KR100228303B1 - Apparatus and method for atm switching - Google Patents

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Abstract

N*N 대용량 에이티엠 스위치 장치가, log2(N/n)개의 MUX스위치 단으로 이루어지고, 상기 각 단들이 N/n개의 MUX스위치로 구성되며, 최종 스위치단이 n*n 출력용스위치로 구성되고, N개의 입력포트가 제1단의 MUX스위치 그룹 t(1,1) 및 t(1,2)로 연결되며, 1≤A≤log2(N/n)-1이고 1≤C≤2A의 값을 가지는 A단의 C번째 MUX스위치 그룹 t(A,C) 들의 출력포트들이 복사기를 거쳐 각각 t(A+1,2C-1) 및 t(A+1,2C)의 입력포트들에 연결되며, 최종의 MUX스위치 그룹 t(log2(N/n),C)의 출력포트들이 n*n 출력용스위치들의 입력포트들에 연결되도록 구성한다.The N * N large-capacity ATM switch device is composed of log 2 (N / n) MUX switch stages, each stage is composed of N / n MUX switches, and the final switch stage is composed of n * n output switches. N input ports are connected to the MUX switch groups t (1,1) and t (1,2) of the first stage, 1≤A≤log 2 (N / n) -1, and 1≤C≤2 C second MUX switch of stage a with a value of a group t (a, C) of the output ports are respectively t (a + 1,2C-1) and t (a + 1,2C) input port of the copying machine via the The output ports of the final MUX switch group t (log 2 (N / n), C) are connected to the input ports of the n * n output switches.

Description

에이티엠 스위치장치 및 방법ATM switch device and method

본 발명은 광대역 종합 정보 통신망의 스위치 장치 및 방법에 관한 것으로서, 에이티엠 스위치장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switch apparatus and method for a broadband integrated information communication network, and more particularly to an ATM switch apparatus and method.

광대역 종합 정보 통신망(BISDN: Broadband Integrated Service Digital Network)을 실현하기 위한 핵심 기술로 ATM(Asynchronous Transfer Mode)이 교환 및 전송 분야에서 많은 각광을 받고 있다. 상기 ATM 기술을 이용한 소규모의 LAN(Local Area Network)용 스위치 등이 개발되고 있으며, 통신 인프라로 사용하기 위한 다양한 시험이 각국에서 시행되고 있는 추세이기도 하다. 이런 ATM 네트워크에 필요한 핵심적인 기술 중의 하나가 스위칭 기술이다. 그래서 현재 상기 ATM 스위치를 개발하기 위한 많은 연구들이 이루어지고 있으며, 많은 나라 및 회사들에서 여러 종류의 ATM 스위치를 개발하여 시판 또는 시스템에 적용하고 있다.Asynchronous Transfer Mode (ATM) is a popular technology for realizing a Broadband Integrated Service Digital Network (BISDN). A small LAN (Local Area Network) switch using the ATM technology is being developed, and various tests for use as a communication infrastructure are also being conducted in each country. One of the key technologies required for such an ATM network is switching technology. Therefore, many researches are currently being conducted to develop the ATM switch, and many countries and companies have developed various types of ATM switches and applied them to commercial or systems.

상기와 같은 ATM 스위치는 기본적으로 VLSI 칩들로 구성되며, VLSI 기술 및 패키지의 제약 때문에 스위치의 용량이 제한될 수밖에 없다. 여기서 주요한 물리적인 제약은 VLSI 칩에 들어갈 수 있는 트랜지스터의 수, 열 문제 및 칩에 연결될 수 있는 핀의 수 등이다. 따라서 현재 칩으로 구현될 수 있는 ATM 스위치의 크기는 8*8 또는 16*16 정도이다. 그러나 ATM 스위치 망의 사용이 증가함에 따라 대용량의 ATM 스위치에 대한 요구가 높아지고 있다. 그러나 하나의 칩에 대용량 스위치를 구현하는 것이 불가능하므로, 대용량 ATM 스위치를 구현하기 위해서는 소용량의 ATM 스위치 엘리먼트를 사용하여 모듈라한 확장을 하여야 한다.The ATM switch is basically composed of VLSI chips, and the capacity of the switch is limited due to the limitations of VLSI technology and packages. The main physical constraints here are the number of transistors that can fit into a VLSI chip, thermal issues, and the number of pins that can be connected to the chip. Therefore, the size of an ATM switch that can be implemented with a current chip is about 8 * 8 or 16 * 16. However, as the use of ATM switch networks increases, the demand for large-capacity ATM switches is increasing. However, since it is impossible to implement a large-capacity switch on one chip, a large-scale ATM switch requires a modular expansion using a small-capacity ATM switch element.

일반적으로 에이티엠 스위치장치의 확장은 기본적으로 2*2 스위치를 이용하여 확장을 위한 구조를 만들고 있다. 종래의 스위치 장치의 확장 방법들은 계속적인 확장을 위해서는 새로운 보드들을 계속 개발하여야 하고, 또 커넥터의 제약에 의해 한 보드에서 받을 수 있는 입력의 수가 제한되어 계속적인 확장이 불가능하다. 종래의 스위치 장치는 입력 버퍼 형태를 취하고 있어, 출력에서 충돌을 해결하기 위한 방법이 추가적으로 필요하고, HOL(Head of Line) 블록킹으로 인한 기본적인 최대 전송률이 작기 때문에 이를 해결하기 위한 방안이 필요한다.In general, the expansion of the ATM switch device is basically making a structure for expansion using a 2 * 2 switch. The expansion methods of the conventional switch device must continue to develop new boards for continuous expansion, and the number of inputs that can be received from one board is limited due to the limitation of the connector, and thus continuous expansion is impossible. Since a conventional switch device takes the form of an input buffer, a method for resolving collision at the output is additionally required, and a basic maximum transmission rate due to HOL (Head of Line) blocking is small.

이와 같은 확장의 유연성 문제점들을 해결하기 위하여, 단 1장의 보드를 여러장 이용하여 대용량 까지 확장할 수 있는 구조를 가져야하고, 이 보드는 출력 버퍼형 스위치를 채택하여 HOL(Head of Line) 블록킹 및 출력 측에서의 충돌을 해결할 수 있는 구조를 가져야 하며, 최대 전송율이 거의 1에 가까워서 성능의 향상 또한 기할 수 있어야 할 것이다.In order to solve such flexibility problem of expansion, it is necessary to have a structure that can be expanded to a large capacity by using only one board, and this board adopts an output buffer type switch to block and output HOL (Head of Line). It should have a structure that can resolve the collision on the side, and the maximum transmission rate should be close to 1 so that the performance improvement should be possible.

따라서 본 발명의 목적은 보드 단위의 스위치들을 연결하여 확장이 용이한 대용량 스위치 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a large capacity switch device and method that can be easily expanded by connecting switches in a board unit.

본 발명의 다른 목적은 출력버퍼형 구조를 채택하여 헤드 오브 라인 블록킹 및 출력 측의 충돌을 해결할 수 있는 스위치들을 연결하여 대용량 스위치로 확장할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method that can be extended to a large-capacity switch by connecting the switches that can solve the collision of the head of the line blocking and the output side by adopting the output buffer type structure.

본 발명의 또 다른 목적은 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 이용하여 N*N 크기의 대용량 스위치로 확장할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method which can be expanded to a N * N sized large capacity switch by using a 2n * n MUX switch and an n * n output switch.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 N*N 대용량 에이티엠 스위치 장치가, log2(N/n)개의 MUX스위치 단으로 이루어지고, 상기 각 단들이 N/n개의 MUX스위치로 구성되며, 최종 스위치단이 n*n 출력용스위치로 구성되고, N개의 입력포트가 제1단의 MUX스위치 그룹 t(1,1) 및 t(1,2)로 연결되며, 1≤A≤log2(N/n)-1이고 1≤C≤2A의 값을 가지는 A단의 C번째 MUX스위치 그룹 t(A,C) 들의 출력포트들이 복사기를 거쳐 각각 t(A+1,2C-1) 및 t(A+1,2C)의 입력포트들에 연결되며, 최종의 MUX스위치 그룹 t(log2(N/n),C)의 출력포트들이 n*n 출력용스위치들의 입력포트들에 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a N * N high-capacity ATM switch device comprising log 2 (N / n) MUX switch stages, and each stage includes N / n MUX switches. The stage consists of n * n output switches, the N input ports are connected to the MUX switch groups t (1,1) and t (1,2) of the first stage, and 1≤A≤log 2 (N / n ) The output ports of the C-th MUX switch groups t (A, C) of the A stage with a value of 1≤C≤2 A pass through the copier, respectively t (A + 1,2C-1) and t (A It is connected to the input ports of +1, 2C, characterized in that the output ports of the final MUX switch group t (log 2 (N / n), C) is connected to the input ports of the n * n output switches .

도 1은 2n*n MUX스위치의 구조를 도시하는 도면1 is a diagram showing the structure of a 2n * n MUX switch

도 2는 2n*2n 스위치의 구조를 도시하는 도면Fig. 2 is a diagram showing the structure of a 2n * 2n switch.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 대용량 스위치로 확장하는 방법을 설명하기 위한 도면3 is a view for explaining a method for expanding to a large capacity switch according to an embodiment of the present invention;

도 4a 및 도 4b는 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 이용하여 구현한 N*N 스위치 장치의 구성을 도시하는 도면4A and 4B are views showing the configuration of an N * N switch device implemented using a 2n * n MUX switch and an n * n output switch.

도 5a 및 도 5b는 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 이용하여 N*N 스위치를 구현한 장치의 구성을 도시하는 도면5A and 5B are diagrams showing the configuration of a device implementing an N * N switch using a 2n * n MUX switch and an n * n output switch.

도 6은 32*16 MUX스위치와 16*16 출력용 스위치를 이용하여 구현한 128*128 스위치장치의 구성을 도시하는 도면Fig. 6 is a diagram showing the configuration of a 128 * 128 switch device implemented using a 32 * 16 MUX switch and a 16 * 16 output switch.

도 7은 32*16 MUX스위치와 16*16 출력용 스위치를 이용하여 구현한 128*128 스위치장치의 구성을 간략하게 도시하는 도면FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of a 128 * 128 switch device implemented using a 32 * 16 MUX switch and a 16 * 16 output switch.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대용량 스위치장치에서 셀의 라우팅 태그를 분석하여 셀프 라우팅하는 과정을 도시하는 흐름도8 is a flowchart illustrating a process of self-routing by analyzing a routing tag of a cell in a high-capacity switch device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서는 대용량 스위치를 구현하기 위하여 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 사용한다. 이때 상기 2n*n MUX스위치를 이용하여 다단의 분배 네트워크(muxing network)를 만들어 입력되는 셀을 최종단의 n*n 출력용 스위치로 출력하고, 상기 n*n 출력용 스위치는 분배 네트워크에서 입력되는 셀을 최종 목적지로 전송하는 역할을 한다. 이때 상기 n*n 출력용 스위치는 어떤 형태의 스위치를 사용하여도 가능하다.In an embodiment of the present invention, a 2n * n MUX switch and an n * n output switch are used to implement a large capacity switch. At this time, a multi-stage distribution network is created using the 2n * n MUX switch, and the inputted cell is output to the n * n output switch of the final stage, and the n * n output switch is a cell input from the distribution network. It is responsible for transmitting to the final destination. In this case, the n * n output switch may use any type of switch.

상기와 같이 대용량 스위치를 구현하므로서, 우리는 중간 노드의 균등한 사용, 셀 라우팅 패스(cell routing path) 설정의 불필요, 성능의 개선 등 여러 가지 장점을 얻을 수 있다.By implementing the large-capacity switch as described above, we can obtain various advantages such as equal use of intermediate nodes, no need for setting a cell routing path, and improved performance.

먼저 도 1을 참조하여 2n*n MUX스위치의 구조를 살펴본다. 상기 2n*n MUX스위치는 포트 선택부(port selector part)110, 피포부(First In First Out part)120 및 출력부(output part)130으로 구성된다.First, the structure of the 2n * n MUX switch will be described with reference to FIG. 1. The 2n * n MUX switch includes a port selector part 110, a first in first out part 120, and an output part 130.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 스위치에서 처리되는 ATM 셀의 헤더는 하기 <표 1>과 같은 구조를 갖는다.The header of the ATM cell processed by the switch according to the embodiment of the present invention has a structure as shown in Table 1 below.

[표 1]TABLE 1

라우팅 태그(N/n)+k비트Routing Tag (N / n) + k Bits VPIVPI VPIVPI VCIVCI VCIVCI VCIVCI PTIPTI CLPCLP HECHEC Pay loadPay load

상기 <표 1>에서 라우팅 태그 영역을 제외한 나머지 구성은 일반적인 ATM 셀의 구성이 된다. 여기서 VPI(Virtual Path Identifier)는 가상 패스 식별정보를 저장하는 영역이며, VCI(Virtual Channel Identifier)는 가상 채널 식별정보를 저장하는 영역이고, PTI(Payload Type Identifier)는 페이로드 형태 식별정보를 저장하는 영역이며, CLP(Cell Loss Priority)는 셀의 손실 우선순위 정보를 저장하는 영역이고, HEC(Header Error Control)는 헤더 에러 제어정보를 저장하는 영역이다. 위와 같은 정보들은 ATM 셀의 헤더 정보가 되며, 셀의 나머지 영역에는 페이로드(payload) 정보가 실린다.In Table 1, the remaining configuration except for the routing tag region is a configuration of a general ATM cell. Here, VPI (Virtual Path Identifier) is an area for storing virtual path identification information, VCI (Virtual Channel Identifier) is an area for storing virtual channel identification information, and PTI (Payload Type Identifier) is for storing payload type identification information. Cell Loss Priority (CLP) is an area for storing loss priority information of a cell, and HEC (Header Error Control) is an area for storing header error control information. The above information becomes header information of an ATM cell, and payload information is carried in the remaining areas of the cell.

본 발명의 실시예에서 사용되는 ATM 셀은 상기와 같은 구성을 일반적인 ATM 셀의 구조에 셀을 셀프 라우팅하기 위한 정보인 라우팅 태그를 저장하기 위한 영역을 더 구비한다. 상기 라우팅 태그는 N*N 규모의 대용량 스위치 장치에서 셀전송을 위해 추가적으로 셀 헤더의 전단에 부가되며, 상기 스위치는 상기 라우팅 태그를 이용하여 셀이 전송되어야 할 출력포트를 선택하여 전송한다.The ATM cell used in the embodiment of the present invention further includes an area for storing a routing tag, which is information for self-routing a cell, in the structure of a general ATM cell. The routing tag is additionally added to the front of the cell header for cell transmission in the N * N large capacity switch device, and the switch selects and transmits an output port to which the cell is to be transmitted using the routing tag.

상기 <표 1>과 같은 ATM 셀의 구조를 이용하여 도 1과 같은 스위치가 입력되는 셀을 스위칭하는 MUX스위치의 동작을 살펴본다.The operation of a MUX switch for switching a cell to which a switch as shown in FIG. 1 is input using the structure of an ATM cell as shown in Table 1 will be described.

2n*n MUX스위치는 2n개의 셀을 입력하며, 각 입력포트는 매 셀 타임에 유효한 셀 혹은 더미 셀(dummy cell) 형태로 셀이 입력하게 된다. 상기와 같이 입력포트를 통해 수신되는 2n개의 셀은 포트선택부110에서 선택되어 피포부120에 전달된다. 상기 포트선택부110은 각 셀의 헤더에 있는 라우팅 태그(routing tag)를 보고 각 셀이 피포부120으로 전달하여야 할 셀인지 아닌지를 검사한다. 상기 포트선택부110은 상기와 같은 검사과정에서 전달할 셀로 결정되면 해당 셀을 상기 피포부120에 전달하며, 그렇지 않으면 입력된 셀을 버린다. 이때 상기 2n*n MUX스위치에서 출력되는 셀은 모두 동일한 n*n 출력용 버퍼에 전달되므로, n개의 출력 중 아무쪽으로 출력되어도 상관이 없다. 그러므로 상기 포트선택부110에서 필요로하는 라우팅 태그는 1비트이면 충분한다.The 2n * n MUX switch inputs 2n cells, and each input port is inputted by a cell in the form of a valid cell or dummy cell at every cell time. As described above, 2n cells received through the input port are selected by the port selector 110 and transferred to the bag 120. The port selector 110 looks at a routing tag in the header of each cell and checks whether each cell is a cell to be delivered to the packer 120. If it is determined that the cell is to be delivered in the inspection process as described above, the port selection unit 110 transfers the corresponding cell to the bag unit 120, otherwise the input cell is discarded. In this case, since all cells output from the 2n * n MUX switch are transferred to the same n * n output buffer, it may be output to any of the n outputs. Therefore, the routing tag required by the port selector 110 is 1 bit is sufficient.

상기 포트선택부110에서 출력되는 셀을 저장하는 피포부120은 모두 2n개의 피포들로 구성되며, 동시에 2n개의 셀을 저장할 수 있다. 이는 입력된 2n개의 셀 모두가 포트선택부110에서 출력될 때에도 셀 손실없이 모든 셀을 저장하기 위함이다. 그리고 상기 2n개의 피포는 공유형 피포로 동작하기 때문에, 모든 피포가 하나의 피포로 보여진다.The bag unit 120 storing the cells output from the port selector 110 is composed of all 2n packets, and can store 2n cells at the same time. This is to store all cells without cell loss even when all 2n cells inputted are outputted from the port selector 110. And since the 2n blisters operate as a shared blister, all the blisters are seen as one blister.

상기 출력부130은 매 셀 타임마다 n개의 셀을 상기 피포부120에서 읽어내어 출력용 스위치로 출력하는 기능을 수행한다. 상기 출력부130은 2n개의 피포에서 라운드 로빈(round robin) 방식으로 순차적으로 n개의 셀을 읽어들여 출력포트 측으로 출력한다. 그리고 상기 출력부130은 상기 피포부120 내에 존재하는 셀의 수가 n보다 작은 경우에는 존재하는 만큼의 셀을 읽어 출력하고, 나머지 출력포트에는 더미셀을 출력한다. 이때 포트선택부110에서 피포부120에 셀을 쓰는 순서와 상기 출력부130에서 셀을 읽어들이는 순서가 동일하기 때문에 셀의 순서가 흩어지는 경우는 발생하지 않는다.The output unit 130 reads n cells at the cell unit 120 every cell time and outputs the outputted cells to the output switch. The output unit 130 sequentially reads n cells in a round robin manner from 2n packets and outputs them to the output port side. When the number of cells existing in the bag 120 is smaller than n, the output unit 130 reads out and outputs as many cells as there exist, and outputs dummy cells to the remaining output ports. In this case, since the order in which the cells are written from the port selector 110 to the wrapper 120 and the order of reading the cells from the output unit 130 are the same, the order of the cells is not scattered.

도 2는 2n*2n 스위치 구조를 도시하고 있다. 상기 도 2와 같은 구조를 갖는 2n*2n 스위치는 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 이용하여 구현할 수 있는 최소 크기의 스위치이다. 상기 2n*2n 스위치는 두 개의 복사기CP1~CP2와 2n*n MUX스위치 MS1~MS2 및 n*n 출력용 스위치 OS1~OS2로 구성된다. '2 shows a 2n * 2n switch structure. The 2n * 2n switch having the structure as shown in FIG. 2 is a switch having a minimum size that can be implemented by using a 2n * n MUX switch and an n * n output switch. The 2n * 2n switch is composed of two copiers CP1 to CP2, 2n * n MUX switches MS1 to MS2, and n * n output switches OS1 to OS2. '

상기 도 2를 참조하면, MUX스위치MS1~MS2의 전단에 각각 연결되는 복사기CP1~CP2는 각각 입력되는 0~n-1 셀들과 n~2n-1 셀들을 복사한 후, 상기 MUX스위치MS1~MS2에 출력한다. 따라서 상기 2n*n MUX스위치 MS1은 2n개의 모든 셀을 입력하며, 이중 포트0에서 포트n-1 까지의 출력포트로 출력되고자 하는 셀만을 선택하여 n*n 출력용 스위치 OS1로 출력한다. 그리고 2n*n MUX스위치 MS2는 2n개의 모든 셀을 입력하며, 이중 포트n에서 포트2n-1 까지의 출력포트로 출력되고자 하는 셀만을 선택하여 n*n 출력용 스위치 OS2로 출력한다. 그리고 n*n 출력용 스위치 OS1-OS2는 각각 n개의 입력 셀을 입력하여 각 셀이 원하는 출력포트로 전송하게 된다.Referring to FIG. 2, the copiers CP1 to CP2 respectively connected to the front ends of the MUX switches MS1 to MS2 copy the input 0 to n-1 cells and the n to 2n-1 cells, respectively, and then the MUX switches MS1 to MS2. Output to Accordingly, the 2n * n MUX switch MS1 inputs all 2n cells, and selects only the cells to be output to the output ports from port 0 to port n-1, and outputs them to the n * n output switch OS1. The 2n * n MUX switch MS2 inputs all 2n cells, and selects only the cells to be output from the dual port n to the port 2n-1 to the n * n output switch OS2. The n * n output switch OS1-OS2 inputs n input cells, respectively, and transmits them to the desired output port.

그러므로 상기 n*n 출력용 스위치 OS1-OS2는 어떤 형태의 스위치를 사용하여도 되며, 2n*n MUX스위치 MS1-MS2는 입력되는 셀을 각 스위치가 전달해야 할 출력포트에 따라 그룹 형태로 선택하여 전송하게 된다. 즉, 상기 2n*2n 스위치인 경우, 상기 2n*n MUX스위치 MS1은 포트 0에서 n-1로 출력되어야 할 셀을 선택하여 출력용 스위치 OS1에 전달하며, 상기 2n*n2 MUX스위치MS2는 포트n에서 2n-1로 출력되어야 할 셀을 선택하여 출력용 스위치 OS2에 전달한다. 그러므로 이런 경우, 2n*n MUX스위치MS1-MS2에서 셀 선택을 위하여 필요로 하는 라우팅 태그의 수는 단 1비트이면 충분한다.Therefore, the n * n output switch OS1-OS2 may use any type of switch, and the 2n * n MUX switch MS1-MS2 selects and transmits an input cell in a group form according to the output port to which each switch should transfer. Done. That is, in the case of the 2n * 2n switch, the 2n * n MUX switch MS1 selects a cell to be output from port 0 to n-1 and transfers it to the output switch OS1, and the 2n * n2 MUX switch MS2 is connected to the port n. Select the cell to be output as 2n-1 and transfer it to the output switch OS2. Therefore, in this case, only 1 bit is sufficient for the number of routing tags required for cell selection in the 2n * n MUX switches MS1-MS2.

상기 도 2와 같은 2n*2n 스위치를 이용하여 대용량의 N*N 스위치를 구현하는 경우, 상기 2n*n MUX스위치를 앞단에 계속 연결하므로서 가능하다. 도 3은 최소 규모의 2n*2n 스위치를 확장하여 4n*4n 스위치, 8n*8n 스위치를 구현하는 과정을 도시하고 있다.When a large capacity N * N switch is implemented using the 2n * 2n switch as shown in FIG. 2, the 2n * n MUX switch can be continuously connected to the front end. 3 illustrates a process of implementing a 4n * 4n switch and an 8n * 8n switch by extending a small 2n * 2n switch.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 계속적인 확장을 위해서는 2n*n MUX스위치를 전단에 계속 연결하면된다. 그리하여 최종적으로 N*N 크기의 스위치를 구현하기 위해서는 log2(N/n) 개의 단(stage)이 필요하고, 각 단에서는 (N/n) 개의 스위치가 필요하다. 첫 번째 단에서부터 log2(N/n) 단 까지는 2n*n MUX스위치로 구성되고, 마지막 단은 n*n 출력용 스위치들로 구성된다. 그러므로 총 N*N 크기의 대용량 스위치는 총 (N/n)*log2(N/n) 개의 2n*n MUX스위치들과 (N/n)개의 n*n 출력용 스위치들이 필요한다.As shown in FIG. 3, for continuous expansion, the 2n * n MUX switch may be continuously connected to the front end. Thus, in order to finally implement an N * N size switch, log 2 (N / n) stages are required, and each stage requires (N / n) switches. The first stage and the log 2 (N / n) stage consist of 2n * n MUX switches, and the last stage consists of n * n output switches. Therefore, a total N * N large capacity switch requires a total of (N / n) * log 2 (N / n) 2n * n MUX switches and (N / n) n * n output switches.

도 4a 및 도 4b는 2n*n MUX스위치와 n*n 출력용 스위치를 이용하여 N*N 대용량 스위치를 구성하는 방법을 도시하고 있다. 상기 도 4a 및 도 4b와 구성을 갖는 N*N 스위치에서 n*n 출력용 스위치들은 어떤 형태의 스위치를 사용하여도 무관하며, 2n*n MUX스위치들은 도 1과 같은 출력버퍼형 스위치 구조를 갖는다. 이때 상기 각 MUX스위치들은 2n개의 입력 중에서 각 스위치의 위치에 따라 셀의 라우팅 태그를 보고, n개의 출력포트로 전달되어야 할 셀만을 선별하여 출력한다.4A and 4B illustrate a method of configuring an N * N mass switch using a 2n * n MUX switch and an n * n output switch. In the N * N switch having the configuration of FIGS. 4A and 4B, the switches for n * n outputs may be used without any type of switches, and the 2n * n MUX switches have an output buffered switch structure as shown in FIG. At this time, each MUX switch sees the routing tag of the cell according to the position of each switch among 2n inputs, and selects and outputs only the cells to be transmitted to the n output ports.

도 5a 및 도 5b는 상기 도 4a 및 도 4b와 같은 구성을 N*N 스위치 장치 구조를 간략화하여 도시하고 있다. 상기 도 5a 및 도 5b에서 t(A,C)는 "A"가 해당하는 MUX스위치의 단(stage) 번호를 의미하며, "C"는 해당하는 단에서 해당 MUX스위치의 번호를 의미한다.5A and 5B show the same configuration as that of FIGS. 4A and 4B in a simplified structure of the N * N switch device. 5A and 5B, t (A, C) means a stage number of a MUX switch corresponding to "A", and "C" means a number of a corresponding MUX switch in a corresponding stage.

상기 N*N 스위치에서 t(A,C)는 N/2nA 개의 2n*n MUX스위치로 이루어지고, N/A 개의 셀을 입력하여 N/2A 개의 셀을 출력한다. 그리고 각 단에서 C는 1에서 2A까지의 정수값을 가진다. 상기 t(A,C)에서 출력되는 셀은 복사기들에 의해 복사되어 t(A+1,2C-1)과 t(A+1,2C)의 두 스위치 그룹으로 입력된다. 그리고 첫 번째 단의 t(1,1)과 t(1,2)는 N개의 셀들을 모두 입력한다. 이와 같은 방법으로 스위치 그룹의 입력 및 출력을 연결하면, t(1,1)로부터 출력되는 셀 들은 t(2,1) 및 t(2,2)로 전달되고, 상기 t(1,2)로부터 출력되는 셀 들은 t(2,3) 및 t(2,4)로 전달된다. 마찬가지로 상기 t(2,1)의 출력은 t(3,1) 및 t(3,2)로 전달되고, 상기 t(2,2)의 출력은 t(3,3) 및 t(3,4)로 전달되며, 상기 t(2,3)의 출력은 t(3,5) 및 t(3,6)으로 전달되고, 상기 t(2,4)의 출력은 t(3,7) 및 t(3,8)로 전달된다.In the N * N switch, t (A, C) is composed of N / 2nA 2n * n MUX switches, and inputs N / A cells to output N / 2A cells. And C at each stage has an integer value from 1 to 2 A. The cells output from t (A, C) are copied by the copiers and input into two switch groups, t (A + 1,2C-1) and t (A + 1,2C). And t (1,1) and t (1,2) of the first stage input all N cells. When the input and output of the switch group are connected in this way, the cells output from t (1,1) are transferred to t (2,1) and t (2,2), and from t (1,2) The output cells are delivered to t (2,3) and t (2,4). Similarly, the output of t (2,1) is passed to t (3,1) and t (3,2), and the output of t (2,2) is t (3,3) and t (3,4) ), The output of t (2,3) is delivered to t (3,5) and t (3,6), and the output of t (2,4) is t (3,7) and t Is passed to (3,8).

상기와 같은 방식으로 MUX스위치들의 연결을 계속하면, log2(N/n) 단에는 t(log2(N/n),C)가 1개의 2n*n MUX스위치가 되고, 이들 MUX스위치들과 각각 연결되는 최종 단에는 n*n 출력용 스위치가 연결된다. 상기와 같은 방식으로 MUX스위치를 연속적으로 연결하고, 이들 MUX스위치 들의 앞단에 복사기를 연결하면, 도 4a 및 도 4b와 같은 N*N 규모의 스위치를 구현할 수 있다.If the MUX switches are connected in the same manner as above, t (log 2 (N / n), C) becomes one 2n * n MUX switch in the log 2 (N / n) stage, and these MUX switches At each end, the n * n output switch is connected. By continuously connecting the MUX switches in the same manner as above, and connecting a copier to the front of these MUX switches, it is possible to implement an N * N scale switch as shown in FIGS. 4A and 4B.

상기와 같은 구성을 갖는 스위치의 구현 방법은 하기와 같다.An implementation method of the switch having the above configuration is as follows.

먼저 N개의 입력포트로 입력되는 셀들은 첫단의 MUX스위치인 t(1,1), t(1,2)에 입력되도록 연결한다. [N 포트 입력 → t(1,1), t(1,2)의 입력].First, cells input through N input ports are connected to be input to t (1,1) and t (1,2), which are the first MUX switches. [N port input → input t (1,1), t (1,2)].

두번째로 두 번째 단에서부터 마지막 단 이전 까지의 MUX스위치들의 연결은 해당하는 단의 t(A,C)의 출력을 t(A+1,2C-1), t(A+1,2C)의 입력이 되도록 연결한다. [t(A,C)의 출력 → t(A+1,2C-1), t(A+1,2C)의 입력, 여기서 1≤A≤log2(N/n)-1, 1≤C≤2A].Secondly, the connection of the MUX switches from the second stage to the last stage, the output of t (A, C) of the corresponding stage is input of t (A + 1,2C-1), t (A + 1,2C). Connect so that [output of t (A, C) → input of t (A + 1,2C-1), t (A + 1,2C), where 1≤A≤log 2 (N / n) -1, 1≤C ≤ 2 A ].

세 번째로 t(log2(N/n),C)의 출력은 n*n 출력용 스위치의 입력으로 한다. [t(log2(N/n),C)의 출력→n*n 스위치에 입력, 여기서 1≤C≤N/n].Thirdly, the output of t (log 2 (N / n), C) is the input of the n * n output switch. [output of t (log 2 (N / n), C) → input to n * n switch, where 1 ≦ C ≦ N / n).

상기와 같은 방법으로 본 발명의 실시예에 따라 구현된 스위치 장치의 구현 예를 살펴본다. 도 6은 32*16 MUX스위치와 16*16 출력용 스위치들을 이용하여 구현한 128*128 스위치의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 6과 같은 스위치의 경우, n=16이고 N=128이 된다. 도 7은 상기 도 6과 같은 128*128 스위치의 구성을 간략화하여 도시하는 도면이다.Look at the implementation of the switch device implemented according to an embodiment of the present invention in the same way as described above. FIG. 6 shows the configuration of a 128 * 128 switch implemented using a 32 * 16 MUX switch and a 16 * 16 output switch. In the case of the switch as shown in FIG. 6, n = 16 and N = 128. FIG. 7 is a diagram schematically showing the configuration of a 128 * 128 switch as shown in FIG.

상기 도 6 및 도 7과 같은 구성을 갖는 128*128 스위치에서 각 MUX스위치들의 입출력 관계를 살펴보면 하기와 같다.Looking at the input and output relationship of each MUX switch in the 128 * 128 switch having the configuration as shown in Figure 6 and 7 as follows.

1. 128포트 입력 → t(1,1), t(1,2)에 입력1.128 port input → t (1,1), t (1,2) input

2. t(1,1) 출력 → t(2,1), t(2,2)에 입력2. t (1,1) output → input to t (2,1), t (2,2)

3. t(1,2) 출력 → t(2,3), t(2,4)에 입력3. t (1,2) output → input to t (2,3), t (2,4)

4. t(2,1) 출력 → t(3,1), t(3,2)에 입력4. t (2,1) output → input to t (3,1), t (3,2)

5. t(2,2) 출력 → t(3,3), t(3,4)에 입력5. t (2,2) output → input to t (3,3), t (3,4)

6. t(2,3) 출력 → t(3,5), t(3,6)에 입력6. t (2,3) output → input to t (3,5), t (3,6)

7. t(2,4) 출력 → t(3,7), t(3,8)에 입력7. t (2,4) output → input to t (3,7), t (3,8)

8. t(3,1) 출력 → 첫 번째 16*16 출력용 스위치에 입력8. t (3,1) output → input to the first 16 * 16 output switch

9. t(3,2) 출력 → 두 번째 16*16 출력용 스위치에 입력9. t (3,2) output → input to the second 16 * 16 output switch

10. t(3,3) 출력 → 세 번째 16*16 출력용 스위치에 입력10. t (3,3) output → input to the third 16 * 16 output switch

11. t(3,4) 출력 → 네 번째 16*16 출력용 스위치에 입력11. t (3,4) output → input to the fourth 16 * 16 output switch

12. t(3,5) 출력 → 다섯 번째 16*16 출력용 스위치에 입력12. t (3,5) output → input to the fifth 16 * 16 output switch

13. t(3,6) 출력 → 여섯 번째 16*16 출력용 스위치에 입력13. t (3,6) output → input to the sixth 16 * 16 output switch

14. t(3,7) 출력 → 일곱 번째 16*16 출력용 스위치에 입력14. t (3,7) output → input to the seventh 16 * 16 output switch

15. t(3,8) 출력 → 여덟 번째 16*16 출력용 스위치에 입력15. t (3,8) output → input to the switch for the eighth 16 * 16 output

상기 도 6에서 점선 부분은 도 7의 t(A,C)에 속하는 MUX스위치들을 표시한다. 여기서 상기 t(A,C)에 속하는 스위치 수는 N/2nA=128/(2*16*A)=4/A가 된다. 그러므로 상기 t(1,1)과 t(1,2)는 4개의 32*16 MUX스위치들로 구성되고, t(2,1), t(2,2), t(2,3), t(2,4)는 2개의 32*16 MUX스위치들로 구성되며, t(3,1), t(3,2), t(3,3), t(3,4), t(3,5), t(3,6), t(3,7), t(3,8)은 각각 1개의 32*16 MUX스위치들로 구성된다.In FIG. 6, dotted lines indicate MUX switches belonging to t (A, C) of FIG. 7. Here, the number of switches belonging to t (A, C) is N / 2nA = 128 / (2 * 16 * A) = 4 / A. Therefore, t (1,1) and t (1,2) consist of four 32 * 16 MUX switches, t (2,1), t (2,2), t (2,3), t (2,4) consists of two 32 * 16 MUX switches, t (3,1), t (3,2), t (3,3), t (3,4), t (3, 5), t (3,6), t (3,7) and t (3,8) consist of one 32 * 16 MUX switch, respectively.

상기와 같은 구조로 확장되는 N*N 스위치에서 셀을 전송하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 상기 <표 1>과 같이 셀 구조를 갖는다. 상기 <표 1>에서와 같이 N*N 스위치는 셀 전송을 위해 셀의 헤더에 라우팅 태그를 부가하며, MUX스위치들을 상기 셀 헤더의 라우팅 태그를 분석하여 해당하는 출력 포트 측으로 셀을 스위칭 출력하게 되는 것이다. 이때 N*N 스위치의 경우, 상기 라우팅 태그의 비트 수는 2n*n MUX스위치에서의 라우팅을 위한 N/n 비트와, n*n 출력용 스위치에서 셀을 셀이 원하는 포트로 출력시키기 위한 k비트의 합이된다. 그러므로 상기 N*N 스위치에서 필요한 라우팅 태그의 비트 수는 (N/n)+k 비트가 된다.In order to transmit a cell in an N * N switch extended to the above structure, in the embodiment of the present invention has a cell structure as shown in Table 1 above. As shown in Table 1, the N * N switch adds a routing tag to the cell header for cell transmission, and switches the MUX switches to the corresponding output port by analyzing the routing tag of the cell header. will be. In the case of N * N switch, the number of bits of the routing tag is N / n bit for routing in the 2n * n MUX switch and k bit for outputting the cell to the port desired by the cell in the n * n output switch. Add up. Therefore, the number of bits of the routing tag required in the N * N switch is (N / n) + k bits.

여기서 본 발명의 실시예에 따라 구현된 N*N 스위치의 셀 라우팅 동작을 살펴본다.Here, look at the cell routing operation of the N * N switch implemented in accordance with an embodiment of the present invention.

상기 <표 1>과 같은 구조를 갖는 셀이 입력되면, 상기 각 MUX스위치들은 입력된 셀의 라우팅 태그를 이용하여 셀프 라우팅 방식으로 셀이 출력될 포트를 선택하여 전송하게 된다. 이때 필요한 라우팅 태그의 비트 수는 (N/n)+k가 된다. 여기서 상기 (N/n)은 MUX스위치들에서 필요한 라우팅 태그의 비트 수를 나타내며, k는 n*n 출력용 스위치들에서 필요한 라우팅 태그의 비트수를 나타낸다.When a cell having a structure as shown in Table 1 is input, each of the MUX switches selects and transmits a port to which a cell is output by using a routing tag of the input cell. At this time, the number of bits of the required routing tag becomes (N / n) + k. Here, (N / n) represents the number of bits of the routing tag required in the MUX switches, and k represents the number of bits of the routing tag required in the switches for n * n outputs.

도 4와 같은 N*N 대용량 스위치에서 (N/n) 비트의 라우팅 태그는 각 출력 그룹을 대표하는 비트가 된다. 이런 경우, 상기 라우팅 태그의 비트 구성은 하기 <표 2>와 같이 구성된다.In the N * N large-capacity switch as shown in FIG. 4, the routing tag of the (N / n) bit becomes a bit representing each output group. In this case, the bit structure of the routing tag is configured as shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

1One 22 33 44 ­­­­­­­­­­­­ xx x+1x + 1 ­­­­­­­­­­­­ N/n-2N / n-2 N/n-1N / n-1 N/nN / n ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ??

상기 <표 2>에서 "x"는 x번째 라우팅 태그를 나타내고, (x-1)n ~ xn-1의 출력포트로 출력되는 셀을 대표한다. "?"는 0 또는 1이 되며, x번째 라우팅 태그 아래의 값이 0이면,(x-1)n ~ xn-1의 출력포트 중 하나 또는 여러개의 포트로 이번 셀이 출력됨을 의미하고, 1이면 셀이 출력되지 않음을 의미한다.In Table 2, "x" represents an x-th routing tag and represents a cell output to an output port of (x-1) n to xn-1. "?" Is 0 or 1, and if the value under the xth routing tag is 0, it means that this cell is output to one or several of the output ports of (x-1) n to xn-1, and 1 If it means that the cell is not output.

상기 <표 2>와 같은 라우팅 태그에서 첫 번째 비트는 0 ~ n-1의 출력 그룹을 대표하고, x번째 비트는 (x-1)n ~ xn-1의 출력 그룹을 대표하며, (N/n)번째 비트는 N-n ~ N-1의 출력 그룹을 대표한다. 그래서 x번째의 라우팅 태그 비트 값이 "0"이면 (x-1)n ~ xn-1의 출력포트 중 하나 또는 여러개의 출력포트로 셀이 전송되어야 함을 의미하고, "1"이면 셀이 이 출력 포트 쪽으로는 전송되지 않아야 함을 의미한다. 이때 멀티 캐스팅(multicasting) 및 방송(broadcasting)은 N/n 개의 라우팅 태그 비트에 각 셀이 원하는 여러개의 출력 쪽으로 전달될 수 있도록 "0"를 쓰면된다. 즉, 모든 출력포트 측으로 셀의 출력을 원하는 경우에는 (N/n)개의 라우팅 태그 비트 들을 모두 "0"로 하고, 최종적으로 n*n 출력용 스위치에서 모든 출력포트 쪽으로 셀이 출력될 수 있도록 하면된다.In the routing tag as shown in <Table 2>, the first bit represents an output group of 0 to n-1, the xth bit represents an output group of (x-1) n to xn-1, and (N / The n) th bit represents an output group of Nn to N-1. Therefore, if the value of the xth routing tag bit is "0", it means that the cell should be transmitted to one or several output ports of (x-1) n ~ xn-1. This means that it should not be sent to the output port. In this case, multicasting and broadcasting may be performed by writing "0" to N / n routing tag bits so that each cell can be delivered to a desired number of outputs. In other words, if you want to output cells to all output ports, set all (N / n) routing tag bits to "0" and finally make the cells output to all output ports from the n * n output switch. .

상기 도 4와 같은 N*N 스위치 구조에서 각 스위치 그룹이 통과시켜야 하는 셀 그룹이 다르다. t(1,1)의 경우는 상위 N/2(0 ~ (N/2)-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력하고, t(1,2)의 경우는 하위 N/2(N/2 ~ N-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력한다. 계속하여 t(2,1)의 경우는 상위 N/4(0 ~ (N/4)-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력하고, t(2,2)의 경우는 상위 N/4(N/4 ~ (N/2)-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력하며, t(2,3)의 경우는 상위 N/4(N/2 ~ (3N/4)-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력하고, t(2,4)의 경우는 상위 N/4(3N/4 ~ N-1) 포트로 출력되고자 하는 셀을 출력포트로 출력한다. 즉, 상기 t(A,C)는 N(C-1)/2A~ NC/2A-1의 출력포트로 출력되고자 하는 셀을 출력시키면 된다.In the N * N switch structure as shown in FIG. 4, a cell group to be passed by each switch group is different. In the case of t (1,1), the cell to be output to the upper N / 2 (0 to (N / 2) -1) port is output to the output port, and in the case of t (1,2), the lower N / 2 Outputs the cell to be output from the (N / 2 to N-1) port to the output port. In the case of t (2,1), the cell to be output to the upper N / 4 (0 to (N / 4) -1) port is output to the output port, and in the case of t (2,2), the upper N Outputs cells to be output from the / 4 (N / 4 ~ (N / 2) -1) port to the output port, and in the case of t (2,3), the upper N / 4 (N / 2 ~ (3N / 4) ) -1) Outputs the cell to be output to the port to the output port, and in case of t (2,4), outputs the cell to be output to the upper N / 4 (3N / 4 to N-1) port to the output port do. That is, t (A, C) may output a cell to be output to an output port of N (C-1) / 2 A to NC / 2 A- 1.

그리고 라우팅 태그의 x번째 비트가 (x-1)n ~ xn-1 출력포트를 대표하므로, N(C-1)/2A=(x-1)n에서 x={N(C-1)/(n "2A)}+1과 NC/2A-1=xn-1에서 x=NC/(n "2A)로부터 N(C-1)/2A~ NC/2A-1 출력포트는 {N(C-1)/(n "2A)}+1≤x≤NC/(n "2A)(x는 정수)를 만족하는 x번째의 라우팅 태그 비트들에 의해 대표된다. 그러므로 상기 t(A,C)는 {N(C-1)/(n "2A)}+1≤x≤NC/(n "2A)(x는 정수)를 만족하는 x번째 라우팅 태그 비트 중 하나의 값이 "0"이면(t(x)=0) 셀을 출력시키게 된다.Since the xth bit of the routing tag represents the (x-1) n to xn-1 output ports, x = {N (C-1) at N (C-1) / 2 A = (x-1) n. N (C-1) / 2 A to NC / 2 A -1 output from x = NC / (n "2 A ) at / (n" 2 A )} + 1 and NC / 2 A -1 = xn-1 The port is represented by the x th routing tag bits that satisfy {N (C-1) / (n "2 A )} + 1≤x≤NC / (n" 2 A ) where x is an integer. Therefore, the t (A, C) is the x th routing tag bit satisfying {N (C-1) / (n "2 A )} + 1≤x≤NC / (n" 2 A ) (x is an integer) If either value is "0" (t (x) = 0), the cell is output.

따라서 상기 도 4와 같은 2n*n MUX스위치를 이용하여 N*N 스위치로 확장한 장치에서, 상기 <표 2>와 같은 라우팅 태그를 갖는 셀을 입력되었을 때, 각 t(A,C)가 셀을 출력포트 측으로 전송해야 하는지를 결정하는 과정을 도 8을 참조하여 살펴본다. 상기 도 8에서는 "t"는 MUX스위치 그룹을 나타내며, "A"는 N*N 스위치의 MUX스위치 단 번호를 나타내고, "C"는 해당하는 단에서 위치된 MUX스위치의 번호를 나타낸다. 또한 "N"은 스위치의 입출력포트 수를 나타내며, n은 출력용스위치의 입출력포트 수를 나타내고, x는 현재의 라우팅 태그 비트를 나타낸다.Therefore, in a device extended to an N * N switch using the 2n * n MUX switch as shown in FIG. 4, when t cells with routing tags as shown in Table 2 are input, each t (A, C) is a cell. The process of determining whether to transmit to the output port side is described with reference to FIG. In FIG. 8, "t" represents a MUX switch group, "A" represents a MUX switch stage number of an N * N switch, and "C" represents a number of a MUX switch located at a corresponding stage. "N" represents the number of input / output ports of the switch, n represents the number of input / output ports of the output switch, and x represents the current routing tag bit.

상기 도 8을 참조하면, 라우팅이 시작되면 먼저 811단계에서 x=1로 하여 첫 번째 라우팅 태그 비트를 지정한다. 이후 813단계에서 상기 x가 N/n 보다 크지 않은가(x≤N/n)를 검사한다. 이때 상기 x가 N/n 보다 크지 않은 경우에는 최종 라이퉁 태그 비트 까지 검사하지 않은 상태이므로, 815단계 및 817단계를 수행하면서 N(C-1)/(n2A)+1≤x≤NC/n2A를 만족하는가 검사한다. 이때 이를 만족하지 않는 경우에는 825단계에서 x를 증가하여 다음 라우팅 태그 비트를 지정한다. 그러나 상기 815 및 817단계에서 해당하는 조건들을 만족하면, 819단계에서 해당하는 x번째 라우팅 태그 비트의 값 f(x)가 0인가 검사한다. 이때 상기 f(x)가 0이면 821단계로 진행하여 해당하는 셀을 전송하고, 그렇지 않으면 825단계로 진행한다.Referring to FIG. 8, when routing starts, first, in step 811, x = 1 is designated as the first routing tag bit. In step 813, it is checked whether x is greater than N / n (x ≦ N / n). In this case, if x is not greater than N / n, since the last Leitung tag bit is not checked, N (C-1) / (n2 A ) + 1 ≦ x ≦ NC / Check if n2 A is satisfied. If this is not satisfied, x is incremented to designate the next routing tag bit in step 825. However, if the corresponding conditions are satisfied in steps 815 and 817, it is checked in step 819 whether the value f (x) of the corresponding x th routing tag bit is 0. If f (x) is 0, the process proceeds to step 821 to transmit the corresponding cell. Otherwise, the process proceeds to step 825.

상기한 바와 같이 각 MUX스위치 그룹 t는 자신이 위치한 스위치 단 번호 A 및 해당 단번호에서의 스위치 번호 C에 따라 도 8과 같은 과정을 수행하여 입력된 셀을 전송할 것인지 아닌지를 결정한다.As described above, each MUX switch group t determines whether or not to transmit the input cell by performing the same process as shown in FIG. 8 according to the switch stage number A where it is located and the switch number C in the corresponding stage number.

상기와 같은 MUX스위치들의 셀프라우팅 동작을 상기 도 6의 참조하여 살펴보면, N=16이고 N=128이므로 라우팅 태그 비트 수는 N/n=8이다. 그리고 x번째 비트는 (x-1)n ~ xn-1의 출력 포트 그룹을 대표하므로, 각 비트가 대표하는 출력포트 그룹은 하기와 같다.Referring to the self-routing operation of the MUX switches as described above with reference to FIG. 6, since N = 16 and N = 128, the number of routing tag bits is N / n = 8. Since the x th bit represents an output port group of (x-1) n to xn-1, the output port group represented by each bit is as follows.

1) 1번비트: 0 ~ 151) Bit 1: 0 ~ 15

2) 2번비트: 16 ~ 312) Bit 2: 16 ~ 31

3) 3번비트: 32 ~ 473) Bit 3: 32 ~ 47

4) 4번비트: 48 ~ 634) Bit 4: 48 ~ 63

5) 5번비트: 64 ~ 795) Bit 5: 64 ~ 79

6) 6번비트: 80 ~ 956) Bit 6: 80 ~ 95

7) 7번비트: 96 ~ 1117) Bit 7: 96 ~ 111

8) 8번비트: 112 ~ 1278) Bit 8: 112 ~ 127

그리고 t(A,C)가 출력시킬 셀은 (N(C-1)/n2A)+1=8(C-1)/2A+1과 NC/n2A=8C/2A사이에있는 라우팅 태그 비트 중의 하나가 0인 셀이다.And the cell that t (A, C) will output is between (N (C-1) / n2 A ) + 1 = 8 (C-1) / 2 A +1 and NC / n2 A = 8C / 2 A One of the routing tag bits is a cell.

1): 8(C-1)/2A+1=1, 8C/2A=4 → 라우팅 태그의 1~4번째 비트 중의 하나가 0인 셀1): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 1, 8C / 2 A = 4 → cell in which one of the 1st to 4th bits of the routing tag is 0

2): 8(C-1)/2A+1=5, 8C/2A=8 → 라우팅 태그의 5~8번째 비트 중의 하나가 0인 셀2): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 5, 8C / 2 A = 8 → cell in which one of the 5th to 8th bits of the routing tag is 0

3): 8(C-1)/2A+1=1, 8C/2A=2 → 라우팅 태그의 1~2번째 비트 중의 하나가 0인 셀3): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 1, 8C / 2 A = 2 → cell in which one of the 1st and 2nd bits of the routing tag is 0

4): 8(C-1)/2A+1=3, 8C/2A=4 → 라우팅 태그의 3~4번째 비트 중의 하나가 0인 셀4): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 3, 8C / 2 A = 4 → cell in which one of the 3rd to 4th bits of the routing tag is 0

5): 8(C-1)/2A+1=5, 8C/2A=6 → 라우팅 태그의 5~6번째 비트 중의 하나가 0인 셀5): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 5, 8C / 2 A = 6 → cells in which one of the 5th to 6th bits of the routing tag is 0

6): 8(C-1)/2A+1=7, 8C/2A=8 → 라우팅 태그의 7~8번째 비트 중의 하나가 0인 셀6): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 7, 8C / 2 A = 8 → cell in which one of the 7th to 8th bits of the routing tag is 0

7): 8(C-1)/2A+1=1, 8C/2A=1 → 라우팅 태그의 1번째 비트 중의 하나가 0인 셀7): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 1, 8C / 2 A = 1 → cells in which one of the 1st bits of the routing tag is 0

8): 8(C-1)/2A+1=2, 8C/2A=2 → 라우팅 태그의 2번째 비트 중의 하나가 0인 셀8): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 2, 8C / 2 A = 2 → cell in which one of the 2nd bits of the routing tag is 0

9): 8(C-1)/2A+1=3, 8C/2A=3 → 라우팅 태그의 3번째 비트 중의 하나가 0인 셀9): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 3, 8C / 2 A = 3 → cell in which one of the 3rd bits of the routing tag is 0

10): 8(C-1)/2A+1=4, 8C/2A=4 → 라우팅 태그의 4번째 비트 중의 하나가 0인 셀10): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 4, 8C / 2 A = 4 → cell in which one of the 4th bits of the routing tag is 0

11): 8(C-1)/2A+1=5, 8C/2A=5 → 라우팅 태그의 5번째 비트 중의 하나가 0인 셀11): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 5, 8C / 2 A = 5 → cell in which one of the 5th bits of the routing tag is 0

12): 8(C-1)/2A+1=6, 8C/2A=6 → 라우팅 태그의 6번째 비트 중의 하나가 0인 셀12): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 6, 8C / 2 A = 6 → cell in which one of the sixth bits of the routing tag is 0

13): 8(C-1)/2A+1=7, 8C/2A=7 → 라우팅 태그의 7번째 비트 중의 하나가 0인 셀13): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 7, 8C / 2 A = 7 → a cell in which one of the seventh bits of the routing tag is zero

14): 8(C-1)/2A+1=8, 8C/2A=8 → 라우팅 태그의 8번째 비트 중의 하나가 0인 셀14): 8 (C-1) / 2 A + 1 = 8, 8C / 2 A = 8 → cell in which one of the eighth bits of the routing tag is 0

위와 같은 방법으로 라우팅 태그를 이용하여 2n*n MUX스위치에서 셀을 라우팅시키면, 셀을 각 셀이 원하는 n*n 스위치로 출력되고, 이 n*n MUX스위치에서는 k비트의 라우팅 태그 비트를 이용하여 셀을 최종 출력포트로 전송한다. 이때 상기 n*n 출력용 스위치에서의 셀 라우팅 방법은 어떤 스위치를 사용하는가에 따라 다르게 된다.By routing the cells in the 2n * n MUX switch using the routing tag in the same way as above, each cell is output to the desired n * n switch.Then * n MUX switch uses k bit routing tag bits. Send the cell to the final output port. In this case, the cell routing method of the n * n output switch is different depending on which switch is used.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 대용량 ATM 스위치는 다단의 MUX스위치들과 출력용 스위치들로 구성되며, 상기 다단의 MUX 스위치 네트워크는 입력되는 셀을 최종단의 출력용 스위치들에 전달하고, 상기 출력용 스위치는 상기 MUX스위치 네트워크에서 입력될 셀을 최종 목적지로 전송하는 역할을 수행한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 대용량 스위치 장치는 소용량 스위치들을 이용하여 멀티 캐스팅 및 방송이 가능한 대용량 스위치를 구현할 수 있으며, 한보드에서 구현할 수 있는 최대 스위치 용량은 한정되어 있으므로 한정된 스위치 용량을 이용하여 간단하게 대용량화할 수 있고, 셀프 라우팅 방식으로 셀을 간단하고 빠르고 전송할 수 있으며, 출력버퍼형 스위치를 MUX스위치로 이용하므로서 다단에 따른 성능의 감쇄를 최소화할 수 있다.As described above, the large-capacity ATM switch according to the embodiment of the present invention is composed of multi-stage MUX switches and output switches, and the multi-stage MUX switch network transfers an input cell to output switches of the final stage. The output switch serves to transmit a cell to be input in the MUX switch network to a final destination. Therefore, the large-capacity switch device according to the embodiment of the present invention can implement a large-capacity switch capable of multicasting and broadcasting using small-capacity switches, and the maximum switch capacity that can be implemented in one board is limited, so it is simple to use a limited switch capacity. It is possible to make a large capacity, and to transfer cells in a simple, fast and self-routing manner, and to minimize the performance deterioration due to the multi-stage by using the output buffer type switch as the MUX switch.

Claims (7)

N*N 대용량 에이티엠 스위치 장치에 있어서,In the N * N large capacity AMT switch device, log2(N/n)개의 MUX스위치 단으로 이루어지고, 상기 각 단들이 N/n개의 MUX스위치로 구성되며, 최종 스위치단이 n*n 출력용스위치로 구성되고, N개의 입력포트가 제1단의 MUX스위치 그룹 t(1,1) 및 t(1,2)로 연결되며, 1≤A≤log2(N/n)-1이고 1≤C≤2A의 값을 가지는 A단의 C번째 MUX스위치 그룹 t(A,C) 들의 출력포트들이 복사기를 거쳐 각각 t(A+1,2C-1) 및 t(A+1,2C)의 입력포트들에 연결되며, 최종의 MUX스위치 그룹 t(log2(N/n),C)의 출력포트들이 n*n 출력용스위치들의 입력포트들에 연결되도록 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치장치.It consists of log 2 (N / n) MUX switch stages, each stage consists of N / n MUX switches, the final switch stage consists of n * n output switches, and N input ports comprise the first stage. Connected to the MUX switch groups t (1,1) and t (1,2) of the C-th stage of A stage with 1≤A≤log 2 (N / n) -1 and 1≤C≤2 A The output ports of the MUX switch groups t (A, C) are connected to the input ports of t (A + 1,2C-1) and t (A + 1,2C) via the copier, respectively, and the final MUX switch group t A large-capacity ATM switch device characterized in that the output ports of (log 2 (N / n), C) is configured to be connected to the input ports of the n * n output switches. 제 1항에 있어서, 상기 MUX스위치들이,The method of claim 1, wherein the MUX switches, 2n개의 셀을 입력하며, 입력되는 셀의 라우팅 태그 비트들을 분석하여 세트된 비트의 셀들을 선택하여 출력하는 포트선택부와,A port selector configured to input 2n cells, analyze routing tag bits of the input cells, and select and output cells of the set bits; 2n개의 피포들로 구성되며, 상기 포트선택부에서 출력되는 셀들을 저장하는 피포부와,A packer configured of 2n packets and storing cells output from the port selector; 상기 피포부에 저장된 셀을 읽어 n개의 출력포트로 출력하는 출력부로 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치장치.A large-capacity ATM switch device comprising: an output unit configured to read cells stored in the encapsulation unit and output them to n output ports. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라우팅 태그가,The method according to claim 1 or 2, wherein the routing tag, 셀 헤더에 위치되고, 상기 MUX스위치의 각 출력그룹을 대표하는 (N/n) 비트와 출력용 스위치들을 대표하는 k비트로 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치 장치.Located in the cell header, a high-capacity AT switch device characterized by consisting of (N / n) bits representing each output group of the MUX switch and k bits representing the output switches. 대용량 에이티엠 스위치 장치에 있어서,In the large capacity AT switch device, log2(N/n)개의 MUX스위치 단으로 이루어지고, 상기 각 단들이 N/n개의 MUX스위치로 구성되며, 최종 스위치단이 n*n 출력용스위치로 구성되고, N개의 입력포트가 제1단의 MUX스위치 그룹 t(1,1) 및 t(1,2)로 연결되며, 1≤A≤log2(N/n)-1이고 1≤C≤2A의 값을 가지는 A단의 C번째 MUX스위치 그룹 t(A,C) 들의 출력포트들이 복사기를 거쳐 각각 t(A+1,2C-1) 및 t(A+1,2C)의 입력포트들에 연결되며, 최종의 MUX스위치 그룹 t(log2(N/n),C)의 출력포트들이 n*n 출력용스위치들의 입력포트들에 연결되는 구성을 구비하여,It consists of log 2 (N / n) MUX switch stages, each stage consists of N / n MUX switches, the final switch stage consists of n * n output switches, and N input ports comprise the first stage. Connected to the MUX switch groups t (1,1) and t (1,2) of the C-th stage of A stage with 1≤A≤log 2 (N / n) -1 and 1≤C≤2 A The output ports of the MUX switch groups t (A, C) are connected to the input ports of t (A + 1,2C-1) and t (A + 1,2C) via the copier, respectively, and the final MUX switch group t (log 2 (N / n), C) output ports are connected to the input ports of the n * n output switches, 상기 셀 입력시 자신이 속하는 스위치 그룹 t(A,C)로부터 x는 N(C-1)/(n2A)+1≤x≤NC/n2A의 조건을 만족하는 라우팅 태그 비트를 결정하며, 상기 입력된 셀들의 라우팅 태그 중에서 결정된 비트들을 조사하여 세트된 비트가 있을 시 해당 셀을 전송하는 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치장치.From the switch group t (A, C) to which the cell is input, x determines a routing tag bit that satisfies the condition of N (C-1) / (n2 A ) + 1≤x≤NC / n2 A , And a bit determined from the routing tags of the input cells and transmitting the corresponding cell when there is a set bit. 제 4항에 있어서, 상기 MUX스위치들이,The method of claim 4, wherein the MUX switches, 2n개의 셀을 입력하며, 입력되는 셀의 라우팅 태그 비트들을 분석하여 세트된 비트의 셀들을 선택하여 출력하는 포트선택부와,A port selector configured to input 2n cells, analyze routing tag bits of the input cells, and select and output cells of the set bits; 2n개의 피포들로 구성되며, 상기 포트선택부에서 출력되는 셀들을 저장하는 피포부와,A packer configured of 2n packets and storing cells output from the port selector; 상기 피포부에 저장된 셀을 읽어 n개의 출력포트로 출력하는 출력부로 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치장치.A large-capacity ATM switch device comprising: an output unit configured to read cells stored in the encapsulation unit and output them to n output ports. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 라우팅 태그가,The method according to claim 4 or 5, wherein the routing tag, 셀 헤더에 위치되고, 상기 MUX스위치의 각 출력그룹을 대표하는 (N/n) 비트와 출력용 스위치들을 대표하는 k비트로 구성된 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치 장치.Located in the cell header, a high-capacity AT switch device characterized by consisting of (N / n) bits representing each output group of the MUX switch and k bits representing the output switches. log2(N/n)개의 MUX스위치 단으로 이루어지고, 상기 각 단들이 N/n개의 MUX스위치로 구성되며, 최종 스위치단이 n*n 출력용스위치로 구성되고, N개의 입력포트가 제1단의 MUX스위치 그룹 t(1,1) 및 t(1,2)로 연결되며, 1≤A≤log2(N/n)-1이고 1≤C≤2A의 값을 가지는 A단의 C번째 MUX스위치 그룹 t(A,C) 들의 출력포트들이 복사기를 거쳐 각각 t(A+1,2C-1) 및 t(A+1,2C)의 입력포트들에 연결되며, 최종의 MUX스위치 그룹 t(log2(N/n),C)의 출력포트들이 n*n 출력용스위치들의 입력포트들에 연결되도록 구성된 대용량 ATM 스위치장치의 라우팅 방법에 있어서,It consists of log 2 (N / n) MUX switch stages, each stage consists of N / n MUX switches, the final switch stage consists of n * n output switches, and N input ports comprise the first stage. Connected to the MUX switch groups t (1,1) and t (1,2) of the C-th stage of A stage with 1≤A≤log 2 (N / n) -1 and 1≤C≤2 A The output ports of the MUX switch groups t (A, C) are connected to the input ports of t (A + 1,2C-1) and t (A + 1,2C) via the copier, respectively, and the final MUX switch group t In the routing method of a large-capacity ATM switch device configured to connect output ports of (log 2 (N / n), C) to input ports of n * n output switches, 상기 셀 입력시 자신이 속하는 스위치 그룹 t(A,C)로부터 x는 N(C-1)/(n2A)+1≤x≤NC/n2A의 조건을 만족하는 라우팅 태그 비트를 결정하며, 상기 입력된 셀들의 라우팅 태그 중에서 결정된 비트들을 조사하여 세트된 비트가 있을 시 해당 셀을 전송하는 것을 특징으로 하는 대용량 에이티엠 스위치장치의 셀프 라우팅 방법.From the switch group t (A, C) to which the cell is input, x determines a routing tag bit that satisfies the condition of N (C-1) / (n2 A ) + 1≤x≤NC / n2 A , Self-routing method of a high-capacity AT switch device characterized in that for checking the bits determined from the routing tag of the input cells and transmits the corresponding cell when there is a set bit.
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