專利名稱：異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)地址系統(tǒng)自我糾錯和恢復(fù)的方法，屬于檢驗在記錄載體上標(biāo)記正確性的數(shù)據(jù)識別方法的技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)在，基于共享存儲器的異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一種成熟的技術(shù)，它的基本結(jié)構(gòu)組成如

圖1所示每個輸入端口一個的信元輸入處理器4；將各個輸入處理器4的信元復(fù)用到共享存儲器1的輸入端口復(fù)用器2；共享存儲器1；將共享存儲器1輸出的信元解復(fù)用到各輸出端口的輸出端口解復(fù)用器3；每個輸出端口一個的信元輸出處理器5；表示共享存儲器1中空閑的單元地址的空閑地址隊列6；每個輸出端口一個的輸出地址隊列7；信元寫入共享存儲器1的控制器8(簡稱寫控制)和信元讀出共享存儲器1的控制器9(簡稱讀控制)；以及地址回收處理器10，其用于將交換出去的信元占用的共享存儲器1的地址回收到空閑地址隊列7，以便以后的信元繼續(xù)使用。
該共享存儲器的異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)運行工作的基本原理如下參見圖1，在正式交換之前，應(yīng)預(yù)先在空閑地址隊列6里寫滿地址，其中每個地址代表共享存儲器1中一個可以使用的單元。信元輸入處理器4用于將輸入端口的信元進(jìn)行處理，使之適合于寫入共享存儲器1。并從每個輸入信元中提取出信元的路由標(biāo)簽并送到寫控制器8，該路由標(biāo)簽用于指明該信元的出端口。然后，各個輸入端口的信元通過輸入端口復(fù)用器2，分時間段寫入共享存儲器1。從共享存儲器1出來的信元首先被送到解復(fù)用器3，然后分給各個信元輸出處理器5，再從各個出端口輸出。
參見圖2，每當(dāng)一個信元X通過輸入端口復(fù)用器2，將要被寫入共享存儲器1的時候，就從空閑地址隊列6中讀出一個地址A(請注意一個地址位于空閑地址隊列6中，就代表該地址所指向的共享存儲器1中的某個存儲單元是可用的)，并將這個信元X寫入到該地址A所指向的共享存儲器1的某個存儲空間。同時，根據(jù)路由標(biāo)簽的指引，該地址A則被寫入到相應(yīng)的輸出地址隊列7中。上述控制動作是由信元寫入共享存儲器控制器8完成的。圖2中的X1、X2、X3就是表示分別寫到共享存儲器1里不同地址中的三個信元。
信元讀出共享存儲器控制器9輪流查詢各個輸出地址隊列7，從各個端口的輸出地址隊列7中讀出地址，根據(jù)該地址的指引，讀出共享存儲器1中的信元，再通過解復(fù)用器3送到對應(yīng)的端口輸出。然后，該信元的地址被地址回收處理器10回收到空閑地址隊列6，以便供后面的信元存儲交換使用。這樣，就完成了信元從任意入端口到任意出端口的交換?？梢?，在這種交換網(wǎng)絡(luò)中，信元的交換是通過對地址的管理而體現(xiàn)的。因為在輸出地址隊列6中排隊的地址就代表著將要從本端口輸出的信元。
由上述對共享存儲器式交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理的描述，可以了解到，地址的正確流通在這種交換網(wǎng)絡(luò)的運行上起著重要的作用。如果寫到輸出地址隊列中的地址發(fā)生錯誤，則表示該輸出端口在從共享存儲器中讀信元時將會讀錯存儲單元，從而輸出并不是原來存儲的信元；而地址的丟失則意味著實際可用的共享存儲器存儲單元的減少。例如，地址A被丟失，意味著在信元被寫到共享存儲器中的時候，永遠(yuǎn)不可能寫到地址A所指定的單元。而隨著地址的丟失，共享存儲器中可用的單元會逐漸減少，相當(dāng)于共享存儲器的容量減小。然而地址的丟失幾乎是不可避免的，在長期運行時，發(fā)生外來干擾(例如噪聲和電源紋波)和偶然的硬件錯誤的情況下，將會不時發(fā)生地址丟失的現(xiàn)象，而且這種地址丟失會隨著網(wǎng)絡(luò)運行的時間加長而不斷累積，直到該交換網(wǎng)絡(luò)性能變得很差或無法運行。
本發(fā)明的目的是提供一種異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法，也就是在共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)地址系統(tǒng)自動查找，自動搜索丟失的地址，并將它寫回空閑地址隊列的自我糾錯和恢復(fù)的方法，以保證交換機長期運行的可靠性。
本發(fā)明的地址糾錯方法是這樣實現(xiàn)的包括有下列步驟
(1)采用一塊讀寫存儲器RAM作為標(biāo)記登記表(FLAG)，該標(biāo)記登記表(FLAG)內(nèi)部劃分為若干個單元，其單元總數(shù)與上述交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地址總數(shù)相等，標(biāo)記登記表(FLAG)中的每個單元對應(yīng)上述交換網(wǎng)絡(luò)的共享存儲器中的一個存儲單元地址；(2)設(shè)計一個地址糾錯控制邏輯來檢測上述標(biāo)記登記表，該地址糾錯控制邏輯的工作狀態(tài)分為三個過程，依次為清零狀態(tài)，登記狀態(tài)，校驗狀態(tài)；其中在清零狀態(tài)，將標(biāo)記登記表的所有單元依次清零，以保證標(biāo)記登記表的所有單元都處于初始狀態(tài)；在登記狀態(tài)，檢查空閑地址隊列的入口處的地址，每當(dāng)出現(xiàn)一個地址，就將該地址對應(yīng)的標(biāo)記登記表單元置“1”；在校驗狀態(tài)，依次逐一檢查標(biāo)記登記表的所有單元，如發(fā)現(xiàn)其某個單元內(nèi)容為“0”，則認(rèn)為該單元從未被對應(yīng)的地址登記過，就將該地址寫入空閑地址隊列；然后重新轉(zhuǎn)入清零狀態(tài)，周而復(fù)始繼續(xù)進(jìn)行。
還設(shè)有一個用來統(tǒng)計地址在標(biāo)記登記表(FLAG)中登記頻率的計數(shù)器。
上述地址登記頻率的計數(shù)器在地址糾錯控制邏輯進(jìn)入登記狀態(tài)前要清零；每當(dāng)一個地址在標(biāo)記登記表(FLAG)中的對應(yīng)單元登記之后，即將該計數(shù)器加1；當(dāng)該計數(shù)器計滿后，地址糾錯控制邏輯才離開登記狀態(tài)。
本發(fā)明是一種自動檢測的數(shù)據(jù)識別糾錯方法。在共享存儲器式交換網(wǎng)絡(luò)中，地址是用以指明信元在共享存儲器中的位置，本發(fā)明能夠及時發(fā)現(xiàn)地址的丟失，并將該丟失的地址回寫到地址系統(tǒng)，從而保證該地址系統(tǒng)在受到外來干擾的情況下能夠自我恢復(fù)。
本發(fā)明的有益效果是通過在共享存儲器式ATM交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)嵌加了這個數(shù)據(jù)識別糾錯功能，可以成功地實現(xiàn)共享存儲器式交換網(wǎng)絡(luò)的丟失地址自動恢復(fù)，保證了交換機在長期免維護(hù)運行下的穩(wěn)定性，提高了交換網(wǎng)絡(luò)對噪聲干擾和電源紋波的免疫力。
本發(fā)明在上述登記表方式查找丟失地址的方法中，還同時使用了一項專門的速度調(diào)節(jié)機制，能夠使上述地址查找糾錯系統(tǒng)以恰當(dāng)?shù)乃俣冗\轉(zhuǎn)，即根據(jù)地址的流速來自動調(diào)整處于登記狀態(tài)時間，從而實現(xiàn)動態(tài)地址糾錯，避免了將未丟失的地址當(dāng)作已經(jīng)丟失的地址回寫到地址系統(tǒng)里的誤判。否則，將會造成地址系統(tǒng)中出現(xiàn)兩個相同的地址，這是不應(yīng)該的。
本發(fā)明的另一特點是它是一個模塊化的設(shè)計，其所實現(xiàn)的地址查找糾錯功能可以作為一個附加部分添加組合到共享存儲器式ATM交換網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，這樣有助于本發(fā)明的推廣應(yīng)用。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的工作原理、步驟和特征圖1是共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出端口共享同一個存儲媒介的基本原理示意圖。
圖2是共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)的工作原理示意圖。
圖3是本發(fā)明中標(biāo)記登記表(FLAG)在地址糾錯控制邏輯運行的不同狀態(tài)下的登記狀況示意圖。
圖4是本發(fā)明地址糾錯控制邏輯運行的3個狀態(tài)的示意圖。
圖5是本發(fā)明的標(biāo)記登記表(FLAG)和地址糾錯控制邏輯模塊在共享存儲器式ATM交換網(wǎng)絡(luò)中的位置示意圖。
在介紹本發(fā)明的檢測方法之前，先回顧一下地址在共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換機中的流動過程首先，在交換網(wǎng)絡(luò)正式工作之前，應(yīng)預(yù)先在空閑地址隊列6中寫滿地址，其中每一個地址都是代表共享存儲器1中一個可用的存儲單元。然后，在正式交換時，隨著信元被寫入到共享存儲器1，地址就被分配給該信元存儲使用，同時該地址被寫入到上述信元出端口的輸出地址隊列7。最后，該地址從輸出地址隊列7中被取出，依靠該地址的指引從共享存儲器1中讀出上述信元并送出交換網(wǎng)絡(luò)，同時把該地址回收到空閑地址隊列6。
這樣，伴隨著一個信元的交換過程，完成了一個地址的一次流動，其流動的順序為空閑地址隊列6-某個輸出地址隊列7-空閑地址隊列6。
由上述這個流動順序，可以發(fā)現(xiàn)如果一個地址被丟失，它就不會出現(xiàn)在上述的流動圈內(nèi)。因此，如果在上述流動圈的某個地點，例如空閑地址隊列6的入端口，監(jiān)視各個地址的變化，對每個經(jīng)過此地點的地址進(jìn)行登記，經(jīng)過一段較長時間，能夠保證所有未丟失的地址已經(jīng)運行了至少一圈以后，再對登記的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，就可以發(fā)現(xiàn)其中從未被登記過的地址，也就是丟失的地址。此時，應(yīng)將該丟失的地址寫回到空閑地址隊列6中，就可以實現(xiàn)地址的自動糾錯及恢復(fù)功能。
本發(fā)明的方法就是根據(jù)上述思路實現(xiàn)的。參見圖3和圖4，其包括有下列步驟(1)采用一塊讀寫存儲器RAM作為標(biāo)記登記表(FLAG)，該標(biāo)記登記表(FLAG)內(nèi)部劃分為若干個單元，其單元總數(shù)與上述交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地址總數(shù)相等，標(biāo)記登記表(FLAG)中的每個單元對應(yīng)上述交換網(wǎng)絡(luò)的共享存儲器中的一個存儲單元地址；(2)設(shè)計一個地址糾錯控制邏輯來檢測上述標(biāo)記登記表(FLAG)，該地址糾錯控制邏輯的工作狀態(tài)分為三個過程，依次為清零狀態(tài)，登記狀態(tài)，校驗狀態(tài)；其中在清零狀態(tài)，將標(biāo)記登記表(FLAG)的所有單元依次清零，以保證標(biāo)記登記表(FLAG)的所有單元都處于初始狀態(tài)；圖3中左圖所示為清零狀態(tài)結(jié)束時標(biāo)記登記表全部單元都被清零的示意圖。
在登記狀態(tài)，檢查空閑地址隊列6的入口處的地址，每當(dāng)出現(xiàn)一個地址，就將該地址對應(yīng)的標(biāo)記登記表(FLAG)單元置“1”；圖3中右圖所示為登記狀態(tài)結(jié)束時標(biāo)記登記表某一單元內(nèi)容為“0”，表示該單元對應(yīng)的地址從未被登記過，已經(jīng)丟失的示意圖。
在校驗狀態(tài)，依次逐一檢查標(biāo)記登記表(FLAG)的所有單元，如發(fā)現(xiàn)其中某個單元內(nèi)容為“0”(如圖3中右圖所示)，則認(rèn)為該單元對應(yīng)的地址從未被登記過，已經(jīng)丟失，就將該地址寫入空閑地址隊列6，即在校驗狀態(tài)將其查找回來；然后重新轉(zhuǎn)入清零狀態(tài)，周而復(fù)始繼續(xù)進(jìn)行(如圖4所示)。
這樣，通過上述步驟，實現(xiàn)了查找并恢復(fù)交換網(wǎng)絡(luò)中丟失的地址的功能。但是仍存在一個問題，就是實際交換網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷經(jīng)常變化，所以地址流動的速度也經(jīng)常變化。這樣，上述登記狀態(tài)持續(xù)的時間可能也需要伴隨著改變，否則如果登記狀態(tài)持續(xù)時間過短，可能許多地址還未來得及在標(biāo)記登記表(FLAG)中登記，便轉(zhuǎn)入校驗狀態(tài)，就會誤認(rèn)為某些地址已經(jīng)丟失；如果登記狀態(tài)持續(xù)時間過長，又無法起到及時查找丟失地址的作用，電路實現(xiàn)的復(fù)雜度也大。
針對這個問題，本發(fā)明專門設(shè)計了一個用來統(tǒng)計地址在標(biāo)記登記表(FLAG)中登記頻率(也就是地址流動)的長計數(shù)器。在地址糾錯控制邏輯進(jìn)入登記狀態(tài)前要將該計數(shù)器清零，每當(dāng)一個地址在標(biāo)記登記表(FLAG)中的對應(yīng)單元登記之后，即將該計數(shù)器加1，當(dāng)該計數(shù)器計滿后，地址糾錯控制邏輯才離開登記狀態(tài)。這樣，實現(xiàn)了地址糾錯控制邏輯的運行能夠動態(tài)跟隨于地址流動的流速，可以恰當(dāng)?shù)貙崿F(xiàn)共享存儲器式交換網(wǎng)絡(luò)的地址糾錯功能，還避免了將未丟失的地址當(dāng)作已經(jīng)丟失的地址回寫到地址系統(tǒng)的誤判。
參見圖5，本發(fā)明可以設(shè)計成一個模塊，其包括有地址標(biāo)記登記表(FLAG)和糾錯控制邏輯，并將其安設(shè)在地址回收處理器10和空閑地址隊列6之間，以便在此進(jìn)行地址登記，同時將丟失的地址寫回到空閑地址隊列6。這樣，本發(fā)明的地址查找糾錯功能就可以作為一個附加模塊添加到共享存儲器式ATM交換網(wǎng)的絡(luò)內(nèi)部，有助于本發(fā)明的推廣應(yīng)用。
本發(fā)明已經(jīng)進(jìn)行過多次性能試驗，并在華為公司的ATM交換機上實施成功。實施例是采用可編程門陣列(FPGA)器件，將標(biāo)記登記表(FLAG)做在了FPGA的內(nèi)部，并且將地址糾錯邏輯與地址回收處理器合成在一片F(xiàn)PGA內(nèi)部。因為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)不在權(quán)利要求范圍之內(nèi)，故不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法，也就是在共享存儲器式異步傳輸模式ATM交換網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)地址系統(tǒng)自動查找、自我糾錯和恢復(fù)的方法，其特征在于該方法包括有下列步驟(1)采用一塊讀寫存儲器RAM作為標(biāo)記登記表，該標(biāo)記登記表內(nèi)部劃分為若干個單元，其單元總數(shù)與上述交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地址總數(shù)相等，標(biāo)記登記表中的每個單元對應(yīng)上述交換網(wǎng)絡(luò)的共享存儲器中的一個存儲單元地址；(2)設(shè)計一個地址糾錯控制邏輯來檢測上述標(biāo)記登記表，該地址糾錯控制邏輯的工作狀態(tài)分為三個過程，依次為清零狀態(tài)，登記狀態(tài)，校驗狀態(tài)；其中在清零狀態(tài)，將標(biāo)記登記表的所有單元依次清零，以保證標(biāo)記登記表的所有單元都處于初始狀態(tài)；在登記狀態(tài)，檢查空閑地址隊列的入口處的地址，每當(dāng)出現(xiàn)一個地址，就將該地址對應(yīng)的標(biāo)記登記表單元置“1”；在校驗狀態(tài)，依次逐一檢查標(biāo)記登記表的所有單元，如發(fā)現(xiàn)其某個單元內(nèi)容為“0”，則認(rèn)為該單元從未被對應(yīng)的地址登記過，就將該地址寫入空閑地址隊列；然后重新轉(zhuǎn)入清零狀態(tài)，周而復(fù)始繼續(xù)進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法，其特征在于還設(shè)有一個用來統(tǒng)計上述地址在標(biāo)記登記表中登記頻率的計數(shù)器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法，其特征在于上述地址登記頻率的計數(shù)器在地址糾錯控制邏輯進(jìn)入登記狀態(tài)前要清零；每當(dāng)一個地址在標(biāo)記登記表中的對應(yīng)單元登記之后，即將該計數(shù)器加1；當(dāng)該計數(shù)器計滿后，地址糾錯控制邏輯才離開登記狀態(tài)。
全文摘要
一種異步傳輸模式交換網(wǎng)絡(luò)中的地址糾錯方法,包括有下列步驟:采用一塊讀寫存儲器作為標(biāo)記登記表,該登記表內(nèi)部劃分為若干個單元,其單元總數(shù)與上述交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地址總數(shù)相等;再設(shè)計一個地址糾錯控制邏輯來檢測上述標(biāo)記登記表,該控制邏輯通過清零、登記、校驗三個工作狀態(tài)周而復(fù)始進(jìn)行數(shù)據(jù)識別的自動檢測和糾錯,能及時發(fā)現(xiàn)地址的丟失,并將該丟失的地址回寫到地址系統(tǒng),從而保證該地址系統(tǒng)在受到外來干擾的情況下能夠自我恢復(fù),以保證交換機長期運行的可靠性。
文檔編號G06K5/00GK1294366SQ99122160
公開日2001年5月9日 申請日期1999年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月28日
發(fā)明者臧大軍 申請人:深圳市華為技術(shù)有限公司