JPS60232743A - スイツチング・ネツトワ−ク - Google Patents

スイツチング・ネツトワ−ク

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JPS60232743A
JPS60232743A JP59086264A JP8626484A JPS60232743A JP S60232743 A JPS60232743 A JP S60232743A JP 59086264 A JP59086264 A JP 59086264A JP 8626484 A JP8626484 A JP 8626484A JP S60232743 A JPS60232743 A JP S60232743A
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JP
Japan
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JP59086264A
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JPH0351340B2 (ja
Inventor
Kazuhiko Nitori
一彦 似鳥
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は多数のプロセッサを用いる並列処理システムに
おいて、プロセッサ間、またはプロセッサとメモリモジ
ュール等のリソースとの間を相互に接続スるスイッチン
グ・ネットワークに関するものである。
(技術的背景) OG +H,Barnes and S、F、 Lun
dstrom + rDe !Aighand Val
idation of a Connection N
etwork forトワークとして、パス、クロスポ
イント・ネットワーク、及びバニャン・ネットワーク等
の多段ネットワークが用いられていた。
このうち、多段ネットワークは例えば2人力2出力のシ
ャツフル回路を基本要素とし、1段にこれを2n−1個
並べ、この段をn個縦列に接続する事によシ2n人力り
n出力のネットワークを実現するものであり、入力側か
ら出力側に複数のデータ転送径路が同時に形成できるた
め、データ転送容量に比べて必要なスイッチ回路数が少
なくてすみ、経済的である長所を持つ。
しかし、同時に実現される転送径路は全く自由には選択
できず、また同時に複数の出力端子に同じデータを送る
回報転送が実現できない等の欠点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は上述した従来技術の欠点を解決し、種々
の大きさの出力端子のグループに対し、グルーグ内同報
転送を実現できる大規模多段スイッチング・ネットワー
クを提供することにある。
そこから入力されるデータを受信し、そのデータり中か
らパケットヘッダを検出して解読し、そのパケットヘッ
ダが1つの出力端子への転送を指示している場合には、
その出力端子に対して接続要求を発し、複数の出力端子
への転送を指示している場合には、それらの出力端子に
グループ転送要求を発し、それに対する許可の返答が得
られた後、それらの出力端子に対して接続要求を発する
復号器と、すべての復号器からのグループ転送要求を受
信し、一時にはそれらのうちの1つに許可を与える第1
の優先割込み符号器と、各データ出力端子に対応してあ
り、各復号器からの接続要求を受信し、一時にはそれら
のうちの1つを受付け、その受付けた接続要求を発して
いる復号器に対応するデータ入力端子からのデータを、
自己の対応する出力端子に導くスイッチを開くだめの制
御信号を発生する第2の優先割込み符号器と、からなる
ルータ・モジュールを基本構成要素とし、これらルータ
・モ、ジュールを多段接続して構成した事を特徴とする
スイッチング・ネットワークであり、号を表わすものと
する。
第1図は本発明の実施例であり、64人力64出力のネ
ットワークのブロック図である。同図中1 ・・・1 
は入力端子、2.・・・264は出力端子、1 64 3 ・・・3 と4 ・・・4 及び61・・・616
は4人力41 16 1 16’ 出力のルータ・モジュールである。また、ルータ・モジ
ュール31(i=1〜16)、!:ルータ・モジュール
4.(j=1〜16)を結ぶ信号線は5fj1ルータ−
モジュール4.(i=1〜16)とルータ・モジュール
6j(j=1〜16)を結ぶ信号線は79.と表わされ
る。
J 各ルータの入力及び出力は、それぞれデータ用(8本)
、境界タグ用(1本)、制御用(2本)の11本の信号
線からなり、データ用は転送すべきデータパケットのた
めに、境界タグ用はデータパケットの境界の表現のため
に、制御用はデータの同期のために用いられる。 。
また、前記データパケットは8ピツ)Xx語(Xは任意
の自然数)の可変長であり、第1語はノヤケットヘッダ
としてパケットの宛先を表わすた送モードを表わしてい
る。1対1転送モードの場合はアドレス部の上位6ビツ
トでノ9ケットの宛先きの出力端子番号を表わし、グル
ープ転送モードの場合はアドレス部の上位4ビツトで宛
先グループ番号を、次に続く3ビツトのサイズ部でグル
ープの大きさを表わす。なお、グループの大きさは2N
の形で表現されるため、64人力64出力ネットワーク
の場合にはNが2から6の間で選択されるので、3ビツ
トで十分表現できる。
第3図は第1図で用いられたルータ・モジュールのひと
つ、例えば31の内部を詳細に示したブロック図であり
、llaは入力端子、12bはFIFOレジスタ、13
cは4人力スイッチ中パンク、14dは出力端子、15
は制御結合器、16は制御部、16.は外部プログラム
入力端子である。
第4図は第3図におけるFIFOレジスタ、例えば12
1の外部接続を表わした図であり、9ビット×16語の
容量を持つFIFOレノスタのデータ入力端子には入力
端子111のうちのデータ用Dθ〜また、データ出力端
子側のDOからD7のデータ用、制御用(CO)の信号
線に接続される。そして、残りの出力側制御端子SO(
シフトアウト)から出た信号線は制御結合器15を経由
し、前記出力端子14dの残シの1本の制御用信号線C
1に接続される。
1対1転送モードの場合、1つの入力端子11aに対し
て1つの出力端子14dが接続されるが、グループ転送
モードの場合、1つの入力端子11aに対して2つある
いは4つの出力端子14dが接続されることもある。
第5図は第3図における4人力スイッチ・パンク13c
の1つ、例えば13.を詳細に表わしたブロック図であ
シ、21.・・・21.。は入力端子、221・221
oは4人力セレクタ、23.−2316はANDケ゛−
ト、24.は第3図の制御部16に接続されるれてくる
第6図は第3図における制御結合器15の回路図であり
、24eは制御部16からの制御入力、25は入力端子
14dのうちの制御線C1からの入力端子、26fはF
IFO12bのSOへ接続すべき出力端子、22gは2
ラインー4ラインデコーダ、28 ・・2832はAN
Dダート、291・・・2916はORゲート、30b
は4人力ANDダートである。
制御人力24eは第3図の出力端子14eに接続される
入力端子11aを指定するものであり、前記選択コード
によシ入力端子11aを選択し、前記イネーブル信号が
Hレベルになると出力端子14dの制御線C1から出力
端子26fに至る径路が開かれる。
複数の制御人力24eが同一の入力端子11aを指示し
た場合には、対応する複数の制御線C1からAND l
” −) s o hに至る径路が開かれ、Cノに流れ
る信号の論理積が出力端子26fからFIFOレジスタ
ー2bのSO端子に送出される。こうしツク図であシ、
31には復号器、32mは第3図のFIFOレジスタ1
2bからの入力端子、33は優先割込み符号器(以下、
PIFと略す)、34nは2レベル優先割込み符号器(
以下、2 L −PIFと略す)、24eは4人力スイ
ッチΦバンク13cへの制御入力、16.は外部プログ
ラム入力端子である。また第8図は第7図における復号
器31にとPIE 33 、及び2 L −PIE 3
4 nの間の詳細接続図である。ここで復号器31には
データパケットのヘッダを検出し、解読する。そして、
このヘッダの内容と外部プログラム入力端子から入力さ
れる外部プログラムコードによシ定められる動作モード
に従い、PIE J 3と2 L −PIE 34 n
に対して信号を送シ出す。
グループ転送の場合にはデッドロックが生じる可能性が
あるので、それを避けるためPIF 33を用いて1つ
のルータ・モジュール内では一時に1つのグループ転送
しか行わないようにする。っまシ、復号器31kがグル
ープ転送モードのパケットヘッダを検出すると、先ずP
IE3 Jに対してグ一方、PIE 33は最大4つの
GRQ入カINのうちの1つを選択し、転送要求発信元
に許可信号ACKを与え、2 L −PIE 34 n
は出力端子14dに接続すべき入力端子11hを選択す
る。その接続の際、復号器31kから発信される接続要
求にはRQ OとRQ 7の2種類があシ、各々2 L
 −PIE34nのLO,Llに接続されているが、R
Q OO方が優先的に受付けられる様になっている。
第9図は第7図における復号器31にの詳細ブロック図
であシ、41は8ビツトラツチ、42はタイミング発生
器、43は有効ピットセレクタ、44は制御信号発生器
、45はPIE 33と接続する2本の信号線、46p
は4つの2 L −PIFと接続する信号線、47はリ
セット端子、32mは入力端子、16.は外部プログラ
ム入力端子である。
ここでタイミング発生器42は入力端子32mのうちの
BTとCOから信号を入力し、データパケットの始まり
と終りを示すタイミング信号を発生し、ラッチ41と制
御信号発生器44に送る。
ただし、タイミング信号発生器42はシステム立土げ時
にはリセット端子47を通してリセットされ 初期状態
にあるものとし、この状態から最初に入力されたデータ
をノクケットヘッダと見なし、境界タデBTがHになっ
た時点でノ4ケットの最後尾と見なして再び初期状態に
戻る。
ラッチ41には、このタイミング信号によってパケット
ヘッダが入力される。そして、有効ピットセレクタ43
はラッチ41の出力と外部プログラム入力端子16.か
ら入力される外部プロゲラ゛ムコードSを入力し、ルー
タの動作モードを決定すると共に、ノクケットヘッダの
内の有効アドレスビット(最大2ビツト)を抜き出し、
動作モー゛ト:コードと共に制御信号発生器44に送出
する。
この情報を用いる事により、制御信号発生器、44はP
IE 33及び2 L −PIE 34 nに対する制
御信号を発生する。
次に2つのデータ転送モードについてのルータ・モジュ
ールの動作を説明する。第2図のフォーマットを持つパ
ケットヘッダのアドレス部のビットのうち、有効ぎット
セレクタ43で選択される有効ピッ) (bol bl
)は第1表(1対1転送の場合)及び第2表(グループ
転送の場合)の通シである。
第1表 第2表 ここでX印はアドレスビットには関係しない事を表わす
次にこれらの表に従って選択された有効ビットbob1
の情報に従い、適当な入力端子11aと適当な出力端子
14dの間を接続する径路が開かれる。
この時、選択される出力端子番号、添字dは入力端子番
号、添字aにはよらず、有効ビットb。blのみによっ
て第3表のように定める。
第3表 表わす。
いまルータの入力端子11aにデータパケット対1転送
を指示している場合、有効ビットセレクタ43は第1表
に従って有効ビットb。blを選択し、制御信号発生器
44は第3表に従って出力端子番号をめ、これに対応す
る2 L −PIE 34 nに向うRQIの出力をO
Nにする。この2 L −PIE 34nが空きになる
と、前記接続要求RQJは受けられ、入力端子11aか
ら出力端子14dへの径路が開いてデータ転送が始まる
。また、復号器31には入力データの境界タグBTを監
視し、BTがHレベルになる時を・ぐケラトの最後尾と
見なし、RQlをOFFにして初期状態に戻る。
次に、ヘッダがグループ転送を指示している場合、有効
ビットセレクタ43は第2表に従って有効ビットb。b
、を選択し、制御信号発生器44は第3表に従って出力
端子番号をめる。接続すべき出力端子が1つの場合、つ
tb第3表の分類Iの場合、その出力端子に対応する2
 L −PIE 34 n(向うRQOの出力をONに
する。そして、このデータ転送が始まる。データ転送の
終了は1対IRPがONになったなら、すべての接続す
べき出力端子に対応する2 L −PIE 34 nに
向うRQOの出力をONにする。その後の動作は前述し
た第3表の分類lの場合と同じである。
以上説明したように、この様な動作をするスイッチング
・ネットワークを用いれば、可変長のデータ・ぐケラト
を1対1転送モードでは指定した出力端子に、グループ
転送モードでは2 個の出力端子からなる可変サイズの
グループへ、転送できる。
また、上述したPIE 33やFIFOレノスタ12b
等のハードウェアは、通常のディジタル回路技術により
容易に実現することができるので、第3図のルータ自体
を1チツプのVLS Iで実現する事も可能であり、全
体の小型化、経済化が達成できる。
(発明の効果) 本発明によれば、1種類のルータモジュールを基本構成
要素とし、それを組み合わせる事によシ大規模なスイッ
チング・ネットワークを構成し、可変長データi4ケッ
トを1対1転送、及びグルーVLS I化に適しておシ
、小型化、経済化も可能でおる。
なお、前述した実施例においてはデータ語長8ビツトの
4人力4出力ルータを基本構成要素としたが、例えば2
人力2出力、あるいは8人力8出力のルータを用いても
同様の機能を実現できる。
さらに、例えばデータ語長のみを12ビツトにすtll
’1024人力1024出力までのスイッチング・ネッ
トワークが構成可能である。また、ルータ内のFIFO
レジスタの容量を16語としたが、この容量を増減して
も基本的機能には変化はない。
ただし、この容量がデータi9ケット長に比べて小さく
なると、ネットワークの閉″塞の確率が増え、トラヒッ
ク容量が低下するので、データノクケットの平均長と同
程度に選ぶのが妥当である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図は・やケ
ラトヘッダのフォーマットを表わす図、第3図はルータ
モジュールの詳細ブロック図、第4図は第3図における
FIFOレジスタ12bの外部接続を表わす図、第5図
は第3図における4人カス第8図は第7図における復号
器31にとPIE 3゛3、及び2 L −PIE 3
4 nの間の詳細接続図、第9図は第7図における復号
器31にの詳細ブロック図である。 11〜164・・・入力端子、21〜264・・・出力
端子、13、〜134・・・4人力スイッチ・バンク、
31.〜314・・・復号器、33・・・優先割込み符
号器、341〜344・・・2レベル優先割込み符号器
。 特許出願人 工業技術院長 川 1)裕 部第2図 第4図 2r

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) a)複数のデータ入力端子と、b)前記データ
    入力端子と同数のデータ出力端子と、 C)任意のデータ入力端子から入力されるデータを任意
    のデータ出力端子に導くスイッチと、d)各データ入力
    端子に対応してあり、そこから入力されるデータを受信
    し、そのデータの中から・千ケットヘッダを検出して解
    読し、そのパケットヘッダが1つの出力端子への転送を
    指示している場合には、その出力端子に対して接続要求
    を発し、複数の出力端子への転送を指示している場合に
    は、それらの出力端子にグループ転送要求を発し、それ
    に対する許可の返答が得られた後、それらの出力端子に
    対して接続要求を発する復号器と、 e)すべての復号器からのグループ転送要求を受信し、
    一時にはそれらのうちの1つに許可を与える第1の優先
    割込み符号器と、 f)各データ出力端子に対応してあシ、各復号器からの
    接続要求を受信し、一時にはそれらのうちの1つを受け
    つけ、その受付けた接続要求を発している復号器に対応
    するデータ入力端子からのデータを、自己の対応する出
    力端子に導くスイッチを開くだめの制御信号を発生する
    第2の優先割込み符号器と、 ら成るルータ・モジュールを基本構成要素とし、れらル
    ータ・モジュールを多段接続して構成し事を特徴とする
    スイッチング・ネットワーク。
  2. (2)復号器が1対1転送とグルーゾ転送の接続要求を
    別々に発し、第2の優先割込み符号器がこれらの接続要
    求を受付ける際に、グルーグ転送の接続要求を優先的に
    受付けることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    スイッチング・ネットワーク。
  3. (3) −”ケラトヘッダに2つの形式があシ、1つに
    はデータ出力端子の番号の情報を含み、他の1つにはデ
    ータ出力端子のグルーグ番号とグループサイズの情報を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスイ
    ッチング・ネットワーク。
JP59086264A 1984-05-01 1984-05-01 スイツチング・ネツトワ−ク Granted JPS60232743A (ja)

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JPH0351340B2 JPH0351340B2 (ja) 1991-08-06

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63136860A (ja) * 1986-11-18 1988-06-09 クセルト セントロ・ステュデイ・エ・ラボラトリ・テレコミニカチオーニ・エツセ・ピー・アー 自己経路指示多段パケット交換相互接続ネツトワークのための交換素子
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