(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ・セルの転送のためのスイッチング・ネットワークであって、
−少なくとも一つの入力ポートであって、そこにおいてセルがこのスイッチング・ネットワークに到着するもの、
−いくつかの出力ポートであって、そこにおいてセルがスイッチング・ネットワークから転送されるもの、
−入力および出力を有する一次スイッチ・ユニットであって、適当なラインによって相互に接続され、また、入力ポートおよび出力ポートへの適当なラインを通って接続されているので、このネットワークの入力ポートに到着するセルが、そのネットワークの選択可能な出力ポートから転送できるようになっているもの、からなっていて、
−その少なくとも一つの入力ポートが、セルのその入力ポートへの到着に際し、ある経路が決定されて、そのセルが、スイッチング・ネットワークを通り、出力ポートへ至り、そこからの制御ワードによって、その経路がコード化されるものとなるように、配置されていること、
−入力ポートおよび出力ポート間、および一次スイッチ・ユニット相互間に、このスイッチング・ネットワークを通るセルに並列に制御ワードを転送するために、付加されるライン、
を特徴とするスイッチング・ネットワーク。
【請求項２】
一次スイッチ・ユニットの入力に対して、セレクタが備えられており、それは、制御ワードを受け取り、また、そこから、そのスイッチ・ユニットの出力に関して、その制御ワードに並列に到着するセルが転送されるべきであるという情報を得るために、接続されていること、を特徴とする、請求の範囲第１項に記載のスイッチング・ネットワーク。
【請求項３】
全ての一次スイッチ・ユニットの中のセレクターが、その制御ワードの同じ位置から情報を得るように配置されていること、を特徴とする、請求の範囲第２項に記載のスイッチング・ネットワーク。
【請求項４】
データ・セルの転送のためのスイッチ・ユニットで、入力および出力を含んでいて、
−各入力が、セルを受け取るためのライン、および制御ワードを受け取るためのラインからなること、
−各出力が、セルを転送するためのライン、および制御ワードを転送するためのラインからなること、
−その制御ワードのために配置された入力へのラインは、セレクタに接続されていること、
−そのセレクタは、受け取られた制御ワードから情報を得て、それによって導かれるとおりに、信号を、その制御ワードと関連するデータ・セルを受け取るためのセレクタに接続されるいくつかの中間蓄積メモリの一つのみに転送するように、配置されていること、
を特徴とするスイッチ・ユニット。
【請求項５】
セレクタが、受け取られる制御ワードの予め決められた位置から、情報を得るように配置されていること、を特徴とする、請求の範囲第４項に記載のスイッチ・ユニット。
【請求項６】
セルのための各中間蓄積メモリとは、中間的に制御ワードを蓄積するために配置されている制御ワードのための中間蓄積メモリが、関連していて、その制御ワードは、データ・セルに並列に転送され、また、このスイッチ・ユニットを通る、その経路についての情報、すなわち、どの出力から、それらが、このスイッチ・ユニットから転送されるべきであるかを、含むものであること、を特徴とする、請求の範囲第４−５項の一つに記載のスイッチ・ユニット。
【請求項７】
データ・セルのための中間蓄積メモリが、
−お互いに並列に作動する少なくとも２つのシフト・レジスタ、および
−中間蓄積メモリに蓄えられるべきデータ・セルを、空のもしくは空いているシフト・レジスタに転送するための制御ユニット、
からなること、
を特徴とする、請求の範囲第４−６項の一つに記載のスイッチ・ユニット。
【請求項８】
スイッチ・ユニットであって、
−制御ワードのための中間蓄積メモリが、お互いに並列に作動するシフト・レジスタを含んでいて、これらのシフト・レジスタは、各々が、対応する、データ・セルのためのシフト・レジスタと関連しており、また、
−データ・セルを、制御ワードのための中間蓄積メモリと関連する、セルのための中間蓄積メモリに転送するための制御ユニットが、データ・セルの、セルのための中間蓄積メモリの中の空のまたは空いているシフト・レジスタへの転送と同時に、そのセルと関連する制御ワードを、制御ワードのための中間蓄積メモリに含まれる対応するシフト・レジスタに転送するよう配置されていること、
を特徴とする、請求の範囲第７項に記載のスイッチ・ユニット。
【請求項９】
データ・セルの転送のためのスイッチ・ユニットで、少なくとも２つの入力および少なくとも２つの出力を含んでおり、更に、
−各入力のため、および中間的にデータ・セルを蓄積するための中間蓄積メモリ、
−入力に到着するセルが、その入力と結合する中間蓄積メモリの一つに、蓄えられるように、また、中間蓄積メモリに蓄えられるセルが、その中間蓄積メモリから転送されうるものとなるように、配置された制御装置、
からなり、
セルのための各中間蓄積メモリとは、中間的に制御ワードを蓄積するために配置されている制御ワードのための中間蓄積メモリが、関連していて、その制御ワードは、データ・セルに並列に転送され、また、このスイッチ・ユニットを通る、その経路についての情報、すなわち、どの出力から、それらが、このスイッチ・ユニットから転送されるべきであるかを、含むものであること、
を特徴とするスイッチ・ユニット。
【請求項１０】
データ・セルのための中間蓄積メモリが、
−お互いに並列に作動する少なくとも２つのシフト・レジスタ、および
−中間蓄積メモリに蓄えられるべきデータ・セルを、空のもしくは空いているシフト・レジスタに転送するための制御ユニット、
からなること、
を特徴とする、請求の範囲第９項に記載のスイッチ・ユニット。
【請求項１１】
スイッチ・ユニットであって、
−制御ワードのための中間蓄積メモリが、お互いに並列に作動するシフト・レジスタを含んでいて、これらのシフト・レジスタは、各々が、対応する、データ・セルのためのシフト・レジスタと関連しており、また、
−データ・セルを、制御ワードのための中間蓄積メモリと関連する、セルのための中間蓄積メモリに転送するための制御ユニットが、データ・セルの、セルのための中間蓄積メモリの中の空のまたは空いているシフト・レジスタへの転送と同時に、そのセルと関連する制御ワードを、制御ワードのための中間蓄積メモリに含まれる対応するシフト・レジスタに転送するよう配置されていること、
を特徴とする、請求の範囲第１０項に記載のスイッチ・ユニット。
【請求項１２】
データ・セルの転送のためのスイッチ・ユニットで、少なくとも２つの入力および少なくとも２つの出力を含んでおり、更に、
−各入力のため、および中間的にデータ・セルを蓄積するための中間蓄積メモリ、
−入力に到着するセルが、その入力と結合する中間蓄積メモリの一つに、蓄えられるように、また、中間蓄積メモリに蓄えられるセルが、その中間蓄積メモリから転送されうるものとなるように、配置された制御装置、
からなり、
データ・セルのための中間蓄積メモリが、
−お互いに並列に作動する少なくとも２つのシフト・レジスタ、および
−中間蓄積メモリに蓄えられるべきデータ・セルを、空のもしくは空いているシフト・レジスタに転送するための制御ユニット、
からなること、
を特徴とするスイッチ・ユニット。
【請求項１３】
制御手段に含まれており、一個の、独立して作動するスイッチング・ユニットが、各入力に対して設けられ、また、中間蓄積メモリの一つを選択するように配置されていて、それらの中間蓄積メモリは、選択された中間蓄積メモリからのセルが、その出力から伝送されるように、この出力と結合している、スイッチング・ユニットによって特徴付けられている、請求の範囲第９−１２項の一つに記載のスイッチ・ユニット。
【請求項１４】
一個の、独立して作動する入力制御ユニットが、各入力に対して設けられ、また、その入力に到着するセルを、この入力と結合している中間蓄積メモリの一つのみに導くように配置されている、制御手段の中に含まれている入力制御装置によって特徴付けられている請求の範囲第９−１２項の一つに記載のスイッチ・ユニット。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、高い伝送速度を用いての、データ・セルの伝送を意図したスイッチ・コアに関する。
発明の背景
今日の電気通信技術は、例えば、ＡＴＭ技術内におけるもののように、データの伝送速度にますます高い要求が課せられている。特に、これは、スイッチに関係している、というのは、それは、スイッチングや多重化などを行うもので、より高い内部伝送速度さえも要求されかねないものであるからである。近い将来の内に、ギガビット／秒を超える範囲の速度およびスイッチのためのポートをますます用いることが、さらに興味の抱かれるものとなり得るであろうが、それは、現在使われている最も高い速度の１５５及び６２２メガビット／秒とは異なるものである。
従来の技術
様々な種類のＡＴＭスイッチが知られているが、それらは、通常あまりにも複雑な構造を有していて、高い伝送速度で上手く利用できるものではない。提案されている設計の２、３の例を以下に示す。
公開されている国際特許出願ＷＯ−Ａ１  ９５／０１０３１には、データ・セルを受け取って転送するスイッチが開示されている。そのスイッチには、ユーザーの端末に接続されている多数のポートが含まれている。スイッチ・コア４は、複数のポートを接続しており、それ相互間のコミュニケーションを可能としている。そのスイッチ・ポートには、そのスイッチを通る選択された経路に関しての情報を、セルに提供する装置が含まれている。そのセルと関係する情報部分１４、「タグ」、図２参照、は、入力ポートで作られるが、そこにそのセルが到着する。この部分は、スイッチ・コアを通る選択されたルートについての情報を含んでいて、そのコアのそれぞれのコラムのためのビットフィールド(bitfield)を有している。注目されるセルと関係するそのような情報は、前もってスイッチ・コアに伝送することができる。スイッチ・コア内の制御ユニット（「スケジューラ」）は、ルーティング情報を受け取り、どの時間に、異なるセルが、他のセルの伝送と干渉しないために、入力ポートから出力ポートへと伝送されるべきかを決定する。中間においてセルを蓄積するバッファ・メモリは、コアそのものにおいてではなく、出力ポートにおいてのみ、配置されれば良く、結果として、その構造は簡単なものとなる。注目されるセルの経路についての情報は、このように、その注目されるセルよりも何セル・サイクルか前に、それが入力ポートに介在して蓄積されている間に受け取られる、別のセルと一緒に伝送される。
米国特許ＵＳ−Ａ  ４，６２３，９９６には、パケット交換ノードが記述されているが、それは、転送される先の出力に関しての情報（「ルーティング・タグ信号」）を含むデータ・パケットを伝達するものである。多数の待ち行列セレクターが、多数の入力ポートおよび出力ポートの間で個々に接続されている。更には、スイッチング・ノードには、各出力ポートに接続される蓄積ユニット（「待ち行列セット」）が含まれている。各々の待ち行列セレクターは、セレクター・ノードに伝送されるデータ・パケットを、各出力ポートを決定する情報に従って、区分けする。異なる制御ユニット（「アービトレイター（仲裁者）」が接続される蓄積ユニットで、それは、そのパケットを、指示された出力ポートに導く。待ち行列セレクターは、各入力に配置され、さらにまた、その入力に固有のいくつかの蓄積ユニット（「待ち行列セット」）に、各入力に対して一つのユニットに、接続される。
公開された欧州特許出願ＥＰ−Ａ１  ０  ４０５  ０４２には、多段階型の、セルをベースとしたスイッチが開示されており、制御ユニット３６で作られる制御ワードによって、出力ポートが決定されている。その制御ワードには、データ・セルが伝送されるための出力ポートのアドレス、およびそれぞれのスイッチ段階のために分配されるルーティング情報が、含まれている。図８には、その制御ワードがどのように処理されるか説明されている。出力ポートを選択するために、ユニット８３が用いられている。送出データ・セルは、各出力ポートの「転送アダプター」において、個々にバッファーリングされる。
発明の詳細な説明
本発明の目的は、各ポートにおいて毎秒ギガビット範囲での伝送速度を意図した、データ・セル・スイッチ、特には、ＡＴＭスイッチのアーキテクチャーを提供するものである。
本発明の更なる目的は、データ・セル用のスイッチにおいて使用され、高い伝送速度を達成できるような構造を有するスイッチ・コアを提供するものである。
これらの目的は、本発明によって達成されるが、その詳細な特徴は、末尾に添えられた請求の範囲から明らかになっている。
ＡＴＭスイッチは、比較的簡単な構造を有する一次スイッチ・コアから、そのようなものとして構成されている。そのスイッチを通るセルの経路は、そのセルが、そのスイッチに到着する際に決定され、この経路は、制御ワードとしてコード化され、それは、そのスイッチを通って、並行に、そのセル自体に移送される。その制御ワードは、スイッチの各一次素子を通る伝送がいかにしてなされるべきか、直接、指示している。特に、単純な場合では、全ての一次素子が、２つの入力端子および２つの出力端子のみを有する素子である。このとき、制御ワードは、スイッチ中の一次スイッチ素子の全ての段階について、１ビットのみからなっていて、このビットは、注目されるスイッチ素子中で、そこからセルが転送されるべき出力端子を、直接、指示している。少し異なった言い方をすれば、このように、スイッチング・ネットワークが、いくつかのスイッチ・コアから作られ、特には、ＡＴＭスイッチにおいて、高い伝送速度でデータ・セルを移送するために、使用されることが意図されている。そのネットワークを通るセルの経路が決定され、この経路は、そのネットワークを通って、そのセルに並行に移送される制御ワードによって、コード化される。その制御ワードは、各スイッチ・コアを通って移送がなされるべき方法を、直接、指示している。これらの制御ワードは、スイッチ・コア、もしくは一次スイッチ・ユニットと呼ばれるものにおいて、入力ポートおよび出力ポート間に配置される付加ラインで、伝達される。そのような入力のそれぞれについて、制御ワードを受け取るためにセレクターが配置される。そのセレクターは、その制御ワードから、すなわち、そのワード中の一つもしくはいくつかの特定の位置から、情報を得るように配置される。これらのビットは、そのセルが移送されるべきスイッチ・ユニットの出力を指示する。特に中間の蓄積メモリもまた、それぞれの入力および出力と結合されている。
一般的には、このように、データ・セルの移送のためのスイッチング・ネットワークは、少なくとも一つの入力ポート（ここでセルがスイッチング・ネットワークに到着する）と、いくつかの出力ポート（ここにおいてセルがスイッチング・ネットワークから転送される）および、一次スイッチ・ユニット（前述のスイッチ・コアであり、入力および出力を有する）からなる。スイッチ・ユニットは、適当なラインによってお互いに接続されており、また、適当なラインを通って、スイッチング・ネットワークの入力ポートおよび出力ポートに接続されているので、そのネットワークの入力ポートに到着するセルは、そのネットワークの、選択できる出力ポートから転送することができる。そのネットワークの一つまたは複数の入力ポートは、そのように設計されているので、セルが入力ポートへ到着するに際して、そのセルのための経路が決定され、そのスイッチング・ネットワークを通って、出力ポートへ、そしてそこから制御ワードへと至り、それによって、その経路が適当な方法で定義され、すなわち、その経路は、制御ワードによってコード化され、そしてそれは、その経路を直接指示することができる、というものとなる。入力ポートおよび出力ポート間、および一次スイッチ・ユニット相互間で、制御ワードをスイッチング・ネットワークを通るセルに並行して移送するために、ラインが付け加えられる。
制御ワードを取り扱うために、一次スイッチ・ユニットの全ての入力端子に対して、セレクターが備えられ、それは、セルと並行して入ってくる制御ワードを受け取るように接続される。制御ワードに並行して到着するセルがそこから移送される、そのスイッチ・ユニットの出力端子に関して、受け取られた制御ワードから情報を集めるように、そのセレクターは配置される。スイッチ・ユニット内で、経路の選択を素早く行うために、全ての一次スイッチ・ユニットのセレクターは、制御ワードにおける同じ位置、すなわち、例えば、第１ビット、第２ビットなど、から情報を得るのに都合が良いように配置される。
前述したところによれば、スイッチング・ネットワークにおけるデータ・セルの転送のためのスイッチ・ユニットは、一般的には、いくつかの入力ポートもしくは端子および、いくつかの出力ポートもしくは端子からなる。全ての入力端子は、セルを受け取るための１つのライン、および制御ワードを受け取るための１つの並行ラインからなる。同時に、全ての出力端子は、セルを転送するための１つのライン、および制御ワードを転送するためにこのラインに並行する１つのラインからなる。さらにまた、制御ワードを受け取るための全てのラインは、スイッチ・ユニットその他のものを通る、セルの経路を制御するためのセレクタに接続される。そのようなセレクターは、受け取った制御ワードから情報を得て、それによって導かれるとおりに、信号をいくつかの中間の蓄積メモリの１つのみに送るが、それらのメモリは、適当なラインを通ってセレクターに接続されていて、その制御ワードと関連するデータ・セルを、すなわち、伝送され、この場合は、注目される制御ワードと同時に到着するか到着していたセルを、受け取るべき、これらのメモリの中のその一つを、それらに指示する。前述のように、受け取られた制御ワードの中の、予め決められた一つもしくは複数の位置からの情報を集めるように、特には、この一つもしくは複数の位置における情報が、復号を行わなくとも、スイッチ・ユニットからセルが転送されるべきところの、出力端子を直接指示するように、そのセレクターを配置することができる。例えば、スイッチ・ユニットに４つの出力端子がある場合は、可能な実施例においては、制御ワードの中の４つのビットを、その中の同じ位置から取り出すことができ、すなわち、制御ワードの中の、同じ連続したまたは一続きの番号を有している。これらのビットの内の一つのみが、続いて設定され、すなわち、零に等しくなくなり、セルがそこから転送されるべき出力端子を指示する。
また別の発明によると、データ・セルを伝送するためのスイッチ・ユニットは、少なくとも２つの入力端子と、少なくとも２つの出力端子からなっていなければならない。全ての入力端子とは、個別に中間蓄積メモリが結合しているが、一つの中間蓄積メモリが、全ての出力端子に対して備えられるものとなっている。その中間メモリは、シフト・レジスタとして都合の良いように作成されており、好ましい場合においては、全ての中間メモリが、お互いに並行して作動するいくつかのシフト・レジスタを含んでいる。各中間メモリは、続いて、唯一の予め決められた入力端子および唯一の予め決められた出力端子と結合している。制御手段が配置され、入力端子に到着するセルが、その入力端子と結合している中間メモリの一つに蓄積され、また、中間メモリに蓄積されるセルが、その中間メモリと結合している出力端子から転送されるようになっている。それを実行することを可能にするのに都合がよいように、その制御手段は、スイッチングまたは選択ユニットを含んでおり、独立して作動している一個のスイッチング・ユニットが、全ての出力端子に対して備えられるようになっている。そのようなスイッチング・ユニットは、続いて、ある適当な手段に従って、中間メモリの一つを選択するように配置され、それらのメモリは、この出力端子と結合していて、その選択された中間メモリからのセルが、一つ以上のセルがこれらの中間メモリに蓄えられている場合においては、その出力端子から転送されるべきものとなっている。また、入力制御ユニットは、その制御手段に都合良く組み込まれていて、独立して作動している一個の入力制御ユニットは、全ての入力端子に対して備えられるようになっている。入力制御ユニット、セレクター、は、続いて、その入力端子に到着するセルを、中間メモリの一つのみに導くように配置されているが、それらのメモリは、この入力端子と結合している。
セルのためのそのような中間蓄積メモリの各々とともに、中間蓄積メモリが、制御ワードを蓄積するのに都合良く配置されている。データ・セルのための中間メモリは、前述のように好ましい実施例において記述されているとおり、お互いに並行して作動する少なくとも２つのシフト・レジスタからなっており、各レジスタには、全データ・セルを蓄積することができる。制御ユニットは、データ・セルの、中間蓄積メモリへの蓄積のための、空のシフト・レジスタへの転送を遂行する。同様に、制御ワードのための中間蓄積メモリは、お互いに並行に作動するシフト・レジスタからなっていて、これらのシフト・レジスタは、データ・セルのための中間蓄積メモリの中の対応するシフト・レジスタと結合している。データ・セルを中間蓄積メモリに転送するための制御ユニットは、また、データ・セルが、セルのための中間蓄積メモリの中の、空のもしくは空いているシフト・レジスタに転送されるのと同様に、そのセルと関連する制御ワードを、制御ワードのための中間蓄積メモリの中に含まれている、対応するシフト・レジスタに、転送するように配置されている。
【図面の簡単な説明】
本発明については、これを制限することのない典型的な実施例に関して、また、添付される図面に関して、以下に、極めて詳細に記述されるが、その図面において：
−図１は、多数の一次スイッチ・ユニットもしくはスイッチ・コアを相互に接続することによって構成されるスイッチング・ネットワークを概略的に示しており、
−図２は、そのスイッチング・ネットワークの入力ポートへの、ＡＴＭセルの到着に際して生じる制御ワードのフォーマットを示しており、
−図３は、スイッチ・コアの構造を示しており、
−図４は、４つのバッファの１つについて、それと結合している制御論理回路とともにスイッチ・コア中に配列されているものを示しており、
−図５は、スイッチ・コアの全てのバッファと結合している制御論理回路の構造を示しており、
−図６は、その制御論理回路の一部であるタイマーの構造を示しており、
−図７は、バッファ中に読み込むためおよびバッファから転送するために、制御論理回路によって実行されるプログラム・ルーティンを、状態機械の形で、示しており、
−図８は、バッファの充填度のためのカウンター・ユニットの構造を示しており、および
−図９は、制御ワードに関しての詳細を含まずに、一つの絵で、セルの読み取りおよび転送を説明するための、概略的ブロック・ダイヤグラムを示している。
好ましい実施例の説明
図１には、入力ポート３に到着して、出力ポート５においてスイッチ１を去る、一次データ・パケットまたはセルのためのスイッチ１が、概略的に説明されている。スイッチ１は、一次スイッチ・コア７のネットワークを含むものであるが、そのそれぞれもまた、入力から出力へのセルの転送を行うものである。スイッチ・コア７は、ここでは、２Ｘ２素子の形で、最小限の構成を有するものとして、すなわち、２つの入力と２つの出力を有するものとして示されており、それらは、４つのスイッチ・コア７という深みを持つネットワーク中に配置されており、従って、全てのセルが、スイッチ１の入力ポート３から出力ポート５へと移動する間に、４つのスイッチ・コア７を通らなければならないようになっている。
入力ポート３にセルが到着する際に、スイッチ１を通るそのセルの目的の経路が、その入力ポートの中の論理回路によって、そして、従って、それが通る、これら一次スイッチ・ユニット７が、決定される。続いて、そのセルが通るべき、全てのスイッチ・コアの出力ポートの一連の通し番号の形にある、入力ポート３の回路によって、制御ワードが形成される。２Ｘ２素子の場合においては、スイッチ１における全ての段階もしくはコラムに対して、唯一のバイナリーのユニットが必要とされ、続いて、その制御ワードが、図２に従う構成を得、すなわち、それは、一連の４つのビットからなる。このように、提示された例においては、制御ワードは、第１の位置に設けられる一つのビットを有していて、第１段階において、最初に、スイッチ・コア第１番に、そのセルが到着する場合においては、そのセルは、このスイッチ・コアの第２の出力ポートから転送されるべきであるということを指示することができる。そのセルは、その後は、第２段階もしくはコラムのスイッチ・コアに転送され、そこからは、その第１出力ポートから転送され、その後、第３コラムのスイッチ・コアへと、そしてそこから、その第１出力ポートから、そして最終的には、第４コラムのスイッチ・コアの第２出力ポートから転送される。
前述されている種類の、一次スイッチ・コア７の構造が、図３に、概略的に示されている。そのスイッチ・コアは、ＢＬＯＣＫ：１、ＢＬＯＣＫ：２、ＢＬＯＣＫ：３、ＢＬＯＣＫ：４と表示されている４つのブロック・ユニット９および２つの伝送ユニット１１からなる。スイッチ・コア７の２つの入力ポート１３の各々は、いくつかのラインのための接続端子を含んでいるが、それらのラインとは、すなわち、制御ワードの直列転送のための制御ライン１５であって、また、それぞれ"Control:1"および"Control:2"と表示されているもの、それぞれ"Cell:1"および"Cell:2"と表示されているセル自体の直列転送のためのライン１７、および、ライン１７で直列に伝送される全てのセルの始まりと、そこに並行して伝送される制御ワードの始まりを指示するために"synch"と表示される同期信号のためのライン１９である。スイッチ・コア７の２つの出力ポート２１の各々は、制御ワードを直列に伝送するライン２３のための接続端子を含んでおり、それぞれ"Control:a"および"Control:b"と表示されており、ライン２５は、セル自体の直列伝送を目的としていて、それぞれ"Cell:a"および"Cell:b"と表示されており、また、ライン２６は、セルおよび制御ワードの始まりを、次に接続されるスイッチ・コアに指示するための同時信号"synchout"を伝送するためのものである。スイッチ１において、もしくは内部的に、スイッチ・コア７において、遅延または待ち行列の形成が生じた場合に備えて、ブロック９の各々は、バッファ・メモリを含んでいる。入り制御線１５の内の一つから、制御ワードがセレクタ２７に到着するが、それは、その制御ワードを翻訳処理し、到着するセルを中間で蓄積するためのブロック・ユニットの選択を制御する。セレクター２７は、その出力端子上に、セルが読まれる期間中信号を発し、この目的のために、図示されていない適当なタイミング回路を含んでいる。更には、全てのスイッチコア７に、ライン１８からビット・クロック"clk"が分配され、そのクロックは、高い周波数を有していて、スイッチ・コア間で相互に転送されている全てのセルの個々のビットの時間位置を指示している。
スイッチ・コア７にセルを転送するための入りライン１７が、"delay and idle"と表示されている入力ユニット２９に接続されている。このユニットは、適当なシフト・レジスタ、詳細は下記参照、を含みうるもので、選択される適当な長さを有する遅延を生じさせるが、これによって、ブロック・ユニット９の中の適当なメモリのスペースを割り当てる時間を取るために、セルが受け取られたときから、十分な時間が利用できるようになっており、また、このメモリのスペースがセルを蓄積する準備のために、十分な時間がとれるようになっている。この回路ユニットにおいては、また、アイドル・セルのパターンを形成するセル"idle cells"の認識が行われ、それは、破棄されて、どのブロック・ユニット９にも転送されるものではない。入力ユニット２９から、セルは並列化回路３１に転送されるが、それは、そのセルを処理して、それを、読み取られるように部分的に並行した形で、全ての入力ポート１３のために備えられた２つのブロック・ユニット９の一つに転送し、例えば、セルの全てのバイトまたはオクテットが、並行になるようにして、ブロック・ユニットに転送されるようにする。このように、並列化回路３１から多数のラインが、本例においては少なくとも８本のラインが、到着するセルを送り込むことのできるスイッチ・コア７の中の２つのブロック・ユニット９の各々に延びている。
制御ワードもまた同じようにして処理されるものであり、それ故、セレクター２７においては、レジスタが備えられるが、それは、セルのための入力レジスタ２９と類似しており、また、回路３１に類似する並列化回路も備えられる。注目のスイッチ・コアに対応するセレクター２７のレジスタ中の位置から、制御信号が、論理「１」または「０」として、ブロック・ユニット９に発せられ、そこで、ブロック・ユニットの一つへの信号が反転される。例えば、制御ワードは、注目のスイッチ・コア７に到着する際に、いつも、その最初の位置において、このスイッチ・コア７のための制御ビットを含むことができる。そして、ルーティング経路ワードまたは制御ワードは、セルがスイッチ・コア７を通る度毎に１ビットのステップずつ、回転されまたは循環して置き換えられなければならない。
セルが、スイッチ・コア７から転送されるべきであって、そのセルがその中のブロック・ユニット９に蓄えられているときは、それが成し遂げられるのは、ブロック・セレクター３３によってであるが、それは、各入力ポートに対して、２つのブロック・ユニット９の一つのみに接続されており、この入力ポートに到着するセルは、そこへ転送されて中間に蓄積される。ブロック・セレクター３３は、そのような各ブロック・ユニット９とブロック・セレクターとの間の双方向性の通信ライン上の信号を用いて、これを実行する。このライン上において、「選択された」および「新しいセル」と表示された信号が交換され、ブロック・ユニット９は、このように、ブロック・セレクター３３に、それが転送されるべきセルを有しているということを知らせる。ブロック・セレクター３３は、ある適当なアルゴリズムに従って、スイッチ・コア７からセルが転送されるべきところのブロック・ユニット９を決定する。それは、例えば、２つのブロック・ユニット９の双方が蓄積されたセルを含んでいる限りにおいて、一つのセルが、それらから交互に伝送されるように、選択できる。一つのブロック・ユニット９のみが、蓄積されたセルを有している場合には、このブロック・ユニットが、もちろん選択される。その後、ブロック・セレクター３３は、信号、すなわち、前述の信号「選択された」を、選択されたブロック・ユニット９に伝送するが、それは、このブロック・ユニットが選択され、そこからの次のセルが発せられるということを表明している。セルが、今、スイッチ・コアから転送されるということを指示する信号が、続いて、また、ブロック・セレクター３３と結合している伝送ユニット１１に伝送される。伝送ユニット１１は、それがこの信号を受け取るときに、部分的に並行する形で、例えば、前述のようなひとバイト毎のもので、対応するブロック・ユニット９からセルを受け取り、それを完全に直列の形に変換して、それを同じやり方で処理されている制御ワードとともに転送する。出力ポートから転送されるべきセルがないときは、伝送ユニット１１は、前述のとおりに、アイドル・セルのパターンを伝送する。
ブロック・ユニット９の構成要素が、図４から明らかになっている。セルは、デマルチプレクサ３７へは、いくつかのワードの形、例えば、いくつかのバイトで、並列ライン３５に到着する。制御ワードが、同時に、セレクター２７から、同様に、並列ライン３９にて、第２デマルチプレクサ４１へと到着する。ブロック・ユニット９を選択するためのセレクタ２７からの制御ビットは、また、"cs"と表示され、制御ユニット４３の入力に到着して、それを使用可能にする。その制御ビットは、この特別なブロック・ユニット９が、セルを受け取るべきかどうかを選択するが、そのセルは、今や並列ライン３５にて、並列化回路３１から到着している。この制御ユニット４３は、デマルチプレクサ３７および４１に接続され、信号"gstop"によって、そこでの適切な出力の選択を制御する。制御ユニット４３から、許可ライン"Control0-K"もまた、いくつかのレジスタ４５の各各に延びており、その各々は、第１マルチプレクサ３７から信号を受け取ることもできる。対応するレジスタまたはバッファ・フィールド４７が、その制御ワードのために備えられており、それらが、このように第２デマルチプレクサ４１に接続されている。それらは、レジスタ４５のように、それらと同じ信号によって、制御ユニット４３から制御ラインを経て使用可能とすることができる。更にまた、セルを蓄積するためのレジスタ４５およびルーティング・ワードのためのレジスタ４７が、出力マルチプレクサ４９および５１に、それぞれ接続されている。これらはまた、制御ユニット４３からのラインで、"hstop"と表示される信号によって制御され、それらの出力は、対応する伝送ユニット１１に接続されている。
レジスタ４５および４７は、いくつかの並列シフト・レジスタとして作成され、それらは、直列の形（１０ＧＨｚ）で到着するセル自体よりも、低い周波数（１．２５ＧＨＺ）で、刻時パルスが送り込まれる。これによって、一つだけのシフト・レジスタからなる場合に比べて、低電力消費、およびレジスタのより簡単な構造が達成される。
制御ユニット４３は、２つの独立した状態機械を含んでいるが、一つは、セルおよび対応する制御ワードの、レジスタ４５および４７への読み込みの制御のためのもので、一つは、セルおよび対応する制御ワードの、ブロック・ユニット９から対応する伝送ユニット１１への転送の制御のためのものである。同期信号"synch"もまたブロック・ユニット９へと到着し、そのブロック・ユニットからは、対応する出力同期信号"synchout"が、スイッチ・コアから転送されるセルのために発せられるが、そこへは、同期信号"synch"が転送され、また、同期信号"synchout"は、制御ユニット４３によって生み出される。
読み取りルーティンは、一言でいえば、以下のステップからなる。セレクター２７からの制御ビット信号"cs"が、活動状態であるならば、セルの読み取りが始まる。続いて、並列化回路３１から延びるライン３５から、そのセルが、いくつかのより小さな並列の部分にて、入力デマルチプレクサ３７に伝送され、そして、それと対応するように、制御ワードが、セレクタ２７から、他方のデマルチプレクサ４１に転送される。制御ユニット４３からは、適当な信号"gstop"が、２つのデマルチプレクサ３７および４１へと伝送され、そのために、そこからの出力が開放されて、それによって、デマルチプレクサの入力上にあるデータが、ひとバイトずつ、適当なクロック信号を用いて、セルのためのレジスタ４５の一つへと、および、対応する連続番号を有する制御ワードのための一つのレジスタ４７へと、書き込むことができるようになっている。
ブロック・ユニット９からセルを伝送する方法は、もし「選択された」という意味を有する信号が、対応するブロック・セレクター３３から受け取られるならば、セルの伝送が、開始される、というようにして実行される。レジスタ４５が、および次には４７もまた、最長時間そこに蓄えられていたデータが、伝送されることを許されるように、選択される。これらのレジスタのための許可信号は、２つの出力マルチプレクサ４９および５１が、それらの入力を開放するのと同時に、発せられるが、それらは、これらのレジスタに接続されていて、信号"hstop"によって命令される。この結果、そのセルおよびそれと関連する制御ワードは、適当な制御およびクロック信号によって、対応する伝送ユニット１１へと中間的にそれらが蓄えられていた、それらのレジスタから、前述のように、部分的に並列した形で読み取られる。
ブロック・ユニット９のための制御ユニット４３の構造が、図５から明らかになっている。それは、それぞれ、"STATEMASH1"および"STATEMASH2"と表示され、適当なデジタル回路によって実行される２つの状態機械５３，５５からなる。更には、カウンター・ブロック５７"GCOUNTER"、レベル・ブロック５９"AVKF1"、および同期出力ユニット６１"AVKCONTROL"が備えられている。
カウンター・ブロック５７は、ライン１９からスイッチ・コア７へと入ってくる同期信号"synch"を、入力信号として受け取る。出力信号は、"cntrl2"および"cntrl4"であり、それらは、状態機械５３および５５に、それぞれ与えられる。更にまた、ブロック・ユニット９およびスイッチ・コア全体から転送され、スイッチ・コア７から伝送されるセルの始まりを指示する同期信号"synchout"が、カウンター・ブロック５７で発生する。カウンター・ブロック５７には、"COUNTR"と表示されるカウンター６３が含まれており、それは、原則的に、クロックによって与えられて、周期的に繰り返される時間間隔で、一ステップずつ増やされるが、そのクロックは、そのスイッチ・コアまたはそのブロック・ユニットに内在するもので、また、入力同期信号"synch"が活動状態になるとき、例えば、正のパルス端がその中で検知されるとき、毎回、その開始値に設定される。
カウンター・ブロック５７の構造が、図６から明らかになっている。カウンター"COUNTR"６３は、そのクロック入力において、信号自体のオクテットの周波数と桁が同じ大きさの高周波数を有するクロック信号、すなわち、例えば、１．２５ＧＨｚのクロック信号、下記参照、を受け取る。カウンター６３の全ての位置の信号は、組合せのネットワークまたはデコーダー６７に送出され、それは、３つの出力を有していて、その第１、第２および第３の出力の各々について、カウンターの値が、特別な機能のために適切に選ばれた数、例えば、値４９、５１および５３に等しいときに、信号を提供する。そして、これらの出力が、それぞれ前述されている信号"cntrl4"、"cntrl2"および"synchout"を提供する。更に、カウンター６３は、"reset"と表示されるそのリセット入力において、同期信号"synch"を受け取るが、それは、セルの始まりの合図となる。
２つの状態機械５３、５５、STATEMASH1およびSTATEMASH2は、本質的には同一のものであり、それらの機能は、図７の状態ダイヤグラムで説明されており、そこでは、第１の状態機械５３に関係する部分のみの前に１：があり、第２の状態機械に関係する部分のみの前に２：がある。
セルおよびその制御ワードの、レジスタ４５および４７への読み込みを、それぞれ処理するための、第１の状態機械５３の機能を、最初に記述する。状態機械５３は、特に変わったことが行われていないか、または起こっていないときは、使用されていないまたは受動の状態７０１にある。注目されるブロック・ユニット９に中間的に蓄えられるために、スイッチ・コア７に、セルが到着したことを、指示する信号が、ラインにて、セレクター２７から受け取られるとき、状態機械は、状態７０３に変化する。この状態で、ルーティン、その詳細はここでは説明されない、が、実行され、その中では、あるアルゴリズムに従って、レジスタ４５および４７における空の位置が選択される。あるやり方で、このアルゴリズムに対しては、空であるレジスタと、ふさがれているものとが、指示される。可能な解決法は、テーブル５４において、選択された位置がふさがってしまったことを、記録することである。この選択が行われたときに、この状態機械からの出力信号"gcontrol"、"pregstop"および"gcheck"は、そのセルが読まれる間のある適当な期間、活動状態のレベルを取る。しかしながら、空の中間蓄積レジスタが利用できない場合は、この実施例においては、セルは失われる。信号"gcontrol"および"pregstop"は、出力同期ブロック６１に与えられる。信号"gcontrol"は、到着するセルおよび到着する制御ワードが、それぞれ蓄えられるべき、レジスタ４５および４７の中の位置を指示する。信号"pregstop"は、入力デマルチプレクサ３７および４１に対して、到着するセルおよびその制御ワードのそれぞれが与えられるべき出力ラインを指示する。信号"gcheck"は、レベル・ブロック５９に伝達され、今、新しいセルが、関連する制御ワードと一緒に蓄積されている、ということのみを指示する。
この全体のルーティンを終了した後、状態機械５３は、引き続いて状態７０５になり、そこにおいては、状態機械は、セルの読み取りの残り時間の間、特別なことは何も行わない。この間、セルおよび制御ワードは、適当なクロック信号、および、レジスタ４５および４７中のそれぞれの、それらの蓄積位置への、シフト・レジスタ中の移動によって、入力ポートおよびセレクター２７の並列化ユニット３１から、それぞれが、転送される。この状態７０５からの伝送は、カウンター・ブロック５７からの信号"cntrl2"が、活動状態のレベルに変化するときに起こり、続いて、状態機械は、状態７０７を取る。そして、セルおよび制御ワードの蓄積が、終えられなければならないが、それは、読み取り操作の開始後、ある適当な時間、活性状態のレベルを取る信号"cntrl2"によって監視される。
状態７０７においては、到着する制御ワードの制御ビットは、セレクター２７からのラインを通って検知される。もし、それが、活動状態のレベルを有するならば、その機械は、引き続いて状態７０３にあり、そうでない場合は、使用されていない状態７０１が取られる。
前述されているように、中間蓄積レジスタ４５および４７からの伝送のための状態機械５５について、本質的には、同じ状態ダイヤグラムが当てはまるものであるが、例外となるのは、入力信号および出力信号が異なっていて、異なる場所から到着し、また異なる場所に提供されるときである。また、転送されるべきセルを選択するためのアルゴリズムも、幾分異なったものになる。このように、この第２の状態機械は、信号"selected"が、ブロック・セレクター３３から受け取られるときに、使用されていない状態７０１から先に進む。続いて取られる状態７０３においては、セルは、それと関連した、伝送されるべき制御ワードと一緒に、ある適当な手段によって選択される。この選択がなされるときに、活動状態のレベルを取るために、信号"hcontrol"、"prehstop"、"hcheck"が作られる。テーブル５４が整列される場合には、この位置がふさがっているということを指示する印が、そこで取り去られる。信号"hcontrol"は、レジスタ４５および４７の中の位置を指示して、そこから伝送が行われるものとし、信号"prehstop"は、マルチプレクサ４９、５１にデータが転送されるための、それらの入力ラインを指示し、そして、これらの２つの信号は、出力同期ユニット６１へと送出される。信号"hcheck"は、レベル・ブロック５９に伝達され、レジスタ４５および４７の中で、ある位置が空になったことのみを指示する。これらの信号が発せられた後、その機械は、状態７０５を取り、その状態で、カウンター・ブロック５７からの信号"cntrl4"が、活動状態になるまで待機する。この時間中、レジスタ４５および４７からの伝送が、適当な制御およびクロック信号によって、実行される。そして、その機械５５は、引き続いて７０７の状態になり、その状態から、それは、クロック・スイッチ３３からの信号"selected"が、活動状態にない場合には、使用されていない状態７０１に移り、そうでない場合は、状態７０３が取られる。
出力同期ユニット６１は、送り込みのための、状態機械５３からの信号"gcontrol"、"pregstop"を、また、中間レジスタ４５，４７からの送出のための、状態機械５５からの信号"hcontrol"、"prehstop"を、入力信号として受け取る。信号"gcontrol"は、いくつかの別々のラインで、状態機械５３から到着し、そこでは、この数は、セルおよびそれと関連する制御ワードを蓄積するための、レジスタ４５および４７の中の位置の数に対応しており、続いて、信号"gcontrol"は、活動状態の信号レベルが、これらのラインの一つにおいてのみ存在するということを表明する。同じ条件が、信号"hcontrol"にも当てはまり、そこでの活動状態の信号レベルが、せいぜい個別ラインの一つに、いつも存在するものとなっている。信号"gcontrol"および"hcontrol"は、図示されてはいないＯＲゲートによって、出力信号"Control0-K"に結び付けられている。出力信号"Control0-K"は、対応するやり方で、いくつかの別々のライン上に発せられ、その各々は、レジスタ４５および４７の中の位置に対応していて、並列の別々の出力ラインの一つもしくはせいぜい２つの上の活動状態の信号レベルを含んでおり、それらの各々は、続いて、レジスタ４５および４７の位置の一つにそれぞれ接続される。更には、同期ユニット６１に到着する信号は、原則的に、信号"Control0-K"、"gstop"および"hstop"として、ユニット６１から、変化しないまま、発せられ、そこでは、後者の２つは、入ってくる信号"pregstop"および"prehstop"に対応するが、適当な時間の遅延を備えており、それによって、デマルチプレクサ、マルチプレクサおよびレジスタの制御が正しいものとなっている。
レベル・ブロック５９の構造および機能が、図８から明らかになっている。このブロックには、信号"gcheck"が、第１状態機械５３から、信号"hcheck"が、第２状態機械５５から、伝達される。ブロック５９は、その出力において、信号"cellos"を発し、それは、バッファ・レジスタ４５、４７の中の全ての位置がふさがっていて、新しいセルが蓄えられないことを表明し、また、信号"f1"を発するが、それは、関連したブロック・セレクター３３に対して、それと関連した制御ワードと一緒に、少なくとも一つのセルが、このブロック・ユニット９に蓄えられていることを、指示するものである。従って、ブロック５９は、カウンター６９を含んでおり、それは、信号"gcheck"を受け取るときに増され、信号"hcheck"を受け取るときに減じられる。図示されていない適当なゲート・ネットワークによって、カウンター６９は、ブロック・ユニットが一杯であるということを指示する信号"cellos"を発するが、それは、その蓄えられた値が、中間蓄積レジスタ４５および４７の中の位置の合計数に等しく、すなわち、例示された場合においては、５つの場所に等しい場合においてである。さらには、カウンター６５の値が、１より高いかそれに等しい、もしくは、それに等価なものが零と異なっている場合は、信号が発せられ、すなわち、これは、信号"f1"である。
スイッチ・コアを通るデータ・セルの実際の流れが略図的に示されている、図９を参照すると、中間メモリへのセルの転送およびそこからの送出は、今や、ずっと詳細に記述されるものとなる。この故に、セルは、１０Ｇビット／秒のビット周波数で到着し、それに並列に５ＧＨｚのクロック信号が与えられ、それは、そのセルの個々のビットの時間における位置を指示する。そのクロック信号から、１．２５ＧＨｚの周波数を有するより遅いクロック信号が、周波数分割器で生成されるが、それは、並列化ユニット３１に配置されている。そのセルは、並列化ユニット３１のシフト・レジスタに到着し、続いて、２つのパルス端、すなわち、５ＧＨｚクロック信号の正負双方のパルス端によって刻時パルスを送り込まれる。そのセルの最初のビットが、このシフト・レジスタの終わりに到着するときに、最初の８ビットが、並列して、デマルチプレクサ３７の入力に伝達される。制御ユニット４３からの信号"gstop"が、開放されるべきマルチプレクサ３７の出力ラインを選択するために、すでに、活動状態になっている。周波数１．２５ＧＨｚのより遅いクロック信号は、型対称クロック信号（５０％「動作周期」）であるが、一度に１バイトの刻時パルスを、それぞれのレジスタ４５が作られる８つの並列シフト・レジスタへと送り込むのに用いられている。それを成し遂げるために、そのより遅いクロック信号が、ＡＮＤゲート７３に接続され、その他方の入力には、制御ユニット４３からの制御信号"Control0-K"を伝えるラインの一つが接続される。制御信号"Control0-K"は、ＡＮＤゲート７３に延びているこのライン上にて活動状態にされる、選択された中間蓄積レジスタ４５に対応する１ビットを有する。これによって、そのセルは、選択されたレジスタ４５に書き込まれる。そのセルのビット１−８が、レジスタ４５に読み取られた後、ビット９−１６が、そのより遅いクロック信号の次のクロック・サイクルの間に読まれる。これは、セル全体が、選択された中間レジスタ４５に受け取られるまで、繰り返される。この後、活動化信号"Control0-K"および"gstop"が、選択されたレジスタおよびデマルチプレクサ３７に対し、活動化を行うことをやめる。そのセルは、今や、８つの並列シフト・レジスタに蓄えられており、それが伝送されるまで、影響を及ぼされることはない。
中間に蓄えられたセルを送出するときに、信号"Control0-K"の中の許可パルスが、前述したのと同じやり方で成し遂げられ、すなわち、対応するラインの一つに、活動状態に設定されているパルス、および、制御ユニット４３からの一つの許可パルス"hstop"、すなわち、選択された入力を開放するために、マルチプレクサ４９に信号を送るもの、が、与えられる。送出操作において、選択された中間蓄積レジスタ４５に含まれているシフト・レジスタは、読み取り操作におけるのと同じやり方で、刻時パルスが送り込まれる。マルチプレクサ４９から、バイトに分割されたセルが、続いて、伝送ユニット１１へと転送される。それは、適切に設計されたシフト・レジスタを含んでいるが、そこには、そのセルが直列に転送されるように、５ＧＨｚのクロック信号の正負双方のパルス端によって、刻時パルスが送り込まれる。
【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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