(57)【要約】【課題】構成簡単にしてスイッチング能力を高めること。【解決手段】制御回路１１中の調停部５１は、入力データ伝送ライン３１〜３７に接続された複数のＦＩＦＯ２１〜２７及び各ＦＩＦＯ２１〜２７に並列接続された予備用ＦＩＦＯ２８に格納された出力待ち信号の出力先である出力伝送ライン６１〜６４が重複するとき、優先順位が最も高い信号を出力伝送ラインに出力すると共に、優先順位が最も低い信号を予備用ＦＩＦＯ２８へ転送する。【選択図】  図２
2009225304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力先である複数の出力伝送ラインに出力信号を並列出力するスイッチング方法において、
前記各入力伝送ラインに接続された複数の伝送用ＦＩＦＯ及び前記各伝送用ＦＩＦＯに対して並列接続された予備用ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を前記出力先に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を前記予備用ＦＩＦＯへ転送することを特徴とするスイッチング方法。
【請求項２】
前記出力先へ信号を出力した伝送用ＦＩＦＯの優先順位を最も低くすることを特徴とする請求項１記載のスイッチング方法。
【請求項３】
前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先順位よりも高くすることを特徴とする請求項２記載のスイッチング方法。
【請求項４】
前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先順位を低くすることを特徴とする請求項３記載のスイッチング方法。
【請求項５】
複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力先である複数の出力伝送ラインに出力信号を並列出力するスイッチング装置において、
前記各入力伝送ラインに接続された複数の伝送用ＦＩＦＯと、前記各伝送用ＦＩＦＯに対して並列接続された予備用ＦＩＦＯと、前記伝送用ＦＩＦＯ及び予備用ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号を選択して前記出力先に出力する調停手段とを備え、
前記調停手段は、前記各ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を優先的に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を前記予備用ＦＩＦＯへ転送することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項６】
前記調停手段は、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先順位を最も低くすることを特徴とする請求項５記載のスイッチング装置。
【請求項７】
前記調停手段は、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先度よりも高くすることを特徴とする請求項６記載のスイッチング装置。
【請求項８】
前記調停手段は、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先順位を低くすることを特徴とする請求項７記載のスイッチング装置。
【請求項９】
前記調停手段は、その入力部が前記全てのＦＩＦＯに接続されると共にその出力部が前記複数の出力伝送ラインの中の１つに接続され、前記各ＦＩＦＯに格納された出力待ちの信号を選択的に読み出して前記出力伝送ラインへ出力する複数のデータ読み出し手段を備え、
前記データ読み出し手段は、前記出力伝送ラインへ信号を出力したＦＩＦＯの優先度を最も低くすると共に、前記予備用ＦＩＦＯの優先度を、前記出力伝送ラインへ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先度を低くすることを特徴とする請求項８記載のスイッチング装置。
【請求項１０】
複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力信号を複数の出力伝送ラインに並列出力するスイッチング装置を備えた通信システムにおいて、
前記スイッチング装置として請求項５乃至９のいずれか一に記載のスイッチング装置を用いて成ることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号のスイッチングを行うスイッチング方法及びスイッチング装置に関し、特に、入出力信号が複数入力、複数出力の場合のスイッチング方法、スイッチング装置及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の入力信号をスイッチングして複数の出力とするスイッチング装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
前記スイッチング装置は、並列に配置され複数の入力信号が入力される複数のＦＩＦＯ（First In First Out）及び各ＦＩＦＯに入力された入力信号を調停して並列に出力する調停部を備えている。
【０００３】
従来のスイッチング装置でスイッチングを行う場合、バス調停部にて、まず、全ＦＩＦＯの状況を見て、ＦＩＦＯへのデータ格納状況、データの出力先を確認し、出力先が重なっている場合は調停を行い、重なっていない場合はＦＩＦＯからデータの出力を行う。
データの出力先が他のＦＩＦＯと重なり、調停によりデータ出力待ち状態となっている場合、出力待ちデータの次のデータは、他のＦＩＦＯと出力先が重なっていなくても出力することができないため、データが滞留する原因となる。
【０００４】
スイッチング装置におけるデータの滞留は、データの遅延増加だけでなく、データ格納を行うＦＩＦＯの容量を増大させる要因となる。
したがって、スイッチング装置において、スイッチング速度を上げることは、遅延時間の短縮およびデータ格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ（Randam Access Memory））の容量削減が可能となり、絶対的な効果が得られる。
【０００５】
従来、スイッチング速度を上げるには、動作クロック周波数をあげる、バス幅を倍にしてスイッチングを行う、という手法が一般的にとられている。この場合、使用するデバイスが非常に高価になる等、構成が複雑で高価になるという問題がある。また、周波数をあげることにも限界があり高速化にも限界がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１６３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、構成簡単にしてスイッチング能力を高めることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力先である複数の出力伝送ラインに出力信号を並列出力するスイッチング方法において、前記各入力伝送ラインに接続された複数の伝送用ＦＩＦＯ及び前記各伝送用ＦＩＦＯに対して並列接続された予備用ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を前記出力先に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を前記予備用ＦＩＦＯへ転送することを特徴とするスイッチング方法が提供される。
各入力伝送ラインに接続された複数の伝送用ＦＩＦＯ及び前記各伝送用ＦＩＦＯに対して並列接続された予備用ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を前記出力先に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を前記予備用ＦＩＦＯへ転送する。
【０００９】
ここで、前記出力先へ信号を出力した伝送用ＦＩＦＯの優先順位を最も低くするように構成してもよい。
また、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先順位よりも高くするように構成してもよい。
また、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先順位を低くするように構成してもよい。
【００１０】
また、本発明によれば、複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力先である複数の出力伝送ラインに出力信号を並列出力するスイッチング装置において、前記各入力伝送ラインに接続された複数の伝送用ＦＩＦＯと、前記各伝送用ＦＩＦＯに対して並列接続された予備用ＦＩＦＯと、前記伝送用ＦＩＦＯ及び予備用ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号を選択して前記出力先に出力する調停手段とを備え、前記調停手段は、前記各ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を優先的に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を前記予備用ＦＩＦＯへ転送することを特徴とするスイッチング装置が提供される。
調停手段は、各ＦＩＦＯに格納された出力待ち信号の出力先が重複するとき、優先順位が最も高い信号を優先的に出力すると共に、優先順位が最も低い信号を予備用ＦＩＦＯへ転送する。
【００１１】
ここで、前記調停手段は、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先順位を最も低くするように構成してもよい。
また、前記調停手段は、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの優先度よりも高くするように構成してもよい。
また、前記調停手段は、前記予備用ＦＩＦＯの優先順位を、前記出力先へ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先順位を低くするように構成してもよい。
【００１２】
また、前記調停手段は、その入力部が前記全てのＦＩＦＯに接続されると共にその出力部が前記複数の出力伝送ラインの中の１つに接続され、前記各ＦＩＦＯに格納された出力待ちの信号を選択的に読み出して前記出力伝送ラインへ出力する複数のデータ読み出し手段を備え、前記データ読み出し手段は、前記出力伝送ラインへ信号を出力したＦＩＦＯの優先度を最も低くすると共に、前記予備用ＦＩＦＯの優先度を、前記出力伝送ラインへ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先度を低くするように構成してもよい。
【００１３】
また、本発明によれば、複数の入力伝送ラインを介して並列入力される入力信号をスイッチングして、出力信号を複数の出力伝送ラインに並列出力するスイッチング装置を備えた通信システムにおいて、前記スイッチング装置として前記いずれか一に記載のスイッチング装置を用いて成ることを特徴とする通信システムが提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るスイッチング方法によれば、構成簡単にしてスイッチング能力を高めることが可能になる。
また、本発明に係るスイッチング装置によれば、構成簡単にしてスイッチング能力を高めることが可能になり、又、構成簡単にしてスイッチング能力を高めた通信システムを構築することが可能になる。
また、本発明に係る通信システムによれば、構成簡単にしてスイッチング能力を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係るスイッチング方法、スイッチング装置について説明する。尚、各図において同一部分には同一符号を付している。
図１は本発明の実施の形態に係るスイッチング方法に使用するスイッチング装置の概略ブロック図である。
【００１６】
図１において、スイッチング装置は、複数の入力データが並列入力される複数の伝送ラインに接続され、並列に配設された複数のＦＩＦＯ（First In First Out）１〜ｍ、複数の伝送用のＦＩＦＯ１〜ｍと並列に接続された予備用のＦＩＦＯｎ、ＦＩＦＯ１〜ｍの出力を調停して、複数の出力データを並列出力する制御部１１を備えている。ＦＩＦＯ１〜ｎは、スイッチング装置内のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ；Randam Access Memory）を使用して構成することができる。
【００１７】
入力データは、各伝送ライン各々に接続されたＦＩＦＯ１〜ｍに格納され、制御部１１を介して出力されるのを待つ。制御部１１は内部に調停部を有し、各ＦＩＦＯ１〜ｍの状況を判断して調停を行ない、ＦＩＦＯ１〜ｍからデータを読み出し、所定の伝送ラインにデータを出力する。
本発明の実施の形態では、パケット等バーストデータの通信におけるスイッチング装置において、ＲＡＭの容量を極力抑えつつ、スイッチングによる遅延を小さいものとするものである。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係るスイッチング方法に使用するスイッチング装置の詳細ブロック図である。
図２において、スイッチング装置は、制御部１１、並列入力される入力データを格納するための並列配置された複数の伝送用のＦＩＦＯ２１〜２７以外に、予備用のＦＩＦＯ２８を備えている。制御部１１は調停部５１を備えている。
【００１９】
予備用のＦＩＦＯ２８は、調停部５１の調停によるデータ出力待ちのＦＩＦＯからデータ転送を行い、ＦＩＦＯ２８は調停により、ＦＩＦＯｎからのデータ出力を待つ。ＦＩＦＯ２１〜２７は出力待ちデータをＦＩＦＯ２８に転送することにより、次のデータの処理を行うことが出来る。これにより、スイッチング装置における遅延を抑えることができ、ＲＡＭ容量の増加を抑えることも可能となる。
【００２０】
より詳細に説明すると、図２において、データ伝送ライン３１〜３７から入力された入力データはＦＩＦＯ２１〜２７に格納される。調停部５１はＦＩＦＯ２１〜２８のＦＩＦＯのデータ格納状況及びデータの出力先を調べ、出力先が重なるＦＩＦＯがある場合は調停を行う。
【００２１】
一方、出力先が重ならない場合は、そのまま出力を行う。出力先が重なる場合は、優先度が高いＦＩＦＯからデータ出力を行い、優先度が一番低いＦＩＦＯ（ＦＩＦＯ２８を除く）から、予備用のＦＩＦＯ２８への転送を行う。
データ伝送ライン３１〜データ伝送ライン３７の信号伝送ラインより、それぞれデータ入力がなされる。ＦＩＦＯ２１〜ＦＩＦＯ２７は入力されたデータをそれぞれ格納する。調停部５１はＦＩＦＯ２１〜２８のデータ出力の調停を行う。
【００２２】
図３は、調停部５１の詳細ブロック図である。調停部５１は、並列配置された複数のデータ読み出し部７１〜７４を備え、それぞれ接続されている出力側データ伝送ライン６１〜６４への出力を調停するように構成されている。
このように、調停部５１は、その入力部が伝送用及び予備用の全てのＦＩＦＯ２１〜２８に接続されると共にその出力部が複数の出力伝送ライン６１〜６４の中の１つに接続され、各ＦＩＦＯ２１〜２８に格納された出力待ちの信号を選択的に読み出して、対応する出力伝送ラインへ出力する複数のデータ読み出し部７１〜７４を備えている。
【００２３】
動作の詳細は後述するが、データ読み出し部７１は、対応する出力伝送ライン６１へ信号を出力したＦＩＦＯ２１〜２７の優先度を最も低くすると共に、予備用ＦＩＦＯ２８の優先度を、出力伝送ライン６１へ信号を出力したＦＩＦＯの次に優先度を低くするように機能する。
尚、図１〜図３において、制御部１１は制御手段を構成し、調停部５１は調停手段を構成し又、データ読み出し部７１〜７４は各々データ読み出し手段を構成している。
図４は、調停部５１を含む制御部１１の処理を示すフローチャートである。
【００２４】
以下、図２〜図４を用いて本実施の形態に係るスイッチング方法、スイッチング装置について説明する。
調停部５１内のデータ読み出し部７１は、ＦＩＦＯ２１〜２８のデータ格納状況の確認（図４のステップＳ４０１）及び、データの出力先がデータ伝送ライン６１か否かの確認を行う（ステップＳ４０２）。
【００２５】
次にデータ読み出し部７１は、調停が必要か否かを判断する（ステップＳ４０３）。即ち、データ読み出し部７１は、データ伝送ライン６１への出力待ちとなっているＦＩＦＯが一つだけの場合は調停不要と判断して、当該ＦＩＦＯからデータの読み出しを行いデータ伝送ライン６１へ出力する（ステップＳ４０３、Ｓ４０５）。
一方、データ読み出し部７１は、データ伝送ライン６１への出力待ちとなっているＦＩＦＯが複数の場合は調停必要と判断して調停を行う（ステップＳ４０３）。
【００２６】
調停では、データ読み出し部７１は、優先度の一番高いＦＩＦＯからデータ転送ライン６１へデータ出力を行い、予備用ＦＩＦＯ２８を除く一番優先度の低いＦＩＦＯから、予備用ＦＩＦＯ２８へデータ転送を行う（ステップＳ４０４）。
データ読み出し部７１は、データ伝送ライン６１へデータ出力を行ったＦＩＦＯの優先度を一番低くし、ＦＩＦＯ２８を次に低い優先度とする。
【００２７】
尚、優先度の決定方法としては、各ＦＩＦＯに優先度を付与しておき、優先度の高いＦＩＦＯに格納されている入力データを優先的に出力先へ出力するように構成できる。また、各ＦＩＦＯに優先度を付与しておき、入力データの優先度に応じたＦＩＦＯに格納するように構成して、各ＦＩＦＯの優先度に基づいて調停を行うように構成してもよい。また、入力データに優先度を付与しておき、調停の際に各入力データに付与された優先度に基づいて調停を行うようにするなど適宜設定可能である。
【００２８】
処理ステップＳ４０２において、データ伝送ライン６１へのデータがない場合には処理ステップＳ４０１に戻る。
また、データ読み出し部７１〜７４のいずれかが、予備用ＦＩＦＯ２８に格納されている出力待ちの信号を、各データ読み出し部７１〜７４に対応するデータ伝送ライン６１〜６４のいずれかに出力すると、予備用ＦＩＦＯ２８には出力待ちの信号が格納されない状態となる。その後、データ読み出し部７１が再び前記のように処理する。
【００２９】
以上述べたように本実施の形態に係るスイッチング方法及びスイッチング装置では、制御回路１１中の調停部５１は、入力データ伝送ライン３１〜３７に接続された複数のＦＩＦＯ２１〜２７及び各ＦＩＦＯ２１〜２７に並列接続された予備用ＦＩＦＯ２８に格納された出力待ち信号の出力先である出力伝送ライン６１〜６４が重複するとき、優先順位が最も高い信号を出力伝送ラインに出力すると共に、優先順位が最も低い信号を予備用ＦＩＦＯ２８へ転送するようにしている。
【００３０】
したがって、僅かの予備用ＦＩＦＯを追加するのみで構成することができるので、ＲＡＭ容量の増大を最小限にとどめつつ、簡単な構成でスイッチング能力を高めることが可能となる。
また、スイッチング装置が持つことのできるＦＩＦＯ（ＲＡＭ）容量に応じて柔軟な構成が可能となり、予備用ＦＩＦＯの個数に応じてスイッチング能力を高めることが可能となる。
【００３１】
また、本実施の形態に係るスイッチング装置を用いることにより、構成が簡単でスイッチング能力の高い通信システムを構築することが可能になる。
尚、本実施の形態では、予備用ＦＩＦＯは１個設けたが、システムに応じて予備用ＦＩＦＯの個数を増やすことにより、よりスイッチング能力を高め、遅延を減らすことが可能となるので、使用するシステムに応じた回路構成を行うことができる柔軟性を持つことができる。
【００３２】
即ち、本実施の形態では、データ読み出し部７１が優先順位を制御可能なＦＩＦＯ２８を１つ追加するように構成したが、各データ読み出し部７１〜７４が優先順位を制御可能なＦＩＦＯ２８を各データ読み出し部７１〜７４に対応するように設け、各データ読み出し部が前述したようなデータ読み出し部７１と同様の動作を行うように構成するようにしてもよい。これにより、更にスイッチング能力を高めることが可能になる。
【００３３】
また、各データ読み出し部７１〜７４が、１つのＦＩＦＯ２８を共用して前述したような調停処理を行うように構成してもよい。
また、本実施の形態は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode；非同期転送モード）やＩＰなどのパケット通信のスイッチング装置など、データのスイッチングを行う通信機器全般に適用することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態は、複数ラインからの入力があるデータのスイッチングを必要とする通信機器全般に利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
複数ラインからの入力があるデータのスイッチングを必要とする通信機器全般、通信システムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るスイッチング方法に使用するスイッチング装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るスイッチング方法に使用するスイッチング装置の詳細ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るスイッチング方法に使用するスイッチング装置の部分ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１〜ｍ、２１〜２７・・・ＦＩＦＯ
ｎ、２８・・・予備用ＦＩＦＯ
１１・・・制御部
５１・・・調停部
７１〜７４・・・データ読み出し部
【図１】
2009225304.tif 000003
【図２】
2009225304.tif 000004
【図３】
2009225304.tif 000005
【図４】
2009225304.tif 000006