專利名稱：冗余端接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)來(lái)自兩個(gè)并行交換分支的信元流進(jìn)行冗余端接的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在例如ATM網(wǎng)絡(luò)中，交換裝置要求能以很高的速度把數(shù)據(jù)信元流中的信元從輸入端口交換到它的輸出端口。在這種交換裝置內(nèi)的某些處理通常以并行方式進(jìn)行并且使用高時(shí)鐘頻率，同時(shí)，通常是通過硬連線部件而不需要任何軟件來(lái)完成這種處理。為獲得足夠的可靠性，交換裝置通常要有備份，使得每一個(gè)交換裝置(也叫做分支(Plane))被設(shè)計(jì)成并行分支方式。在兩個(gè)并行分支的輸出端口，在每一個(gè)信元時(shí)間內(nèi)必需從這些分支中只選擇兩個(gè)信元中的一個(gè)信元，這個(gè)過程就被稱做冗余端接。
涉及具有以兩個(gè)相同的、并行的、并且相互獨(dú)立操作的交換分支形式出現(xiàn)的冗余度的ATM交換裝置的一般問題就是這兩個(gè)分支不是同步地執(zhí)行交換操作。這樣，在選擇中可以得到不同的結(jié)果，也就是選擇不同的信元。如果交換裝置接收了兩個(gè)要被交換到相同的輸出端口的信元，其中一個(gè)分支可以選擇其中一個(gè)信元，而另外一個(gè)分支選擇另外一個(gè)信元，即來(lái)自兩個(gè)分支的結(jié)果是不相同的。進(jìn)而，如果在交換裝置中設(shè)計(jì)有緩存區(qū)，可以接收來(lái)自兩個(gè)分支的不同的信元序列。這樣，對(duì)于信元序列接收機(jī)來(lái)說，很難判斷從是哪一條分支接收信元。解決該問題的通常方法是判定經(jīng)常接收信元的那個(gè)分支。如果這條分支錯(cuò)誤，當(dāng)檢測(cè)到該分支錯(cuò)誤并去選擇另外一條分支的時(shí)候，已經(jīng)浪費(fèi)了很長(zhǎng)的一段時(shí)間。在錯(cuò)誤發(fā)生到改變分支的這段時(shí)間內(nèi)，會(huì)丟失若干個(gè)信元。
這種從一組輸入端口交換信元到一組輸出端口的交換中心在某些情況下能夠處理以不同方式進(jìn)行傳輸?shù)膬煞N不同信元。第一種信元(也被叫做單一傳播(unicast)信元)是以傳統(tǒng)的方式通過交換中心，從輸入端口按指定路線傳送到由信元頭所標(biāo)識(shí)的一個(gè)確定的輸出端口。第二種信元(也叫做多址傳播(multicast)信元)則幾乎是同時(shí)發(fā)送給交換中心的所有或者一組輸出端口。在通過這種交換中心的傳輸由于引入與第一交換中心并行的、且相互獨(dú)立的第二交換中心而形成了冗余的情況下，則當(dāng)必須要形成冗余分支端接時(shí)具體涉及多址傳播信元的問題也隨之而產(chǎn)生。
在已經(jīng)出版的國(guó)際專利申請(qǐng)WO93/15579中對(duì)ATM交換的冗余端接設(shè)備已有闡述。通常方式下，選擇第一個(gè)到達(dá)端接設(shè)備的信元。然而，在具有按相對(duì)原始方式(即直接并行和簡(jiǎn)單的方式)操作的分支的快速ATM交換裝置中并不存在這種定時(shí)差別。通過并行分支傳遞的信元總是在確定的時(shí)刻到達(dá)，當(dāng)然也就不能在時(shí)間差別的基礎(chǔ)上做出選擇。而且，進(jìn)行處理所要求的處理時(shí)間對(duì)其本身來(lái)說也是個(gè)很大的開銷。在快速交換中，要求對(duì)所收到的信元要有某種確認(rèn)，這在例如美國(guó)專利5,361,255中有闡述。于是確認(rèn)/否認(rèn)信號(hào)以常規(guī)方式送到發(fā)出信元的信息源。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種冗余端接，使得當(dāng)一個(gè)并行分支失效的時(shí)候，可以降低信元丟失的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明要解決的問題就是如何在帶有并行分支的快速交換裝置中提供冗余端接，使該端接可以工作得足夠快，并且能夠?qū)﹀e(cuò)誤做出快速響應(yīng)，從而在出錯(cuò)的情況下信元丟失能夠減到最少。
該目的一般是這樣來(lái)完成的在選擇信元的每一個(gè)時(shí)刻要一直監(jiān)聽所有并行分支，然后在選擇過程中做出最佳的選擇。
在含有兩個(gè)為交換裝置提供冗余而獨(dú)立操作的并行交換分支的交換裝置中，冗余端接單元接收來(lái)自兩個(gè)分支的信元。該單元有簡(jiǎn)單的交換裝置，該交換裝置根據(jù)信元到底是被稱做單一傳播信元的普通交換信元還是被稱做多址傳播信元的被交換或復(fù)制到分支的多個(gè)輸出上的信元來(lái)區(qū)分所接收到的信元。在每一個(gè)信元時(shí)間內(nèi)，由選擇器控制單元對(duì)一個(gè)接收的信元做出選擇，這種選擇實(shí)質(zhì)上是在可能接收的單一傳播信元或者先進(jìn)先出型的緩存中所存儲(chǔ)的多址傳播信元中隨機(jī)地進(jìn)行的。如果接收到的信元有不同的優(yōu)先級(jí)，則這種隨機(jī)選擇只在優(yōu)先級(jí)最大的接收信元中進(jìn)行。沒有被選中的單一傳播信元被丟棄掉，而沒有被選中的多址傳播信元保存在緩存區(qū)內(nèi)，直到它被選中。這種隨機(jī)分支選擇是以一種快速和簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行的，并對(duì)交換中心的多種錯(cuò)誤能夠做出快速的響應(yīng)。
這樣，在至少有兩個(gè)并行交換分支的交換裝置中，每一個(gè)接收信元的交換分支在每一個(gè)分支的輸出端上提供信元流，提供了一個(gè)冗余端接單元并將其只連接到每個(gè)分支的一個(gè)輸出上，以用于從所連接的每一個(gè)輸出端接收并行信元流。冗余端接單元包含有選擇器單元，該單元被用來(lái)在每一個(gè)信元時(shí)間內(nèi)隨機(jī)地從一個(gè)并行的信元流中選取一個(gè)信元，使得被選中的信元從冗余端接單元輸出或發(fā)送出去，而沒有被選中的信元?jiǎng)t被丟棄掉。通常信元有不同的優(yōu)先級(jí)，選擇器單元只在優(yōu)先級(jí)相同的信元中隨機(jī)選擇信元，而選中的優(yōu)先級(jí)一定是在所選擇的信元中是最高的。
為了對(duì)信元提供安全的傳送，選擇器單元要為被選中的信元發(fā)送一個(gè)確認(rèn)消息，并要為沒有選中的單元發(fā)送否認(rèn)消息，這些消息要在發(fā)送信元到分支之前被發(fā)送出去。然后，提前收到否認(rèn)消息的信元可以再次發(fā)送給交換分支。
進(jìn)而，在交換裝置中所傳送的數(shù)據(jù)可以是不同類型的，例如可以是單一傳播信元，還可以是多址傳播信元，其中單一傳播的信元以普通的方式交換，從而被送到每個(gè)交換分支的一個(gè)輸出端，而多址傳播信元要被交換到每一個(gè)交換分支的至少有兩個(gè)輸出端的一組輸出端中。冗余端接單元的緩存可以被連接用來(lái)只接收來(lái)自分支輸出端的多址傳播信元，然后選擇器在每一個(gè)信元時(shí)間內(nèi)對(duì)收到的單一傳播信元和在緩存中存儲(chǔ)的一個(gè)信元中選擇一個(gè)信元，而且要優(yōu)先考慮在緩存中存儲(chǔ)時(shí)間最長(zhǎng)的信元。
為管理緩沖存儲(chǔ)器，只有當(dāng)多址傳播信元被選擇器選中的時(shí)候，控制方塊才被用來(lái)刪除在緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的多址傳播信元，這就意味著在選擇過程中每一個(gè)多址傳播信元最終要被選中，而沒有一個(gè)多址傳播信元被丟棄。還有，可以在冗余端接單元中安排一個(gè)過濾器單元，用來(lái)接收多址傳播信元，同時(shí)丟棄那些其復(fù)本以前存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中的多址傳播信元。這樣，以前存儲(chǔ)過的信元不會(huì)在緩沖存儲(chǔ)器中被再次被存儲(chǔ)。從緩沖存儲(chǔ)器到選擇器之間的線路可以發(fā)信號(hào)指示緩沖存儲(chǔ)器中的填充程度太高了，即高于某個(gè)預(yù)定的門限值，于是在接收到這種信令時(shí)，選擇器就要選擇緩沖存儲(chǔ)器中的信元，而不再選擇可能的單一傳播信元。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中給出，而且有一部分可以從描述中相當(dāng)明顯地看出來(lái)，或者可以從本發(fā)明的實(shí)施中體會(huì)到。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過附屬的權(quán)利要求中所特別給出的方法、過程、裝備和組合來(lái)獲得和實(shí)現(xiàn)。
附圖簡(jiǎn)述盡管本在附屬的權(quán)利要求中特別給出了本發(fā)明的新穎特征，但是對(duì)于本發(fā)明的完整的了解(包括對(duì)于結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的了解，以及上述的和其它由本發(fā)明帶來(lái)的特點(diǎn))可以通過參考附圖和考慮隨后詳細(xì)描述的非限制的實(shí)施例而得到更加深刻的領(lǐng)會(huì)，其中

圖1是來(lái)說明簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的示意圖，圖2是來(lái)說明完整的交換單元的框圖，圖3是冗余端接單元的框圖，圖4是在圖3中的冗余端接單元中完成選擇過程的不同步驟的流程圖，圖5是在圖3中的冗余端接單元中在FIFO存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)特殊信元的時(shí)候要執(zhí)行的步驟流程圖。
發(fā)明詳述在圖1中，例如為ATM類型的網(wǎng)絡(luò)1包含有終端或輸入和輸出站3，它們被連接到其它的網(wǎng)絡(luò)鏈路、用戶等。每一個(gè)終端3被連接到一個(gè)ATM交換節(jié)點(diǎn)5。節(jié)點(diǎn)5以合適的方式相互連接，使得消息可以從每一個(gè)終端3送到其它的終端。
節(jié)點(diǎn)5包含高速工作的交換單元。這種交換單元必須要有很高的可靠性，為此在該單元中建立有不同類型的冗余。用來(lái)提供冗余的一個(gè)普通的方法是為這種交換單元的所有交換部件另外安排一個(gè)額外的、并行的交換部件或分支。于是從這樣的一對(duì)主交換部件可以得到兩個(gè)并行信元數(shù)據(jù)流，而且必需以最佳的方式將這些信元流組合成一個(gè)信元流。這種組合操作被稱做冗余的端接或冗余端接。
對(duì)冗余端接的隨后的描述應(yīng)用于由IgT公司生產(chǎn)的QRT和QSE電路來(lái)建立的一個(gè)完整的交換單元體系。然而，冗余端接能夠以本質(zhì)上或總體上與該交換單元相同或相似的操作方式被用在所有的交換單元之中。
用于圖2中交換單元的QSE11電路有32個(gè)輸入端口和32個(gè)輸出端口。與QSE11輸入端口相連接的輸入單元13可以是由13所標(biāo)識(shí)的QRT電路。QSE可以在例如小型的ATM網(wǎng)絡(luò)中被用做單一交換裝置，但它還能被以不同的方式相互連接以便來(lái)建立不同規(guī)模的交換機(jī)構(gòu)。這種交換結(jié)構(gòu)可以由例如是三級(jí)的QSE組成。一個(gè)QRT包含有4個(gè)輸出端，可以連接1、2或4個(gè)不同QSE。在圖2的交換單元中，所有QRT的輸出被連接到同一個(gè)QSE11的不同的輸入端上。
為建立一個(gè)容錯(cuò)的交換機(jī)構(gòu)，至少在某些級(jí)中要通過為每一個(gè)交換中心或QSE安排一個(gè)并行的QSE從而提供冗余，兩個(gè)并行的QSE相互獨(dú)立地工作，并且接收相同的信元流。圖2的簡(jiǎn)單交換單元中有兩個(gè)這樣的并行的QSE11。來(lái)自入口QRT13的信元被復(fù)制到兩個(gè)分支11上，并且從此發(fā)送出去。在兩個(gè)分支11的輸入端，對(duì)它的每一對(duì)對(duì)應(yīng)編號(hào)的輸出端口來(lái)說必須要選擇分支，使得能夠以最佳的方式得到包含被選中的信元的信元流，從而保證信元可以被安全地傳送，并且能夠盡可能快地通過交換機(jī)構(gòu)。這個(gè)功能由冗余端接單元15來(lái)指示，每一個(gè)冗余端接單元15與兩個(gè)相應(yīng)編號(hào)的QSE11的輸出端口相連。最后由冗余端接單元15產(chǎn)生的信元繼續(xù)進(jìn)入QRT17，形成交換單元的輸出接口。
圖2中的交換單元可以假設(shè)由很高速率的比特時(shí)鐘信號(hào)和較低速率的信元時(shí)鐘信號(hào)來(lái)定時(shí)，每一個(gè)信元時(shí)鐘信號(hào)間隔包含了確定數(shù)量的比特時(shí)鐘信號(hào)間隔，即每發(fā)生M個(gè)比特時(shí)鐘信號(hào)才有一個(gè)信元時(shí)鐘信號(hào)，根據(jù)ATM標(biāo)準(zhǔn)，其中的M可以等于118。發(fā)生信元時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)刻可以被稱做信元時(shí)刻，而比特時(shí)鐘發(fā)生的時(shí)間可以被稱做比特時(shí)刻。
通過交換中心11發(fā)送的信元流假設(shè)是單一傳播或多址傳播的信元。單一傳播信元以常規(guī)的方式交換到由信元頭所提供的路由信息所確定的QSE11的一個(gè)輸出端口。多址傳播信元從一個(gè)出入端口發(fā)送到所有或至少包含兩個(gè)端口的一組輸出端口。多址傳播信元在其信元頭內(nèi)沒有明確的路由信息，但是在信元頭中有一個(gè)比特被置位以標(biāo)識(shí)該信元是多址傳播信元類型。然而，多址傳播信元有一個(gè)標(biāo)識(shí)符，用來(lái)在QSE中對(duì)存儲(chǔ)器尋址。在這種存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)被用來(lái)指示信元要被拷貝到哪一些輸出上去(比特映射)。
QSE對(duì)于單一傳播信元沒有緩存設(shè)施。當(dāng)同一時(shí)刻至少有兩個(gè)單一傳播信元被交換到同一個(gè)輸出端口上時(shí)，單一傳播信元之間就會(huì)發(fā)生沖突，于是其中一個(gè)信元會(huì)被選中，而其它的信元就會(huì)被省略或丟棄。正如QSE內(nèi)部的一個(gè)專用裝置所建立和安排的那樣，于是確認(rèn)信號(hào)ACK或否認(rèn)信號(hào)NACK被反向通過交換裝置沿著一個(gè)與傳送信元的路徑并行的路徑傳回。在信元到達(dá)了QSE的輸出端口并且在那里被選中的情況下發(fā)送ACK信號(hào)。在信元到達(dá)QSE的輸出端口但是并沒有在那里被選中(即被忽略)的情況下，發(fā)送NACK信號(hào)?？隙ǖ幕蚍穸ǖ拇_認(rèn)信息通常由例如QRT的QSE的輸入設(shè)備來(lái)接收，并且該設(shè)備可以再次重新發(fā)送那些接收到了其NACK信息的信元。
對(duì)于多址傳播信元，在QSE中提供有緩存。由QSE收到的多址傳播信元被存儲(chǔ)在這種緩存中而且一直保存，直到被存儲(chǔ)的信元被有效地復(fù)制到根據(jù)QSE的存儲(chǔ)器內(nèi)所包含的比特映射信息而連接的所有輸出端口上。這樣，可以避免了各多址傳播信元間的沖突，保證了多址傳播信元總可以被發(fā)送到所期望的輸出端口上。對(duì)于多址傳播信元不需要確認(rèn)或否認(rèn)信號(hào)。
對(duì)于由于冗余的原因而使用兩個(gè)并行分支的情況來(lái)說，必須在端接并行分支的各單元中提供確認(rèn)/否認(rèn)單一傳播信元和緩存多址傳播信元的等同的功能。這種分支選擇功能是在冗余端接單元15中完成的，其結(jié)構(gòu)在圖3的框圖中給出。來(lái)自兩個(gè)分支13A和13B之一的信元被提供給寄存器21，在其中標(biāo)識(shí)多址傳播/單一傳播信元類型的比特被譯碼器23提取出來(lái)。譯碼器23提供一個(gè)信號(hào)去控制一個(gè)連接到寄存器21并且接收其中存儲(chǔ)的的信元的單獨(dú)的交換裝置25。
這樣，信元被分成為單一傳播和多址傳播信元，單一傳播信元被送到選擇器開關(guān)29的輸入寄存器27A，27B，其中寄存器27A從分支A接收信元，寄存器27B從分支B接收信元(如果存在著這些信元的話)。多址傳播信元被送到過濾器功能塊33的寄存器31A和31B，其中寄存器31A接收來(lái)自分支A的信元，而寄存器31B接收來(lái)自分支B的信元。過濾器單元33可以忽略一個(gè)接收信元或者把它寫入與過濾器33輸出端相連的FIFO35。過濾器功能塊將再隨后加以介紹。在一個(gè)信元間隔內(nèi)，一個(gè)或兩個(gè)信元被寫入FIFO35之內(nèi)，但只有一個(gè)信元可以從中讀出。被讀出的信元被送到選擇器開關(guān)29的輸入寄存器37，同時(shí)選擇器開關(guān)29還與保存來(lái)自兩個(gè)分支的單一傳播信元的寄存器27相連接。
選擇器開關(guān)29根據(jù)信元的優(yōu)先級(jí)選擇寄存器27A和27B中的兩個(gè)單一傳播信元中的一個(gè)，或者是來(lái)自FIFO 35的寄存器37中的多址傳播信元。這樣，控制單元39被連接到這些寄存器27A、27B和37，而且能夠訪問被存儲(chǔ)的信元的信元頭的優(yōu)先級(jí)比特。當(dāng)有兩個(gè)信元的優(yōu)先級(jí)相同而且都高于可能出現(xiàn)的第三個(gè)信元的優(yōu)先級(jí)或者三個(gè)信元的優(yōu)先級(jí)都相同的情況下，在信元之間要做隨機(jī)選擇?？筛鶕?jù)由40所標(biāo)識(shí)的按照任何現(xiàn)有技術(shù)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)做隨機(jī)選擇，該偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器例如是由一組相互連接的移位寄存器組成的。然而如果多址傳播信元的FIFO 35快要充滿了，選擇器開關(guān)29就會(huì)從其中選取信元。因此，當(dāng)FIFO的填充程度太高的時(shí)候，控制單元39就被連接到FIFO 35以便能夠從中接收信號(hào)。當(dāng)做出選擇后，沒有被選中的單一傳播信元被丟棄，而當(dāng)存儲(chǔ)在寄存器中的多址傳播信元沒有被選中的情況下，它仍然在寄存器中存儲(chǔ)直到它被選中。
如果單一傳播信元被從分支上被選中，控制單元39也向該分支返送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)ACK。如果單一傳播信元被選中，并且同時(shí)存儲(chǔ)在寄存器27中的來(lái)自兩個(gè)分支的單一傳播信元是相同的(即對(duì)于ATM的情況，在信元頭中攜帶的是相同的連接號(hào)和序列號(hào))，ACK信號(hào)要被返送到兩個(gè)分支。如果單一傳播信元被接收但并沒有被選中，則否認(rèn)信號(hào)NACK會(huì)被送到信元所到達(dá)的該分支。
如果同一信元已經(jīng)從其它分支接收過了，多址傳播信元的過濾器33不會(huì)接收來(lái)自一個(gè)分支的信元。這樣，在過濾器33中存儲(chǔ)器41被設(shè)計(jì)用來(lái)存儲(chǔ)來(lái)自這些最后的N個(gè)多址傳播信元的信元識(shí)別信息(即在ATM的情況下，是信元的連接號(hào)和序列號(hào))，這些信元被傳送到FIFO 35中。N是由兩個(gè)分支之間的最大信元偏差來(lái)決定的。這個(gè)偏差對(duì)于圖2中所給出的一級(jí)交換中心來(lái)說最多可以達(dá)到64個(gè)信元，但是這種極限情況很少發(fā)生。過濾器單元33還包含有與過濾器的寄存器31A和31B相連的控制單元43，并且從這里得到標(biāo)識(shí)信息(即ATM中的連接號(hào)和序列號(hào))，將該標(biāo)識(shí)信息在存儲(chǔ)器41中與所有的輸入一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行比較。每一個(gè)比較要求一個(gè)比特時(shí)鐘周期，這樣具有64個(gè)輸入的存儲(chǔ)器需要有64個(gè)比特時(shí)鐘周期，這沒有超出一個(gè)信元時(shí)間的限制，例如假設(shè)在ATM中該信元時(shí)間是118個(gè)比特周期。對(duì)于兩個(gè)接收到的多址傳播信元，要并行地完成比較。如果需要一個(gè)比較大的N數(shù)，存儲(chǔ)器41可以被并行地分為兩個(gè)部分，每一個(gè)部分內(nèi)包含一個(gè)比較器，所有的比較器并行工作，與存儲(chǔ)器41中存儲(chǔ)的記錄進(jìn)行比較。如果一個(gè)信元被接受，即，如果它以前沒有被接收過，則信元標(biāo)識(shí)信息(即它的連接號(hào)和序列號(hào))被寫入存儲(chǔ)器41的最后或最老的位置上，放在所有其他輸入之后。存儲(chǔ)器41優(yōu)選地組成一個(gè)循環(huán)存儲(chǔ)器，于是現(xiàn)在輸入的信元信息被寫入最早的信元信息的上面。
由選擇器開關(guān)29的控制單元39所執(zhí)行的步驟在圖4中的流程圖中進(jìn)行概述。在新信元時(shí)間開始時(shí)，在401方塊中檢查來(lái)自FIFO35的信號(hào)，查看填充程度是否過高。如果太高，在方塊403從寄存器37中選取下一個(gè)信元做為FIFO35的下一個(gè)輸出信元，并且把這個(gè)信元送到QRT17，見圖2。在下一個(gè)方塊405中，判斷寄存器27A中是否存在信元，如果判斷為真，在方塊407中一個(gè)否認(rèn)信號(hào)NACK被送到分支A。如果在寄存器27A中不存在信元，則相反地在方塊409中執(zhí)行去查詢?cè)诩拇嫫?7B中是否存在信元。如果判斷有信元，則在方塊411中執(zhí)行向分支B發(fā)送否認(rèn)信號(hào)NACK。
如果在方塊401中FIFO的填充程度被判斷為不是太高，在方塊413中訪問存儲(chǔ)在單一傳播寄存器27A、27B和FIFO35的輸出寄存器37中的信元的優(yōu)先級(jí)信息。在隨后的方塊415中比較優(yōu)先級(jí)并且判斷出其中最大優(yōu)先級(jí)，保存具有最大優(yōu)先級(jí)的信元的寄存器也就被確定。接著，在方塊417中判斷有最大優(yōu)先級(jí)的信元是否有多個(gè)。如果只有一個(gè)信元有最大優(yōu)先級(jí)，在方塊419中選擇該信元，并且發(fā)送到相連接的QRT去。在方塊421中決定在單一傳播寄存器27A中的信元是否被選中。如果判斷為真，在方塊423中執(zhí)行向分支A發(fā)送確認(rèn)信號(hào)ACK。其后，在方塊425中查詢?cè)诩拇嫫?7B中是否有信元，如果有，則在方塊427中在分支B發(fā)送NACK信號(hào)。然后等待新信元時(shí)刻直到方塊401開始重新執(zhí)行，當(dāng)在方塊425中判斷到?jīng)]有信元存儲(chǔ)在寄存器27B中時(shí)，也有執(zhí)行同樣的操作。
如果在方塊421中判斷寄存器27A中的信元沒有被選中，則在方塊429中判斷在單一傳播的寄存器27B中的信元是否被選中。如果被選中，在方塊431中執(zhí)行向分支B發(fā)送確認(rèn)信號(hào)ACK。在隨后的方塊433中判斷在單一傳播寄存器27A中是否存在有信元。如果有信元存儲(chǔ)在那里，則在方塊435中在分支A發(fā)送NACK信號(hào)。然后等待新信元時(shí)刻，執(zhí)行方塊401。當(dāng)在方塊433中判斷到在寄存器27A中沒有信元存在時(shí)，也執(zhí)行相同的操作。
如果在方塊429中判斷出寄存器27B中的信元沒有被選中，則方塊437判斷在多址傳播寄存器37中的信元是否被選中。如果被選中，則在方塊405中按上面所述的執(zhí)行。如果在方塊437中判斷到?jīng)]有選中多址傳播信元，則等待新信元時(shí)刻，然后過程重新開始。
如果在方塊417中判斷出不只一個(gè)信元有最大優(yōu)先級(jí)，則在方塊439中使用例如偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器40等所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)隨機(jī)地選擇在寄存器中存儲(chǔ)的擁有最大優(yōu)先級(jí)的信元，并且把信元發(fā)送到QRT。隨后在方塊441中查詢單一傳播寄存器27A中的信元是否被選中。如果被選中，則在方塊443中判斷在寄存器27A和27B中的信元標(biāo)識(shí)信息是否相同。如果是相同的，在方塊445中向分支A和B發(fā)送確認(rèn)信號(hào)ACK。接著等待新信元時(shí)刻，在方塊401重新執(zhí)行。如果在方塊443中判斷到兩個(gè)標(biāo)識(shí)信息不相同，則在方塊423中按上面所描述的執(zhí)行。如果在方塊447判斷到在單一傳播寄存器27B中的信元被選中，則執(zhí)行方塊431，等待新信元時(shí)刻。
下面參考圖5中的流程圖描述過濾器33的控制單元43的操作。在新信元時(shí)間的開始，在方塊501中訪問存儲(chǔ)在過濾器單元33中寄存器31A和31B中的信元的標(biāo)識(shí)信息。然后在方塊503中判斷這些標(biāo)識(shí)信息是否相同。如果不相同，執(zhí)行兩個(gè)并行的操作，即在每一個(gè)序列中分別在方塊505A和505B中用在寄存器31A或31B中的信元標(biāo)識(shí)信息去與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中的、指向前一個(gè)在FIFO35中所存儲(chǔ)的信元的標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行比較。在各自隨后的方塊507A和507B中，判斷是否找到信息，如果沒有找到，則分別執(zhí)行509A和509B。在此，在寄存器31A或寄存器31B中的信元分別被發(fā)送到FIFO35，并且信元的標(biāo)識(shí)信息也被復(fù)制到或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中。在方塊401中等待新信元時(shí)間，過程重新開始。
在方塊503中判斷到所考慮的信元有相同的標(biāo)識(shí)信息的情況下，執(zhí)行方塊511，去比較在多址傳播寄存器31A中的信元的標(biāo)識(shí)信息和在FIFO35中先前存儲(chǔ)過的信元的、存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中的標(biāo)識(shí)信息。在下一個(gè)方塊513中判斷在存儲(chǔ)器41中是否存在信息，如果不存在，執(zhí)行方塊515。在方塊515中，寄存器31A中的信元被傳送到FIFO35中，并且信元的標(biāo)識(shí)信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器41中。然后等待新信元時(shí)間，重新執(zhí)行方塊501。如果在方塊513中判斷出在寄存器31B中存儲(chǔ)的信元就是以前傳送到FIFO35中的信元，則同樣執(zhí)行方塊501的操作。
上述某些方面的描述僅僅是概要的或原理性的描述，重點(diǎn)放在所執(zhí)行的邏輯步驟上，特別是圖4和圖5中的流程圖。還有必須要理解在很多情況下發(fā)明的過程步驟是由專門設(shè)計(jì)的處理器或者并行工作的簡(jiǎn)單邏輯電路來(lái)執(zhí)行的，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說是很顯然的。圖3中的寄存器并不都是在實(shí)際上獨(dú)立的寄存器的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是，它們當(dāng)中可以有一些是相同的，例如輸入寄存器21和單一傳播寄存器27A、27B。寄存器37不一定實(shí)際存在，而可以是指向保存所存儲(chǔ)信元的存儲(chǔ)器區(qū)的位置的指針。
上面所描述的分支的選擇在交換中心中對(duì)于許多錯(cuò)誤有很快的響應(yīng)，這些錯(cuò)誤的通常表現(xiàn)是信元的丟失。例如在開關(guān)分支上會(huì)發(fā)生I/O錯(cuò)誤，諸如輸入和輸出常常會(huì)被發(fā)現(xiàn)是不能變換的邏輯電平。在此所描述的簡(jiǎn)單的分支選擇可以由其它監(jiān)督功能(例如奇偶校驗(yàn)、連接建立校驗(yàn)和校驗(yàn)信元等等)來(lái)補(bǔ)充。
在這里我們給出并描述了本發(fā)明的各種特定的實(shí)施例，它對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說可以有多種額外的優(yōu)點(diǎn)、修改和變化。因此，在更廣泛意義上的本發(fā)明并不局限于在此給出和描述的特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和圖示的例子。相應(yīng)地，各種各樣的修改并沒有脫離由附屬的權(quán)利要求以及其等同物中所定義的本發(fā)明的總體新概念的精神范圍。因此可以理解，附屬權(quán)利要求所覆蓋的全部修改和變換都將落入本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.至少包含兩個(gè)交換分支的交換裝置，每個(gè)交換分支都有輸入和輸出端，信元就在它們之間進(jìn)行交換以便在每個(gè)分支的輸出端上提供信元流，一個(gè)冗余端接單元被連接到每一個(gè)分支的僅僅一個(gè)輸出端上，以便接收來(lái)自每一個(gè)所連接的輸出端的并行的信元流，并且包含一個(gè)選擇器單元以便用來(lái)每次從一個(gè)并行信元流中選擇一個(gè)信元，其特征在于，選擇器單元被設(shè)計(jì)成為從一個(gè)并行信元流中基本上隨機(jī)地選擇信元。
2.權(quán)利要求1中的交換裝置，其特征在于交換分支相互并行操作，使得僅在確定的信元時(shí)間在分支的輸出端提供信元。
3.權(quán)利要求1-2之一中的、用于交換至少包含有兩個(gè)不同優(yōu)先級(jí)的信元的交換裝置，其特征在于，選擇器單元被設(shè)計(jì)用來(lái)僅在并行信元流中接收到的具有相同的優(yōu)先級(jí)的信元中隨機(jī)地選擇信元。
4.權(quán)利要求3之一中的交換裝置，其特征在于，選擇器單元被設(shè)計(jì)用來(lái)只在優(yōu)先級(jí)最高的信元中選擇信元。
5.權(quán)利要求1-4之一中的交換裝置，其特征在于，選擇器單元被設(shè)計(jì)用來(lái)為被選中的信元發(fā)送確認(rèn)消息。
6.權(quán)利要求1-5之一中的交換裝置，其特征在于選擇器單元被設(shè)計(jì)用來(lái)為未被選中的信元發(fā)送否認(rèn)消息。
7.權(quán)利要求1-6之一中的、用于交換單一傳播信元或多址傳播信元的交換裝置，單一傳播信元以常規(guī)的方式送到每個(gè)交換分支的一個(gè)輸出端而多址傳播信元被交換到每個(gè)交換分支的一組輸出端上去，其特征在于，在冗余端接內(nèi)具有緩沖存儲(chǔ)器，它被連接來(lái)接收來(lái)自與冗余端接單元相連接的分支輸出端的多址傳播信元，該選擇單元還被設(shè)計(jì)用來(lái)在每次接收到的單一傳播信元和在緩存中所存儲(chǔ)的一個(gè)信元中選擇信元。
8.權(quán)利要求7中的交換裝置，其特征在于，選擇器單元被設(shè)計(jì)用來(lái)在每次接收到的單一傳播信元和在緩存中存儲(chǔ)時(shí)間最長(zhǎng)的信元中選擇信元。
9.權(quán)利要求7-8之一中的交換裝置，其特征在于用于控制緩沖存儲(chǔ)器的控制裝置，該控制裝置用來(lái)僅當(dāng)多址傳播信元被選擇器選中時(shí)刪除緩沖存儲(chǔ)器中的該多址傳播信元。
10.權(quán)利要求7-9之一中的交換裝置，其特征在于冗余端接單元內(nèi)的過濾器單元，該過濾器單元被連接去接收來(lái)自兩個(gè)交換分支的多址傳播信元，并且丟棄在緩沖存儲(chǔ)器中早先存儲(chǔ)有復(fù)本的多址傳播信元，從而使得緩沖存儲(chǔ)器中不再存儲(chǔ)這種信元。
11.權(quán)利要求7-11之一中的交換裝置，其特征在于從緩沖存儲(chǔ)器到選擇器單元的線路，該線路被設(shè)計(jì)用來(lái)傳送指示緩存的填充程度高于預(yù)定值的電平信號(hào)，該選擇器單元被設(shè)計(jì)或當(dāng)收到該電平信號(hào)時(shí)總是從緩存內(nèi)選擇信元。
全文摘要
在且有兩個(gè)并行分支(A,B)以便提供冗余的交換裝置中,通過冗余端接單元的兩個(gè)分支接收信元,首先要根據(jù)信元是單一傳播的普通交換信元或者是多址傳播的被交換或復(fù)制到分支的一組輸出端的信元來(lái)分離信元。在每一個(gè)信元時(shí)間內(nèi),由選擇器控制單元(3)來(lái)選擇所接收的信元,而且這種選擇要在可能收到的單一傳播信元和在帶有輸出寄存器(37)的FIFO(35)中存儲(chǔ)的多址傳播信元之間隨機(jī)進(jìn)行。如果收到的信元有不同的優(yōu)先級(jí),則在所收到的具有最大的優(yōu)先級(jí)的信元中隨機(jī)選擇信元。沒有被選中的單一傳播信元被丟棄掉,而沒有被選中的多址傳播信元要保存在寄存器中直到被選中。隨機(jī)選擇分支以快速和簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行,并且對(duì)交換中心中的錯(cuò)誤做出快速反應(yīng)。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1263684SQ98807118
公開日2000年8月16日 申請(qǐng)日期1998年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月11日
發(fā)明者G·韋克倫德 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司