JPS62503210A - パケット交換ネットワーク - Google Patents

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】 自己ルーティングネットワークにおける高信頬ノード間通信孜玉分団 本発明は自己ルーティングネットワークを通して情報パケットを通信するための パケット交換法と構造アーキテクチャに関する。

本発明はパケット交換ノードの間の不具合のリンクを検出し、相互接続された交 換ノードの間でパケットデータを同期的に転送する。

溝」１１面 自己ルーティングネットワークは周知であり、通常バンヤンネットワークと呼ば れる。このような交換ネットワークのひとつは米国特許４，４９１，９４５に開 示されている。この特許で開示されているように、自己ルーティングネットワー クは複数の段を含み、各段は複数の交換ノードを含んでいる。与えられた段の中 で、交換ノードは上流からのパケットの受信に応動してパケットの中に含まれた ルーティング情報を調べて、そのパケットをルーティング情報によって指定され た次段の下流のノードに転送する。この方式では、パケットが交換ノードに入る 前には交換ネットワークを通して完全な経路が設定されることはないが、次段の 指定された交換ノードがパケットを受理する容量さえ持てば、パケットは段から 段へ転送される。この方法でパケットの通信を便利にするためにノード間プロト コルが使用される。さらに、各交換ノードは入力端手当りひとつの完全なパケッ トをバッファする容量を有しており、これが上流から他のパケットを受理するこ とができるときには、上流のノードに対してこれを表示する。ターナ−の上記方 式ではデータを上流のノードから下流のノードに転送するためにも、下流のノー ドが他のパケットを受理する容量を有するときにこれを上流のノードに通知する ためにも共に単一の導体を使用する。

また上述の特許では交換ネットワークのすべての交換ノードに対して共通のタイ ミング発生器から同一の位相で受信されるクロック信号を供給することによって 交換ノードの間のデータの転送を同期化する。このようにして交換ノードの同期 を実現することによって上述の特許では交換ノードの間の相互接続リンクで一本 だけの導体を持てばよいようになる。上述の特許において、ノード間プロトコル は次のように動作する。下流のノードと上流のノードは３状態素子を使用して、 それを相互接続する単一の導体上で情報を送信する。３状態素子は情報を転送し ていないときには高インピーダンスを示す。二つの相互接続されたノードの間で 情報が転送されていないときには、両方のノードは情報をめてその導体を調べて いる。下流のノードが上流のノードから他のパケットを受信することができると きには、下流のノードはその導体を通して上流のノードに対して容量利用可信号 を送信し下流のノードが他のパケットを受信する容量を持つことを知らせる。上 流のノードは受信された信号に応動して、もしパケットが送信を待っていれば、 下流のノードに対する他のパケットの転送を開始する。下流のノードは共通りロ ック信号を利用して上流のノードから内部蓄積レジスタに対して入来したパケッ トデータをクロックにより入れて、ここでこのパケットを次の段に通信するため のルーティング情報の復号が行なわれる。

米国特許４，３１４，３６７に開示されているように、第２の導体を経由して送 信ノードから受信ノードにクロック信号を送信し、さらに第３の導体を使用して 受信ノードから送信ノードに対して受信容量ありの信号を伝送する方法が知られ ている。この方法では交換ノードの間の導体の数が増大し、従ってプリント回路 板上に置くことができるノードの数が減少する。この限界はプリント回路板上に 形成することができる接続の数の限界によるものである。

さらに、データとクロック信号を一体として符号化し、ひとつの導体を用いて得 られた自己クロック信号を１本の導体を用いて送信することが知られている。こ のようなりロックの方法としてマンチェスタ符号が知られている。自己クロック 法の問題点は、これらの方法で送信機と受信機で共に遅延線が必要なことが挙げ られる。遅延線は信転性を低くしがちであり、大規模集積回路（ＶＬＳＩ）で実 装することは困難である。

−米国特許４，４９１，９４５に開示されたノード間プロトコルは自己ルーティ ングネットワークの多くの構成で良く動作し、ＶＬＳ　Ｉでの実現に適合してい るが、上流のノードから下流のノードにデータを転送している間あるいは下流の ノードから上流のノードに容量利用可信号を転送している間にはリンク間の不具 合の検出をすることができない。またこの特許で生じ得る問題点は大きな自己ル ーティングネットワークの全体を通して同一の位相を持ったクロック信号を徒供 することである。もしこれらのクロック信号の分配に充分な注意を払わなければ 、交換ネットワークの種々の部分で、理悲的な要素によってクロック信号の位相 が異ることがあり得る。

究理Ｒと」許 図示の方法と構造的な実施例において、その上流のノードに対してクロック信号 を送信し、上流のノードは下流のノードに対してパケットデータを送信するため にこの信号を利用するようにすることによって上流のノードからパケットを受信 することができるその容量を示すように交換ノードを作ることに従来技術からの 進歩が実現できる。さらに、上流のノードはパケットを下流のノードに送信した あと、下流のノードからパケットクロック信号が受信されるまでの時間を監視す ることによってノード間リンクの故障を検出する。パケットクロフタ信号の受信 の前に予め定められた時間が経過すれば、下流のノードは故障を示す、システム のりセントのあと、予め定められた時間以内に下流のノードからバケントクロン クｆ３号が受信されなければ、上流のノードは誤りを表示する。

この構造的実施例はパケットを通信するために多数の交換ノードを各々が有する 複数の段を持つパケット交換ネットワークで使用する交換ノードを含んでいる。

交換ノードの各々はリンクによって上流の段に接続されている入力回路と、リン クによって下流の段に接続されている出力回路とを有する。入力回路が上流の段 からパケットを受信する容量を持つときには、入力回路は上流の段に対してパケ ットクロック信号を送信し、パケットを受信する容量が現在存在していることを 示す。入力回路は上流の段からのパケットに応動して、そのパケットを内部に記 憶し、パケット内のルーティング情報によって指定される出力回路に対して、要 求を送信して、下流の段に対して受信されたパケットを通信する。

出力回路は入力回路からの要求と下流の段からのパケットクロック信号の受信に 応動してパケットを下流の段に通信する。

有利なことに、入力回路は上流の段からのパケットの終了に応動して予め定めら れた時間の間バケッＦ・クロック信号の送信を停止して、これによって上流の段 が入力回路と相互接続リンクの正。

しい動作を確認できるようにする。パケット終了を送出したあと、出力回路は予 め定められた時間の間パケットクロック信号が受信されていないことを確認する ために計時する。もしこの予め定められた時間の終りの前でクロック信号が受信 されれば、下流の入力回路が故障しているか、下流のノードに対してデータを転 送することに関してリンクが故障していることになるので、出力回路は誤り信号 を生ずる。

交換ノードを使用した交換ネットワークの正しい動作をさらに確認するために、 交換ノードはシステムリセット信号を受信するただちに、すべての記憶されたパ ケットを捨て、上流のノードに対してパケットクロック信号の送出を開始する。

下流の段ではこの動作を予期して、交換ノードの出力回路はシステムリセット信 号に応動して、もうパケットクロック信号が予め定められた時間の間に下流のノ ードから受信されないときには誤り信号を発生するようになっている。

さらに、交換ノードの間の大きな物理的距離を通してパケットの通信を同期化す ることに関する問題は各出口回路の同期回路によって解決される。各交換ノード は内部の基本タイミングの目的で、全交換ネットワークについて単一のタイミン グ発生器で発生されたシステムクロック信号を利用する。しかし物理的な距離が 存在するために、システムクロック信号の位相は種々の交換ノードで異っている かもしれない。同期回路は下流のノードから来るパケットクロック信号に関して 信号の伝送を同期することによってこの問題を解決している。同期回路は図の例 ではパケットを形成するデータビットを記憶するための複数のフリップフロップ と、システムクロック信号に応動して入力回路からの入来データパケットを直列 にフリップフロップに記憶するための指示回路とから成っている。直列リーグ回 路はデータピントを記憶するのに使用されたのとは異るシーケンスを利用してフ リップフロップからパケットデータビットを直列に読みとるのに使用され、その 回路は下流の段から受信されるパケットクロック信号によって制御される。この 例では指示回路はシステムクロック信号に応動するモジュロ３カウンタをモジュ ロ３カウンタの内容によって制御されてフリップフロップにパケットデータビッ トを導びくマルチプレクサを含んでいる。各フリップフロップはデータおよびク ロック入力端子を含み、パケットのデータビットはマルチプレクサによってデー タ入力端子にステアリングされる。これもまたモジュロ３カウンタによって制御 される他のマルチプレクサは、パケットデータビットがフリップフロップのデー タ入力端子にステアリングされるのと同一のシーケンスでフリップフロップのク ロック入力端子にシステムクロック信号をステアリングするのに使用される。

パケットデータビットを読むためのリーグ回路は他のモジュロ３カウンクによっ て制御されるデータセレククを含み、これは下流の段からのパケットクロック信 号に応動する。

図示の方法は各々が複数の交換ノードを持つ複数の段を持った交換ネットワーク において機能する。パケットの各々はアドレスルーティング情報を有し、各交換 ノードは入力回路と出力回路とを有する。交換ネットワークは上流の交換ノード の個々の出力回路を下流の交換ノードの個々の入力回路に接続する多数の段間リ ンクを有している。この方法では上流のノードから下流のノードにパケットを転 送するのムこ次のようなステップを実行する：下流のノードがパケットをそのと き受信する容量があるときには下流のノードの入力回路のひとつで上流のノード に伝送するためのパケットクロック信号を発生する。上流の交換ノードではパケ ットクロック信号の受信に応動して下流の交換ノードに対してパケットを転送す る。パケットの送信の終りで送信した上流のノードで予め定められた時間を計時 する。予め定められた時間の間に下流の交換ノードからパケットクロック信号が 受信されたことに応動して上流の交換ノードは誤り情報を送出する。

さらに、交換ネットワークにはそれに付属して、システムのリセント信号を発生 することができるシステムプロセッサがあり・さらにこの方法は次のステップを 含んでいる。システムリセット信号の受信に応動して下流の入力手段によってパ ケットクロック信号を発生する。予め定められた時間が経過（システムリセット 信号が受信されたときに上流の出力回路によって誤り情報を再送する。

胚１ｊ」１幻〜礼貝 一般に、システムの構成要素については、それを最初に図で示すときに、その構 成要素の番号の最上位の桁としてその図面の番号を使用している。

第１図は本発明の交換ノードを使用したバケ７）交換システムのブロック圓； 第２図は第１図の交換ネットワーク１０１の詳細なブロック図；第３図乃至第６ 図は交換パケットがトランクコントローラ１０４からトランクコントローラ１０ ７にパケット交換ネットワーク１０１を通して送信されるときの内容：第７図は 交換ネットワーク１０１の交換ノード２０１−７の詳細なブロック； 第８図は第７図の交換ノード２０１−７の入力コントローラ７０１の詳細なブロ ック図； 第９図は第７図の交換ノード２０１７の出力コントローラ７０２の詳細なブロッ ク図である。

註史ｆｋ所 第１図はパケットをトランクコントローラ１０４のような発信トランクコントロ ーラからトランクコントローラ１０７のような宛先トランクコントローラに交換 するためのパケット交換システムの図である。パケ７）交換ネットワーク１０１ は複数の交換段を含み、これは図の例では４段で、各交換段は複数の交換ノード を含んでいる。各交換ノードは２木の個別のリンクによって下流の段の二つのノ ードに相互接続されている。各々の個々のリンクは２本の導体から成っている。

第１の導体は下流の交換ノードによって使用され、下流のノードが上流のノード からパケットを受理する容量を有するときに、上流のノードに対してクロック信 号を送出するようになっている。上流のノードが送信すべきパケットを有すると きには、これはこのクロック信号を利用して下流のノードに対してパケットを転 送する。下流のノードの故障あるいは段間リンクの故障を検出するために股間プ ロトコルが使用される。最内のノードが下流のノードあるいは段間リンクの故障 を検出したときには、これはその情報を誤り検出回路１３４に通信する。例えば 、第２段の下流のノードは導体１３１を経由して誤り信号を送信する。誤り検出 回路１３４は導体１３１上の誤り信号の受信に応動して、第２段で誤りが発生し たという事実を、バス１３５を経由して中央プロセッサ１０２に送信する。この プロセッサは誤り報告に応動して、誤りをもっと詳細に知るための必要な保守機 能を実行する。

パケット交換ネットワーク１０１については第２図に詳細に図示している。交換 パケットの例は第３図に示されているが、これはその宛先トランクコントローラ のフィールドに、第２図に図示するようなパケット交換ネットワーク１０１を通 してパケットを転送するのに必要なルーティング情報を含んでいる。

交換ネットワーク１０１の動作はトランクコントローラ１０４からトランクコン トローラ１０７への第３図に図示したパケットの交換の例を考察することによっ て完全に理解できる。ノードは２００−７は第３図に図示したパケットが入力リ ンク１１６で受信されたのに応動して、宛先トランクコントローラフィールドの 最上位のビットを調べる。最上位のビットは１１”であるから、ノード２００− ７はこのパケットを出力リンク２０５を経由してノード２０１−７に通信する。

パケットをノード２０１−７に通信する前に、ノード２０（１−７は宛先トラン クコントローラフィールドを左回転し、第４図に図示するようなフィールドを得 る。

ノード２０１−７は第４図に図示するパケットに応動して、第４図に図示した宛 先トランクコントローラフィールドの最上位のビットは“０”であってパケット をノード２０１−７の上方の出力リンクを通して通信すべきことを示すので、出 力リンク２０６を通してノード２０２−５に通信する。パケットをノード２０２ −５に通信する前にノード２０１−７は宛先トランクコントローラフィールドを 左回転し、第５図に図示したフィールドを得る。ノード２０２’−５は第５図に 図示したパケットに応動して、宛先トランクコントローラフィールドの最上位の ビットは“１″であるから、出力リンク２１５を通して、このパケットをノード ２０３−３に通信する。第５図に図示したパケットをノード２０３−５に送信す る前に、ノード２０２−５は宛先トランクコントローラフィールドを回転し、第 ６図に図示するようなパケットを生ずる。

ノード２０３−５は第６図に図示されたパケットに応動して、このパケットの宛 先トランクコントローラフィールドの最上位のビットは“１”であるから、この パケットを出力リンク１２０を経由してトランクコントローラ１０７に通信する 。

交換ノード２０１．７から交換ノード２０２−５への第４図に図示したパケット についての以下の例によって、段間プロトコルがどのように機能するかについて 考察する。交換ノード２００−７からパケットを受信すると、交換ノード２０１ −７はこのパケットを交換ノード２０２−５に通信するまで内部バッファに記憶 する。いつパケットを通信できるかを判定するために、交換ノード２０１−７は リンク２０６の導体２１１をテストし、交換ノード２０２−５から送信されるク ロック信号を調べる。導体２１１を経由してクロック信号の伝送が検出されて、 交換ノード２０２−５がパケットを受理する容量を持つことが示されたとき、交 換ノード２０１−７はこれらのクロック信号を利用して、リンク２０６の導体２ １０を経由して交換ノード２０２−５に対して、内部的に記憶されたパケットデ ータの転送を同期する。交換ノード２０２−５が、第５図のパケット長フィール ドによる判定によってパケットの終りを受信したときに、交換ノード２０２−５ は、導体２１１を経由した交換ノード２０１−７に対するクロック信号の送信を 予め定められた時間の間だけ停止する。リンク２０６が正しく動作しており、交 換ノード２０２−５が正しく動作していることを確認するために、交換ノード２ ０１−７は以下の動作を実行する。交換ノード２０１−７が交換ノード２０２− ５に対してパケットを転送したあと、クロック信号が導体２１１を通して送られ ていないことを６’ｆｆｌ　Ｌ！するために、予め定められた時間を計時する。

予め定められた時間の間にこれらのクロック信号が検出されたときには、交換ノ ード２０１−７は導体１３１を経由して誤り検出器１３４に信号を送り、リンク ２０６が故障したか、交換ノード２０２−５が故障したことを示す。

交換ノード２０１−７は第７図に詳細に図示されている。他の交換ノードは交換 ノード２０１−７と同様の設計による。交換）−ドは２木の入力制御を有し、こ れは２本の出力制御のいずれかに対してパケット情報を送信する。入力側？ｌ７ ００と７０１はケーブルを経由して出力制御７０２および７０３に接続されてい る。

例えば、入力制御７０１はケーブル７１３を経由して出力制御７０３に接続され ている。ケーブル７１３は４木の導体７２〇−７２３を含んでいる。他の第７図 の相互接続ケーブルはケーブル７１３と同等の設計によるものである。入力側？ １１７０１が交換ノード２００−７から他のパケットを受信できるときには、入 力制御７０１はリンク２０５の導体２１３を経由して交換ノード２００−７に対 してクロック信号を送信する。

例えば、第４図に図示したパケットの受信のあとで、入力制御７０１は出力制御 ７０３に対して、導体７２１を通して要求信号を送る。出力制御７０３から許可 信号を受信したあとでも、入力制御７０１は、出力制御７０３に対して全パケッ トが送信されるまで、入力制御７０１はこの要求信号を連続的に送信する。出力 制御７０３が交換ノード２０２−５から導体２１１を経由してクロック信号を受 信しているとき、出力側？１１７０３は導体７２２を経由して許可信号を入力制 御７０１に送信する。許可信号を受信すると、入力制御７０１は、導体７２０を 経由して出力導体７０３にパケットの送信を開始する。

入力制御７０１については第８図に詳細に図示している。導体２１２を経由して ノード２００−７から送信された情報は初期には入力シフトレジスタにクロック によって入れられる。ゲート８０７は導体２１３を経由してノード２００−７に 対してのクロック信号の送信を制御する。ゲート８０９が制御される方法につい ては、第９図の説明に関して詳細に説明する。入力シフトレジスタ８００はパケ ットの開始を示すスタートビットを検出するのに使用される。さらに、入力シフ トレジスタ８００は長さレジスタ１８０２に保存されたネットワークパケット長 フィールドを抽出するのに使用される。また宛先トランクコントローラフィール ドの最上位のビットは入力シフトレジスフ８００を使用して抽出され・この後者 のビットはアドレスレジスタ８０１に記憶されて、ここでコントローラ８０４は 導体８１４を経由してこのビットを調べる。バッファシフトレジスタ８０３はひ とつの完全なパケットをバッファリングする容量を要する。バッファシフトレジ スタ８０３は６４ビツトを記憶するごとに出力を生ずる。これらの出力はコント ローラ８０４の制御１下にデータセレクタ８０５によって選択されて、バッファ シフトレジスタ８０３の未使用部分をバイパスする。このバイパス動作は、出力 回路に対するパケットの伝送を開始する前に全パケットをバッファする必要のな いときに行なわれ、入力制御７０１を通してのパケットの転送を高速化するのに 行なわれる。アドレス翻訳回路８０６はこのフィールドがパケットの残りと共に 選択された出力制御に対して送信される前に、宛先トランクコントローラフィー ルドに対して先に述べた左回転動作を行なう。マルチプレクサ８０７はコントロ ーラ８０４の制御下にケーブル７１３あるいは７１２のいずれが回路８０６から のデータとコントローラ８０４からのバケット終了信号を送信するかを選択する 。

入力制御７０１の動作を第４図に図示したパケ７）の送信を取扱かう先の例を用 いて説明する。入力シフトレジスタ８００には導体８１１を経由して、システム クロック１６５によって連続的にクロックが与えられる。導体２１２を経由して データが受信されるときに、これには入力シフトレジスタ８００を通してクロッ クが与えられる。入力シフトレジスタ８００のビット位置９にスタートビットが 到達したとき、コントローラ８０４はこのビットを検出し、導体８３０にパルス を送出する。このパルスは長さレジスタ８０２を動作してパケット長フィールド を記憶し、アドレスレジスタ８０１に宛先トランクコントローラフィールドの最 上位のビットを記憶するが、これは入力シフトレジスフ８００のビット位置０に 入っているものである。

第４図に図示したパケットの宛先トランクコントローラフィールドの最上位のビ ットはパケットがその出力制御に送信されることを指示しているから、コントロ ーラ８０４は導体７２１を経由して要求を出力制御７０３に送出する。この要求 を行なっている間に、データは入力シフトレジスタ８００から、多数の出力端子 を持つバッファシフトレジスタ８０３にシフトされる。これらの出力端子はバッ ファシフトレジスタ８０３の異るビット位置に接続されている。コントローラ８ ０４が出力制御７０３からｍ体７２２を経由して許可信号を受信したとき、コン トローラ８０４はバッファシフトレジスタ８０３のどの出力で、バッファシフト レジスタ８０３内でパケットのスタートビットが到来しているかを計算する。こ れは出力制御８０７に対するパケットの送信をできるだけ早く実行するために行 なわれる。この計算に従って、コントローラ８０４はデータセレクタ８０５を制 御して、バッファシフトレジスタ８０３の指定された出力を選択する。制御情報 はケーブル８１７を経由して、データセレクタ８０５に送信される。

データセレクタ８０５は選択された出力からのデータを導体８１６を経由してア ドレス回転回路８０６に送信する。データを送信する前に、コントローラ８０４ は導体８１９を経由してパケット開始信号を送ることによって、アドレス回転回 路８０６をリセットする。コントローラ８０４はまたバス８３０を経由してマル チプレクサ８０７を適切に条件付けして、導体８１８を経由して送信されている アドレス回転回路８０６の出力と導体８１３上の入力制御７０３へのパケット終 了信号をそれぞれ導体７２０と７２３を経由して与えるようにする。導体８３１ 上を送信されるバケット終了信号は、いつパケットの最終ビットがマルチプレク サ８０７から送信されているかを指示する。コントローラ８０４は入力制御７０ １によっていつパケットのすべてのビー／　トが処理されたかを判定するために 、長さレジスタ８０２の内容を使用して、マルチプレクサ８０７からいつ最後の ビットが送信されたかを計算する。

コントローラ８０４は、入力シフトレジスタにいつパケット終了が入ったかを判 定するために、それがケーブル８２０を経由して読んだ長さレジスタ８０２に記 憶されたパケット長情報を使用する。これが生じ、シフトレジス８０３からの送 信が開始されたとき、コントローラ８０４は導体８１１の５個のクロックパルス を待ち、次に導体８１５を経由して、連続的に信号を送出する。

この信号はゲート８０９を制御して、導体８１１を通して送信されるクロック信 号が、導体２１３を経由してノード２００−７に送られるようにする。導体２１ ３を経由したこれらの信号の送信は、交換ノード２００−７に対して、入力制御 ７０１が他のパケットを受信する準備ができていることを示す、クロック信号を 交換ノードに送信するのを５クロツクパルスだけ遅らせる理由は、交換ノード２ ００−７によって、リンク２０５およびノード２０１−７が正しく動作している ことを判定できるようにするためである。この判定をどのように実行するかの詳 細は第９圀を参照して次に説明する。

第７図の出力制御７０３については第９図に詳細に図示されている。制御回路９ ００はケーブル７１０および７１３を経由して送信される入力制御７００および ７０１からの要求に応動する。

もしリンクタイマ９０１が交換ノード２０２−５からクロック信号を受信してい れば、これは導体９０２を経由して制御９００に準備完信号を送出し、出力制御 ７０３が交換ノード２０２−５に対してパケットを受信して良いことを示す。導 体９０２上のｆ＄ｌａ宛信号に応動して、制御回路９００は上述したケーブルの １本を経由して、要求した入力制御に許可信号を返送することによって要求に応 答する。要求を確認したあとで、制御回路９００はデータセレクタ９０３を条件 付けして、ケーブル９０７を経由してデータセレクタ９０３に対して適切な制御 情報を送信することによって適切なケーブル７１０あるいは７１３からのパケッ ト終了信号を選択する。データセレクタ９０３は選択された入力端子に受信され たデータ情報を導体９０６に送信する。構成要素９１０乃至９１８を含む出力コ ントローラ７０３の再同期回路は導体９０６上のデータに応動して、導体２１０ を経由してこのデータを交換ノード２０２−５に転送する。

第９図に示した出力制御７０３の動作について、データのパケットをケーブル７ １５を経由して出力制御７０３に送信する入力制御７０１の先の例を考察するこ とによって、以下に詳細に説明する。入力制御７０１が導体７２１を通して要求 信号を送信したとき、制御回路９００は、もし制御９００がリンクタイマ９０１ から導体９０２を経由して、リレー信号を受信しているときに、導体７２２を経 由して、入力制御７０１に対して許可信号を送信する。準備可信号がリンクタイ マ９０１から送信されていることを仮定すれば、制御９００が許可信号を入力制 御７０１に送信して導体９０７を経由してデータセレクタ９０３を制御して、導 体７２３および７２０の状態を導体９０５および９０６にそれぞれ転送する。さ らに、制御９００は導体９０４を経由してスタート信号をリンクタイマ９０１に 送る。導体７２０データセレクタ９０３および導体９０６を経由して制？ＩＤ７ ０１からデータが受信されたときに、再同期回路はこのデータを導体２１０を経 由して交換ノード２０２−５に転送する。先に述べたように、入力制御７０１に よってパケットの最後のビットが導体７２０を経由シて送信されたことを判定し たときに、これは導体７２３を経由してパケット終了信号を出力制御７０３に送 出する。リンクタイマ９０１はデータセレクタ９０３および導体９０５を経由し て受信されたパケット終了信号に応動してクロック八人力によって決定される３ クロフクパルスの間待ち合わせ、次にクロック八人力の３クロツクパルスの間、 導体２１１を間合わせる。もしこれらの後の３クロツクパルスの間に、リンクタ イマ９０１が導体２１１上のクロックパルスを検出すれば、これは誤り検出器１ ３４に対して、導体１３３を経由して誤り信号を送り、リンク２０６あるいは交 換ノード２０２−５が故障していることを知らせる。このような方法で誤りが示 される理由は、入力シフトレジスタにパケットの最終ピントか受信されたことを 交換ノード２０２−５が判定したときに、入力制御７０１に関して先に述べたよ うに、交換ノード２０２−５は導体２１１を経由してクロック信号の伝送を止め るからである。

リンク２０６あるいは交換ノード２０２−５の故障をリンクタイマ９０１が検出 される他のメカニズムはシステムリセットの間である。システムリセットが生じ たとき、交換ネットワーク１０１のすべての入力制御回路のバンファ内で伝送を 待っているすべてのパケットは上流のノードからパケットを受信する容量を有し ている。このような事実があるから、システムクロック１６５から導体７３０を 経由してシステムリセットが受信されたときに、リンクタイマ９０１はクロック 八人力によって決められる５クロツクパルスの間計時し、次にクロック信号の間 導体２１１の状態を間合わせる。導体２１１上でクロック信号が見付からないと きに、これは導体２１１が故障しているか、交換ノード２０２−５が故障してい ることを知らせる。いずれの場合も、リンクタイマ９０１は導体１３１を経由し て誤り検出器１３４に対して誤り信号を送信する。

次に構成要素９１０乃至９１８を含む再同期回路の動作を考えよう、再同期回路 の目的はシステムクロックによって発生されたクロック信号の位相が交換ノード ２０１７と交換ノード２０２−５に受信されたときにクロック信号の位相の差を 補償することである。この再同期は導体９０６上で受信された入力データをフリ ップフロップ９１４乃至９１６に格納し、このデータをこれらのフリップフロッ プから抽出して、導体２１０を経由して交換ノード２０２−５に送信する方法に よって実現される。導体９０６上の入来データがフリップフロップ９１４に記憶 されるときに、９１５に先に記憶されていたデータはデータセレクタ９１７によ って、導体２１０を通して送信される。次にデータが導体９０６からフリップフ ロップ９１５に記憶されるときに、フリップフロップ９１６に含まれたデー、夕 が抽出されて、データセレクタ９１７によって、導体２１０を経由して交換ノー ド２０２−５に送信される。

導体９０６上のデータは次の方法でフリップフロップ９１４．９１５および９１ ６に記憶される。システムクロック１６５から導体８１１を経由して受信された クロックパルスの制御下に、カウンタ９１０　（これはモジュロ３カウンタであ る）は次のようなシーケンスを計数する。０．１．２で次に繰返す。カウンタ９ １０からのこの情報はバス９２０を経由してマルチプレクサ９１１および９１２ に送信される。バス９２０上の情報は、マルチプレクサ９１１と９１２のいずれ がデータを記憶するかを制御する。導体９０６上のデータはマルチプレクサ９１ １によって選択されたフリップフロ７プのデータ入力にステアリングされ、その フリップフロップのクロック信号がマルチプレクサ９１２によって与えられる。

遅延素子９１３はマルチプレクサ９１１および９１２が適切なステアリング機能 を実行し、要求されるデータ設定時点でデータが選択されたフリップフロップの データ入力に現われるようにするために適切なステアリング機能を実行するのに 充分な時間の間、クロック信号を遅らせるようになっている。この遅延期間のあ とで、クロックパルスはマルチプレクサ９１２を経由して適切なフリップフロ７ プにクロックを与えるのに使用される。

データは交換ノード２０２−５から導体２１１を経由して受信されるクロック信 号によってクロックを与えられるカウンタ９１８の出力によってデータセレクタ ９１７が制御されるということ以外同様の方法で抽出される。

上述した実施例は本発明の原理の単なる例示にすぎず、本発明の精神と範囲を逸 脱することなく当業者には多くの構成を工夫することができることは明らかであ る。

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Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．ネットワークの入力ポートからネットワークの出力ポートに対してパケット の各々がルーティング情報を持つようなパケットを通信するためのパケット交換 ネットワークにおいて、該ネットワークは 各々が複数の交換ノードを含む複数の段を含み；該交換ノードの各々は複数の入 力手段と出力手段とを含み；さらに各々が上流の段の交換ノードの個々の出力手 段を下流の段の交換ノードの個々の入力手段に接続するための複数のリンクを含 み； 下流の交換ノードの該入力手段の各々は、該入力手段がパケットを受信する容量 を有するとき上流の交換ノードの出力手段に送信するべきパケットクロック信号 を発生する手段を含み；該上流の交換ノードは該パケットクロック信号の受信に 応動して該パケットのひとつを該下法の交換ノードに転送し；該上流の交換ノー ドは該パケットの伝送の終りに続く予め定められた時間以内に該下流の交換ノー ドから該パケットクロック信号が受信されたことに応動して誤り情報を送信する 手段を含む；ことを特徴とする交換ネットワーク。
2. ２．請求の範囲第１項に記載のネットワークにおいて該入力手段のひとつは該パ ケットのひとつの終りに応動して該予め定められた時間を計時してから、該パケ ットの該ひとつの受信を表示することによって、該パケットクロック信号を再送 すること特徴とするパケット交換ネットワーク。
3. ３．請求の範囲第１項に記載のネットワークにおいて、該下流の入力手段の該ひ とつはさらにシステムリセット信号に応動して該パケットクロック信号を発生す る手段を含み；該上流の出力手段はさらに該システムリセット信号に応動して該 パケットクロック信号が受信されず、該予め定められた時間が経過したときには 該誤り情報を発生する手段を含むことを特徴とするパケット交換ネットワーク。
4. ４．請求の範囲第２項に記載のネットワークにおいて、該上流の出力手段はパケ ットクロック信号とシステムクロック信号とに応動して、該相互接続リンクを経 由して該上流の出力手段から該下流の入力手段の該ひとつに対して該パケットの 該ひとつの転送を同期する手段を含むことを特徴とするパケット交換ネットワー ク。
5. ５．請求の範囲第４項に記載のネットワークにおいて、該同期手段は該パケット の該ひとつのデータを個々に記憶する手段と；該システムクロック信号に応動し て該パケットの該ひとつの該データを該記憶手段の個々のものに与えるように順 次に指示する手段と； 該パケットクロック信号に応動して該指示手段が該記憶手段の個々のものに記憶 するのに使用したのとは異る順序で、該記憶手段の個々のものから該パケットの 該ひとつについての記憶されたデータを順次に読み出す手段と； 該パケットのか該ひとつの読み出されたデータに応動して、該相互接続リンクを 経由して該下流の入力手段のひとつに対してこのデータを転送する手段と を含むことを特徴とするパケット交換ネットワーク。
6. ６．請求の範囲第５項に記載のネットワークにおいて、該指示手段は該システム クロック信号に応動してモジュロ３計数する手段と、 該計数手段の内容に応動して該パケットの該ひとつの該データを該記憶手段の個 々のものに順次に多重化する手段とを含むことを特徴とするパケット交換ネット ワーク。
7. ７．請求の範囲第６項に記載のシステムにおいて、該パケットデークはピットを 含み、該記憶手段の個々のものは、クロック入力端子にフリップフロップクロッ ク信号が受信されたことに応動して該パケットの該ひとつのデータのひとつのビ ットを記憶するための手段を含むフリップフロップであることを特徴とするパケ ット交換ネットワーク。
8. ８．請求の範囲第７項に記載のネットワークにおいて、該指示手段はさらに該フ リップフロップのクロック入力端子の個々のひとつへの該システムクロック信号 をフリップフロップ信号として多重化し、これによって該個々のブリッブフロッ プが該パケットの該ひとつの該パケットデータの該ピットを記憶するようにする 他の手段を含むことを特徴とするパケット交換ネットワーク。
9. ９．請求の範囲第８項に記載のネットワークにおいて、該読み出し手段は該パケ ットクロック信号に応動してモジュロ３で計数する他の手段と； 該指示手段が該パケットの該ひとつの該パケットデータの該ビットを記値するの に使用したのとは異る順序で該他の計数手段の内容に応動して該フリップフロッ プの内容をデータ選択する手段と を含むことを特徴とするパケット交換ネットワーク。
10. １０．パケット通信のための複数のパケット交換ノードを各々が含む複数の段を 持つパケット交換ネットワークで利用する交換ノードにおいて、該交換ノードは 該ネットワークの上流の段からのパケットを受信するための複数の入力手段と； 該交換ノードから下流の段に対してパケットを通信するための複数の出力手段と を含み； 該入力手段のひとつは該入力手段の該ひとつがパケットを受信する容量を現在持 つことに応動して現在容量信号を発生する手段と； 現在容量信号の受信に応動して該入力手段の該ひとつから該上流の段に対してパ ケットクロック信号を送信する手段と；該上流の段からの該パケットのひとつに 応動して核パケットの該ひとつを記憶する手段と； 該パケットの該ひとつの記憶にさらに応動して該出力手段のひとつによって該下 流の段に該パケットのひとつを転送することを要求する手段とを含み； 該出力手段の該ひとつは該パケットの該ひとつの記憶と該下流の段からのパケッ トクロック信号の受信とに応動して該パケットの該ひとつを該下流の段に通信す るように制御されることを特徴とするパケット交換ネットワークで使用する交換 ノード。
11. １１．請求の範囲第１０項に記載の交換ノードにおいて、該入力手段の該ひとつ はさらに該上流の段からの該パケットの該ひとつの終了に応動して予め定められ た時間の間該パケットクロック信号の送信を止めて、これによって上流の段が該 入力手段の該ひとつの正しい動作を確認することができるようにする手段を含む ことを特徴とする交換ノード。
12. １２．請求の範囲第１１項に記載の交換ノードにおいて、該出力手段の内の該ひ とつはさらに該下流の段への該パケットの該ひとつの送信の終りに応動して該予 め定められた時間の経過の前に該クロック信号が受信されたときには誤り信号を 発生する手段を含むことを特徴とする交換ノード。
13. １３．請求の範囲第１０項に記載の交換ノードにおいて、該入力手段の該ひとつ はさらにシステムリセット信号に応動して該上流の段に対して該パケットクロッ ク信号をただちに送信する手段を含むことを特徴とする交換ノード。
14. １４．請求の範囲第１３項に記載の交換ノードにおいて、該出力手段の該ひとつ はさらに該システムリセット信号に応動して該パケットクロック信号が該予め定 められた時間以内に該下流の段から受信されないときには該誤り信号を発生する 手段を含むことを特徴とする交換ノード。
15. １５．請求の範囲第１２項に記載の出力手段において、さらにシステムクロック 信号と該下流の段からのパケットクロック信号に応動して、該出力手段の該ひと つからの該パケットの該ひとつの通信を該下流の段に同期する手段を含むことを 特徴とする交換ノード。
16. １６．請求の範囲第１３項に記載の交換ノードにおいて該再同期手段は該システ ムクロック信号に応動してモジュロ３計数する第１の手段と； 該パケットの該ひとつのデータを個々に記憶する手段と；該第１の計数手段の内 容に応動して該パケットの該ひとつの該データを該記憶手段の個々のものに順次 に向ける手段と；該パケットクロック信号に応動してモジュロ３計数する第２の 手段と； 該第２の計数手段の内容に応動して、該記憶手段の該個々のものに記憶するのに 該指示手段が使用したのとは異る順序で該記憶手段の個々のものから該パケット の該ひとつのデータを順次に読み出すための手段と； 該パケットの該ひとつの読み出しデータに応動してこのデータを該下流の段に転 送する手段と を含むことを特徴とする交換ノード。
17. １７．請求の範囲第１６項に記載の交換ノードにおいて、該記憶手段の個々のも のは、各々がデータ入力端子とクロック入力端子を有し、該クロック入力端子上 の信号に応動して、該データ入力端子に与えられるビットを記憶するようになっ たフリップフロッブを含み； 該パケットの該ひとつの該データは複数のデータビットを含み；該指示手段は該 第１の計数手段の内容に応動して該フリップフロップの個々のものに対して該デ ータビットを多重化する手段と；該第１の計数手段の該内容に応動して該フリッ プフロップの個々のもののクロック入力端子に対して該システムクロック信号を 多重化する他の手段とを含み；該個々のフリップフロップは該システムクロック 信号のひとつの受信に応動して該データビットのひとつを記憶する ことを特徴とする交換ノード。
18. １８．パケットの通信のためのパケット交換ネットワークの交換ノードのための 誤り検査および制御装置において、該ノードの各々は該交換ノードの内の上流の ものからパケットを受信するための複数の入力手段と交換ノードから下流の交換 ノードにパケットを送信するための複数の出力手段とを含み；該装置はパケット を受信する容量が該入力手段に現在存在するとき、これに応動して該入力手段の ひとつから上流のノードに対してパケットクロック信号を送信する下流の交換ノ ードにおける手段を含み； 該上流の交換ノードの該出力手段のひとつは該パケットのひとつを内部に記憶す るための手段と； システムクロック信号に応動してモジュロ３で計数する手段と；該パケットの該 ひとつのパケットデータを一時的に保持するためのフリップフロップの集合と； 該システムクロック信号に応動して該内部記憶手段から該モジュロ３計数手段の 内容による指示のもとにフリップフロップの該集合中に該パケットの該ひとつを 記憶する手段と；該入力手段の該ひとつからの該パケットクロック信号に応動し てもモジュロ３で計数する他の手段と；該他のモジュロ３計数手段に応動して該 フリップフロップの該集合からパケットデータを順次に読み取って該下流の交換 ノードの該入力手段の該ひとつに対して転送する手段とを含み；該下流の交換ノ ードの該ひとつはさらに転送されたパケットデータを記憶するための他の内部記 憶手段と；該パケットデータの終了に応動して該パケットクロック信号を該上流 の交換ノードに送信するのを停止する手段とを含み；該上流の交換ノードはさら に該パケットデータの終了に応動して予め定められた時間を計時する手段と；該 タイミングに応動して、該パケットクロック信号が該予め定められた期間の全長 の間に受信されたときには誤り信号を発生する手段を含む ことを特徴とする誤り検査・制御装置。
19. １９．各々が複数個の交換ノードを含む交換段を持つ交換ネットワークを用い、 該パケットの各々はアドレスルーティング情報を含み；該交換ノードの各々は複 数の入力手段と、出力手段を含み；各々が上流の段の交換ノードの個々の出力手 段を下流の段の交換ノードの個々の入力手段に接続するための複数のリンクを含 むようになったパケット交換法において； 該入力手段の該ひとつが該パケットのひとつを受信する容量を現在有するときに 相互接続リンクを経由して上流の交換ノードの出力手段に対して送信するために 下流の段の該入力手段のひとつによってパケットクロック信号を発生し；該上流 の交換ノードから該下流の交換ノードに対して該パケットクロック信号に応動し て該パケットのひとつに転送し；該上流の交換ノードによる該パケットの該ひと つの伝送の終りのあとで予め定められた時間を計時し；該予め定められた時間以 内に該下流の交換ノードから該パケットクロック信号が受信されたことに応動し て該上流の交換ノードで誤り情報を送信する ステップを含むことを特徴とするパケット交換法。
20. ２０．請求の範囲第１９項に記載の方法において、さらに該予め定められた時間 が経過したとき該入力手段によって該上流の交換ノードに対して該パケットクロ ック信号を再送信するステップを含むことを特徴とするパケット交換法。
21. ２１．請求の範囲第２０項に記載の方法において、さらに該システムリセット信 号の受信に応動して該下流の入力手段の該ひとつによって該パケットクロック信 号を再生し；該予め定められた時間を経過して該システムクロック信号に応動し て該パケットクロック信号が存在しないときに該上流の出力手段によって該誤り 情報を再送信する ステップを含むことを特徴するパケット交換法。