(57)【要約】【課題】異なるデータ転送速度のチャネル間で共有可能であり、かつ、コストパフォーマンスの高いデータ転送バッファを提供する。【解決手段】それぞれ所定の容量を持ち、入力されるセルを入力順に保持し、また、保持したセルを順次に出力する複数の記憶手段１１１と、対応する記憶手段１１１から出力されるセルが転送されるまでの猶予時間としてそれぞれ所定の時間が設定された複数のタイマ１１２と、対応する記憶手段１１１から出力されるセルを、対応する猶予時間まではセルの宛先のチャネルに対応する通信手段１０１に転送し、対応するタイマ１１２から猶予時間の経過を示す通知を受けたときに、後段の記憶手段１１１に転送する転送手段１１３とを備え、複数のタイマ１１２に、それぞれ前段のタイマ１１２よりも長い猶予時間を設定する。【選択図】      図１
2004297341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宛先のチャネルを示すヘッダ情報を含むセルを一時的に保持し、複数のチャネルにそれぞれ対応する通信手段に振り分けるデータ転送バッファにおいて、
それぞれ所定の容量を持ち、入力されるセルを入力順に保持し、また保持したセルを順次に出力する複数の記憶手段と、
対応する前記記憶手段から出力されるセルが転送されるまでの猶予時間としてそれぞれ所定の時間が設定された複数のタイマと、
対応する前記記憶手段から出力されるセルを、対応する前記猶予時間までは前記セルの宛先のチャネルに対応する前記通信手段に転送し、対応する前記タイマから前記猶予時間の経過を示す通知を受けたときに、後段の記憶手段に転送する転送手段とを備え、
前記複数のタイマに、それぞれ前段のタイマよりも長い猶予時間を設定することを特徴とするデータ転送バッファ。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ転送バッファにおいて、
初段の前記記憶手段を除く少なくとも一つの前記記憶手段に対応して設けられ、対応する前記記憶手段に保持されたセルの宛先に関する情報を保持する少なくとも一つの管理情報保持手段と、
最終段の前記記憶手段を除く少なくとも一つの前記記憶手段に対応して設けられ、対応する前記記憶手段よりも後段の前記記憶手段に対応する前記管理情報保持手段に基づいて、対応する前記転送手段に入力されるセルよりも先に転送すべきセルが存在するか否かを判定し、該当するセルが存在する場合に、前記転送手段に前記セルを後段の前記記憶手段に送る旨を指示する転送管理手段とを備えた
ことを特徴とするデータ転送バッファ。
【請求項３】
請求項１に記載のデータ転送バッファにおいて、
前記複数の記憶手段の前段に配置され、入力されるセルを一時的に保持する前置記憶手段と、
前記複数の通信手段が対応しているチャネルの回線が接続状態であるか否かを含む回線情報を保持する回線情報保持手段と、
前記回線情報保持手段に保持された回線情報によって回線が接続状態であることが示されたチャネルを宛先とするセルのみを選択的に前記複数の記憶手段に転送する選択転送手段とを備えた
ことを特徴とするデータ転送バッファ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電話局内に設置されるＡＤＳＬ局内加入者線装置（ＤＳＬＡＭ）において下り方向のデータ転送に用いられるデータ転送バッファに関する。
非対称型ディジタル加入者線通信方式（ＡＤＳＬ）に代表されるＤＳＬ技術を用いた高速通信サービスでは、局舎と加入者宅との距離や伝送経路の状態などの条件によって通信速度が大幅に変化する特徴がある。つまり、ＡＤＳＬ方式の高速通信サービスでは、加入者ごとに適用される下り方向のデータ転送速度が大幅に異なる場合が多い。この傾向は、高速通信サービスにおいてサービス提供者が提供しようとする最高通信速度の高速化に伴って、更に拡大しつつある。
【０００２】
その一方、高速通信サービスの普及に伴って、高速通信サービス提供者間の価格競争はますます熾烈になってきており、当然ながら、ＡＤＳＬ局内加入者線装置についても性能を維持しつつ低価格化することが強く求められている。
このため、ＡＤＳＬ局内加入者線装置において、ＡＴＭスイッチと各加入者に対応する物理層インタフェースとの間に設けられるデータ転送バッファには、様々なデータ転送速度のセルを効率よく捌くための性能とともに、高いコストパフォーマンスが求められている。
【０００３】
【従来の技術】
図９に、ＡＤＳＬ局内加入者線装置の構成例を示す。
図９において、ＯＣ−３（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃａｒｒｉｅｒ−３）などのＷＡＮインタフェースを介してＡＴＭスイッチ４０１に入力されたセルは、セルのＶＣＩやタグ情報に基づいて、複数のバッファ４０２に分配され、これらのバッファ４０２からバス（例えば、ＵＴＯＰＩＡ  Ｂｕｓ）を介して各加入者に対応する信号処理を行う物理層インタフェース（ＰＨＹ）４０３１〜４０３ｎに送られた後、最終的に通信回線を介して各加入者宅のＡＤＳＬモデム４０４、そして、利用者のパーソナルコンピュータ（図示せず）に到達する。
【０００４】
ＡＤＳＬはベストエフォート型の通信方式であるので、図９に示したＡＤＳＬ局内加入者線装置の物理層インタフェース４０３から各利用者のパーソナルコンピュータに至る伝送経路では、仕様の通りの転送速度が必ず保証されるとは限らない。このため、高速通信サービス提供者側から各利用者に向かう下りのデータストリームでは、図９に示したＡＤＳＬ局内加入者線装置の物理層インタフェース４０３から各利用者のパーソナルコンピュータに至る下りのデータストリームの下流側とＡＴＭスイッチから各物理層インタフェース４０３に向かう上流側との間に生じる大きな速度差をバッファ４０２によって吸収している。
【０００５】
次に、図９に示したバッファ４０２の構成例について説明する。
バッファ４０２の構成例の一つは、図１０に示すように、ＡＴＭスイッチ４０１からのセルを、チャネル振り分け部４１１によって各加入者に対応するチャネル＃１〜＃ｎに応じてそれぞれ個別のＦＩＦＯ＃１〜＃ｎに振り分け、これらのＦＩＦＯ＃１〜＃ｎを介してそれぞれの物理層インタフェース４０３に渡すものである。なお、ＦＩＦＯは、いわゆる先入れ先出し型の記憶素子の代表的なものであり、これらのＦＩＦＯ＃１〜＃ｎは、チャネル振り分け部４１１から受け取ったセルを入力順に保持し、また、保持したセルを順次に出力する。
【０００６】
このようにチャネルごとに個別のバッファを設けた構成では、各チャネルのデータ転送は、それぞれ完全に独立して行われる。したがって、転送速度の遅いチャネルのデータがそのチャネルに対応する個別バッファとして備えられたＦＩＦＯに滞留しても、当然、別のチャネルのデータ転送処理に影響を与えることはない。故に、個別バッファを設けた構成では、異なるデータ転送速度が適用されたチャネルが混在していても、互いに干渉することなくそれぞれのデータ転送処理を維持することができる。
【０００７】
また、複数のチャネルが１つの大きな共通バッファを共有して利用する構成も考えられる。
図１１に、共通バッファの構成例を示す。
図１１において、ＡＴＭスイッチ４０１から入力されるセルは、順次に共通バッファ４２１に格納される。このとき、アドレス制御部４２２は、セルのＶＣＩやタグ情報に基づいて、セルが格納されたアドレスを宛先のチャネルに対応するアドレスＦＩＦＯ４２３に格納する。また、アドレス制御部４２２は、各チャネルに対応するタイムスロットごとにセレクタ４２４に切り替え指示を入力し、これに応じて、セレクタ４２４は、タイムスロットに対応するアドレスＦＩＦＯ４２３から出力されるアドレスを選択して、読み出しアドレスとして共通バッファ４２１に指定する。図１１において、共通バッファ４２１からタイムスロットごとに出力されるセルは、チャネル振り分け部４２５によって、対応するチャネルの物理層インタフェース４０３に送られる。
【０００８】
このような構成の共通バッファでは、共通バッファへの書き込みと共通バッファからの読み出しとが同一の速度で行われることを前提として、各チャネルに固定したタイムスロットを割り当てることにより、読み出しアドレス制御の簡易化を図っている。
また、図１２に示すように、メモリ制御部４３１が、ＡＴＭスイッチ４０１から入力されるセルのＶＣＩやタグ情報に基づいて各セルの宛先チャネル及び共通バッファ４３２におけるアドレスを管理するとともに、出力インタフェース部４３３を介して、各チャネルに対応する物理層インタフェース（ＰＨＹ）４０３１〜４０３ｎとの間でセルの転送要求及び転送可能応答をやり取りすることによってセルごとに共通バッファ４３２からの読み出しを管理する構成も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−７７１６３号公報（段落
【００２８】、図１参照）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示したチャネルごとに個別バッファを設けた構成は、原理的な構成は単純であり、また、各チャネルで転送速度が異なる場合にも柔軟に対応できる。その反面、各チャネルの転送速度にかかわらず、最も高い転送速度において必要とされる容量を持つＦＩＦＯを実装する必要があるため、ＡＤＳＬ局内加入者線装置全体のコストの上昇を招いてしまう。また、この構成では、転送速度の低いチャネルに個別バッファとして割り当てられたＦＩＦＯの使用効率が極めて悪くなるため、ＡＤＳＬ局内加入者線装置のコストパフォーマンスが低下してしまう。
【００１１】
一方、図１１に示した共通バッファを備える構成では、ハードウェアによる簡易な読み出し制御を適用しながらメモリの使用効率を向上することができる反面、共通バッファへの書き込み速度と共通バッファからの読み出し速度とが一致していなければ対応できない。
また一方、図１２に示した共通バッファを備える構成では、共通バッファへの書き込み速度と共通バッファからの読み出し速度に関する制限はないものの、複雑なアドレス管理が必要不可欠である。様々な転送速度のチャネルを宛先とするセルに関するアドレス管理自体は、もちろん、ファームウェアあるいはソフトウェアによって実現することは可能である。しかしながら、このようなアドレス管理処理をファームウェアやソフトウェアによって処理していたのでは、高速化がますます進んでいる高速通信サービスにおいてＡＤＳＬ局内加入者線装置に必要とされる性能を達成することができない。
【００１２】
また、図１１および図１２に示した共通バッファのいずれにおいても、利用者側で回線が切断されたチャネルへのデータが共通バッファに入ると、このデータのために無駄な処理が行われるので、このような無駄な処理が頻繁に発生するとＡＤＳＬ局内加入者線装置の性能が低下してしまう。
本発明は、異なるデータ転送速度のチャネル間で共有可能であり、かつ、コストパフォーマンスの高いデータ転送バッファを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
図１に、本発明にかかわるデータ転送バッファの原理ブロック図を示す。
図１において、第１のデータ転送バッファは、宛先のチャネルを示すヘッダ情報を含むセルを一時的に保持し、複数のチャネルにそれぞれ対応する通信手段１０１に振り分けるデータ転送バッファにおいて、複数の記憶手段１１１と、複数のタイマ１１２と、複数の転送手段１１３とから構成される。
図１に示した第１のデータ転送バッファにおいて、複数の記憶手段１１１は、それぞれ所定の容量を持ち、入力されるセルを入力順に保持し、また保持したセルを順次に出力する。複数のタイマ１１２には、対応する記憶手段１１１から出力されるセルが転送されるまでの猶予時間としてそれぞれ前段のタイマ１１２よりも長い時間が設定されている。転送手段１１３は、対応する記憶手段１１１から出力されるセルを、対応する猶予時間まではセルの宛先のチャネルに対応する通信手段１０１に転送し、対応するタイマ１１２から猶予時間の経過を示す通知を受けたときに、後段の記憶手段１１１に転送する。
【００１４】
このように構成された第１のデータ転送バッファでは、各段のタイマ１１２に設定された猶予時間に対応する速度よりも転送速度が速いチャネルを宛先とするセルは、各段の記憶手段１１１から出力されたときに、対応する転送手段１１３によって、上述した猶予時間内に宛先のチャネルに対応する通信手段１０１に転送される。一方、上述した速度よりも転送速度が遅いチャネルを宛先とするセルが各段の記憶手段１１１から出力された場合は、対応する転送手段１１３により、タイマ１１２からの通知に応じて後段の記憶手段１１１に送られる。
【００１５】
これにより、宛先のチャネルにおいて実現されている転送速度に応じて、入力されるセルを自動的に複数の記憶手段１１１に振り分けて、それぞれに対応するチャネルに適した転送速度でセルを転送することができる。
図１において、第２のデータ転送バッファは、上述した第１のデータ転送バッファに、少なくとも一つの管理情報保持手段１１４と、転送管理手段１１５とを備えて構成される。
【００１６】
第２のデータ転送バッファにおいて、少なくとも一つの管理情報保持手段１１４は、初段の記憶手段１１１を除く少なくとも一つの記憶手段１１１に対応して設けられ、対応する記憶手段１１１に保持されたセルの宛先に関する情報を保持する。転送管理手段１１５は、最終段の記憶手段１１１を除く少なくとも一つの記憶手段１１１に対応して設けられ、対応する記憶手段１１１よりも後段の記憶手段１１１に対応する管理情報保持手段１１４に基づいて、対応する転送手段１１３に入力されるセルよりも先に転送すべきセルが存在するか否かを判定し、該当するセルが存在する場合に、転送手段１１３にセルを後段の記憶手段１１１に送る旨を指示する。
【００１７】
このように構成された第２のデータ転送バッファにおいて、各段の転送管理手段１１５が参照する管理情報保持手段１１４には、転送対象のセルと同一のチャネルを宛先とするセルが既に後段の記憶手段１１１に保持されているか否かを示している。したがって、各段の転送管理手段１１５は、対応する記憶手段１１１よりも後段の記憶手段１１１に対応する管理情報保持手段１１４を参照し、これらの管理情報保持手段１１４に保持された情報により、後段の記憶手段１１１に転送対象のセルと同一のチャネルを宛先とするセルが既に保持されていることが示されている場合に、先に転送すべきセルが存在すると判定し、対応する記憶手段１１１から出力されたセルを対応する転送手段１１３によって次の段の記憶手段１１１に転送させる。これにより、各チャネルにおけるセルの転送順序を確実に維持することができる。
【００１８】
図１において、第３のデータ転送バッファは、上述した第１のデータ転送バッファにおいて、前置記憶手段１１６と、回線情報保持手段１１７と、選択転送手段１１８とを備えて構成される。
第３のデータ転送バッファにおいて、前置記憶手段１１６は、複数の記憶手段１１１の前段に配置され、入力されるセルを一時的に保持する。回線情報保持手段１１７は、複数の通信手段１０１が対応しているチャネルの回線が接続状態であるか否かを含む回線情報を保持する。選択転送手段１１８は、回線情報保持手段１１７に保持された回線情報によって回線が接続状態であることが示されたチャネルを宛先とするセルのみを選択的に複数の記憶手段１１１に転送する。
【００１９】
このように構成された第３のデータ転送バッファでは、回線情報保持手段１１７に保持された回線情報に基づいて、前置記憶手段１１６に入力されるセルのうち、回線が接続状態であるチャネルを宛先とするセルのみが、選択転送手段１１８によって第１段の記憶手段１１１に入力される。したがって、回線が切断されてしまっているチャネルを宛先とする無効なセルのための無駄な処理を回避することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図２に、本発明にかかわるデータ転送バッファの実施形態を示す。
なお、図２に示した構成要素のうち、図９に示した各部と同等のものについては、図９に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
図２に示したデータ転送バッファにおいて、ＡＤＳＬ局内加入線装置に備えられたＡＴＭスイッチ４０１から送られてきたセルは、前置ＦＩＦＯユニット２０１を介してメインバッファ部２０２に送られ、このメインバッファ部２０２により、ｎ個のチャネルに対応する物理層インタフェース４０３１〜４０３ｎに振り分けられる。
【００２１】
図２に示した前置ＦＩＦＯユニット２０１において、ＦＩＦＯ２１１は、ＡＴＭスイッチ４０１から入力されるセルを順次に保持し、入力順に従って出力する。また、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２１２は、状態判定部２１５からの指示に応じて、ＦＩＦＯ２１１から出力されたセルをメインバッファ部２０２に転送するかあるいは廃棄する。図２に示した前置ＦＩＦＯユニット２０１において、回線情報テーブル２１４は、各物理層インタフェース４０３１〜４０３ｎからそれぞれに対応するチャネルの回線が接続されているか否かを示す情報を受け取り、各チャネルの識別情報に対応してこの情報を保持する。また、チャネル情報抽出部２１３は、ＦＩＦＯ２１１から出力されるセルのヘッダに示されたＶＣＩやタグ情報から宛先のチャネルを示す情報を抽出して、状態判定部２１５に渡す。チャネル情報抽出部２１３によって抽出された情報に応じて、状態判定部２１５は回線情報テーブル２１４を参照し、宛先に対応して保持された回線情報に応じて、マルチプレクサ２１２にセルの転送あるいは廃棄を指示する。
【００２２】
図２に示したメインバッファ部２０２において、ＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４は、デイジーチェーン接続されている。これらのＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４において、ＦＩＦＯ２２１は、タイマ２２２からのタイムアウト通知およびＦＩＦＯ制御部２２３からの指示に応じて、先頭のセルを次段のＦＩＦＯユニット２２０に備えられたＦＩＦＯ２２１に送る。図２に示した各ＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４に備えられたタイマ２２２には、それぞれ各段において適切な猶予時間が設定されている。例えば、各段のＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４にＡＤＳＬサービスにおいて提供されるデータ転送速度のグループ（１２Ｍｂｐｓ、８Ｍｂｐｓ、１．５Ｍｂｐｓ、０．５Ｍｂｐｓ）を対応させ、それぞれのデータ転送速度が適用された物理層インタフェース４０３において、受入可能通知が確実に返されることが期待できる時間に基づいて猶予時間を予め求めておき、この猶予時間を各段のＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４に備えられるタイマ２２２にそれぞれ設定する。
【００２３】
また、図２に示した読出制御部２０３は、各ＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４に備えられたＦＩＦＯ制御部２２３からの要求に応じて、各物理層インタフェース４０３１〜４０３ｎとの間でセルの転送に必要な信号を授受し、条件が整ったときに、ＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０４からセルを読み出して宛先のチャネルに転送する。また、図２に示したチャネル管理テーブル２０４は、２段目以降のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４に保持されたセルの宛先に関する情報を保持する。
【００２４】
図３に、ＦＩＦＯ制御部２２３の詳細構成を示す。
図３に示したＦＩＦＯ制御部２２３において、転送管理部２２４は、ＦＩＦＯ２２１からセルが取り出されるごとに、タイマ２２２をリセットするとともに、新たにＦＩＦＯ２２１の先頭になったセルの宛先に関する情報を抽出し、この宛先に関する情報で示されたチャネルに先頭のセルを転送する旨を読出制御部２０３に要求する。また、図３に示したテーブル管理部２２５は、２段目以降のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４に備えられている場合に、前段のＦＩＦＯユニット２２０からの入力されるセルおよびＦＩＦＯ２２１から出力されるセルから宛先を示す情報を抽出し、この情報に基づいてチャネル管理テーブル２０４の内容を更新する。また、図３に示したＦＩＦＯ制御部２２３において、順序管理部２２６は、最終段以外のＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０３に備えられている場合、自身が備えられているＦＩＦＯユニット２２０よりも後段に位置するＦＩＦＯユニット２２０に対応してチャネル管理テーブル２０４に保持された情報と転送管理部２２４から通知された先頭のセルの宛先に関する情報とに基づいて、順序制御の必要性を判定し、この判定結果に応じて、対応するＦＩＦＯ２２１に先頭のセルを次段のＦＩＦＯ２２１に送る旨を指示する。
【００２５】
また、図２および図３に示したチャネル管理テーブル２０４は、例えば、２段目以降のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４にそれぞれ対応するグループカウンタを備えており、これらのグループカウンタそれぞれは、対応するＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４のテーブル管理部２２５からの通知に応じて、各チャネルを宛先とするセルの数を計数するｎ個のカウンタから形成される。
【００２６】
ここで、図２および図３に示した各部と図１に示した各手段との対応関係について説明する。
図２に示した物理層インタフェース４０３は、図１に示した通信手段１０１に相当する。また、図２に示したＦＩＦＯ２２１は、図１に示した記憶手段１１１に相当する。図２に示したＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４をディジーチェーン接続する回路と読出制御部２０３とは、図１に示した転送手段１１３に相当する。また、図２に示したタイマ２２２は、図１に示したタイマ１１２に相当する。また、図３に示したテーブル管理部２２５および図２および図３に示したチャネル管理テーブル２０４とは、図１に示した管理情報保持手段１１４に相当する。更に、図３に示した順序管理部２２６は、図１に示した転送管理手段１１５に相当する。また、図２に示したＦＩＦＯ２１１は、図１に示した前置記憶手段１１６に相当し、図２に示した回線情報テーブル２１４は、図１に示した回線情報保持手段１１７に相当する。そして、図２に示したマルチプレクサ２１２、チャネル情報抽出部２１３および状態判定部２１５は、図１に示した選択転送手段１１８に相当する。
【００２７】
次に、図２に示したデータ転送バッファの動作について説明する。
まず、セルの流れに着目して、データ転送バッファの概略の動作を説明する。
図４に、データ転送バッファの概略の動作を表す流れ図を示す。
図２に示したＡＴＭスイッチ４０１からデータ転送バッファに入力されたセルは、まず、前置ＦＩＦＯユニット２０１に入力され（図４に示したステップ３０１）、この前置ＦＩＦＯユニット２０１おいて、宛先のチャネルの回線が接続中であるか否かに基づいて、メインバッファ部２０２に送られるべきセルと廃棄すべきセルとに振り分けられる（図４のステップ３０２からステップ３０４）。
【００２８】
ステップ３０４においてメインバッファ部２０２に送られたセルは、まず初段のＦＩＦＯユニット２２０１に入力されて保持され、この初段のＦＩＦＯユニット２２０１に備えられたＦＩＦＯ２２１において、ステップ３０５を繰り返して先にＦＩＦＯ２２１に入力されたセルが出力されて自身が出力される順番を待つ。
【００２９】
着目しているセルがＦＩＦＯ２２１の先頭に到達すると（ステップ３０５の肯定判定）、ＦＩＦＯ制御部２２３によって後段のＦＩＦＯユニット２２０に同一のチャネルを宛先とするセル、すなわち、着目しているセルよりも先にチャネルに出力すべき先行セルがあるか否かが判定される（ステップ３０６）。このステップ３０６の否定判定の場合には、ＦＩＦＯ制御部２２３および読出し制御部２０３により、このセルのヘッダにおいて示されたチャネルに対応する物理層インタフェース４０３に対して転送要求が行われる（ステップ３０７）。その後、このセルに関する処理は、ステップ３０８およびステップ３０９を繰り返して、物理層インタフェース４０３からの受入可能通知（ｃｅｌｌ  ａｖａｉｌａｂｌｅ）を待ち、受入可能通知の入力に応じて、ステップ３０８の肯定判定としてステップ３１０に進み、このセルを対応する物理層インタフェース４０３を介して宛先のチャネルに転送して、このセルに関する処理を終了する。
【００３０】
一方、タイマ２２２に設定された猶予時間内に受入可能通知が入力されなかった場合に（ステップ３０９の肯定判定）、このセルは、ステップ３１２において次段のＦＩＦＯユニット２２０に転送され、このセルに関する処理は、ステップ３０５に戻る。
上述したステップ３０５からステップ３１２の処理を各段のＦＩＦＯユニット２２０において繰り返し、最終段のＦＩＦＯユニット２２０４においてステップ３０９の肯定判定となった場合は、このセルは廃棄され（ステップ３１３）、もちろん、このセルに関する処理も終了する。
【００３１】
図２に示したデータ転送バッファは、上述したようにして動作することにより、データ転送速度の速いチャネルを宛先とするセルを初段のＦＩＦＯユニット２２０１から迅速に宛先のチャネルに送出するとともに、データ転送要求に対する応答が遅いチャネルを宛先とするセルを順次に後段のＦＩＦＯユニット２２０に送っていき、宛先のチャネルにおいて実現されているデータ転送速度に見合った猶予時間が設定されているＦＩＦＯユニット２２０に振り分けて、それぞれの宛先のチャネルにセルを送出することができる。
【００３２】
次に、図２に示した前置ＦＩＦＯユニット２０１と、メインバッファ部２０２を構成する各段のＦＩＦＯユニット２２０の動作を詳細に説明する。
図５に、前置ＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図を示す。
図２に示した前置ＦＩＦＯユニット２０１において、チャネル情報抽出部２１３は、ＦＩＦＯ２１１の先頭に保持されたセルのヘッダから宛先のチャネルを示す情報を抽出し（図５のステップ３２１）、状態判定部２１５に渡す。状態判定部２１５は、チャネル情報抽出部２１３から受け取った情報に基づいて回線情報テーブル２１４を参照し（図５のステップ３２２）、該当するチャネルに回線が接続されている旨が示されている場合は（ステップ３２３の肯定判定）、マルチプレクサ２１２をメインバッファ部２０２への転送側に切り替えて、ＦＩＦＯ２１１の先頭のセルをメインバッファ部２０２に転送する（ステップ３２４）。一方、該当するチャネルに回線が接続されていない旨が示されている場合に（ステップ３２３の肯定判定）、状態判定部２１５は、マルチプレクサ２１２をセルの廃棄側に切り替えて、ＦＩＦＯ２１１の先頭のセルを廃棄する（図５のステップ３２５）。
【００３３】
このように、前置ＦＩＦＯユニット２０１において、ＦＩＦＯ２１１の先頭にあるセルの宛先のチャネルが回線に接続中であるか否かに応じて、状態判定部２１５がマルチプレクサ２１２を切り替えることにより、宛先のチャネルが回線に接続されている有効なセルのみをメインバッファ部２０２に転送することができる。これにより、チャネルに転送されるあてのない無効なセルに関する処理を削減することができるので、メインバッファ部２０２の処理負担を大幅に軽減することができる。
【００３４】
次に、メインバッファ部２０２に備えられた初段のＦＩＦＯユニット２２０１の動作について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）に、初段のＦＩＦＯユニットのセルを受け入れる動作およびセルを出力する動作をそれぞれ表す流れ図を示す。
図２に示した初段のＦＩＦＯユニット２２０１では、図６（ａ）のステップ３３１で新たなセルが入力されると、ＦＩＦＯ２２１の容量に空きがある限り（ステップ３３２の肯定判定）、順次にＦＩＦＯ２２１に格納されていき（ステップ３３３）、このＦＩＦＯ２２１に格納されたセルは、順次に図６（ｂ）に示した処理に供される。一方、ＦＩＦＯ２２１に空きがない場合は（ステップ３３２の否定判定）、新たに入力されたセルを格納しないままこのセルに関する処理を終了する。
【００３５】
図６（ｂ）に示したステップ３４１において、転送管理部２２４は、ＦＩＦＯ２２１の先頭のセルからチャネル情報を抽出し、このチャネル情報を読出制御部２０３に通知して、先頭のセルの転送を要求するとともに、タイマ２２２をリセットして計時動作を開始させる（ステップ３４２）。これに応じて、読出制御部２０３により、チャネル情報で示されたチャネルに対応する物理層インタフェース４０３への転送要求が送出される。
【００３６】
またこのとき、順序管理部２２６は、転送管理部２２４から上述したチャネル情報を受け取り、このチャネル情報に基づいてチャネル管理テーブル２０４を参照する（ステップ３４３）。順序管理部２２６は、チャネル管理テーブル２０４に後段のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４に対応して保持されている情報に基づいて、転送対象の先頭のセルと同一のチャネルを宛先とするセルが後段のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４に備えられたＦＩＦＯ２２１に格納されているか否かを判定する（ステップ３４４）。
【００３７】
例えば、後段のＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４いずれにも転送対象のセルと同一のチャネルを宛先とするセルが格納されていない旨がチャネル管理テーブル２０４において示された場合に、順序管理部２２６は、転送対象のセルよりも優先して転送すべき先行セルはないと判断する（ステップ３４３の否定判定）。この場合は、ステップ３４５およびステップ３４６を繰り返して、タイマ２２２からのタイムアウト通知が入力されるまで、読出制御部２０３を介して物理層インタフェース４０３から受入可能通知が返されるのを待つ。
【００３８】
タイマ２２２に設定された猶予時間内に、宛先のチャネルに対応する物理層インタフェース４０３から受入可能通知が返された場合には（ステップ３４５の肯定判定）、ＦＩＦＯ２２１の先頭のセルが読み出し制御部２０３によって読み出され、該当する物理層インタフェース４０３を介して宛先のチャネルに転送される（ステップ３４７）。そして、このセルに関する処理は終了し、次のセルに関する処理に移る。
【００３９】
一方、宛先のチャネルに対応する物理層インタフェース４０３から受入可能通知が返されないままに、タイマ２２２に設定された猶予時間が経過した場合には（ステップ３４６の肯定判定）、ＦＩＦＯ２２１から先頭のセルが出力され、次段のＦＩＦＯユニット２２０に備えられたＦＩＦＯ２２１に入力される（ステップ３４８）。そして、このセルに関する処理は終了し、次のセルに関する処理に移る。
【００４０】
ところで、ステップ３４３において、チャネル管理テーブル２０４を参照した際に、２段目のＦＩＦＯユニット２２０２に対応して、転送対象のセルと同一のチャネルを宛先とするセルが格納されている旨の情報が得られた場合に、順序管理部２２６は、先行セルがあると判断し（ステップ３４４の肯定判定）、ＦＩＦＯ２２１に先頭のセルを出力する旨を指示し、これにより、ＦＩＦＯ２２１から先頭のセルが出力され、次段のＦＩＦＯユニット２２０に転送される（ステップ３４８）。そして、このセルに関する処理は終了し、次のセルに関する処理に移る。
【００４１】
このように初段のＦＩＦＯユニット２２０１が動作して、例えば、データ転送速度が１２Ｍｂｐｓであるチャネルに対応する猶予時間内に受入可能通知が返されたときにセルを宛先のチャネルに転送し、転送要求から猶予時間が経過したセルを次段のＦＩＦＯユニット２２０２に転送することにより、データ転送速度が遅いチャネルを宛先とするセルに関する処理に影響されることなく、高速のデータ転送が可能なチャネルを宛先とするセルを順調に転送することができる。
【００４２】
更に、先行セルがある場合に、受入可能通知の有無およびタイムアウト通知の有無にかかわらず、次段のＦＩＦＯユニット２２０に転送することにより、各チャネルを宛先とするセルの順序を制御することができる。
次に、図２に示した第２段のＦＩＦＯユニット２２０２および第３段のＦＩＦＯユニット２２０３のように、ディジーチェーン接続の中間に位置するＦＩＦＯユニットの動作を説明する。
【００４３】
図７（ａ）、（ｂ）に、中間のＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図を示す。
図２に示した第２段のＦＩＦＯユニット２２０２および第３段のＦＩＦＯユニット２２０３では、図６（ａ）に示したステップ３３１〜ステップ３３３と同様にして、入力される新たなセルは順次にＦＩＦＯ２２１に格納される。このとき、図３に示したテーブル管理部２２５は、新たに格納されたセルからチャネル情報を抽出し、このチャネル情報に基づいて、チャネル管理テーブル２０４の内容を更新する（ステップ３３４）。例えば、上述したように、チャネル管理テーブル２０４が、ＦＩＦＯユニット２２０２〜２２０４に対応するグループカウンタを備えて構成されている場合に、テーブル管理部２２５は、対応するグループカウンタに含まれているチャネル情報で示されたカウンタに対してインクリメントを指示することにより、チャネル管理テーブル２０４の内容を更新し、現在のＦＩＦＯ２２１に格納されているセルの宛先に関する情報を反映することができる。
【００４４】
このようにして、ＦＩＦＯ２２１に格納されたセルのこのＦＩＦＯ２２１に格納されたセルは、順次に図７（ｂ）に示した処理に供され、一方、ＦＩＦＯ２２１に空きがない場合は（ステップ３３２の否定判定）、新たに入力されたセルを格納しないままこのセルに関する処理を終了する。
図２に示した第２段のＦＩＦＯユニット２２０２および第３段のＦＩＦＯユニット２２０３では、図６（ｂ）に示したステップ３４１からステップ３４８と同様にして、先頭のセルの転送動作を行った後、図３に示したテーブル管理部２２５により、転送されたセルに関してチャネル管理テーブル２０４に保持された情報を更新する（ステップ３４９）。このとき、テーブル管理部２２５は、転送管理部２２４からチャネル情報を受け取り、対応するグループカウンタに含まれているチャネル情報で示されたカウンタに対してデクリメントを指示することにより、チャネル管理テーブル２０４の内容を更新し、現在のＦＩＦＯ２２１に格納されているセルの宛先に関する情報を反映する。
【００４５】
このように、第２段および第３段のＦＩＦＯユニット２２０２、２２０３が動作することにより、それぞれのＦＩＦＯユニット２２０が対応するデータ転送速度よりもデータ転送速度が遅いチャネルを宛先とするセルに関する処理に影響されることなく、それぞれのグループに属するチャネルを宛先とするセルを順調に転送することができる。
【００４６】
また、上述したように、ＦＩＦＯ２２１へのセルの入力およびＦＩＦＯ２２１からのセルの出力に応じて、チャネル管理テーブル２０４を更新することにより（ステップ３３４およびステップ３４９参照）、現在のＦＩＦＯ２２１に格納されているセルの宛先に関する情報をチャネル管理テーブル２０４に反映し、各段の順序管理部２２６による順序制御に適切な情報を提供することができる。
【００４７】
次に、最終段のＦＩＦＯユニット２２０の動作について説明する。
図８に、最終段のＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図を示す。
図２に示した第４段のＦＩＦＯユニット２２０４では、図７（ａ）に示したステップ３３１〜ステップ３３３と同様にして、入力される新たなセルは順次にＦＩＦＯ２２１に格納され、また、ステップ３３４と同様にして、ＦＩＦＯ２２１に格納されたセルに関するチャネル情報に基づいて、チャネル管理テーブル２０４の内容が更新される。また、第４段のＦＩＦＯユニット２２０４に備えられたＦＩＦＯ２２１に格納されたセルは、図８に示す処理に供される。
【００４８】
図２に示した第４段のＦＩＦＯユニット２２０４では、図６（ｂ）に示したステップ３４１、ステップ３４２と同様にして、読出制御部２０３にセルの転送を要求した後、すぐに、ステップ３４５およびステップ３４６を繰り返して受入可能通知を待つ処理を行う。そして、第４段のＦＩＦＯユニット２２０４に備えられたタイマ２２２に設定された猶予時間内に受入可能通知が入力された場合に（ステップ３４５の肯定判定）、ＦＩＦＯ２２１の先頭のセルは、読出制御部２０３によって読み出されて、宛先のチャネルに対応する物理層インタフェース４０３を介して転送される（ステップ３４７）。一方、受入可能通知が入力されないままに、猶予時間が経過した場合に（ステップ３４６の肯定判定）、第４段のＦＩＦＯユニット２２０４に備えられたＦＩＦＯ２２１の先頭のセルは廃棄される（ステップ３５０）。上述したステップ３４７におけるセルの転送あるいはステップ３５０におけるセルの廃棄の終了後に、テーブル管理部２２５は、対象となったセルに対応するチャネル情報に基づいて、チャネル管理テーブル２０４の内容を更新し（ステップ３４９）、このセルに関する処理を終了する。
【００４９】
上述したように、第１段から第３段のＦＩＦＯユニット２２０１〜２２０３が動作することにより、第４段のＦＩＦＯユニット２２０４には、前段のＦＩＦＯユニット２２０においてタイムアウトしたセル、すなわち、データ転送速度の遅いチャネルを宛先とするセルが集まっている。そして、上述したように、第４段のＦＩＦＯユニット２２０４に、遅いデータ転送時間に対応して比較的長い猶予時間を設定することにより、この第４段のＦＩＦＯユニット２２０４に集まってきたセルを順調に転送することができる。
【００５０】
さて、以上で述べたように、図２に示したデータ転送バッファでは、ＦＩＦＯの性質を利用することにより、データ転送バッファを構成する各部の動作自体を、チャネル管理テーブル２０４の管理や順序制御も含めて極めて単純である。したがって、データ転送バッファの構成要素の全てをハードウェアで実現することが可能であり、これにより、複雑なアドレス管理をファームウェアやソフトウェアによって処理する場合に比べて、各段に高速な動作が期待できる。
【００５１】
このことは、ＡＤＳＬ技術の高速化によって、ＡＤＳＬ局内加入者線装置にも更なる高速化が求められていることを考えれば、データ転送バッファの性能として非常に有利である。
また、図６乃至図８に示した流れ図から明らかなように、図２に示したデータ転送バッファにおいて、セルの廃棄が起きるのは、各段のＦＩＦＯユニット２２０に備えられたＦＩＦＯ２２１がオーバーフローした場合と、最終段のＦＩＦＯユニット２２０４においてタイムアウトが発生した場合に限られる。
【００５２】
ここで、最終段より前のＦＩＦＯユニット２２０では、上述したように、それぞれに対応する転送速度の範囲よりも転送速度の遅いチャネルを宛先とするセルは後段のＦＩＦＯユニット２２０に転送してしまうので、遅い転送速度のチャネルを宛先とするセルによって、転送速度の速いチャネルを宛先とするセルの流れを阻害されることはない。したがって、これらのＦＩＦＯユニット２２０に備えられたＦＩＦＯ２２１においてオーバーフローが発生することは極めてまれであると考えられる。
【００５３】
故に、図２に示すようにデータ転送バッファを構成することにより、様々なデータ転送速度のチャネルへ効率よくセルを振り分けることが可能であり、かつ、極めてセル廃棄率の低いデータ転送バッファを低コストで実現することができる。
もちろん、データ転送速度を更に細かいグループに分割し、これらの細分化したデータ転送速度のグループに対応するＦＩＦＯユニットをディジーチェーン接続して、多段構成のデータ転送バッファを構成することも可能である。また一方、必要に応じて、２つのＦＩＦＯユニットをディジーチェーン接続して、データ転送バッファを構成してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかわる第１のデータ転送バッファによれば、各段に設定した猶予時間の経過に応じて未転送のセルを次の段の記憶手段に送ることにより、低速のセルが高速のセルの転送を妨げることを防いで、速度の異なるチャネルでバッファを共有することができる。
また、先入れ先出し型の記憶手段をディジーチェーン接続する構成であるので、データ転送速度のグループの細分化に応じて、データ転送バッファを極めて容易に拡張することができる。また、基本構成が極めてシンプルであり、複雑なメモリ管理などのファームウェアやソフトウェア処理が不要であるので、データ転送バッファの低価格化とともに高速化にも十分に対応することができる。つまり、非常に高いコストパフォーマンスを実現することができる。
【００５５】
更に、第２のデータ転送バッファによれば、各チャネルを宛先とするセル間の順序を制御することができるので、各チャネルにおけるセルの転送順序を確実に維持することができる。
また、第３のデータ転送バッファによれば、回線が接続状態でないチャネルを宛先とするセルを予め廃棄してしまうことができるので、無効なセルのための無駄な処理を削減し、データ転送バッファの処理負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわるデータ転送バッファの原理ブロック図である。
【図２】本発明にかかわるデータ転送バッファの実施形態を示す図である。
【図３】ＦＩＦＯ制御部の詳細構成を示す図である。
【図４】データ転送バッファの概略の動作を表す流れ図である。
【図５】前置ＦＩＦＯの動作を表す流れ図である。
【図６】初段のＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図である。
【図７】中間のＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図である。
【図８】最終段のＦＩＦＯユニットの動作を表す流れ図である。
【図９】ＡＤＳＬ局内加入者線装置の構成例を示す図である。
【図１０】バッファの構成例を示す図である。
【図１１】共通バッファの構成例を示す図である。
【図１２】共通バッファの別構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０１  通信手段
１１１  記憶手段
１１２  タイマ
１１３  転送手段
１１４  管理情報保持手段
１１５  転送管理手段
１１６  前置記憶手段
１１７  回線情報保持手段
１１８  選択転送手段
２０１  前置ＦＩＦＯユニット
２０２  メインバッファ部
２０３  読出制御部
２０４  チャネル管理テーブル
２１１、２２１  ＦＩＦＯ
２１２  マルチプレクサ（ＭＵＸ）
２１３  チャネル情報抽出部
２１４  回線情報テーブル
２１５  状態判定部
２２０  ＦＩＦＯユニット
２２１  ＦＩＦＯ
２２２  タイマ
２２３  ＦＩＦＯ制御部
２２４  転送管理部
２２５  テーブル管理部
２２６  順序管理部
４０１  ＡＴＭスイッチ
４０２  バッファ
４０３  物理層インタフェース（ＰＨＹ）
４０４  ＡＤＳＬモデム
４１１、４２５  チャネル振り分け部
４２１  共通バッファ
４２２  アドレス制御部
４２３  アドレスＦＩＦＯ
４２４  セレクタ
４３１  メモリ制御部
４３２  共通バッファ
４３３  出力インタフェース部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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