KR920002902B1 - 비블로킹 광대역폭 시스템 - Google Patents

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내용 없음.

Description

비블로킹 광대역폭 시스템

제1도는 패킷을 루트하는데 필요한 정보를 포함하는 헤더의 패킷으로 정보가 전송되는 일 대 일, 다수 대 다수의 통신 모드에 적합한 스위칭 시스템의 블록선도.

제2도는 본 명세서에서 사용된 신호 패킷의 포맷도.

제3도는 집신기(11)의 도시적 실시예도.

제4도는 집신기(11)내의 루팅 회로망(16)의 도시적 실시예도.

제5도는 확장기(13)의 한 실시예도.

제6도는 일 대 일, 다수 대 다수, 일 대 다수인 통신 모드에 적합한 스위칭 시스템의 블록선도.

제7도는 카피 회로망(42)의 실시 상세도.

제8도는 카피 소자(420)의 구조도.

제9도는 특정 입력 신호에 응답하여 카피 회로망(42)내에서의 신호 흐름도.

제10도는 공백 패킷 발생기(43)를 갖는 변형된 방송 회로망(40)도.

제11도는 범용 마이크로 프로세서(432)를 사용하는 도식적 실시예인 공백 패킷 발생기(43)의 상세 구조도.

제12도는 마이크로 프로세서(432)내의 계산 절차에 대한 플로우챠트도.

제13도는 라인(102)에 응답하는 개개의 공백 패킷 발생기(44)의 실현도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 집신기 12 : 수신지 분류 회로망

13 : 확장기 42 : 카피 회로망

43 : 공백 패킷 발생기

본 발명은 다수의 입력 신호라인을 다수의 출력 신호 라인에 연결하는 비블로킹 광대역폭 시스템에 관한 것으로, 각 입력 라인은 신호를 전송하고 각각의 신호는 데이터를 수반하는 수신지 어드레스를 갖는다.

전자 기술의 발달로 인해, 다양한 통신 서비스에 대한 요구가 끊임없이 증가되어 왔다. 래이저, 광섬유, 마이크로 프로세서 및 초대규모 집적 회로(VLSI)를 포함한 이들 요구에 대처하기 위해 새로운 기술이 끊임없이 개발되어져 왔다. 새로운 통신 서비스를 실현하기 위한 수많은 대체 연구 방법이 이용가능하면서도, 디지털 데이터 전송이 미래의 통신 서비스에는 가장 좋은 장비인 것 같으므로 현재 디지털 데이터 전송에 대해 관심이 집중되어 있다.

제공될 서비스에 관해서, 표준 전화서비스 이외에 다수의 저, 중간 및 광대역폭의 서비스가 도입될 것으로 예기된다. 이것은 전자우편, 팩시밀리, 고충실도 오디오, 컴퓨터화된 데이터 베이스 서치(예를 들면, 모집[구직]광고, 백과사전, 여행계획등등), 통신(원결)쇼핑, 전자식 은행 업무 및 가정용 컴퓨터 통신망을 포함할 수 있다. 사업가도 또한 전자 칠판, 전화 회담 시설, 워드프로세서, 대형 컴퓨터 통신망을 이용한다.

상기에서 목록된 이러한 서비스를 효율적으로 지원할 수 있는 통신 시스템을 실현하기 위해서는, 유저는 시스템을 통해 전송되는 신호의 특성과 이들 신호를 시스템상에 배치하는 필요 요건을 고려해야만 한다.

예를 들어, 최소한 어떠한 서비스에서는, 광대역폭 능력이 통신 매체 및 스위칭 장비를 필요로 한다는 것은 명백하다.

또한 이러한 서비스의 신호는 다양한 특성을 갖는다는 것도 명백하다. 예를 들어, 버스티(bursty)신호(예를 들어, 컴퓨터 데이터 스트림)로 특징되는 서비스도 있는 반면, 연속신호(예를 들어, 비디오)로 특징되는 서비스도 있다. 버스티 신호에서는 지연 또는 인터럽트가 종종 허용되는 반면에, 연속 신호에서는 사실상 지연은 허용되지 않으며 인터럽트는 패치(patch)하기에 매우 곤란하다. 따라서, 버스티 및 연속 신호에는 다른 하드웨어 능력이 적합하다.

유저간의 여러 신호 상호 작용도 다른 하드웨어 능력을 필요로 한다. 종래의 전화 대화는 저대역폭이고 양방향 전송을 필요로 하는 일 대 일 통신 모드이다. 시간 및 날짜와 같은 정보를 제공하는 서비스는 단지 단일 방향 전송의 방송 능력을 필요로 하는 일 대 다수의 통신 모드이다. 유저가 다수의 서비스에 가입하고 동시에(전자 우편을 수신하는 동안 전화를 받는 것과 같은)여러명의 다른 유저와 통신하기 위해 이들 서비스를 사용할때는 다수 대 다수 방식인 제3통신 모드이다. 이들 상이한 통신모드는 통신 시스템으로부터 여러 능력을 필요로 한다.

상기의 기술을 면밀히 고찰하는 것은 이용하는 각 유저의 능력에 달려 있다. 각 유저의 능력 고찰에 의한 영향은 스위치와 전송 채널 상호 작용에서 분명해진다.

스위치에 관해서, 새로운 서비스중에는 광대역폭을 필요로 하는 것이 있고, 이러한 스위치는 광대역폭 능력을 갖추어야만 한다. 그러나, 광대역폭 능력을 제공하는 대부분의 스위치는 저대역폭의 신호가 전송될 때는 이러한 대역폭을 전부 활용하지 않는다. 이러한 것은 자원 낭비이다. 제공될 것으로 예기되는 무수한 서비스에서 낭비를 최소로 하기 위해서는 사용된 스위치는 광대역폭 스위칭 능력을 본질적으로 할 수 있어야 하며, 또한 유저가 필요로 하는(또한 지불하기를 원하는)대역폭만을 유저에게 제공하여 한 유저에 의해 사용되지 않은 대역폭은 다른 유저에게 제공될 수 있어야만 한다.

전송 채널 상호 작용에 대해서 설명하면, 스위치를 다수의 서비스(다수 대 다수)를 전송하고 수신하는 고객에게 연결시키는 가장 경제적인 방법중 하나는 다중화된 여러 신호를 가지는 단일 케이블을 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 방식을 사용하여서 생겨나는 주요한 문제점중 한가지는 둘 이상의 소스와 공통 수신기 사이에서의 전송을 조정시키는 것이 곤란하다는 것이다. 종래에는, 수신기의 용량은 송신기간에 할당된 시간 슬롯으로 분배되지만 유감스럽게도 이러한 상황에서는 블로킹(blocking)이 일어난다. 송신기는 특정 수신기와 통신할 수 없을지도 모르는데, 이것은 송신기가 특정 수신기가 이용하는 시간 슬롯을 미리 다른 수신기에 맡겨 버릴 수도 있기 때문이다. 그래서, 수신기와 송신기가 필요한 대역폭을 갖을 수 있더라도 통신은 가능하지 않게 된다.

요약하면, 광대역폭 범위에서 신호를 스위칭하고, 저대역폭 신호를 스위치하기 위해 광대역 자원을 경제적으로 활용하고, 연속 신호뿐만 아니라 버스티 신호를 조정하고, 일 대 일, 일 대 다수 및 다수 대 다수인 통신 모드를 블로킹 없이 효과적으로 설정할 수 있는 스위치를 갖는 것이 바람직하다.

광대역 전화 통신은 대부분 컴퓨터간의 디지털 데이터 전송에 관련되어 응용된다. 이러한 데이터는 광대역폭을 필요로 하기 때문에, 사실상 바람직한 정보의 전송을 위해 매우 짧은 시간 간격을 필요로 하는 버스티이다. 버스티 포맷 때문에, 이러한 통신의 특성은 전화통신망에서 종래의 음성 통신과는 동일하지 않다. 따라서, 컴퓨터를 상호 연결시키는 대부분의 통신망은 연속 통신용에 적합하도록 설계되어져 있지 않다.

음성 및 데이터 통신에 적합한 하기에서 기술된 시스템은 본 발명과 관련되는 기술을 나타낸다.

미합중국 특허 제4,251,880호에서는 버스티 데이터 및 연속데이터를 조정하는 시스템에 관해서 기술되어 있다. 이 시스템은 단일 디지털 루프를 사용하며, 이 루프는 데이터를 이 루프로 전송하고 이 루프로부터 데이터를 수신하는 데이터 교환기를 포함하고 있다. 디지털 루프에 직렬로 중앙 제어기가 위치되어 다양한 프로그래머블 데이터 교환기 사이에서 정보 교환을 위해 시간 슬롯을 할당하도록 동작한다. 데이터 교환기의 협동하여 이 제어기는, 각 프레임의 필드의 크기를 변화시켜 연속 통신에 관련된 필드부가 트래픽 유량의 변화에 따라 팽창 및 수축됨으로써 버스티 데이터에서 이용되는 시간 슬롯의 수를 증가 또는 감소시킨다. 이러한 시스템은 상당히 강하지만 루프시스템이므로, 조정할 수 있는 유저의 수와 각 유저의 대역폭이 본질적으로 제한을 받는다.

에이취.제이.매드씨와 그외 공동 발명자들에 의해서 1961년 6월 제 6호의 COM-29권의 페이지 868에서 885에서 ＂광 통신망을 이용한 집적 광대역폭 통신--실험 연구의 결과＂란 제목으로 기술된 통신에 관한 IEEE회보의 논문에서 공개되었다. 이 논문에서는 초당 560메가(Mega)전송시설을 사용하는 광대역 통신용으로 상당히 광범위한 시스템에 관해서 기술되어 있다. 기본적으로, 이 시스템은 국부 루프가 중계선에 이어지고 다수의 유저가 각 루프와 연결되는 이중 TDM시스템이다. 제한된 정도까지는 각 루프의 유저는 서로 통신할 수 있고 중계선을 통하여 다른 국부 루프의 유저와 연결하기 위해 프로토콜이 기술되어 있다. 이 시스템의 문제점은 상기 특허의 문제점과 같이 기본적으로 루프 시스템이라는 사실에 근거된다.

이러한 문제점들은 본 발명에 따른 비블로킹 광대역폭 시스템으로 해결되며 이 시스템에서, 신호는 소스어드레스 서브 필드를 가지는 헤더 필드와 데이터 필드를 포함한 신호 패킷과, 데이터 필드가 카피(copy)되는데 이용하는 지시부를 가지는 신호 패킷인 방송 패킷을 구비하며, 입력라인과 출력라인 사이에 연결된 방송 회로망은 방송 패킷의 데이터 필드를 동일한 소스 어드레스를 가지는 공백 패킷의 데이터 필드로 카피하도록 구성되어 있다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 장점은 본 발명의 원리에 따라 어드레스 정보를 수반한 신호 패킷을 처리하는 광대역 자기 루팅 스위치 장치로 달성된다.

일 대 일, 일 대 다수, 다수 대 다수의 통신 모드를 실현하기 위한 한 실시예에서, 다중 서비스 유저용으로 정해진 신호 패킷은 광대역폭 전승 채널상에서 시간 멀티플렉스되고 동일하게 스위치에서 디멀티플렉스 된다. 디멀티플렉스된 신호 패킷은 방송 통신망에 인가되는데 이 방송 회로망은 집신기와, ＂소스 분류＂분류 회로망과, 카피 회로망과 임의로 공백 카피 패킷 발생기를 포함한다. 이 집신기는 입력 라인의 셋트와 카피 패킷 소스로부터의 라인 셋트에서 전송하지 않거나 사용되지 않는 라인을 분리함으로써 차후의 절차를 줄이도록 한다. 방송 카피를 원하는 유저는 의도된 방송 장치의 어드레스를 유지하는 소스 어드레스 서브 필드를 가진 자기 어드레스된 공백 카피 패킷을 전송한다. 교체적으로, 공백 카피 패킷 발생기는 수신기 또는 방송장치의 명령으로 공백 패킷을 발생한다. ＂소스 분류＂분류 회로망은 방송 장치의 신호 패킷에 인접하게 모든 공백 카피 패킷(방송 장치를 수신하고자 하는 유저로 어드레스됨)을 위치정한다. 카피 회로망은 방송 장치의 신호 패킷의 데이터 필드에 있는 정보를 유저로 어드레스된 카피 패킷의 데이터 필드로 카피한다.

방송 회로망을 출력하는 신호 패킷은 ＂수신기 분류＂분류 회로망과 확장기를 포함하는 광대역폭 스위치로 입력한다. ＂수신지 분류＂분류 회로망은 수신지 어드레스의 순서대로 패킷을 배열하고 확장기는 희망 수신지로 분류된 패킷을 루트한다. 확장기의 출력신호는 상술된 바와 같이 시간 멀티플렉스되고, 멀티플렉스된 패킷이 유저로 전송된다.

[다수 대 다수 통신 모드-개관]

제1도는 데이터를 수반하는 수신지 어드레스를 가지는 임의 신호 전송 방법에 있어서 블로킹없이 일 대 일 통신 모드 및 다수 대 다수 통신 모드를 조정할 수 있는 광대역 스위칭 시스템을 도시한다. 일 대 일 통신 모드는 하나의 터미널이 다른 한 터미널과 통신할 때 나타나며, 다수 대 다수의 통신 모드는 (한 유저 또는 다수 유저로부터)여러 터미널이 여러 터미널을 갖는 한 유저와 통신할 때 나타난다.

수신지 어드레스가 수반되는 필요성은 종래의 전화 신호라도 수신지 어드레스와 수반되는 (매우 긴) 데이터의 버스트를 구비한다고 생각될 수 있으므로 아주 만족한 제1도 시스템의 요건이다. 본 명세서의 목적을 설명하면 제1도의 시스템은 데이터가 상대적으로 적은 정보의 패킷으로 유저간에서 전송되는 유사한 패킷스위칭 장치에 대해서 기술된다. 제1도의 시스템 및 아래에서 기술된 제6도의 시스템에 적당한 제2도에서 도시된 패킷의 포맷은 데이터 필드와, 활성 비트 및 어드레스 필드를 포함하는 헤더로 구성된다. 활성 비트가 ＂0＂일때는 패킷이 데이터를 전송하는 것을 나타낸다. 어드레스 필드는 수신지 어드레스 서브 필드와, 소스 어드레스 서브 필드와 가능하게는 다른 서브 필드를 포함한다. 각 서브 필드는 먼저 최상위 비트를 지닌 정보를 전송한다. 물론 데이터 필드는 통신되어질 정보를 포함한다.

상기에서 기술된 바와 같이, 다수 대 다수의 통신 모드에서는, 각 유저는 여러개의 입력 및 출력 채널을 가진다.

이들 채널은 통상 각 유저에 연결된 시분할 멀티플렉스된 전송 라인상에 시간 슬롯을 통행 설정되며, 소정의 레이트(rate)로 되는 각각의 시간 슬롯은 고객에 의해 가입된 특정 서비스에 전용되어 있다. 상술된 바와 같이, 다중 서비스 고객과 통신하는 이러한 방식에 있어서 어려운 점은, 송신자가 이용하는 시간 슬롯이 수신자가 이용하는 시간 슬롯과 일치하지 않는다는 것이다. 즉, 한 고객의 출력 채널을 다른 고객의 입력 채널에 직접 연결하는데 불가능할 수 있다.

이러한 문제점은 시간 슬롯 교환기를 사용하여 시간 슬롯을 재배치하고 재배치된 신호를 크로스바(crossbar)와 같은 비블로킹 공간 분할 스위치에 인가함으로써 부분적으로는 해결될 수 있다. 그러나 불행하게도, 이러한 방법을 이용하면 아직도 블로킹이 일어난다.

블로킹 문제는 공간 스위칭 프로세스가 후속되는 시간 스위칭 프로세스를 단일의 대공간 스위칭 프로세스내로 맵핑시킴으로써 피할 수가 있다. 이러한 것을 입력 시분할 멀티플렉스된 신호를 분리신호나 채널로 디멀티플렉스하고 모든 시간 슬롯의 신호(즉, 신호 채널)를 비블로킹 공간 스위치에 동시에 병렬로 인가함으로써 달성된다. 이러한 방법은 초기에는, 시간 슬롯을 기억하기 위해서는 여러 버퍼가 필요해지고, 공간 스위치가 상당히 대형화(입력 포트가 많아짐)될 필요가 있기 때문에 실용성이 없는 것처럼 보였다. 그러나, 입력시간 슬롯 버퍼의 필요성은 시간 슬롯 데이터를 비트와 같이 뒤섞임으로써 피할 수 있고, 공간 스위치의 크기는 집신기단을 사용하고 고속인 소규모 회로망을 더 느리고 더 커다란 회로망의 작용을 시뮬레이트(simulate)하도록 하는 여러 가지 하드웨드 트레이드 오프(trade off)를 개발함으로써 줄일 수 있다.

신호 채널의 최적 대역폭에 관한 문제가 남아 있다. 유저는 그들이 가입한 서비스를 변경할 수 있고 상이한 서비스 제공 터미널이 상이한 대역폭을 필요로 하기 때문에, 한 방법은 스위치가 임의 서비스 제공 터미널의 가장 넓은 대역폭을 조정할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 것은 대부분의 유저 터미널에 있어서는 스위치 능력의 낭비이다. 또한 이것은 미래 서비스의 이용성에도 제한을 한다.

본 발명에 관련하여 사용된 해결방법은, 서비스 제공 터미널의 모든 신호를 ＂편의＂대역폭의 채널로 분할하고, 편의 대역폭신호를 비블로킹 공간 분할 스위치에 동시에 인가하여 인가된 모든 신호에 균일의 지연을 제공하는 것이다. 채널은 독립적으로 어드레스되고, 독립적으로 루트되고, 필요에 따라 조합되어서 원래 신호로 다시 형성된다. 이러한 방법은, 채널 대역폭이 저데이터 레이트 신호에 대한 대역폭을 불합리하게 낭비하지 않은 정도로 충분히 작고, 고데이터 레이트 신호를 대단히 많은 채널로 분할하지 않을 정도로 충분히 넓게 선택되도록 한다. 또한, 이러한 방법은 고객이 갖기를 원하고 지불하기를 원하며 요구가 증가함에 따라 조절 가능하게 증가될 수 있는 스위칭 구조를 스위치 소유자에게 제공하는 전체 대역폭을 지정하는 것을 허용한다.

[다수 대 다수 통신 모드-제1도]

본 발명의 원리는 제1도에서 도시된 바와 같은 시스템으로 실현되고, 제1도에서, 라인(100)은 유저로부터 나온 신호를 전송하는 입력신호라인이며, 라인(110)은 유저에게 신호를 전송하는 출력 신호라인이다. 라인(100 및 110)의 수는 반드시 동수일 필요는 없다. 라인(100 및 110)은 각각의 유저로부터 또는 각각의 유저로 시간 멀티플렉스된 신호 패킷을 전송할 수 있는 광대역폭 전송라인이다. 유저측에서, 시간 멀티플렉스된 신호 패킷은 다수의 서비스 제공 장비와 상호 작용이다.

각 라인(100)의 시간 멀티플렉스된 디멀티플렉서(101)에 의해 디멀티플렉서 블록(20)내에서 미리 선택된 대역폭의 채널로 디멀티플렉스되고, 디멀티플렉스된 신호는 라인(102)을 통해서 광대역 패킷 스위치(11)에 인가된다. 스위치(10)는 인가된 패킷은 적당한 스위치 출력 라인(103)으로 루트하고, 라인(103)에서 루트된 신호 패킷은 멀티플렉서(104)에 의해 멀티플렉서 블록(30)내에서 멀티플렉스되어 출력신호라인(110)에 인가된다. 소자(10,20 및 30)는 블록(50)으로 제어된다.

[디멀티플렉서(101) 내지 멀티플렉서(104)]

디멀티플렉서(101) 및 멀티플렉서(104)의 동작은 라인(100 및 110)으로 유입하는 패킷의 신호 비트를 짜맞춤으로써 표시된다. 각각의 디멀티플렉서(101)는 입력라인(100)의 고속 데이터 스트림을 직렬로 받아들이는 시프트 레지스터(116)와 레지스터(116)의 병렬 출력을 버퍼하는 레지스터(117)로 실현될 수 있다. 반대로, 각각의 멀티플렉서(104)는 라인(103)의 신호를 버퍼하는 레지스터(117)와 라인(110)상으로 버퍼된 신호를 시프트시키는 시프트 레지스터(118)로 실현될 수 있다.

[광대역 스위치(10)]

제1도의 스위치(10)는 라인(102)상의 입력신호에 응답하는 집신기(11)와, 집신기(11)에 응답하는 ＂수신지 분류＂분류 회로망(12)과, 분류 회로망(12)에 응답하는 확장기 회로망(13)을 구비한다. 후술은 스위치(10)에 대해서 충분히 상세하게 기술하여, 본 기술분야의 사람이 스위치(10)를 이해하고 제조하고, 사용 가능하게 한다.

집신기(11)는 활성 신호 패킷을 전송하는 라인을 한데 모아서, 스위치(10)의 나머지 소자라고 생각되는 라인의 수를 감소시킨다. 즉, 집신기(11)는 라인(107)의 수를, 임의 라인(102)상의 신호가 점유된 모든 라인(107)을 발견하는 다소의 가능성을 손상을 주지 않고도 라인(102)의 수보다 상당히 감소시킨다. 물론, 비용 및 스위치 사용 댓가면에서 집신기를 사용하여 얻어진 경제적 이득이 감소될 때는 집신기(11)를 사용하지 않을 수 있다.

집신 작용은 활성 비트로부터 얻어진 식별에 필요한 정보를 갖고 라인(102)상에 활성 패킷의 존재를 식별함으로써 실현된다. 활성 패킷을 식별하면, 집신기(11)는 제1도에서 최좌측 라인(107)에서 시작하는 출력라인(107)으로 활성 패킷을 루트하여 활성 패킷을 전송하는 라인 시퀀스에서의 간격을 없애버린다. 모든 활성 패킷은 이와 같이 맨좌측 라인(107)에서 시작하는 라인(107)에서 서로 인접하여 위치되고, 모든 비활성 패킷(있다면)은 사실상 맨우측 라인(107)에서 시작하여 서로 인접되어 위치된다.

최소한의 지연을 도입하기 위해서는 집신기(11)가 패킷 루팅을 동시에 수행하는 것이 중요하다.

제3도에서 도시된 집신기(11)의 블록 신도에 대한 특정한 실시예는 라인(102)에 연결된 가신기 회로망(14) 및 지연 회로망(15)과, 가산기 회로망(14) 및 지연 회로망(15)에 연결된 루팅 회로망(16)을 포함한다. 가산기 회로망(14)은 활성 비트를 포획(capture)하는 플립플롭(141)의 행과 각 입력 라인(102)에 ＂유휴 라인 합＂ 신호를 제공하기 위해 상호 연결된 가산기 회로(142)의 어레이로 구성된다. 각 ＂유휴 라인 합＂ 신호는 상응하는 라인(102)과 선택된 제1라인(102)(예를 들어, 제3도에서 맨좌측 라인(102)간의 유휴라인(102)(비활성 패킷을 가진 라인)의 수를 나타낸다. 회로망(15)은 가산기 회로망(14)내에서의 지연과 동등한 양만큼 레지스터(151)에서 라인(102)의 신호 패킷을 지연하에서, 가산기 회로망(14)의 ＂유휴 라인 합＂신호가 지연 회로망(15)으로부터 루팅 회로망(16)으로 입력하는 신호 패킷과 동기로 루팅 회로망(16)으로 입력하도록 한다.

제4도에서 더욱 상세히 도시된 루팅 회로망(16)은 시프트 회로망이다. 루팅 회로망(16)은 지연 회로망(15)에 의해 공급된 신호 패킷을 출력 라인(107)으로 루팅하는 스위칭 소자(160)의 어레이를 가산기 회로망(14)에 의해 공급된 ＂유휴 라인 합＂신호의 제어 상태하에서 구비한다. 스트로브 신호의 제어 상태하에서, 각 소자(160)는 가산기 회로망(14)으로부터 나온 라인으로부터 적당한 제어비트를 포획하고, 포획된 제어 비트에 의해서, 입력신호를 두 개 출력 터미널 중 한 터미널이나 다른 터미널로 스위치시킨다. 예를 들어, 특정한 신호 라인이 2진수로 1010으로 표시되는 10과 동등한 관련된 ＂유휴 라인 합＂을 가질 때, 제1행은 최하위 제어비트(0)을 포획하여 신호를 시프트하지 않은채로 전송하며, 제2행은 그 다음 제어 비트(1)을 포획하여 신호를 좌측으로 2위치 시프트시키며, 제3행은 그 다음 제어 비트(0)을 포획하여 신호를 시프트 시키지 않은채로 전송시키며, 제4행은 마지막 제어비트(1)을 포획하여 신호를 좌측으로 8위치를 시프트시킨다. 필요한대로, 10위치 좌측 시프트를 얻을 수 있다.

2^m-1시프팅 처리를 완성하기 위해, 소자(160)의 M번째 행 다음에, OR게이트(152)는 적당한 출력 라인(107)에 시프트된 신호를 위치시킨다. 물론, 상기와 같이, 회로망(16)의 구조는 전부 반복되고 게이트(152)는 소자(160)의 다른 행으로 대치될 수 있다.

＂수신지 분류＂분류 회로망(12)(제1도)은 명칭이 암시하는 바와 같이, 라인(107)의 입력신호 패킷을 이들 패킷의 수신지에 의거하여 분류하여 분류된 패킷 셋트를 라인(108)으로 전송한다. 분류 처리는 신호 배열하여서 라인(108)에서, 임의 선택된 신호 패킷의 한측에 위치된 모든 신호 패킷은 상위이거나 동일한 수신지 어드레스를 가지며, 선택된 신호 패킷의 다른측에 위치된 모든 신호 패킷은 하위이거나 동등한 수신지 어드레스를 가진다.

분류 회로망(12)은 미합중국 특허 제3,428,946호에서 기술되고 1968년 봄, 죠인트 컴퓨터 컨퍼런스 프로시딩즈의 페이지 307에서 314에서 공개된 ＂분류 회로망 및 그 응용＂이란 명칭으로 기사화된 종래의 회로망으로 수행될 수 있다. 분류 회로망(12)의 다른 실행은 상술한 캐나다 특허원에서 상세히 기술되어 있다.

확장기(13)는 라인(108)에서 분류된 패킷의 셋트를 패킷의 실제 수신지 어드레스로 루트한다. 본 발명의 원리에 따라 확장기(13)의 기능을 실현하는데 여러 수행을 할 수 있다. 제5도에서 도시된 한 실행은 트랩회로망(131), 분리 회로망(132) 및 루팅 회로망(133)을 구비한다.

트랩 회로망(131)은 공통 수신지를 찾아내는 패킷의 존재를 검출하여 그들중 하나만을 제외하고 모두 비활성시킨다. 한번에 한 패킷만을 특정한 수신지에 연결하는 경우, 회로망(131 및 132)은 확장기의 적당한 동작을 필요로 하지 않는다. 각 입력 라인(108)에 대해서, 회로망(131)은 비교기(134)와, 지연 레지스터(135) 및 선택기(136)를 포함한다. 비교기(134)는 관련된 입력 라인(108)에서 신호의 수신지 어드레스와 바로 좌측으로 인접한 라인(108)에서 신호의 수신지 어드레스를 비교한다. 지연 레지스터(135)는 비교기(134)에서의 지연에 상당하는 지연을 제공한다. 도시된 실행에서, 비교기(134)가 입력라인의 수신지 어드레스와 좌측 라인의 수신지 어드레스와 같다는 것을 선택기(136)에 지시할때마다 선택기(136)는 (지연 레지스터(135)로부터 지연된 신호 대신)연속 ＂1＂을 이 출력으로 전송한다. 다른 실행에서, 선택기(136)는 패킷이 ＂반복＂인 것을 나타내도록 헤더에서 ＂트랩＂플래그를 셋트할 수 있다.

분리 회로망(132)은 비교 회로망(131)에 의해서 발생된 비활성 패킷(연속 ＂1＂스트립)을 분리한다. 활성비트에서 ＂1＂의 스트림에서 맨처음 ＂1＂을 사용하여서, 회로망(132)은 집신기 회로망(11)으로 수행된다. 분류 회로망(12)과 같은 회로망은 분리 회로망으로서 사용될 수 있다. 상술된 교체 실행에서, 트랩 플래그는 활성 비트이 기능을 갖는다.

루팅 회로망(133)은 두 개 입력(A 및 B)과 두 개 출력(C 및 D)의 스위치 소자(130)를 구비하며, 이 스위치 소자(130)는 행 i 및 열 j의 어레이로 상호 연결되고, 스위치 소자(130) 다음에 AND게이트(137)의 행이 배열되어 있다. 소자(130)의 상단 행의 B입력은 분리기 회로망의 출력에 연결되어 있다. 이들 소자의 A입력은 논리 0에 연결되어 있다. 나머지 스위칭 소자(130)의 상호 연결은 다음의 패턴에 따른다.

B_i,_j=C_i+1,_j및 A_i,_j=D_i+1,_j-k

여기서 k=2ⁱ이며, i=1,2,3,…인 경우 행 i는 소자(130)의 최저 행으로부터 상향 계수되고, j=1,2,3…인 경우 열 j는 좌측에서 우측으로 계수된다(제5도). 첨자가 0보다 큰 동안은 방정식은 i≤M 및 j≤M인 코넥션을 정하는데, 여기서 M은 행의 수이고 N은 열의 수이다. 상기 방정식으로 한정되지 않은 신호 포트와의 코넥션은 0와의 코넥션이다.

게이트(137)는 소자(130)의 하단 행에 연결된 두 입력 AND게이트이다. 열 m에서 게이트는 열 m-1에서 소자(130)의 출력 D와 열 m에서 소자(130)의 출력 C에 연결되어 있다.

적당한 확장기의 동작으로는, A나 B인 한 개 입력만이 동일한 패킷시간에서 활성되어야 하고, 각각의 스위치 소자(130)는 활성 패킷을 수신한다. 만일 두 입력 모두 비활성이면, 출력은 모두 그 패킷 시간동안 ＂1＂(비활성)로 셋트된다. 수신된 패킷의 수신지 어드레스는 고정 임계 어드레스와 비교하여, 비교 결과에 의거하여, 패킷은 출력 C 또는 출력 D로 루트된다.

각 스위치 소자(130)의 고정 임계 어드레스는 어레이내의 그 위치에 관련되고, 2^i-1+j1 攻다. 수신지 어드레스가 고정 어드레스와 같거나 작을때마다, 수신된 패킷은 출력 C로 전송된다. 만약 그렇지 않다면, 출력 D로 전송된다.

스위치 소자(130)의 실행은 고정 임계 어드레스를 기억하기 위한 판독 전용 메모리와, 비교를 하기 위한 게이트 및 플립플롭과, 스위칭 선택은 기억하기 위한 플립플롭과, 스위칭을 하는 다른 게이트를 사용하여 종래의 설계 방법에 따른다.

[일 대 다수 통신 모드-개관]

우리가 방송이라 부르는 일 대 다수의 통신 모드를 실현하기 위한 본 발명의 기본 원리는 데이터 카피인 것이다. 많은 유저에게 방송을 하기 위해서, 방송을 수신하기를 원하는 유저에게 어드레스되는 패킷을 발생해야만 하고, 이들 패킷은 방송된 정보를 포함해야만 한다. ＂탁월한＂ 방송 장치로 해서, 그것은 비교적 간단하다. 자발적으로나 또는 유저로부터 나온 정보의 단일 패킷에 응답하여, 방송 장치는 요청된 수신지 어드레스를 갖는 패킷을 발생하고 발생된 패킷의 데이터 필드에 정보의 카피를 위치시킨다. 이러한 방송 장치로 제어된 카핑의 한가지 장점은 방송 수신 청구서 발송을 쉽게 이룰 수 있다. 단점은 여러 방송 장치중에 스위치(10)의 포트를 동적으로 할당하는데 어려운 점이 있다.

＂탁월＂하지 않은 방송 장치로 해서, 카핑의 문제점은 더욱 복잡해지는데 이것은 방송 장치보다는 수신기가 바람직한 방송 장치의 정보를 전송하는 수상기로 어드레스된 패킷의 발생에 대해서 제어를 유지해야만 하기 때문이다. 그러나, 방송장치에 대한 포트 할당은 문제가 되지 않는다.

[일 대 다수 통신 모드-제6도]

제6도에서는 일 대 일, 다수 대 다수, 일 대 다수(수신기로 제어)인 통신 모드에 적합한 광대역 스위칭 시스템을 도시한다. 제1도의 시스템과 같이, 이 시스템은 디멀티플렉서블록(20)과; 광대역 스위치(10)와 스위치(10)의 출력 신호에 연결된 멀티플렉서 블록(30)을 포함한다. 블록(10,20 및 30)은 상술된 바와 같은 일 대 일 및 다수 대 다수인 동작 모드를 조정한다.

제6도의 시스템은 스위치(10)가 집신기(11)를 포함하지 않고, 방송 회로망(40)이 멀티플렉서 블록(20)과 스위치(10) 사이에 위치된다는 점에서 제1도의 시스템과는 다르다. 또한, 제6도의 시스템은 각 신호 패킷의 어드레스 필드에서 소스 어드레스 서브 필드를 필요로 한다. 이 어드레스 서브 필드는 수신지 어드레스 서브 필드에 후속하는 것으로 도시된다.

일반적으로, 제6도의 시스템은 후술되는 방식으로 동작한다. 특정의 방송 장치로 수신을 원하는 수신자는 ＂공백 패킷＂이 수신지 서브 필드에서 수신자 자신의 어드레스와 소스 어드레스 서브 필드에 방송 장치의 어드레스를 가지는 스위치(10)로 보내지도록 하게 한다. 이들 패킷은 자기 어드레스된 공백 엔벨로프와 유사할 수 있다. 동시에, 방송 장치는 소스 어드레스 서브 필드에서 방송 장치 자신의 어드레스와 제1유저의 수신지 어드레스를 갖는 패킷을 전송하여 수신지 어드레스 필드에서 프로그램을 요청하거나 성능을 모니터한다. 패킷은 방송 장치의 패킷과 인접한 공백 패킷을 위치하기 위해 소스에 의해 분류되고, 방송 장치의 패킷의 데이터 필드는 공백 패킷의 데이터 필드내에서 카피되어서 공백 패킷이 증가하게 된다. 증가된 패킷은 그들의 수신지로 전향된다. 이러한 동작은 공백 자기 어드레스된 엔벨로프의 스터핑(stuffing)과 이들 엔벨로프를 엔벨로프 수신지로 우송하는 것과 비유된다. 공백 카피 패킷으로 방송장치 패킷 정보의 카핑은 모든 패킷에 포함된 방송 비트의 도움으로 이루어진다. 방송 비트(공백은 ＂1＂, 원래는 ＂0＂)는 소스 어드레스 서브 필드에서 최하위 비트가 후속되고 소스 어드레스 서브 필드의 일부분을 형성한다.

기본 방송용 기구내에 많은 개량 기구들이 내장될 수 있고 일반적으로, 이들 기구는 어드레스 필드에서 다른 정보를 포함하여 쉽게 순용된다. 일례로, 이하에서 기술되는 시스템에 내장된 것은 유저에게 유용하여 유저의 신호 패킷을 카피하기 위해서 다른 유저의 사용하는 것을 억제시킨다. 이러한 것은 카피를 허용(0)하거나 금지(1)시키는 방송 비트가 후속되는 카피 허용 비트를 도입하여서 이루어진다.

하기의 테이블에서 나타난 바와 같이, 방송 비트 및 카피 허용 비트는 카피되지 않기를 원하는 원래 패킷을 카피하려는 공백 패킷의 상태를 포함하여 모든 입력 상태를 지정하도록 조합된다. 제9도에 관해서 도시된 바와 같이, 임의 수행에서, 이러한 공백 패킷은 카피하려는 패킷의 카피를 멈추게 할뿐아니라 다른 패킷의 카피도 멈추도록 해야만 한다.

물론, 방송 장치의 소스 필드에서 유저에게 알려지지 않은 코드를 포함하는 것과 같은 다른 방식으로 유저의 사생활은 지켜질 수 있다. 자료를 카피하고 수신하기 위해서, 유저는 방송장치를 ＂요청＂해야 하고 코드를 가져야 한다.

[방송 회로망(40)]

방송 장치의 데이터 카피를 가진 패킷을 생성함에 포함된 타스크를 수행하기 위해, 제6도의 호로망(40)은 라인(102)에 연결된 집신기(11)와, 집신기(11)에 응답하는 ＂헤더교환＂메모리(44)와, 메모리(44)에 응답하는 ＂소스 분류＂분류 회로망(41)과, 분류 회로망(41)에 연결된 헤더 교환 메모리(45)와, 메모리(45)에 응답하는 카피 회로망(42)을 포함한다.

집신기(11)는 제1도 시스템에 관해서 기술된 집신기(11)와 동일한 것이다. 제6도의 시스템에서, 집신기(1)의 출력은 개인 전용 유저 패킷을 전송하는 라인과, 방송 장치 패킷을 전송하는 라인과, 공백 카피 패킷을 전송하는 라인과, 비활성 패킷을 전송하는 라인의 집합이다.

회로망(41)이 소스 어드레스를 분류하기 때문에, 수신지 어드레스 부분 필드 다음에 있는 것보다는 오히려 활성 비트 다음에 즉시 위치되는(방송 비트 및 카피 허용 비트를 포함하여) 소스 어드레스 서브 필드를 갖는 것이 유리하다. 헤더 교환 메모리(44)는 시프트 레지스터 메모리와, 레지스터의 입력 및 출력에 연결된 두 개의 입력을 가진 선택기를 포함하며 각 라인에 연관된 회로로 일어한 타스크를 성취할 수 있다. 정상적으로, 선택기는 메모리를 통해서 신호 경로를 선택한다. 수신지 어드레스 서브 필드가 시프트 레지스터내에 있을 때, 선택기는 메모리를 거치지 않고 신호 경로를 선택하고, 소스 어드레스 서브 필드를 이것의 출력으로 보내고, 메모리를 통해서 신호 경로로 되돌아간다. 이것은 소스 어드레스 및 수신 어드레스 서브 필드의 상대 위치를 역전시킨다.

분류 회로망(41)은 소스 어드레스 서브 필드를 분류하여 그 소스의 패킷에 인접한 임의 소스를 카피하려고 하는 모든 공백 카피 패킷을 위치시킨다. 방송 비트가 소스 어드레스의 일부로서(예를 들어, 소스 어드레스의 최하위 비트로서) 사용될 때, 회로망(41)에 의한 분류의 카피하려고 하는 모든 패킷의 좌측에 방송장치 패킷을 위치시킨다. 이것은 카피 회로망(42)에 대한 계산부담을 감소시키는데 유용하다.

제1도의 분류회로망(12)과 같은 분류 회로망(41)은 상술된 배쳐씨의 논문에서 저술된 대로 수행될 수 있다.

메모리(44)와 같은 헤더 교환 메모리(45)는 소스 어드레스 및 수신지 어드레스 서브 필드의 상대 위치를 역전시킨다. 사실상, 메모리(45)는 메모리(44)의 작용을 무가치하게 만든다.

회로망(42)은 방송 패킷의 데이터 필드의 정보를 그 정보를 카피하려고 하는 인접한 모든 공백 카피 패킷의 데이터 필드내로 위치시켜 증가된 공백 패킷을 스위치(10)로 전송한다.

집신기(13)와 같이, 회로망(42)은 여러 가지 방식으로 실현될 수 있다. 제7도에서 도시된 예증적 실행은 스위치 가능한 카피 소자(420)의 입력 포트 A 및 B는 카피 소자(420)의 바로 선행된 행에서 상이한 출력 포트으로부터 신호를 수신하도록 연결되어 있다. 지정 i 및 j가(여기서 1≤i≤M, 1≤j≤M)행과 열에 각각 인가될 때, 제7도의 어레이에서 카피 소자(420)의 상호 연결은 B_i,_j=C_i-1,_j와 A_i,_j=C_i-1,_j-k방정식으로 한정되고, 여기서 k=2^1-2미정 포트 C와 포트 A의 코넥션은 0이다(예를 들어, C₂,_-3은 첨자 한계 밖이고, 그러므로 A₃,₁). 제7도를 참조한 상기 한정에서 i는 상단으로부터 계수되고 j는 좌측에서부터 계수된다.

카피 소자(420)가 A 및 B입력에서 신호 패킷을 수신할 때, 다음의 세가지 작용중 하나를 취한다. 즉,

1) A입력 패킷이 방송장치(상태 00)이고 B입력 패킷이 공백 패킷(상태 10)일 때, 소자(420)는 A입력 패킷의 데이터 필드를 B입력 패킷의 데이터 필드으로 카피하고, 증가된 공백 패킷은 방송 장치 패킷으로 변환하고, 변경된 패킷을 출력 C로 전송한다.

2) A입력 패킷이 개안 원래(상태 01) 또는 카피하는 것을 취소하는 공백 패킷(상태 11)이고, B입력 패킷이 공백 패킷(상태 10)일 때, 소자(420)는 공백 B입력 패킷을 카피를 취소하는 공백 패킷으로 변환하여 출력 C로 변경된 패킷을 전송한다.

3) 다른 모든 입력 상태에 대해서, 소자(420)는 변경되지 않은 B입력 패킷을 출력 C로 전송한다.

제8도는 스위치 가능한 카피 소자(420)의 한 실시예이다. 플립플롭(421)은 입력 A에 직접 연결되고 플립플롭(422)은 OR게이트(431)를 통해서 입력 B에 연결된다. 플립플롭(421 및 422)은 입력 A 및 B에서 신호 패킷의 카피 허용 비트 및 방송 비트의 동시 평가를 허용한다. 입력 A에 연결된 반전기(423)와 입력 B에 연결된 반전기(433)는 이들의 신호를 AND게이트(424)에 인가된다. AND게이트(424)는 플립플롭(421)의 Q출력과 플립플롭(422)의 Q출력에 응답한다. A가 상태 00이고 B가 상태 01을 가질 때만 그 레벨인 게이트(424)의 출력은 NAND게이트(426) 및 플립플롭(425)에 인가된다. 플립플롭(425)과 게이트(426)는 방송 비트가 플립플롭(421 및 422)에 있을 때 그 레벨인 스트로브 5제어 신호로 활성되고, 게이트(424)의 출력은 유효하다. 게이트(426)는 플립플롭(422)의 Q출력에 연결되는 AND게이트(427)에 연결된다. 게이트(426 및 427)는 상태가 정상일 때 B입력 패킷을 방송 패킷으로 변환시킨다.

정보를 ＂카피＂하기 위해, 플립플롭(425)은 스트로브 6제어신호에 연결되는 AND게이트(428)에 연결되고, 게이트(428)는 선택기(429)의 제어 입력에 연결된다. 선택기(429)의 입력 신호는 플립플롭(421)의 Q출력(A입력 신호) 및 게이트(427)로 부터의 출력(B입력 신호)로부터 얻어진다. 데이터 필드가 선택기의 입력에 있을 때 고레벨인 스트로브 6제어신호는 상태가 정상일 때 A입력 데이터 필드 정보를 B입력 데이터 필드내로 위치시키는 플립플롭(425)의 상태와 결합한다.

카피하는 것을 취소하는 공백 패킷의 상태를 변경하기 위해, AND게이트(430)의 스트로브 5제어 신호와, 플립플롭(422)의 Q출력과, 게이트(433)와, 포트 A의 신호에 인가된다. 게이트(430)의 출력신호는 OR게이트(431)에 인가되는데 이 게이트(431)에서 이 출력 신호는 상태가 변경되는 것을 요구할 때 B입력 카피 신호 패킷의 카피 허용 비트를 변경시킨다.

제9도에서는 특정한 일례를 들어 제7도의 카피 회로망의 동작을 설명한다. 각 신호 라인에 연관된 상측 숫자는 식별 비트이고, 하측 숫자는 카피 허용 비트이다. 굵은 선은 회로망(40)의 각 출력까지 데이터 필드의 경로를 추적한다.

제9도에서는 회로망(42)의 출력 1,2 및 3(j=1,2 및 3)은 회로망(42)의 입력 1에서부터 이들의 데이터를 수신하고, 출력 4,5,6 및 7은 입력 4로부터 이들의 데이터를 수신하고, 출력 8 내지 12는 설사 입력 9,11 및 12가 입력 8 및 10을 카피하려는 공백 카피는 패킷이더라도 이들 각각의 입력으로부터 데이터를 수신한다. 입력 8 및 10이 카피되지 않으려고 하기 때문에(＂1＂카피 허용 비트를 소유) 제1행에서 카피 동작이 취소될뿐 아니라(원거리 방송 장치의)카핑 동작도 공백 카피 패킷의 카피 허용 비트가 ＂1＂로 바꾸어지기 때문에 그 다음 행에서 취소된다.

제6도 시스템의 장점중 하나는 방송이 간단히 성취된다는 것이다. 단점은 방송을 수신하는 유저가 연속으로 공백 카피 패킷을 전송하는 것이 필요하다는 것이다.

이러한 단점은 방송 회로망(40)이 제10도에서 도시된 바와 같이 변경될 때 극복되고, 결과적으로 다른 장점도 발생된다. 변형된 방송 회로망은 라인(102)나 특정 라인(103)의 명령 신호에 응답하여 적절히 어드레스된 공백 카피 패킷을 발생하고 라인(120)을 통해서 집신기(11)에 이들 패킷을 공급하는 독립 공백 카피 패킷 발생기(43)를 포함하고 있다. 라인(103)에 응답할 때 공백 패킷 발생기(43)는 제6도의 시스템의 최종 유저로서 관찰될 수 있다. 이러한 최종 유저의 타스크는 공백 카피 패킷을 발생시키는 것이다. 이러한 장치로, 공백 카피 패킷의 발생을 원하는 유저는 이 최종 유저에게 신호 패킷을 전송하고, 이들 패킷의 데이터 필드에서 정보는 공백 카피 패킷 발생기에게 명령한다. 이러한 요구는 방송장치의 수신기와, 방송 장치, 또는 제3의 부품으로 발생될 수 있으므로, 이러한 방법은 방송 실행, 방송 트랙 유지 및 방송 비용에 있어 대단한 유용성을 제공한다.

공백 카피 패킷 발생기에 지시하기 위해서 라인(103)을 사용하는데 있어서 한가지 단점은, 다수의 유저가 동시에 발생기(43)와 통신하기를 원하는 경우에 나타날지도 모르는 병목 가능성이다. 이러한 단점은 라인(102)이 발생기(43)에 직접 연결될 때 없어져, 모든 유저가 발생기(43)로 모든 억세스를 할 수 있다.

공백 카피 패킷 발생기(43)의 실시예는 소유하기를 원하는 사람에 의해 좌우된다. 라인(103)의 신호에 응답하도록 설계된 대부분의 형태에서, 발생기(43)는 프로그램 가능하고 하기에서 기술된 바와 같이 마이크로 프로세서로 실현된다. 라인(102)에 응답하도록 설계될 때, 발생기(43)는 개개의 공백 카피 패킷 발생기(44)의 집합이고, 이들 각 발생기(44)는 라인(102)에 응답하고 라인(120)의 공백 패킷을 헤데 스웹(swap) 메모리(44)로 전송시킨다.

제11도에서는 레지스터(431)에 전력을 공급하는 라인(103)에 응답하는 공백 패킷 발생기(431)를 도시한다. 프로세서(432)는 레지스터(431)에서 신호를 판독하고, 신호에 포함된 정보를 처리하여 레지스터(433)에 의해 받아들여지고 레지스터(434)로 직렬 시프트된 공백 카피 패킷 형판(template)을 발생시킨다. 레지스터(433 및 434)내의 공백 패킷 형판은 레지스터(435)내에서 반복적으로 카피되고 AND게이트(436)를 통해서 라인(120)으로 시프트된다. 게이트(436)는 패킷의 데이터 필드부 동안은 출력신호를 디스에이블하여 공백 데이터 필드를 보장하고 라인(120)에서 신호에 영향을 미침이 없이 새로운 정보를 레지스터(435)에 로드시킨다. 레지스터(435)(및 라인(120))의 수는, 명백하게는 선택적으로 설계되지만, 가능한 방송을 요청하는 유서 채널의 수보다는 많지 않아야 한다.

프로세서(432)의 기본 타스크 공백 카피 패킷에 대해 갱신된 요청 목록을 유지하는 것이다. 이 목록을 유지하기 위해, 프로세서(432)는 공백 패킷의 다양한 요청 테이블(P 크기, 여기서 P는 레지스터의 수이다)이 기억되어 있는 관련 메모리를 포함한다. 요청을 부가하기 위해서는, 프로세서(432)는 단지 테이블에 엔트리를 부가하면 된다. 요청을 삭제하기 위해서는, 프로세서(432)는 요청 테이블을 찾아서 그 엔트리를 삭제시킨다.

제12에서는 테이블 갱신 처리를 기술하는 플로우챠트를 도시한다. 프로세서(432)는 먼저 섹션(500)에서 필요한 변수를 초기화 시킨다. 그리고 레지스터(431)의 활성 비트를 검사하여 새로운 요청을 섹션(501)에서 대기한다. 새로운 패밋이 발견될 때, 프로세서(432)는 요청이 부가된지 삭제된지를 판단하는 섹션(502)으로 진행한다. 만일 요청이 부가되었으면, 섹션(503)은 새고운 형판을 테이블에 부가한다. 만약 요청이 삭제되었으면, 섹션(504)은 테이블에서 항목을 탐색하여 섹션(505)은 테이블에서 항목을 삭제한다. 테이블이나 큐(queue)로부터 항목을 부가하고 삭제하는 알고리즘은 도날드 누스(애디슨-웨슬리 출판사)씨에 의한 ＂컴퓨터 프로그래밍의 기술＂중 책 1권 ＂기본 알고리즘＂에서 상세히 기술되어 있다. 새로운 요청이 처리된 후에, 섹션(506)은 새로운 테이블을 사용하여 레지스터(433 및 434)를 갱신한다. 레지스터가 갱신되었을 때, 프로세서(432)는 도달하는 새로운 요청 패킷이 도달하기를 대기하는 섹션(501)으로 되돌아간다.

제13도에서는 라인(102)의 신호에 응답하고 라인(120)에 공백 카피 패킷을 제공하는 개개의 공백 카피 패킷 발생기(44)의 한 실시예를 도시한다. 레지스터(437)는 라인(102)을 통해서 스위치(10)로 전송하는 각 패킷을 기억하고 검출기(438)는 패킷이 공백 카피 패킷의 시작이나 종료 발생을 요청하는지를 판단한다. 검출기(438)에 대한 정보는 패킷의 데이터 필드나 헤더에서 존재한다. 요청이 패킷의 발생을 시작하고(예를 들어, 상태 10으로) 패킷 발생을 종료(예를 들어, 상태 11로)하는 것을 나타내기 위해서는 헤더에서 방송 비트 및 카피 허용 비트를 사용하는 것이 적절한 선택이다라는 것을 알 수 있다. 레지스터(439)는 검출기(438)의 제어상태하에서 공백 카피 패킷의 발생시에 필요되는 정보(예를 들어, 소스 어드레스 및 수신지 어드레스)포획하고, 레지스터(440)는 이러한 정보를 정확하게 포맷하여 레지스터(439)에서 정보를 반복적으로 카피하여 정보를 라인(120)상으로 시프트시킨다.

[제어 블록 (50)]

상기에서 기술된 시스템이 자기 루팅 구조로 인해, 제어블록(50)은 매우 적은 제어 신호만을 공급할 필요가 있다. 회로망의 각각에 필요한 제어 신호는 독립 회로에서 발생될 수 있고 이 회로는 파이프 라인 형식으로 활성될 수 있으며, 회로망 각각은 새로운 패킷이 시작할때를 그 다음 회로망에 지시한다.

각 회로는 우선적으로 헤더의 시작을 표시하는 한 클럭 주기 펄스를 전파하기 위한 탭된 시프트 레지스터를 구비하는 종래의 설계 방식으로 구성되어 있다. 대부분의 제어 신호는 한 클럭주기로 적당한 시프트 레지스터 탭을 간단히 억세스하여 얻어진다. 보다 긴 지속 시간을 갖는 제어 신호는 시프트 레지스터의 한 탭에서의 신호로 셋트되며, 시프트 레지스터의 다른 탭에서의 신호로 리셋트되는 플립플롭으로 얻어진다.

Claims (8)

1. 다수의 출력 신호 라인(110)에, 데이터가 수반된 수신지 어드레스를 갖는 신호를 전송하는 다수의 입력 라인(100)을 연결시키는 비블로킹 광대역폭 시스템에 있어서, 상기 신호는 소스 어드레스 서브 필드를 갖는 헤더 필드와 데이터 필드를 포함한 신호 패킷과, 데이터 필드가 카피되도록 이용 가능한가를 나타내는 패킷인 방송 패킷으로 구성되며, 입력 라인과 출력 라인 사이에 연결된 방송 회로망(40)은 방송 패킷의 데이터 필드를 동일한 소스 어드레스를 갖는 공백 패킷의 데이터 필드에 카피하도록 배열되어 있던 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
2. 제1항에 있어서, 방송 회로망(40)은, 방송회로망에 인가된 입력 신호에 응답하여 소스 어드레스에 따라 인가된 입력 신호를 분류하는 분류 회로망(41)과, 방송 패킷의 데이터 필드내 정보를 동일한 소스 어드레스를 갖는 공백 패킷의 데이터 필드에 카피하는 카피 회로망(42)을 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
3. 제1항에 있어서, 방송 회로망(40)은, 신호 채널에 응답하여 활성인 이들 신호를 인접한 출력 포트에 동시에 스티어링하는 집신기(11)와, 집신기(11)의 출력에 응답하여 수신지 어드레스 서브 필드 앞에 소스 어드레스 서브 필드를 위치시켜 신호 패킷 각각의 포맷을 변형시키는 제1메모리(44)와, 제1메모리에 연결되어 소스 어드레스에 의거하여 인가되어지는 신호를 분류하는 소스 분류 회로망(41)과, 분류 회로망에 응답하여 제1메모리의 기능을 전환시키는 제2메모리(45)와, 제2메모리에 응답하여 방송 패킷의 데이터 필드내의 정보를 동일한 소스 어드레스를 갖는 공백 패킷의 데이터 필드에 카피하는 카피 회로망(42)을 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
4. 제3항에 있어서, 방송 회로망(40)은 또한, 공백 패킷을 발생하여 이 공백 패킷을 인가하는 공백 패킷 발생기(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
5. 제3항에 있어서, 방송 회로망(40)은 또한, 시스템의 선택된 출력 라인에 응답하여 공백 패킷을 발생하고 이 공백 패킷을 집신기에 인가하는 공백 패킷 발생기(43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
6. 제1항에 있어서, 시스템은 또한, 입력 라인과 방송 회로망 사이에 연결되어 변경 가능한 다수의 신호채널을 형성하도록 입력 라인의 시간 멀티플렉스된 신호를 디멀티플렉스하는 디멀티플렉서(101)와, 출력 라인과 방송 회로망 사이에 연결되어 출력 신호 라인상에 시간 멀티플렉스된 신호를 형성하도록 선택된 다수의 방송 회로망 출력 포트의 신호를 멀티플렉스하는 다수의 멀티플렉서(104)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
7. 제1항에 있어서, 시스템은 또한, 방송 회로망과 출력 신호 라인 사이에 연결되어 있으며 입력 포트 및 출력 포트를 갖고 방송 회로망(40)으로부터 나온 신호에 응답하여 신호 각각을 신호의 데이터가 수반된 수신지 어드레스에 관련하는 스위치 출력 포트(출력 신호 라인)로 동시에 스위칭하는 비블로킹 공간 분할 스위치(10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.
8. 제7항에 있어서, 비블로킹 공간 분할 스위치(10)는, 방송 회로망(40)으로부터 나온 신호에 응답하여 신호 각각을 인접한 출력 라인으로 스위칭하는 분류 회로망(12)과, 분류 회로망(12)과 스우칭 출력 포트 사이에 상호 연결되어 분류 회로망(12)에 응답하여 분류 회로망(12)의 출력 신호를 신호의 수신지 어드레스에 의거하여 스위치(10)의 출력 포트로 동시에 스티어링하는 확장기를 구비하는 것을 특징으로 하는 비블로킹 광대역폭 시스템.

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