對異步傳輸模式的單元進行多路轉換的裝置及方法

專利名稱：對異步傳輸模式的單元進行多路轉換的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及多路轉換裝置及方法，具體地說，涉及通過動態控制緩沖器而對單元進行多路轉換的裝置及其方法。本申請是以韓國申請No.56582/1995為基礎的，本文中也包含了上述韓國申請的內容，以供參考。
通常，多路轉換裝置周以對輸入數據順序地進行選擇和多路轉換。

圖1表示采用循環(Round Robin)系統的先有技術多路轉換裝置。參閱圖1，多路轉換裝置是要對在輸入端口所收到的數據順序地進行多路轉換，用以存儲所接收的數據(單元(cell))的緩沖器bf1至bfn配置在各輸入端口。因此，其結構如圖1中所示的多路轉換裝置通過順序地讀出輸入各緩沖器bf1-bfn的數據而進行多路轉換。
根據上述循環系統的多路轉換裝置讀出和多路轉換存儲在相應緩沖器內數據(單元)。同時順序地選擇所有的緩沖器(bf1至bfn)。然而，采用這種循環系統的多路轉換裝置在通信集中在特定的緩沖器時，如圖2中所示，由于可能發生緩沖器溢出或緩沖器延遲，單元可能會失去。
圖2是例示圖1的多路轉換裝置中發生緩沖器溢出的示意圖。
在上述多路轉換過程中，在特定緩沖器上的通信集中按下列方式發生。
第一，當通信本身作為來自信號源的突發性(burstinss)問題發生時，通信就會集中在其上。第二，在網絡的內部路由選擇過程中，當多個輸入通信要輸出到同一點時，就會發生通信集中。第三，當由于網絡內的各種延時發生不穩定性而使通信的突發性增加時，通信就會集中。
因此，在上述循環系統的多路轉換裝置中，當通信量不均勻及突發性變強時，輸入特定緩沖器的單元數量就會相對增加。這樣，由于通信量集中的緩沖器溢出引起可能發生單元損失，此外在緩沖器內可能發生單元傳輸延遲。由于在輸入特定緩沖器的單元數量相對減少的情況下緩沖器的使用效率大為下降，因此在通信量不均勻及其目的地集中時，上述多路轉換裝置就顯得無效。
為了解決上述問題，本發明的目的是提供根據通信量對輸入采用輸入緩沖器的異步傳輸模式的單元進行多路轉換的裝置和方法。
相應地，為了達到上述目的，提供了一種異步模式的單元多路轉換裝置，它包括包含對應于輸入端口的單元緩沖器用以存儲通過輸入端口接收的單元的緩沖器部分；數量對應于緩沖器數量，用以存儲要存入緩沖器的單元的數量的計數器；用以確定要存入計數器的單元的計數單位的單位時鐘裝置；通過彼此比較計數器的值用以輸出控制信號而選擇具有最大值的緩沖器的選擇器；以及用以輸入緩沖器裝置的輸出信號，根據控制信號多路轉換輸入單元的裝置，其中通過主要處理從存有最多單元的緩沖器輸出的單元而防止產生緩沖器溢出。
當結合附圖考慮時，通過參考以下的詳細描述就能更清楚地理解本發明，顯然就容易更完整地了解本發明及其伴隨的許多優點，附圖中相同的標號表示相同或相似的元件，其中圖1是例示利用循環(Round Rolin)系統的先有技術多路轉換裝置的結構的示意圖；圖2是例示圖1的多路轉換裝置發生緩沖器溢出的示意圖；圖3是例示本發明的用以對異步模式的單元進行多路轉換的裝置的結構的示意圖；以及圖4是說明本發明的用以對異步模式的單元進行多路轉換的方法的流程圖。
要指出的是在附圖中分別用相同的標號表示相同的元件。
要通過異步傳輸模式的網絡所提供的業務具有廣闊范圍的通信速度及各種通信特性。然而由于網絡源有限，用以管理網絡在不使質量劣化的前提下同時提供所有業務的方法是必需的。本發明根據在用以對單元通信進行多路轉換的多路轉換裝置中預置的通信量，通過控制單元緩沖器而提供了有效地使用多路轉換裝置的方法。因此，在具有一定大小的選定的緩沖器用于每個單元輸入端口，以及在使用緩沖器的效率方面具有讓所有端口共用緩沖器的效果時，本發明能進一步改善業務的品質因素，諸如所能發生的單元損壞或單元傳輸延遲等。
圖3是例示本發明的用以對異步模式的單元進行多路轉換的裝置的結構的示意圖。多路轉換裝置是用緩沖器裝置10、第一控制器20，第二控制器30和第三控制器40所構成的。
首先，緩沖器裝置10包括緩沖器BF1至BFn。緩沖器BF1至BFn用以對所要輸入的單元進行存儲和讀出，每個緩沖器BF還包括單元緩沖器11、用以控制和產生寫時鐘CLKWT的三態緩沖器12、以及用以產生控制和產生讀時鐘CLKrd的計數器13。緩沖器BF1至BFn與輸入端口相連接，緩沖器BF1至BFn的每個輸入端口以一-對應的關系與上述輸入端口相對應，緩沖器BF1至BFn的輸出端口則與第三控制器40的多路轉換器42相連接。
與輸入端口相連接的單元緩沖器11存儲所接收的單元。三態緩沖器12提供寫時鐘CLKWT，從而在輸入寫控制時鐘時，存儲輸入到單元緩沖器11的單元，以及在輸入有效單元時執行控制所要提供的寫時鐘的功能。計數器13輸出讀時鐘CLKrd，以讀取在單元緩沖器11中所存的單元。為了提供從所選擇的單元緩沖器11一次所要順序讀出的單元的數量那么多的讀時鐘CLKrd，由計數器13控制讀時鐘。
第一控制器20對存儲在各緩沖器BF1至BFn的單元的數量進行計數，并且具有通過將所計數的單元值彼此作比較而檢索存儲最大數量單元的緩沖器的功能。第一控制器20包括計數器CNTW1211至CNTWn21n、選擇器23和單位時鐘計數器CNTi22。計數器CNTW1211至CNTWn21n用以在單元實際上存入各緩沖器BF1至BFn的情況下計數CLKWr，選擇器23用以通過彼此比較計數值而檢索最大值，單位時鐘計數器CNTi22則用以設定計數器的單位。當計數要存入緩沖器裝置10的單元時，單位時鐘計數器22還確定多少單元作為一個單位被計數。在選擇器23中，通過彼此比較計數器311至31n的值就能選出最大值，如果有多個最大值，就選擇較長時間未選出的那一個。
第二計數器30執行選擇緩沖器的功能，該緩沖器具有選擇各緩沖器BF1至BFn的數量的計數值，后者對應于不是以其最大值在緩沖器BF1至BFn中選出的允許量r。第二控制器30包括計數器CNTr1至CNTrn、r-值比較器321至32n以及選擇器33，計數器CNTr1至CNTrn用以在從各緩沖器BF1至BFn中實際讀出單元時計數所用的讀時鐘CLKrd1至CLKrdn。r-值比較器321至32n用以彼此比較從各計數器311至31n輸出的計數器值，以達到允許量的值r，選擇器33用以在多個值達到允許量時，順序地從達到允許量r的值中選出一個值。
第三控制器40在第一控制器20和第二控制器30所選的緩沖器中選擇一個緩沖器，控制從所選的緩沖器中讀出單元。第三控制器40包括選擇器41和多路轉換器42，選擇器41用以接收第一控制器20和第二控制器30的輸出，選擇具有優先級的一個，多路轉換器42用以根據選擇器41的輸出而輸出對應于緩沖器BF1至BFn的緩沖器的單元輸出。
因此，在圖3中所示的多路轉換裝置中，緩沖器裝置10把經過輸入端口所接收的單元存入各對應的緩沖器內。第一控制器20通過計數加到各緩沖器BF1至BFn寫時鐘CLKwr而選擇存有最多單元的緩沖器，第二控制器30通過計數輸送到各緩沖器BF1至BFn的讀時鐘CLKrd而選擇具有最不選擇的允許量r的緩沖器。因此，第三控制器40根據從第一控制器20和第二控制器30輸出的選擇信號，多路轉換和輸出通過緩沖裝置10而存儲在具有優先級的緩沖器中的單元。
現在參照圖3描述本發明的多路轉換裝置的工作。如在異步傳輸模式網絡中所述的那樣，當多個通信輸入要在提供業務的通信特性的地方進行多路轉換時，應該有效地、即經濟地管理上述緩沖器BF1至BFn。為此，本發明的多路轉換裝置對各計數器BF1至BFn中所存的單元的數量進行計數，將計數結果彼此進行比較，以從存有單元的最大數量的緩沖器中讀出單元。這樣就能防止在特定的緩沖器中產生溢出，或者防止使用緩沖器的效率下降。之所以要對每個緩沖器中單元的數量進行計數的理由是通過識別哪個緩沖器具有最多單元而從最可能產生緩沖器溢出的緩沖器中讀出單元。
在本發明的緩沖器控制方法中，對各緩沖器所存的單元數量進行計數，且加以比較，采用下列控制算法選擇具有最大值的緩沖器而讀出單元。
第一，當對緩沖器BF1至BFn中所存的單元的數量進行計數時，基本單位i選為c單位(c＝1、2、3……)的單元周期，以致根據通信量的變化可以動態調節單元的輸出控制速度。在本發明中，單元周期T1假定為2.76μs。
第二，通過彼此比較緩沖器BF1至BFn中所存的單元數量以及檢測最大值m而選出具有最大值的緩沖器。對于各緩沖器BF1至BFn，所存的單元的數量分別用標號b1、b2、b3……表示。
第三，當在緩沖器BF1至BFn中選擇存有最大數量的單元的緩沖器時，要從對應的緩沖器中所讀出的單元的數量選為j單位(j＝1，2，3…)以便根據通信量的變化動態調節緩沖器中的單元存儲狀態。亦即是，從發生溢出可能性很大的緩沖器通過增加其j值而讀出與增加的值j一樣多的單元。否則通過減少j值而要從緩沖器讀出較少的單元。
第四，當j≤c時，要從存儲器讀出的單元的數量處在c的范圍內，這是由于比較是以“i”單位進行的，它是c單位的單元周期。這里，從物理層中去除空閑單元，使得從物理層到ATM層的單元輸入為2.76μs或以下。
第五，在緩沖器(bx＝by，其中x和y是任意整數)的單元計數比較值相同的情況下，選擇已經最長時間沒有選過的緩沖器bold。為了進行這種控制，對各緩沖器選擇的數量(bsn，n＝1、2、3……)進行計數，計數值應該是可以比較的。當bs1＝bs2＝bs3……＝bsn時，選擇的次序為bs1、bs2、bs3……bsn。
第六，當bold＝r，可以主要選擇對應的緩沖器。這里，通過考慮諸如不穩定性或傳輸延遲的業務質量特性而設定“r”。
第七及最后，當m＜j時，要從對應的緩沖器讀出的單元的數量設定為值“m”。
圖4是說明本發明用以對異步模式的單元進行多路轉換的方法的流程圖。在圖4中，bn(其中n＝1、2、3……)表示緩沖器號，bold表示已經最長時間沒有選過的緩沖器；bsn(n＝1、2、3……)表示各緩沖器的選擇數量。此外，“i”表示要從所選定的緩沖器中一次讀出的單元的數量；“m”表示存有最大數量的單元的緩沖器的單元數量；“r”則表示未選的緩沖器的單元時間量。
參閱圖4，在步驟411中設定值i和j。這里i是通過c單位(c＝1、2、3……)的單元周期選擇的，作為輸入緩沖器的單元的計數單位，j表示要從所選的緩沖器一次連續讀出單元的數量。接著，在步驟412中，計數輸入各輸入緩沖器的單元。這里，單元計數方法是i，值i與單元單位c乘以整數(i＝1c、2c、3c……，“c”是單元)成正比。亦即是，如果i＝5c，在輸入時每5個單元計數作為一個。由于各業務的通信量通過在設定呼叫期間選擇適當的i值，通信特性的應用方面就會有差別。
在步驟413，檢查表示每個緩沖器的選擇的數量是否與未選過的緩沖器的時間量“r”相同，如果是這樣的話，選擇bsn＝r的緩沖器，轉到步驟420。
然而，如果步驟413為否的話，就轉到步驟416和417，以便通過彼此比較各存儲器中所存的計數單元的值(b1、b2、b3……bn)而檢索最大值(m)。
這里，當在步驟416中確定最大值m為多個時，就在步驟417選擇已經最長時間未選過的緩沖器bold。此后，就轉到步驟418和419，然后在設定多個bold的情況下，以bs1、bs2、bs3……，bsn的次序(在bsx中，x是1至n的任意整數)選擇緩沖器。
當在步驟416中最大值m不是多個時，或者通過執行步驟414或419而選擇緩沖器之后，在步驟420中改變緩沖計數值以及調節值bold。在步驟421中，表示存有最多單元的緩沖器中所存儲的單元數量的“m”與“j”作比較，“j”是要從緩沖器中一次讀出被比較的單元的單元數量。
此時，如果m＜j，在所選定的緩沖器中所存儲的單元的數量小于要讀出的單元的數量，在步驟422中把j變成m，在步驟423中從所選定的緩沖器中讀出單元。這里，要被讀出的單元的單元數是j的整數倍(multiplication)，且可以選擇j(j＝1，2，3……)，亦即是，當j＝5時，讀出5個單位的單元。當m≥j時，就執行步驟423。根據各緩沖器可以將值j設定為不同值。由于通信的突發性是互不相同的，在具有大突發性的通信的情況下，增加值j，從而從緩沖器中讀出與其一樣多的單元，反之，在較低突發性的通信的情況下，減少值j，以致從緩沖器中讀出較少數量的單元。
當在進行呼叫期間重新考慮業務質量參數時，在步驟424中檢測再協商(renegotiation)，且在步驟425中更新值i和j。當設定呼叫及在呼叫期間能改變呼叫時，選擇值i和j。由于進行了標準化，以致在進行呼叫時能用來對通信參數的再協商，在呼叫期間也能改變通信特性。
如上所述，本發明的多路轉換裝置通過根據通信量控制單元緩沖器而有效地多路轉換單元通信。因此，本發明的多路轉換裝置在具有固定大小的指定緩沖器用于各單元輸入端口時能提高諸如單元損壞或單元傳輸延遲的業務品質因素，以及當所有端口共用緩沖器時提供在使用緩沖器的效率方面的優點。
本發明可應用于終端設備(下文稱為TE)、包括網絡終端1/2(NT-1/2)、集中器和多路轉換器在內的傳輸設備，以及交換系統，即與通信網絡有關的所有設備。
此外，本發明能設計成采用緩中器(存儲器)、計數器邏輯電路、選擇器以及其它無源器件，這些器件是商品化組件，且快得足以以2.7μs為單位而工作，因而能有便于采購和電路設計。
因此，應該理解的是本發明不限于作為設計成完成本發明的最佳模式而在本文中所公開的特定實施例，而是除了所附權利要求書所限定的內容本發明不限于本說明書所描述的具體實施例。
權利要求
1.一種異步傳輸模式的單元多路轉換裝置，包括包含對應于輸入端口的單元緩沖器，用以存儲通過輸入端口接收的單元的緩沖器部分，數量對應于所述緩沖器數量，用以存儲要存入緩沖器的單元的數量的計數器；用以確定要存入所述計數器的單元的計數單位的單位時鐘裝置；通過彼此比較所述計數器值用以輸出控制信號而選擇具有最大值的緩沖器的選擇器；以及用以輸入所述緩沖器裝置的輸出信號，根據所述控制信號多路轉換所述輸入單元的裝置，其中主要處理從存有最多單元的緩沖器輸出的所述單元而防止產生緩沖器溢出。
2.一種異步傳輸模式的單元多路轉換裝置，包括包含對應于輸入端口的單元緩沖器，用以存儲通過所述輸入端口所接收的單元的緩沖器部分；包括數量對應于所述緩沖器數量的計數器，用以由各所述計數器存儲要存入所述緩沖器的單元的數量，以及產生第一控制信號，以通過彼此比較所述單元數量而選擇存有最多單元的數量的緩沖器的第一裝置；包括數量對應于所述緩沖器的計數器，用以由各所述計數器計數所述緩沖器所輸出的單元的數量，以及產生第二控制信號以選擇具有最大允許量的緩沖器的第二裝置；以及用以輸入所述緩沖器部分的輸出信號，以及根據所述第一和第二控制信號多路轉換所述輸入的單元。
3.根據權利要求2的裝置，其特征在于，所述第一裝置包括數量對應于所述緩沖器的數量，用以存儲要存入所述緩沖器的單元數量的計數器；用以確定要存入所述緩沖器的單元的計數單位的單位時鐘裝置；以及用以輸出第一控制信號，以通過彼此比較所述計數器的值而選擇具有最大值的緩沖器的選擇器。
4.一種用以對異步傳輸模式的單元進行多路轉換的方法，其中緩沖器存有從輸入端口接收的單元，所述方法包括下列步驟對輸入各所述緩沖器的單元的數量進行計數；通過彼此比較各緩沖器的單元計數值而檢驗最大值；以及選擇具有最大值的緩沖器，多路轉換和輸出所述選擇的緩沖器的所述存儲的單元。
全文摘要
根據通信量多路轉換用輸入緩沖器的異步傳輸模式的單元裝置和方法，轉換裝置包括包含對應于輸入端口的單元緩沖器的緩沖器部分，存儲通過輸入端口接收的單元；數量對應于緩沖器的計數器，存儲要存入緩沖器的單元的數量；用以確定要存入計數器的單元的計數單位的單位時鐘裝置；彼此比較計數器值用以輸出控制信號而選擇有最大值的緩沖器的選擇器；輸入緩沖器裝置的輸出信號，根據控制信號多路轉換輸入單元的裝置。
文檔編號H04L12/56GK1157514SQ9611799
公開日1997年8月20日 申請日期1996年12月24日 優先權日1995年12月26日
發明者宋德永 申請人:三星電子株式會社