(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の出力ポートと、当該各出力ポートに対応する論理バッファをそれぞれ有する複数の入力ポートと、前記複数の入力ポートのそれぞれの論理バッファと出力ポートとの間のクロスポイント位置に設けられたクロスポイントバッファを有するクロスポイント部とを具え、前記入力ポートに入力されたセルを、論理バッファに格納し、論理バッファからクロスポイント部のクロスポイントバッファに読み出し、クロスポイントバッファから出力ポートを介して出力するＡＴＭスイッチであって、
クロスポイント部は、クロスポイントバッファのキュー長情報を前記入力ポートに通知する手段を有し、
入力ポートは、前記クロスポイント部から通知されたキュー長情報に基づいて、キュー長が最短のクロスポイントバッファが一つ存在すると判断した場合には、当該クロスポイントバッファに対応する論理バッファを読出対象の論理バッファとし、キュー長が最短のクロスポイントが複数存在すると判断した場合には、当該クロスポイントバッファに対応する複数の論理バッファのうち、当該論理バッファに格納されたセルの待ち時間が最長の論理バッファを読出対象の論理バッファとする手段と、前記読出対象の論理バッファから当該論理バッファに対応するクロスポイントバッファにセルを読み出す手段とを有することを特徴とするＡＴＭスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＴＭスイッチは、そのバッファの配置方法から、入力バッファ型スイッチ、出力バッファ型スイッチ、共通バッファ型スイッチ、及びクロスポイントバッファ型スイッチに分類される。この中で、入力バッファ型スイッチ及びクロスポイントバッファ型スイッチは、必要とされるメモリー速度が低速であること、内部を入力回線速度に比べて高速化する必要がないこと等、大容量スイッチに適した性能を具えている。しかしながら、以下のような問題がある。
【０００３】
入力バッファ型スイッチのために、ｉＳＬＩＰ（Ｎ．ＭｃＫｅｏｗｎ  ｅｔ  ａｌ．，”Ｔｈｅ  ＴｉｎｙＴｅｒａ：  Ａ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｃｏｒｅ”，ＩＥＥＥ  Ｍｉｃｒｏ．，Ｊａｎ／Ｆｅｂ  １９９７参照）  等の数多くの送出セル決定アルゴリズムが提案されている。そのようなアルゴリズムを用いる入力バッファ型スイッチは、高いスイッチスループットを得るために送出セル決定アルゴリズムを１セル時間内に何度か繰り返さなければならない。しかしながら、速度が高速になるほど１セル時間が短くなるため、将来の超高速スイッチングネットワークでは、１セル時間に数回しかアルゴリズムを繰り返すことができず、スループットが著しく低下するという問題がある。
【０００４】
また、クロスポイントバッファ型スイッチは、極めて多数のバッファが必要になる。即ち、クロスポイントバッファ型スイッチは、各クロスポイント毎にバッファを具えるので、ポート数をＮとすると、所定のバッファサイズを持つバッファがＮ×Ｎ個必要になる。将来の超高速スイッチでは、ポート数Ｎが極めて多くなることが明らかであり、そのような場合、必要なバッファが極めて多くなり、結果としてコストが大きくなるという問題がある。
【０００５】
そのため、入力バッファ型スイッチとクロスポイントバッファ型スイッチとを組合せる構成法が提案されている（Ｙ．Ｄｏｉ  ｅｔ  ａｌ．，”Ａ  Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ  ＡＴＭ  Ｓｗｉｔｃｈ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｐｕｔ  ａｎｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｐｏｉｎｔ  Ｂｕｆｆｅｒｓ”，ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍ．，Ｍａｒｃｈ  １９９３  参照）  。しかしながら、このスイッチは、入力バッファ部が単一ＦＩＦＯバッファで構成されているので  １００％のスループットを達成できないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の入力バッファ型スイッチ及びクロスポイントバッファ型スイッチのように、必要とされるメモリー速度が低速であること、内部を入力回線速度に比べて高速化する必要がないこと等の大容量スイッチに適した性能を具えると共に、従来の入力バッファ型スイッチのように１セル時間内にセル送出決定アルゴリズムを複数回繰り返す必要がなく、従来のクロスポイントバッファ型スイッチのように大量のバッファを必要としない、改良されたＡＴＭスイッチを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＴＭスイッチは、上記の目的を達成するため、複数の出力ポートと、当該各出力ポートに対応する論理バッファをそれぞれ有する複数の入力ポートと、前記複数の入力ポートのそれぞれの論理バッファと出力ポートとの間のクロスポイント位置に設けられたクロスポイントバッファを有するクロスポイント部とを具え、前記入力ポートに入力されたセルを、論理バッファに格納し、論理バッファからクロスポイント部のクロスポイントバッファに読み出し、クロスポイントバッファから出力ポートを介して出力するＡＴＭスイッチであって、クロスポイント部は、クロスポイントバッファのキュー長情報を前記入力ポートに通知する手段を有し、入力ポートは、前記クロスポイント部から通知されたキュー長情報に基づいて、キュー長が最短のクロスポイントバッファが一つ存在すると判断した場合には、当該クロスポイントバッファに対応する論理バッファを読出対象の論理バッファとし、キュー長が最短のクロスポイントが複数存在すると判断した場合には、当該クロスポイントバッファに対応する複数の論理バッファのうち、当該論理バッファに格納されたセルの待ち時間が最長の論理バッファを読出対象の論理バッファとする手段と、前記読出対象の論理バッファから当該論理バッファに対応するクロスポイントバッファにセルを読み出す手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。図１は本発明のＡＴＭスイッチの実施例における主要部の構成を示す図である。図中、１は入力ポート、２は入力バッファ部、３はクロスポイント部、４はクロスポイントバッファ部、５は出力ポートである。
【００１２】
入力バッファ部２では、タイムカウント部２１は、現在の時刻を時刻情報付与部２２に対して出力し、時刻情報付与部２２は、入力ポート１に到着したセルにタイムカウント部から出力された現在の時刻を付与し、セル識別部２３は、到着したセルの宛先出力ポートを識別してセルを対応する論理バッファ２４に入力する。時刻読取り部２５は、各論理バッファ２４の先頭セルに付与されている時刻情報を読取る。判定部２６は、クロスポイント部３から送られてくる情報（図２のステップ１１）からセルを送出する論理バッファ２４を決定する。制御部２７は、判定部２６の決定に従って論理バッファ２４から送出するセルを取出す。
【００１３】
この場合の手順の例を図２を用いて説明する。図２は入力バッファからクロスポイントバッファへセルを読出す時の手順の例を示す図である。先ず、空きがあるクロスポイントバッファ部が現在のキュー長を対応する入力ポートに通知する（ステップ１１）。通知を受けた入力ポートは、通知されたうちキュー長が最短のクロスポイント部を選択し（ステップ１２）、選択されたクロスポイント部に対応する入力バッファからセルを出力する（ステップ１５）。キュー長が最短のクロスポイント部が複数ある場合は（ステップ１３）、それらのクロスポイント部に対応する入力バッファのうち、先頭のセルの待ち時間が最長の入力バッファからセルを出力する（ステップ１４）。
【００１４】
クロスポイントバッファ部４では、キュー長読取り部４１がキュー長を読取り、クロスポイントバッファ４３に空きがある時はキュー長情報を入力バッファ部２に送出する（図２のステップ１１）。時刻読取り部４２は、クロスポイントバッファ４３の先頭セルの時刻情報を読取り、その情報を出力ポート５に送出する（図３のステップ１６）。出力ポート５では、判定部５１が、クロスポイントバッファ部４から送られてきた情報により次にセルを送出するクロスポイントを決定する。制御部５２は、判定部５１の決定に従ってクロスポイントバッファ４３から送出するセルを取出す。
【００１５】
この場合の手順の例を図３を用いて説明する。図３はクロスポイントバッファから出力ポートへセルを読出す時の手順の例を示す図である。先ず、クロスポイントバッファにセルを持つクロスポイントバッファ部が、バッファの先頭セルの待ち時間を対応する出力ポートに通知する（ステップ１６）。出力ポートは、通知されたうち待ち時間が最長のクロスポイント部を選択し（ステップ１７）、選択されたクロスポイントバッファ部からセルを出力する（ステップ２０）。待ち時間が最長のクロスポイント部が複数ある場合は（ステップ１８）、それらのクロスポイント部のうち、ここでは対応する入力ポート番号が最小のクロスポイント部のバッファからセルを出力する（ステップ１９）。
【００１６】
次に本発明のＡＴＭスイッチにおけるセルの処理の具体例を図４（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図において、入力バッファ（ｉ，  ｊ）は入力ポートｉにある出力ポートｊ用の論理バッファであり、クロスポイントバッファ（ｉ，  ｊ）は入力ポートｉと出力ポートｊのクロスポイントにあるクロスポイントバッファである。入力バッファ（ｉ，  ｊ）とクロスポイントバッファ（ｉ，  ｊ）とは相互に対応する。また、各セルに付与された数字は、セルが到着した時刻を表す。この数字が小さいほど待ち時間が長いことになる。
【００１７】
〔第１時刻：図４（ａ）  の場合〕
クロスポイントバッファ（１，  １）及び（２，  １）は、出力ポート１に先頭セルの待ち時間を通知する（ステップ１６）。この例の場合、通知内容はそれぞれ１及び２である。出力ポート１は、通知された中から待ち時間が最長のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（１，  １）を選択する（ステップ１７、１８）。その結果、クロスポイントバッファ（１，  １）からセルが送出される（ステップ２０）。出力ポート２では、同様の手順により、クロスポイントバッファ（２，  ２）からセルが送出される。
【００１８】
その後、クロスポイントバッファ（１，  １）及び（１，  ２）は、入力ポート１に現在のキュー長を通知する（ステップ１１）。この例の場合、通知内容はそれぞれ０及び１である。入力ポート１は、通知されたうちキュー長が最短のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（１，  １）が選択される（ステップ１２、１３）。その結果、入力バッファ（１，  １）からセルが送出される（ステップ１５）。入力ポート２では、同様の手順により、入力バッファ（２，  ２）からセルが送出される。この時点で、入力バッファ及びクロスポイントバッファの状態は図４（ｂ）  に示すようになる。
【００１９】
〔第２時刻：図４（ｂ）  の場合〕
クロスポイントバッファ（１，  １）及び（２，  １）は、出力ポート１に先頭セルの待ち時間を通知する（ステップ１６）。この例の場合、通知内容はそれぞれ３及び２である。出力ポート１は、通知された中から待ち時間が最長のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（２，  １）を選択する（ステップ１７、１８）。その結果、クロスポイントバッファ（２，  １）からセルが送出される（ステップ２０）。出力ポート２では、同様の手順により、クロスポイントバッファ（１，  ２）からセルが送出される。
【００２０】
その後、クロスポイントバッファ（１，  １）及び（１，  ２）は、入力ポート１に現在のキュー長を通知する（ステップ１１）。この例の場合、通知内容はそれぞれ１及び０である。入力ポート１は、通知されたうちキュー長が最短のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（１，  ２）が選択される（ステップ１２、１３）。その結果、入力バッファ（１，  ２）からセルが送出される（ステップ１５）。入力ポート２では、同様の手順により、入力バッファ（２，  １）からセルが送出される。この時点で、入力バッファ及びクロスポイントバッファの状態は図４（ｃ）  に示すようになる。
【００２１】
〔第３時刻：図４（ｃ）  の場合〕
クロスポイントバッファ（１，  １）及び（２，  １）は、出力ポート１に先頭セルの待ち時間を通知する（ステップ１６）。この例の場合、通知内容はそれぞれ３及び３である。出力ポート１は、通知された中から待ち時間が最長のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（１，  １）及び（２，  １）を選択する（ステップ１７）。この場合、選択したクロスポイント部が複数あるため（ステップ１８）、入力ポート番号が最小のクロスポイントバッファ（１，  １）を選択する。その結果、クロスポイントバッファ（１，  １）からセルが送出される（ステップ１９）。出力ポート２では、同様の手順により、クロスポイントバッファ（２，  ２）からセルが送出される。
【００２２】
その後、クロスポイントバッファ（１，  １）及び（１，  ２）は、入力ポート１に現在のキュー長を通知する（ステップ１１）。この例の場合、通知内容はそれぞれ０及び１である。入力ポート１は、通知されたうちキュー長が最短のクロスポイント部を選択する。この例の場合、クロスポイントバッファ（１，  １）が選択される（ステップ１２、１３）。その結果、入力バッファ（１，  １）からセルが送出される（ステップ１５）。入力ポート２では、同様の手順により、入力バッファ（２，  ２）からセルが送出される。以降は同様の手順で順次セルが送出される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の入力バッファ型スイッチ及びクロスポイント型スイッチのように、必要とされるメモリー速度が低速であること、内部を入力回線速度に比べて高速化する必要がないこと等、大容量スイッチに適する性能を持ち、一方で、１セル時間内のセル送出決定アルゴリズムの実行は、入力バッファ型スイッチのように多数回繰り返すことを要せず、１回のみであり、また、バッファの容量は、クロスポイントバッファ型スイッチのように大容量を必要としない、改良されたＡＴＭスイッチを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＴＭスイッチの実施例における主要部の構成を示す図である。
【図２】入力バッファからクロスポイントバッファへセルを読出す時の手順の例を示す図である。
【図３】クロスポイントバッファから出力ポートへセルを読出す時の手順の例を示す図である。
【図４】本発明のＡＴＭスイッチにおけるセルの処理の具体例を説明する図である。
【符号の説明】
１  入力ポート
２  入力バッファ部
３  クロスポイント部
４  クロスポイントバッファ部
５  出力ポート
２１  タイムカウント部
２２  時刻情報付与部
２３  セル識別部
２４  論理バッファ
２５  時刻読取り部
２６  判定部
２７  制御部
４１  キュー長読取り部
４３  クロスポイントバッファ
４２  時刻読取り部
５１  判定部
５２  制御部
【図１】
0003581052.tif 000002
【図２】
0003581052.tif 000003
【図３】
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【図４】
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