(57)【要約】【課題】  より簡易な構成で、高速かつフレキシブルにデータストリームの変換操作を行なうことができるデータストリームコンバータ及びデータ変換回路を提供する。【解決手段】  データストリームコンバータ１０は、検索データ又は置換データを設定する制御レジスタ群１２を備える。制御レジスタ群１２に格納された検索データは、コンパレータ１３に供給され、この入力ストリームと、制御レジスタ群１２から供給された検索データとのデータ比較を行なう。コマンド処理部１５は、シフトレジスタ１１に置換タイミング信号を供給し、マルチプレクサ１６に切替タイミング信号を供給する。マルチプレクサ１６によってデータストリームにおけるデータ置換等が行われる。これらの処理は、一致検出信号を介して多段のデータストリームコンバータ１０を利用して実現される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データストリームが入力されるシフトレジスタと、コマンドを記憶させた制御レジスタと、一致検出信号の入出力を行なうコマンド処理部と、マルチプレクサとを備えたデータストリームコンバータであって、
前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された前段のデータストリームコンバータから一致検出信号を受けた場合、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに対して、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに変換処理を指示し、
前記マルチプレクサは、変換したデータストリームを出力することを特徴とするデータストリームコンバータ。
【請求項２】
前記制御レジスタには、更に検索データを記憶させ、
前記データストリームコンバータは、データの比較手段を更に備え、
前記比較手段が、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームと、前記制御レジスタに記憶された検索データとを比較し、一致を検出した場合には、前記コマンド処理部に一致検出を通知し、
前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された後段のデータストリームコンバータに一致検出信号を供給することを特徴とする請求項１に記載のデータストリームコンバータ。
【請求項３】
前記データストリームコンバータは、入力されたデータストリームのデータ位置を計数するカウンタを更に備え、
前記一致検出信号とともに、一致を検出したデータ位置を更に出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のデータストリームコンバータ。
【請求項４】
前記制御レジスタには、更に置換データを記憶させ、
前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶された置換データを取得し、
前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データを置換データに置き換える切換タイミング信号を出力することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のデータストリームコンバータ。
【請求項５】
前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データを削除する切換タイミング信号を出力することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のデータストリームコンバータ。
【請求項６】
前記制御レジスタには、更に挿入データを記憶させ、
前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データに対して挿入データを挿入する切換タイミング信号を出力することを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載のデータストリームコンバータ。
【請求項７】
データストリームが入力されるシフトレジスタと、コマンドを記憶させた制御レジスタと、一致検出信号の入出力を行なうコマンド処理部と、マルチプレクサとを備えた複数のデータストリームコンバータを、スイッチ手段を用いて接続したデータ変換回路であって、
前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された前段のデータス
トリームコンバータから一致検出信号を受けた場合、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに対して、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに変換処理を指示し、
前記マルチプレクサは、変換したデータストリームを出力し、
前記スイッチ手段は、外部レジスタの設定により、データストリームコンバータ間の接続を制御することを特徴とするデータ変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データストリームの変換操作を行なうためのデータストリームコンバータ及びデータ変換回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク上では、多種の勧告や標準に準拠した各種データストリームが使用されている。これらの勧告や標準は短期間のうちに策定され、新規の勧告や標準に頻繁に更新される。ネットワーク機器において、これらの更新に対応させる方法としては、データストリーム処理の大部分をソフトウェア処理により行ない、新規機能に対してはソフトウェアの交換により対応する方法がある。例えば、区間ごとに交互に異なる形式のデータストリームを伝送する遠隔通信システムに対するデータストリーム変換装置を、迅速かつ簡単に種々の形式の遠隔通信回路網終端に接続することを可能にするデータストリーム変換装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、現行で利用されている勧告や標準のみに対応できるハードウェア構成を利用する方法もある。
【特許文献１】特開平１０−１２６５１５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ネットワーク機器において、あるプロトコルを取り扱う機能を実現する場合には、高スループット達成のために、そのプロトコルに対応したハードウェアを組み込むことが多い。しかし、このようなハードウェアは特定プロトコルに対して動作するように構成されているため、汎用性に欠けることが多い。このため、新しいプロトコル標準に対して、準拠できない場合がある。
【０００４】
また、プロセッサのソフトウェアによって、各機能を実現する場合、新しいプロトコル標準に対しても、ソフトウェアの変更によって対応することができる。しかし、ソフトウェア処理の場合、ハードウェア構成による実現方法に比べて、高スループット処理が困難である。ネットワーク機器では、連続して多数のデータストリームを処理する必要があるので、その処理単位（たとえばフレーム単位）毎にソフトウェア処理が必要となり、プロセッサ及びバスの負荷が大きくなる。
【０００５】
更に、これらのソフトウェア処理は、通常、同等のハードウェア処理に比べ、操作にかかる時間が大きくなり、ネットワーク機器で処理される入出力間のデータストリームの処理能力およびスループットの低下を引き起こす。
【０００６】
更に、改版ソフトウェアの開発には、既存ソフトウェアの専門的知識が必要であり、また比較的長い開発期間を要することが多い。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、より簡易な構成で、高速かつフレキシブルにデータストリームの変換操作を行なうことができるデータストリームコンバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、データストリームが入力されるシフトレジスタと、コマンドを記憶させた制御レジスタと、一致検出信号の入出力を行なうコマンド処理部と、マルチプレクサとを備えたデータストリームコンバータであって、前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された前段のデータストリームコンバータから一致検出信号を受けた場合、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに対して、前記制御レジ
スタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに変換処理を指示し、前記マルチプレクサは、変換したデータストリームを出力することを要旨とする。これにより、一致検出信号を用いてデータストリームコンバータの多段構成を実現し、テキストエディタ機能をハードウェアにより構成することができる。従って、先のデータストリームコンバータの検出結果を後段のデータストリームコンバータで活かすことができる。
【０００８】
本発明によれば、前記制御レジスタには、更に検索データを記憶させ、前記データストリームコンバータは、データの比較手段を更に備え、前記比較手段が、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームと、前記制御レジスタに記憶された検索データとを比較し、一致を検出した場合には、前記コマンド処理部に一致検出を通知し、前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された後段のデータストリームコンバータに一致検出信号を供給することを要旨とする。これにより、汎用性があるデータ検索、データ位置検出、データ置換機能を実現できる。
【０００９】
本発明によれば、前記データストリームコンバータは、入力されたデータストリームのデータ位置を計数するカウンタを更に備え、前記一致検出信号とともに、一致を検出したデータ位置を更に出力することを要旨とする。このデータ位置の計測単位は特に問わず、バイト数やビット数を用いることができる。これにより、変換処理を行なうビット位置を特定することができる。
【００１０】
本発明によれば、前記制御レジスタには、更に置換データを記憶させ、前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶された置換データを取得し、前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データを置換データに置き換える切換タイミング信号を出力することを要旨とする。これにより、データストリームに含まれるデータを変換することができる。
【００１１】
本発明によれば、前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データを削除する切換タイミング信号を出力することを要旨とする。これにより、データストリームに含まれるデータを削除することができ、例えば逆カプセル化を行なうことができる。
【００１２】
本発明によれば、制御レジスタには、更に挿入データを記憶させ、前記コマンド処理部が一致検出を受信した場合には、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに対して、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに含まれる検索データに対して挿入データを挿入する切換タイミング信号を出力することを要旨とする。これにより、データストリームに、新たなデータを挿入することができ、例えばカプセル化を行なうことができる。
【００１３】
本発明によれば、データストリームが入力されるシフトレジスタと、コマンドを記憶させた制御レジスタと、一致検出信号の入出力を行なうコマンド処理部と、マルチプレクサとを備えた複数のデータストリームコンバータを、スイッチ手段を用いて接続したデータ変換回路であって、前記コマンド処理部が、前記データストリームコンバータに接続された前段のデータストリームコンバータから一致検出信号を受けた場合、前記シフトレジスタに入力されたデータストリームに対して、前記制御レジスタに記憶されたコマンドに基づいて、前記マルチプレクサに変換処理を指示し、前記マルチプレクサは、変換したデータストリームを出力し、前記スイッチ手段は、外部レジスタの設定により、データストリームコンバータ間の接続を制御することを要旨とする。これにより、複数のデータストリームコンバータを組み合わせて、多様な変換を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より簡易な構成で、高速かつフレキシブルにデータストリームの変換操作を行なうことができる。更に、データストリームコンバータにおけるパターン検索結果を出力させることができる。また、複数のデータストリームコンバータからの検索結果出力をコンバータ外部において論理演算させることができる。更に、複数のデータストリームコンバータの入出力データストリームを接続させることによって、高度なデータストリーム変換操作を行なうことが可能であり、機能拡張を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（データストリームコンバータの基本構成）
図１に、本発明のデータストリームコンバータ１０の基本構成の回路を示す。データストリームコンバータ１０は、検索データ又は置換データ（もしくは両方）を設定する制御レジスタ群１２を備える。なお、置換データは挿入データとしても用いられる。
【００１６】
また、制御レジスタ群１２は、データを検索や置換する範囲を設定するためのデータを格納する。更に、制御レジスタ群１２は、データ部分一致の検出に用いられる検索データ用データマスクを設定するためのデータを格納する。
【００１７】
そして、これらの設定は、データストリームコンバータ１０のシフトレジスタ１１の制御に用いられる。このシフトレジスタ１１は、検索データもしくは置換データのどちらか大きい方のデータ量を保持できるだけの容量を備える。このシフトレジスタ１１はディレイ回路によって実現することができる。
【００１８】
そして、制御レジスタ群１２に格納された検索データは、コンパレータ１３に供給される。このコンパレータ１３には、シフトレジスタ１１に格納された入力ストリームも供給される。そして、この入力ストリームと、制御レジスタ群１２から供給された検索データとのデータ比較を行なう。
【００１９】
更に、データストリームコンバータ１０はカウンタ１４を備える。このカウンタ１４は、入力データストリームのバイト数やビット数を計数し、先頭と終了データの検出を行なうために用いられる。なお、この計数においては、データ位置を特定できれば計測単位は特に問わない。また、カウンタ１４は、回路多段接続用入力インターフェイスを介して、入力データストリームに同期したストリームイネーブル信号を受け入れる。また、カウンタ１４は、データストリームのデータ量を計測するために用いることも可能である。これらは、ビット位置を特定するために用いられる。
【００２０】
更に、データストリームコンバータ１０は、制御レジスタ群１２、コンパレータ１３、カウンタ１４からの信号が入力されるコマンド処理部１５を備える。このコマンド処理部１５には、回路多段接続用入力インターフェイスを介して、他のデータストリームコンバータ１０からの一致検出信号を受け入れる。そして、コマンド処理部１５は、シフトレジスタ１１に置換タイミング信号を供給し、マルチプレクサ１６に切替タイミング信号を供給する。更に、コマンド処理部１５は、他のデータストリームコンバータ１０に供給するために、一致検出信号やストリームイネーブル信号を、回路多段接続用出力インターフェイスを介して出力する。
【００２１】
データストリームにおけるデータ置換等は、マルチプレクサ１６によって行なわれる。具体的には、コンパレータ１３により検知されたデータを、カウンタ１４により同期を取って、制御レジスタ群１２から供給された置換データを用いて、マルチプレクサ１６によりデータ置換等を行なう。このマルチプレクサ１６の回路構成は特に問わない。
【００２２】
図２は、テキストエディタ１００上で、テキストファイルの特定範囲内にある指定文字列の変換例である。テキストエディタ１００は、入力文字列ファイルに対して、範囲や検索文字列、置換文字列を含む置換命令に基づいて、パターン検索および変換を行なう。その機能が単純であるため、柔軟で多様な変換を行なうことができる。
【００２３】
データストリームコンバータ１０も、上記の構成により、図３に示すように、一般的なテキストエディタが備えた単純で汎用性があるデータ検索機能、データ位置検出機能、データ置換機能をハードウェア化したネットワーク機器用データストリーム変換回路を実現する。具体的には、テキストエディタと同様に、入力ストリームの制御レジスタ群１２により設定された命令や範囲、検索データ、置換データに基づいて、データストリームコンバータ１０のストリーム変換回路（シフトレジスタ１１〜マルチプレクサ１６）が出力ストリームを生成する。更に、ストリーム変換回路は、一致検出信号を受け入れ、また検出結果（一致検出信号等）を出力する。
【００２４】
次に、ネットワークハードウェアにおいて取り扱うデータストリーム（フレーム、パケット等）を、所定のプロトコルに準拠させるために行なわれる回路に用いた場合を説明する。例えば、図４（ａ）に示すように、入力ストリームの中の所定の位置に、所定のパターンを検知した場合には、検出結果を出力させることができる。この場合には、検知すべきパターンを制御レジスタ群１２に格納し、コンパレータ１３にて比較する。そして、このときの位置をカウンタ１４により検出する。そして、パターン検出や検出位置に関する検出結果を出力する。
【００２５】
また、図４（ｂ）に示すように、入力ストリームの中に所定のパターンを検知した場合には、このパターンを置換したり、削除したりすることもできる。
更に、図４（ｃ）に示すように、入力ストリームの中に所定のパターンを検知した場合には、所定のパターンを挿入することもできる。
そして、これらの操作を組み合わせて、プロトコルに準拠したデータストリームへの変換、逆変換もしくは認識を行なうことができる。
【００２６】
（ストリームデータのカプセル化および逆カプセル化）
次に、所定のプロトコルに準拠したストリームデータのカプセル化および逆カプセル化の実施例を示す。ここで、図５はストリームデータのカプセル化回路２０の例であり、図６は逆カプセル化回路３０の例である。
【００２７】
ここで、図５に示すカプセル化回路２０では、左側からカプセル化されていないデータストリームＤＳ１が入力され、右側にカプセル化されたデータストリームＤＳ２が出力されるように構成されている。一方、図６に示す逆カプセル化回路３０では、右側からカプセル化されたデータストリームＤＳ３が入力され、左側にカプセル化されていないデータストリームＤＳ４が出力されるように構成されている。
【００２８】
まず、図５を用いて、カプセル化を説明する。このカプセル化回路２０では、複数（ここでは３個）のデータストリームコンバータ（１０Ａ〜１０Ｃ）を用いる。各データストリームコンバータ（１０Ａ〜１０Ｃ）は、スイッチ手段としてのスイッチ２１を介して接続される。このスイッチ２１は、外部に置かれたストリームスイッチ制御レジスタ２２によって制御される。そして、スイッチ２１は、各段のデータストリームコンバータ（１０Ａ〜１０Ｃ）の入力を制御する。それぞれのデータストリームコンバータ（１０Ａ〜１０Ｃ）は、回路内の制御レジスタ群１２の設定に従い、独自に動作する。
【００２９】
図５において、カプセル化のシーケンス例では、３つのデータストリームコンバータ（１０Ａ〜１０Ｃ）は、それぞれ、パターン検出、データ遅延、パターン挿入の操作を行な
う。これらのデータストリームコンバータ１０の組み合わせは、ストリームスイッチ制御レジスタ２２により設定される。具体的には、データストリームコンバータ１０Ａにおいて、検出したい所望のパターンを記憶させておく。そして、所望のパターンに一致したデータストリームＤＳ１を検出した場合、このデータストリームコンバータ１０Ａは、データストリームコンバータ１０Ｂに対して一致検出信号を供給する。この場合、データストリームコンバータ１０Ｂは、遅延処理を行なう。ここでは、データストリームコンバータ１０Ｂは、データストリームコンバータ１０Ｃの操作が追従できるようにタイミングを調整する。そして、データストリームコンバータ１０Ｂは、一致検出信号を条件演算回路２３に供給する。条件演算回路２３は、データストリームコンバータ１０Ｃにパターン挿入を指示する。その結果、データストリームコンバータ１０Ｃは、カプセル化されたデータストリームＤＳ２を出力する。
【００３０】
次に、図６を用いて、逆カプセル化を説明する。この逆カプセル化回路３０では、複数（ここでは４個）のデータストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２〜１０Ｆ）を用いる。この逆カプセル化回路３０においても、各データストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２〜１０Ｆ）は、スイッチ手段としてのスイッチ３１を介して接続される。このスイッチ３１は、外部に置かれた外部レジスタ（ストリームスイッチ制御レジスタ３３）によって制御され、複数段のデータストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２〜１０Ｆ）の入力が制御される。それぞれのデータストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２〜１０Ｆ）は、回路内の制御レジスタの設定に従い、独自に動作する。
【００３１】
図６において、逆カプセル化のシーケンス例では、データストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２）はパターン検出、データストリームコンバータ１０Ｅはデータ遅延、データストリームコンバータ１０Ｆはパターン置換の操作を行なう。具体的には、データストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２）において、検出したい所望のパターンを記憶させておく。ここでは、パターン検出時に複数の比較パターンを用いるため、複数のデータストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２）を用いる。各データストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２）は、データストリームＤＳ３に、それぞれの制御レジスタ群１２に格納されたパターンを検出した場合、それぞれ一致検出信号をストリームコンバータ外の条件論理演算回路３２に供給する。条件論理演算回路３２では、データストリームコンバータ（１０Ｄ１、１０Ｄ２）からの一致検出信号を演算し、複雑なパターン検出を実現する。そして、条件論理演算回路３２は、一致検出信号を後段のデータストリームコンバータ１０Ｅに供給する。
【００３２】
このデータストリームコンバータ１０Ｅは、条件論理演算回路３２からの一致検出信号に基づいて遅延処理を行なう。そして、データストリームコンバータ１０Ｅは、データストリームコンバータ１０Ｆに対して一致検出信号を供給する。データストリームコンバータ１０Ｆはパターン削除の操作を行なう。その結果、データストリームコンバータ１０Ｆは、逆カプセル化されたデータストリームＤＳ４を出力する。この結果、比較パターン一致条件で動作する、データストリーム内の特定部分削除を行い、逆カプセル化を実現する。
【００３３】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
○  上記実施形態によれば、制御レジスタ群１２に格納された検索データは、コンパレータ１３に供給される。このコンパレータ１３には、シフトレジスタ１１に格納された入力ストリームも供給される。そして、この入力ストリームと、制御レジスタ群１２から供給された検索データとのデータ比較を行なう。コマンド処理部１５は、シフトレジスタ１１に置換タイミング信号を供給し、マルチプレクサ１６に切替タイミング信号を供給する。マルチプレクサ１６によって、データストリームにおけるデータ置換等が行われる。このため、一般的なテキストエディタが持つ非常に単純で、汎用性があるデータ検索、デー
タ位置検出、データ置換機能をハードウェア化し、ネットワーク機器のデータストリームコンバータとして利用できる。従って、新しいプロトコルに対しても回路変更なしに対応でき、ソフトウェアの柔軟性および簡易操作性と、ハードウェアの高速処理の両方を実現する。
【００３４】
○  上記実施形態によれば、データストリームコンバータ１０は、制御レジスタ群１２、コンパレータ１３、カウンタ１４からの信号が入力されるコマンド処理部１５を備える。このコマンド処理部１５には、回路多段接続用入力インターフェイスを介して、他のデータストリームコンバータ１０からの一致検出信号を受け入れる。そして、コマンド処理部１５は、シフトレジスタ１１に置換タイミング信号を供給し、マルチプレクサ１６に切替タイミング信号を供給する。更に、コマンド処理部１５は、他のデータストリームコンバータ１０に供給するために、一致検出信号やストリームイネーブル信号を、回路多段接続用出力インターフェイスを介して出力する。これにより、複数のデータストリームコンバータを用いて多段接続を行なうことができる。従って、高度なデータストリーム変換操作を行なうことが可能であり、機能拡張を実現できる。
【００３５】
○  上記実施形態によれば、データストリームコンバータ１０はカウンタ１４を備える。このカウンタ１４は、入力データストリームのバイト数やビット数を計数し、先頭と終了データの検出を行なうために用いられる。このため、他のデータストリームコンバータ１０に変換等を行なう入力データストリームの先頭と終了データの検出を通知することができる。
【００３６】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・  上記実施形態では、各データストリームコンバータ１０に、コンパレータ１３やカウンタ１４を設けたが、一方のみを設けてもよい。
【００３７】
・  上記実施形態では、カプセル化や逆カプセル化等、遠隔通信システムに対するデータストリーム変換について説明したが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態の回路構成図。
【図２】テキストエディタの機能説明図。
【図３】ストリーム変換回路の機能説明図。
【図４】（ａ）パターン検出、（ｂ）置換、（ｃ）挿入の態様の説明図。
【図５】ストリームデータのカプセル化回路の説明図。
【図６】ストリームデータの逆カプセル化回路の説明図。
【符号の説明】
【００３９】
ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３，ＤＳ４…データストリーム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｅ，１０Ｆ…データストリームコンバータ、１１…シフトレジスタ、１２…制御レジスタ群、１３…比較手段としてのコンパレータ、１４…カウンタ、１５…コマンド処理部、１６…マルチプレクサ。
【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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