專利名稱：Atm信號交換設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有交換ATM信元功能的ATM(異步傳送模式)交換機。
已被廣泛地使用的交換信元的ATM交換機的信元是定長分組。交換這種信元的ATM交換機需要一個用于暫時存貯信元的緩沖存儲器。涉及緩沖存儲器的方案和數(shù)量已推薦了幾種交換方法。下面參照(1)“高速ATM交換機系統(tǒng)的發(fā)展”，NTT R&D Vol．95No．10p．839～846；(2)配置由開關(guān)轉(zhuǎn)換一個鏈接速率為160G比特／秒ATM交換機的方法SSE93-69，IN93-76，CS93-92(1993．10)。
更確切地說，本發(fā)明是與輸出緩沖器型ATM交換機有關(guān)、下文將首先描述這個輸出緩沖器型ATM交換機。ATM交換機用復(fù)接步驟(如

圖12中的ATM交換機用三個步驟表示)解釋與輸出緩沖器型ATM交換機不同的某些缺點，用復(fù)接步驟把ATM交換機的缺點進行集中，以便說明輸出緩沖器型ATM交換機的優(yōu)點。
下面簡要的討論圖11(a)中表示的傳統(tǒng)輸出緩沖器型ATM交換機，如圖12所示用復(fù)接步驟解釋ATM交換機的缺點，即，信元碰撞。圖11(a)的傳統(tǒng)的輸出緩沖器型ATM交換機中要求信元在公共總線1205上在極高的速度上運行，在設(shè)計輸出緩沖器型ATM交換機中產(chǎn)生某些困難，如，限制選擇器件。因此，根據(jù)本發(fā)明的這個輸出緩沖器型ATM交換機消除這個困難。按照本發(fā)明中的輸出緩沖器型ATM交換機的原理結(jié)構(gòu)可達到這個目的，如圖1所示，把來自“一個”輸入單元的信元輸出被分配或劃分到多個輸出單元。而且，本發(fā)明使用并行擴展，它增加在線信元運行的線路的數(shù)量。并行擴展允許信號在低速上運行。
在下文中，將解釋傳統(tǒng)的輸出緩沖器型ATM交換機，例如參照圖11的交換方法，其中n表示由n個輸出緩沖器型ATM交換機(n指示輸入線和輸出線的數(shù)量)。圖11(a)中表示輸入信元1200-1到1200-n的每一個經(jīng)輸入線1201-1到1201-n分別饋送到輸入信元處理器1202-1到1202-n。輸入信元處理器1202-1到1202-n各自使輸入信元1200-1到1200-n同相并執(zhí)行位擴展，從而，輸出信元是經(jīng)歷位擴展的輸入信元通過線路1203-1到1203-n到多路復(fù)用器1204。信元多路復(fù)用器1204執(zhí)行這個信元的時分復(fù)用，因而，經(jīng)歷了時分復(fù)用的信元通過公共總線1204傳遞到輸出緩沖器1206-1到1206-n。
在圖11(b)中，輸出緩沖器1206-1至1206-n的每一個加入目的參考單元1209和緩沖存儲器1210。目的參考單元1209識別在公共總線上的信元，僅把指向各自的緩沖存儲器1210的信元寫入到那里，借此每個緩沖存儲器1210存貯指向它那里的信元，不存貯其他信元。
關(guān)于信元的長度，ITU-T建議和ATM論壇定義為53字節(jié)(Byte)。在大部分ATM交換機中，在這個53字節(jié)信元的頭部添加指明輸出緩沖存貯目的地的目的信息的一個字節(jié)，因此，被交換的信元是54個字節(jié)。在圖11(a)中信元1200-1至1200-n的長度是54個字節(jié)。
圖11(c)表示在ITU-T建議和ATM論壇中被定義的53字節(jié)信元1300格式。在列出54字節(jié)信元1301的格式時，那里有添加一個字節(jié)1302。在54字節(jié)信元情況下，使得輸出緩沖器1206-1至1206-n比53字節(jié)信元1300增大。另外由于整個信元單元比較大，所以對這個必須控制存貯速度。
順便地，多媒通信的擴展需要高速和大規(guī)模ATM交換機。目前ATM交換機的容量范圍是10Gbps至20Gbps，而未來的ATM交換機需要的容量近似100Gbps。
作為發(fā)展大型和高速ATM交換機的計劃之一，已知的有連接多個10～20Gbps交換機的交換容量，如參考資料(1)和(2)中揭示的。圖12中用三個步驟圖解說明ATM交換機。這個ATM交換機包括在第一步驟中的單元交換1420至1450，在第二步驟中的單元交換1421至1451，在第三步驟中的單元交換1422至1452，這里，例如單元交換1420容納輸入線1400-1至1400-m。類似地，其他單元交換1430、1440和1450分別地容納輸入線1401-1至1401-m，1402-1至1420-m和1403-1至1403-m。反之，例如在第三步驟中單元交換1422容納輸出線1404-1至1404-n。類似地，其他單元交換1432、1442和1452分別地容納輸出線1405-1至1405-m、1406-1至1406-m和1407-1至1407-m。在第二步驟中單元交換1421分別經(jīng)線1411和1412被連接到單元交換1420和1430，與此同時它分別經(jīng)由線1413和1414被連接到單元交換1422和1432。其他單元交換1431、1441和1451同樣地被連接。這個ATM交換機有如下幾個問題(1)鏈路中的吞吐量，或在一個單元交換和其后單元交換之間必須是高速的。例如，假定每個輸入線的吞吐量是V，則每個鏈路的吞吐量為mxV。更準確地說，每個輸入線的吞吐量提供155．52Mbps，并且有8個輸入線，鏈路的吞吐量近似地為1．2Gbps。這表示單元交換在吞吐量上或操作頻率增加，隨著它的輸入線數(shù)量和吞吐量的增加更進一步增大。相應(yīng)地，單元交換必須把這樣高束的信元寫入。
就器件而論，與ECL(發(fā)射板耦合邏輯電路)和TTL(晶體管一晶體管邏輯電路)相比，CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)在制造和成本上通常有利于ATM交換的大規(guī)模集成。但是，CMOS集成的ATM交換不允許超過150MHz操作，并且在電路的有關(guān)延遲和配置設(shè)計上也受到若干限制。
此外，對于存儲器在非常高速度下存貯大量信元是困難的，例如150MHz。同樣，隨著存儲器操作頻率增加，它的功耗更進一步增加。因此，依據(jù)操作速度和功耗由CMOS代替大規(guī)模集成ECL和TTL是困難的。
(2)為了降低這個鏈接的流量，已推薦的有并行每個鏈接的方法和在單元交換機之間增加鏈接的數(shù)量的方法。但是，這些方法可能增加單元交換之間的布線數(shù)量，例如，如果在一個LSI中集成每個單元交換，并把LSIS裝配在一個印制布線上時，在LSIS中間有許多布線可能是困難的。另外，鏈接的高速操作促使布線中間的串音和信元的延遲惡化。
增加鏈接的數(shù)量允許單元交換比較隨意的選擇鏈接避免出現(xiàn)上述沖突情況。這個增加通路數(shù)量包含通過鏈接的每個信元可以通過的多個鏈接(如通路1408、1409和1410)。但是，通路的增加產(chǎn)生對每個單元交換判斷選擇通路的困難。因此，如果可以增加硬件的引線，這個困難將是對選擇沒有信元沖突的適當路徑的算法。
(3)在第二步中的單元交換輸出點和其后的交換機可能產(chǎn)生信元沖突更明確地說，假定當信元通過輸入線1402-1到達輸出線1406-1時，信元通過輸入線1400-1到達輸出線1406-1，前者信元沿著路徑1408推進，而后者信元沿著路徑1409推進。如果兩個信元進入單元交換1420和1440，這些信元在單元交換1431的輸入點1415或在緩沖存儲器內(nèi)彼此碰撞。同樣地，信元通過輸入線1403-m沿著路徑1410推進，可能在單元交換1442的輸出點1416出現(xiàn)另一個碰撞。因此，對于級聯(lián)多個單元交換情況，為了避免碰撞需要對單元交換的硬件負荷進行大量計算。
(4)在級聯(lián)多個單元交換的情況下，它需要從后面的單元交換一個觸發(fā)信號給正在進行的這個單元交換，這個控制信號指令正在進行單元交換從那里輸出信號。從而，更進一步增加鄰近單元交換間的布線數(shù)量。例如，在單元交換1420和單元交換1421之間經(jīng)鏈接1411轉(zhuǎn)移信元的情況，由單元交換1421始發(fā)控制信號1417請求單元交換1420把信元輸出給單元交換1421。
反之，級聯(lián)多個單元交換，更可取的是，如同輸出緩沖型交換和公用緩沖型交換的單個交換。但是，這個單個交換需要多路復(fù)用輸入信元。相應(yīng)地，需要以高速傳送和寫入操作為條件。
本發(fā)明的目的是提供具有高傳輸速率和低信元丟失的交換信元能力的ATM信元交換機。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供具有輸出緩沖器型ATM信元交換機包括一個輸入單元，分配對每個信元帶有指明目的地的目的信息的多個輸入的信元；一個緩沖單元，緩沖被分配的信元；和多個輸出單元并行執(zhí)行降低分配的信元速度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供在輸出緩沖器型ATM交換機的緩沖單元中有子緩沖單元，子緩沖單元的緩沖器輸入對每個信元帶有目的地信息的信元，這個子緩沖單元包括一個暫時存貯輸入的信元的緩沖存儲器；一個指定給出目的信息的地址過濾單元，包括多個對輸入的信元執(zhí)行并行擴展的并行擴展電路，一個對并行擴展的信元執(zhí)行多路復(fù)用的信元多路復(fù)用器，一個允許根據(jù)信元的目的信息把判斷符合給定的目的信息的并行擴展信元的信元寫入緩沖存儲器的寫控制器；一個執(zhí)行從緩沖存儲器信元輸出并行降速的降速電路。
根據(jù)本發(fā)明另外一個方面，提供一種交換多個信元的方法，該信元帶有目的信息，并通過在輸出緩沖器型ATM交換機中帶有給定的目的信息的多個緩沖器之一，這個方法包括步驟用給定的目的信息比較包含在信元中的目的信息；并允許具有與緩沖存儲器的給定目的地相同目的信息的信元存貯到緩沖存儲器。
附圖簡要說明從下面給出的詳細描述和本發(fā)明的優(yōu)選實施例的附圖將更清楚地了解本發(fā)明，但是，不應(yīng)該以這個特殊的實施例限制本發(fā)明，它僅是為了說明和理解本發(fā)明。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的ATM信元交換機的第一個實施例配置的圖解方框圖；圖2是表示輸入單元配置的圖解框圖；圖3是表示輸入單元操作的解釋框圖；圖4是表示在輸入單元中相應(yīng)調(diào)整單元操作圖；圖5詳細表示在緩沖單元中子緩沖單元的配置圖；圖6是表示子緩沖單元操作的解釋圖；圖7是表示在緩沖存儲器中FIFO的操作和并行擴展電路的操作解釋圖；圖8是表示輸出單元配置的圖解框圖；圖9是表示輸出單元操作的解釋框圖；圖10是表示在ATM交換機的第二個實施例中子緩沖單元配置的解釋框圖；圖11(a)到(c)是傳統(tǒng)的ATM交換機的框圖；圖12是表示傳統(tǒng)的ATM交換機操作的解釋框圖。
優(yōu)選實施例的描述下面，參照附圖將描述根據(jù)本發(fā)明ATM交換機的優(yōu)選的實施例。
&#60第一個實施例&#62&#60配置&#62圖1是表示ATM交換機第一個實施例的配置圖，它是由n個輸出線輸出的n個輸入線的輸出緩沖型ATM交換機。如圖1所示，ATM交換機組合有多個輸入單元1-1到1-(n／m)，多個緩沖單元2-A到2-D，和多個輸出單元3-1到3-n，這里的m是指明進入輸入單元1-1到1-(n／m)的每一個的輸入信元線的數(shù)量。假定m=16，n=128，這個ATM交換需要8(=128／16)個輸入單元。在這里，所有的輸入單元1-1到1-(n／m)彼此同樣地工作；所有的緩沖單元2-A到2-D彼此同樣地工作；所有的輸出單元3-1到3-n彼此同樣地工作。下面將依次進一步解釋輸入單元1-1到3-n彼此同樣的工作。下面將依次進一步解釋輸入單元1-1到1-(n／m)，緩沖單元2-A到2-D，輸出單元3-1到3-n。
&#60輸入單元&#62首先，輸入單元4-1(1)到4-1(m)饋送到輸入單元1-1，而其他信元同樣地被饋送到其他輸入單元。例如，輸入單元1-1執(zhí)行并行擴展，它使用多個并行信號線把串行輸入信元劃分成多個信元，因而，輸入信元4-1(1)通過包括5-1(1)(A)到5-1(1)(D)四條線的線5-1(1)輸出。同樣地，其他輸入單元在各自輸入信元上執(zhí)行并行擴展。因此，輸入單元1-1在每個輸入信元4-1(1)到4-1(m)中多個每個第一個8位字節(jié)經(jīng)線6-1多路復(fù)用輸出信元。
&#60緩沖單元&#62接下，四個緩沖單元2-1到2-D的每個的主要功能是緩存在輸入單元1-1到1-(n／m)中經(jīng)歷過并行擴展的信號。如，緩存單元2-A包含n個子緩存單元2-A(1)到2-A(n)，其中，利用這n個子緩存單元2-A(1)到2-A(n)把輸入信元劃分為n個信元。例如，被并行擴展的信元經(jīng)線5-1(A)被劃分到n個子緩存單元2-A(1)到2-1(n)內(nèi)。同樣地，從輸入單元1-1到1-(n／m)的每個信元輸入經(jīng)歷n個支路被劃分到緩沖單元2-A中的n個子緩沖單元2-A(1)到2-A(n)。
如上所述，經(jīng)線路5-1(1)(A)從輸入單元1-1信元輸出通常被分配到緩沖單元2-A中的子緩沖單元2-A(1)到2-A(n)。同樣地，信元經(jīng)線路5-1(1)(B)、線路5-1(1)(C)和線路5-1(1)(D)分別被分配到緩沖單元2-B、2-C和2-D的子緩沖單元(未表示)。從其他輸入單元輸出的信元同樣地被分配到從輸入單元1-1輸出的信元。
第一個8位字節(jié)(octet)輸出在已經(jīng)被多路復(fù)用為m的各自輸入單元1-1中的線路6-1上。例如，被輸入到緩沖單元2-A中的各自的n個子緩沖單元2-A(1)到2-A(n)中，并同樣地被輸入到其他緩沖單元2-B和2-D中的各自的子緩沖單元中。同樣，在各自輸入單元中每個經(jīng)歷m多路復(fù)用的第一個8位字節(jié)輸出在另外的線6-1的線上，而被輸入到緩沖單元2-A到2-D中的個自的n個子緩沖單元中。
例如，在緩沖單元2-A中，基于經(jīng)線路6-1的第一個8位字節(jié)輸入通過m線5-1(1)(A)到5-1(m)(A)這個子緩沖單元2-1(A)順便地用于交換這個信元輸入，被交換的信元經(jīng)線7-1(A)輸出到輸出單元3-1。在緩沖單元2-A中的其他子緩沖單元和在其他緩沖單元2-B到2-D中的子緩沖單元類似地工作。
&#60輸出單元&#62例如，從緩沖單元2-A交換的信元經(jīng)線7-1(A)饋送給輸出單元3-1，從緩沖單元2-B到2-D交換的信元經(jīng)線7-1(B)到7-1(D)同樣地被分別饋送到輸出單元3-1，輸出單元3-1集中這些信元經(jīng)線8-1輸出。更準確地說，輸出單元3-1利用輸入信元集中成新的信元經(jīng)線8-1提供新的信元。其他輸出單元操作相同。
&#60操作&#62在下文中，將按輸入單元，緩沖單元和輸出單元次序描述ATM交換機的第一個實施例的交換操作。為便于理解，下面假定m=8和n=64。還定義ATM交換機是容納有64個輸入線和64個輸出線的輸出緩沖器型交換機，并具有2．5Gbps傳輸速率。每個輸入單元容納8條線，這表明輸入單元數(shù)也是8(=64／8)。輸出緩沖單元數(shù)為四，其中每個緩沖單元收編64個子緩沖器，表明在這個系統(tǒng)中總共有256(64×4)子緩沖器。輸出單元的數(shù)量64是與輸出線的數(shù)量相同。最后，輸入信元和輸出信元的格式與圖11(C)中的信元1301相同，信元1301是把ITU-T和ATM論壇中規(guī)定目的信元1302附加到信元1300的信元。
&#60輸入單元&#62下面參照圖2和3各自配置的詳細圖解將描述輸入單元的操作。首先，輸入信元4-1(1)到4-1(8)和幀信號9-1(1)到9-1(8)輸入到相位調(diào)整單元11。相位調(diào)整單元11把幀信號9-1定義為參考信號，用于識別具有固定長度數(shù)據(jù)的每個信元的頭。每個輸入信元和幀信號對是同步的，更明確地說是輸入信元4-1(1)、幀信號9-1(1)利用表示在圖3中的時鐘相位同步。另外，由于輸入信元是8個并行饋送的，所以時鐘的操作頻率近似為310MHz(2．5Gbps／8)。
偶然，所有輸入信元不總是彼此同步的，所有的幀信號同樣地不一定同步。例如，輸入信元4-1(1)和輸入信元4-1(8)不一定同相，幀信號9-1(1)和幀信號9-1(8)不一定同相。原因如下按照相同的時鐘通過這些信元中間由于某些時鐘相位誤差產(chǎn)生不同相。因此，ATM交換機需要全部輸入信元利用內(nèi)部公用時鐘在彼此同步中輸入。相位調(diào)整單元11產(chǎn)生如圖4所示的輸入信元的同相。輸入信元調(diào)整相位的方法有(1)基于給定線數(shù)調(diào)整(如最小線數(shù))，(2)基于包含最先信元的輸入線調(diào)整，(3)基于相位調(diào)整單元11中的備用獨立時鐘調(diào)整。因而，這個已同步的輸入信元4-1(1)到4-1(4)和幀信號9-1(1)到9-1(4)輸出到目的提取單元13-1(1)到13-1(8)，并把有關(guān)的相位調(diào)整信號輸出到定時／幀產(chǎn)生單元12。
定時／幀產(chǎn)生單元12響應(yīng)這個信號，產(chǎn)生在輸入單元1-1的內(nèi)部電路使用的控制信號，和在155MHz時鐘頻率上為識別由輸入單元1-1輸出信元的頭使用的幀信號16-1。
被同步的信元還輸入到并行擴展單元14-1(1)到14-1(8)，在并行擴展電路14-1(1)到14-1(8)中完成輸入信元并行擴展，并行擴展電路的時鐘頻率為從301MHz到155MHz，于是使輸入信元能從8個并行變換到16個并行。例如，在并行擴展電路14-1(1)中被擴展為16個并行的信元經(jīng)線路5-1(1)(A)到5-1(1)(D)，作為輸出信元10-1(1)(A)到10-1(1)(D)分別地被分配到緩沖單元2-A到2-D的4個并行單元中。在這里實施的并行擴展如圖3所示。更準確地說，在每個輸入信元中的1到54的最初8位字節(jié)被劃分成高位和低位，例如，其中產(chǎn)生的輸出信元10-1(1)(A)包含偶數(shù)個低位。因此，表示在圖3中每個輸出信元10-1(1)(A)到10-1(1)(D)分別地輸出到緩沖單元2-A到2-D。
例如，目的提取單元13-1(1)提取每個輸入信元的最初的8位字節(jié)，把它輸出到目的多路復(fù)用單元17，在目的多路復(fù)用單元17內(nèi)多路復(fù)用最初的8位字節(jié)，把它作為與輸入單元1-1對應(yīng)的目的信息18-1輸出到緩沖單元2-A，在相同時鐘頻率155MHz上同樣把輸出信元10-1(1)(A)到10-1(1)(D)輸出到緩沖單元2-A。除此之外，目的信息18-1通常是輸出到緩沖單元2-B到2-D。輸入信元4-1(1)到4-1(8)的最初8位字節(jié)在線號的升序中被多路復(fù)用，如圖3中的目的信息18-1。在這里本系統(tǒng)包含8線需要8位字節(jié)，以指示它的地址，對于包含16線的系統(tǒng)將附加可用的預(yù)留8位字節(jié)(RES)。另外，如圖3所示，幀信號16、輸出信元10-1(A)到10-1(D)和目的信息18-1彼此同步。
&#60緩沖器單元&#62圖5是表示緩沖單元2-A中的子緩沖單元2-A(1)的詳細結(jié)構(gòu)，圖6和圖7是表示子緩沖單元2-A(1)操作的解釋圖。圖5中，輸入信元10-1(1)(A)～10-1(8)(A)到10-8(1)(A)～10-8(8)(A)、目的信息18-1到18-8、和輸入單元幀信元16-1到16-8被饋送到相位調(diào)整單元20，在相位調(diào)整單元20內(nèi)，這些信號中間存在某些時鐘相位的位置錯誤。相位調(diào)整單元20承認這些信號彼此間的相位，把被同步的信元和幀信號輸出到地址過濾單元22-1到22-8。根據(jù)從相位調(diào)整單元20輸出這些信號的同步信息指示，定時／幀產(chǎn)生單元21產(chǎn)生子緩沖單元2-A(1)的控制信號23和幀信號24。利用這個幀信號24識別從子緩沖單元2-A(1)輸出信元的頭。
把與64線對應(yīng)的信元和同步的目的信息饋送給地址過濾單元22-1和22-8，例如，把與8線對應(yīng)的信元饋送給地址過濾單元22-1。在地址過濾單元22-1中，這個信元在與155MHz時鐘頻率同步的4個并行地進入并行擴展電路25-1(1)到25-1(8)，例如，其中4個并行信元在并行擴展電路25-1(1)中經(jīng)歷并行擴展，更準確地說，這個信元的線數(shù)量從4個并行增加到108并行。反之，信元的操作頻率從155MHz降到5．76MHz。由定時／幀產(chǎn)生單元21給出5．76MHz時鐘。如圖6所示，例如在8個并行中輸入信元10-1(1)(A)經(jīng)歷由5．76MHz回步的并行擴展，從而在52MHz上擴大到108并行。
接著，108個并行中信元饋送到信元多路復(fù)用器26-1，在多路復(fù)用器26-1中完成從并行擴展電路25-1(1)到25-1(8)信元輸出的9個多路復(fù)用，并且還與52MHz時鐘頻率同步。由定時／幀產(chǎn)生單元21產(chǎn)生這個時鐘。這里，執(zhí)行9個多路復(fù)用的原因是給出用于讀緩沖存儲器的信元輸出的時間，后面將詳細說明。
下文將描述信元多路復(fù)用器26-1的多路復(fù)用。圖6中，由定時／幀產(chǎn)生單元21產(chǎn)生的內(nèi)部參考信號用來識別信元多路復(fù)用器26-1中信元的最小的線數(shù)。被多路復(fù)用的信元指出在108并行中有經(jīng)過擴展的信元，其中，這個信元是從最小的數(shù)到最大的數(shù)按升序多路復(fù)用的。區(qū)域讀(READ)是用于讀緩沖存儲器30的信元輸出的一區(qū)域，在區(qū)域讀沒有包含任何信元。
同時，例如把從相位調(diào)整單元20輸出的目的信息饋送給地址過濾單元22-1中的目的信息處理器27-1，目的信號處理器27-1產(chǎn)生與155MHz同步的52MHz時鐘同步的目的信息?？傊瑥哪康男畔⑻幚砥?7-1輸出的目的信息與52MHz時鐘同步，并且，要求在把信元寫入到緩沖存儲器30中時，目的信息的頭的位置與內(nèi)部參考信號的起始位置(SP)一致。例如，寫控制器28-1產(chǎn)生用于存儲器寫入的使能信號(WES)。寫控制器28-1必須了解它將與那個64線的信號相對應(yīng)。遇到這個要求，寫控制器28-1給出指明與那個線相對應(yīng)的目的設(shè)置信號29。因此，對子緩沖單元中所有的寫控制器給出公用設(shè)置信號。更確切地說，目的設(shè)置信號29通過子緩沖單元2-A(1)中的所有的寫控制器28-1到28-8分配的。另外，這個相同的目的設(shè)置信號29也饋送到其他子緩沖單元2-B(1)到2-D(1)，其中寫控制器的功能(圖中未表示)與子緩沖單元2-A(1)中的寫控制器28-1是相同的。
返回到圖11(C)中的信元1301，在目的信息字節(jié)1302中“目的”數(shù)據(jù)指明信元1301將通過的輸出線號。寫控制器28-1把從目的信息處理器27-1輸出的這個信元中的目的安排與由目的設(shè)置信號29指定的目的相比較。如果比較結(jié)果是相同的，寫控制器28-1使寫使能信號(WES)有效，允許這個信號推進到緩沖存儲器30。這里，假定目的設(shè)置信號29指示為“1”，而且在圖11(C)的信元1301中安排的目的為“1”、“1”、“5”、“1”、“64”、“1”、“1”和“8”給出各自的信元“OK”、“OK”、“NG”、“OK”、“NG”、“OK”、“OK”和“NG”作為寫使能信號(WES)，給出“OK”的信元被允許寫入到子緩沖單元2-A(1)的緩沖存儲器30中。更確切地說，第一個信元、第二個信元、第四個信元、第六個和第七個信元被允許寫入到緩沖存儲器中。
相反，具有目的號“5”的信元寫入到第5線的緩沖存儲器(圖中未表示)、具有目的號“64”的信元被寫入到第64線的緩沖存儲器(圖中未表示)、具有目的號“8”的信元被寫入到第8線的緩沖存儲器(圖中未表示)。因此，在一個信元周期內(nèi)所包含的全部信元總是被寫入到這個緩沖存貯中的一個。這表明在一個信元周期內(nèi)可以對64線輸入的所有信元存貯。
此外，外部讀使能信號(ERES)用于緩沖存儲器讀出數(shù)據(jù)。只要提供外部讀使能信號(ERES)對雙口存儲器和單口存儲器兩種基本上是有效的。但是，兩者之間是有差別的。使用雙口存儲器作為緩沖存儲器不需在周期的特定時間安排外部讀使能信號(ERES)，它允許外部讀使能信號(ERES)在任何位置。相反，使用單口存儲器作為緩沖存儲器要求在周期的特定時間安排外部讀使能信號(ERES)，更確切地說，在周期的不同時間的周期時間內(nèi)分配寫使能信號(WES)。因此，在周期時間后面的時間規(guī)定的第九位用于寫入使能信號(WES)使能單口存儲器和雙口存儲器一樣從那里讀出數(shù)據(jù)。
例如，緩沖存儲器30組合有包括8個寫入口和一個讀出口的8個FIFO32-1到32-8(第一個輸出中的第一個)。從信元多路復(fù)用器供給緩沖存儲器30信元。還從寫控制器28-1供給緩沖存儲器30寫使能信號，在寫控制器28-1內(nèi)提供有緩沖存儲器滿通知信號(BFN)31-1，把緩沖存儲器已滿通知地址過濾單元22。緩沖滿通知信號(BFN)是由緩沖存儲器30輸出的。緩沖滿通知信號(BFN)用于禁止來自地址過濾單元22-1到22-8的寫信元超過緩沖存儲器30的存貯能力。例如，在一個“NG”緩沖滿通知信號(BFN)31-1的接收情況下，寫控制器28-1不允許信元寫入到緩沖存儲器30內(nèi)，即，無效寫使能信號(WES)101-1。它表示禁止超出寫入的信元進入到緩沖存儲器30，在寫信元禁止中將拋棄寫入信元。
如圖7所示，在一個信元周期內(nèi)順便地在FIFO32-1中累積了信元33。在這種情況下，信元非累積信號(CNA)34-1表示在FIFO32-1中是否累積了信元。選擇器35用于從FIFO32-1到32-8選擇多路復(fù)用的信元輸出，并輸出選擇的信元(SC)。由讀控制器37供給外部讀使能信號(ERES)36。
在如上所述的緩沖存儲器30中，根據(jù)寫使能信號(WES)101-1到101-8寫入多路復(fù)用的信元(MC)100-1到100-8。如上文存貯的第1、第2、第4、第6、和第7信元允許寫入到緩沖存儲器30，即，寫入到FIFO32-1中。在一個信元周期內(nèi)寫入這個信元。
在讀信元的情況下，在第一選擇器35從FIFO32-1到32-8輸出被復(fù)用的信元102-1到102-8中選擇一個。接下，選擇器35在如圖6所示的外部讀使能信號(ERES)為“OK”時輸出被選擇的信元。為允許與選擇的信元33的第一個信元33-1相應(yīng)的FIFO32-1輸出這個信元33-1，選擇器35給FIFO32-1一個“有效”讀使能信號(RES1)，第一個信元33-1在與5．76MHz時鐘頻率同步中輸出。假定FIFO32-2(未表示)輸出的第一個信元38-1安排在存貯信元的頂端那里同樣地存貯信元33-1，第一個信元38-1是在與5．76MHz時鐘頻率同步中輸出，并還在信元33-1和信元38-1之間的周期時間為一個信元周期內(nèi)輸出。在這個方法中，存貯在FIFO32-1到FIFO32-8中的所有信元是在一個信元周期的間隔內(nèi)輪流輸出。在這個輸出過程中，跳過沒有存貯信元的FIFO的輸出。無論FIFO32-1到32-8各自存貯任何信元輸出利用信元非一累積信號34-1到34-8通知選擇器35。
圖5中，從緩沖存儲器30輸出被選擇的信元(SC)饋送到并行降速電路40。并行降速電路40對輸入信元執(zhí)行是一個功能相反的并行擴展的并行降速，如圖7所示，它從5．76MHz的108并行轉(zhuǎn)換到155MHz的4并行。由于子緩沖單元2-A(1)控制操作處理與輸出線1有關(guān)，所以從子緩沖單元2-A(1)中的并行降速電路40的信元輸出指向用于處理與輸出線1有關(guān)操作的輸出單元3-1，如圖7所示，在那里以幀信號的頭(低位)開始輸出信元41的傳輸。
&#60輸出單元&#62圖8表示輸出單元3-1的詳細配置。輸出單元3-1包括相位調(diào)整單元50、并行擴展單元51和幀產(chǎn)生單元52。例如，相位調(diào)整單元50輸入與輸出信元41一樣的輸入信號7-1(A)和來自子緩沖單元2-A(1)中的并行降速電路40的幀信號42，同樣地輸入其他輸入信元和相應(yīng)的幀信號。由于輸入信元的相位是彼此稍微地不同，所以相位調(diào)整電路是在允許的相位中輸入信元。因此，當來自相位調(diào)整電路50表示輸入信元同步的通知信號53供給幀產(chǎn)生單元52時，把輸入單元供給并行擴展電路51。幀產(chǎn)生單元52響應(yīng)這個通知信號53產(chǎn)生幀信號55。如圖9所示，并行擴展電路51執(zhí)行輸入信元7-1(A)到7-1(D)的并行降速，于是從在155MHz的16并行(4并行×4)轉(zhuǎn)換到310MHz的8并行的輸出信元54。在這個方法中，在輸入單元1-1中經(jīng)歷了四分割的輸入信元4-1(1)到4-1(m)在輸出單元3-1中再生一個完整的信元8-1。另外，輸出信元54和幀信號53是同相的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的ATM交換機的第1個實施例，通過對輸入信元執(zhí)行并行擴展可以降低穿過緩沖單元的子緩沖單元的信元通過的速度，因而減少丟棄的信元。而且，在子緩沖單元中，緩沖存儲器通知與相應(yīng)的地址過濾單元所對應(yīng)的FIFO是滿信元或未滿信元，地址過濾單元基于這個通知控制FIFO中信元的存貯。因此，由于避免過多的寫入信元，所以這個ATM交換機可以更安全地減少丟棄信元的數(shù)量。地址過濾單元還檢驗包含在信元中指定通過的地址過濾器和在相應(yīng)的FIFO中存貯的目的信息。如果信元的目的與地址過濾單元的目的不同，地址過濾單元不允許這個信元通過。換句話說，地址過濾單元僅準許具有相同的目的地的信元通過它，F(xiàn)IFO可以避免由具有其他目的地的信元填滿。從而導(dǎo)致丟棄信元的減少。
第二個實施例下文將參照圖10描述根據(jù)本發(fā)明的ATM交換機的第二個實施例。假定圖5中的裝置是由8個地址過濾單元22-1到22-8和一個緩沖存儲器30組成的，圖10中的子緩沖單元2-A(1)包括兩個裝置；一個裝置用于第一個傳輸線，另一個裝置用于第2個傳輸線。與第1個實施例相比這一點是第二實施例的特征。第1個傳輸線的信元饋送到以前設(shè)置的地址過濾單元，而第2個傳輸線的信元饋送到后面設(shè)置的地址過濾單元。幀信號由兩個信號共享。其他成份和輸入信元與第1個實施例相同。
下文將描述第2個實施例的ATM交換機的操作。由地址過濾單元22-1到22-8對第1個傳輸線工作，地址過濾單元22-9到22-16對第2個傳輸線工作，所以形成前面的地址過濾單元22-1到22-8給出的號碼“1”是指示第1個傳輸線通過目的設(shè)置信號29-1，而后面的地址過濾單元22-9到22-16給出的號碼“2”指示第2個傳輸線通過目的設(shè)置信號29-2。因此，第2個實施例與第1個實施例相比，第1個實施例交換一線需要4個子緩沖單元，而第2個實施例實現(xiàn)使用4個子緩沖單元交換兩線。因而，在64線的情況下，第1個實施例需要256(64×4)個子緩沖單元，而第2個實施例需要128個子緩沖單元，是第1實施例的一半。相應(yīng)地，在一個LST內(nèi)提供的封裝一個子緩沖單元的完整結(jié)構(gòu)，第2個實施例可以減少LSI(子緩沖單元)的數(shù)量，從而減少硬件的數(shù)量和軟件之間的布線，并簡化了交換機的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1．一種輸出緩沖型ATM信元交換機，包括一個輸入單元，分配多個帶有對每個信元指示目的地的目的信息的輸入信元；一個緩沖器單元，緩沖被分配的信元；以及多個輸出單元，對被分配的信元執(zhí)行并行降速。
2．如權(quán)利要求1所述的輸出緩沖型ATM信元交換機，其中緩沖單元包括用于對每個信元的目的信息與由比較裝置給定的目的信息進行比較的比較裝置；一個緩沖存儲器，暫時存貯分配的信元；用于根據(jù)信元的目的信息與已知的目的信息判斷為一致的信元允許存入緩沖存儲器的控制裝置。
3．如權(quán)利要求2所述的輸出緩沖型ATM信元交換機，其中緩沖存儲器通知控制裝置一個指示緩沖存儲器是否還能存貯信元的信號，根據(jù)指示緩沖存儲器還能存貯信元的信號，接收控制裝置允許信元存貯到緩沖存儲器。
4．如權(quán)利要求2所述的輸出緩沖型ATM信元交換機，其中根據(jù)信元的目的信息與已知的目的信息是一致的判斷，控制裝置輸出允許緩沖存儲器存貯信元的信號。
5．輸出緩沖型ATM交換機的緩沖單元中的子緩沖單元，緩沖帶有各自信元目的信息的輸入信元，子緩沖單元包括一個緩沖存儲器，暫時存貯輸入的信元；一個地址過濾單元，分配給定的目的信息，包括多個根據(jù)輸入的信元執(zhí)行并行擴展的并行擴展電路，一個根據(jù)并行擴展的信元執(zhí)行多路復(fù)用的信元多路復(fù)用器，一個根據(jù)信元的目的信息與給定的目的信息判斷為一致時允許并行擴展的信元寫入到緩沖存儲器的寫控制器；一個根據(jù)從緩沖器的信元輸出執(zhí)行并行降速的降速電路。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸出緩沖型ATM交換機的緩沖單元中的子緩沖單元，其中，緩沖存儲器通知地址過濾單元一個指示緩沖存儲器是否還能存貯信元的信號，以及根據(jù)指示緩沖存儲器還能存貯信元的信號的接收允許信元寫入到緩沖存儲器的寫控制器。
7．如權(quán)利要求5所述的輸出緩沖型ATM交換機的緩沖單元中的子緩沖單元，其中，根據(jù)信元的目的信息與已知的目的信息為一致的判斷，寫控制器輸出允許緩沖存儲器存貯信元的信號。
8．一種交換多個信元的方法，該信元帶有目的信息和通過在輸出緩沖型ATM交換機中多個具有已知目的信息的緩沖存儲器之一，該方法包括如下步驟將在信元中包含的目的信息與已知的目的信息比較；允許帶有與緩沖存儲器的已知目的相同的目的信息的信元存貯到緩沖存儲器。
9．如權(quán)利要求8所述的交換多個信元的方法，其中，允許步驟包含判斷緩沖存儲器是否還能存貯信元的步驟。
10．如權(quán)利要求8所述的交換多個信元的方法，其中，允許步驟包含輸出寫使能信號的步驟，使緩沖存儲器寫入信元。
11．如權(quán)利要求10所述的交換多個信元的方法，其中，允許步驟還包含在寫使能信號中產(chǎn)生允許存貯在緩沖存儲器中的信元讀出的讀使能信號的步驟。
12．如權(quán)利要求11所述的交換多個信元的方法，其中，讀使能信號安置在多個寫使能信號之后。
全文摘要
實現(xiàn)能夠降低傳輸信元的傳輸速率的ATM信元交換機,輸出緩沖型ATM信元交換機包括一個輸入單元、一個緩沖器單元和輸出單元,其中緩沖單元降低信元的傳輸速率。因此,ATM交換機把包含在信元中的目的信息與地址過濾單元中的目的信息比較,并控制傳送這個信元到緩沖存儲器,從而更有效地降低信元的傳輸速率。
文檔編號H04Q11/04GK1204195SQ9810836
公開日1999年1月6日 申請日期1998年5月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月21日
發(fā)明者長友健一, 萩尾正己 申請人:沖電氣工業(yè)株式會社