(57)【要約】【課題】幅広い伝送速度に対して，固定小数点演算を適用し，高速で，且つ小さなハードウエアでの構成を実現する。【解決手段】複数の回線から送られるセルを受信し，セルのパスを制御するセル交換システムにおけるセル流量制御方法において，前記複数の回線を多重化するステップと，該多重化される複数の回線対応に備えられる複数の時刻カウンタのうち，到来するセルの属する回線に対応する時刻カウンタのみを歩進するステップと，該歩進された時刻カウンタの計数値に対応して，セル流量を制御するステップを有し，該セル流量を制御するステップとして，前記複数の回線のそれぞれに属するコネクションに対するセル流量の制御を行う基準となるパラメータをテーブルに記憶し，該パラメータは，固定小数点で記憶され，且つ前記パラメータの少数点位置の指数値が記録され，前記パラメータと，前記時刻カウンタの計数値との演算を行う際，前記指数値により，前記時刻カウンタの計数値を桁移動して演算する。【選択図】図１１
2006191692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回線から送られるセルを受信し，セルのパスを制御するセル交換システムにおけるセル流量制御方法において，
前記複数の回線を多重化するステップと，
該多重化される複数の回線対応に備えられる複数の時刻カウンタのうち，到来するセルの属する回線に対応する時刻カウンタのみを歩進するステップと，
該歩進された時刻カウンタの計数値に対応して，セル流量を制御するステップを有し，
該セル流量を制御するステップとして，
前記複数の回線のそれぞれに属するコネクションに対するセル流量の制御を行う基準となるパラメータをテーブルに記憶し，
該パラメータは，固定小数点で記憶され，且つ前記パラメータの少数点位置の指数値が記録され，
前記パラメータと，前記時刻カウンタの計数値との演算を行う際，前記指数値により，前記時刻カウンタの計数値を桁移動して演算する，
ことを特徴とするセル流量制御方法。
【請求項２】
複数の回線から送られるセルを受信し，セルのパスを制御するセル交換システムにおいて，
前記複数の回線を多重化する回線多重化部と，
該回線多重化部により多重化される複数の回線対応に備えられ，到来するセルの属する回線に対応する時刻カウンタのみを歩進される複数の時刻カウンタと，
前記歩進された時刻カウンタの計数値に対応して，セル流量を制御するセル流量制御装置を有し，更に，
該セル流量制御装置は，
前記複数の回線のそれぞれに属するコネクションに対するセル流量の制御を行う基準となるパラメータを記憶するテーブルを有し，
前記パラメータは，固定小数点で記憶され，且つ前記パラメータの少数点位置の指数値が記録され，
前記パラメータと，前記時刻カウンタの計数値との演算を行う際，前記指数値により，前記時刻カウンタの計数値を桁移動して演算する，
ことを特徴とするセル交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）交換機
等のセル交換システムのＵＮＩ（ユーザ対網インタフェース）やＮＮＩ（網対網
インタフェース）において、適切なセル流入量を監視、制御するＵＰＣ（Usage
Parameter Control)機能を持つセル流量制御方法及び、これを用いるセル交換シ
ステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、複数の回線を多重化し、この多重化された複数の回線に流れるセル流に
対し、１つの装置によりＵＰＣ機能を果たす様にしたセル流量制御方法及び、こ
れを用いるセル交換システムに関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＡＴＭ交換機等のセル交換システムは、伝送路を通して加入者端末と接続され
る加入者インタフェースに、ＵＰＣ機能を装備している。かかるＵＰＣ機能は、
加入者線対応に用意されていることが一般である。
【０００４】
しかし、比較的低速なインタフェースにおいても、個別にセル流量制御装置（
以下、ＵＰＣ装置という）を用意することは、不経済である。したがって、複数
の上記加入者インタフェースを多重化して１つのＵＰＣ装置を利用することが考
えられる。
【０００５】
図１２は、ＡＴＭ交換機システムの構成例ブロック図である。ＡＴＭスイッチ
部１と入力回線対応部２及び出力回線対応部３を有する。ＡＴＭスイッチ部１は
、バンヤン・スイッチ等のセルフルーチングスイッチであり、セルのヘッダの情
報をもとに、宛先の出力伝送路にルーティングを行なう。
【０００６】
入力回線対応部２は、加入者ＳＵＢ対応に繋がる伝送路（物理回線）を終端し
、セルの流量を監視する。出力回線対応部３は、出力伝送路とのインタフェース
機能を有し、バッファ回路３０、保守運用管理部３１等で構成される。
【０００７】
入力回線対応部２は、上記のように複数の上記物理回線を多重化して、１つの
ＵＰＣ装置２０を利用することを考える場合、複数の加入者インタフェース回路
Ｉ／Ｆの出力が回線多重化装置２１に入力される。回線多重化装置２１で多重化
された信号のセル流が、ＵＰＣ装置２０で計測される。なお、入力回線対応部２
にも保守運用管理部２２が設けられる。
【０００８】
ＵＰＣ装置２０を通過したセルは、ヘッダ変換部２２により、伝送路上で用い
る仮想チャネル識別子（ＶＣＩ）をＡＴＭスイッチ１で用いるＶＣＩに変換する
。この変換されたＶＣＩにしたがって、ＡＴＭスイッチ１のパスが選択され、交
換機能が果たされる。
【０００９】
図１３は、上記の回線多重化装置２１の多重化出力のセル流を１つのＵＰＣ装
置２０で測定する例として、ａ，ｂの２つの物理回線（加入者線）を多重化する
場合を想定して、説明する図である。図１４は、図１３に対応するタイムチャー
トである。
【００１０】
図１４のａ，ｂは、それぞれ加入者線ａ，ｂに対応するセル列を表わしている
。また、図１４のＭは、回線多重化装置２１の出力である。加入者線ａ，ｂに流
れるセル流は、それぞれ独立であり、その速度は、共通でない。したがって、セ
ルａ3 、ｂ4 のごとくタイミングが一致する場合は、回線多重化装置２１では、
いずれかのセルのタイミングを遅らせることが必要となる。
【００１１】
図１４の例では、セルａ3 のタイミングを遅らせている。ＵＰＣ装置２０では
、加入者線毎にセル列を把握して、セル流量を計算する。したがって、回線多重
化装置２１の出力から分離される加入者線ａに対応するセル列において、セルａ
2 とａ3 の間隔Ｔ1 が広がり、セルａ3 とａ4 の間隔Ｔ2 が狭まる。
【００１２】
このために、ＵＰＣ装置２０の入力点において、セルの到着に揺らぎが生じる
。これにより、ＵＰＣの精度が制限される。
【００１３】
さらに、各加入者線に流れるセル流の速度が異なることによる問題の他に、多
重化後の速度と各インタフェース回路Ｉ／Ｆの速度の合計が、適当な比にならな
い場合、ＵＰＣ精度が制限されるという問題がある。
【００１４】
図１５は、これを説明する図である。システム構成上の理由から多重化後の速
度とインタフェース回路Ｉ／Ｆの速度の差は、正確に物理回線速度の適当な倍数
にならないためにＵＰＣ装置２０の入力に余った帯域分の無効なセルを挿入しな
ければならない。図１５において、多重化後のセル列Ｍの斜線領域（セルｂ1 と
ａ2 の間、セルｂ3 とａ4 の間）が挿入された無効セルである。
【００１５】
この挿入される無効セルにより、図１５に示すように、多重化後のａ回線のセ
ル列に揺らぎが生じていることが分かる。
【００１６】
さらに、別の問題として複数回線を多重化して、１つのＵＰＣ装置２０に入力
する場合、各回線の伝送速度の和以上の速度でＵＰＣ機能を果たさなければなら
ない。
【００１７】
しかし、ＵＰＣ装置２０は、低速レートから高速レートまで広範囲にわたって
、精度よく計算するために、浮動小数点演算等が必要である。かかる浮動小数点
演算は、メモリ等の容量を小さく押さえることができるが、小数点演算のための
演算時間が多く必要となる。このために、装置動作に限界を与える要因となる。
【００１８】
したがって、本発明の目的は、複数回線を多重化して、１つのＵＰＣ装置２０
によりＵＰＣ機能を果たそうとする場合における、上記した諸問題を、解決する
ＵＰＵ（セル流量監視）装置を提供することにある。
【００１９】
更なる本発明の課題は、以下に説明する図面を参照しての、実施の形態からも
明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の本発明の目的を達成するセル流量制御方法御及び、これを用いるセル交
換システムの第１の態様は、複数の回線から送られるセルを受信し、セルのパス
を制御するものであることを前提とし、以下の構成を有する。
【００２１】
先ず前記複数の回線を多重化する。次に、多重化される回線対応に備えられる
、複数の時刻カウンタのうち、到来するセルの属する回線に対応する時刻カウン
タのみを歩進する。そして、この歩進された時刻カウンタの計数値に対応して、
セル流量を制御する。
【００２２】
上記の構成により、物理回線毎のセル流量の時間管理を行なうことができる。
【００２３】
また、別の構成として、セル識別子からそのセルが属する物理回線が分からな
いような場合、前記複数の回線の多重化において、到来するセルの属する回線を
識別する識別子を付し、次いで、該識別子の識別する回線に対応する時刻カウン
タを歩進する。
【００２４】
また、上記において、前記複数の回線を多重化において、いずれの回線にも属
しない速度調整用セルを挿入し、速度調整用セルによっては、いずれの時刻カウ
ンタも歩進しないようにする。これにより、前記複数の回線の多重化の前後での
速度の相違を吸収することができる。
【００２５】
さらに、本発明の別の形態として、前記多重化される回線対応に備えられる、
複数の時刻カウンタのそれぞれは、対応する回線に属する複数のコネクションの
それぞれに対して、相互にずれたカウンタ値を有する。そして、複数のコネクシ
ョンのそれぞれに対して、相互にずれたカウンタ値は、相互にずれたタイミング
でオーバフローする。これにより、複数のコネクションに対し、共通のカウンタ
を使用することができる。
【００２６】
さらに、具体例として、前記オーバフロー処理を必要とするコネクションと、
その属する回線番号を対比してテーブルに記憶する。前記対応する時刻カウンタ
のカウンタ値により、このテーブルを検索して、オーバフロー処理を、実施しよ
うとするコネクションの回線が、該テーブルに記憶されたオーバフロー処理を必
要とするコネクションの属する回線と一致する場合、当該コネクションの属する
回線に対応する時刻カウンタに対し、オーバフロー処理を実行する。
【００２７】
また、具体例として、前記オーバフロー処理を必要とするコネクションと、そ
の属する回線番号を対比して、記憶するテーブルにおける、このオーバフロー処
理を必要とするコネクションは、そのコネクションに一意の理想到達時刻により
示される。
【００２８】
この理想到達時刻から前記対応する時刻カウンタのカウンタ値を減算すること
によりオーバフロー処理が行われる。
【００２９】
さらに、具体例として、複数の回線のそれぞれに属するコネクションに対する
セル流量を制御を行なう基準となるパラメータをテーブルに記憶する。
【００３０】
このパラメータは、固定小数点で記録され、且つパラメータの小数点位置の指
数値が記録され、このパラメータと、前記時刻カウンタの計数値との演算を行な
いう際、指数値により、時刻カウンタの計数値を桁移動して、演算する。
【００３１】
また、同様にして、オーバフロー処理を行なう時は、前記理想到達時刻は、固
定小数点と小数点位置の指数値で表わされる。そして、前記理想到達時刻から前
記対応する時刻カウンタの（最大カウンタ値＋１）に関連する特定値を減算する
ことによりオーバフロー処理を行なう際、該特定値を該小数点位置の指数値分桁
移動して、前記理想到達時刻から減算することにより実行する。
【００３２】
かかる桁移動により、ＵＰＣ用のパラメータをメモリから読み出す毎に、小数
点位置の調整を必要とすることが避けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下図面に従い、本発明の実施の形態を説明する。なお、図において、同一ま
たは類似ものには、同一の参照番号または参照記号を付して説明する。
【００３４】
本発明の実施例を説明する前に、本発明に従うＵＰＣ装置の特徴点について、
順次説明する。
【００３５】
［物理回線毎の時間管理］
図１及び図２は、本発明のＵＰＣ装置の第１の特徴点を説明する概念図である
。加入者線を図１２に示すように回線多重化装置２１で多重化した場合における
、物理回線毎の伝送速度の相違による問題を解決している。
【００３６】
即ち、物理回線毎の伝送速度が異なると、多重化されるそれぞれの回線対応に
管理すべき時間軸も異なってくる。したがって、本発明では、物理回線分の時刻
カウンタを用意する。
【００３７】
図１の例では、ＵＰＣ装置２０に時刻カウンタ２００とセレクタ２０１を備え
る。時刻カウンタ２００には、多重化される、例として４つの物理回線に対応し
て、４つのカウンタｃ１〜ｃ４が用意される。該当する物理回線のセルが到着す
る毎に、セレクタ２０１で、カウンタ２００の時刻カウンタｃ１〜ｃ４のうちの
該当の物理回線用に用意した時刻カウンタを、歩進する様に構成される。
【００３８】
即ち、図１において、セレクタ１は、図１においては、図示されていない回線
多重化装置２１から出力されるセル１０のヘッダ部１１から、当該セルが属する
物理回線を、セル識別子であるＶＰＩ（Virtual Path Identifier)を使って、判
断する。セレクタ２０１は、ＶＰＩ値から対応する回線用の、時刻カウンタ２０
０のカウンタｃ１〜ｃ４を選択して、当該選択されたカウンタを＋１だけ歩進（
インクリメント）する。
【００３９】
図２に、かかる様子を示すタイムチャートが示される。図２Ａは、インタフェ
ース回路Ｉ／Ｆの出力が、回線多重化装置２１（図１２参照）で多重化されたセ
ル流である。各セルに付された数字は、（ＶＰＩ−ＶＣＩ）を示し、例えば、３
−２を例にすると、回線番号３のコネクション番号２を示している。
【００４０】
したがって、図２Ａのセル流に対する、時刻カウンタ２００の各回線用の時刻
カウンタｃ１〜ｃ４の計数値は、図２Ｂ〜図２Ｅに示されるようになる。また、
図２Ｆは、回線２のコネクション１に対応するセルの到着パターンを示している
。この様に、カウンタ２００の回線対応の時刻カウンタの値を見ることにより、
それぞれの回線番号に属するコネクション毎に、セルの流量を把握することがで
きる。
【００４１】
［物理回線番号の通知］
図３は、本発明の別の特徴を説明するの概念図である。この特徴では、上記図
１において、セル識別子から、当該セルが属する物理回線が分からない場合に、
物理回線番号を回線多重化装置２１から新たに通知する様に構成している。
【００４２】
図３において、回線多重化装置２１でセルを多重化する際、セルに物理回線番
号を付加している。セルＣＥ１、ＣＥ２、ＣＥ３は、それぞれ物理回線ａ，ｂ，
ｃにより送られるセルである。したがって、図示するように回線多重化装置２１
から出力されるセルＣＥ１、ＣＥ２、ＣＥ３には、それぞれ回線番号ａ，ｂ，ｃ
がヘッダに付されている。
【００４３】
かかる回線番号ａ，ｂ，ｃの付されたセルは、図１に示すセレクタ２０１で回
線番号が検知され、カウンタ２００の対応する時刻カウンタが、 その都度＋１増
加される。かかる図３の特徴では、任意のＶＰＩ／ＶＣＩを任意の物理回線に、
割り当てることができる。
【００４４】
［物理回線速度の総和の調整］
ここで、回線多重化装置２１には、物理回線からのセルの他に、速度調整用に
用意された空きセルが入力される場合がある。即ち、いずれの回線にも属しない
セルである。かかる場合は、本発明の更に別の特徴として、いずれの回線にも属
さないセルであることが明示する。
【００４５】
図４に示すように、回線ａ，ｂ，ｃの有効セルの多重化の際に、回線多重化装
置２１において、無効セルＣＥＸが挿入される。したがって、図示されるように
、回線多重化装置２１から、多重化された回線ａ，ｂ，ｃに対応するセルＣＥ１
、ＣＥ２、ＣＥ３に加えて、速度調整用の無効セルＣＥＸ（ヘッダ部に無効セル
であることの明示ｘが付される）が出力される。
【００４６】
次いで、図１と同様に、セレクタ２０１において、各セルの対応する回線番号
が認識される。この際、無効セルＣＥＸについては、対応する回線番号がないの
で、当然に認識されない。
【００４７】
これにより、回線番号が認識されたセルに対応して、時刻カウンタ２００の対
応するカウンタを＋１だけ歩進する。一方、無効セルＣＥＸについては、いずれ
のカウンタの歩進にも、影響を与えない。
【００４８】
［時刻カウンタのオーバフロー処理］
ＵＰＣ機能は、予め申告されたセル流量に対し、実際のセル流量を求め、申告
されたセル流量を超えるセルについて、廃棄等の処理を行ない、回線の平等な運
用を可能とするものである。
【００４９】
この機能の実行のために、ＵＰＣ装置２０においては、実際のセル流量を求め
るために、上記特徴に示したように、多重回線数分の時刻カウンタを有するカウ
ンタ２００が用いられる。
【００５０】
ここで、上記したカウンタ２００の多重回線数分のそれぞれの時刻カウンタに
注目すると、それぞれ対応する物理回線のセルの到来毎に計数が、歩進される。
【００５１】
上記複数の時刻カウンタのそれぞれは、所定のビット長を有するハードウェア
又は、ソフトウェアとして実現される。そのカウント長は、無限ではない。さら
に、１の物理回線には、複数のコネクションが属している。したがって、コネク
ション毎に、セル流入量を想定するために、前回のセル流入時刻と今回のセル流
入時刻との差（セル流入間隔）が、計算される。この時、上述のように時刻カウ
ンタのカウント範囲は、有限であり、所定の周期で、同じカウント値の出力を繰
り返す。
【００５２】
したがって、前回のセル流入時刻から今回のセル流入時刻までの間に時刻カウ
ンタが、何回オーバフロー（即ち、最大カウント値から０に復帰）したかを示す
オーバフローフラグを、コネクション毎に記憶する必要がある。
【００５３】
しかし、上記の通り、同じ加入者回線に属する、異なるコネクションは、カウ
ンタ２００の同じ時刻カウンタに計数される。したがって、時刻カウンタがオー
バフロー処理されると、オーバーフローフラグの更新が完了していない、同じ加
入者回線に属するコネクションに対するセルが流入した場合、当該コネクション
に対する流入間隔は、誤ったオーバフローフラグに基づいて算出されることにな
る。
【００５４】
かかる問題を解決するために、本発明で回線を多重化し、１つのＵＰＣ装置で
ＵＰＣ機能を実行する場合においても、先に本願発明者等が提案した、時刻カウ
ンタの値とコネクション識別子（例えば、ＶＰＩ／ＶＣＩ）との差を、当該コネ
クションに対する時刻カウンタとして使用する技術（特願平８−３０７１５号）
を採用することができる。
【００５５】
かかる技術では、コネクション毎にユニークなオフセットを持つ時刻を定義し
、その時刻が０に回帰（オーバフロー）するタイミングで、当該コネクションだ
けをオーバフロー処理することができる。
【００５６】
即ち、コネクション毎に、基準となる時刻カウンタ値（これをグローバル時刻
カウンタ値と定義する）から、コネクション毎の対応する大きさ分ずれた、時刻
カウンタ値（これをローカル時刻カウンタ値と定義する）が使用される。
【００５７】
この結果、１つのローカル時刻カウンタ値がオーバフローした場合に、オーバ
フローフラグを更新する必要があるコネクションの数は、ただ１つとなる。この
１つのコネクションに対するオーバフローフラグの更新処理は、１セル分の流入
時間より短い時間で完了できる。
【００５８】
具体例として、図５に示すように、グローバル時刻カウンタ値ｔc から１つの
コネクションのコネクション識別子ＶＰＩ（仮想パス識別子）／ＶＣＩ（仮想チ
ャネル識別子）より一意に定まるセル識別番号ＩＤの値を、減算して得られるカ
ウンタ値が、そのコネクションに対応するローカル時刻カウンタ値ｔcdと定義さ
れる。
【００５９】
図５において、時刻ｔ1 でローカル時刻カウンタ値ｔcdがオーバフローする。
即ち、グローバル時刻カウンタ値ｔc が、値ＩＤに等しくなる時、ローカル時刻
カウンタ値ｔcdがオーバフロー処理される。
【００６０】
オーバフロー処理は、次のように行われる。即ち、ＴＡＴ (Theoretical 
Arrival Time：理想到着時刻）が示す、次の理想到着時刻から時刻カウンタの長
さClenに相当する時間を減算し、得られる値ＴＡＴ’を、次の理想到着時刻とし
て、ローカル時刻カウンタ値ｔcdの歩進を継続する。
【００６１】
ここで、時刻カウンタの長さClenに相当する時間は、時刻カウンタの（カウン
タ最大値＋１）に関連する特定値として定義できる。したがって、オーバフロー
処理は、理想到達時刻から、該当のコネクションに対応する時刻カウンタの（カ
ウンタ最大値＋１）に関連する特定値を差し引くことにより行われる。
【００６２】
図５では、ローカル時刻カウンタ値ｔcdとして、物理回線ａのコネクション識
別子ＩＤについてのみ示されている。コネクション毎に識別子の値が異なるので
、１つの物理回線に含まれるコネクション毎に、ユニークなオフセットを持つ時
刻を定義し、その時刻が０に回帰（オーバフロー）するタイミングで、当該コネ
クションだけをオーバフロー処理することができる。
【００６３】
ここで、本願発明の対象とする、複数回線を多重化して、且つ物理回線対応に
複数の時刻カウンタを用いる構成では、物理回線が複数存在するために、先の出
願の技術をそのまま使用することができない。したがって、複数の時刻カウンタ
を用いる本願発明では、図６を参照して、以下のように処理が行われる。
【００６４】
本発明において、ＵＰＣ装置２０には、ＴＡＴメモリ６２を有する。このＴＡ
Ｔメモリ６２には、ＴＡＴ即ち、予めコネクション毎に対応して、設定されるＴ
ＡＴ（理想到達時刻）が属する物理回線番号を、ＴＡＴに関連して、記憶してい
る。
【００６５】
更に、本発明の第１の特徴である図１の原理の説明と同様に、先ず入力したセ
ル１０のヘッダ１１から回線番号６０を抽出し、セレクタ２０１により、歩進（
＋１を加算）するべき対応の時刻カウンタを、選択する（図の例では、入力した
セル１０の回線番号６０が、回線ａに対応するものとして時刻カウンタａが選択
されている）。
【００６６】
そして、加算した後のカウンタの値６１により、オーバフロー処理をするコネ
クションのＴＡＴを示す指示子とし、上記ＴＡＴメモリ６２をアクセスする。こ
こで指示されるＴＡＴは、入力したセルとは、直接関係を有しない。
【００６７】
したがって、加算後のカウンタ値６１と一致するＴＡＴに対応して、ＴＡＴメ
モリに記憶されている回線番号が読みだされる。さらに、読みだされる回線番号
が、入力セルの属する回線番号と同一である場合は、当該入力セルのコネクショ
ンの時刻カウンタが、最大値まで到達したことを意味し、したがって、オーバフ
ロー処理の対象とされる。
【００６８】
例えば、図６において、物理回線ａに属するコネクション識別子（ＩＤ）のセ
ルが入力し、その時のＩＤコネクションに関連する時刻は、表１の様になる。
【００６９】
【表１】
2006191692.tif 000003
〓
表１において、「Clen」は、時刻カウンタの長さである。カウンタａの値が０
であっても、コネクション識別番号（ＩＤ）によって、時刻をずらせている。即
ち、図６において、加算後のカウント値６１（グローバル時刻カウンタ値）から
コネクション識別子（ＩＤ）６３が減算回路６４で減算され、これが当該コネク
ションに対する時刻（ローカル時刻カウンタ値）となり、ＵＰＣ処理６５が行わ
れる。この様に、オーバフロー処理が必要なコネクションも１つだけである。
【００７０】
なお、減算回路６４では、コネクション識別子６３の各ビットの符号を反転し
、これに＋１を加算して得られる数（コネクション識別子６３に対する２の補数
）に、加算後のカウント値６１であるグローバル時刻カウント値を加算する演算
を実行することにより減算処理が実行される。
【００７１】
ここで、コネクション識別番号（ＩＤ）は、コネクションに固有である。した
がって、上記図６の様に、加算後のカウント値６１（グローバル時刻カウンタ値
）からコネクション識別子６３が減算回路６４で減算され、その結果を、当該コ
ネクションに対する時刻（ローカル時刻カウンタ値）とする代わりに、図７のよ
うに構成することが可能である。
【００７２】
この図７の場合の、グローバル時刻カウンタ値６１とコネクション識別子６３
との関係は、表２のようになる。
【００７３】
【表２】
2006191692.tif 000004
即ち、図７では、加算後のカウント値６１（グローバル時刻カウンタ値）にコ
ネクション識別子６３を加算回路６６で加算するようにしている。この場合も、
コネクション毎に時刻カウンタとして使用する時刻が異なり、オーバフロー処理
が必要なコネクションは１つだけである。
【００７４】
もし、表１で識別子ＩＤ＝２のコネクションが、物理回線ｂに属している場合
、表３、４の様に示される。
【００７５】
【表３】
2006191692.tif 000005
【００７６】
【表４】
2006191692.tif 000006
表３は、物理回線ａについて、表４は、物理回線ｂについて、示している。表
３の物理回線ａには、識別番号ＩＤ＝２は、存在しない。したがって、物理回線
ａに対応する時刻カウンタの計数値がａ＝２であっても、オーバフロー処理は、
行われない。
【００７７】
一方、物理回線ｂに対応する時刻カウンタｂの計数値が２の時、当該物理回線
ｂに属するコネクションが存在するから、オーバフロー処理が必要となる。
【００７８】
上記のように、図６、図７に示すＴＡＴメモリに、ＴＡＴ（即ち、コネクショ
ン）がどの回線（即ち、時刻カウンタ）に属するかを、ＴＡＴ（コネクション）
に関連して、記憶しておく。これにより、入力したセルと、同じ物理回線に属し
ている時、オーバフロー処理が実行される。
【００７９】
［半固定小数点演算によるＵＰＣ処理］
図６または、図７において、コネクション別時刻６５が求められると、ＵＰＣ
処理が行なわれる。ここで、ＵＰＣ装置は、１５０Ｍbps 以上の高速なコネクシ
ョンから、６４Ｋbps のような低速コネクションまで幅広い特性のコネクション
を処理するために、浮動小数点演算方式を採用する。
【００８０】
しかし、浮動小数点演算方式を採用する場合は、その演算に要するＣＰＵ負荷
が、大きくなる。従って、本発明は、コネクション別時刻６５が求められると、
最適なＵＰＣ処理として、半固定小数点演算方式によるＵＰＣ処理を行うことを
特徴とする。
【００８１】
本発明の特徴は、更に、かかるＵＰＣ処理のための浮動小数点演算を、処理精
度を落とさずにしかも、小さな回路規模のＵＰＣ装置を可能とするものである。
【００８２】
図８は、本発明に従う例として、半固定浮動小数点演算方式を用いて、ＶＳ
（Virtual Scheduling Argolithm) でＵＰＵ処理を行うフローである。
【００８３】
従来、各セル毎にセルのパラメータとして、ＴＡＴ（Theoretiacal Arrival
Time)、Ｉ（Increment Parameter)、Ｌ（Limited Parameter)を浮動形式で記憶
し、演算に用いていた。ここで、Ｉ（Increment Parameter)は、あらかじめ規定
されたセル流入間隔を表現する加算値である。
【００８４】
また、Ｌ（Limited Parameter)は、セルがＴＡＴより速く到着している場合は
、どの程度早くに到着しているかが問題であり、この場合の許容値を示す値であ
る。
【００８５】
本発明では、これらのパラメータを、全て固定小数点化し、代わりにこれらの
パラメータが持つ小数点の位置を指数値exp というパラメータで代表的にメモリ
８０に記憶している。この指数値exp の値に応じて、時刻カウンタの桁をシフト
させて演算を実施する。
【００８６】
ＴＡＴ、Ｉ、Ｌの各パラメータは、ファーム等から設定する場合は、小数点位
置の関係を調整しておく。小数点位置の絶対値は、時刻カウンタの桁シフトによ
って、調整する。
【００８７】
図８において、図６、図７で得られるコネクション別の時刻６５の桁合わせの
ために、メモリ８０から指数値exp の値を読み出し、指数値exp の値の大きさに
合わせて桁シフトする（ステップＳ８０）。この桁シフトされた現在時刻値ｔa
の小数点位置は、ＴＡＴと同じである。
【００８８】
次いで、時刻値ｔa とＴＡＴの差を計算する（ステップＳ８１）。この計算結
果において、更にＴＡＴとを比較して、ＴＡＴ＜ｔa ならば、ＴＡＴは、過去の
時刻となっているので、セル流を許容できる状態にあるので、適合（Ａ）と判断
する（ステップＳ８２）。
【００８９】
一方、ＴＡＴが大きい場合は、（ＴＡＴ−ｔa ）とＬを比較し（ステップＳ８
３）、
ｔa ≧ＴＡＴ−Ｌであれば、ＴＡＴとの差が許容用値Ｌ以内であるので、適合（
Ｂ）と判断する（ステップＳ８４）。さらに、ｔa ＜ＴＡＴ−Ｌであれば、許容
用値Ｌを超えているので、不適合と判断する（ステップＳ８５）。
【００９０】
さらに、上記の適合（ａ）の場合、次回のＴＡＴとして、現在時刻ｔa を、適
合（ｂ）の場合は、パラメータＩ分増加した値、（ＴＡＴ＋Ｉ）をメモリ６２に
更新値として、書き戻す。
【００９１】
従来の浮動小数点演算では、メモリからパラメータを読み出す毎に、小数点位
置の調整が必要であり、メモリへの書き戻しの際にも、指数部と、仮数部に分解
するための手順が必要であった。
【００９２】
これに対し、上記の構成により、本発明では、演算の中で、時刻カウンタの桁
シフトが１度だけ行われるだけである。また、小数点位置は、コネクション毎に
、指数値exp で変更できるため、精度を落とさずに演算ができる。
【００９３】
［半固定小数点演算ＵＰＣ処理におけるオーバフロー処理］
ここで、上記の図７の構成では、ＴＡＴと時刻カウンタの小数点位置がコネク
ション毎に異なることになる。このために、先に説明した、ＴＡＴから定数を減
算する方法では、コネクション毎にオーバフロー処理ができない。
【００９４】
そこで、図９に示すように、時刻カウンタ長（時刻カウンタの最大値＋１）を
定数（Ｃ）６７として保持する。保持した値を指数値exp だけシフトし（ステッ
プ９０）、ＴＡＴ６９の減数値６８とする。この減数値６８をＴＡＴから減数す
る（ステップ９１）。
【００９５】
図９におけるシフト処理（ステップＳ９０）と、図８におけるシフト処理（ス
テップＳ８１）とは、目的が異なるが、同一の機能であるために、ハードウエア
は、共通化できる。
【００９６】
なお、図９では、複数の物理回線の多重化を考慮しないで構成しているが、多
重化に適用する場合は、図６または図７を組み合わせることで、容易に可能であ
る。
【００９７】
［実施例］
次に、上記に説明した本発明の特徴を適用したＵＰＣ装置の構成例を、説明す
る。図１１が、本発明の実施例として、上記の各特徴を適用する実施例ブロック
図であり、図１０に示す物理回線の多重化を前提とする。
【００９８】
図１０において、３つの物理層終端装置Ｉ／Ｆ１〜Ｉ／Ｆ３の３つの物理回線
ａ，ｂ，ｃを、回線多重化装置２１で多重化して、ＵＰＣ装置２０に送る。各物
理回線には、先に説明したように、複数のコネションが含まれている。
【００９９】
さらに、回線多重化装置２１では、各回線からのセルを多重化する際、セルが
入力される毎に、対応する回線識別子ａ，ｂ，ｃを付加して、ＵＰＣ装置２０に
送る。また、多重化後の速度が、高速である場合は、速度の調整のために無効セ
ルＸが多重化して、挿入される。
【０１００】
かかる、図１０に示す物理回線ａ，ｂ，ｃの多重化を前提として、図１１のＵ
ＰＣ装置２１の構成について説明する。
【０１０１】
入力したセルＣＬから、その回線識別子６０と、コネクション識別子６３が把
握される。回線識別子６０により、セレクタ２０１により、時刻カウンタ２００
の対応する物理回線用の時刻カウンタａが選択的に＋１加算され、歩進する。
【０１０２】
＋１加算された後の、時刻カウンタａのカウント値６１は、その物理回線の時
刻を示している。
【０１０３】
特定の物理回線のセルが来なければ、その回線の時刻カウンタは、進まない。
したがって、速度の異なる物理回線を多重化しても問題は、生じない。ＵＰＣ処
理とカウンタのオーバフロー処理は、同時に行なわずに、一方を処理してから他
方を処理する。
【０１０４】
今、オーバフロー処理を、先に行なうととして、説明する。オーバフロー処理
は、加算後のカウンタ値をインデックス（アドレス）として、ＴＡＴメモリ６２
からＴＡＴと回線番号を読みだす。
【０１０５】
即ち、ＴＡＴメモリ６２には、先に説明したように、コネクション毎即ち、Ｔ
ＡＴ毎に、コネクションの属する回線の番号が記憶されている。したがって、加
算後のカウンタ値６１により、ＴＡＴ６２０と回線番号６２１が、ＴＡＴメモリ
６２から読み出される。
【０１０６】
同時に、メモリ１００から、加算後のカウンタ値６１により、アクセスされる
インクリメント情報Ｉに対応する指数値exp が読み出される。
【０１０７】
ここで、歩進された時刻カウンタと関連する即ち、対応の回線に属するコネク
ションでなければ、オーバフロー処理は、不要である。このために、ＴＡＴに関
連して記憶している回線番号６２１と、入力したセルの回線識別番号６が、比較
器１０２で比較される。この比較において、一致していなければ、ＴＡＴの更新
は、抑止される（図１１、１０３参照）。
【０１０８】
ＴＡＴの更新は、一致していれば、図５に示されるように、ＴＡＴをＴＡＴ’
に更新する。このために、ＴＡＴから減算定数（Clen）１０４を指数値exp に従
って、シフタ１０５により、桁移動し、この桁移動された値をＴＡＴ６２０から
加算器１０６により減算する。この減算結果１０７を、メモリ６２に更新したＴ
ＡＴ’として書き戻すことにより、オーバフロー処理が、行なわれる。
【０１０９】
なお、加算器１０６では、シフタ１０５の出力の各ビットを反転して得られる
ビット列に、１を加算して得られる数（シフタ１０５の出力に対する２の補数）
にＴＡＴ６２０の値を加算することにより、減算演算を行なう。
【０１１０】
ここで、図１１において、シフタ１０５と、加算器１０６は、後に説明するよ
うに、ＵＰＣ処理と共用することができる。
【０１１１】
さらに、上記シフタ１０５により、シフトされる減算定数１０４は、時刻カウ
ンタ２００のビット数に関連して、決定される。例えば、時刻カウンタ２００の
長さが１６ビットで、規定の小数点位置が、ビット１３−ビット１４の間（指数
値exp ＝０) である場合、１６ビット＋１３ビット＝２９ビットに相当する減算
定数（−２29）を用意する。
【０１１２】
仮に、オーバフロー処理するコネクションの指数値exp が５であれば、
−２(29-5)＝２24を、シフタ１０５により求める。この値を、ＴＡＴ６２０から
差し引いて、その結果１０７を、書き戻すことにより、オーバフロー処理が完了
する。
【０１１３】
次に、実行されるＵＰＣ処理に付いて、説明する。ＵＰＣ処理では、コネクシ
ョン識別子６３により参照される、メモリ６２、１００、１０１に記憶されるコ
ネクションに対応したＵＰＣパラメータ（ＴＡＴ，Ｉ，Ｌ）と、小数点位置情報
即ち、指数値exp を使用する。
【０１１４】
ＵＰＣ処理で必要な計時機能は、コネクション固有の現在時刻ｔa ６５を用い
る。時刻ｔa ６５は、セルが入力した時点で、＋１加算した値６１から、加算器
６６でコネクション識別子（番号）３を、差し引いて求められる。
【０１１５】
これにより、同一時刻であっても、時刻ｔa ６５は、コネクション毎に異なる
値を持つ。時刻ｔa ６５は、ＵＰＣ演算のために、ＴＡＴと桁を合わせる必要が
ある。この桁合わせ処理は、シフタ１０５により、指数値 exp（１２１）だけシ
フトされることで実現される。
【０１１６】
シフト結果１０７は、次のＴＡＴとなる可能性が有るために、レジスタ１０８
に一時保持される。シフトされた時刻ｔa と、ＴＡＴとの差を加算器１０６で求
め、その大小関係を符号で判定する。
【０１１７】
かかる判定処理において、−符号即ち、ＴＡＴ＜ｔa であれば、入力したセル
は、ＴＡＴが過去の時刻となっているので、適合と判断される。この場合は、セ
ルは、遅延器ＤＬ、ゲートＧを通してネットワークに向けて送り出される。
【０１１８】
また、この時、一時メモリ１１８に保持しておいた、シフト後のｔa をＴＡＴ
として、セレクタ１１１を通して、メモリ６２に書き戻す。
【０１１９】
ＴＡＴ＞ｔa の時は、セルが予定されたＴＡＴより早く到着しているために、
次の判断が必要となる。即ち、判断として、どれだけ早く到着しているかが問題
である。この判断のために許容範囲を示すＬの値と、ＴＡＴ−ｔa の大小関係を
比較器１０９で比較する。
【０１２０】
Ｌ≧ＴＡＴ−ｔa ならば、許容範囲内と判断され、ＴＡＴ＋Ｉを次のＴＡＴと
して、メモリ６２に書き戻す。このＴＡＴ＋Ｉは、メモリ６２から読み出される
ＴＡＴに、メモリ１００から読み出されるＩを、加算器１１２で加算することに
より得られる。この時も、入力セルは、遅延器ＤＬ、ゲートＧを通してネットワ
ークに送り出される。
【０１２１】
さらに、Ｌ＜ＴＡＴ−ｔa の場合は、予定された到着時刻ＴＡＴに対し、許容
値Ｌより早くセルＣＬが到着しているので、不適号と判断される。この場合は、
ＴＡＴの更新処理は行なわず、セルＣＬに対しては、ゲートＧを閉じ、廃棄され
る。
【０１２２】
上記に本発明の実施例を図に従い、説明したが、本発明においては、複数の物
理回線を多重化しても、多重によるセルの揺らぎが生じない。異なる速度の物理
回線を多重化しても、それぞれ独立なＵＰＣを構成できる特徴を有する。
【０１２３】
複数の物理回線を多重化しても、他の物理回線によるＵＰＣ処理への影響が皆
無である。また、物理回線に伝送速度の総和と、多重化後の速度のずれによるＵ
ＰＣ誤差が少ない。
【０１２４】
さらに、幅広い伝送速度に対して、固定小数点演算を適用できる。このため、
高速向きで、且つ小さなハードウェアで構成できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明のＵＰＣ装置の第１の特徴点の原理を説明する図である。
【図２】図１の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】本発明の別の特徴の原理を説明する図である。
【図４】本発明の更に、別の特徴の原理を説明する図である。
【図５】同一物理回線に属するコネクション毎の時刻カウンタについて説明する図である。
【図６】物理回線対応にカウンタを用いる構成において、図５を適用する本発明の特徴を説明する図（その１）である。
【図７】物理回線対応にカウンタを用いる構成において、図５を適用する本発明の特徴を説明する図（その２）である。
【図８】本発明に従う例として、浮動小数点演算方式を用いて、ＶＳでＵＰＵ処理を行うフローである。
【図９】本発明に従い、半固定小数点演算ＵＰＣ処理におけるオーバフロー処理を説明する図である。
【図１０】本発明の特徴を適用する実施例として３物理回線を多重化する場合を説明する図である。
【図１１】図１０を前提とする本発明の特徴を適用する実施例であり、処理フローを含めた構成例ブロック図である。
【図１２】ＡＴＭ交換機システムの構成例ブロック図である。
【図１３】２つの加入者線を多重化する場合を想定した場合の、多重化装置とＵＰＣ装置の関係を説明する図である。
【図１４】図１３に対応するタイムチャートであり、従来の回線多重化の問題を説明する図である。
【図１５】多重化後の速度と各インタフェース回路の速度の合計が、適当な比にならない場合、ＵＰＣ精度が制限されるという問題を説明する図である。がある。
【符号の説明】
【０１２６】
１  ＡＴＭスイッチ部
２  入力回線対応部
３  出力回線対応部
２０  ＵＰＣ装置  
２１  回線多重化装置
２２  ヘッダ変換部
２３、３１  ＯＡＭ回路  
３０  バッファ回路
１０  ＡＴＭセル
１１  ヘッダ部
２００  時刻カウンタ
２０１  回線多重化部
６０  回線番号レジスタ
６１  加算後カウンタ値
６２  ＴＡＴメモリ
６３  コネクション識別子
６５  コネクション別時刻
【図１】
2006191692.tif 000007
【図２】
2006191692.tif 000008
【図３】
2006191692.tif 000009
【図４】
2006191692.tif 000010
【図５】
2006191692.tif 000011
【図６】
2006191692.tif 000012
【図７】
2006191692.tif 000013
【図８】
2006191692.tif 000014
【図９】
2006191692.tif 000015
【図１０】
2006191692.tif 000016
【図１１】
2006191692.tif 000017
【図１２】
2006191692.tif 000018
【図１３】
2006191692.tif 000019
【図１４】
2006191692.tif 000020
【図１５】
2006191692.tif 000021