NL9000780A

NL9000780A - Werkwijze en inrichting voor het doorschakelen van dataeenheden.

Info

Publication number: NL9000780A
Application number: NL9000780A
Authority: NL
Original assignee: Nederland Ptt
Priority date: 1990-04-03
Filing date: 1990-04-03
Publication date: 1991-11-01
Also published as: CA2039497A1; JPH06244869A; DE69109168D1; JP2628240B2; EP0450708A1; EP0450708B1; DK0450708T3; US5381409A; CA2039497C; DE69109168T2; ES2072525T3; ATE121891T1

Description

Koninklijke PTT Nederland n.v.

GRONINGEN

Werkwijze en inrichting voor het doorschakelen van data- eenheden.

A. ACHTERGROND VAN DE UITVINDING

1. Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in een schakelstelsel met een aantal ingangen en een aantal uitgangen, doorschakelen van door transmissiecellen overdraagbare, een bestu-ringscode omvattende dataeenheden van de ingang waaraan die dataeen-heid verschijnt, naar een specifieke, van de besturingscode van die dataeenheid herleide uitgang. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een schakelstelsel waarin deze werkwijze bij uitstek uitvoerbaar is.

2. Stand van de techniek

Een werkwijze en schakelstelsel als hierboven aangegeven, is ondermeer bekend uit de onder C. aangegeven publikatie. In die publikatie wordt een zogeheten "Knockout" schakelaar beschreven waarmee het mogelijk is dataeenheden, die via "tijdsleuven" — hierna transmissiecellen genoemd — worden overgedragen en die, buiten hun informatie-inhoud, verder voorzien zijn van een besturingscode, door het schakelstelsel te routeren vanaf willekeurig welke ingang van het schakelstelsel naar die uitgang die door de besturingscode — direct of indirect — als uitgangsbestemming is aangegeven. In zijn algemeenheid is het dus de opgave van een werkwijze en schakelstelsel als hierboven aangegeven, om dataeenheden die via verschillende ingangen bij het schakelstelsel arriveren en die blijkens hun besturingscode voor verschillende uitgangen bestemd zijn, zo goed mogelijk naar hun bestemming over te dragen, waarbij zo min mogelijk dataeenheden verloren mogen gaan, de doorlooptijd zo gelijkmatig en kort mogelijk is en de blokkeringskans minimaal is. De achtereenvolgende stappen daarbij zijn het collectioneren van de dataeenheden en het uitlezen van hun besturingscodes aan de ingangen, en het concentreren (routeren) van de dataeenheden naar de verschillende, door hun besturingscodes aangegeven uitgangen. Een belangrijk probleem bij dit soort schakelstelsels is de congestie die optreedt zodra aan verschillende ingangen gelijktijdig dataeenheden arriveren die bestemd zijn voor dezelfde uitgang. Zonder een a priori regeling van de aankomst van dataeenheden is dit probleem onvermijdelijk, terwijl juist het implementeren van een dergelijke regeling een schakel-stelsel aanmerkelijk ingewikkeld maakt. Zowel de bekende "Knockout"-schakelaar als de werkwijze en het schakelstelsel volgens de uitvinding beogen het probleem op te lossen met zo eenvoudig en doeltreffend mogelijke middelen, die bovendien — vanwege het grote aantal ingangen en uitgangen in de praktijk en de gewenste uitbreidingsmogelijkheden daarin — geschikt zijn voor een modulaire architectuur. In de uit de genoemde publikatie bekende werkwijze wordt voor het concentreren van de gecollectioneerde dataeenheden gebruik gemaakt van zogeheten "2x2-contention switches". Deze schakelaars hebben twee ingangen en twee uitgangen, die bestuurd worden door een "busy bit" die (evt. tijdelijk) deel uitmaakt van de besturingscode van de dataeenheden. Indien op de linker ingang een dataeenheid arriveert, wordt dit door middel van het uitlezen van het "busy bit" gesignaleerd en worden de linker ingang en de linker uitgang met elkaar doorverbonden, alsmede de rechter ingang en de rechter uitgang en wordt de dataeenheid op de linker ingang doorgeschakeld naar de linker uitgang, terwijl een eventueel gelijktijdig op de rechter ingang gearriveerde dataeenheid wordt doorgeschakeld naar de rechter uitgang. Indien op de linker ingang een inactief "busy bit" wordt uitgelezen, hetgeen aangeeft dat er op dat moment op die ingang geen dataeenheid aanwezig is, wordt de rechter ingang met de linker uitgang doorverbonden terwijl de linker ingang en de rechter uitgang inactief zijn. Een eventueel op de rechter ingang aanwezige dataeenheid wordt dan dus doorgeschakeld naar de linker uitgang. In het bekende schakelstelsel wordt een groot aantal van deze "contention switches" samengesteld tot "concentrators", waarmee alle ingangen van het schakelstelsel zijn verbonden en die elk — via een aantal uitgangsbuffers — uitmonden in één uitgang. Aan de ingangen verschijnende dataeenheden worden, nadat in "packet filters" hun besturingscode is uitgelezen, door middel van de "contention swit ches" naar een reeks interne uitgangen geconcentreerd en vervolgens door middel van de genoemde buffers naar één (externe) uitgang, de van hun besturingscode — direct of indirect — herleide uitgang van het schakelstelsel.

B. SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

De uitvinding beoogt — evenals het bekende schakelstelsel — te voorzien in een werkwijze en schakelstelsel voor het routeren van dataeenheden van de genoemde soort die aan verschillende ingangen van dat schakelstelsel kunnen arriveren, naar een specifieke, door het desbetreffende besturingswoord aangegeven uitgang, waarbij, onder gebruikmaking van zo eenvoudig mogelijke middelen, de blokke-rings- en verlieskans minimaal is en de doorlooptijden zo kort en gelijkmatig mogelijk.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt erdoor gekenmerkt dat de aan de ingangen verschijnende dataeenheden, via een aantal eerste transmissiekanalen met eerste transmissiecellen, worden gevoerd naar een aantal, naar de uitgangen van het schakelstelsel voerende, tweede transmissiekanalen met tweede transmissiecellen, waarbij een dergelijke door een eerste transmissiecel overgedragen dataeenheid steeds wordt overgedragen aan de eerstvolgende, niet reeds door een andere dataeenheid bezette tweede transmissiecel van dat tweede transmissiekanaal dat voert naar de specifieke, uit de besturingscode herleide uitgang. Voor het concentreren van aan de ingang verschijnende dataeenheden worden deze dus overgedragen aan tweede transmissiecellen (als het ware nieuwe "carriers" voor de dataeenheden) onder de condities [1] dat die transmissiecel voert naar de gewenste uitgang en [2] dat die transmissiecel nog onbezet is. Voor de overdracht van de dataeenheden wordt dus gebruik gemaakt van alle beschikbare, lege tweede transmissiecellen die naar de gewenste uitgang voeren. Van deze werkwijze mag een nog betere "performance" worden verwacht dan van de bekende, aangezien volgens de bekende werkwijze een dataeenheid die niet direct door de "concentrator" kan worden doorgeschakeld, verloren gaat, terwijl in de werkwijze volgens de uitvinding een dataeenheid zonder bezwaar op het voorbijkomen van een lege transmissiecel kan wachten zolang er maar niet een volgende, van een ingang afkomstige dataeenheid arriveert; zodra dat laatste echter het geval is, wordt hetzij de eerstaangekomen, wachtende dataeenheid, hetzij de laatstaangekomen dataeenheid prijsgegeven. Een verder voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding boven de bekende werkwijze is dat de aankomsttijd van de dataeenheden via de eerste transmissiecellen niet synchroon behoeft te lopen met de overdracht ervan aan de tweede transmissiecellen.

Ook hierbij geldt dat de via de eerste transmissiecellen gearriveerde dataeenheden kunnen wachten op een vrije tweede transmissiecel. Bit voordeel is nog des te groter indien de aan het schakelstelsel aangeboden dataeenheden verschillende, onderling niet gesynchroniseerde transmissiesnelheden hebben.

Indien de besturingscode van de dataeenheden, behalve een — directe of indirecte — aanduiding van de uitgangsbestemming van die dataeenheid, tevens een prioriteitsaanduiding omvat, kan de werkwijze volgens de uitvinding er tevens in voorzien dat, ingeval van dreigende blokkering van dataeenheden, als gevolg van het via het genoemde eerste transmissiekanaal overdragen van nog één of meer dataeenheden, bestemd voor diezelfde specifieke uitgang, terwijl de eerste voor die uitgang bestemde dataeenheid nog niet aan een tweede transmissiecel is overgedragen, die eerste dataeenheid eveneens aan een eerstvolgende tweede transmissiecel wordt overgedragen indien die eerstvolgende tweede transmissiecel weliswaar reeds bezet is, echter met een dataeenheid die een lagere prioriteit heeft dan de nog over te dragen eerste dataeenheid, waarbij dan de dataeenheid met de lagere prioriteit uit die tweede transmissiecel wordt verwijderd. Volgens deze optie van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een dataeenheid dus zowel van de eerste transmissiecel op een tweede transmissiecel naar de desbetreffende uitgang overgedragen indien die tweede transmissiecel leeg is, öf — bij dreigende congestie — indien de prioriteit van die dataeenheid hoger is dan die van de dataeenheid waardoor die tweede transmissiecel bezet is; deze laatstgenoemde dataeenheid wordt dan prijsgegeven.

Nader verbijzonderd voorziet de werkwijze volgens de uitvinding erin dat de transmissierichting van de genoemde eerste transmissie- cellen en die van de genoemde tweede transmissiecellen elkaar kruisen. Met andere woorden, worden de via de eerste transmissiecellen overgedragen dataeenheden via een soort matrix-mechanisme aan de tweede transmissiecellen overgedragen.

Om een verlieskans van 0 te kunnen garanderen bij de overdracht van dataeenheden van de ingangen naar de uitgangen zou de (interne) transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen gelijk moeten zijn aan het produkt van het aantal ingangen en de transmissiesnelheid van de eerste transmissiecellen, immers moeten per uitgang steeds alle ingangen worden "afgetast" op dataeenheden die voor die uitgang bestemd zijn. Het blijkt echter dat de verlieskans betrekkelijk weinig toeneemt indien erin wordt voorzien dat de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen gelijk is aan het produkt van een constante en de transmissiesnelheid van de eerste transmissiecellen, welke constante kleiner is dan het aantal ingangen. Zo is de verlieskans van dataeenheden bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding acceptabel indien erin wordt voorzien dat, voor een aantal ingangen tussen 8 en <>, de genoemde constante ligt tussen 5 en 25.

Indien de eerste transmissiecellen en de daarmee overgedragen dataeenheden een serieel karakter hebben met een geringe woordbreedte, bijv. van 1 bit, kan de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen nog verder worden verlaagd indien erin wordt voorzien dat de door middel van die eerste transmissiecellen overgedragen, van de ingangen afkomstige dataeenheden, voorafgaand aan de genoemde overdracht van die dataeenheden aan een naar de desbetreffende specifieke uitgang voerende tweede transmissiecel, worden geconverteerd in dataeenheden met een meer parallel karakter, met een tweede, ten opzichte van de eerste, grotere woordbreedte. Bij voorkeur wordt daarbij tevens erin voorzien dat de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen ten opzichte van de transmissiesnelheid van de eerste transmissiecellen zich in hoofdzaak verhoudt als de tweede woordbreedte tot de eerste woordbreedte. De eerste transmissiecellen en de daarmee overgedragen dataeenheden kunnen bijv. worden geconverteerd van seriële, 1 bit brede transmis- siecellen resp. dataeenheden in parallelle, 8 bits brede trans-missiecellen resp. dataeenheden, waarbij de transmissiesnelheid van de — dan eveneens 8 bits brede — tweede transmissiecellen gelijk is aan de transmissiesnelheid van de seriële eerste transmissiecellen, waarmee de dataeenheden vanaf de ingangen worden aangevoerd. Teneinde te bereiken dat de verschijningsvorm van de dataeenheden aan de uitgang dezelfde is als die aan de ingang, wordt er bij voorkeur in voorzien dat de aldus geconverteerde en aan de tweede transmissiecellen overgedragen dataeenheden na die overdracht weer worden geconverteerd in dataeenheden met een meer serieel karakter, met een derde, ten opzichte van de tweede, geringe woordbreedte; bij voorkeur wordt er daarbij in voorzien dat de genoemde derde woordbreedte gelijk is aan de genoemde eerste woordbreedte. Door de conversie van de seriële dataeenheden in parallelle dataeenheden, voorafgaand aan de overdracht van die dataeenheden aan de tweede transmissiecellen, wordt dus bereikt dat de (interne) transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen (met ander woorden de transmissiesnelheid van het hierboven genoemde tweede transmissiekanaal) beperkt blijft (en ook de overdrachtsnelheid zelf), terwijl de terug-conversie naar seriële dataeenheden aan de dataeenheden dezelfde verschijningsvorm teruggeeft als zij hadden bij het verschijnen aan de ingang van het schakelstelsel. Daardoor kunnen ze zonder meer worden toegevoerd aan verdere, soortgelijke schakelstelsels.

Behalve de bovengenoemde werkwijze volgens de uitvinding met de verschillende opties, voorziet de onderhavige uitvinding tevens in een schakelstelsel — met name bedoeld voor het kunnen uitvoeren van die werkwijze — met een aantal ingangen en een aantal uitgangen, voor het doorschakelen van door transmissiecellen overdraagbare, een besturingscode omvattende dataeenheden van de ingang waaraan een dergelijke dataeenheid verschijnt, naar een specifieke, van de besturingscode van die dataeenheid herleide uitgang, welk schakelstelsel gekenmerkt wordt door per uitgang (U1m) van het schakelstelsel tenminste één transmissieorgaan (11), zoals een schuifregis-ter of een bus, voor het onder besturing van een kloksignaal verschuiven van transmissiecellen vanaf zijn ingang (SIX) in de rich- ting van zijn uitgang (SUX), welke uitgang via een buffer (B) verbonden is met de desbetreffende uitgang (Ux) van het schakelstel-sel, welk transmissieorgaan voorts verdere, zich in de schuifrichting uitstrekkende ingangen (S1n) omvat, welke ingangen zijn verbonden met anderzijds met de desbetreffende ingangen (II...n) van het schakelstelsel verbonden besturingsorganen (10) die enerzijds van dataeenheden, afkomstig van de ingangen van het schakelstelsel, de uitgangsbestemming (U1 m) detecteren en die anderzijds detecteren of een aan de desbetreffende ingang van het transmissieorgaan verschijnende transmissiecel al dan niet reeds bezet is door een dataeen-heid, waarbij het besturingsorgaan een van de ingang van het schakelstelsel afkomstige dataeenheid naar de desbetreffende transmis-sieorgaan-ingang doorschakelt indien het detecteert dat de bestu-ringscode van die van de ingang van het schakelstelsel afkomstige dataeenheid die specifieke uitgang (Ux) van het schakelstelsel als bestemming aangeeft die overeenkomt met de uitgang van het schakelstelsel waarmee het transmissieorgaan is verbonden en indien het bovendien detecteert (b) dat de eerstvolgende aan die ingang van het transmissieorgaan verschijnende transmissiecel niet reeds bezet is door een andere dataeenheid. Voor de in het voorgaande genoemde geprefereerde serieel/parallel-conversie voorziet het schakelstelsel volgens de uitvinding bovendien bij voorkeur in een serieel/para-llel-conversieorgaan (14) voor het converteren van de van de ingangen (I1 n) van het schakelstelsel afkomstige dataeenheden met een serieel karakter en met een eerste woordbreedte in dataeenheden met een meer parallel karakter en met een tweede, ten opzichte van de eerste, grotere woordbreedte. Teneinde te bereiken dat de verschijningsvorm van de dataeenheden aan de uitgangen van het schakelstelsel dezelfde is als die aan de ingangen ervan, voorziet het schakelstelsel volgens de uitvinding bij voorkeur bovendien in een parallel/serieel-conversieorgaan voor het converteren van de van het transmissieorgaan (11) afkomstige dataeenheden met een parallel karakter en met de genoemde tweede woordbreedte in dataeenheden met een serieel karakter met een derde woordbreedte die gelijk is aan de genoemde eerste woordbreedte van de aan de ingangen (I1 n) van het schakelstelsel verschijnende dataeenheden. Een voorkeursuitvoering voorziet erin dat het genoemde parallel/serieel-conversieorgaan wordt gevormd door de genoemde buffer (B) tussen de uitgang (SUX) van het transmissieorgaan (11) en de desbetreffende uitgang (Ux) van het schakelstelsel, welke buffer aan de zijde van het transmissieor-gaan op parallelle wijze wordt ingelezen met de van het transmis-sieorgaan afkomstige parallelle dataeenheden en aan de zijde van de uitgang van het schakelstelsel op seriële wijze wordt uitgelezen.

Tenslotte wordt nog opgemerkt dat een schakelstelsel volgens de uitvinding zich bij uitstek leent voor een modulaire opbouw, in die zin dat een eventuele uitbreiding van het schakelstelsel te verwezenlijken is zonder dat in de reeds bestaande opbouw behoeft te worden ingegrepen, hetgeen bij uitbreiding van het genoemde bekende schakelstelsel wèl het geval is. Een schakelstelsel volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding kan bijvoorbeeld worden gevormd door concentratiemodules (12) die elk een aantal van de genoemde transmissieorganen (11) en besturingsorganen (10) omvatten, alsmede door buffermodules (13) die elk een aantal van de genoemde buffers (B) omvatten, welke concentratiemodules met elkaar en met de buffermodules een matrix vormen, waarbij enerzijds de ingangen (II...n) van het schakelstelsel steeds deelsgewijze met de ingangen van een rij concentratiemodules zijn verbonden en waarbij anderzijds de concentratiemodules in serie op elkaar zijn aangesloten, waarbij de uitgangen van de laatste concentratiemodule van een dergelijk serie van op elkaar aangesloten concentratiemodules verbonden zijn met de ingangen van een buffermodule, van welke buffermodule de uitgangen verbonden zijn met een groep van uitgangen van het schakelstelsel en waarbij al deze groepen van uitgangen tezamen, de uitgangen (Ul...m) van het schakelstelsel vormen.

C. REFERENTIES

Yeh, Y.S.; Hluchyj, M.G.; Acampora, A.S.

The Knockout Switch: A Simple, Modular Architecture for High-Performance Packet Switching IEEE J. Selected Areas in Comm., SAC-5, S (Oct. 1987), 1274-1283.

D. UITVOERINGSVOORBEELDEN

1. Figuren

Figuur 1 geeft een voorstelling van de werkwijze volgens de uitvinding.

Figuur 2 geeft een globale voorstelling van een schakelstelsel van de bedoelde soort (niet specifiek voor de uitvinding).

Figuur 3 geeft een schematische voorstelling van de werking van het schakelstelsel volgens de uitvinding.

Figuur 4 toont een detail uit de voorstelling van figuur 3.

Figuur 5 geeft een meer gedetailleerde voorstelling van de opbouw en werking van een als schuifregister uitgevoerd transmis-sieorgaan.

Figuur 6 toont een modulair ontworpen uitvoeringsvoorbeeld van het schakelstelsel volgens de uitvinding.

2. Beschrijving

In figuur 1 is een aantal ingangen van een schakelstelsel als hierboven bedoeld aangegeven door I, n. Aan deze ingangen worden dataeenheden aangeboden, die als het ware vervoerd worden door hierboven genoemde eerste transmissiecellen, welke dataeenheden in de figuur aangeduid zijn met de cijfers 1...5, welke cijfers de resp. uitgangen aanduiden voor welke deze dataeenheden bestemd zijn (in de praktijk is het aantal ingangen en het aantal uitgangen doorgaans veel groter dan in deze figuur is aangeduid). In de figuur zijn twee van deze eerste transmissiecellen nader aangegeven, de bovenste is een transmissiecel die onbezet is, dat wil zeggen dat daarin niet een dataeenheid is opgenomen, de onderste van de figuur een eerste transmissiecel, die "gevuld" is met een dataeenheid. De getoonde dataeenheid omvat, van rechts naar links, een aanduiding van de uitgang naar welke deze dataeenheid moet worden gerouteerd, in dit geval uitgang 3, een identificatiecode van deze dataeenheid ID en verder de informatie-inhoud van de dataeenheid IF. Elk van de dataeenheden (en eerste transmissiecellen) hebben een serieel karakter (seriële verschijningsvorm) In de praktijk kan een dergelijke dataeenheid bijv. 436 bits lang zijn, inclusief de (tijdelijke) uitgangsaanduiding. Via de eerste transmissiecellen worden de dataeenheden gevoerd naar een matrix M, waar ze worden overgedragen aan tweede transmissiecellen. Aan de matrix M worden, zoals aan de bovenzijde te zien is, lege tweede transmissiecellen toegevoerd.

Deze lege transmissiecellen zijn resp. bestemd voor de uitgangen 1...5. In de matrix M wordt een dataeenheid van de eerste transmis-siecel overgedragen op een tweede transmissiecel voor zover deze transmissiecel niet reeds bezet was door een andere dataeenheid en -uiteraard - voor zover deze transmissiecel voert naar die uitgang die overeenkomt met de bestemmingsuitgang van die dataeenheid. Die bestemming is aangegeven, zoals hiervoor werd uiteengezet, in de dataeenheid zelf; in het onderhavige voorbeeld is dit het meest rechtse gegeven van de dataeenheid. Na de overdracht van de dataeenheid aan een tweede transmissiecel wordt deze bestemmingsinformatie weer van de dataeenheid verwijderd.

Zoals in het voorgaande werd aangegeven, is het ook mogelijk om een dataeenheid niet alleen door de tweede transmissiecellen te laten overnemen indien een tweede transmissiecel leeg is, maar ook indien deze tweede transmissiecel weliswaar gevuld is met een dataeenheid, maar deze dataeenheid een lagere prioriteit heeft dan de dataeenheid die door middel van een eerste transmissiecel wordt aangevoerd en wel dan indien — ten gevolge van een voortgaande toevoer van dataeenheden naar dezelfde uitgang — blokkering (congestie) dreigt op te treden. In deze optie is het wel noodzakelijk dat de prioriteiten van de dataeenheden bekend zijn. Bij voorkeur is daarvoor in de besturingscode ("header") ruimte gereserveerd. Het geheel van bestemmingsaanduiding, prioriteitsaanduiding en identificatiecode vormt de besturingscode van een dataeenheid. De bestem-mingscode is echter maar tijdelijk van aard en geldt alléén voor dat schakelstelsel. De besturingscode kan voorts ook bijvoorbeeld nog een foutcode en een soortcode omvatten. In de figuur is te zien dat alle, van de verschillende ingangen I1ml) afkomstige dataeenheden, dat wil zeggen in zoverre daarvoor in de matrix capaciteit is, overgedragen worden aan de tweede transmissiecellen die voeren naar de verschillende uitgangen U1...5. De dataeenheden met bestemming uitgang 1 worden alle naar die uitgang gevoerd, de dataeenheden met bestemming uitgang 2 naar die uitgang 2 enz. In de figuur is te zien dat de transmissierichting van de eerste transmissiecellen de transmissierichting van de tweede transmissiecellen in de richting van de uitgangen, kruist. In verband met het beperken van de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen worden de seriële dataeenheden omgezet in (meer) parallelle (bijv. 8 bits) dataeenhe-den alvorens ze van een eerste transmissiecel over te dragen aan een tweede transmissiecel. Die tweede transmissiecellen hebben dus ook een parallel karakter. Dit is voor een van deze tweede transmissiecellen, gevuld met een dataeenheid bestemd voor uitgang 3, rechts in de figuur, nader aangegeven. De getoonde dataeenheid omvat bijv. 54 octetten, waarvan het eerste (onderste) een "busy bit" b omvat, dat aanduidt dat de transmissiecel bezet is door een dataeenheid. Verder kan het eerste octet bijv. één of meer bits p omvatten die de prioriteitsklasse van die dataeenheid aanduiden, die, zoals genoemd, een rol kunnen spelen bij dreigende blokkering.

Nadat de dataeenheden in de matrix zijn geconcentreerd in de richting van hun resp. uitgangen, worden de informatiestromen naar die uitgangen nog verder "ingedikt" met behulp van een FIFO-buffer B. Om de dataeenheden dezelfde verschijningsvorm te geven als welke ze hadden aan de ingang van het schakelstelsel, worden ze aan de onderkant van het FIFO-buffer B serieel uitgelezen. Het buffer B vervult dus, behalve het verwijderen van lege transmissiecellen ("indikken"), tevens de functie van parallel/serieel-omzetter.

Figuur 2 geeft een globale voorstelling van een schakelstelsel van de in deze aanvrage bedoelde soort, die overigens niet specifiek is voor de onderhavige uitvinding, maar overeenstemt met een figuur in de onder C. genoemde publikatie. In de figuur is aangegeven een stelsel waarin van een aantal ingangen I1n verbinding wordt gelegd met een aantal m concentratieorganen C. Elk van deze concentratieor-ganen concentreert de van de ingangen ΙΐΛ afkomstige dataeenheden in de richting van zijn uitgang U1(n.

Figuur 3 toont schematisch een dergelijk concentratieorgaan C.

Het belangrijkste onderdeel van dit concentratieorgaan C wordt gevormd door een schuifregister 11, hetwelk de in figuur 1 aangege ven matrix-functie voor één uitgang Ux vervult. In het schuifregister 11 worden, onder invloed van een kloksignaal, transmissiecellen vanaf zijn (primaire) ingang SIX doorgeschoven naar zijn uitgang SUX. Van het in deze figuur getoonde transmissieorgaan 11 is de ingang SIX niet op een ander orgaan aangesloten (het transmissieor-gaan 11 maakt — in de nog hierna te behandelen figuur 6 — deel uit van de bovenste rij concentratiemodules 12), waardoor de transmissiecellen van het schuifregister 11 aanvankelijk (bovenin) leeg zijn. Het al dan niet overdragen van dataeenheden wordt bestuurd door een aantal besturingsorganen 10, die zijn opgenomen tussen de verschillende ingangen I, n en verschillende (secundaire) ingangen S., n van het schuifregister 11. Dit besturingsorgaan 10 wordt nader aangegeven in figuur 4. Dataeenheden die aan de ingangen IUn verschijnen worden via de genoemde eerste transmissiecellen gevoerd naar de verschillende besturingsorganen 10. In deze besturingsorganen wordt van de dataeenheden het uitgangsnummer gedetecteerd (en evt. de prioriteitsklasse). Indien dit uitgangsnummer overeenstemt met de uitgang waarmee het schuifregister is verbonden, wordt door het besturingsorgaan gepoogd de dataeenheid over te dragen aan het schuifregister. Deze overdracht zal normaliter alleen plaatsvinden als een (tweede) transmissiecel in het schuifregister leeg is, dus niet reeds bezet door een andere dataeenheid. Indien een dataeenheid nog niet aan het schuifregister 11 is overgedragen (omdat er nog geen vrije tweede transmissiecel verscheen) en vanaf een van de ingangen In n reeds een nieuwe dataeenheid, bestemd voor dezelfde uitgang Ux als de in het besturingsorgaan 10 wachtende dataeenheid, wordt aangevoerd, zal het besturingsorgaan 10 de eerstaangekomen dataeenheid öf de laatstaangekomen dataeenheid moeten verwijderen.

In het besturingsorgaan 10 wordt de eerste of de tweede optie ingesteld. £en andere mogelijkheid zou nog zijn om in een dergelijk geval niet de wachtende dataeenheid of de daarna volgende dataeenheid prijs te geven, maar de dataeenheid waarmee op dat moment de eerstvolgende tweede transmissiecel is gevuld. Er moet dus een keuze worden gemaakt uit de drie genoemde dataeenheden. Indien, hetgeen technisch ook mogelijk is, in het besturingsorgaan 10 niet één, maar meer dataeenheden kunnen worden gebufferd, en het buffer door een grote toevloed, vanaf de ingangen, van dataeenheden met dezelfde uitgangsbestemming, vol dreigt te lopen, moet een keuze worderi gemaakt uit nog meer (dan drie) dataeenheden; doorgaans zal worden gekozen voor het prijsgeven van de het eerst in de buffer opgenomen dataeenheid èf van de het laatst aangevoerde dataeenheid. Indien de dataeenheden prioriteitsaanduidingen omvatten, kan hiervan gebruik worden gemaakt door bijv. van de genoemde drie dataeenheden (de dataeenheid in de eerstvolgende tweede transmissiecel, de wachtende dataeenheid en de laatstaangekomen dataeenheid) die dataeenheid verloren te laten gaan die de laagste prioriteit'heeft. Dit prijsgeven van een dataeenheid is dus alleen het geval bij dreigende blokkering; zonder blokkeringsdreiging kan een dataeenheid zolang in het besturingsorgaan 10 blijven wachten totdat in het schuifregister 11 zich een lege transmissiecel aandient.

In de figuur is te zien dat de dataeenheden die door het schuif-register 11 in de richting van de desbetreffende uitgang Ux worden gecollectioneerd (geconcentreerd), worden opgeslagen in een met de uitgang SUX van het schuifregister verbonden FIFO-buffer B, waarmee wordt bereikt dat alleen de met dataeenheden gevulde tweede trans-missiecellen aan de uitgang ϋχ verschijnen (indien het buffer B leeg is, worden uiteraard wèl lege transmissiecellen afgegeven). Het buffer B wordt aan de onderzijde serieel "geleegd" waardoor de dataeenheden hun oorspronkelijke, seriële verschijningsvorm herkrijgen.

Figuur 4 toont nader uitgewerkt een besturingsorgaan 10. Behalve de hiervoor genoemde functies van het besturingsorgaan 10, zorgt dit orgaan er ook voor dat de seriële dataeenheden, overgedragen via seriële eerste transmissiecellen vanaf de ingang, worden omgezet in (meer) parallelle (bijv. 8 bits brede) dataeenheden, teneinde, zoals in het voorgaande is uiteengezet, een reductie in transmissiesnelheid te verkrijgen, die evenredig is met de "verwerkingsbreedte" van die dataeenheden. Zo zal, indien de seriële dataeenheden worden geconverteerd in bijv. 8-bits brede dataeenheden, zoals in figuur 1 is voorgesteld, de transmissiesnelheid na deze conversie met een factor 8 zijn afgenomen. Deze serieel/parallel-omzetting vindt plaats in het serieel/parallel-conversieorgaan 14. Na de conversie wordt de dataeenheid overgedragen aan een codedetector 15, waar (ondermeer) het nummer van de uitgang waarvoor de dataeenheid bestemd is, wordt uitgelezen. Indien de dataeenheden bovendien zijn voorzien van een prioriteitsaanduiding wordt deze ook in deze codedetector 15 uitgelezen. Het besturingsorgaan 10 is verder voorzien van een buffer 16 waarin een dataeenheid — indien die bestemd is voor die desbetreffende uitgang — tijdelijk wordt opgeslagen in afwachting van overdracht van zo'n dataeenheid naar een beschikbare transmissiecel van het schuifregister 11. De feitelijke besturing van het overdragen van een dataeenheid naar een transmis-siecel van het schuifregister 11, vindt plaats in een doorschakelor-gaan 17, waarin wordt nagegaan of de achtereenvolgens passerende transmissiecellen van het schuifregister 11 al dan niet bezet zijn. In het geval dat de dataeenheden prioriteitsaanduidingen hebben, worden, ingeval van dreigende blokkering — als vanaf een ingang een dataeenheid aan het besturingsorgaan 10 wordt aangeboden die bij uitlezing van zijn uitgangsbestemming in de codedetector 15 voor opname in hetzelfde schuifregister 11 bestemd te zijn, terwijl de voorgaande dataeenheid zich nog in de buffer 16 bevindt — van de drie genoemde dataeenheden (waarvoor maar twee plaatsen zijn, nl. één in de buffer 16 en één in de eerstvolgende transmissiecel van het schuifregister 11) de prioriteiten met elkaar vergeleken en wordt de dataeenheid met de laagste prioriteit prijsgegeven.

In het geval het doorschakelorgaan 17 bepaalt dat de aangegeven dataeenheid inderdaad in de passerende transmissiecel van het schuifregister 11 moet worden opgenomen, wordt hierdoor een bestu-ringssignaal aan de buffer 16 gegeven, waarna de dataeenheid die daarin is opgeslagen wordt overgedragen aan die transmissiecel van het schuifregister 11. De buffer 16 is daarna weer beschikbaar voor het opnemen van daarna aankomende dataeenheden die voor de betreffende uitgang bestemd zijn.

Figuur 5 toont een 8 bits brede dataeenheid (dus bestaande uit een aantal, bijv. 54, octetten), overeenkomend met die in figuur 1, welke dataeenheid door middel van een (tweede) transmissiecel door het schuifregister 11 naar beneden worden overgedragen. De achtereenvolgende octetten van een dataeenheid worden gebufferd in bitcel-len 20 (1 bits buffercellen) en, onder besturing van een niet verder aangegeven kloksignaal, via een aantal combinatiecellen 21 (0R-poorten) doorgeschoven naar de volgende serie bitcellen 20. Indien aan een van de ingangen, b.v. aan ingang I2, inmiddels een dataeenheid is gearriveerd, welke dataeenheid in de in figuur 4 aangegeven buffer 16 is opgeslagen, wacht het desbetreffende besturingsor-gaan 10 met het doorgeven van deze dataeenheid tot er zich in de voorgaande bitcellen 20 het begin van een lege transmissiecel aandient. Het vol resp. leeg zijn van de eerstvolgende transmissiecel wordt aangegeven door zijn "busy bit". Na door middel van detectie van het "busy bit" te hebben geconstateerd dat de eerstvolgende transmissiecel leeg is, zendt het besturingsorgaan 10 van ingang I1 de daarin opgeslagen dataeenheid naar de met die ingang verbonden combinatiecellen 21, waardoor de dataeenheid de lege transmissiecel achtereenvolgens, octetsgewijze, "vult". Onder invloed van het kloksignaal van het schuifregister 11 worden op deze wijze de dataeenheden door de bit— en combinatiecellen van het schuifregister 11 geschoven.

Figuur 6 toont de architectuur van een schakelstelsel volgens een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding, gevormd uit een grote hoeveelheid concentratiemodules 12 en een aantal daarop aangesloten buffermodules 13. De concentratiemodules 12 zijn gevormd uit een aantal van de in figuur 3 getoonde combinaties van het besturingsorgaan 10 en het schuifregister 11. Daar deze organen 10 en 11 voor alle ingangen en uitgangen (anders gezegd, op elke plaats van het schakelstelsel) hetzelfde zijn, kunnen verscheidene van deze orgaan-combinaties 10-11, voor een aantal ingangen en uitgangen, zoals in de figuur wordt voorgesteld, zijn uitgevoerd als VLSI-module, waarbij het schakelstelsel dan weer verscheidene van die VLSI-modules omvat. Hetzelfde geldt ook voor de in figuur 3 getoonde buffer, waarvan in figuur 5 steeds een aantal is samengesteld tot een buffermodule 13 en waarbij het schakelstelsel weer verscheidene van deze buffermodules omvat. In de figuur is te zien dat steeds een deel van het totaal aantal ingangen Ilm(l is verbonden met de desbetreffende aansluitingen van verschillende concentratiemodules 12. In deze concentratiemodules 12 bevinden zich, zoals in figuur 3 is getoond, de schuifregisters 11 (met hun besturingsorgaan 10), waarbij elk schuifregister uitmondt in één van de buffers B die onderdeel is van een buffermodule 13. De uitgangen van de buffermodules vormen tezamen de uitgangen Ulml11 van het schakelstelsel.

Claims

1. Werkwijze voor het in een schakelstelsel met een aantal ingangen en een aantal uitgangen, doorschakelen van door transmissiecellen overdraagbare, een besturingscode omvattende dataeenheden van de ingang waaraan die dataeenheid verschijnt, naar een specifieke, van de besturingscode van die dataeenheid herleide uitgang, met het kenmerk dat de aan de ingangen verschijnende dataeenheden, via een aantal eerste transmissiekanalen met eerste transmissiecellen, worden gevoerd naar een aantal, naar de uitgangen van het schakelstelsel voerende, tweede transmissiekanalen met tweede transmissiecellen, waarbij een dergelijke door een eerste transmissiecel overgedragen dataeenheid steeds wordt overgedragen aan de eerstvolgende, niet reeds door een andere dataeenheid bezette tweede transmissiecel van dat tweede transmissiekanaal dat voert naar de specifieke, uit de besturingscode herleide uitgang.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de besturingscode van de dataeenheden tevens een prioriteitsaanduiding omvat, met het kenmerk dat, ingeval van dreigende blokkering van dataeenheden, als gevolg van het via het genoemde eerste transmissiekanaal overdragen van nog één of meer dataeenheden, bestemd voor diezelfde specifieke uitgang, terwijl de eerste voor die uitgang bestemde dataeenheid nog niet aan een tweede transmissiecel is overgedragen, die eerste dataeenheid eveneens aan een eerstvolgende tweede transmissiecel wordt overgedragen indien die eerstvolgende tweede transmissiecel weliswaar reeds bezet is, echter met een dataeenheid die een lagere prioriteit heeft dan de nog over te dragen eerste dataeenheid, waarbij dan de dataeenheid met de lagere prioriteit uit die tweede transmissiecel wordt verwijderd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de transmis-sierichting van de genoemde eerste transmissiecellen en die van de genoemde tweede transmissiecellen elkaar kruisen.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen gelijk is aan het produkt van een constante en de transmissiesnelheid van de eerste transmissiecellen, welke constante kleiner is dan het aantal ingangen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat, voor een aantal ingangen tussen 8 en ®, de genoemde constante ligt tussen 5 en 25.

6. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de genoemde eerste transmissiecellen en de daarmee overgedragen dataeenheden een meer serieel karakter hebben, met een eerste, geringe woordbreedte, met het kenmerk dat de door middel van die eerste transmissiecellen overgedragen, van de ingangen afkomstige dataeenheden, voorafgaand aan de genoemde overdracht van die dataeenheden aan een naar de desbetreffende specifieke uitgang voerende tweede transmissiecel, worden geconverteerd in dataeenheden met een meer parallel karakter, met een tweede, ten opzichte van de eerste, grotere woordbreedte.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de transmissiesnelheid van de tweede transmissiecellen ten opzichte van de transmissiesnelheid van de eerste transmissiecellen zich in hoofdzaak verhoudt als de tweede woordbreedte tot de eerste woordbreedte.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de aldus geconverteerde en aan de tweede transmissiecellen overgedragen dataeenheden na die overdracht weer worden geconverteerd in dataeenheden met een meer serieel karakter, met een derde, ten opzichte van de tweede, geringe woordbreedte.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk dat de genoemde derde woordbreedte gelijk is aan de genoemde eerste woordbreedte.

10. Schakelstelsel met een aantal ingangen en een aantal uitgangen, voor het doorschakelen van door transmissiecellen overdraagbare, een besturingscode omvattende dataeenheden van de ingang waaraan die dataeenheid verschijnt, naar een specifieke, van de besturingscode van die dataeenheid herleide uitgang, gekenmerkt door per uitgang (Ui m) van het schakelstelsel tenminste één transmissieorgaan (11), zoals een schuifregister of een bus, voor het onder besturing van een kloksignaal verschuiven van transmissiecellen vanaf zijn ingang (SIX) in de richting van zijn uitgang (SUX), welke uitgang via een buffer (B) verbonden is met de desbetreffende uitgang (Ux) van het schakelstelsel, welk transmissieorgaan voorts verdere, zich in de schuifrichting uitstrekkende ingangen (S^) omvat, welke ingangen zijn verbonden met anderzijds met de desbetreffende ingangen ’ (II...n) van het schakelstelsel verbonden besturingsorganen (10) die enerzijds van dataeenheden, afkomstig van de ingangen van het schakelstelsel, de uitgangsbestemming (U1 m) detecteren en die anderzijds detecteren of een aan de desbetreffende ingang van het transmissieorgaan verschijnende transmissiecel al dan niet reeds bezet is door een dataeenheid, waarbij het besturingsorgaan een van de ingang van het schakelstelsel afkomstige dataeenheid naar de desbetreffende transmissieorgaan-ingang doorschakelt indien het detecteert dat de besturingscode van die van de ingang van het schakelstelsel afkomstige dataeenheid die specifieke uitgang (TJX) van het schakelstelsel als bestemming aangeeft die overeenkomt met de uitgang van het schakelstelsel waarmee het transmissieorgaan is verbonden en indien het bovendien detecteert (b) dat de eerstvolgende aan die ingang van het transmissieorgaan verschijnende transmissiecel niet reeds bezet is door een andere dataeenheid.

11. Schakelstelsel volgens conclusie 10, waarbij de genoemde eerste transmissiecellen en de daarmee overgedragen dataeenheden een meer serieel karakter hebben, met een eerste, geringe woordbreedte, gekenmerkt door een serieel/parallel-conversieorgaan (14) voor het converteren van de van de ingangen (I1 ) van het schakelstelsel afkomstige dataeenheden met een serieel karakter en met een eerste woordbreedte in dataeenheden met een meer parallel karakter en met een tweede, ten opzichte van de eerste, grotere woordbreedte.

12. Schakelstelsel volgens conclusie 11, gekenmerkt door een paral-lel/serieel-conversieorgaan voor het converteren van de van het transmissieorgaan (11) afkomstige dataeenheden met een parallel karakter en met de genoemde tweede woordbreedte in dataeenheden met een serieel karakter met een derde woordbreedte die gelijk is aan de genoemde eerste woordbreedte van de aan de ingangen (I1 n) van het schakelstelsel verschijnende dataeenheden.

13. Schakelstelsel volgens conclusie 12, met het kenmerk dat het genoemde parallel/serieel-conversieorgaan wordt gevormd door de genoemde buffer (B) tussen de uitgang (SUX) van het transmissieor-gaan (11) en de desbetreffende uitgang (TJX) van het schakelstelsel, welke buffer aan de zijde van het transmissieorgaan op parallelle wijze wordt ingelezen met de van het transmissieorgaan afkomstige parallelle dataeenheden en aan de zijde van de uitgang van het schakelstelsel op seriële wijze wordt uitgelezen.

14. Schakelstelsel volgens conclusie 10, gekenmerkt door concentra-tiemodules (12) die elk een aantal van de genoemde transmissieor-ganen (11) en besturingsorganen (10) omvatten, alsmede door buffer-modules (13) die elk een aantal van de genoemde buffers (B) omvatten, welke concentratiemodules met elkaar en met 'de buffermodules een matrix vormen, waarbij enerzijds de ingangen (II...n) van het schakelstelsel steeds deelsgewijze met de ingangen van een rij concentratiemodules zijn verbonden en waarbij anderzijds de concen-tratiemodules in serie op elkaar zijn aangesloten, waarbij de uitgangen van de laatste concentratiemodule van een dergelijk serie van op elkaar aangesloten concentratiemodules verbonden zijn met de ingangen van een buffermodule, van welke bufferroodule de uitgangen verbonden zijn met een groep van uitgangen van het schakelstelsel en waarbij al deze groepen van uitgangen tezamen, de uitgangen (TJl...m) van het schakelstelsel vormen. F. UITTREKSEL De uitvinding betreft een werkwijze voor het in een schakelstelsel roet een aantal ingangen en een aantal uitgangen, doorschakelen van door transmissiecellen overdraagbare, een besturingscode omvattende dataeenheden van de ingang waaraan die dataeenheid verschijnt, naar een specifieke, van de besturingscode van die dataeenheid herleide uitgang. Se uitvinding voorziet erin dat de aan de ingangen verschijnende dataeenheden, via een aantal eerstê transroissiekanalen roet eerste transmissiecellen, worden gevoerd naar een aantal, naar de uitgangen van het schakelstelsel voerende, tweede transroissiekanalen met tweede transmissiecellen, waarbij een dergelijke door een eerste transmissiecel overgedragen dataeenheid steeds wordt overgedragen aan de eerstvolgende, niet reeds door een andere dataeenheid bezette tweede transmissiecel van dat tweede transmissiekanaal dat voert naar de specifieke, uit de besturingscode herleide uitgang.