JPH0879266A - バッファ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】信頼性の高い共通バッファ領域のバッファ制御
装置を提供する。 【構成】アドレス管理装置は、グループ分けされ蓄積さ
れた各空きアドレスの中から入力された情報データを記
憶するための記憶領域を示す空きアドレスを出力する空
きアドレス蓄積手段と、出力された空きアドレスを各出
力ポート別に管理する使用中アドレス管理手段と、使用
中アドレス管理手段から所望の出力ポートへ出力するた
めに読み出された情報データが記憶されている記憶領域
を示した使用済アドレスを出力する使用済アドレス出力
手段と、出力された使用済アドレスに対応するグループ
で管理されるように使用済アドレスを空きアドレス蓄積
手段に蓄積させる手段と、使用中アドレス管理手段で管
理されている空きアドレスの中に対応のないグループが
ある場合に、グループに対応する空きアドレス蓄積手段
に蓄積された空きアドレスを初期化する制御手段とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の出力先で共有す
るバッファ領域のバッファ制御装置に係り、例えば、Ａ
ＴＭセル（以下セルという）を交換するＡＴＭ通信網の
交換機において交換機の出力ポート別にセルを共通セル
バッファ領域に蓄積する場合のバッファ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報通信システムは、現在の情報化社会
における重要な基盤技術となっており、今後ますますの
重要性が高まっていくことは確実である。従来より、高
度で多様なサービスを提供すべく様々な情報通信システ
ムが提案されている。とりわけ、情報をセルと呼ばれる
固定長パケットの形で交換するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒ
ｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ：非同期転送
モード）通信システムは、次世代通信システムの本命と
され、盛んに研究が進められている。

【０００３】ＡＴＭセルを交換処理するＡＴＭ交換機に
おいては、複数の入力ポートから入力されたセルが同時
にひとつの出力ポートへ向かうことがあるが、ひとつの
出力ポートからは一度にひとつのセルのみが出力可能で
あるため、出力ポートでのセルの衝突が発生し得る。そ
のため一般的なＡＴＭ交換機は、待ち合わせとなったセ
ルを一時的に蓄積するために、セルバッファが出力ポー
ト毎に配置される。

【０００４】セルバッファ領域の活用方法のひとつであ
る共通バッファ方式は、セルバッファ領域を複数の出力
ポートに対して共通に利用する方法である。ある出力ポ
ートに向かうセルがバッファ内に大量に待ち合わせて
も、他の出力ポートへ向かうセルの待ち合わせ量が少な
ければバッファを融通し合うことができる。

【０００５】図９は、従来の共通バッファ型ＡＴＭスイ
ッチのバッファ制御装置の構成を示したものである。入
力ポート１１より入力されたセルは、セル多重部１２に
て多重化されバッファ領域１８に蓄積される。バッファ
領域１８は複数のデータ蓄積領域１９に分割されてお
り、１セル分のデータ蓄積領域毎にひとつずつアドレス
が振られているとする。

【０００６】データ蓄積領域１９のアドレスはバッファ
制御装置３０によって管理される。バッファ制御装置３
０は、空きデータ蓄積領域管理部３１及び使用中データ
蓄積領域管理部３２からなっている。

【０００７】バッファ領域１８にセルが全く蓄積されて
いない状態では、全てのアドレスは空きデータ蓄積領域
管理部３１にあり、使用中データ蓄積領域管理部３２に
は存在しない。

【０００８】セル入力時には、そのセルを蓄積するため
の空きアドレス３３が空きデータ蓄積領域管理部３１よ
り出力される。空きアドレス３３は使用中データ蓄積領
域管理部３２に移動する。移動するというのは、空きデ
ータ蓄積領域管理部３１にそのアドレスは存在しなくな
り、代わりに使用中データ蓄積領域管理部３２に存在す
るようになるということである。

【０００９】使用中データ蓄積領域管理部３２には、Ａ
ＴＭスイッチの出力ポート１７に対応した使用中アドレ
ス管理手段３８があり、セルを蓄積しているデータ蓄積
領域のアドレスと出力ポートとの対応関係を管理する。

【００１０】セル出力時には、使用中データ蓄積領域管
理部３２がバッファ領域管理部１４へ出力アドレス３５
を出力することにより出力すべきセルを選択する。バッ
ファ領域管理部１４より出力されたセルは、セル分離部
１６にて出力ポート１７別に分離されて外部に出力され
る。

【００１１】セルの出力が終了すると、そのセルが蓄積
されていたアドレスである使用済アドレス３６が使用中
データ蓄積領域管理部３２より空きデータ蓄積領域管理
部３１へ移動する。

【００１２】空きデータ蓄積領域管理部３１は全ての出
力ポートで共通に空きアドレスを管理するひとつの空き
アドレス管理手段３７を持つ。以上のようにデータ蓄積
領域１９のアドレスは、セルを入力しデータ蓄積領域の
使用を開始する時に空きデータ蓄積領域管理部３１から
使用中データ蓄積領域管理部３２へ移動し、セルの出力
が終了しデータ蓄積領域を開放する時に使用中データ蓄
積領域管理部から空きデータ蓄積領域管理部へ移動す
る。このようにすることによって、すでにセルが蓄積さ
れているデータ蓄積領域に、新たなセルを上書きしてし
まったり、一度出力したはずのセルを再び出力してしま
ったりといったことなく、共通バッファ方式のアドレス
管理が可能になる。

【００１３】ここで、この移動を繰り返すデータ蓄積領
域アドレスが、移動時に誤って消失してしまったことを
考えてみる。消失したアドレスは、空きデータ蓄積領域
管理部にも、使用中データ蓄積領域管理部にも存在しな
い。

【００１４】空きデータ蓄積領域管理部にアドレスがな
いということは、そのアドレスは、セルの入力時に使用
されることがないということである。また、使用中デー
タ蓄積領域管理部にアドレスがないということは、バッ
ファ領域のそのアドレスのデータ蓄積領域は空きに変化
することがないということである。

【００１５】このように、データ蓄積領域アドレスが一
度消失してしまうとそのアドレスに対応したデータ蓄積
領域は２度と使われることがないため、使用できるバッ
ファ領域の大きさが小さくなる。例えばＡＴＭスイッチ
の場合ならば、バッファ領域の大きさが小さくなれば、
スイッチのセル廃棄率特性が悪くなり、通信網を利用し
ているユーザーに提供しなければならない通信品質の保
証が不可能になるという問題が発生し得る。

【００１６】このデータ蓄積領域アドレスにエラーが発
生する確率は非常に低いがゼロではない。異常状態を検
出する方法や復旧する方法がなければ、特に、長期間ノ
ンストップで動作を続けるＡＴＭ交換機などの場合に
は、一度異常状態になったとすると長時間に渡って性能
が低下し続けることになり、システムの信頼性の観点に
おいて大きな問題であった。

【００１７】この問題点に関連する対応策として、従来
１９９３年電子情報通信学会秋季大会Ｂ−４０２“ＡＴ
ＭＳＷにおけるバッファ管理法の一提案”などの検討が
なされていた。これは各データ蓄積領域に、セル蓄積待
ち状態かセル出力待ち状態のどちらの状態であるかを示
すビットを設け、実際にデータ蓄積領域にセルを蓄積す
る時とデータ蓄積領域よりセルを出力する時にそのビッ
トの整合性を確認する方法である。しかし、この方式に
おいてはアドレスが消失してしまうと状態を示すビット
の整合性を確認する機会がないためエラーを検出するこ
とができないという欠点があった。このように従来の検
討はアドレス情報が完全に消失してしまった後について
は有効ではなく、その場合の復旧方法については現在ま
で有効な方法がなかった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、出
力で共通に使用するバッファ領域のアドレス管理では、
アドレス情報が完全に消失してしまうという異常状態が
発生した場合に、その異常状態の検出方法や復旧方法に
有効な方法がないという問題点があった。本発明は上述
の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、異常があっても確実に自動的に復旧する信頼性の高
いバッファ領域制御装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、入力された異なる出力ポート宛の
情報データをアドレス管理装置によって定められたアド
レスで示される共通バッファ内の記憶領域に記憶すると
共に、記憶された情報データを読み出して、所望の出力
ポートに出力するバッファ制御装置において、アドレス
管理装置は、グループ分けされ蓄積された各空きアドレ
スの中から入力された情報データを記憶するための記憶
領域を示す空きアドレスを出力する空きアドレス蓄積手
段と、出力された空きアドレスを各出力ポート別に管理
する使用中アドレス管理手段と、使用中アドレス管理手
段から所望の出力ポートへ出力するために読み出された
情報データが記憶されている記憶領域を示した使用済ア
ドレスを出力する使用済アドレス出力手段と、出力され
た使用済アドレスに対応するグループで管理されるよう
に使用済アドレスを空きアドレス蓄積手段に蓄積させる
手段と、使用中アドレス管理手段で管理されている空き
アドレスの中に対応のないグループがある場合に、該グ
ループに対応する空きアドレス蓄積手段に蓄積された空
きアドレス全てを初期化する制御手段とを有することを
特徴とするものである。

【００２０】

【作用】アドレス管理装置の空きアドレス蓄積手段で管
理している空きアドレスは、グループ分けされているの
で、使用されなくなったアドレスが発生したとしても、
制御手段が、各グループに対応する空きアドレスを初期
化できる。これによって、使用されなくなったアドレス
を復活させ、使用可能にできるので、共通バッファ記憶
領域を有効に利用できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例として、本発明のバ
ッファ制御装置をＡＴＭ交換機に応用した場合について
図面を用いて説明する。図１は、共通バッファ型ＡＴＭ
スイッチに本発明のバッファ制御装置２０を適用した構
成を表したものである。セル多重部１２、セル分離部１
６、バッファ領域管理部１４の構成は、１９９１年電子
情報通信学会春季全国大会Ｂ−４６２“８入力８出力共
通バッファ方式ＡＴＭスイッチＬＳＩの開発−高速化手
法及びＬＳＩ設計−”などですでに公知である。

【００２２】入力ポート１１より入力されたセルは、セ
ル多重部１２にて多重化されバッファ領域１８に蓄積さ
れる。バッファ領域１８は複数のデータ蓄積領域１９に
分割されており、１セル分のデータ蓄積領域毎にひとつ
ずつアドレスが振られているとする。

【００２３】データ蓄積領域１９のアドレスはバッファ
制御装置２０によって管理される。バッファ制御装置２
０は、空きデータ蓄積領域管理部２１及び使用中データ
蓄積領域管理部２２からなっている。

【００２４】バッファ領域１８にセルが全く蓄積されて
いない状態では、全てのアドレスは空きデータ蓄積領域
管理部２１にあり、使用中データ蓄積領域管理部２２に
は存在しない。

【００２５】セル入力時には、そのセルを蓄積するため
の空きアドレス２３が空きデータ蓄積領域管理部２１よ
り出力される。空きアドレスは空きアドレス伝送路２３
を介して使用中データ蓄積領域管理部２２に移動する。
移動するというのは、空きデータ蓄積領域管理部２１に
そのアドレスは存在しなくなり、代わりに使用中データ
蓄積領域管理部２２に存在するようになるということで
ある。

【００２６】使用中データ蓄積領域管理部２２には、Ａ
ＴＭスイッチの出力ポート１７に対応した使用中アドレ
ス管理手段２８があり、セルを蓄積しているデータ蓄積
領域１９のアドレスと出力ポートとの対応関係を管理す
る。

【００２７】セル出力時には、使用中データ蓄積領域管
理部２２がバッファ領域管理部１４へ出力アドレス２５
を出力することにより出力すべきセルを選択する。バッ
ファ領域管理部１４より出力されたセルは、セル分離部
１６にて出力ポート１７別に分離されて外部に出力され
る。

【００２８】セルの出力が終了すると、そのセルが蓄積
されていたアドレスである使用済アドレスが使用済アド
レス伝送路２６を介して使用中データ蓄積領域管理部２
２より空きデータ蓄積領域管理部２１へ移動する。

【００２９】本発明のバッファ制御装置は従来のもの
と、この空きデータ蓄積領域管理部２１の構成が大きく
異なる。本発明の空きデータ蓄積領域管理部２１はバッ
ファ領域を後述するようにデータ蓄積領域のアドレスに
より分類される複数のグループに分割して、そのグルー
プ毎に管理している。以降、そのグループをアドレスグ
ループと呼ぶ。空きデータ蓄積領域管理部は、アドレス
グループに対応して空きアドレス管理手段２７を持つ。
空きデータ蓄積領域管理部２１へ移動した使用済アド
レス２６は、それが属するアドレスグループに対応した
空きアドレス管理手段２７により監理される。そして前
に述べたように新たに入力されたセルを蓄積するための
アドレスとして再使用される。つまり各空きアドレス管
理手段２７は対応するアドレスグループのアドレスの中
で空きであるアドレスを管理する。

【００３０】以上のようにアドレスは空きデータ蓄積領
域管理部２１と使用中データ蓄積領域管理部２２との間
において移動を繰り返す。もし、いくつかのアドレスが
何かの異常により空きデータ蓄積領域管理部２１と使用
中データ蓄積領域管理部２２の両方から消失してしまっ
た場合、それらのアドレスに対応したデータ蓄積領域は
使用することができず、バッファ領域が小さくなったの
と等価な状態になる。この状態ではシステムの性能を十
分に発揮することができない。したがって、この状態が
継続することを防止する機構を設けることが望まれる。
本発明は次のような構成にしてこの問題を解決した。

【００３１】バッファ制御装置２０は、後述する方法に
よって、使用中データ蓄積領域管理部２２に、あるアド
レスグループのアドレスがひとつもないと判断できる状
態にする。もしくはバッファの使用状況により自然にそ
のような状態になる場合もある。もし、あるアドレスグ
ループのアドレスがひとつもない状態になったら、その
アドレスグループを管理する空きアドレス管理手段には
そのアドレスグループの全てのアドレスが存在するはず
である。

【００３２】本発明はここに着目して、この状態をバッ
ファ領域制御装置２０が判断し、そのアドレスグループ
を管理する空きアドレス管理手段を初期化することを特
徴とする。今ここで、消失したアドレスがあるひとつの
アドレスグループに属していたとする。使用中データ蓄
積領域管理部にそのアドレスグループのアドレスが、消
失したアドレスを含めて、ひとつもないことを何らかの
方法で確かめることができれば、空きデータ蓄積領域管
理部のそのアドレスグループに対応する空きアドレス管
理手段を初期化することにより、そのアドレスグループ
の消失したアドレスを再生することができる。

【００３３】以下、空きアドレス管理手段２７と使用中
アドレス管理手段のアドレス管理手段の一構成について
説明する。空きアドレス管理手段と使用中アドレス管理
手段の基本構成は同じでよい。これらアドレス管理手段
は、例えば図２，図３，図４，図６に示したように実現
すればよい。図２，図３，図４，図６は、ポインタチェ
ーンを作ってアドレスのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ
Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）を構成している例である。（本発
明のアドレス管理手段はＦＩＦＯだけでなく、ＬＩＦＯ
（Ｌａｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）などその他の
構成でも有効に作用する。） 図２は、ＦＩＦＯを構成するアドレス管理手段の、ある
状態を図示したものである。このアドレス管理手段は、
ここでは仮にＱ２というアドレス管理手段識別名だとし
ている。

【００３４】図に示すように、アドレス管理手段毎に、
先頭アドレス５０（Ｑ２．ｈｅａｄと呼ぶ。以降、カッ
コ内に説明上の名前を示す）、末尾アドレス５１（Ｑ
２．ｔａｉｌ）、長さゼロフラグ５２（Ｑ２．ｚｅｒ
ｏ）、先頭シーケンス番号５３（Ｑ２．ｈｓｅｑ）、末
尾シーケンス番号５４（Ｑ２．ｔｓｅｑ）がある。

【００３５】アドレスを管理するためにさらにポインタ
用メモリ５８がある。ひとつのポインタ用メモリ５８
を、全てのアドレス管理手段が共通に使用してよい。ポ
インタ用メモリはバッファ領域のデータ蓄積領域の数と
等しいアドレス数を持ち、バッファ領域の一部にあって
もよいし、ポインタ用メモリ専用のメモリを用意しても
よい。

【００３６】ポインタ用メモリの各アドレスにはシーケ
ンス番号５５（アドレスｘのシーケンス番号領域を、Ｐ
ＭＥＭ［ｘ］．ｓｅｑと呼ぶ。以降、カッコ内に説明上
の名前を示す）、アドレス管理手段識別５６（ＰＭＥＭ
［ｘ］．ｉｄ）、次にアドレス５７（ＰＭＥＭ［ｘ］．
ｓｅｑ）を記憶する領域がある。

【００３７】各アドレス管理手段は、ポインタのチェー
ンを作っており、その先頭と末尾は、アドレス管理手段
毎に管理している先頭アドレス５０（ｈｅａｄ）、末尾
アドレス５１（ｔａｉｌ）に記憶される。ポインタチェ
ーンの長さがゼロかどうかは、長さゼロフラグ５２（ｚ
ｅｒｏ）に記憶される。

【００３８】アドレス管理手段の誤りを検出するための
方法のひとつとして、ここではポインタチェーンにシー
ケンス番号を用いる例を示した。アドレス管理手段毎に
管理している先頭シーケンス番号５３（ｈｓｅｑ）は、
ポインタチェーンの先頭のシーケンス番号の期待値を記
憶し、末尾シーケンス番号５４（ｔｓｅｑ）は、新たに
ポインタチェーンにアドレスを追加する際に付加するシ
ーケンス番号を計算するためのポインタチェーンの末尾
のシーケンス番号を記憶する。

【００３９】ポインタ用メモリ５８のアドレス管理手段
識別５６（ｉｄ）は、そのアドレスが現在どのアドレス
管理手段によって管理されているのかを書き込む領域
で、これもシーケンス番号５５（ｓｅｑ）とともにアド
レス管理手段の誤りを検査するために用いられる。

【００４０】図２のポインタ用メモリにおいて、空欄の
領域があるが、これは、このアドレス管理手段Ｑ２が図
２の状態において使用していない領域である。この領域
を他のアドレス管理手段が使用することがある。

【００４１】図３は、図２（ａ）のポインタチェーンを
矢印で描き直したものである。図２（ｂ）に示したＦＩ
ＦＯを表す模式図５９はこのアドレス管理手段の状態を
模式的に表している。以降の、図３（ａ）（ｂ）、図４
（ａ）（ｂ）、図６（ａ）（ｂ）では、同様に模式図と
ポインタチェーンを矢印で描き直した図を用いて説明す
る。図２，図３においてＦＩＦＯの先頭は、先頭アドレ
ス５０（Ｑ２．ｈｅａｄ）が指しているアドレスであり
アドレス＝８になる。ポインタ用メモリのアドレス＝８
にある次アドレス領域ＰＭＥＭ［８］．ｎｅｘｔは、Ｆ
ＩＦＯの次のアドレス＝１０を指している。ポインタ用
メモリのアドレス＝１０にある次アドレス領域ＰＭＥＭ
［１０］．ｎｅｘｔは、ＦＩＦＯの次のアドレス＝１１
を指している。このようにポインタチェーンによりＦＩ
ＦＯが構成されている。ＦＩＦＯの末尾は、末尾アドレ
ス５１（Ｑ２．ｔａｉｌ）が指しているアドレス＝７に
なる。

【００４２】図４は、図３の状態から、アドレスをひと
つ取り出した状態を図示したものである。この例では、
図３において、先頭アドレスＱ２．ｈｅａｄが指してい
たアドレス＝８が取り出されている。アドレスをＦＩＦ
Ｏより取り出すときには、新たなＦＩＦＯの状態に整合
するようにポインタチェーンの一部を変更しなければな
らない。

【００４３】図５に、Ｑ２とうアドレス管理手段よりア
ドレスを取り出す手順をフローチャートにまとめたもの
を示す。まず、Ｑ２．ｚｅｒｏがチェーンの長さがゼロ
であることを示しているかどうかをチェックする（Ｓ１
１）。もし長さがゼロである場合には、アドレス管理手
段Ｑ２の管理しているＦＩＦＯは空であるためアドレス
を取り出すことはできない（Ｓ１３）。

【００４４】長さがゼロでない場合は、取り出しアドレ
スを決める。取り出しアドレスとは、アドレス管理手段
Ｑ２の管理しているＦＩＦＯから取り出すアドレスであ
る。これは、ポインタチェーンの先頭であるＱ２．ｈｅ
ａｄになる（Ｓ１２）。

【００４５】さらに、ポインタチェーンの長さが１かど
うかを検査する。これは、Ｑ２．ｈｅａｄとＱ２．ｔａ
ｉｌが一致しているかどうかで検査することができる
（Ｓ１４）。もし、ポインタチェーンの長さが１であれ
ば、アドレスをひとつ取り出すことにより次の長さはゼ
ロになるので、Ｑ２．ｚｅｒｏを１に変化させる（Ｓ１
５）。ポインタチェーンの長さが１より長ければ、ポイ
ンタチェーンの先頭を示すポインタの内容を更新する
（Ｓ１６）。

【００４６】そして、アドレス管理手段識別とシーケン
ス番号とを検査してポインタチェーンが壊れていないこ
とを検査し（Ｓ１７）、シーケンス番号の期待値を更新
する（Ｓ１８）。

【００４７】以上の手段により、アドレスをひとつ取り
出すことができる。図６は、図４の状態から、アドレス
をひとつアドレス管理手段に付け加えた状態を図示した
ものである。この例では、図４において、末尾アドレス
Ｑ２．ｔａｉｌが指していたアドレスが７から６になっ
ている。つまりアドレス＝６をポインタチェーンに付け
加えた状態を図示している。アドレスをＦＩＦＯに付け
加えるときは、新たなＦＩＦＯの状態に整合するように
ポインタチェーンの一部を変更しなければならない。

【００４８】図７は、Ｑ２というアドレス管理手段に、
アドレス（付け加えアドレス）を付け加える手順をフロ
ーチャートにまとめたものを示す。まず、Ｑ２．ｚｅｒ
ｏがチェーンの長さがゼロであることを示しているかど
うかをチェックする（Ｓ２１）。

【００４９】もし長さがゼロである場合には、アドレス
管理手段Ｑ２の管理しているＦＩＦＯは空であるという
ことになる。その場合には、長さがゼロではなくなるの
で、Ｑ２．ｚｅｒｏを変更し、Ｑ２．ｈｅａｄの内容を
付け加えアドレスにする（Ｓ２２）。

【００５０】もし長さがゼロでない場合には、アドレス
管理手段Ｑ２にはすでに管理しているアドレスがあると
いうことになる。その場合には、ポインタチェーンの最
後に付け加えアドレスを付け加える（Ｓ２３）。

【００５１】そして、ポインタチェーンの末尾を示すポ
インタＱ２．ｔａｉｌの更新、新しいシーケンス番号値
Ｑ２．ｔｓｅｑの計算、ポインタ用メモリのアドレス管
理手段識別とシーケンス番号の書き込みを行なう（Ｓ２
４）。

【００５２】以上の手順によりアドレス管理部にアドレ
スを付け加えることができる。ここでは、アドレス管理
手段をポインタチェーンを用いた実現方法を示したが、
アドレスを入力、記憶、出力するものであれば、その他
の実現方法においても本発明は有効に作用する。

【００５３】次にバッファ制御装置の構成について以下
に説明する。図８はバッファ制御装置２０の構成を模式
的に表したブロック図である。ここでは一例として、ア
ドレスグループを４つ、出力ポートを３つとしている。
それぞれに対応したアドレス管理手段として、図２に示
した構成のアドレス管理手段、Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ
３，と、Ｑ０，Ｑ１，Ｑ２がある。

【００５４】４つの空きアドレス管理手段２７の出力は
空きアドレス選択手段８１に接続されている。空きアド
レス選択手段８１は空きアドレス２３を出力する。空き
アドレス２３は使用中データ蓄積管理部２２の出力ポー
ト別振り分け手段８２へ入力される。出力ポート別振り
分け手段８２には出力ポート番号２４も入力される。３
つの使用中アドレス管理手段２８の入力は出力ポート別
振り分け手段８２と接続されており、出力は使用済アド
レス選択手段８４に接続されている。使用中アドレス管
理手段２８の出力は出力アドレス選択手段８３へも接続
されており、出力アドレス選択手段８３は出力アドレス
２５を出力する。使用済アドレス選択手段８４は使用済
アドレス２６を線路から出力させる。使用済アドレス２
６は空きデータ蓄積領域管理部２１のグループ別振り分
け手段８５へ入力される。４つの空きアドレス管理手段
２７の入力はグループ別振り分け手段８５と接続されて
いる。

【００５５】以降、図８の動作を各種の動作別に説明す
る。まず、セル入力時のバッファ制御装置の動作につい
て以下に説明する。セル入力時には、空きアドレス選択
手段８１は、空きアドレス管理手段２７のひとつからア
ドレスをひとつ取り出して、空きアドレス２３として使
用中データ蓄積領域管理部２２へ転送する。空きアドレ
スはスイッチに入力されたセルを蓄積するためのデータ
蓄積領域のアドレスである。

【００５６】空きアドレス選択手段８１は空きアドレス
管理手段２７より空きアドレス２３を取り出す時に、そ
の空きアドレス管理手段が管理すべきアドレスグループ
と、そのアドレス管理手段から取り出したアドレス値と
が整合しているかを検査して、アドレス管理手段が正常
かどうかを確認してもよい。

【００５７】空きアドレス２３は、使用中データ蓄積領
域管理部２２の出力ポート別振り分け手段８２に入力さ
れる。それとともに、入力中のセルのヘッダより取り出
された出力ポート番号２４が出力ポート振り分け手段８
２に入力され、空きアドレス２３はその出力ポートに対
応したアドレス管理手段（Ｑ０からＱ２のいずれか）に
入力される。

【００５８】次に、セル出力時のバッファ制御装置の動
作について以下に説明する。セルを出力するには、使用
中アドレス管理手段２８（Ｑ０からＱ２）の先頭のアド
レスを出力アドレス選択手段８３が、出力アドレス２５
としてバッファ領域管理部へ出力する。

【００５９】更に、データ蓄積領域解放時のバッファ制
御装置の動作について以下に説明する。あるデータ蓄積
領域よりセルが出力されると、そのデータ蓄積領域を新
たに入力するセルのバッファ用に再使用するため、使用
中データ蓄積領域管理部２２より解放する必要がある。
使用済アドレス選択手段８４は、解放するアドレスを使
用中アドレス管理手段２８から取り出し、空きデータ蓄
積領域管理部２１のグループ別振り分け手段８５へ使用
済アドレス２６として転送する。

【００６０】グループ別振り分け手段８５は、使用済ア
ドレス２６がどのアドレスグループに属するかを判定
し、適切な空きアドレス管理手段にそのアドレスを入力
する。また、上述したアドレスグループの設定方法につ
いて以下に説明する。空きアドレス管理手段は、アドレ
スグループに対応して設けられている。アドレスグルー
プは、データ蓄積領域のアドレスにより分類される。ア
ドレスの集合である。

【００６１】アドレスグループの設定の仕方は様々に考
えることができる。各アドレスグループに属するアドレ
スの数（メンバーの数）は同じ個数でなくてもよい。デ
ータ蓄積領域のアドレスを０からＮ−１までとした場
合、例えば以下のような設定を考えることができる。

【００６２】１．同じ程度のメンバー数からなるｘ個の
アドレスグループ（１＜ｘ＜Ｎ）。つまりアドレス０か
らＮ／ｘ−１までを第１グループ、Ｎ／ｘから２Ｎ／ｘ
−１までを第２グループ、２Ｎ／ｘから３Ｎ／ｘ−１ま
でを第３グループ、…などとする。

【００６３】特にｘが１の場合には、アドレスグループ
はひとつしかない。この場合には、使用中データ蓄積領
域管理部にアドレスがひとつもないこととは、つまりバ
ッファ領域に蓄えられているセルがひとつもない状態の
ことになる。従ってスイッチにセルがひとつも蓄積され
ていない時にのみ空きアドレス管理手段を初期化するこ
とが可能である。

【００６４】２．ａ個のメンバーを持つアドレスグルー
プとＮ−ａ個のメンバーを持つアドレスグループの２つ
のグループ（１＜ａ＜Ｎ）。つまりアドレス０からａ−
１までを第１グループ、ａからＮ−１までを第２グルー
プとする。

【００６５】また、初期化が終了した後で、アドレスグ
ループのメンバーを変更してもよい。例えば、第１グル
ープをアドレスひとつだけのグループとし、第２グルー
プを残りのアドレス全てのグループとする。セルのバッ
ファ領域として第１グループのアドレスを使用せず、第
２グループのみのバッファ領域を使用することにすれ
ば、使用可能なバッファ量はＮ−１である。Ｎが大きけ
れば使用可能なバッファ量は本発明を使用しない場合と
ほぼ等しいといってよい。

【００６６】後述する方法を用いて第１グループのアド
レスが使用中データ蓄積領域管理部にないと判断される
状態になった時、そのアドレスは空きデータ蓄積領域管
理部にあるはずなので、第１グループのアドレスを管理
する空きアドレス管理手段を初期化することができる。
第１グループはメンバーがひとつしかないグループであ
ったので、初期化とはそのアドレスを第１グループの空
きアドレス管理手段に入れることである。例え異常があ
って、第１グループのアドレスが消失していたとして
も、初期化によりそのアドレスは復旧する。第１グルー
プの初期化が終了すると、メンバーを変更して、第１グ
ループを別のアドレスとすればよい。

【００６７】このようにすれば、ある一部のアドレスが
空きデータ蓄積領域管理部と、使用中データ蓄積領域管
理部の両方から消失するという異常状態になってしまっ
た場合でも、全てのアドレスがひととおり第１グループ
を経験すると、全てのアドレスが消失していない正常な
状態に復旧することができる。

【００６８】次に、アドレスが使用中データ蓄積領域管
理部に存在しないようにする方法について以下に説明す
る。使用中データ蓄積領域管理部２２に、あるグループ
のアドレスが管理されていないと判断される場合に、空
きデータ蓄積領域管理部２１のそのグループに対応する
空きアドレス管理手段２７を初期化することができる。

【００６９】使用中データ蓄積領域管理部２２の全ての
使用中アドレス管理手段２８に、あるグループのアドレ
スが管理されていない状態にし（もしくはその状態に自
然になり）、その状態になったことを判断することに
は、以下の方法のうちのどれか、または複数の方法を同
時に実施すればよい。ここではアドレス管理手段の一例
として、図２のようなポインタチェーンを用いてアドレ
スを管理しているものとして説明する。

【００７０】１．全ての使用中アドレス管理手段のポイ
ンタチェーンの長さが同時にゼロになるまで待つ。 ２．空きアドレス選択手段が空きアドレスを取り出す際
に、あるアドレスグループからアドレスを取り出さない
ようにしておき、全ての使用中アドレス管理手段のポイ
ンタチェーンの長さがゼロを経験するまで待つ。

【００７１】３．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、その時の使用中アドレス
管理手段のポインタチェーンの長さを記憶して、それぞ
れの使用中アドレス管理手段から、その長さ以上の使用
済アドレスを出力するまで待つ。

【００７２】４．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、それぞれの使用中アドレ
ス管理手段から、アドレスの総数以上の使用済アドレス
を出力するまで待つ。本来はポインタチェーンの長さ以
上の使用済アドレスを出力すれば良いのであるが、この
ようにすればポインタチェーンの長さを記憶する必要は
なくなるため構成が簡単になるという利点がある。

【００７３】５．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、使用中アドレス管理手段
で管理されているアドレスを検索して、使用中アドレス
管理手段にそのグループのアドレスがなくなるまで待
つ。

【００７４】６．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、使用中アドレス管理手段
へ入力したアドレスを記憶しておき、そのアドレスが使
用中アドレス管理手段のポインタチェーンの先頭に来る
まで待つ。

【００７５】７．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、使用中アドレス管理手段
へ入力したシーケンス番号を記憶しておき、そのシーケ
ンス番号を持つアドレスが使用中アドレス管理手段のポ
インタチェーンの先頭に来るまで待つ。

【００７６】８．空きアドレス選択手段が空きアドレス
を取り出す際に、あるアドレスグループからアドレスを
取り出さないようにしておき、それ以降、空きアドレス
を使用中アドレス管理手段に付け加える際、ポインタ用
メモリのその付け加えるアドレスにある、シーケンス番
号、アドレス管理手段識別、次アドレスの他に、ある識
別情報を記憶させる。例えば、識別情報を“Ａ”とする
と、使用中アドレス管理手段のポインタチェーンの先頭
のアドレスの識別情報が“Ａ”となるまで待つ。

【００７７】また、特定のグループを使わないための方
法について以下に説明する。使用中データ蓄積領域管理
部に、目的とするアドレスグループのアドレスが存在し
ない状態を作るためには、そのアドレスグループのアド
レスを空きアドレス管理手段から取り出さないようにす
ればよい。

【００７８】その方法としては、以下のような方法が考
えられる。 １．あるアドレスグループを完全に取り出さないように
する。そのアドレスグループの初期化が終了すると、次
は別のアドレスグループを取り出さないようにする。使
用できるバッファ量は、取り出さないようにするアドレ
スグループのアドレス数分だけ少なくなってしまうが、
確実に目的とするアドレスグループを初期化できるとい
う利点がある。

【００７９】２．アドレスグループに優先度をつけて、
優先度の高いアドレスグループより先に取り出す。使用
中データ蓄積領域管理部にアドレスが存在しないことが
確認された全てのアドレスグループの空きアドレス管理
手段を初期化することが可能である。初期化が完了した
アドレスグループの優先度を上げるようにすれば、効率
よく全てのアドレスグループを初期化することができ
る。たまたまバッファ領域を多く使う時には初期化が行
われないことがあるが、使用できるバッファ量が少なく
ならないという利点がある。

【００８０】３．上記の組み合わせも可能である。優先
度をつけるが、あるアドレスグループは完全に使用しな
いようにする方法である。使用中データ蓄積管理部より
転送されてきた使用済アドレスはそのアドレスが属すア
ドレスグループを管理している空きアドレス管理手段に
戻されるが、あるアドレスグループのアドレスを使わな
いようにして、最終的にはそのアドレスグループを管理
する空きアドレス管理手段を初期化することになってい
るのであれば、そのアドレスグループのアドレスは空き
アドレス管理手段に戻す必要はない。だが、戻しても差
し支えない。

【００８１】次に、空きアドレス管理手段の初期化方法
について以下に説明する。あるアドレスグループのアド
レスが使用中データ蓄積領域管理部にないと判断される
時、そのアドレスグループに対応した空きアドレス管理
手段を初期化してもよい。

【００８２】初期化の方法としては、次のようなものが
ある。 １．空きアドレス管理手段である論理的なＦＩＦＯまた
はＬＩＦＯなどに、そのアドレスグループに属す全ての
アドレスを入力する（空きアドレス管理手段にそのアド
レスグループのアドレスが全てある状態になる）。空き
アドレス管理手段を、例えばポインタチェーンによって
構成しているとすれば、ポインタチェーンをそのアドレ
スグループのアドレス全てを連結するように再構成す
る。ポインタチェーンを再構成するには多少時間が必要
であるが、再構成中はそのアドレスグループのアドレス
はデータの蓄積用として使用できないため、その余裕が
十分にある場合に用いることができる。

【００８３】２．前項のようにポインタチェーンを再構
成する方法は多少時間が必要である。その余裕が十分に
ない場合には以下の方法で空きアドレス管理手段を初期
化することができる。初期化開始時に空きアドレス管理
手段にそのアドレスグループの全てのアドレスを入力す
るのではなく、ひとつもアドレスがないという状態にす
る。そのアドレスグループのアドレスを取り出す際に、
空きアドレス管理手段から取り出すのではなく、空きア
ドレス選択手段内部などで、順次そのアドレスグループ
のアドレスを生成するようにする。アドレスの生成はカ
ウンタなどにより容易に実現できる。使用済アドレスと
してそのアドレスグループのアドレスが空きアドレス管
理手段へ戻ってきた時には、空きアドレス管理手段に入
力するが、そのアドレスグループに属す全てのアドレス
の生成が終了するまでは、その空きアドレス管理手段内
のアドレスは取り出さない。

【００８４】以下バッファ制御装置に異常が発生した時
の対処について説明する。図２に示したような、ポイン
タ用メモリ内のアドレス管理手段識別５６（ｉｄ）を使
用することにより、各アドレスが現在どのアドレス管理
手段によって管理されているのかを検査することができ
る。また、シーケンス番号５５（ｓｅｑ）により、各ア
ドレス管理手段のＦＩＦＯ動作が正常かどうかを検査で
きる。もし異常が検出された場合の対処方法として次の
ようなものが考えられる。

【００８５】１．異常が検出されたら直ちに全てのアド
レス管理手段を初期化する。 ２．空きアドレス管理手段のポインタチェーンの先頭に
現れるアドレスは、空きアドレス管理手段が管理してい
ることになっているアドレスのみのはずであり、セルを
格納するための空きアドレスとして使用される。しかし
ここで、使用中アドレス管理手段が管理していることに
なっているアドレスが空きアドレス管理手段のポインタ
チェーンの先頭に現れるという異常状態になった場合
は、空きアドレス管理手段からそのアドレスを取り出す
が、そのアドレスにセルは格納せず、また正常時とは異
なり使用中アドレス管理手段へは入れない。

【００８６】使用中アドレス管理手段のポインタチェー
ンの先頭に現れるアドレスは、使用中アドレス管理手段
が管理していることになっているアドレスのみのはずで
あり、セルを出力するためのアドレスとして使用され
る。しかしここで、空きアドレス管理手段が管理してい
ることになっているアドレスが使用中アドレス管理手段
の先頭に現れるという異常状態になった場合は、使用中
アドレス管理手段からそのアドレスを取り出すが、その
アドレスに蓄積されているセルを出力せず、また正常時
とは異なり空きアドレス管理手段へは入れない。

【００８７】このようにすることによって、バッファの
機能を停止させることなく異常があったアドレスのみを
バッファ制御装置の管理からはずすことができる。管理
からはずしたアドレスは、本発明により再生させること
ができる。

【００８８】本発明は、装置として説明したが、同様の
アルゴリズムをソフトウェアにて実現することも可能で
あり、同様の効果が得られる。また、本発明は通信用の
バッファ領域の制御だけではなく、計算機のメモリ領域
の制御や、外部記憶装置の記憶領域の制御にも容易に適
用できるので、同様の効果は得られる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、空
きアドレス蓄積手段で管理している空きアドレスの少な
くとも一部分を定期的に初期化することにより何かの異
常が発生して使用されないアドレスつまり、アドレスが
消失したとしても消失したアドレスを使用可能な状態に
戻せるので、正常な状態に復旧することができる。よっ
て、信頼性が必要なＡＴＭ交換機内のバッファを制御す
るバッファ制御装置などに適用することにより、高い信
頼性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るバッファ領域制御装置を利用し
たＡＴＭスイッチの構成を示すブロック図。

【図２】 本発明に用いるアドレス管理手段の実施例を
示す図。

【図３】 本発明に用いるアドレス管理手段の実施例を
示す図。（図２のポインタを矢印で表現したアドレス管
理手段）

【図４】 本発明に用いるアドレス管理手段の実施例を
示す図。（図３のアドレス管理手段よりアドレスをひと
つ取り出した状態）

【図５】 アドレス管理手段よりアドレスを取り出す時
のフローチャート。

【図６】 本発明に用いるアドレス管理手段の実施例を
示す図。（図４のアドレス管理手段にアドレスをひとつ
付け加えた状態）

【図７】 アドレス管理手段へアドレスを付け加える時
のフローチャート。

【図８】 本発明のバッファ領域制御装置の一実施例を
示す図。

【図９】 従来のバッファ領域制御装置を利用したＡＴ
Ｍスイッチの構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１４…バッファ領域管理部 ２０…バッファ制御装置 ２１…空きデータ蓄積領域管理部 ２２…使用中データ蓄積領域管理部 ２７…空きアドレス管理手段 ２８…使用中アドレス管理手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力された異なる出力ポート宛の情報デー
   タをアドレス管理装置によって定められたアドレスで示
   される共通バッファ内の記憶領域に記憶すると共に、記
   憶された前記情報データを読み出して、所望の出力ポー
   トに出力するバッファ制御装置において、 前記アドレス管理装置は、グループ分けされ蓄積された
   各空きアドレスの中から入力された前記情報データを記
   憶するための前記記憶領域を示す空きアドレスを出力す
   る空きアドレス蓄積手段と、 出力された前記空きアドレスを前記各出力ポート別に管
   理する使用中アドレス管理手段と、 前記使用中アドレス管理手段から所望の出力ポートへ出
   力するために読み出された前記情報データが記憶されて
   いる前記記憶領域を示した使用済アドレスを出力する使
   用済アドレス出力手段と、 出力された前記使用済アドレスに対応する前記グループ
   で管理されるように前記使用済アドレスを前記空きアド
   レス蓄積手段に蓄積させる手段と、 前記使用中アドレス管理手段で管理されている前記空き
   アドレスの中に対応のない前記グループがある場合に、
   該グループに対応する前記空きアドレス蓄積手段に蓄積
   された前記空きアドレスを初期化する制御手段とを有す
   ることを特徴とするバッファ制御装置。
2. 【請求項２】空きアドレス蓄積手段に蓄積されている前
   記各空きアドレスには前記グループを識別できる識別情
   報が対応されるように蓄積されていることを特徴とする
   請求項１記載のバッファ制御装置。
3. 【請求項３】制御手段は、所望の前記グループに対応す
   る全ての前記空きアドレスを前記使用中アドレス蓄積手
   段から出力された後、このグループに対応する前記空き
   アドレス蓄積手段に蓄積された前記空きアドレスを初期
   化することを特徴とする請求項１記載のバッファ制御装
   置。