WO2010122896A1 - データ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置 - Google Patents

データ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置 Download PDF

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    • H04L49/25—Routing or path finding in a switch fabric
    • H04L49/252—Store and forward routing

Definitions

  • the present invention relates to a data transmission system, a data transmission method, and a data transmission device, and more particularly to a data transmission system, a data transmission method, and a data transmission device in which a plurality of devices are connected to a switch via a serial bus.
  • Serial RapidIO (registered trademark) is a standard for connecting various devices in such a board to a multiport switch via a serial bus and enabling high-speed communication of up to 10 Gbps between the devices (for example, RapidIO TM Interconnect Specification Part1: Input / Output Logical Specification Rev1.3 (see Non-Patent Document 1)). Wireless base station devices that are compatible with the Serial RapidIO (registered trademark) standard are being put into practical use.
  • Serial RapidIO registered trademark
  • a star connection in which a plurality of devices are connected to a multiport switch is possible.
  • data can be transmitted by being buffered by the multiport switch.
  • RapidIOTM Interconnect Specification Part1 Input / Output Logical Specification Rev1.3, June 2005, Internet (URL: http://www.rapidio.org/zdata/specs/IO_logical.pdf)
  • the data transmission rate when data is transmitted to a plurality of devices, the data transmission rate may be low.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional transmission example. As illustrated in FIG. 8A, the device 1 transmits data to the device 2 and the device 3. Assume that the transmission rate of device 1 is 2 Gbps, the reception rate of device 2 is 1 Gbps, and the reception rate of device 3 is 1 Gbps.
  • Device 1 first transmits data to Device 2.
  • the device 1 transmits data to the device 3 after transmission of data to the device 2 is completed.
  • Data is sent from the device 1 to the multiport switch at 2 Gbps.
  • the reception rates of the devices 2 and 3 are 1 Gbps, the data is output from the multiport switch to the device 2 or 3 at 1 Gbps. That is, although the transmission rate of the transmission source device is 2 Gbps, this transmission system can only realize a transmission rate of 1 Gbps.
  • an object of the present invention is to provide a data transmission system, a data transmission method, and a data transmission apparatus capable of efficiently transmitting data to a plurality of devices.
  • the present invention provides a data transmission system including a multiport switch, and a plurality of devices connected to the multiport switch via a plurality of serial buses.
  • a transmission unit that selects one or more transmission destination devices from a plurality of devices and transmits data to the selected one or more transmission destination devices through a multi-port switch and a serial bus; When a plurality of destination devices are selected, based on the reception rate of the selected plurality of destination devices, a plurality of destination devices are selected within one period.
  • a transmission ratio determination unit that determines the ratio of the amount of data to be transmitted.
  • the transmission destination device is connected to the transmission source device through the multiport switch and serial bus.
  • a receiving unit for receiving data.
  • the transmission ratio determination unit is configured such that a ratio of the amount of data transmitted between the plurality of selected transmission destination devices is equal to the reception rate between the plurality of selected transmission destination devices within one cycle. Determine to be equal to the ratio.
  • the length of the packet transmitted by the transmission unit is constant within at least one period, and the transmission ratio determination unit transmits packets between a plurality of selected transmission destination devices within one period. Is determined so as to be equal to the ratio of the reception rates among the plurality of selected transmission destination devices.
  • the present invention also relates to a data transmission method in a data transmission system including a multiport switch and a plurality of devices connected to the multiport switch via a plurality of serial buses, wherein a plurality of transmission source devices are provided.
  • Selecting one or more destination devices among the devices, and transmitting data to the selected one or more destination devices via a multiport switch and a serial bus, and the step of transmitting includes: When a plurality of destination devices are selected, transmission is performed between a plurality of selected destination devices within one period based on the reception rates of the selected plurality of destination devices. Determining the ratio of the amount of data to be transmitted, and the data transmission method further includes: Comprising receiving data via Tosuitchi the serial bus.
  • the present invention also relates to a data transmission apparatus for transmitting data to a plurality of devices through a multi-port switch and a serial bus, and based on a reception rate of the plurality of devices, a plurality of devices within one cycle.
  • a transmission ratio determining unit that determines a ratio of the amount of data to be transmitted, a generation unit that generates a packet to be transmitted to a plurality of devices according to the determined ratio of the data amount, and outputs the generated packet to the serial bus And an output unit.
  • data can be efficiently transmitted to a plurality of devices.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of devices 1 to 4 and a multiport switch 7.
  • FIG. It is a flowchart showing the operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a data transmission system according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of devices 1 to 4 and a multiport switch 7 are mounted on a substrate 90.
  • the device 1 is connected to the port 61 of the multiport switch 7 through the serial bus 51.
  • the device 2 is connected to the port 62 of the multiport switch 7 through the serial bus 52.
  • the device 3 is connected to the port 63 of the multiport switch 7 through the serial bus 53.
  • the device 4 is connected to the port 64 of the multiport switch 7 through the serial bus 54.
  • the serial communication of this transmission system conforms to the Serial RapidIO (registered trademark) standard.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the devices 1 to 4 and the multiport switch 7. In FIG. 2, the internal configuration of only the device 1 is shown, but the devices 2 to 4 also have the same configuration as the device 1.
  • the transmission unit 5 includes a data rate table storage unit 14, a transmission ratio determination unit 12, a data packet generation unit 10, and a data packet output unit 8.
  • the data rate table storage unit 14 stores a data rate table that defines reception rates of other devices.
  • the transmission ratio determination unit 12 selects a destination device. When a plurality of transmission destination devices are selected, the transmission ratio determination unit 12 refers to the data rate table, identifies the reception rates of the selected plurality of transmission destination devices, and based on the identified reception rates Thus, it is determined at what ratio data packets to each device should be transmitted within one period. Specifically, the transmission ratio determination unit 12 determines that the ratio of the amount of data transmitted between a plurality of selected transmission destination devices is between a plurality of selected transmission destination devices within one cycle. The ratio is determined to be equal to the reception rate ratio.
  • the data packet generation unit 10 reads data for the destination device from the data storage unit 24, and generates a data packet including the read data in the payload portion.
  • the data packet generation unit 10 changes the destination ID of the data packet according to the transmission ratio determined by the transmission ratio determination unit 12.
  • the length of the data packet is assumed to be constant within at least one period. The length of the data packet may be constant over the entire period, may be changed for each period, or may be changed with an arbitrary period.
  • the data packet output unit 8 outputs the data packet generated by the data packet generation unit 10 to the serial bus 51.
  • the receiving unit 6 includes a data packet input unit 16 and a data packet processing unit 18.
  • the data packet input unit 16 receives data packets output from other devices through the multiport switch 7 and the serial bus 51.
  • the data packet processing unit 18 processes the data packet received by the data packet input unit 16 and writes the data included in the payload portion of the data packet into the data storage unit 24.
  • the multiport switch 7 includes a buffer 22 and a communication unit 20.
  • the communication unit 20 receives the data packet output from the transmission source device and outputs the data packet to the buffer 22. In addition, the communication unit 20 outputs the data packet stored in the buffer 22 to the destination device.
  • the buffer 22 accumulates the data packets output from the transmission source device and outputs the data packets when the transmission destination device becomes receivable.
  • the buffer 22 sends a signal instructing to wait for transmission to the devices 1 to 4 connected to the multiport switch 7 when the accumulation amount reaches full.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the transmission system according to the embodiment of the present invention.
  • the data packet generation unit 10 generates a data packet specifying a destination device based on the determined transmission ratio (step S104).
  • the data packet output unit 8 outputs the generated data packet (step S105).
  • step S106 Until the transmission of all data is completed (YES in step S106), the processes in steps 104 and S105 are repeated.
  • the data packet generation unit 10 when one transmission destination device is selected (NO in step S102), the data packet generation unit 10 generates a data packet designating the selected transmission destination device (step S107).
  • the data packet output unit 8 outputs the generated data packet (step S108).
  • step S110 Until the power is turned off (YES in step S110), the processing from step S101 is repeated.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a transmission example of the first embodiment.
  • the device 1 selects the device 2 and the device 3 as the transmission destination devices. Assume that the transmission rate of device 1 is 2 Gbps, the reception rate of device 2 is 1 Gbps, and the reception rate of device 3 is 1 Gbps.
  • the data transmitted from the device 1 is first stored in the region A of the buffer 22 in the multiport switch 7, and then stored in the order of region B, region C, and region D. Is done. Thereafter, the data is cyclically accumulated sequentially in this order. It is assumed that the sizes of the region A, the region B, the region C, and the region D are all the same and are N (bits). Also, it is assumed that all data packets output from the device 1 have the same size and S (bits). N is an integer multiple of S.
  • the transmission ratio determining unit 12 of the device 1 determines the data amount (that is, the number of packets) to the device 2 and the device within one period T.
  • the data packet transmission ratio is determined so that the data amount to 3 (that is, the number of packets) is 1: 1.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs the number of data packets to the device 2 to the multiport switch 7 at a rate of 2 Gbps within one period T, and then the number of data packets that can be stored in the region B. Only the data packet to the device 3 is output to the multiport switch 7 at 2 Gbps. That is, device 1 outputs N / S data packets to device 2 at 2 Gbps to multiport switch 7, and then outputs N / S data packets to device 3 to multiport switch 7 at 2 Gbps. To do.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs the number of data packets to the device 2 to the multiport switch 7 at the rate of 2 Gbps within the period T, and then the number of data packets that can be stored in the region D.
  • the data packet to the device 3 is output to the multiport switch 7 at 2 Gbps. That is, device 1 outputs N / S data packets to device 2 at 2 Gbps to multiport switch 7, and then outputs N / S data packets to device 3 to multiport switch 7 at 2 Gbps. To do.
  • the receiving unit 6 of the device 2 receives N / S data packets output at 1 Gbps from the region A of the buffer 22 of the multiport switch 7, and then from the region C of the buffer 22 of the multiport switch 7. N / S data packets output at 1 Gbps are received.
  • the reception unit 6 of the device 3 receives N / S data packets output at 1 Gbps from the region B of the buffer 22 of the multiport switch 7, and then receives the multiport switch. 7 N / S data packets output at 1 Gbps from the area D of the buffer 22 are received.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining another transmission example of the first embodiment.
  • the device 1 selects the device 2 and the device 3 as the transmission destination devices. Assume that the transmission rate of device 1 is 4 Gbps, the reception rate of device 2 is 2 Gbps, and the reception rate of device 3 is 1 Gbps.
  • the data transmitted from the device 1 is first stored in the region A of the buffer 22 in the multiport switch 7, and then stored in the order of region B, region C, and region D. Is done. Thereafter, the data is cyclically accumulated sequentially in this order. It is assumed that the sizes of the region A, the region B, the region C, and the region D are all the same and are N (bits). Also, it is assumed that all data packets output from the device 1 have the same size and S (bits). N is an integer multiple of S.
  • the transmission ratio determination unit 12 of the device 1 determines the data amount (that is, the number of packets) to the device 2 and the device within one period T.
  • the data packet transmission ratio is determined so that the data amount to 3 (that is, the number of packets) is 2 to 1.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs data packets to the device 2 to the multiport switch 7 at a rate of 4 Gbps as many as the number that can be stored in the regions A and B within one period T, and then can store the data packets in the region C.
  • the number of data packets to the device 3 are output to the multiport switch 7 at 4 Gbps. That is, the device 1 outputs 2 ⁇ N / S data packets to the device 2 at 4 Gbps to the multiport switch 7, and then N / S data packets to the device 3 at 4 Gbps. Output to.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs data packets to the device 2 to the multiport switch 7 at a rate of 4 Gbps as many as the number that can be stored in the regions D and A within one period T, and then stores them in the region B. As many data packets as possible can be output to the multiport switch 7 at 4 Gbps. That is, the device 1 outputs 2 ⁇ N / S data packets to the device 2 at 4 Gbps to the multiport switch 7, and then N / S data packets to the device 3 at 4 Gbps. Output to.
  • the receiving unit 6 of the device 2 receives N / S data packets output at 2 Gbps from the region A of the buffer 22 of the multiport switch 7, and then from the region B of the buffer 22 of the multiport switch 7. N / S data packets output at 2 Gbps are received, and thereafter, N / S data packets output at 2 Gbps are received from the region D of the buffer 22 of the multiport switch 7.
  • the reception unit 6 of the device 3 receives N / S data packets output at 1 Gbps from the region C of the buffer 22 of the multiport switch 7, and then receives the multiport switch. 7 N / S data packets output at 1 Gbps from the region B of the buffer 22, and then N / S data packets output at 1 Gbps from the region A of the buffer 22 of the multiport switch 7. Receive.
  • the amount of transmission data (that is, the number of transmission packets) to each device 2 within one period T based on the reception rates of a plurality of destination devices.
  • the embodiment of the present invention relates to a transmission system having the same transmission ratio as that of the first embodiment, but having a feature that one cycle T is shorter than that of the first embodiment.
  • the transmission ratio determination unit 12 When a plurality of destination devices are selected, the transmission ratio determination unit 12 according to the second exemplary embodiment counts the number of packets transmitted between the selected plurality of destination devices within one period. The ratio is determined so as to be equal to the ratio of the reception rates among the plurality of selected transmission destination devices.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a transmission example of the second embodiment.
  • the device 1 selects the device 2 and the device 3 as the transmission destination devices. Assume that the transmission rate of device 1 is 2 Gbps, the reception rate of device 2 is 1 Gbps, and the reception rate of device 3 is 1 Gbps.
  • the data packet transmitted from the device 1 is first stored in the buffer 22 in the multiport switch 7. It is assumed that all data packets output from the device 1 are the same size.
  • the transmission ratio determination unit 12 of device 1 transmits one data packet to device 2 within one cycle T and device 3. The transmission ratio of data packets is determined so that one data packet is included.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs one data packet to the device 2 to the multiport switch 7 at 2 Gbps within one cycle T, and then sends one data packet to the device 3 at 2 Gbps. Output to the multiport switch 7.
  • the receiving unit 6 of the device 2 receives a data packet output from the multiport switch 7 at 1 Gbps.
  • the reception unit 6 of the device 3 receives a data packet output from the multiport switch 7 at 1 Gbps.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining another transmission example of the second embodiment.
  • the device 1 selects the device 2 and the device 3 as destination devices. Assume that the transmission rate of device 1 is 4 Gbps, the reception rate of device 2 is 2 Gbps, and the reception rate of device 3 is 1 Gbps.
  • the data packet transmitted from the device 1 is first stored in the buffer 22 in the multiport switch 7. It is assumed that all data packets output from the device 1 are the same size.
  • the transmission ratio determination unit 12 of device 1 receives two data packets to device 2 and device 3 within one period T. The transmission ratio of data packets is determined so that one data packet is included.
  • the transmission unit 5 of the device 1 outputs two data packets to the device 2 at 4 Gbps to the multiport switch 7 within one cycle T, and then sends one data packet to the device 3 at 4 Gbps. Output to the multiport switch 7.
  • the receiving unit 6 of the device 2 receives a data packet output from the multiport switch 7 at 2 Gbps.
  • the reception unit 6 of the device 3 receives a data packet output from the multiport switch 7 at 1 Gbps.
  • transmission to each device 2 within one period T is performed based on the reception rates of a plurality of destination devices.
  • the amount of data that is, the number of transmission packets
  • 1 to 4 devices 5 transmission unit, 6 reception unit, 7 multiport switch, 8 data packet output unit, 10 data packet generation unit, 12 transmission ratio determination unit, 14 data table storage unit, 16 data packet input unit, 18 data Packet processing unit, 20 communication unit, 22 buffer, 24 data storage unit, 52-54 serial bus, 62-64 port, 90 substrates.

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Abstract

　送信元のデバイスは、複数個のデバイスのうち１個以上の送信先のデバイスを選択して、選択した１個以上の送信先のデバイスへマルチポートスイッチ（７）とシリアルバス（５１～５４）を通じてデータを送信する送信部（５）を備える。送信部（５）は、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、選択された複数個の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定する送信比率決定部（１２）を含む。送信先のデバイスは、送信元のデバイスからマルチポートスイッチ（７）とシリアルバス（５１～５４）を通じてデータを受信する受信部（６）を備える。

Description

データ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置
　本発明は、データ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置に関し、特に複数のデバイスがシリアルバスを介してスイッチに接続されたデータ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置に関する。
　近年、無線基地局では、通信データ量は飛躍的に増加している。それに伴い、無線基地局での処理を実行する基板内部のＣＰＵ(Central　Processing　Unit)、ＤＳＰ(Digital　Signal　Processor)、ＦＰＧＡ(Field　Programmable　Gate　Array)などのデバイスでの信号処理量も増加している。その結果、これらのデバイス間での通信速度も増加している。
　Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）は、このような基板内部の各種デバイスをシリアルバスを介してマルチポートスイッチと接続し、各デバイス間で最大１０Ｇｂｐｓの高速通信を可能にするための規格である（たとえば、RapidIOTM　Interconnect　Specification　Part1:Input/Output　Logical　Specification　Rev1.3（非特許文献１）を参照）。無線基地局のデバイスも、このＳｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）の規格に対応したものが実用化されつつある。
　Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）では、２種類の転送帯域（レーン数）と、１レーンについての３種類の転送速度とが準備されている。転送データ速度は、１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ、または２．５Ｇｂｐｓであり、レーン数は、１レーンまたは４レーンである。２種類のレーン数と、１レーンについての３種類の転送速度とを組み合わせることによって、６種類の転送レート（送信レートまたは受信レート）が実現できる。
　Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）では、マルチポートスイッチに複数のデバイスが接続されるスター型接続が可能である。スター型接続の場合には、送信元のデバイスの送信レートと送信先のデバイスの受信レートが異なる場合でも、マルチポートスイッチでバッファされることにより、データの伝送が可能である。
RapidIOTM　Interconnect　Specification　Part1:Input/Output　Logical　Specification　Rev1.3、２００５年６月、インターネット（URL:　http://www.rapidio.org/zdata/specs/IO_logical.pdf)
　しかしながら、従来のスター型接続の伝送システムでは、複数のデバイスへデータを送信する場合に、データの伝送レートが低くなる場合がある。
　図８は、従来の伝送例を説明するための図である。
　図８（ａ）に示すように、デバイス１は、デバイス２とデバイス３へデータを送信する。デバイス１の送信レートが２Ｇｂｐｓで、デバイス２の受信レートが１Ｇｂｐｓで、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるとする。
　デバイス１は、まず、デバイス２へデータを送信する。デバイス１は、デバイス２へのデータの送信が終了した後、デバイス３へデータを送信する。デバイス１からは２Ｇｂｐｓでデータがマルチポートスイッチに送られるが、デバイス２およびデバイス３の受信レートは１Ｇｂｐｓであるため、マルチポートスイッチからは１Ｇｂｐｓでデータがデバイス２またはデバイス３へ出力される。つまり、送信元のデバイスの送信レートが２Ｇｂｐｓであるのにも係らず、この伝送システムでは、１Ｇｂｐｓの伝送レートしか実現できない。
　それゆえに、本発明の目的は、複数個のデバイスへデータを効率良く送信することができるデータ伝送システム、データ伝送方法、およびデータ送信装置を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明は、マルチポートスイッチと、マルチポートスイッチと複数のシリアルバスを介して接続される複数のデバイスとを備えたデータ伝送システムであって、送信元のデバイスは、複数個のデバイスのうちの１個以上の送信先のデバイスを選択して、選択した１個以上の送信先のデバイスへマルチポートスイッチとシリアルバスを通じてデータを送信する送信部を備え、送信部は、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、選択された複数個の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定する送信比率決定部を含み、送信先のデバイスは、送信元のデバイスからマルチポートスイッチとシリアルバスを通じてデータを受信する受信部を備える。
　好ましくは、送信比率決定部は、１周期内において、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率が、選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように決定する。
　好ましくは、送信部が送信するパケットの長さは、少なくとも１周期内において一定であり、送信比率決定部は、１周期内において、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるパケットの個数の比率が、選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように決定する。
　好ましくは、シリアルバスを通じた通信は、Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）規格に従う。
　また、本発明は、マルチポートスイッチと、マルチポートスイッチと複数のシリアルバスを介して接続される複数のデバイスとを備えたデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、送信元のデバイスが、複数個のデバイスのうちの１個以上の送信先のデバイスを選択して、選択した１個以上の送信先のデバイスへマルチポートスイッチとシリアルバスを通じてデータを送信するステップを備え、送信するステップは、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、選択された複数個の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定するステップを含み、データ伝送方法は、さらに、送信先のデバイスが、送信元のデバイスからマルチポートスイッチとシリアルバスを通じてデータを受信するステップを備える。
　また、本発明は、マルチポートスイッチおよびシリアルバスを通じて複数個のデバイスへデータを送信するデータ送信装置であって、複数個のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、複数個のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定する送信比率決定部と、決定されたデータ量の比率に従って、複数個のデバイスへ送信するパケットを生成する生成部と、生成したパケットをシリアルバスへ出力する出力部とを備える。
　以上のように、本発明のデータ伝送システム、データ伝送方法およびデータ送信装置によれば、複数個のデバイスへデータを効率良く送信することができる。
本発明の実施形態のデータ伝送システムの構成を表わす図である。 デバイス１～４と、マルチポートスイッチ７の構成を表わす図である。 本発明の実施形態の伝送システムの動作手順を表わすフローチャートである。 第１の実施形態の伝送例を説明するための図である。 第１の実施形態の別の伝送例を説明するための図である。 第２の実施形態の伝送例を説明するための図である。 第２の実施形態の別の伝送例を説明するための図である。 従来のデータの伝送例を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　（データ伝送システム構成）
　図１は、本発明の実施形態のデータ伝送システムの構成を表わす図である。
　図１を参照して、このデータ伝送システムは、基板９０上に、複数のデバイス１～４とマルチポートスイッチ７とが搭載されている。デバイス１は、マルチポートスイッチ７のポート６１とシリアルバス５１を通じて接続する。デバイス２は、マルチポートスイッチ７のポート６２とシリアルバス５２を通じて接続する。デバイス３は、マルチポートスイッチ７のポート６３とシリアルバス５３を通じて接続する。デバイス４は、マルチポートスイッチ７のポート６４とシリアルバス５４を通じて接続する。この伝送システムのシリアル通信は、Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ（登録商標）規格に従う。
　（デバイスおよびマルチポートスイッチの構成）
　図２は、デバイス１～４と、マルチポートスイッチ７の構成を表わす図である。図２では、デバイス１のみについて内部の構成を示してあるが、デバイス２～４もデバイス１と同様の構成を有する。
　デバイス１は、送信部５と、受信部６と、データ記憶部２４とを備える。
　データ記憶部２４は、データを記憶する。
　送信部５は、データレートテーブル記憶部１４と、送信比率決定部１２と、データパケット生成部１０と、データパケット出力部８とを備える。
　データレートテーブル記憶部１４は、他のデバイスの受信レートを定めたデータレートテーブルを記憶する。
　送信比率決定部１２は、送信先のデバイスを選択する。送信比率決定部１２は、複数の送信先のデバイスが選択された場合に、データレートテーブルを参照して、選択された複数の送信先のデバイスの受信レートを特定し、特定した受信レートに基づいて、各デバイスへのデータパケットを１周期内でどのような比率で送信すべきかを決定する。具体的には、送信比率決定部１２は、１周期内において、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率が、選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように比率を決定する。
　データパケット生成部１０は、データ記憶部２４から送信先のデバイス用のデータを読出して、ペイロード部分に読出したデータが含まれるデータパケットを生成する。データパケット生成部１０は、データパケットの宛先ＩＤを、送信比率決定部１２で決定された送信比率に従って変化させる。データパケットの長さは、少なくとも１周期内において一定であるものとする。データパケットの長さは、全周期で一定であってもよいし、１周期ごとに変化させてもよいし、任意の周期で変化させてもよい。
　データパケット出力部８は、データパケット生成部１０で生成されたデータパケットをシリアルバス５１へ出力する。
　受信部６は、データパケット入力部１６と、データパケット処理部１８とを備える。
　データパケット入力部１６は、他のデバイスから出力されたデータパケットをマルチポートスイッチ７およびシリアルバス５１を通じて受取る。
　データパケット処理部１８は、データパケット入力部１６で受取ったデータパケットを処理して、データパケットのペイロード部分に含まれるデータをデータ記憶部２４に書込む。
　マルチポートスイッチ７は、バッファ２２と、通信部２０とを備える。
　通信部２０は、送信元のデバイスから出力されたデータパケットを受信し、バッファ２２に出力する。また、通信部２０は、バッファ２２に蓄積されているデータパケットを送信先のデバイスへ出力する。
　バッファ２２は、送信元のデバイスから出力されたデータパケットを蓄積し、送信先のデバイスが受信可能になったときに出力する。バッファ２２は、蓄積量がフルに達したときに、マルチポートスイッチ７に接続されているデバイス１～４へ送信を待つように指示する信号を送る。
　（動作）
　図３は、本発明の実施形態の伝送システムの動作手順を表わすフローチャートである。
　まず、送信比率決定部１２は、データの送信先のデバイスを選択する（ステップＳ１０１）。
　次に、送信比率決定部１２は、複数の送信先のデバイスが選択された場合に（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、データレートテーブル内の選択された複数の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、各デバイスへのデータパケットを１周期内でどのような比率で送信すべきかを決定する（ステップＳ１０３）。
　次に、データパケット生成部１０は、決定された送信比率に基づいて送信先のデバイスを指定したデータパケットを生成する（ステップＳ１０４）。
　次に、データパケット出力部８は、生成されたデータパケットを出力する（ステップＳ１０５）。
　すべてのデータを送信し終わるまで（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、ステップ１０４およびＳ１０５の処理を繰り返す。
　一方、１つの送信先のデバイスが選択された場合に（ステップＳ１０２でＮＯ）、データパケット生成部１０は、選択された送信先のデバイスを指定したデータパケットを生成する（ステップＳ１０７）。
　次に、データパケット出力部８は、生成されたデータパケットを出力する（ステップＳ１０８）。
　すべてのデータを送信し終わるまで（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、ステップ１０７およびＳ１０８の処理を繰り返す。
　電源オフされるまで（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
　（伝送例１）
　図４は、第１の実施形態の伝送例を説明するための図である。
　図４（ａ）に示すように、デバイス１が、送信先のデバイスとしてデバイス２とデバイス３を選択したとする。デバイス１の送信レートが２Ｇｂｐｓで、デバイス２の受信レートが１Ｇｂｐｓで、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるとする。
　図４（ｂ）に示すように、デバイス１から送信されたデータは、まず、マルチポートスイッチ７内のバッファ２２の領域Ａに蓄積され、その後、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄの順番で蓄積される。その後は、この順序で順次データが循環的に蓄積される。領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄのサイズは、すべて同一であり、Ｎ（ビット）であるとする。また、デバイス１から出力されるデータパケットは、すべて同一サイズで、Ｓ（ビット）であるとする。また、Ｎは、Ｓの整数倍であるとする。
　デバイス１の送信比率決定部１２は、デバイス２の受信レートが１Ｇｂｐｓであり、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるから、１周期Ｔ内にデバイス２へのデータ量（つまり、パケット数）とデバイス３へのデータ量（つまり、パケット数）が１対１となるようにデータパケットの送信比率を決定する。
　まず、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、領域Ａに蓄積できる個数分だけデバイス２へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、領域Ｂに蓄積できる個数分だけデバイス３へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。つまり、デバイス１は、Ｎ／Ｓ個だけデバイス２へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、Ｎ／Ｓ個だけデバイス３へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　次に、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、領域Ｃに蓄積できる個数分だけデバイス２へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、領域Ｄに蓄積できる個数分だけデバイス３へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。つまり、デバイス１は、Ｎ／Ｓ個だけデバイス２へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、Ｎ／Ｓ個だけデバイス３へのデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　一方、デバイス２の受信部６は、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ａから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｃから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信する。
　デバイス２での受信と平行して、デバイス３の受信部６は、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｂから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｄから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信する。
　以下、同様にして上述の処理が繰り返される。
　（伝送例２）
　図５は、第１の実施形態の別の伝送例を説明するための図である。
　図５（ａ）に示すように、デバイス１が、送信先のデバイスとしてデバイス２とデバイス３を選択したとする。デバイス１の送信レートが４Ｇｂｐｓで、デバイス２の受信レートが２Ｇｂｐｓで、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるとする。
　図５（ｂ）に示すように、デバイス１から送信されたデータは、まず、マルチポートスイッチ７内のバッファ２２の領域Ａに蓄積され、その後、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄの順番で蓄積される。その後は、この順序で順次データが循環的に蓄積される。領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄのサイズは、すべて同一であり、Ｎ（ビット）であるとする。また、デバイス１から出力されるデータパケットは、すべて同一サイズで、Ｓ（ビット）であるとする。また、Ｎは、Ｓの整数倍であるとする。
　デバイス１の送信比率決定部１２は、デバイス２の受信レートが２Ｇｂｐｓであり、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるから、１周期Ｔ内にデバイス２へのデータ量（つまり、パケット数）とデバイス３へのデータ量（つまり、パケット数）が２対１となるようにデータパケットの送信比率を決定する。
　まず、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、領域ＡおよびＢに蓄積できる個数分だけデバイス２へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、領域Ｃに蓄積できる個数分だけデバイス３へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。つまり、デバイス１は、２×Ｎ／Ｓ個だけデバイス２へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、Ｎ／Ｓ個だけデバイス３へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　次に、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、領域ＤおよびＡに蓄積できる個数分だけデバイス２へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、領域Ｂに蓄積できる個数分だけデバイス３へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。つまり、デバイス１は、２×Ｎ／Ｓ個だけデバイス２へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、Ｎ／Ｓ個だけデバイス３へのデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　一方、デバイス２の受信部６は、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ａから２Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｂから２Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｄから２Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信する。
　デバイス２での受信と平行して、デバイス３の受信部６は、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｃから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ｂから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信し、その後、マルチポートスイッチ７のバッファ２２の領域Ａから１Ｇｂｐｓで出力されるＮ／Ｓ個のデータパケットを受信する。
　以下、同様にして上述の処理が繰り返される。
　以上のように、本発明の実施形態の伝送システムによれば、送信先の複数のデバイスの受信レートに基づいて、１周期Ｔ内に各デバイス２への送信データ量（つまり、送信パケット数）を決定することによって、送信元のデバイスで、データパケットの出力が待たされる時間を少なくし、高い伝送効率を実現できる。
　［第２の実施形態］
　本発明の実施形態は、第１の実施形態と同一の送信比率であるが、第１の実施形態よりも１周期Ｔが短いという特徴を有する伝送システムに関する。
　第２の実施形態の送信比率決定部１２は、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、１周期内において、選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるパケットの個数の比率が、選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように比率を決定する。
　（伝送例１）
　図６は、第２の実施形態の伝送例を説明するための図である。
　図６（ａ）に示すように、デバイス１が、送信先のデバイスとしてデバイス２とデバイス３を選択したとする。デバイス１の送信レートが２Ｇｂｐｓで、デバイス２の受信レートが１Ｇｂｐｓで、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるとする。
　図６（ｂ）に示すように、デバイス１から送信されたデータパケットは、まず、マルチポートスイッチ７内のバッファ２２に蓄積される。デバイス１から出力されるデータパケットは、すべて同一サイズであるとする。
　デバイス１の送信比率決定部１２は、デバイス２の受信レートが１Ｇｂｐｓであり、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるから、１周期Ｔ内にデバイス２への１個のデータパケットと、デバイス３への１個のデータパケットが含まれるようにデータパケットの送信比率を決定する。
　まず、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、デバイス２への１個のデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、デバイス３への１個のデータパケットを２Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　一方、デバイス２の受信部６は、マルチポートスイッチ７から１Ｇｂｐｓで出力されるデータパケットを受信する。
　デバイス２での受信と平行して、デバイス３の受信部６は、マルチポートスイッチ７から１Ｇｂｐｓで出力されるデータパケットを受信する。
　以下、同様にして上述の処理が繰り返される。
　（伝送例２）
　図７は、第２の実施形態の別の伝送例を説明するための図である。
　図７（ａ）に示すように、デバイス１が、送信先のデバイスとしてデバイス２とデバイス３を選択したとする。デバイス１の送信レートが４Ｇｂｐｓで、デバイス２の受信レートが２Ｇｂｐｓで、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるとする。
　図７（ｂ）に示すように、デバイス１から送信されたデータパケットは、まず、マルチポートスイッチ７内のバッファ２２に蓄積される。デバイス１から出力されるデータパケットは、すべて同一サイズであるとする。
　デバイス１の送信比率決定部１２は、デバイス２の受信レートが２Ｇｂｐｓであり、デバイス３の受信レートが１Ｇｂｐｓであるから、１周期Ｔ内にデバイス２への２個のデータパケットと、デバイス３への１個のデータパケットが含まれるようにデータパケットの送信比率を決定する。
　まず、デバイス１の送信部５は、１周期Ｔ内に、デバイス２への２個のデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力し、その後、デバイス３への１個のデータパケットを４Ｇｂｐｓでマルチポートスイッチ７へ出力する。
　一方、デバイス２の受信部６は、マルチポートスイッチ７から２Ｇｂｐｓで出力されるデータパケットを受信する。
　デバイス２での受信と平行して、デバイス３の受信部６は、マルチポートスイッチ７から１Ｇｂｐｓで出力されるデータパケットを受信する。
　以下、同様にして上述の処理が繰り返される。
　以上のように、本発明の実施形態の伝送システムによれば、第１の実施形態と同様に、送信先の複数のデバイスの受信レートに基づいて、１周期Ｔ内に各デバイス２への送信データ量（つまり、送信パケット数）を決定することによって、送信元のデバイスで、データパケットの出力が待たされる時間を少なくし、高い伝送効率を実現できる。
　（変形例）
　本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。たとえば、以下のような変形例も含まれる。
　（１）　第２の実施形態のパケットの送信比率
　第２の実施形態において、ｎ個の送信先のデバイスの受信レートがａ1、ａ2、・・・、ａnのときには、１周期内の各デバイスへの送信パケット数をｂ1，ｂ2、・・・、ｂn（＝ｋ×ａ1、ｋ×ａ2、・・・、ｋ×ａn）とすればよい。ただし、ｋは、ｂi（i＝1～n）が整数となるような最小の数である。たとえば、３つの送信先のデバイスの受信レートが２Ｇｂｐｓ、４Ｇｂｐｓ、８Ｇｂｐｓの場合には、ｋ＝１／２であり、１周期内の３つのデバイスへの送信パケット数は、１個、２個、４個となる。また、３つの送信先のデバイスの受信レートが１Ｇｂｐｓ、２Ｇｂｐｓ、２．５Ｇｂｐｓの場合には、ｋ＝２であり、１周期内の３つのデバイスへの送信パケット数は、２個、４個、５個となる。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１～４　デバイス、５　送信部、６　受信部、７　マルチポートスイッチ、８　データパケット出力部、１０　データパケット生成部、１２　送信比率決定部、１４　データテーブル記憶部、１６　データパケット入力部、１８　データパケット処理部、２０　通信部、２２　バッファ、２４　データ記憶部、５２～５４　シリアルバス、６２～６４　ポート、９０　基板。

Claims (6)

  1. 　マルチポートスイッチ（７）と、前記マルチポートスイッチ（７）と複数のシリアルバス（５１～５４）を介して接続される複数のデバイス（１～４）とを備えたデータ伝送システム（９０）であって、
    　送信元のデバイスは、
    　前記複数個のデバイスのうちの１個以上の送信先のデバイスを選択して、選択した１個以上の送信先のデバイスへ前記マルチポートスイッチと前記シリアルバスを通じてデータを送信する送信部（５）を備え、前記送信部（５）は、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、前記選択された複数個の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定する送信比率決定部（１２）を含み、
    　送信先のデバイスは、
    　送信元のデバイスから前記マルチポートスイッチ（７）とシリアルバス（５１～５４）を通じてデータを受信する受信部（６）を備えた、データ伝送システム。
  2. 　前記送信比率決定部（１２）は、１周期内において、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率が、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように決定する、請求の範囲１記載のデータ伝送システム。
  3. 　前記送信部が送信するパケットの長さは、少なくとも１周期内において一定であり、
    　前記送信比率決定部（１２）は、１周期内において、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるパケットの個数の比率が、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の受信レートの比率と等しくなるように決定する、請求の範囲１記載のデータ伝送システム。
  4. 　前記シリアルバスを通じた通信は、Ｓｅｒｉａｌ　ＲａｐｉｄＩＯ規格に従う、請求の範囲１記載のデータ伝送システム。
  5. 　マルチポートスイッチ（７）と、前記マルチポートスイッチ（７）と複数のシリアルバス（５１～５４）を介して接続される複数のデバイス（１～４）とを備えたデータ伝送システムにおけるデータ伝送方法であって、
    　送信元のデバイスが、前記複数個のデバイスのうちの１個以上の送信先のデバイスを選択して、選択した１個以上の送信先のデバイスへ前記マルチポートスイッチ（７）と前記シリアルバス（５１～５４）を通じてデータを送信するステップを備え、前記送信するステップは、複数個の送信先のデバイスが選択された場合に、前記選択された複数個の送信先のデバイスの受信レートに基づいて、１周期内における、前記選択された複数個の送信先のデバイス間の送信されるデータ量の比率を決定するステップを含み、
    　前記データ伝送方法は、さらに、
    　送信先のデバイスが、送信元のデバイスから前記マルチポートスイッチ（７）とシリアルバス（５１～５４）を通じてデータを受信するステップを備えた、データ伝送方法。
  6. 　マルチポートスイッチ（７）およびシリアルバス（５１～５４）を通じて複数個のデバイス（２～４）へデータを送信するデータ送信装置（１）であって、
    　前記複数個のデバイス（２～４）の受信レートに基づいて、１周期内における、前記複数個のデバイス（２～４）間の送信されるデータ量の比率を決定する送信比率決定部（１２）と、
    　前記決定されたデータ量の比率に従って、前記複数個のデバイス（２～４）へ送信するパケットを生成する生成部（１０）と、
    　前記生成したパケットを前記シリアルバス（５１）へ出力する出力部（８）とを備えた、データ送信装置。
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