專利名稱：用來檢測異步傳輸方式接收包超時的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種用來在一個ATM(異步傳輸方式)通信控制器中為了接收在ATM網(wǎng)絡(luò)中形成為ATM單元的包而檢測接收包超時的方法和設(shè)備。
在一個B-ISDN(寬帶ISDN)數(shù)字信息多路傳輸系統(tǒng)中的ATM(異步傳輸方式)允許根據(jù)要傳輸?shù)男畔⒘坑行У靥幚恚驗(yàn)閭鬏敳僮鞑恍枰c網(wǎng)絡(luò)的比特率同步。因此ATM廣泛地應(yīng)用于高速、寬帶通信服務(wù)。


圖1顯示一個ATM網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，其中包括一個通過一組ATM交換22a至22c用來連接一組ATM終端21a至21c到一組ATM服務(wù)器20a和20b的ATM通信控制器。注意標(biāo)號23a至23f表示一些形成為ATM單元的包。
在每個ATM通信設(shè)備的發(fā)送一邊，如圖2所示，一個包被分離為一些每個單元由一個5個字節(jié)的字頭和一個48個字節(jié)的有效字節(jié)組成的ATM單元。然后這些ATM單元經(jīng)過一條線路傳送。每個ATM單元含有一個用于區(qū)別虛擬連接被稱作VPI/VCI的編號。利用這些編號，可以實(shí)現(xiàn)在發(fā)送終端與接收終端之間每個單元的通信。
在這樣一個ATM網(wǎng)絡(luò)中，在一個給定連接中包的單元因?yàn)橐恍┚€路或設(shè)備的不正?？梢匝訒r或取消傳送。在這種情況下，所有ATM的單元可以不到達(dá)接收端。由于這個原因，必須對ATM包的超時進(jìn)行檢測以終止對此連接的處理。
例如，如“本地ATM SAR芯片(NEASCOT-S10)μPD98401的‘用戶手冊’”描述，在一個ATM通信控制器的接收一邊，對于這樣一個ATM接收包的常規(guī)超時檢測部分是用于確定重新組裝ATM單元到一個包所需的時間，在硬件的監(jiān)視器監(jiān)視所用的監(jiān)視時間是否已經(jīng)超過了允許的時間，并且在檢測過程中通知超時的上層。
圖3是一個顯示ATM通信控制器結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
ATM通信控制器由一個具有ATM物理層功能的器件PHY28；一個用來基于在接收的ATM單元的字頭中VPI/VCI值執(zhí)行接收確定，執(zhí)行對一個VPI/VCI識別編號的變換(此后稱作VC)，檢測各種類型錯誤，以及重新組裝ATM單元到一個包的SAR(分離和重裝)接收部分24；一個執(zhí)行發(fā)送包的ATM單元分離和發(fā)送單元速率控制的SAR發(fā)送部分25；一個存儲在SAR接收部分24和SAR發(fā)送部分25中使用的各種信息(既，DMA的地址和第一單元的標(biāo)志)的控制存儲器27；以及一個相對于系統(tǒng)總線31被連接的SAR接收部分24、SAR發(fā)送部分25、CPU29、和系統(tǒng)存儲器30用來執(zhí)行接口控制的DMA控制器26等組成。
在接收到一個單元時，SAR接收部分24檢查字頭中的VPI/VCI的值。被接收承認(rèn)的接收單元有效負(fù)載由DMA控制器26讀取并且經(jīng)過系統(tǒng)總線31DMA-傳送到系統(tǒng)存儲器30。
圖4是一個顯示常規(guī)ATM接收包超時檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。
ATM接收包超時檢測設(shè)備包含在SAR接收部分24內(nèi)。這個設(shè)備包括一個用來設(shè)置允許超時時間的T1寄存器16，一個用來存儲用于接收最早啟動的VC的啟動時間的TS寄存器17，一個用來加T1寄存器16的值到TS寄存器17的值的加法器10，一個具有與系統(tǒng)總線31提供的系統(tǒng)時鐘19同步的增量計數(shù)器7的定時器部分6，以及用來比較加法器10輸出的值與定時器部分6的計數(shù)器值的比較器18。
控制存儲器27被分為幾個VCs單元的區(qū)域。每個VC信息都存在一個對應(yīng)的區(qū)域(以后稱作VC表)。在VC表15a到15c的每個中與超時檢測有關(guān)的參量都包括用于進(jìn)行超時檢測和連接相應(yīng)的VC到連接表的正位、一個包的接收啟動時間，即該包的第一個單元的到達(dá)時間(TS)、和用來形成連接表的向前/向后的指針(EP/BP)。
SAR接收部分24還包括用來分離一個接收單元的字頭和有效字節(jié)的字頭/有效字節(jié)分離部分11，一個用來變換從接收單元字頭提取的VPI/VCI到一個相應(yīng)VC的VPI/VCI-VC變換器，以及一個用來直到執(zhí)行DMA為止存儲接收單元的有效字節(jié)的接收數(shù)據(jù)FIFO(先進(jìn)先出)13。
下面將描述圖4所示常規(guī)超時檢測設(shè)備的工作。
接收包的超時通過利用對應(yīng)表中的向前/向后指針(FP/BP)形成一個連接表進(jìn)行檢測的。在這些指針中，使接收早啟動和使接收晚啟動的VC編號都分別被存儲。
當(dāng)接收一個單元時，E位從對應(yīng)于接收VC的VC表中讀出。如果該E位被置位和該單元是一個新包的字頭，則接收VC被寫在對應(yīng)這個VC的VC表的TS區(qū)域中同時定時器部分6在這個時間點(diǎn)的計數(shù)值被認(rèn)為是當(dāng)前時間。例如，如果這個連接表沒有VC，該接收VC在這個時刻寫在TS寄存器17中。在VC表中的指針更新后，這個VC被加到連接表的末端。即，“最早啟動接收的VC”總是在連接表的表首，而“最晚啟動接收的VC”被連接到連接表的末端。
如果該包的最后一個單元在對T1寄存器16設(shè)置的超時允許時間內(nèi)到達(dá)，則相對應(yīng)VC和VC前后的指針被更新，并且這個指針從連接表誰移走。例如，如果“最早啟動接收的VC”被從連接表中刪除，TS寄存器17用要連接的下一個接收起始時間重寫。
因此一個超時首先從連接表表首的VC檢測出來，即，“最早啟動接收的VC”。由于這個原因，相加器10通過把這個寫在TS寄存器17的VC的接收起始時間與設(shè)置在T1寄存器16中的超時允許時間相加所獲得的值被輸入比較器18的輸入端A，同時定時器部分6描述當(dāng)前時間的計數(shù)值被輸入到比較器18的輸入端B。通過比較這兩個值檢測超時。如果到比較器輸入端A和B的輸入是彼此相等，則一個超時從“最早啟動接收的VC”中檢測出。
然而，在上述常規(guī)檢測設(shè)備中，超時檢測不能夠根據(jù)單元速率或每個VC中包的長度進(jìn)行。假設(shè)在如圖4的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過各個VC合適接收包后用于重新組裝所需的時間周期對于Vci是2毫秒，對VCj是4毫秒，以及對VCk是8毫秒。在這種情況下，超時允許時間必須設(shè)置為8毫秒。因此，即使通過VCi接收一個包用5毫秒，也不會檢測到超時。此外，即使一個單元實(shí)際上從VCi拋棄并且接收沒有完成，在8毫秒的間隔以前也不能夠檢測到超時。即，精確的超時檢測不能夠在VCs的單元執(zhí)行。
這是因?yàn)閷τ谙鄳?yīng)一組VCs的一個接收包僅有一個值可以設(shè)置為超時允許時間。
本發(fā)明已經(jīng)考慮已有技術(shù)的上述問題，目的是提供一種在包重新組裝期間能夠精確地執(zhí)行在接收VCs單元中超時檢測的方法和設(shè)備，即，根據(jù)ATM接收控制器中每個接收VC的單元速率和包長度，第一單元的接收和最后一單元之間的時間間隔。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一基本方面，提供一種包含采用一個CAM(存儲信息可尋址存儲器)檢測ATM接收包超時的ATM接收包超時檢測方法。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個基本方面，提供一種ATM接收包超時檢測設(shè)備，該設(shè)備包括(a)一個由用來根據(jù)寫/查找方式切換輸入數(shù)據(jù)的選擇器、一個寄存超時檢測時間的單元陣列、一個從接收的VC中解碼該單元陣列內(nèi)容的讀/寫地址的地址解碼器、以及一個基于單元陣列的輸出用于輸出一個符合信號和一個符合地址的優(yōu)先權(quán)解碼器等組成的CAM,(b)一個寫/查詢方式切換部分，(c)一個具有與系統(tǒng)總線提供的系統(tǒng)時鐘同步增量計數(shù)器的定時器部分，以及(d)一個用來將每個VC的超時允許時間與計數(shù)部分的計數(shù)值相加的相加器。
根據(jù)本發(fā)明，在每個接收VC中可以進(jìn)行超時檢測的一位和對于接收包的超時允許時間都是可以設(shè)置的，在VCs的單元中，在每個區(qū)域中存儲對應(yīng)的VC信息。
從各個方面明顯看出，本發(fā)明的第一個作用是根據(jù)每個接收VC的單元速率和包長度能夠在VCs單元中精確地執(zhí)行ATM包的超時檢測。這是因?yàn)閷σ粋€ATM接收包的超時允許時間可以在接收VCs的單元中設(shè)置。例如，如果經(jīng)過各個VCs對包的合適接收后重新組裝所需時間的周期分別對Vci是2毫秒，對VCj是4毫秒，和對VCk是8毫秒，對于各個VCs的超時允許時間可以分別設(shè)置為2毫秒，4毫秒，8毫秒。
本發(fā)明的第二個作用是因?yàn)槌瑫r檢測部分使用了CAM，所以超時檢測部分的電路尺寸能夠做的小。
基于參照下面的詳細(xì)描述和所提實(shí)施例的附圖以及結(jié)合采用圖解例子顯示的本發(fā)明原理，本發(fā)明上述的以及其它的目的，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)對于那些技術(shù)熟練的人將變得更清楚。
圖1描述了應(yīng)用本發(fā)明和已有技術(shù)的ATM通信設(shè)備形成的ATM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方框圖；圖2A至2C是描述如何分解一個包到ATM單元的方框圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明和已有技術(shù)的ATM通信設(shè)備的實(shí)例方框圖；圖4顯示一個常規(guī)超時檢測設(shè)備結(jié)構(gòu)例子的方框圖；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例超時檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6描述了圖1中本發(fā)明的第一實(shí)施例的工作流程圖；圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例超時檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖；下面將參照附圖描述本發(fā)明的幾個實(shí)施例。
圖5為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的超時檢測設(shè)備方框圖。
圖5中所示的ATM接收包超時檢測設(shè)備是安裝在圖3中ATM通信控制器的SAR接收部分24中。這個設(shè)備由一個用來根據(jù)寫/查找方式切換輸入數(shù)據(jù)的選擇器構(gòu)成的CAM1、一個寄存超時檢測次數(shù)的單元陣列3、一個從接收的VC中解碼該單元陣列內(nèi)容的讀/寫地址的地址解碼器4、以及一個基于單元陣列3的輸出用來輸出一個符合信號和一個符合地址的優(yōu)先權(quán)解碼器5、一個寫/查詢方式切換部分9、一個具有與系統(tǒng)總線31提供的系統(tǒng)時鐘19同步增量計數(shù)器7的定時器部分6、以及一個用來將每個VC的超時允許時間與定時器部分6的計數(shù)值相加的相加器10等組成。
控制存儲器27分為一些VCs單元的區(qū)域以在每個區(qū)域存儲VC信息。在VC表14a到14c中與超時檢測有關(guān)的參數(shù)都包括用于使能進(jìn)行超時檢測的E位和對一個接收包的超時允許時間(T1)。
SAR接收部分24還包括一個用來分離一個接收單元的字頭和有效字節(jié)的字節(jié)/有效字節(jié)分離部分11，一個用來變換從接收單元字頭提取的VPI/VCI到相應(yīng)的VC的VPI/VCI-VC變換器12，以及一個用來存儲接收單元的有效字節(jié)直到執(zhí)行DMA的接收數(shù)據(jù)FIFO13。
下面將描述本實(shí)施例的工作。
在本發(fā)明中，接收包的超時用CAM來檢測。CAM是一個存儲信息可尋址的存儲器。當(dāng)存儲在單元陣列的數(shù)據(jù)與以一個查詢模式輸入的數(shù)據(jù)符合時，該存儲器與一個符合信號一起輸出該數(shù)據(jù)存儲的地址。
圖6是描述第一實(shí)施例工作的一個流程圖。
當(dāng)SAR接收部分24接收一個單元時，E位和超時允許時間都從存儲在控制存儲器27的VC表中讀出并與接收VC相對應(yīng)(步驟S2和S3)。如果確定E位是沒有置位(步驟S4)，接下來等待接收一個單元。如果E位被置位，則檢查該接收單元是否是該包的最后一個單元(步驟S5)。如果接收單元是最后一個單元，即在超時允許時間內(nèi)已經(jīng)到達(dá)的包的最后一個單元，CAM1就切換到寫方式(S11)。然后單元陣列3中的E位被清除，并且這個VC中的超時檢測結(jié)束(S12)。如果接收單元不是最后一個單元，再檢查是否是第一個單元(步驟6)。如果接收單元不是第一個單元，接下來再等待接收一個單元。如果接收單元是第一個單元，CAM1就切換到寫方式(S7)。然后，超時檢測時間，即將第一單元的接收時間(TS)與超時允許時間(T1)相加所獲得的值和E位都寄存在CAM的單元陣列3中(步驟S8)。然后CAM1切換到查詢方式(步驟S1)。
在CAM1的查詢方式中，由將“1”加到定時器部分6表示當(dāng)前時間計數(shù)值的最高有效位而獲得的值以查詢方式輸入。該值用于避免在單元陣列中E位清除后的重復(fù)檢測。如果輸入查詢方式符合寄存在單元陣列3中的超時時間，這就意味著在VC中對應(yīng)于復(fù)合地址的一個超時被檢測到(步驟S9和S10)。如果檢測到一個超時，CAM1就切換到寫方式(S11)。然后單元陣列3中的E位被清除，并且這個VC中的超時檢測完成(S12)。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，因?yàn)橛糜诟鱾€VCs接收包的超時允許時間(T1)可以在控制存儲器27的VC表14a到14b中置位，超時檢測能夠根據(jù)每個VC中單元速率和包的長度在VCs單元中精確地執(zhí)行。此外，因?yàn)镃AM可以使用，集成是很容易的使超時檢測電路的電路尺寸減小。
圖7是一個根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的超時檢測設(shè)備方框圖。
參照圖7，這個實(shí)施例包括一個用來選擇從系統(tǒng)總線31提供的系統(tǒng)時鐘19的選擇器32并從一個k-頻率分頻電路33，一個m-頻率分頻電路34，以及一個n-頻率分頻電路35(K、M和n為正整數(shù))輸出。定時器部分6的計數(shù)值與選擇器32的輸出信號同步增加。第二實(shí)施例其余部分與圖5所示第一實(shí)施例的是相同的。
在低速率或長包時完成接收一個包要花時間。由于這個原因，如定時器部分6的計時器7、CAM的單元陣列3、以及每個VC表中超時允許時間區(qū)域的比特寬度都必須增加。例如，如果這些區(qū)域的比特寬度是16比特，系統(tǒng)時鐘19是33MHz，一個單元時間是30ns，而最大允許超時檢測時間是2ms。即，對于一個包需要10ms才能接收完成的超時檢測是不能夠?qū)崿F(xiàn)的。因此，要實(shí)現(xiàn)超時檢測，每個區(qū)域的比特寬度必須增加3個比特。
在第二實(shí)施例中，因?yàn)槟軌蚶妹總€分頻電路和計時器分辨率選擇碼來分頻系統(tǒng)時鐘19獲得的信號增加定時器部分6的計數(shù)值，一個單元時間能夠加長。這就消除了針對在低速率或長包情況下接收包時對每個區(qū)域增加比特寬度的需求。當(dāng)一個需要10ms才能接收完成的包被接收時，超時檢測能夠通過用6分頻系統(tǒng)時鐘19獲得的選擇信號實(shí)現(xiàn)。
除了第一實(shí)施例的效果外，第二實(shí)施例也能夠解決低速率或長包的包接收，因?yàn)橛嫊r器部分的增加單元時間可以通過分頻系統(tǒng)時鐘而加長。更進(jìn)一步，第二實(shí)施例能夠減小諸如計時器部分中計數(shù)器區(qū)域?qū)挾?、CAM的單元陣列，和每個VC表中的超時允許時間區(qū)域的比特寬度。
權(quán)利要求
1．一種ATM接收包超時檢測方法，其特征在于包括利用ATM通信控制器接收一邊的CAM來檢測一個ATM接收包的超時。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于每個接收VC中能進(jìn)行超時檢測的一個位和用于接收包的超時允許時間都可在VC的單元內(nèi)(存儲每個接收VC信息的區(qū)域內(nèi))被設(shè)置。
3．一種ATM接收包超時檢測設(shè)備包括(a)一個由用來根據(jù)寫/查找方式切換輸入數(shù)據(jù)的選擇器、一個寄存超時檢測時間的單元陣列、一個從接收的VC中解碼該單元陣列內(nèi)容的讀/寫地址的地址解碼器、以及一個基于所述單元陣列的輸出用于輸出一個符合信號和一個符合地址的優(yōu)先權(quán)解碼器組成的CAM；(b)一個寫/查詢方式切換部分；(c)一個具有與系統(tǒng)總線提供的系統(tǒng)時鐘同步增量計數(shù)器的定時器部分；以及(d)一個用來將每個VC的超時允許時間與計數(shù)部分的計數(shù)值相加的相加器。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括分頻系統(tǒng)時鐘的部件和為了增加所述計時器部分的計數(shù)值依據(jù)外加的時間分辨率選擇碼來選擇一個信號的選擇器，并且能夠控制所述計時器部分的單位時間。
5．一個ATM通信控制器，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求4定義的所述超時檢測設(shè)備。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制器，其特征在于還包含由多個VC表構(gòu)成的控制存儲器，在VC表中，用于在接收VC中進(jìn)行超時檢測的位和用于接收包的超時允許時間被存在VC單元中。
全文摘要
在一種ATM接收包超時檢測方法中,ATM接收包的超時是采用ATM通信控制器的接收邊的一個CAM來檢測的。一個ATM接收包超時檢測設(shè)備包括一個CAM、一個寫/查詢方式切換部分、一個計時器部分、和一個相加器。該CAM是由選擇器,一個寄存超時檢測時間在內(nèi)的單元陣列,一個地址解碼器,以及一個優(yōu)先權(quán)解碼器構(gòu)成。計時器部分有一個與從系統(tǒng)總線邊提供的系統(tǒng)時鐘同步增加的計時器。相加器用于將每個VC的超時允許時間與計時器部分的計數(shù)值相加。
文檔編號H04Q11/04GK1213916SQ9811767
公開日1999年4月14日 申請日期1998年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日
發(fā)明者大金祥二 申請人:日本電氣株式會社