JPS6211344A - 高速パケツト交換装置 - Google Patents
高速パケツト交換装置Info
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- JPS6211344A JPS6211344A JP61147981A JP14798186A JPS6211344A JP S6211344 A JPS6211344 A JP S6211344A JP 61147981 A JP61147981 A JP 61147981A JP 14798186 A JP14798186 A JP 14798186A JP S6211344 A JPS6211344 A JP S6211344A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L49/00—Packet switching elements
- H04L49/20—Support for services
- H04L49/205—Quality of Service based
- H04L49/206—Real Time traffic
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/54—Store-and-forward switching systems
- H04L12/56—Packet switching systems
- H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
- H04L2012/5638—Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
- H04L2012/5646—Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
- H04L2012/5649—Cell delay or jitter
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L49/00—Packet switching elements
- H04L49/30—Peripheral units, e.g. input or output ports
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L49/00—Packet switching elements
- H04L49/55—Prevention, detection or correction of errors
- H04L49/557—Error correction, e.g. fault recovery or fault tolerance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、高速パケット交換を利用したデジタル通信
ネットワークの分野に関するものである。
ネットワークの分野に関するものである。
詳しくは、音声パケットを切換えるネットワークにおけ
る遅延を最小にするために適した高速パケットの切換用
回線装置に関するものである。
る遅延を最小にするために適した高速パケットの切換用
回線装置に関するものである。
従来技術
典型的なパケット交換データ通信ネットワークは、第1
図に示されているように相互に連結された多数のノード
からなっている。第1図の単純なネットワークにはノー
ド1O112,14,16,18,20が含まれている
。各ノードは多数のインプットノード22.24.26
.28.30.32.34.36.38を含んでいる。
図に示されているように相互に連結された多数のノード
からなっている。第1図の単純なネットワークにはノー
ド1O112,14,16,18,20が含まれている
。各ノードは多数のインプットノード22.24.26
.28.30.32.34.36.38を含んでいる。
各ノードは、またアウトプットポート40.42.44
.46.48.50.52を含んでいる。ノードは、6
0.62.64.66.68.70,72.74.76
のようなワイヤ伝送回線となる複数個のリンクによって
連結されている。このようなネットワークは、技術上周
知のようにデータ情報または音声情報の双方向性の通信
に適している。第1図においては、一方向だけの通信経
路が図示されているが、これは明確化のためであり、対
応するアウトプットポートが各インプットポートに対し
て存在し、逆にインプットポートが各アウトプットポー
トに対し存在する。
.46.48.50.52を含んでいる。ノードは、6
0.62.64.66.68.70,72.74.76
のようなワイヤ伝送回線となる複数個のリンクによって
連結されている。このようなネットワークは、技術上周
知のようにデータ情報または音声情報の双方向性の通信
に適している。第1図においては、一方向だけの通信経
路が図示されているが、これは明確化のためであり、対
応するアウトプットポートが各インプットポートに対し
て存在し、逆にインプットポートが各アウトプットポー
トに対し存在する。
このネットワークの各ノードはこのネットワークの一人
またはそれ以上のユーザーに接続されている。このよう
に、ネットワーク内でノードからノードへ流れるパケッ
トは多数のユーザーへ宛てられ、単一のノードにその中
の多数のユーザーを接続することができる。
またはそれ以上のユーザーに接続されている。このよう
に、ネットワーク内でノードからノードへ流れるパケッ
トは多数のユーザーへ宛てられ、単一のノードにその中
の多数のユーザーを接続することができる。
たとえば、ノード20宛のパケットが、ノード10のイ
ンプットポート22へ入力された場合、ノード10とノ
ード20の間を仮想的に接続するために多数の実行可能
な経路を使用することができる。たとえば、そのパケッ
トはノードlOからノード12へ流れ、続いて最終宛先
であるノード20へ流れる。そのパケットはノードlO
からノード16.18.20へと流れることもできる。
ンプットポート22へ入力された場合、ノード10とノ
ード20の間を仮想的に接続するために多数の実行可能
な経路を使用することができる。たとえば、そのパケッ
トはノードlOからノード12へ流れ、続いて最終宛先
であるノード20へ流れる。そのパケットはノードlO
からノード16.18.20へと流れることもできる。
多数の経路を使ってノード10からノード20への仮想
回路を完成することができることは明らか上にも、ダイ
ナミックなロード割当を可能にする上でも有効である。
回路を完成することができることは明らか上にも、ダイ
ナミックなロード割当を可能にする上でも有効である。
どのルートをそのパケットが採用すべきかを決定するか
については色々な処理方式が知られている。代表的なも
のでは、経路表が、ネットワークの統計的なローディン
グを分析することによって確立される。ネットワークが
故障した場合、経路表を変更し、異った経路を採用して
その故障を回避する。たとえば、もし通常、ノードIO
からノード20へ宛てられたパケットがノード12を通
って送られた場合、トランク62内の故障は、経路表を
変更してパケットをノード18、その後ノード20へ送
るようにすることによって処理することができる。経路
表は、ダイナミックロードのバランスを行うために連続
的に変更することができる。もちろん、フラッドルーテ
ィング(flood routing )のような他の
経路指定も使用することができる。
については色々な処理方式が知られている。代表的なも
のでは、経路表が、ネットワークの統計的なローディン
グを分析することによって確立される。ネットワークが
故障した場合、経路表を変更し、異った経路を採用して
その故障を回避する。たとえば、もし通常、ノードIO
からノード20へ宛てられたパケットがノード12を通
って送られた場合、トランク62内の故障は、経路表を
変更してパケットをノード18、その後ノード20へ送
るようにすることによって処理することができる。経路
表は、ダイナミックロードのバランスを行うために連続
的に変更することができる。もちろん、フラッドルーテ
ィング(flood routing )のような他の
経路指定も使用することができる。
通常のパケット交換ネットワークにおいては、各ノード
は個々に送られてくる入力パケットを見転送されるべき
かを決定する。これは、従来の技術を用いた場合時間の
かかるプロセスであった。
は個々に送られてくる入力パケットを見転送されるべき
かを決定する。これは、従来の技術を用いた場合時間の
かかるプロセスであった。
パケットがデジタル化された音声を含む場合、その音声
のパケットがノードを通過する際に生ずる遅れは、パケ
ットの最終宛先において受入れがたい音質の低下をもた
らす。それ故特に音声パケットを処理するシステムにお
いては、各ノードで起った遅延を許容範囲内にとどめて
おくことが、不可決である。この遅延が、音声をパケッ
ト交換する際の重要な問題の−っである。
のパケットがノードを通過する際に生ずる遅れは、パケ
ットの最終宛先において受入れがたい音質の低下をもた
らす。それ故特に音声パケットを処理するシステムにお
いては、各ノードで起った遅延を許容範囲内にとどめて
おくことが、不可決である。この遅延が、音声をパケッ
ト交換する際の重要な問題の−っである。
従来のパケット交換システムにおいては、入力パケット
は、次のノードへ送られる前にコンピュータによる分析
のために大きなバッファ内で積み重ねることができる。
は、次のノードへ送られる前にコンピュータによる分析
のために大きなバッファ内で積み重ねることができる。
この技術は、音声パケットの送信や高速のデータパケッ
ト送信、例えば、ファイバー光学素子のようなメディア
を通してデータの超高速伝送を利用するシステムに用い
ることは不向きである。上述の様な場合、パケットがノ
ードを通過する瞬時にパケット交換を果たす必要がある
。すなわち、パケットが各ノード内で超高速で処理され
なければ、ネットワークの混雑が生じる。1秒当たり数
ギガビット程度の速度で伝送する場合は、パケットを送
るだめの詳細なコンピュータ分析や、伝送速度に遅れが
生ずる技術を全く含まない、単純なハードウェアが好ま
しいことは自明である。この発明の技術およびハードウ
ェアを利用すれば、低コストで前記の問題の解決を図る
ことができる。
ト送信、例えば、ファイバー光学素子のようなメディア
を通してデータの超高速伝送を利用するシステムに用い
ることは不向きである。上述の様な場合、パケットがノ
ードを通過する瞬時にパケット交換を果たす必要がある
。すなわち、パケットが各ノード内で超高速で処理され
なければ、ネットワークの混雑が生じる。1秒当たり数
ギガビット程度の速度で伝送する場合は、パケットを送
るだめの詳細なコンピュータ分析や、伝送速度に遅れが
生ずる技術を全く含まない、単純なハードウェアが好ま
しいことは自明である。この発明の技術およびハードウ
ェアを利用すれば、低コストで前記の問題の解決を図る
ことができる。
発明の要約
この発明の目的は、シリアル伝送データに対する改良さ
れたスイッチング回路の提供にある。
れたスイッチング回路の提供にある。
また、他の目的は、パケットへの伝送を最小にする高速
スイッチング回路の提供にある。
スイッチング回路の提供にある。
また、他の目的は、パケット化された音声に対するスイ
ッチング装置の提供にある。
ッチング装置の提供にある。
また、更に他の目的は、高速データパケットネットワー
クに対する低コストのスイッチング装置を提供すること
にある。
クに対する低コストのスイッチング装置を提供すること
にある。
この発明の他の目的は、下記の説明に鑑みれば当業者に
とっては明らかとなろう。この発明の一実施例において
、入力シリアルデータを複数個の出力ラインの一つに送
る回路装置が備わっている。入力シリアルデータは、前
記複数個の出力ラインのどの一つから出力されるべきか
を指示するNビットのアドレスを含むヘッダを有する。
とっては明らかとなろう。この発明の一実施例において
、入力シリアルデータを複数個の出力ラインの一つに送
る回路装置が備わっている。入力シリアルデータは、前
記複数個の出力ラインのどの一つから出力されるべきか
を指示するNビットのアドレスを含むヘッダを有する。
前記回路装置は、N段階を有するシフトレジスタ、シリ
アルデータを受信するためのインプッと、およびシフト
されたデータを供給するためのアウトプットを含んでい
る。N段階のそれぞれと並列メモリアウトプットとに連
結された並列アドレスワードインプットは、シフトされ
たアウトプットを受信するためのスイッチング回路に連
結されている。
アルデータを受信するためのインプッと、およびシフト
されたデータを供給するためのアウトプットを含んでい
る。N段階のそれぞれと並列メモリアウトプットとに連
結された並列アドレスワードインプットは、シフトされ
たアウトプットを受信するためのスイッチング回路に連
結されている。
スイッチングサーキットは並列メモリアウトプットに応
答する。該並列メモリアウトプットは、シフトされたデ
ータの伝送のための複数個の出外ポートの一つを選択す
るためのものである。
答する。該並列メモリアウトプットは、シフトされたデ
ータの伝送のための複数個の出外ポートの一つを選択す
るためのものである。
以下、添付図に従い、この発明の構成、作用、目的およ
び効果を詳述する。
び効果を詳述する。
実施例
”It Q I+’711− IJ + !し1.【六
44h h −、、t r−r −b M ? Ml
hhなノードが示されており、これを数字100で示し
である。ノード100には、インプットポート102と
、該インプットポート102に択一的に接続されるアウ
トプットポート104.106、・・・lO8が含まれ
ている。この発明の好ましい実施例においては、どのイ
ンプットも15個あるアウトポートの何れにも択一的に
連結されるが、ポートの数を増やしたり減らしたりする
ことができるのでこれに限定されるものではない。イン
プットポート102に対応するのはアウトプットポート
112である。同様にアウトプットポート114.11
B、・・・ 118はそれぞれインプットポート104
.106、・・・ 108に対応する。当業者にとって
は容易に理解できるように、この発明のスイッチング回
路は16回重複され、第2図のノードlOO用の完全な
スイッチングハードウェアが形成さ札る。また、ノード
100はアウトプットポート 112.114.116
、・・・ 118のうちの一つまたはそれ以上を通じて
、データをローカルユーザーに供給することも理解する
ことができる。
44h h −、、t r−r −b M ? Ml
hhなノードが示されており、これを数字100で示し
である。ノード100には、インプットポート102と
、該インプットポート102に択一的に接続されるアウ
トプットポート104.106、・・・lO8が含まれ
ている。この発明の好ましい実施例においては、どのイ
ンプットも15個あるアウトポートの何れにも択一的に
連結されるが、ポートの数を増やしたり減らしたりする
ことができるのでこれに限定されるものではない。イン
プットポート102に対応するのはアウトプットポート
112である。同様にアウトプットポート114.11
B、・・・ 118はそれぞれインプットポート104
.106、・・・ 108に対応する。当業者にとって
は容易に理解できるように、この発明のスイッチング回
路は16回重複され、第2図のノードlOO用の完全な
スイッチングハードウェアが形成さ札る。また、ノード
100はアウトプットポート 112.114.116
、・・・ 118のうちの一つまたはそれ以上を通じて
、データをローカルユーザーに供給することも理解する
ことができる。
ノードlOOは、第3図に示されているフォーマットで
、データパケットまたは音声パケットまたは他のタイプ
のパケットをスイッチするために用いられる。総じて、
この発明に関連して用いられるパケットに対して基本的
な要求事項は、各パケットまたはパケットのグループは
、パケットが最終的に宛てられるノードを指示する宛先
アドレスを含むヘッダを有することである。これはパケ
ット化された通信ネットワークのための通常の条件であ
る。ヘッダは、同期シグナル、システムコントロールビ
ットまたはワード、およびソースアドレス等もまた含む
ことができる。超高速ネットワークにおいては、システ
ムの個々の必要性によって決定される短期間あけてパケ
ットを区切ることが望ましく、これにより、パケットが
オーバーラツプするのを防止することができる。第3図
に示すパケットのヘッダ部分には、その一番先頭に同期
信号を含むものとし、又、後続のデータフィールドには
、2進データまたはディジタル化された音声を、パリテ
ィ情報と共に含む。好ましい実施例では、宛先アドレス
は、最高4096まで最終宛先を許容する12ビツトの
2進ワードからなる。
、データパケットまたは音声パケットまたは他のタイプ
のパケットをスイッチするために用いられる。総じて、
この発明に関連して用いられるパケットに対して基本的
な要求事項は、各パケットまたはパケットのグループは
、パケットが最終的に宛てられるノードを指示する宛先
アドレスを含むヘッダを有することである。これはパケ
ット化された通信ネットワークのための通常の条件であ
る。ヘッダは、同期シグナル、システムコントロールビ
ットまたはワード、およびソースアドレス等もまた含む
ことができる。超高速ネットワークにおいては、システ
ムの個々の必要性によって決定される短期間あけてパケ
ットを区切ることが望ましく、これにより、パケットが
オーバーラツプするのを防止することができる。第3図
に示すパケットのヘッダ部分には、その一番先頭に同期
信号を含むものとし、又、後続のデータフィールドには
、2進データまたはディジタル化された音声を、パリテ
ィ情報と共に含む。好ましい実施例では、宛先アドレス
は、最高4096まで最終宛先を許容する12ビツトの
2進ワードからなる。
Nビットの宛先アドレスは2Nの宛先を区別することが
可能であるので、もちろん、この発明は、12ビツトの
宛先アドレスを用いたシステムに限定されるものではな
い。また、この発明は、前記のように2進に限定される
ものではなく、どんな選択された論理システムにおいて
も実現できる。
可能であるので、もちろん、この発明は、12ビツトの
宛先アドレスを用いたシステムに限定されるものではな
い。また、この発明は、前記のように2進に限定される
ものではなく、どんな選択された論理システムにおいて
も実現できる。
第4図には、この発明の構成図が示されている。
インプット102はシフトレジスタ120に連結される
。該シフトレジスタは、12ビツトのシリアル−イン・
パラレル−アウトのシフトレジスタであるのが好ましい
。インプット 102は、クロック情報を入力データパ
ケットから回復させたり、第4図のネットワーク全体を
同期させるのに用いられる一タイミング回路122にも
連結されている。タイミング回路122は、タイミング
回路122の設計次第によりシフトレジスタ120のシ
フトされたアウトプットを受信することが可能である。
。該シフトレジスタは、12ビツトのシリアル−イン・
パラレル−アウトのシフトレジスタであるのが好ましい
。インプット 102は、クロック情報を入力データパ
ケットから回復させたり、第4図のネットワーク全体を
同期させるのに用いられる一タイミング回路122にも
連結されている。タイミング回路122は、タイミング
回路122の設計次第によりシフトレジスタ120のシ
フトされたアウトプットを受信することが可能である。
タイミング回路122はクロック信号をシフトレジスタ
120へ送り、シフトレジスタ120でのデータシフト
を実行せしめる。タイミング回路122は、シフトレジ
スタ120の12ビツトの並列アウトプットに連結され
る1組のラッチ124にも連結されている。タイミング
回路122は、シフトレジスタ120内に宛先アドレス
が完全な形で存在していることを検出し、更にそれを信
号で知らせ、その宛先アドレスをラッチ124にラッチ
するためにラッチ124をストローブする。タイミング
回路122を設ける技術は、公知である。タイミング回
路!22には、フェーズをロックされたループ技術、お
よびデータからタイミングを抽出する相関技術を用いて
構成することができるが、必ずしもそれらを用いなくて
もよい。好ましい実施例では、ラッチ124は、4に×
4のRAMのアドレスインプットに連結されている。
120へ送り、シフトレジスタ120でのデータシフト
を実行せしめる。タイミング回路122は、シフトレジ
スタ120の12ビツトの並列アウトプットに連結され
る1組のラッチ124にも連結されている。タイミング
回路122は、シフトレジスタ120内に宛先アドレス
が完全な形で存在していることを検出し、更にそれを信
号で知らせ、その宛先アドレスをラッチ124にラッチ
するためにラッチ124をストローブする。タイミング
回路122を設ける技術は、公知である。タイミング回
路!22には、フェーズをロックされたループ技術、お
よびデータからタイミングを抽出する相関技術を用いて
構成することができるが、必ずしもそれらを用いなくて
もよい。好ましい実施例では、ラッチ124は、4に×
4のRAMのアドレスインプットに連結されている。
好ましい実施例では、パケットのルーティン)f /
−−、、+ ニー、、’+14m k−0a、r−亦
1丁−ys”bt’kAr−AV×4のランダムアクセ
スメモリを利用するが、リードオンリメモリおよび消去
可能なリードオンリメモリのような他の種々のメモリが
この発明の別の変形例での使用に適している場合もある
。また、異ったサイズと形式のメモリによりアプリケー
ションも変わる。たとえば、一度に一つ以上のアウトプ
ットラインが選択された場合は、4に×5ビットのRA
Mがより適している。このことは、下記の説明からより
明らかとなるであろう。ラッチ124によってアドレス
指定される時は、RAMの内容の適切なアウトプットの
タイミングを行うために、RAM126もまたタイミン
グ回路122に連結することが望ましい。このことは当
業者にとっては明らかであろう。
−−、、+ ニー、、’+14m k−0a、r−亦
1丁−ys”bt’kAr−AV×4のランダムアクセ
スメモリを利用するが、リードオンリメモリおよび消去
可能なリードオンリメモリのような他の種々のメモリが
この発明の別の変形例での使用に適している場合もある
。また、異ったサイズと形式のメモリによりアプリケー
ションも変わる。たとえば、一度に一つ以上のアウトプ
ットラインが選択された場合は、4に×5ビットのRA
Mがより適している。このことは、下記の説明からより
明らかとなるであろう。ラッチ124によってアドレス
指定される時は、RAMの内容の適切なアウトプットの
タイミングを行うために、RAM126もまたタイミン
グ回路122に連結することが望ましい。このことは当
業者にとっては明らかであろう。
好ましい実施例は2進であるが、RAM 126の4ビ
ツトのアウトプットは、デコーディング回路128(ご
連結され、RAM126の4ビット信号の内容によりデ
コーディング回路128の16個のアウトプットの一つ
から信号が出力される。
ツトのアウトプットは、デコーディング回路128(ご
連結され、RAM126の4ビット信号の内容によりデ
コーディング回路128の16個のアウトプットの一つ
から信号が出力される。
これによって、種々の4ビツトのインプットに対し、1
6個のアウトプットポートのうちの一つを稼動するよう
に選択することができる。もちろん、他の実施例におい
ても、このようなアウトプットポートの使用数は限定さ
れないし、またデコーダについても同様である。このよ
うなデコーダは、通常の回路要素であり、当業者には周
知のM:lのスタンダードなデコーダに類似する。デコ
ーダ128の16ビツトのアウトプットは、スイッチネ
ットワーク130内の16の使用可能なスイッチ出力の
うち、1つまたはそれ以上を、回路のアウトプットとし
て選択する。そのうちの1つばローカルアウトプットと
なり得る。
6個のアウトプットポートのうちの一つを稼動するよう
に選択することができる。もちろん、他の実施例におい
ても、このようなアウトプットポートの使用数は限定さ
れないし、またデコーダについても同様である。このよ
うなデコーダは、通常の回路要素であり、当業者には周
知のM:lのスタンダードなデコーダに類似する。デコ
ーダ128の16ビツトのアウトプットは、スイッチネ
ットワーク130内の16の使用可能なスイッチ出力の
うち、1つまたはそれ以上を、回路のアウトプットとし
て選択する。そのうちの1つばローカルアウトプットと
なり得る。
シフトレジスタ120の別のアウトプットは、遅延ネッ
トワーク132を介して、スイッチネットワーク130
のインプットに連結される。好ましい実施例においては
、2進データのみがネットワークを通過するので、ネッ
トワーク130は、ANDゲートやORゲートの組合せ
からなる単純な回路で構成され、シフトレジスタからの
データを、そのような単純な論理回路に必要な周知の動
作方法に従って選択的に通過させる。
トワーク132を介して、スイッチネットワーク130
のインプットに連結される。好ましい実施例においては
、2進データのみがネットワークを通過するので、ネッ
トワーク130は、ANDゲートやORゲートの組合せ
からなる単純な回路で構成され、シフトレジスタからの
データを、そのような単純な論理回路に必要な周知の動
作方法に従って選択的に通過させる。
オペレーションにおいては、宛先アドレスを有するシリ
アルデータや他のデータパケットはインプットポート1
02へ入り、宛先アドレスが完全に入力されるまで、デ
ータはシフトレジスタ120において連続的にシフトさ
れる。その時点で、タイミング回路122は宛先アドレ
スをラッチ124へラッチし、引き続き、RAMメモリ
126へ12ビツトのRAMアドレスを指定する。RA
M126の4ビツトのアウトプットは、デコーダ128
によってデコードされ、スイッチの130の1つ(また
は、可能ならば、異った実施例においては1つ以上)を
選択する。シフトレジスタ120のシリアルアウトプッ
トは遅延回路132を介して、スイッチネットワーク1
30のインプットへ加えられ、スイッチネットワーク1
30の動作によってスイッチ−ネットワーク130の、
例えば、アウトプットポート104へ選択的に連結され
る。入力パケットのデータおよびフォーマットによって
は、遅延回路132を省略することも可能である。
アルデータや他のデータパケットはインプットポート1
02へ入り、宛先アドレスが完全に入力されるまで、デ
ータはシフトレジスタ120において連続的にシフトさ
れる。その時点で、タイミング回路122は宛先アドレ
スをラッチ124へラッチし、引き続き、RAMメモリ
126へ12ビツトのRAMアドレスを指定する。RA
M126の4ビツトのアウトプットは、デコーダ128
によってデコードされ、スイッチの130の1つ(また
は、可能ならば、異った実施例においては1つ以上)を
選択する。シフトレジスタ120のシリアルアウトプッ
トは遅延回路132を介して、スイッチネットワーク1
30のインプットへ加えられ、スイッチネットワーク1
30の動作によってスイッチ−ネットワーク130の、
例えば、アウトプットポート104へ選択的に連結され
る。入力パケットのデータおよびフォーマットによって
は、遅延回路132を省略することも可能である。
すなわち、低いデータ速度では、遅延は必要でない場合
もある。約50メガヘルツ以上の高いデータ速度では、
シフトレジスタ120、ラッチ124、RAM126、
デコーダ128およびスイッチ130と関連して生ずる
伝播の遅延等が、ネットワークの変換機能としての全体
の動作スピードにとって重要な要素となる可能性がある
。特にRAM126のアクセスタイムは重要である。か
かる場合、遅延回路132はこれらの遅延とバランスを
取るようにしている。また、もしパケットヘッダが、宛
先アドレスに先行する情報を含んでいる場合は、遅延ネ
ットワーク132は、宛先アドレスより前でパケットの
長さに匹敵する量だけパケットを遅らせるよう動作する
。こうすれば、スイッチネットワーク【30の一つのス
イッチがセットされればパケットの最初の部分が直ちに
スイッチ130に届くように動作する。
もある。約50メガヘルツ以上の高いデータ速度では、
シフトレジスタ120、ラッチ124、RAM126、
デコーダ128およびスイッチ130と関連して生ずる
伝播の遅延等が、ネットワークの変換機能としての全体
の動作スピードにとって重要な要素となる可能性がある
。特にRAM126のアクセスタイムは重要である。か
かる場合、遅延回路132はこれらの遅延とバランスを
取るようにしている。また、もしパケットヘッダが、宛
先アドレスに先行する情報を含んでいる場合は、遅延ネ
ットワーク132は、宛先アドレスより前でパケットの
長さに匹敵する量だけパケットを遅らせるよう動作する
。こうすれば、スイッチネットワーク【30の一つのス
イッチがセットされればパケットの最初の部分が直ちに
スイッチ130に届くように動作する。
多くの場合、RAM126に再プログラムする能力を与
えておくことが望ましい。そうすれば、外のスイッチ1
30とは異ったアウトプットに終局的に接続させること
も可能である。更にこれにより、ノードの故障や他のネ
ットワークの故障が起ってもネットワークを再プログラ
ムでき、また最適化できるか、あるいはシステムの拡大
を容易に行うことができ、またはシステムのローディン
グに変えることも可能である。これを達成するため、コ
ンピュータ134は、ラッチ124のアウトプッと、デ
ータのアウトプッと、RAM l 26の書込可能およ
びアドレスラインにアクセスできる様、°構成されてい
る。コンピュータ134は、RAMおよびROM等のメ
モリ136を有すると共に、ラッチ124の12ビツト
のアウトプットを読むことにより、又はディスクやハー
ドコピーの記憶装置を備えることによりネットワークを
通じてログ作業を行う能力を有する。4096個のRA
Mのアドレスのうちの一つまたはそれ以上のもの、すな
わち宛先アドレスのいくつかを、ノードにおいて局部的
に使用できるよう別に取って置のネットワークのコント
ロール機能を管理させたりすることも可能である。
えておくことが望ましい。そうすれば、外のスイッチ1
30とは異ったアウトプットに終局的に接続させること
も可能である。更にこれにより、ノードの故障や他のネ
ットワークの故障が起ってもネットワークを再プログラ
ムでき、また最適化できるか、あるいはシステムの拡大
を容易に行うことができ、またはシステムのローディン
グに変えることも可能である。これを達成するため、コ
ンピュータ134は、ラッチ124のアウトプッと、デ
ータのアウトプッと、RAM l 26の書込可能およ
びアドレスラインにアクセスできる様、°構成されてい
る。コンピュータ134は、RAMおよびROM等のメ
モリ136を有すると共に、ラッチ124の12ビツト
のアウトプットを読むことにより、又はディスクやハー
ドコピーの記憶装置を備えることによりネットワークを
通じてログ作業を行う能力を有する。4096個のRA
Mのアドレスのうちの一つまたはそれ以上のもの、すな
わち宛先アドレスのいくつかを、ノードにおいて局部的
に使用できるよう別に取って置のネットワークのコント
ロール機能を管理させたりすることも可能である。
RAM126が再プログラムされる必要がある場合は、
データパケットに適切な宛先アドレスがロードされてい
る。それによりスイッチ130が動作し、アウトプット
138から出力され、シリアルからパラレルに変換する
機能、および他の機能を含むスピード変換ネットワーク
140にアクセスする。このようにして、パケット内の
データはスイッチ130を介してコンバータ140、更
にコンピュータ134へ伝送される。コンピュータ13
4はその後、RAMの宛先アドレスおよびスイッチの−
の索引テーブルを変更するためにデのネットワークのコ
ントロール機能を管理させたりすることも可能である。
データパケットに適切な宛先アドレスがロードされてい
る。それによりスイッチ130が動作し、アウトプット
138から出力され、シリアルからパラレルに変換する
機能、および他の機能を含むスピード変換ネットワーク
140にアクセスする。このようにして、パケット内の
データはスイッチ130を介してコンバータ140、更
にコンピュータ134へ伝送される。コンピュータ13
4はその後、RAMの宛先アドレスおよびスイッチの−
の索引テーブルを変更するためにデのネットワークのコ
ントロール機能を管理させたりすることも可能である。
RAM126が再プログラムされる必要がある場合は、
データパケットに適切な宛先アドレスがロードされてい
る。それによりスイッチ130が動作し、アウトプット
138から出力され、シリアルからパラレルに変換する
機能、および他の機能を含むスピード変換ネットワーク
140にアクセスする。このようにして、パケット内の
データはスイッチ130を介してコンバータ1401更
にコンピュータ134へ伝送される。コンピュータ13
4はその後、RAMの宛先アドレスおよびスイッチの−
の索引テーブルを変更するためにデータを書込むか再書
込を行う。RAM126はこのようにして完全に修正さ
れるか、初期設定されるか、または選択されたメモリロ
ケーシジンがネットワークの即時の必要性に応じて変更
される。
データパケットに適切な宛先アドレスがロードされてい
る。それによりスイッチ130が動作し、アウトプット
138から出力され、シリアルからパラレルに変換する
機能、および他の機能を含むスピード変換ネットワーク
140にアクセスする。このようにして、パケット内の
データはスイッチ130を介してコンバータ1401更
にコンピュータ134へ伝送される。コンピュータ13
4はその後、RAMの宛先アドレスおよびスイッチの−
の索引テーブルを変更するためにデータを書込むか再書
込を行う。RAM126はこのようにして完全に修正さ
れるか、初期設定されるか、または選択されたメモリロ
ケーシジンがネットワークの即時の必要性に応じて変更
される。
この発明によれば、データパケットが、ノードを通過す
る際に、超高速のスイッチングが行なわれ、はとんど即
座にシフトされる。たとえば−例として、1ビツトの同
期ビットに続<12ビツトの宛先アドレス、12ビツト
のソースアドレス、7つのシステムコントロールビッと
、976ビツトのデータ又はディジタル化された音声フ
ィールド、および16ビツトのパリティワードんらなる
1、024ビツトのパケットを仮想する。これらのパケ
ットが1秒当たり10メガビツトで伝送された場合、各
ビットの存続期間は100nSである。シフトレジスタ
120、ラッチ124、RAM126、デコーダ128
およびスイッチ回路130が組込まれた高速の工業用グ
レードのエミッタ連結ロジック(ECL)を利用するこ
とによって、宛先アドレスがシフトレジスタ120に到
着してから、スイッチ130が選択できるまでの遅延の
トータルは約15nS以下に保てる。もちろん、より高
いグレードのECLまたは他の周知の技術を用いて、も
っと早いスピードが得られる。ビット幅が100nSで
あることを考えれば、この遅延はほとんど無視できる。
る際に、超高速のスイッチングが行なわれ、はとんど即
座にシフトされる。たとえば−例として、1ビツトの同
期ビットに続<12ビツトの宛先アドレス、12ビツト
のソースアドレス、7つのシステムコントロールビッと
、976ビツトのデータ又はディジタル化された音声フ
ィールド、および16ビツトのパリティワードんらなる
1、024ビツトのパケットを仮想する。これらのパケ
ットが1秒当たり10メガビツトで伝送された場合、各
ビットの存続期間は100nSである。シフトレジスタ
120、ラッチ124、RAM126、デコーダ128
およびスイッチ回路130が組込まれた高速の工業用グ
レードのエミッタ連結ロジック(ECL)を利用するこ
とによって、宛先アドレスがシフトレジスタ120に到
着してから、スイッチ130が選択できるまでの遅延の
トータルは約15nS以下に保てる。もちろん、より高
いグレードのECLまたは他の周知の技術を用いて、も
っと早いスピードが得られる。ビット幅が100nSで
あることを考えれば、この遅延はほとんど無視できる。
1ビツトの同期ビットがスイッチネットワーク130に
到着するために必要な遅延は、100ナノ秒である。そ
れ故、遅延ネットワーク内で遅延されなければならない
トータル時間は約0.115マイクロ秒である。他方、
パケットの全長は 102.4マイクロ秒である。この
ように秒当たりの伝送速度は、lOメガビットであるこ
の例では、約 1,024ビツトバケツトはノードから
出始める。ノードを通じての遅延のトータルは少く、わ
ずか 1.315マイクロ秒(12ビツトのシフトレジ
スタの遅延と1ビツトの同期ビットの遅延の和も加えた
場合)である。
到着するために必要な遅延は、100ナノ秒である。そ
れ故、遅延ネットワーク内で遅延されなければならない
トータル時間は約0.115マイクロ秒である。他方、
パケットの全長は 102.4マイクロ秒である。この
ように秒当たりの伝送速度は、lOメガビットであるこ
の例では、約 1,024ビツトバケツトはノードから
出始める。ノードを通じての遅延のトータルは少く、わ
ずか 1.315マイクロ秒(12ビツトのシフトレジ
スタの遅延と1ビツトの同期ビットの遅延の和も加えた
場合)である。
シフトレジスタ120、タイミング回路120、スイッ
チ回路130および遅延サーキット132は、少くとも
入力パケットのデータ転送速度で作動すべきである。し
かし、ラッチ124、RAM126、デコーダ128、
コンピュータ134およびそれ等に連動した回路は実質
的により低いスピードで作動できる。すなわち、パケッ
トの伝送速度またはそれより速いスピードで作動しても
よい。これにより、これらのコンポーネントの低コスト
化が図れる。上記の例では、パケットの伝送速度は約
to、oooパケット/秒である。このようにして、コ
ンピュータ134やRAM 126等は非常に処理しや
すいスピードで作動できるが、速い(10MBS)デー
タ伝送速度を提供することが可能である。
チ回路130および遅延サーキット132は、少くとも
入力パケットのデータ転送速度で作動すべきである。し
かし、ラッチ124、RAM126、デコーダ128、
コンピュータ134およびそれ等に連動した回路は実質
的により低いスピードで作動できる。すなわち、パケッ
トの伝送速度またはそれより速いスピードで作動しても
よい。これにより、これらのコンポーネントの低コスト
化が図れる。上記の例では、パケットの伝送速度は約
to、oooパケット/秒である。このようにして、コ
ンピュータ134やRAM 126等は非常に処理しや
すいスピードで作動できるが、速い(10MBS)デー
タ伝送速度を提供することが可能である。
ト記の例で相定した遅延は−たとえばモトローラ社が登
録商標MECLIOKHシリーズロジックで販売してい
る典型的な高速エミッタ連結のロジックを用いている。
録商標MECLIOKHシリーズロジックで販売してい
る典型的な高速エミッタ連結のロジックを用いている。
現在冷却液体および超冷却技術および、またはヒラ化ガ
リウム技術を利用することにより、かなりの高速、例え
ば、IGhzを超えるスピードで作動できるが、本発明
は、これ等の場合にも適用可能である。
リウム技術を利用することにより、かなりの高速、例え
ば、IGhzを超えるスピードで作動できるが、本発明
は、これ等の場合にも適用可能である。
この発明をヒラ化ガリウムを利用する高速回路に用いる
ことにより、そしてファイバー光学素子を利用すれば、
1抄出たり1ギガビツトを超えるデータ伝送速度を有す
る超スピードのネットワークを得ることができ、それに
より、遅延のトータルをほぼ数nSに縮めることも可能
である。より速いデータ伝送スピード技術が発展にも、
本発明に係る回路はそのまま利用でき、ネットワークを
通過するシリアルデータの遅延は一層小さくすることが
できる。遅延が短縮化されるにつれて、この発明の装置
を利用すれば、音声の質を著しく落とすことなく音声が
パケット化される。
ことにより、そしてファイバー光学素子を利用すれば、
1抄出たり1ギガビツトを超えるデータ伝送速度を有す
る超スピードのネットワークを得ることができ、それに
より、遅延のトータルをほぼ数nSに縮めることも可能
である。より速いデータ伝送スピード技術が発展にも、
本発明に係る回路はそのまま利用でき、ネットワークを
通過するシリアルデータの遅延は一層小さくすることが
できる。遅延が短縮化されるにつれて、この発明の装置
を利用すれば、音声の質を著しく落とすことなく音声が
パケット化される。
このような高速通信ネットワークにおいて、スイッチン
グスピードは重要な要素である。たとえば、同じ102
4ビツトのパケットが 1.0GBPSのビット速度で
伝送されると、対応するデータビットの存続期間はわず
か 1.0ナノ秒である。パケットの長さは 1.02
4マイクロ秒であるので、各パケットをスイッチするの
に必要な使用時間は1マイクロ秒をわずかに超えるだけ
である。この例では、シフトレジスタはIGBPSで作
動しなければならないが、回路内の機構のバルクは、わ
ずかIMGBPS程度の速度で作動すれば充分である。
グスピードは重要な要素である。たとえば、同じ102
4ビツトのパケットが 1.0GBPSのビット速度で
伝送されると、対応するデータビットの存続期間はわず
か 1.0ナノ秒である。パケットの長さは 1.02
4マイクロ秒であるので、各パケットをスイッチするの
に必要な使用時間は1マイクロ秒をわずかに超えるだけ
である。この例では、シフトレジスタはIGBPSで作
動しなければならないが、回路内の機構のバルクは、わ
ずかIMGBPS程度の速度で作動すれば充分である。
この発明はパケットスイッチングネットワーク内のノー
ドを通じてパケット化されたデータを迅速にスイッチす
る回路装置を提供するものである。
ドを通じてパケット化されたデータを迅速にスイッチす
る回路装置を提供するものである。
本発明に係る回路により得られるスピードは、非常に速
く、スピーチ情報を送ってもネットワークでのデータの
遅延はほとんど問題にならないほどである。これにより
、このシステムはパケット化された音声サービスを提供
できると共にパケットスイッチングネットワーク内でデ
ータと音声を混合することが出来、その効果は、当業者
が容易に理解できるものである。
く、スピーチ情報を送ってもネットワークでのデータの
遅延はほとんど問題にならないほどである。これにより
、このシステムはパケット化された音声サービスを提供
できると共にパケットスイッチングネットワーク内でデ
ータと音声を混合することが出来、その効果は、当業者
が容易に理解できるものである。
このようにこの発明の装置の目的、効果等は上記より明
らかであろう。この発明は一実施例に関して説明したが
、前記より明らかなように多くの態様変更、修正が可能
なことは当業者にとって自明であろう。それ故、特許請
求の範囲を逸脱しない範囲においては、修正、この発明
は変更をも包含する。
らかであろう。この発明は一実施例に関して説明したが
、前記より明らかなように多くの態様変更、修正が可能
なことは当業者にとって自明であろう。それ故、特許請
求の範囲を逸脱しない範囲においては、修正、この発明
は変更をも包含する。
第1図は典型的なパケット交換装置のネットワークの概
略図、第2図は、この発明のパケット交換ネットワーク
における単一ノードの概略図、第3図は、この発明にお
いて使用可能なパケットのフォーマットの説明図、第4
図は、この発明の実施例を示す回路図である。
略図、第2図は、この発明のパケット交換ネットワーク
における単一ノードの概略図、第3図は、この発明にお
いて使用可能なパケットのフォーマットの説明図、第4
図は、この発明の実施例を示す回路図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Nビットのアドレスを含むヘッダを有する入力シリ
アルデータを、該アドレスに従って複数のM出力ポート
の少なくとも一つから送り出す高速パケット交換装置で
あって、 上記シリアルデータを受信するインプット(102)と
シフトされたデータを出力するアウトプットを有するN
段のシフトレジスタ(120)と、該シフトレジスタの
N段のそれぞれに並列接続され、上記アドレスを受ける
インプットを有する一方、メモリされたデータを出力す
るメモリアウトプットを備えたメモリ手段(126)、
および 上記シフトレジスタの出力を受信すると共に、上記メモ
リ手段の出力に従って上記M出力ポートの少なくとも一
つを選択し、該シフトレジスタからの受信信号を、選択
された出力ポートから出力するスイッチング手段(13
0)を備えたことを特徴とする高速パケット交換装置。 2、Nビットの宛先アドレスを有するパケットを高速に
交換し、複数のスイッチアウトプットの少なくとも一つ
から出力する高速パケット交換装置であって、 Nビットの素子から成り、上記パケットを受信、送信す
るためのシリアルインプット(102)及びシリアルア
ウトプットを有すると共に、Nビットの並列アウトプッ
トを有するNビットシフトレジスタ(120)と、 該Nビットの並列アウトプットに接続され、上記Nビッ
トアウトプットが上記シフトレジスタを通過する際、該
NビットのアドレスをラッチするNビットラッチ(12
4)と、 上記シフトレジスタ(120)及び該ラッチ(124)
に接続され、該シフトレジスタ内の宛先アドレスの存在
を検知すると共に、上記Nビットアドレスを上記Nビッ
トラッチに保持するよう制御するタイミング手段(12
2)と、 該Nビットラッチから上記Nビットのアドレスを受信し
、それに対応する記憶信号を出力するランダムアクセス
メモリ(126)と、 該記憶信号をデコードし、デコード信号を出力するデコ
ーディング手段(128)と、 上記シフトレジスタのシリアルアウトプットに接続され
、遅延信号を出力する遅延手段(132)と、該遅延信
号を受信すると共に、上記デコード信号に応答して該遅
延信号を複数のスイッチアウトプット(104−108
、138)の少なくとも一つから出力するスイッチング
手段(130)、および 上記ランダムアクセスメモリおよび該スイッチアウトプ
ットの一つ(138)に接続され、所定の宛先アドレス
を有するパケットに応答して上記メモリの内容を変更す
るコンピュータ(134)を備えたことを特徴とする高
速パケット交換装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US748255 | 1985-06-24 | ||
US06/748,255 US4641302A (en) | 1985-06-24 | 1985-06-24 | High speed packet switching arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6211344A true JPS6211344A (ja) | 1987-01-20 |
Family
ID=25008673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61147981A Pending JPS6211344A (ja) | 1985-06-24 | 1986-06-23 | 高速パケツト交換装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4641302A (ja) |
EP (1) | EP0206403B1 (ja) |
JP (1) | JPS6211344A (ja) |
CA (1) | CA1260123A (ja) |
DE (1) | DE3686743D1 (ja) |
Families Citing this family (37)
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BE1000512A7 (nl) * | 1987-05-07 | 1989-01-10 | Bell Telephone Mfg | Schakelnetwerk. |
NL8801120A (nl) * | 1988-04-29 | 1989-11-16 | At & T & Philips Telecomm | Kruispuntschakelaar voor het doorschakelen van pakketten. |
US5072440A (en) * | 1989-03-01 | 1991-12-10 | Fujitsu Limited | Self-routing switching system having dual self-routing switch module network structure |
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