連づける。選択
/分配回路25は、関連するFIFO制御回路75に与
えるために、選択された情報を多導体バス11のそれぞ
れ、例えばバス11−1に多重化する。特に、拡張/コ
ンセントレータユニット70は、セルに関連づけられた
ルーティング情報をバス10のうちの1つを介して受信
し、この情報を、処理およびバス11のそれぞれ1つへ
の分配のために、関連する選択/分配回路25に与え
る。
選択/分配回路25も含む。特に、選択/分配回路25
は、各多導体バス10で受信したルーティング情報を特
定のCLU、例えばCLU72−1に関連づける。選択
/分配回路25は、関連するFIFO制御回路75に与
えるために、選択された情報を多導体バス11のそれぞ
れ、例えばバス11−1に多重化する。特に、拡張/コ
ンセントレータユニット70は、セルに関連づけられた
ルーティング情報をバス10のうちの1つを介して受信
し、この情報を、処理およびバス11のそれぞれ1つへ
の分配のために、関連する選択/分配回路25に与え
る。
【0023】選択/分配回路25は、バス10−1ない
し10−kに含まれるルーティング情報を組立て、関連
するCLUに送るために同じ制御バス11−iにこの情
報を”パッキング”することにより、同じコンセントレ
ータ論理ユニット(CLU)72ーiに宛てられたセル
に、情報を関連づける。例えば、入力50−1ないし5
0−n/kで受信されたセルの宛先アドレスは、制御バ
ス10−1に送られる。
し10−kに含まれるルーティング情報を組立て、関連
するCLUに送るために同じ制御バス11−iにこの情
報を”パッキング”することにより、同じコンセントレ
ータ論理ユニット(CLU)72ーiに宛てられたセル
に、情報を関連づける。例えば、入力50−1ないし5
0−n/kで受信されたセルの宛先アドレスは、制御バ
ス10−1に送られる。
【0024】すなわち、入力50−1ないし50−n/
kで受信されたセルがCLU1に送られるべき場合、選
択/分配回路25は、(a)入力50−1および制御バ
ス10−1で受信された宛先情報を制御バス11−1に
送り、(b)入力50−2ないし50−n/kおよび制
御バス10−1で受信された宛先情報を制御バス11−
3に送り、(c)他の全ての入力および制御バス10−
2ないし10−kで受信された宛先情報を制御バス11
−1に送る。
kで受信されたセルがCLU1に送られるべき場合、選
択/分配回路25は、(a)入力50−1および制御バ
ス10−1で受信された宛先情報を制御バス11−1に
送り、(b)入力50−2ないし50−n/kおよび制
御バス10−1で受信された宛先情報を制御バス11−
3に送り、(c)他の全ての入力および制御バス10−
2ないし10−kで受信された宛先情報を制御バス11
−1に送る。
【0025】関連づけられたFIFO制御回路75は、
とりわけ(a)セレクタ73のどの入力が、バス76−
1ないし76−kのそれぞれ1つを介して関連づけられ
たFIFO74に渡されるか、(b)どのFIFO74
が、バス77−1ないし77−kのそれぞれ1つを介し
て入力されたセグメントを格納するかを制御する。FI
FO制御回路75は、カレント・システムタイムスロッ
トにおいて、バス78を介して、FIFO74−1ない
し74−kのいずれがセルセグメントをセレクタ79の
各入力に与えるかを制御し、セレクタ79のどの入力が
関連づけられた出力71に与えられるかを制御する。
とりわけ(a)セレクタ73のどの入力が、バス76−
1ないし76−kのそれぞれ1つを介して関連づけられ
たFIFO74に渡されるか、(b)どのFIFO74
が、バス77−1ないし77−kのそれぞれ1つを介し
て入力されたセグメントを格納するかを制御する。FI
FO制御回路75は、カレント・システムタイムスロッ
トにおいて、バス78を介して、FIFO74−1ない
し74−kのいずれがセルセグメントをセレクタ79の
各入力に与えるかを制御し、セレクタ79のどの入力が
関連づけられた出力71に与えられるかを制御する。
【0026】FIFO制御回路75は、関連するセレク
タ73で受け取られたセグメントの格納がラウンドロビ
ン形式で行われ、このセグメントの格納がCLUのFI
FO74−1ないし74−kの全てに分配されることを
確実にするように動作する。これが意味するものは、多
数のセグメントがセレクタ73のそれぞれ1つにより選
択された場合、このセグメントは、FIFO制御回路7
5の制御下で、その中に格納するためにFIFO74の
うちの関連する1つに供給される。FIFO制御回路7
5は、バス76、77により、どのセグメントがどのF
IFO74に格納されるかを決定し、制御する。
タ73で受け取られたセグメントの格納がラウンドロビ
ン形式で行われ、このセグメントの格納がCLUのFI
FO74−1ないし74−kの全てに分配されることを
確実にするように動作する。これが意味するものは、多
数のセグメントがセレクタ73のそれぞれ1つにより選
択された場合、このセグメントは、FIFO制御回路7
5の制御下で、その中に格納するためにFIFO74の
うちの関連する1つに供給される。FIFO制御回路7
5は、バス76、77により、どのセグメントがどのF
IFO74に格納されるかを決定し、制御する。
【0027】図5は、k=4の場合の様々なセルのセグ
メントがCLUに関連づけられたFIFO中にラウンド
ロビン形式で格納される方法を簡単な形で示している。
簡潔かつ明瞭にするために、バス10、選択/分配回路
25、バス11、FIFO制御回路75、バス76、7
7、78により実行されるルーティング情報は示されて
いない。
メントがCLUに関連づけられたFIFO中にラウンド
ロビン形式で格納される方法を簡単な形で示している。
簡潔かつ明瞭にするために、バス10、選択/分配回路
25、バス11、FIFO制御回路75、バス76、7
7、78により実行されるルーティング情報は示されて
いない。
【0028】図4に示すように、タイムスロットT0に
おいて、各セルのセグメントA、B、Cは、リード線6
1のそれぞれ1つを介してセレクタ73−1ないし73
−4に供給されると仮定する。なお、図3には、セレク
タ73−1ないし73−kについて示されている。図5
に示されていないFIFO制御回路75により出力され
た特定の制御信号に応答して、セレクタ73−1ないし
73−4は、セグメントA、B、Cをそれぞれ選択し、
出力する。
おいて、各セルのセグメントA、B、Cは、リード線6
1のそれぞれ1つを介してセレクタ73−1ないし73
−4に供給されると仮定する。なお、図3には、セレク
タ73−1ないし73−kについて示されている。図5
に示されていないFIFO制御回路75により出力され
た特定の制御信号に応答して、セレクタ73−1ないし
73−4は、セグメントA、B、Cをそれぞれ選択し、
出力する。
【0029】同様に、FIFO制御回路75は、FIF
O74−1、74−2、74−3がその各メモリ中にセ
グメントA、B、Cをそれぞれ格納するようにさせる
が、セグメントX1はバス71に接続されてはおらず、
1つ以上のパケット交換モジュールに宛てられるのでこ
れは格納しない。これは、タイムスロットT2において
到着するセグメントX2、X3にも当てはまる。
O74−1、74−2、74−3がその各メモリ中にセ
グメントA、B、Cをそれぞれ格納するようにさせる
が、セグメントX1はバス71に接続されてはおらず、
1つ以上のパケット交換モジュールに宛てられるのでこ
れは格納しない。これは、タイムスロットT2において
到着するセグメントX2、X3にも当てはまる。
【0030】これは、図6のタイミング図中に、タイム
スロットT0について示されている。次のタイムスロッ
トT1において、セルセグメントD、E、Fが各リード
線61を介して各セレクタ73に供給されると仮定す
る。この場合、全てのFIFO74への負荷を等しく分
配する本発明の特徴を実現するために、FIFO制御回
路75は、セレクタ73−4、73−1、73−2にそ
れぞれセグメントD、E、Fを選択させ、出力させる。
スロットT0について示されている。次のタイムスロッ
トT1において、セルセグメントD、E、Fが各リード
線61を介して各セレクタ73に供給されると仮定す
る。この場合、全てのFIFO74への負荷を等しく分
配する本発明の特徴を実現するために、FIFO制御回
路75は、セレクタ73−4、73−1、73−2にそ
れぞれセグメントD、E、Fを選択させ、出力させる。
【0031】同様に、FIFO制御回路75は、FIF
O74−4にセグメントDをそのメモリに格納させ、F
IFO74−1および74−2にそれぞれセグメント
E、Fをそのメモリに格納させる。さらに、FIFO制
御回路75は、FIFO74−1にセグメントAをリー
ド線71に出力するためのセレクタ79へ出力させる。
O74−4にセグメントDをそのメモリに格納させ、F
IFO74−1および74−2にそれぞれセグメント
E、Fをそのメモリに格納させる。さらに、FIFO制
御回路75は、FIFO74−1にセグメントAをリー
ド線71に出力するためのセレクタ79へ出力させる。
【0032】タイムスロットT1についてのFIFO7
4−1ないし74−4の内容は、図6に示されており、
セグメントAはセレクタ79に出力され、セグメント
D、E、Fは、それぞれFIFO74−4、74−1、
74−2中に格納されている。このタイミング図は、タ
イムスロットT2ないしT6において、セグメントBない
しFがそれぞれセレクタ79、そしてリード線71につ
ぎつぎに出力され、同じリード線へのセグメントの集中
機能が完了することが示されている。
4−1ないし74−4の内容は、図6に示されており、
セグメントAはセレクタ79に出力され、セグメント
D、E、Fは、それぞれFIFO74−4、74−1、
74−2中に格納されている。このタイミング図は、タ
イムスロットT2ないしT6において、セグメントBない
しFがそれぞれセレクタ79、そしてリード線71につ
ぎつぎに出力され、同じリード線へのセグメントの集中
機能が完了することが示されている。
【0033】図7は、FIFO制御回路75の機能ブロ
ック図である。特に、FIFO制御回路75への入力
は、kビットバス11からなる。各セルサイクルについ
て、対応するバス61の入力が、受け取られ、関連する
パケット交換モジュール(PSM)に送られるべきセル
セグメントを含む場合、バス11中のビットは「1」と
なる。FIFO制御回路75の出力は、制御バス76、
77および78からなる。
ック図である。特に、FIFO制御回路75への入力
は、kビットバス11からなる。各セルサイクルについ
て、対応するバス61の入力が、受け取られ、関連する
パケット交換モジュール(PSM)に送られるべきセル
セグメントを含む場合、バス11中のビットは「1」と
なる。FIFO制御回路75の出力は、制御バス76、
77および78からなる。
【0034】各制御バス76−iはkビットバスであ
り、どの入力が対応するセレクタ73−iを選択するか
を制御する。制御バス77はkビットバスであるが、各
リード線77−iは、セルセグメントが対応するFIF
O74−iにプッシュ(格納)されるかどうかを制御す
る1ビットプッシュ制御信号である。制御バス78もk
ビットバスであるが、各リード線78−iは、セルセグ
メントが対応するFIFO74−iからポップ(読み出
し)されるべきかどうかを制御する1ビットポップ制御
信号を運ぶ。制御バス78は、上述したように、どのF
IFO74出力がバス71に出力するためのセレクタ7
9により選択されるかを制御する。なお、時点におい
て、制御バス78中のkビットのうちの1つだけがアク
ティブである。
り、どの入力が対応するセレクタ73−iを選択するか
を制御する。制御バス77はkビットバスであるが、各
リード線77−iは、セルセグメントが対応するFIF
O74−iにプッシュ(格納)されるかどうかを制御す
る1ビットプッシュ制御信号である。制御バス78もk
ビットバスであるが、各リード線78−iは、セルセグ
メントが対応するFIFO74−iからポップ(読み出
し)されるべきかどうかを制御する1ビットポップ制御
信号を運ぶ。制御バス78は、上述したように、どのF
IFO74出力がバス71に出力するためのセレクタ7
9により選択されるかを制御する。なお、時点におい
て、制御バス78中のkビットのうちの1つだけがアク
ティブである。
【0035】カレント・セルサイクル(時刻t)につい
て、バス61の入力のうちのq個は、受け取られ、関連
するPSMに送られるべきセルセグメントを含むと仮定
する。また、レジスタに含まれるポインタ(t−1)
は、先のセルサイクルにおいて入力セルセグメントを最
後に受け取ったFIFO74を指定すると仮定する。
て、バス61の入力のうちのq個は、受け取られ、関連
するPSMに送られるべきセルセグメントを含むと仮定
する。また、レジスタに含まれるポインタ(t−1)
は、先のセルサイクルにおいて入力セルセグメントを最
後に受け取ったFIFO74を指定すると仮定する。
【0036】そうすると、FIFO制御回路75は、バ
ス61で受信される次のセルが、表現((lc+1)モ
ジュロk)により特定されるFIFO74中に格納され
ることを確実にする。ここでlcは、ポインタ(t−
1)レジスタの内容である。従って、バス61で受信さ
れる次のセルすなわち第2のセルは、((lc+2)モ
ジュロk)番目のFIFOに格納されることになる。す
なわち、FIFO制御回路75は、((lc+1)モジ
ュロk)番目のFIFOに関連するセレクタ73に、ア
クティブビット=「1」を有するバス61の第1の入力
を選択させるよう動作する。
ス61で受信される次のセルが、表現((lc+1)モ
ジュロk)により特定されるFIFO74中に格納され
ることを確実にする。ここでlcは、ポインタ(t−
1)レジスタの内容である。従って、バス61で受信さ
れる次のセルすなわち第2のセルは、((lc+2)モ
ジュロk)番目のFIFOに格納されることになる。す
なわち、FIFO制御回路75は、((lc+1)モジ
ュロk)番目のFIFOに関連するセレクタ73に、ア
クティブビット=「1」を有するバス61の第1の入力
を選択させるよう動作する。
【0037】同じセルサイクルにおいて、((lc+
2)モジュロk)により特定されるFIFOに関連する
セレクタ73は、関連するアクティブビット=「1」で
あるバス61に現れる次の入力を選択する。ポインタ
(t)は、((lc+q)モジュロk)に設定され、次
のセルサイクルの準備のためにインクリメントされる。
2)モジュロk)により特定されるFIFOに関連する
セレクタ73は、関連するアクティブビット=「1」で
あるバス61に現れる次の入力を選択する。ポインタ
(t)は、((lc+q)モジュロk)に設定され、次
のセルサイクルの準備のためにインクリメントされる。
【0038】さらに、バス76−iのリード線のうちの
1つがアサートされた場合、すなわち関連するセレクタ
73−iが入力61のうちの1つでのセルセグメントの
選択のプロセスにある場合、(lc+i)番目のFIF
Oのためのプッシュ制御信号77−iはアサートされ、
選択されたセルセグメントは対応するFIFO中にプッ
シュされる。そうでなければ、プッシュ制御信号77−
iはアクティブでなくなる。制御バス78はアップデー
トされ、次のFIFOの内容は、ラウンドロビン形式で
セレクタ79により選択される。時刻tにおいてバス7
8のi番目のリード線がアサートされると、時刻t+1
において((i+1)モジュロk)番目のリード線がア
サートされる。
1つがアサートされた場合、すなわち関連するセレクタ
73−iが入力61のうちの1つでのセルセグメントの
選択のプロセスにある場合、(lc+i)番目のFIF
Oのためのプッシュ制御信号77−iはアサートされ、
選択されたセルセグメントは対応するFIFO中にプッ
シュされる。そうでなければ、プッシュ制御信号77−
iはアクティブでなくなる。制御バス78はアップデー
トされ、次のFIFOの内容は、ラウンドロビン形式で
セレクタ79により選択される。時刻tにおいてバス7
8のi番目のリード線がアサートされると、時刻t+1
において((i+1)モジュロk)番目のリード線がア
サートされる。
【0039】より具体的には、FIFO制御回路75
は、アクティブ入力カウンタおよび複数(例えば、k
個)の入力セレクタコントローラ20を機能的に含む。
アクティブ入力カウンタは、1組の出力SUM[1]な
いしSUM[k]を生成するためのk個の加算回路10
を含んでおり、SUM[j]は入力1ないし入力jから
のアクティブ入力の数の表示となる。また、SUM
[k]の値はモジュロk加算器12に与えられるので、
次のサイクルのためのlcの値が上述のように生成でき
る。
は、アクティブ入力カウンタおよび複数(例えば、k
個)の入力セレクタコントローラ20を機能的に含む。
アクティブ入力カウンタは、1組の出力SUM[1]な
いしSUM[k]を生成するためのk個の加算回路10
を含んでおり、SUM[j]は入力1ないし入力jから
のアクティブ入力の数の表示となる。また、SUM
[k]の値はモジュロk加算器12に与えられるので、
次のサイクルのためのlcの値が上述のように生成でき
る。
【0040】さらに循環シフトレジスタ14は、k個の
レジスタ回路を含んでおり、バス78の対応する1つの
リード線をアクティブにする手段として、ビットがクロ
ック信号に応答して1つのレジスタから次のレジスタに
シフトされる。一方、入力セレクタコントローラ20
は、機能的な意味で、k個の比較器21、k個のAND
回路、および1個のモジュロk減算器23を含むことに
なる。モジュロk減算器23は、セルサイクルt−1に
おいてアクセスされた最後のFIFOからi番目のセレ
クタの距離(すなわち、オフセット値)を生成する。
レジスタ回路を含んでおり、バス78の対応する1つの
リード線をアクティブにする手段として、ビットがクロ
ック信号に応答して1つのレジスタから次のレジスタに
シフトされる。一方、入力セレクタコントローラ20
は、機能的な意味で、k個の比較器21、k個のAND
回路、および1個のモジュロk減算器23を含むことに
なる。モジュロk減算器23は、セルサイクルt−1に
おいてアクセスされた最後のFIFOからi番目のセレ
クタの距離(すなわち、オフセット値)を生成する。
【0041】例えば、k=8であり、最後のFIFOが
FIFO3になった場合、セレクタコントローラ7
(1)のオフセット値は、4(6)になる。このオフセ
ット値は、アクティブ入力カウンタにより生成される1
組の出力と比較されることになる。一致し、関連するア
クティブビットが値「1」である場合、対応するAND
ゲートは値「1」をその関連するリード線76に出力す
る。セレクタコントローラ出力の多くとも1つだけのリ
ード線76が、アクティブになる。
FIFO3になった場合、セレクタコントローラ7
(1)のオフセット値は、4(6)になる。このオフセ
ット値は、アクティブ入力カウンタにより生成される1
組の出力と比較されることになる。一致し、関連するア
クティブビットが値「1」である場合、対応するAND
ゲートは値「1」をその関連するリード線76に出力す
る。セレクタコントローラ出力の多くとも1つだけのリ
ード線76が、アクティブになる。
【0042】ATM交換機に関する設計上の重要な事項
は、交換機の容量が容易に拡張(例えば2倍)できると
いう要求である。図8は、図2に示した交換機の容量を
2倍に拡張できる方法を示す。この実施例において、交
換機の容量を2倍にするための拡張モジュールを使用
し、入力の数をnから2nに倍増した。図8に示すよう
に、n個の入力のそれぞれは、拡張モジュール200−
1および200−2に与えられ、他のn個の入力のそれ
ぞれは、拡張モジュール200−3および200−4に
与えられる。
は、交換機の容量が容易に拡張(例えば2倍)できると
いう要求である。図8は、図2に示した交換機の容量を
2倍に拡張できる方法を示す。この実施例において、交
換機の容量を2倍にするための拡張モジュールを使用
し、入力の数をnから2nに倍増した。図8に示すよう
に、n個の入力のそれぞれは、拡張モジュール200−
1および200−2に与えられ、他のn個の入力のそれ
ぞれは、拡張モジュール200−3および200−4に
与えられる。
【0043】拡張モジュール200−1および200−
3は、複数(例えばk個)の2:1コンセントレータ2
50−1ないし250−kにより2つ同時に結合され
る。従って、コンセントレータ250は、機能的に、図
4のコンセントレータ論理ユニットに類似する。この方
法で、2n個の入力のうちのいずれかの1つ以上の入力
が、第1の複数(k個)のパケット交換モジュール(P
SM)300−1ないし300−kに経路指示され得
る。拡張モジュール200−2および200−4は、同
様に配置されているので、2n個の入力のうちのいずれ
かの1つ以上の入力が、第2の複数(k個)のパケット
交換モジュール(PSM)300−k+1ないし300
−2kに経路指示され得る。
3は、複数(例えばk個)の2:1コンセントレータ2
50−1ないし250−kにより2つ同時に結合され
る。従って、コンセントレータ250は、機能的に、図
4のコンセントレータ論理ユニットに類似する。この方
法で、2n個の入力のうちのいずれかの1つ以上の入力
が、第1の複数(k個)のパケット交換モジュール(P
SM)300−1ないし300−kに経路指示され得
る。拡張モジュール200−2および200−4は、同
様に配置されているので、2n個の入力のうちのいずれ
かの1つ以上の入力が、第2の複数(k個)のパケット
交換モジュール(PSM)300−k+1ないし300
−2kに経路指示され得る。
【0044】図9は、本発明のアーキテクチャが容易に
m倍に拡張される方法を一般的に示している。すなわ
ち、図9に示された交換機アーキテクチャは、図8に示
された交換機アーキテクチャの一般的な形態である。
m倍に拡張される方法を一般的に示している。すなわ
ち、図9に示された交換機アーキテクチャは、図8に示
された交換機アーキテクチャの一般的な形態である。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、容
量の拡張に対応でき、かつ単一のデバイス上に集積可能
なパケット交換モジュールを提供することができる。
量の拡張に対応でき、かつ単一のデバイス上に集積可能
なパケット交換モジュールを提供することができる。
【図1】従来技術によるATM交換機の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図2】本発明の一実施例によるATM交換機の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図3】図2中の拡張モジュールの詳細な構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図4】図3中の拡張/コンセントレータの詳細な構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図5】図4に示した拡張/コンセントレータの動作を
示す説明図。
示す説明図。
【図6】図4に示した拡張/コンセントレータの動作を
示す説明図。
示す説明図。
【図7】図4中のFIFO制御回路の機能ブロック図。
【図8】図2に示したATM交換機を2n個の入力をも
つように拡張する方法を示すブロック図。
つように拡張する方法を示すブロック図。
【図9】図2に示したATM交換機をmn×n交換機に
拡張する方法を示すブロック図。
拡張する方法を示すブロック図。
20 入力セレクタコントローラ 25 選択/分配回路 50 入力 55 ルーティング・プロセッサ 60 マルチプレクサ/セルスライサ 70 拡張/コンセントレータユニット 72 コンセントレータ論理ユニット 73 セレクタ 74 FIFOメモリ 75 FIFO制御回路 79 セレクタ 80 セグメント結合回路 200 拡張モジュール 300 パケット交換モジュール
フロントページの続き (72)発明者 カート アーノルド ヘドランド アメリカ合衆国、60302 イリノイ、オー ク パーク、グローヴ アヴェニュー 1221 エヌ. (72)発明者 ローレンス ジェイ.ノシオロ アメリカ合衆国、07704 ニュージャージ ー、 フェアハーヴン、フォレスト アヴ ェニュー 78 (72)発明者 マーク アーレン パシャン アメリカ合衆国、60187 イリノイ、フェ アトン、サウスヴァノン アヴェニュー 111 (72)発明者 アルバート カイ・サン ウォング アメリカ合衆国、08820 ニュージャージ ー、 エジソン、リチャード ロード 49
Claims (6)
- 【請求項1】 (A)n個(n>1)の入力のうちの1
つによりデータセルを受信し、このデータセルをj個
(j>1)の連続したセグメントに分割する手段(6
0)と、 (B)前記セグメントの順序に基づいて、このセグメン
トを複数のコンセントレータユニット(72)のそれぞ
れ1つに供給する手段と、 (C)前記各コンセントレータユニットは、k個(k>
1)のコンセントレータ論理ユニットおよび受信したセ
グメントをこのk個のコンセントレータ論理ユニットの
それぞれに供給する手段と、 前記コンセントレータ論理ユニットのうちの1つは、関
連するデータセルに含まれたルーティング情報に基づい
て、格納するためセグメントを受け取り、 (D)前記セルを形成するセグメントを、指示された順
序で、前記セグメントが格納されたコンセントレータ論
理ユニットからアンロードし、前記セグメントを結合
し、前記セルを形成し、この形成されたセルを、ルーテ
ィング情報の機能として選択されたk個の入力のうち関
連する1つに供給する手段とを有することを特徴とする
パケット交換機において使用するための拡張モジュー
ル。 - 【請求項2】 各コンセントレータ論理ユニットは、 並列的に配置されたk個のメモリと、 このメモリの個々の1つにおいて受け取られたときに、
セグメントをラウンドロビン形式で格納する手段を含む
ことを特徴とする請求項1記載のパケット交換機におい
て使用するための拡張モジュール。 - 【請求項3】 n個(n>1)の入力で受信されたデー
タセルをj個(j>1)のセグメントに分割し、このセ
グメントをk個(k>1)のコンセントレータユニット
のそれぞれ1つに供給する手段と、 各コンセントレータユニットは、k個のメモリ群を有
し、各メモリ群は、 並列的に配置され、所定の順序で選択されており、 前記各コンセントレータユニットに含まれており、関連
するデータセルに割り当てられた宛先に基づいて、関連
するk個のメモリ群のうちの1つのメモリ群において、
前記セグメントのそれぞれ1つを受け取り、この受け取
られたセグメントを、関連するk個のメモリ群のうちの
前記1つのメモリ群の選択された1つのメモリに一時的
に格納する手段と、 前記各メモリ群に関連づけられ、関連する群のメモリ中
に格納されたセグメントを所定の順序でアンロードし、
前記群の異なる1つからアンロードされたセグメントを
結合し、各データセルを形成し、このデータセルを、割
り当てられた宛先の機能として選択された複数の出力の
うちの1つにより、意図された宛先に送る手段とを有す
ることを特徴とするパケット交換機において使用するた
めの拡張モジュール。 - 【請求項4】 各メモリが、ファーストイン・ファース
トアウト(FIFO)メモリ(74)であることを特徴
とする請求項2または3記載のパケット交換機において
使用するための拡張モジュール。 - 【請求項5】 所定の順序が、ラウンドロビンの順序で
あることを特徴とする請求項3記載のパケット交換機に
おいて使用するための拡張モジュール。 - 【請求項6】 パケット交換機へのn個(n>1)の入
力の個々の1つで受信されたデータパケットを意図され
た宛先に送るためのn/k個(k>1)の出力をそれぞ
れ有するk個のパケット交換モジュール(300)と、 前記入力と前記パケット交換モジュールとの間に配置さ
れた拡張モジュール(200)とからなり、 この拡張モジュールは、 前記入力で受信された各データパケットを一連のセグメ
ントに分割し、 前記セグメントの順序に基づいて、このセグメントを各
コンセントレータユニット(72)に供給する手段を含
み、 前記各コンセントレータユニットは、 k個の入力と、 受信したセグメントをk個の入力のそれぞれに供給し、
関連するデータパケットの宛先の機能で選択されたk個
の入力のうちの1つに、受信したセグメントを一時的に
格納する手段と、 各コンセントレータユニットに一時的に格納された関連
するセグメントを結合し、得られたデータパケットが意
図された宛先に送られるように、この得られたデータパ
ケットを前記k個のパケット交換モジュールのうちの関
連する1つに供給する手段とを含むことを特徴とするパ
ケット交換機。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US242217 | 1994-05-13 | ||
US08/242,217 US5412646A (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Asynchronous transfer mode switch architecture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0856231A true JPH0856231A (ja) | 1996-02-27 |
JP2915323B2 JP2915323B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=22913915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7135753A Expired - Lifetime JP2915323B2 (ja) | 1994-05-13 | 1995-05-10 | パケット交換機およびその拡張モジュール |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5412646A (ja) |
EP (1) | EP0682432A3 (ja) |
JP (1) | JP2915323B2 (ja) |
CA (1) | CA2145704C (ja) |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5479398A (en) * | 1994-12-22 | 1995-12-26 | At&T Corp | Digital data concentrator |
US5537403A (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-16 | At&T Corp. | Terabit per second packet switch having distributed out-of-band control of circuit and packet switching communications |
CA2162939C (en) * | 1994-12-30 | 2001-12-18 | Thomas Jay Cloonan | Terabit per second packet switch |
US5642349A (en) * | 1994-12-30 | 1997-06-24 | Lucent Technologies Inc. | Terabit per second ATM packet switch having distributed out-of-band control |
US5636210A (en) * | 1995-08-02 | 1997-06-03 | Agrawal; Jagannath P. | Asynchronous transfer mode packet switch |
US6147996A (en) * | 1995-08-04 | 2000-11-14 | Cisco Technology, Inc. | Pipelined multiple issue packet switch |
US5781549A (en) * | 1996-02-23 | 1998-07-14 | Allied Telesyn International Corp. | Method and apparatus for switching data packets in a data network |
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