專利名稱：方形交換體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有包含輸入和輸出交換鏈路分別互相交叉的交叉網(wǎng)絡(luò)的交換體系的分組交換機(jī)。
下面接著評(píng)述一些實(shí)際存在的或建議的體系-方形矩陣-環(huán)形或總線型公共媒體-單-通路-網(wǎng)絡(luò)，例如，Batcher-Banyan，或Delta(三角形)-網(wǎng)絡(luò)。
-多-通路-網(wǎng)絡(luò)，例如Clos或Benes網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)榇蟮慕粨Q機(jī)的有關(guān)體系不是國(guó)際上最早研究的那種方形體系，然而，具有方形矩陣的分組交換機(jī)具有許多希望的特性，即無(wú)擁塞，允許簡(jiǎn)單路由和控制點(diǎn)至多點(diǎn)的連接。另一方面，擴(kuò)展困難，因?yàn)橛布脑鲩L(zhǎng)量正比例于其平方。在大的矩陣中，解決從矩陣的行到列的復(fù)用信息量的問(wèn)題也有困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題的提案基本上意味著控制算法的一些形式朝著交叉點(diǎn)緩沖器傳送，而且因此在交叉點(diǎn)之間分配列的帶寬。
達(dá)到具有公共媒體的最大規(guī)模的交換機(jī)具有如像方形一樣相同的特性。然而，它有一個(gè)有限的規(guī)模，因?yàn)楣裁襟w應(yīng)當(dāng)承載連接到交換機(jī)的帶寬和。因此，它不適合于大的寬帶分組交換機(jī)。
構(gòu)成單-通路-網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)交換機(jī)具有這樣的特性，即兩個(gè)分組能希望同時(shí)地留作網(wǎng)內(nèi)的內(nèi)部鏈路，由于網(wǎng)內(nèi)沒(méi)有緩沖，因此，其中的一個(gè)分組不得不被刪除(內(nèi)部鎖定的形式)。
為了避免這一點(diǎn)，必須執(zhí)行對(duì)分組選擇和存儲(chǔ)的算法。至今還沒(méi)有一種好的和簡(jiǎn)單的解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。
在某些情況下，為了解決上述的問(wèn)題，多-通路-網(wǎng)絡(luò)是單-通路-網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。
這些網(wǎng)絡(luò)能夠被選定，以降低內(nèi)部的擁塞，就所涉及的CLOS網(wǎng)絡(luò)而言，也可選取無(wú)擁塞。正如名稱表明，通過(guò)交換網(wǎng)絡(luò)到一個(gè)和相同的輸出端有一些替換路由。因此，該路由的算法比單-通路-網(wǎng)絡(luò)的路由算法顯著地變得更復(fù)雜。
由于US4876681的分組交換機(jī)已熟知了，該交換機(jī)的一個(gè)目的在于能使用網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展和配置變化的網(wǎng)絡(luò)配置。
該交換機(jī)包括許多等級(jí)樹型結(jié)構(gòu)連接的“配置單元”，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模能夠選擇許多等級(jí)步位或級(jí)。
在該樹型結(jié)構(gòu)的各個(gè)配置單元中安排先進(jìn)先出(fifo)緩沖器。該分組進(jìn)行轉(zhuǎn)移到等級(jí)樹型結(jié)構(gòu)的下一個(gè)步位，取決于在上述的下一步位中先進(jìn)先出緩沖器的檢查。如果在下一步位中先進(jìn)先出緩沖器不是空的，則該分組數(shù)據(jù)就保存在自己內(nèi)部先進(jìn)先出緩沖器中。
本發(fā)明的目的是提供一種交換體系，該體系以簡(jiǎn)單的方式和合理的費(fèi)用允許設(shè)計(jì)大的及小的分組交換機(jī)。
該目的是通過(guò)引入一種規(guī)定類型的交換機(jī)來(lái)達(dá)到的，其特征在于，由許多樹型結(jié)構(gòu)組成輸出交換鏈路，其每一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)包括一個(gè)上緩沖級(jí)，該上緩沖級(jí)包括用于分組進(jìn)入輸入鏈路的許多中間存儲(chǔ)緩沖器，和一個(gè)下緩沖級(jí)，該下緩沖級(jí)具有至少一個(gè)輸出緩沖器，該下緩沖級(jí)被連接用于接收上緩沖級(jí)的至少兩個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器內(nèi)的容量，并且它的輸出端構(gòu)成該輸出鏈路的輸出端。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，上述輸出緩沖器和上緩沖級(jí)的中間存儲(chǔ)緩沖器之間的連接，通過(guò)具有另一個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器的一個(gè)或多個(gè)中間級(jí)來(lái)連通。
根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施例，上緩沖級(jí)的緩沖器每一個(gè)被連接，用于接收打算給至少兩個(gè)輸出鏈路的多個(gè)鏈路的每一個(gè)鏈路和作為這些輸出鏈路在分用單元中安排的相應(yīng)的多個(gè)輸出緩沖器的分組。
根據(jù)另一個(gè)最好的和非常有利的實(shí)施例，交換機(jī)的功能被分布在許多功能單元中的兩種類型之中，即，一方面，輸入單元具有的功能是用于交換串行比特流為并行格式，用于重建來(lái)自輸入鏈路比特流的相位位置，和恢復(fù)分組的界線和調(diào)整它們的相位位置，以便它們將被送到跟隨的緩沖器內(nèi)完全的字上，且另一方面，包括一個(gè)存儲(chǔ)緩沖器的交叉點(diǎn)單元。
在分組交換機(jī)中可利用上述功能單元，以便使分組交換機(jī)由許多以串行排列的具有每個(gè)輸入單元的輸入鏈路和輸出鏈路單元和許多跟隨的交叉點(diǎn)單元構(gòu)成，上述輸入鏈路單元的存儲(chǔ)緩沖器構(gòu)成上緩沖器級(jí)的中間存儲(chǔ)緩沖器且輸出鏈路單元的上述存儲(chǔ)緩沖器構(gòu)成下緩沖器級(jí)輸出緩沖器。
現(xiàn)在參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。


圖1和2原理性地說(shuō)明兩種常規(guī)方形交換矩陣的設(shè)計(jì);
圖3表示根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)分組交換機(jī)的電路圖;
圖4表示根據(jù)圖3的詳細(xì)的交換機(jī)，說(shuō)明該交換機(jī)的一個(gè)列的樹型結(jié)構(gòu);
圖5和6表示根據(jù)圖3該樹型結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn);
圖7表示根據(jù)本發(fā)明交換矩陣的實(shí)際執(zhí)行實(shí)現(xiàn)中指定使用的一個(gè)基本塊的實(shí)現(xiàn);
圖8和9表示根據(jù)圖7借助于基本塊的一個(gè)交換體系的兩個(gè)實(shí)施例的設(shè)計(jì)。
現(xiàn)在首先參照?qǐng)D1和圖2將更詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)背景。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的用于分組交換機(jī)的交換矩陣可有圖1所示的外部特性。該矩陣有N個(gè)輸入行2和N個(gè)輸出列4。因此得到N×N個(gè)交叉點(diǎn)，其中的一個(gè)表示為6。
該矩陣應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)一種空分交換功能，即在任意行上進(jìn)入矩陣的分組應(yīng)當(dāng)在一個(gè)或幾個(gè)任意的列上引導(dǎo)出。在每個(gè)交叉點(diǎn)6有一些智能型式，典型地，有一個(gè)地址翻譯器，該地址翻譯器翻譯分組的地址，根據(jù)該分組是否應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)出去來(lái)判決。
此外，有一個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器8，它存儲(chǔ)等待未被占據(jù)輸出的分組。這個(gè)目的是為了解決爭(zhēng)用問(wèn)題，即來(lái)自幾個(gè)行的分組應(yīng)當(dāng)同時(shí)地被引導(dǎo)到該列，而且這樣“完整的”列作為一個(gè)信源。使用商業(yè)上可用的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，以RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)的形式，組織成為fifo(先入先出)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些緩沖器。
在目前情況下，必須解決預(yù)計(jì)類型的寬帶應(yīng)用，問(wèn)題是RAM侵吞帶寬的有限的能力。對(duì)于已知的技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有一個(gè)字的一比特寬度的RAM僅能控制有限的帶寬。今天可用的技術(shù)也許允許達(dá)到100Mbit/s。因此能夠指出，RAM具有每字的比特寬一定的帶寬限制。
因此，這類矩陣的弱點(diǎn)是它們正比例于其平方(N×N)增長(zhǎng)，對(duì)于一個(gè)大的交換機(jī)來(lái)說(shuō)，需要大量的硬件。同時(shí)，對(duì)于大量列來(lái)說(shuō)也很難解決從行輸出到列的復(fù)用分組的問(wèn)題(對(duì)于已知技術(shù)來(lái)說(shuō)，能夠被復(fù)用到列的行數(shù)受到限制)。
因此，增加RAM容量的第一步是增加并行比特?cái)?shù)，以便列的緩沖器能被集合到根據(jù)圖2所示的一個(gè)公共fifo緩沖器10。然后朝著這個(gè)公共緩沖器進(jìn)行復(fù)用。
然而，甚至有這種實(shí)際限制的形式，因?yàn)楫?dāng)并行的比特?cái)?shù)接近100-200時(shí)，該字開(kāi)始變?yōu)槿绱酥畬?，直至它們是不可控制的。這就提出了用很寬總線的問(wèn)題，而很寬的總線布置在電路板等上是困難的。對(duì)于ATM來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)限制，在所稱的ATM中信元包括424比特，它意味著基本上不可能有比在交換矩陣包括的緩沖器內(nèi)字的更大的寬度。用當(dāng)今可用的技術(shù)，朝向一個(gè)緩沖器大約能復(fù)用16、32或達(dá)到64行。
根據(jù)本發(fā)明，上述的一些問(wèn)題已經(jīng)解決了一些，它在圖3中原理性地表示出來(lái)。
圖3中所示的矩陣包括許多矩陣模塊，圖2中表示了其原理性的設(shè)計(jì)。四個(gè)矩陣模塊分別表示為20、22、24和26。該矩陣有一個(gè)總的2n個(gè)輸入端，用一個(gè)公共線28表示。每一個(gè)矩陣有n個(gè)行，矩陣模塊20和24共享相同的n個(gè)行，用一個(gè)公共線30表示，而且矩陣模塊22和26共用相同的n個(gè)行，如用一個(gè)公共線32所示。
以圖2相同的方法，每個(gè)矩陣模塊20、22、24、26的n個(gè)各自的行被復(fù)用向著n個(gè)公共fifo緩沖器34，其各自的輸出相應(yīng)于每個(gè)矩陣模塊的n個(gè)列的每一列(在圖3中矩陣模塊20和24的緩沖器是看不到的)。
在矩陣模塊20和22中，具有相同列號(hào)的列緩沖器34(因?yàn)樵谶@種情況下成對(duì))向著隨后節(jié)點(diǎn)的公共fifo緩沖器被復(fù)用。對(duì)于矩陣模塊24和26同樣是有效的，具有同樣列號(hào)的列緩沖器34向著公共fifo緩沖器38被復(fù)用。2nfifo緩沖器36和38一起的輸出構(gòu)成了如圖3所示構(gòu)成矩陣的輸出列40。
從圖3與上述的描述一起看出，構(gòu)成矩陣的每列形成了一種樹型結(jié)構(gòu)，2n個(gè)行30和32向著在樹的葉片中的fifo緩沖器34被復(fù)用，而且所有的行被均勻地分布在列樹的葉片之間。然后葉片fifo緩沖器34被空起來(lái)，以固定帶寬降到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的fifo緩沖器36、38，在空起來(lái)的一些葉片朝向該緩沖器，以便該結(jié)構(gòu)朝向樹根變得更稀疏。
參照?qǐng)D4，該圖表示在進(jìn)一步原理性型式中矩陣的第一列，矩陣模塊20和矩陣模塊22二者的葉片緩沖器34是可見(jiàn)的，這里也表示出了空分交換。通過(guò)分配對(duì)每個(gè)進(jìn)入交換矩陣的分組的標(biāo)示類型進(jìn)行空分交換，該標(biāo)示類型表示列或分組應(yīng)當(dāng)被發(fā)送的列。因此該標(biāo)示構(gòu)成一個(gè)至列的直接地址。這些列這樣地被配置，即，使它們得到的實(shí)際地址從零到矩陣的列號(hào)數(shù)。每個(gè)單元具有緩沖器屬于哪一列的認(rèn)識(shí)，如果每個(gè)緩沖器有一個(gè)地址，就被認(rèn)為是它的位置，甚至在相同列的情況下，所有的緩沖器共用這個(gè)地址。
在每個(gè)緩沖器級(jí)中列樹下降到根引起地址解碼，并通過(guò)地址翻譯器41把分組的地址與它的列的地址識(shí)別碼進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行地址解碼。如果分組的地址與列的地址是相同的，該分組就被復(fù)制到該緩沖器中，而且在相反的情況下就不進(jìn)行復(fù)制。
這里表示交換矩陣類別的條件之一是列的帶寬應(yīng)當(dāng)是與行的帶寬一樣寬。因此，緩沖器結(jié)構(gòu)的帶寬要求主要是由信息量到達(dá)第一緩沖級(jí)34的變化脈沖密度產(chǎn)生的。這就意味著，分組可同時(shí)到達(dá)一些列上，這些分組向相同的列引導(dǎo)，當(dāng)沒(méi)有分組到達(dá)該緩沖器時(shí)，可出現(xiàn)間隔。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該第一緩沖器級(jí)必須能夠控制連接行數(shù)的帶寬之和。在實(shí)際的情況下，該帶寬可是每行200Mbit/s的數(shù)量級(jí)。
用一個(gè)葉片緩沖器實(shí)現(xiàn)的建議的樹型結(jié)構(gòu)，借助于最好技術(shù)的幫助，能夠管理最大可能的帶寬，而且因此允許n行的連接。當(dāng)對(duì)于大的交換矩陣來(lái)說(shuō)這一點(diǎn)不足夠時(shí)，則行的數(shù)目分布超過(guò)樹型結(jié)構(gòu)的多個(gè)葉片存儲(chǔ)器。(然而，它自身是通常地希望限制列內(nèi)緩沖級(jí)的數(shù)目)。
如所周知，從列的根部緩沖器出來(lái)的帶寬決不會(huì)大于行的帶寬，從葉片緩沖器出來(lái)的帶寬也決不會(huì)大于行的帶寬。因此可以說(shuō)，樹的葉片緩沖器內(nèi)的信息量通過(guò)濾波輸出被集中，借助于尋址機(jī)制，信息量(分組)應(yīng)當(dāng)不被引導(dǎo)到這一列。因此，朝向根部緩沖器的帶寬被集中了一個(gè)因數(shù)n，而且，如果根據(jù)與葉片緩沖器相同的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)根部緩沖器，則在必須引入另外的緩沖器級(jí)之前，該樹能被擴(kuò)展到包括n個(gè)葉片緩沖器和由此而得的n×n行。
參見(jiàn)圖5，該圖說(shuō)明根據(jù)圖3的矩陣的進(jìn)一步改進(jìn)的樹型結(jié)構(gòu)之一，具有相同列數(shù)的fifo緩沖器34也被空起來(lái)，以固定的帶寬分別降到下一個(gè)緩沖器(節(jié)點(diǎn))36和38，而且降到樹的根部，根部的fifo緩沖器被指定為42。樹的根部相應(yīng)于從矩陣輸出列的輸出。以這種方法，通過(guò)用一個(gè)合適數(shù)目節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展行的樹，無(wú)限大的矩陣基本上能被建立。
從圖5也明白，該列樹是如何根據(jù)矩陣中包括的行數(shù)擴(kuò)展的。兩個(gè)最低行30、32與圖3是相同的。
對(duì)于已知的分組交換機(jī)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，對(duì)矩陣中每行和列要求特定的帶寬。容易理解，它的優(yōu)點(diǎn)是在矩陣中比分別在行或列上有較大的帶寬，進(jìn)行空分交換。這樣做與在輸出端(根部)較大帶寬的分用相結(jié)合。這取決于這樣的一種事實(shí)，葉片數(shù)目增長(zhǎng)正比例于矩陣的平方，而分用在樹根部的fifo緩沖器數(shù)目為線性增長(zhǎng)。該結(jié)果是根據(jù)圖6的一種樹型結(jié)構(gòu)。
在圖6中葉片緩沖器48和節(jié)點(diǎn)緩沖器50之間的帶寬是兩倍大于矩陣的行上的和列的輸出的帶寬，葉片緩沖器48相應(yīng)于圖4中的緩沖器42、44。換句話說(shuō)，兩個(gè)列的信息量被空起來(lái)轉(zhuǎn)到每個(gè)緩沖器48。這就意味著，兩列的葉片和節(jié)點(diǎn)能被協(xié)調(diào)在一個(gè)和相同的樹內(nèi)(在較高“級(jí)”通過(guò)空分交換來(lái)進(jìn)行)。另一方面，樹的根部必須分別用fifo緩沖器52和54來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)于每一個(gè)屬于樹的列，即該根部必須包括一種分用功能，以56標(biāo)出。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)在方形交換矩陣的實(shí)現(xiàn)中，該結(jié)構(gòu)在前面的部分已原理性地表示出來(lái)了，非常需要在物理級(jí)的連接。所有的行應(yīng)當(dāng)被分布到所有行的交叉點(diǎn)而且列應(yīng)當(dāng)收集列的所有交叉點(diǎn)。這一點(diǎn)與在寬帶交換機(jī)中每行和列應(yīng)該錄載最高可能串行帶寬的要求結(jié)合起來(lái)而非常需要建立好的傳輸特性。
矩陣功能的功能部分分為兩個(gè)實(shí)現(xiàn)單元提供這些好的特性。參照?qǐng)D7，該功能在輸入單元60和交叉點(diǎn)單元62之間共享。該輸入單元60管理和終止進(jìn)入到行64上的串行比特流和變換這些比特流為更簡(jiǎn)單的并行格式，這可從傳輸能力的觀點(diǎn)看出。交叉點(diǎn)單元62執(zhí)行空分交換并緩沖在交叉點(diǎn)內(nèi)fifo緩沖器66內(nèi)的分組。經(jīng)并行接口它被連接到輸入單元。這兩個(gè)單元在一起構(gòu)成根據(jù)圖7的結(jié)構(gòu)，這里稱為“管子(pipe)”。
圖7中畫的管子的輪廓是一個(gè)基本的方塊。它能被用于實(shí)現(xiàn)交換矩陣。進(jìn)入到管子的串行比特流被連接到輸入單元60。它可能連接多達(dá)n個(gè)比特流，把這些比特流變換為并行格式并進(jìn)一步傳送出去到一個(gè)并行接口，朝向第一交叉點(diǎn)單元62。兩個(gè)交叉點(diǎn)單元之間的并行連接可是一種點(diǎn)至點(diǎn)的型式，這就意味著一個(gè)交叉點(diǎn)單元是一個(gè)連接的有源部分，即該并行連接進(jìn)入到和通過(guò)該交叉點(diǎn)單元。每個(gè)交叉點(diǎn)單元可包括一種放大功能。以這種方法在兩個(gè)單元62之間的連接上能得到非常好的傳輸特性。
管子的大小和長(zhǎng)度可隨提供的交叉點(diǎn)單元62的任意數(shù)目、輸出端的數(shù)目、圖中m的數(shù)目而變化，上述參數(shù)可任意地變化。
考慮到行和列帶寬的極大需要(200Mbit/s或更高的數(shù)量級(jí))，制造具有一個(gè)輸入單元和一個(gè)交叉點(diǎn)單元的管子單元獲得許多優(yōu)點(diǎn)。在這個(gè)大小的帶寬需要特殊的解決辦法，需要設(shè)計(jì)同步系統(tǒng)。
問(wèn)題是數(shù)據(jù)信號(hào)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的傳播時(shí)間，甚至對(duì)于短的傳輸通路，更確切地說(shuō)很塊超過(guò)了數(shù)據(jù)比特的脈沖寬度。因此，需要接收機(jī)能恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)相對(duì)于同步系統(tǒng)中參考時(shí)鐘的相位位置。
進(jìn)一步必須恢復(fù)分組(ATM-信元)的相位位置，該相位位置同樣地依賴于緩沖的分組，作為RAM基本緩沖器中的整個(gè)字?jǐn)?shù)。這兩種功能實(shí)現(xiàn)起來(lái)是相對(duì)昂貴的，主要是關(guān)于功率消耗和硅面積。因此，如果它們能被斷開(kāi)，作為一些單元的公共部分是有優(yōu)點(diǎn)的，制造成為圖7所示的管子單元。
因此，輸入單元60包括用于恢復(fù)的功能，一方面，恢復(fù)從n個(gè)連接來(lái)的數(shù)據(jù)流的相位位置，另一方面，恢復(fù)分組的界限并調(diào)整其相位位置，以便它們得到完全的字送到隨后的緩沖器中。這就可以用熟知的方法由人造工藝制造，因此，在這里無(wú)需進(jìn)一步詳細(xì)描述。提供任何的優(yōu)點(diǎn)是需要的，從傳輸?shù)挠^點(diǎn)來(lái)看，成功的接口是“簡(jiǎn)單的”，而且它們不破壞恢復(fù)的相位關(guān)系。同樣，這也由圖7所示的單元而獲得。因?yàn)樵撦斎雴卧徒徊纥c(diǎn)單元被放置在相同電路板上，它們能被放置在一個(gè)行內(nèi)，因此，電路至電路的距離變得很短，具有好的傳輸特性。
從圖8中顯現(xiàn)出了提供用于具有6個(gè)管子單元的2n×2n交換矩陣的樹型結(jié)構(gòu)的原理，在圖中僅僅表示了這些單元中的4個(gè)單元。通過(guò)使用設(shè)計(jì)的方法主要地確定劃分為管子單元，例如電路板的大小，電路板占據(jù)的空間，分別決定輸入和交叉點(diǎn)單元60和62的數(shù)目。當(dāng)管子單元的最大數(shù)目的輸入端和輸出端的最大數(shù)目限制其大小時(shí)，該圖描述了一種理想的關(guān)系。
更具體地說(shuō)，分配2n個(gè)行和2n個(gè)列，以便分配的行數(shù)分別在兩個(gè)管子-單元80和82之中。這兩個(gè)單元的每一個(gè)單元連接矩陣行的n和包括該矩陣葉片緩沖器的2n，因?yàn)樵诮粨Q矩陣中總共有4n個(gè)葉片緩沖器。
因此，一個(gè)列樹包括一個(gè)分別來(lái)自每個(gè)管子單元82和84的葉片緩沖器83和四列收集管子-單元的每一個(gè)的一個(gè)根部緩沖器，四列收集管子-單元僅表示出兩個(gè)，即88和90。由于最大n個(gè)輸入端至管子單元，這些列收集單元能最大提供n/2個(gè)根部緩沖器。
圖9是替換圖8的一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例不同于圖8，該實(shí)施例由短管子單元構(gòu)成矩陣的每個(gè)列樹。僅僅三個(gè)列樹分別表示為92、94和96。這些短的單元包括每個(gè)輸入單元98和具有根部緩沖器102的交叉點(diǎn)單元100。借助于每個(gè)短管子單元的幫助，在該樹中如果有的話能提供一些節(jié)點(diǎn)。如果來(lái)自葉片緩沖器的比特流的帶寬大于來(lái)自該根部緩沖器的帶寬，則用該短的管子來(lái)實(shí)現(xiàn)前面已經(jīng)描述的關(guān)于圖6的分用功能。
總之，矩陣的行和交叉點(diǎn)可用許多長(zhǎng)管子單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，該單元包括葉片緩沖器。這種管子的長(zhǎng)度與矩陣中行的數(shù)目相同，或者小于，這取決于葉片和列樹根部之間的帶寬是否大于行的帶寬或列樹根部輸出的帶寬。用短的管子實(shí)現(xiàn)樹中的根和可能的節(jié)點(diǎn)，該短管子連接來(lái)自葉片fifo緩沖器的串行比特流。如果從葉片來(lái)的比特流的帶寬大于從根部輸出的帶寬，也用短管子實(shí)現(xiàn)分用功能。因?yàn)橐彩窃跇涞母窟M(jìn)行地址解碼，用相同的管子單元來(lái)實(shí)現(xiàn)一些根部緩沖器是可能的。如果該單元僅利用一個(gè)根部緩沖器，在該級(jí)不需要進(jìn)行分組地址解碼，但僅僅對(duì)于分組是否出現(xiàn)進(jìn)行檢測(cè)，在這種情況下，該分組被復(fù)制到該緩沖器。
用這種任意的管子獲得具有模塊設(shè)計(jì)的交換矩陣，該矩陣能被擴(kuò)展到任意的大小。此外，借助于兩個(gè)實(shí)現(xiàn)單元能實(shí)現(xiàn)功能性，這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)的單元是與兩種集成電路相同的。
根據(jù)本發(fā)明提供的一種交換機(jī)，適用于根據(jù)ATM-標(biāo)準(zhǔn)(異步傳送模式)的分組。這種體系是不擁塞、可擴(kuò)展、解決爭(zhēng)用和控制多點(diǎn)連接的樹型。還能利用它以靈活和有效的方法對(duì)該技術(shù)改進(jìn)。
這些特性使這種體系非常適合實(shí)現(xiàn)用于寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的通用的ATM交換機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種分組交換機(jī)，具有包括互相交叉的輸入和輸出交換鏈路的交叉網(wǎng)絡(luò)的交換體系，其特征在于，上述輸出交換鏈路由許多樹型結(jié)構(gòu)組成，其每一個(gè)樹型結(jié)構(gòu)包括一個(gè)上緩沖級(jí)，該緩沖級(jí)包括用于分組進(jìn)入上述輸入鏈路的許多中間存儲(chǔ)緩沖器(34)，和一個(gè)下緩沖級(jí)，該下緩沖級(jí)具有至少一個(gè)輸出緩沖器(42)，該下緩沖級(jí)被連接用于接收上緩沖級(jí)的至少兩個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器內(nèi)的容量，并且它的輸出端構(gòu)成該輸出鏈路的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的分組交換機(jī)，其特征在于，上述輸出緩沖器(42)和上述上緩沖級(jí)的上述中間存儲(chǔ)緩沖器(34)之間的連接，通過(guò)具有另一個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器(36，38)的一個(gè)或多個(gè)中間級(jí)來(lái)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的分組交換機(jī)，其特征在于，上述上緩沖級(jí)的上述緩沖器(48)的每一個(gè)被連接，用于接收打算給至少兩個(gè)輸出鏈路的多個(gè)鏈路的每一個(gè)鏈路和作為這些輸出鏈路在分用單元(56)中安排的相應(yīng)的多個(gè)輸出緩沖器(52)的分組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一個(gè)權(quán)利要求，其特征在于，它的輸入端是分布在以并行安排的至少兩個(gè)矩陣模塊(20，22)的輸入端之中，它的每一個(gè)輸出朝向一個(gè)輸出鏈路，該輸出鏈路包括在上述上緩沖級(jí)上的一個(gè)中間緩沖器(34)，每一個(gè)矩陣模塊的所有輸入鏈路被公共連接，不同矩陣模塊的上述中間存儲(chǔ)緩沖器(34)的輸出，對(duì)每一個(gè)輸出朝向上述矩陣模塊的輸出鏈路，該模塊連接到一個(gè)公共的另一個(gè)緩沖器(36，38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的分組交換機(jī)，其特征在于，連接到交換機(jī)的一個(gè)公共輸出緩沖器(46)的上述另一個(gè)緩沖器(42)的輸出端作為交換機(jī)的每個(gè)輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任何一個(gè)權(quán)利要求，其特征在于交換機(jī)的交換功能分布在多個(gè)功能單元中的兩種類型之中，即，一方面，一個(gè)交叉輸入單元(62)包括一個(gè)存儲(chǔ)緩沖器(66)，且另一方面，一個(gè)輸入單元(60)終止串行的比特流和變換該格式為比較簡(jiǎn)單的內(nèi)部格式，從傳輸特性的觀點(diǎn)可看出，在上述輸入單元和一個(gè)或多個(gè)交叉單元之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的分組交換機(jī)，其特征在于，上述輸入單元(60)具有交換串行比特流為并行格式的功能，重建來(lái)自輸入鏈路比特流的相位位置，和恢復(fù)分組界限和這些相位位置的調(diào)整，以便它們落到隨后緩沖器內(nèi)的完全的字內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的分組交換機(jī)，其特征在于，設(shè)計(jì)包括許多輸入和輸出鏈路單元，每一個(gè)單元具有一個(gè)輸入單元和其后跟隨串接的許多交叉點(diǎn)單元，上述輸入鏈路單元的上述存儲(chǔ)緩沖器構(gòu)成上述上緩沖級(jí)中間存儲(chǔ)緩沖器，和上述輸出鏈路單元的上述存儲(chǔ)緩沖器構(gòu)成下緩沖級(jí)輸出緩沖器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分組交換機(jī)，具有包括互相交叉的輸入和輸出交換鏈路的交叉網(wǎng)絡(luò)的交換體系。輸出交換鏈路由許多樹型結(jié)構(gòu)組成，每個(gè)樹型結(jié)構(gòu)包括一個(gè)上緩沖級(jí)，該緩沖級(jí)包括用于分組進(jìn)入輸入鏈路的許多中間存儲(chǔ)緩沖器(34)，和一個(gè)下緩沖級(jí)，該下緩沖級(jí)具有至少一個(gè)輸出緩沖器(42)，該下緩沖級(jí)被連接用于接收上緩沖級(jí)的至少兩個(gè)中間存儲(chǔ)緩沖器內(nèi)的容量，并且它的輸出端構(gòu)成該輸出鏈路的輸出端。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1081054SQ9310679
公開(kāi)日1994年1月19日 申請(qǐng)日期1993年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月1日
發(fā)明者R·S·桑丁, P·A·M·李尤堡 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司