JPH09238163A - バッファメモリ管理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバチャネル交換機のメモリ管理シス
テムの性能と機能性を高める。 【解決手段】 複数のポートに結合し第１の装置及び第
２の装置の間でフレームの伝送を支援する複数のポート
３０２を有する光ファイバチャネル交換機のバッファメ
モリ管理装置において、この交換機の宛先ポートおよび
関連する装置への経路指定前に、第１の装置から受信し
たフレームを一時的に記憶する各ポートの複数のバッフ
ァメモリ４３２、４３４、４３６、４３８と、それぞれ
が選択したバッファメモリに対応し、バッファメモリが
フレームの受信に利用できるか否かを表すバッファ状況
情報を維持する複数の状態装置４６０と、バッファ状況
情報を分析し、受信フレームが利用可能となった最初の
受信ポートの複数のバッファメモリの内の第１の利用可
能なバッファメモリに対応する状態装置４６０を更新す
る状況／制御論理回路４１８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッファメモリ管理
装置に関し、例えば、光ファイバチャネル交換機の受信
バッファのバッファメモリ管理に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】メインフレーム、スーパコンピュータ、
大容量記憶システム、ワークステーションおよび超高解
像度表示サブシステムが互いに接続され、ファイルおよ
び印刷の共用を容易となされることがよくある。これら
のタイプの接続に使用される共通ネットワークおよびチ
ャネルが、グラフィックベースのアプリケーションで典
型的な大きなファイルフォーマットにデータが形成され
ている場合は特に、通信ボトルネックとなることがしば
しばある。

【０００３】プロセッサの間及びプロセッサと周辺装置
との間のデータ通信接続には、２つの基本的なタイプが
ある。「チャネル」は通信装置の間に直接又は交換式の
２地点間の接続をもたらす。チャネルの主なタスクは、
遅れをもっとも少なくして出来る限り高いデータ転送速
度でデータを搬送することだけである。チャネルは通
常、ハードウェアで単純なエラー訂正を行う。「ネット
ワーク」は対照的に、分散したノード（例えば、ワーク
ステーション、大容量記憶装置）の集合体であり、これ
らのノードの間の相互作用をサポートするそれ自体のプ
ロトコルを備えている。通常、各ノードは伝送媒体を競
合するが、各ノードはネットワークのエラー状態を認識
できなければならず、またエラー状態からの復元に必要
なエラー管理を行わなければならない。

【０００４】これまでに開発された通信相互接続のタイ
プの１つに光ファイバチャネルがある。光ファイバチャ
ネルプロトコルはアメリカ情報システム国家規格（Amer
icanNational Standard for Information Systems: Ａ
ＮＳＩ）として開発され、採用された。光ファイバチャ
ネルの規格の詳細については、「Fibre Channel Physic
al and Signaling Interface」、Revision 4.2、Americ
an National Standardfor Information Systems (ANSI)
（1993）を参照されたい。簡単にいえば、光ファイバ
チャネルは交換プロトコルであり、ワークステーショ
ン、スーパコンピュータ及び各種の周辺装置の間での同
時通信を可能とする。光ファイバチャネルによってもた
らされるネットワークの総帯域幅はテラビット／秒程度
である。光ファイバチャネルはデータフレームを１ギガ
ビット／秒超の速度で両方向に同時に伝送することがで
きる。また、インタネットプロトコル（ＩＰ）、小型コ
ンピュータシステムインタフェース（ＳＣＳＩ）、高性
能パラレルインタフェース（ＨＩＰＰＩ）及びインテリ
ジェントペリフェラルインタフェース（ＩＰＩ）などの
既存のプロトコルに従って光ファイバ及び銅ケーブルの
両方でコマンド及びデータを搬送することができる。

【０００５】本質的に、光ファイバチャネルはチャネル
−ネットワークハイブリッドであり、必要とされる接続
性、距離及びプロトコル多重化をもたらすために十分な
ネットワーク機能、並びに単純性、反復可能なパフォー
マンス及び信頼性の高い配信を維持するのに十分なチャ
ネル機能を含んでいる。光ファイバチャネルにより、
「ファブリック」といわれる活動インテリジェント相互
接続手法、すなわち、光ファイバ交換機が装置を接続す
ることが可能となる。ファブリックは複数のファブリッ
クポート（Ｆポート）を含んでおり、これらのポートは
関連するワークステーション、スーパコンピュータ及び
／又は周辺装置に接続された複数のノードポート（Ｎポ
ート）の間の相互接続及びデータフレーム転送をもたら
す。ファブリックはフレーム内に含まれている情報に基
づいてデータの経路指定を行う機能を有している。Ｎポ
ートはこれ自体とファブリックの間の単純な２地点間接
続を管理する。伝送は制御プロトコルから分離されてい
るので、さまざまなトポロジ（たとえば、２点間リン
ク、リング、マルチドロップバス、クロスポイント交換
機）を実現することができる。

【０００６】光ファイバチャネルの業界標準はいくつか
の異なるタイプのデータ転送ももたらしている。クラス
１転送は回線交換を必要とするものであり、一般に、２
つの特定された要素の間での２つ以上、しばしば、多数
のデータフレームの転送を含んでいる。これとは対照的
に、クラス２転送はあるネットワーク要素から他のもの
への単一のフレームの各転送に対する、ネットワーク交
換機による経路の割り振りを必要とするものである。

【０００７】クラス２転送に対するフレーム交換は、入
力フレームを一時的に記憶してから、他のポートへ経路
指定するためのメモリ機構をフレーム交換が必要とする
ため、実施することがクラス１の回線交換よりも困難で
ある。メモリ機構は通常、関連するサポート回路を備え
た多数の入出力（Ｉ／Ｏ）接続を含んでいる。異なるビ
ット転送速度でデータを搬送するチャネルをインタフェ
ースしようとする場合には、複雑度が増加し、付加的な
ハードウェアが必要となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】それ故、光ファイバネ
ットワークでクラス２転送の光ファイバチャネルの業界
標準を実現する、既存のシステムよりも性能及び融通性
がはるかに高い新規の改善されたシステムに対する、こ
れまで取り上げられたことのない要望が業界に存在して
いる。もっと詳細にいうと、光ファイバチャネル交換機
のバッファメモリを管理して、入力及び発信データフレ
ーム又はパケットを内部交換データパスに結合するメモ
リ管理システムを提供するバッファメモリ管理装置の実
現が強く望まれている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】複数のポートに結合され
た第１及び第２の装置の間でのフレームの伝送をサポー
トする複数のポートを有し光ファイバチャネル交換機の
バッファメモリを管理するバッファメモリ管理装置にお
いて、以下の特徴的な構成で上述の課題を解決する。

【００１０】すなわち、本発明は、（１）光ファイバチ
ャネル交換機による宛先ポート及び関連する装置への経
路指定前に、前記第１の装置から受信したフレームを一
時的に記憶するために使用される各ポートの複数のバッ
ファメモリと、（２）各々が選択した前記バッファメモ
リに対応しており、前記バッファメモリがフレームの受
信に使用できるか否かを表すバッファ状況情報を維持す
る複数の状態手段と、（３）前記バッファ状況情報を分
析し、受信したフレームを使用可能となった最初の受信
ポートの複数のバッファメモリの内の第１のバッファメ
モリへ送り、第１の使用可能なバッファメモリに対応す
る前記状態手段を更新する状況／制御論理手段とを備え
る。

【００１１】このような構成を採ることで、複数のバッ
ファメモリに対応した複数の状態手段の状況情報を使用
して状況／制御論理手段が管理し判断して受信フレーム
の蓄積を行うので、複数のバッファメモリに対する受信
フレームの蓄積を効率的に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】そこで、本発明の好ましい実施の
形態は複数のノード−ポート（Ｎポート）の間でのフレ
ームのクラス２フレーム交換転送を実現するための複数
の光ファイバポート（Ｆポート）を有する光ファイバチ
ャネル交換機を含んでいる。この光ファイバチャネル交
換機は各Ｆポートに関連づけられた、フレームを一時的
に記憶してから、光ファイバチャネル交換機でＦポート
の経路指定をする複数のメモリバッファの同時アクセス
及びトラッキングももたらす。各々が受信バッファと一
対一の対応を有している複数の状態装置が各バッファの
現行状態を追跡して、フレームの転送前に、バッファの
妥当性及び状態を確認する。優先エンコーダはＮポート
からのフレームを、フレームを受け入れるのに利用でき
る対応するＦポートにある複数のバッファメモリの最初
のものに送り、また、受信時に、関連する状態装置を新
しい状況情報によって更新する。複数のバッファ状態装
置が複数のバッファメモリに関連づけられ、バッファメ
モリの同時更新の取り扱いを容易としている。すなわ
ち、あるバッファメモリに蓄積すると共に、他のものを
空にし、さらに他のものを廃棄する。

【００１３】次に本発明の好適な実施の形態を図面を参
照しながら説明する。 １．光ファイバチャネル交換機のアーキテクチャ：図５
は本実施の形態において使用する可変長フレーム１１の
構成図である。この可変長フレーム１１は、４バイトの
フレーム開始（ＳＯＦ）標識１２を含んでおり、これは
フレーム１１の先頭を示す特定の２進シーケンスであ
る。ＳＯＦ標識１２の後には、特にフレームの送信元ア
ドレスと宛先アドレス、並びにフレーム１１が制御情報
であるか、実際のデータであるかを総括的に規定する２
４バイトのヘッダ１４が続いている。ヘッダ１４の後に
は、可変長データ１６のフィールドが配置されている。
データ１６の長さは０乃至２１１２バイトである。デー
タ１６の後には、エラー検出用の４バイトのＣＲＣ（巡
回冗長性検査）コード１７及び４バイトのフレーム終了
（ＥＯＦ）標識１８が順次配置されている。図５のフレ
ーム１１は固定フレームよりもはるかに融通性のあるも
のであり、特定の用途の特定の要件に適合することによ
り高い性能をもたらす。

【００１４】図２は、光ファイバチャネルネットワーク
１００における代表的な光ファイバチャネルのアーキテ
クチャのブロック図である。ワークステーション１２
０、メインフレーム１２２及びスーパコンピュータ１２
４が光ファイバチャネルファブリック１１０（すなわ
ち、光ファイバチャネル交換機）により、各種のサブシ
ステム（例えば、磁気テープサブシステム１２６、磁気
ディスクサブシステム１２８及び表示サブシステム１３
０）と相互接続されている。ファブリック１１０は、各
種のノードポイント（Ｎポート）と、Ｆポートを介して
ファブリック１１０に接続された、これに関連するワー
クステーション、メインフレーム及び周辺装置とを相互
接続するものである。ファブリック１１０の必須機能
は、データのフレームを送信元Ｎポートから受信し、第
１のプロトコルを使用して、フレームを宛先Ｎポートに
経路指定することである。好ましい本実施の形態におい
て、第１のプロトコルは、光ファイバチャネルプロトコ
ルである。本発明の範囲を逸脱することない範囲で、非
同期転送モード（ＡＴＭ）などの他のプロトコルを使用
することもできる。

【００１５】本発明に従って構成される光ファイバチャ
ネル交換機は、光ファイバチャネルの複数のＮポートの
間でフレームを効率よく経路指定するための、複数の相
互接続されるＦポートを含んでいる。各Ｆポートは、複
数の受信バッファメモリと、各バッファメモリの内容を
追跡するための関連した状態装置とからなる対応するチ
ャネルモジュールに結合されている。

【００１６】本明細書で使用する用語を次のように定義
する。 クラス１サービス−−回線交換式接続。 クラス２サービス−−保証された配信および受信通知を
もたらす無接続フレーム交換式リンク。 クラス３サービス−−確認が何ら行われない無接続サー
ビス。

【００１７】Ｆポート−−「ファブリック」ポートのこ
とで、Ｎポートを物理的に接続するためのファブリック
のアクセスポイントである。 ファブリック−−光ファイバチャネルネットワークにお
いて経路指定を処理する光ファイバチャネルで定義した
相互接続方法。 フレーム−−基本的な搬送要素を定義する伝送ビットの
線形セット。

【００１８】インタミックス−−クラス１とクラス２の
両方の機能をもたらすサービスのクラスのこと。インタ
ミックスはクラス１の接続のために全チャネルを予約す
ると共に、クラス２のトラフィックが未使用の帯域幅を
通過できるようにする。 リンク−−通信チャネル。 Ｎポート−−「ノード」ポートのことで、リンクのノー
ド端部における光ファイバチャネルが定義したハードウ
ェアである。

【００１９】図３は、光ファイバチャネル交換機３００
の構成図である。この図に示す光ファイバチャネル交換
機３００は、複数のチャネルモジュール３４０を用いて
いる。図３は、２つのチャネルモジュール３４０Ａと３
４０Ｂとを示しているが、チャネルモジュール３４０の
数は図示のものよりも多くてもかまわず、通常、システ
ム構成によって左右される。本実施の形態において、光
ファイバチャネル交換機は、４枚のチャネルモジュール
カードを有しており、その各々は４つの２６６Ｍボーの
Ｆポートを含んでいる（１６のＦポートと関連するコン
ピュータ及び周辺装置の相互接続をもたらす）。このア
ーキテクチャは、４枚の２６６Ｍボーチャネルモジュー
ルカードを、デュアルポート５３１Ｍボーチャネルモジ
ュールカード又はシングルポート１０６３Ｍボーチャネ
ルモジュールのいずれかと置き換える。各チャネルモジ
ュール３４０は、メインリンク３２０、インタミックス
リンク３２２、制御リンク３２４及び経路状態リンク３
２６に直接結合されている。制御リンク３２４の制御信
号は、あるチャネルモジュール３４０が受信したフレー
ムの、同一のチャネルモジュールの異なるポートへの、
或いは他の使用可能なチャネルモジュール３４０への転
送を指示する。チャネルモジュール３４０は、チャネ
ル、クラス２データ転送のためにフレームを一時的に記
憶するバッファ付き受信メモリ、並びにクラス１データ
転送中に、入力フレームがバッファされないようにする
バイパスとのデータ通信のためのポートインテリジェン
スを備えている。経路割振りシステム３５０は、交換機
モジュール３６０を介して４つのチャネルモジュール３
４０と通信を行う。経路割振りシステム３５０の詳細な
説明は、「Path Allocation System and Method Having
Double Link List QueuesImplemented with a Digital
Signal Processor」なる発明の名称の米国特許出願第
０８／３３００４４号及び「High Performance Allocat
ion System and Method with Fairness Insurance Mech
anism for a Fiber Optic Switch」なる発明の米国特許
出願第０８／３３０２７３号に開示されており、これら
の開示内容は参照することによって、本明細書の一部と
なる。

【００２０】フレーム交換トラフィック（クラス２）の
場合、経路割振りシステム３５０は、受信ポートのチャ
ネルモジュール３４０から各フレームに関するフレーム
ヘッダ情報を収集する。経路割振りシステム３５０は、
フレームヘッダ情報の妥当性を検査し、交換機リソース
を割り振って、宛先ポートへの交換機によってフレーム
に対する経路を設定する。フレームが送られてしまう
と、経路割振りシステム３５０は、交換機リソースの割
振りを解除する。

【００２１】経路割振りシステム３５０は、チャネルモ
ジュール３４０から回線交換トラフィック（クラス１フ
レーム接続）に関するフレーム・ヘッダ情報も収集す
る。経路割振りシステム３５０は、次に接続の妥当性を
検査し、交換機リソースを割り振って、以降の接続に対
する専用経路を設定する。接続トラフィック自体がリソ
ースの割振り解除を行う。

【００２２】図１は、本実施の形態の光ファイバチャネ
ル交換機のチャネルモジュールの機能構成図である。図
は、４ポート、すなわち、４つのポートインテリジェン
スシステム４１０と、４つのメモリインタフェースＡＳ
ＣＩ４２２、４２４、４２６及び４２８からなるメモリ
インタフェースシステム４２０からなる２６６Ｍボーチ
ャネルモジュールのチャネルモジュールアーキテクチャ
である。ダブルポートのアーキテクチャ、すなわち５３
１Ｍボーチャネルモジュールの実施の形態は同様なもの
であるが、５３１Ｍボーの実施の形態が２つのポートイ
ンテリジェンスシステム４１０を用いており、これらの
各々が２つのメモリインタフェースＡＳＩＣ４２２、４
２４及び４２６、４２８を有している２つのメモリイン
タフェースシステムに結合されている点が異なってい
る。シングルポートのアーキテクチャ、すなわち１０６
２Ｍボーチャネルモジュールの実施の形態は同様なもの
であるが、１０６２Ｍボーの実施の形態が、各々１つの
メモリインタフェースＡＳＩＣを有している４つのメモ
リインタフェースシステムに結合された１つのポートイ
ンテリジェンスシステム４１０を用いている点が異なっ
ている。

【００２３】各ポートインテリジェンスシステム４１０
は、ＧＬＭ／ＯＬＣトランシーバ４１２によって外部の
Ｎポートに結合されている。入力フレームは、ＧＬＭ／
ＯＬＣトランシーバ４１２により、受信機４１４へ転送
される。状況／制御論理回路４１８は、新しいフレーム
を受信機４１４が受信した時期を認識し、転送クラス
（１又は２のいずれか）並びにフレームに接続されてい
る受信フレームヘッダ情報からのデータの長さを決定す
る。受信機４１４の目的は、接続されているＮポートと
の同期を維持し、入力伝送文字を復号し、バッファ間の
流れの制御を管理し、リンクの性能を評価する統計値を
集め、フレームのチェックと検証を行い、関連した受信
メモリ４３２、４３４、４３６及び４３８に一時的に記
憶するため、全てのフレームをメモリインタフェースシ
ステム４２０へ送ることである。

【００２４】メモリインタフェースシステム４２０は、
各ポートインテリジェンスシステム４１０からのコマン
ドに応答して、４つのメモリインタフェースＡＳＩＣ４
２２、４２４、４２６及び４２８を用いて、４つの受信
メモリ４３２、４３４、４３６及び４３８（１６ｋ×１
６の外部ＲＡＭ）を、メインバス３２０及びおよびイン
タミックスバス３２２を介して内部交換機データ経路に
インタフェースする。各ポートインテリジェンスシステ
ム４１０及びメモリインタフェースシステム４２０の間
の受信データ経路４２１で伝送されたフレームはビット
スライスされ、メモリインタフェース４２２がビット０
−１を受信し、メモリインタフェース４２４がビット２
−３を受信し、メモリインタフェース４２６がビット４
−５を受信し、メモリインタフェース４２８がビット６
−７を受信するようにする。各メモリインタフェース
は、その位置及びチャネルモジュール３４０が作動して
いるボーレートを知っている。メモリインタフェースＡ
ＳＩＣ４２２、４２４、４２６及び４２８から読みとら
れたフレームは再アセンブルされて、メインバス３２０
及びインタミックスバス３２２上で光ファイバチャネル
交換機を横切るバイト幅となる。

【００２５】送信機４１６は、メモリインタフェースシ
ステム４２０とＧＬＭ／ＯＬＣトランシーバ４１２との
間に結合されており、光ファイバチャネルの規則による
符号化及び伝送のために光ファイバチャネル交換機内で
他のチャネルモジュールの受信メモリから送られてきた
フレームを送信する。４ｋ×９のＦＩＦＯ送信メモリ４
４２がメモリインタフェース４２０と４つの送信機４１
６の間に結合されて、メインバス３２０及びインタミッ
クスバス３２２を各ポートインテリジェンスシステム４
１０にインタフェースしている。メモリインタフェース
４２０は、ビットスライスされたデータを出力し、この
データは送信メモリ４４２の入力においてデータ送信経
路４４４上で再形成される。

【００２６】各メモリインタフェースＡＳＩＣ４２２、
４２４、４２６及び４２８は、接続４３１を介してクラ
ス１データバイパスをもたらし、且つ受信メモリへの接
続４３３を介してクラス２データ転送のバッファ付き記
憶域をもたらすマルチプレクサ４２９を含んでいる。さ
らに、各メモリインタフェースは、マルチプレクサ４２
９、受信メモリ４３２、４３４、４３６、４３８及び送
信メモリ４４２を、ポートインテリジェンスシステム４
１０及び経路割振りシステム３５０（図３）からのコマ
ンドに応じて制御するメモリ制御論理回路４３５を含ん
でいる。

【００２７】各受信メモリ４３２、４３４、４３６及び
４３８は、０−１５と番号の付けられた１６のバッファ
メモリの組（図１の拡大部分４４０に示した）で構成さ
れており、これらの各々は２キロバイトの記憶容量を有
している。バッファメモリ１乃至１４は、クラス２のフ
レーム転送用に指定されており、バッファメモリ１５
は、要素コントローラ３５８（図３）の埋込Ｎポート宛
のクラス１フレーム用に指定されており、バッファメモ
リ０は、オーバフローに備えて予約されている。光ファ
イバチャネルの業界標準による最大サイズのフレーム
は、２キロバイトのバッファメモリ全体並びに１４８バ
イトのオーバフローを占める。２進アドレス指定手法
「ＰＰｂｂｂｂｘｘｘｘｘｘｘｘ」を１−１４というよ
うに番号の付けられた１４のバッファメモリに用い、Ｐ
Ｐ１１１１ｂｂｂｂｘｘｘｘをオーバフローバッファメ
モリ０に用いる。但し、ＰＰはポートを識別し、ｂｂｂ
ｂはフレームがおかれているバッファメモリの番号を識
別する。

【００２８】２．状態装置／バッファメモリのアーキテ
クチャ： 図４は、本実施の形態の光ファイバチャネル
交換機のバッファアーキテクチャ５００のアクセスを示
す状態装置の状態構成図である。ポートインテリジェン
スシステム４１０の状況／制御論理回路４１８（図１）
は、図４の状態機械図に従って機能する１５状態の状態
装置４６０を含んでいる。詳細にいうと、状態装置４６
０は４つの受信メモリ４３２、４３４、４３６及び４３
８の各々の１５のバッファメモリの現在の「状態」すな
わち可用性を追跡する。状態装置は、４つのセットの１
５のバッファメモリと「一対４」の対応をしている。そ
れ故、第１の状態装置４６０は、４つのバッファメモリ
１の各々の内容を追跡し、第２の状態装置４６０は、４
つのバッファメモリ２の内容を追跡し、以下同じように
形成されている。

【００２９】図４に示すように、１５の状態によって維
持されるポートのさまざまなバッファ状態には、エンプ
ティ（ＥＭＰＴＹ：空）状態（「バッファメモリ内のデ
ータを気にしない」ということを示す。）、レギュラー
状態（「バッファメモリ内に有効な非クラス１フレー
ム」（すなわち、非クラス１のフレーム開始乃至非ＳＯ
Ｆｃ１）を示す。）、バッファ内の「疑わしい」フレー
ム、すなわちフレーム終了区切り文字（ＥＯＦａ，ｎ
ｉ）が検出された非クラス１フレームを示すレギュラー
エラー（ＲＥＧ−ＥＲＲ）状態、コネクト（ＣＯＮＮＥ
ＣＴ）１状態（クラス１サービスを開始するために有効
なクラス１ＳＯＦｃ１を受信したことを示す。）、クラ
ス１サービス要求に対して「疑わしい」ＳＯＦＣ１フレ
ームがＥＯＦ区切り文字を有しているバッファメモリ内
にあることを示すバッファＣ１エラー（Ｃ１−ＥＲＲ）
状態、最後に、デッド（ＤＥＡＤ）状態（ＳＯＦｃ１フ
レームを送信機側で受信したが、他のＳＯＦｃ１フレー
ムが受信メモリにあることを示す）がある。

【００３０】受信機４１４が光ファイバチャネルのＮポ
ート及びＧＬＭ／ＯＬＣ４１２からフレームを受信した
場合、状況／制御論理回路４１８は、優先エンコーダと
して動作して、各入力フレームを、エンプティ（ＥＭＰ
ＴＹ）状態（対応するバッファメモリがクラス２動作の
ためにクラス１のフレーム接続及び／又は受信を開始す
るのに利用できることを示す。）の対応する状態装置を
有している第１のバッファ（バッファメモリ１から始ま
る）へ順次送る。

【００３１】クラス１接続に対する有効なフレーム開始
ヘッダ（ＳＯＦｃ１−ｉｎ）を含んでいるフレームを受
信すると、クラス１接続が要求される。フレームは、最
初に利用可能なバッファメモリに一時的に記憶される
（ポートインテリジェンスシステムには、有効なクラス
１接続を確立できるかどうかが分からないため）。経路
割振りシステム３５０はフレームヘッダの経路データか
らクラス１動作の可能性を判断し、同時に、対応するバ
ッファの状態装置４６０が、コネクト１（ＣＯＮＮＥＣ
Ｔ１）状態（ＣＲＴエラーがある場合には、レギュラー
Ｃ１エラー（ＲＥＧ−Ｃ１−ＥＲＲ）状態）に更新され
る。宛先ポートへの交換経路及び宛先ポートから発信元
ポートへの逆方向経路が、フレームヘッダのポートアド
レスデータに基づいて経路割振りシステム３５０（図
３）によって構成される。経路割振りシステム３５０
は、宛先ポートにフレームを待つように指示し、次い
で、状況／制御論理回路４１８にメモリインタフェース
４２０へフォワード（ＦＯＲＷＡＲＤ）コマンドを発行
するよう指示する。フォワードコマンドを受信すると、
ＳＯＦｃ１フレームが宛先に送られ、対応するバッファ
メモリ状態装置がバッファメモリの内容の妥当性につい
て判断するためチェックされる。フレームが有効である
と状態装置４６０が示した場合には（「レギュラー」状
態に対応して）、フレームの長さをワード数をカウント
することによって計算し、フレームを受信メモリ４３
２、４３４、４３６、４３８から読み取れるように、長
さを一度に１ビットシフトするシリアルラインを使用し
て、ポートインテリジェンスシステムから状況／制御論
理回路４１８へ渡す。フォワードコマンド（或いは、新
しいフレームが受信メモリに所定の期間（Ｆ−ビジー
（ＢＳＹ）期間）おかれていたことを示すフレームビジ
ー（Ｆ−ＢＳＹ）又はファブリック拒否（Ｆ−ＲＪ
Ｔ））を受信すると、状況／制御論理回路４１８は、バ
ッファからフレームを読みとるために必要な期間待機し
（順方向速度に基づいて）、「フレーム送り（ｆｒａｍ
ｅ−ｓｅｎｔ）」信号を発行して、ポートの状態装置４
６０をエンプティ（ＥＭＰＴＹ）値にリセットし、した
がって、バッファメモリの可用性を示す。宛先Ｆポート
は、送られてきたＳＯＦｃ１フレームにＳＯＦｎ１フレ
ームで応答して、クラス１接続要求を確認（ＡＣＫ：工
程応答）する。マルチプレクサ４３１は、状況／制御論
理回路４１８からのコマンドに応じて、クラス１接続が
確立されているので、このフレームが記憶されることな
く交換機によって転送されたことを確認する。クラス１
接続が存在している限り、いずれかのＮポートからの全
てのクラス１フレーム（ＳＯＦｎ１／ｉｌ）は記憶され
ることなく、あるポートから他のポートへ直接渡され
る。ＥＯＦｄｔ区切り文字のついたＳＯＦｎ１フレーム
を受信すると、２つのＮポートの間のクラス１接続は断
たれる。

【００３２】クラス２動作は非ＳＯＦｃ１フレームのＮ
ポートからの受信によって開始される。フレームは、対
応するＦポートの最初に使用可能なバッファメモリに一
時的に記憶され（クラス１フレームと同じ態様で）、対
応する状態装置４６０が「レギュラ−」状態へ更新さ
れ、バッファメモリが有効なものである可能性のあるク
ラス２フレームを現在記憶していることを示す。経路割
振りシステム３５０は、フレームヘッダに宛先ポートア
ドレスデータを要求し、光ファイバチャネル交換機を構
成する。経路割振りシステム３５０は、宛先ポートにフ
レームを待つように伝え、状況／制御論理回路４１８に
フォワードコマンドを生成するよう要求する。フォワー
ドコマンドを受信すると、対応するバッファメモリの状
態装置４６０は、バッファメモリの内容を判定するため
にチェックされる。フレームが有効である（「レギュラ
ー」状態に対応している）と状態装置４６０が示した場
合、フレームの長さがワード数をカウントすることによ
って計算され、フレームを受信メモリ４３２、４３４、
４３６、４３８から読み取れるように、長さを一度に１
ビットシフトするシリアルラインを使用して、ポートイ
ンテリジェンスシステムから状況／制御論理回路４１８
へ渡される。フォワードコマンド（或いは、ファブリッ
クビジー（Ｆ−ＢＳＹ）又はファブリック拒否（Ｆ−Ｒ
ＪＴ））を受信すると、状況／制御論理回路４１８は、
バッファからフレームを読みとるために必要な期間待機
し（順方向速度に基づいて）、「フレーム送り（ｆｒａ
ｍｅ−ｓｅｎｔ）」信号を発行して、ポートの状態装置
４６０をエンプティ値にリセットし、したがって、バッ
ファメモリの可用性を示す。廃棄する場合、リセットは
直ちに行われる。

【００３３】Ｆポート間でフレームを送っている間に、
受信ポートの状態装置４６０が「エンプティ」又は「デ
ッド」のいずれかの状態である場合には、空のバッファ
が送られたことを示し、何も来ないことをフレームを
「待機」している宛先ポートに通知するために、「ヌル
信号（ｎｕｌｌ ｓｉｇｎａｌ）」が用いられる。

【００３４】受信ポートが無効と判断されたフレームを
受信した場合には、受信機４１４はレギュラー状態をレ
ギュラーエラー（ＲＥＧ−ＥＲＲ）状態に変えるか、ク
ラス１接続であれば、コネクト１状態をバッファＣ１エ
ラー（Ｃ１−ＥＲＲ）状態に変えるサスペクトフレーム
（ＳＵＳＰＥＣＴ ＦＲＡＭＥ）コマンドを発行する。
フレーム送り１（ｆｒａｍｅ−ｓｅｎｔ１）又はヌル送
り（ｎｕｌｌ−ｓｅｎｔ）というコマンド（フレームを
待機している宛先ポートに、待機を停止するように伝え
るコマンド）を発行した場合、対応する状態装置４６０
はエンプティ状態に戻る。或いは、バッファＣ１エラー
（Ｃ１−ＥＲＲ）状態である際に、入力クラス１（ｉｎ
−ｃｌａｓｓ１）又は入力バッファクラス１（ｉｎ−ｂ
ｕｆ−ｃｌａｓｓ１）というコマンドが発行された場
合、状態装置４６０はデッド（ＤＥＡＤ）状態に変化す
る。ヌル送り（ｎｕｌｌ−ｓｅｎｔ）コマンドを発行し
た場合には、状態装置４６０はエンプティ状態になる。

【００３５】フレームヘッダに問題があった場合（たと
えば、無効な宛先ｉｄ：識別子）、Ｆ−ＢＳＹ又はＦ−
ＲＪＴコマンドを経路割振りシステム３５０が発行す
る。Ｆ−ＢＳＹコマンドを受信した場合、状況／制御論
理回路４１８は、メモリインタフェースシステム４２０
へ信号を送り、フレーム全体を受信するまで待つように
する。フレームにエラーがない場合、確認が発行され
る。Ｆ−ＢＳＹ及びＦ−ＲＪＴでは長さが固定されてい
るため、長さは送られない。

【００３６】フレームの送信及び関連するバッファの状
態装置４６０の更新と並行して、新しいフレームをＦポ
ートから受信することもできる（各Ｆポートに複数のバ
ッファと対応する状態装置４６０があるため）。同時
に、他のバッファメモリにあるフレームを廃棄すること
もできる。複数のバッファの状態装置４６０により、上
記の動作の全てを同時に行うことが可能となる。たとえ
ば、フレームをバッファメモリに記憶するとともに、他
のバッファメモリの内容を廃棄し、同時に、さらに他の
ものを光ファイバチャネル交換機によって送信すること
ができる。

【００３７】本実施の形態の構成によれば、上述のバッ
ファメモリ管理の構成によって、光ファイバチャネル交
換機のバッファメモリを効率的に管理し、入力フレーム
及び発信フレームを内部交換データパスに結合する機能
的なバッファメモリ管理システムを実現することができ
る。

【００３８】本発明は、上述の実施の形態の構成に限定
するものではない。例えば、ＡＴＭ交換機やＡＴＭ通信
装置にも適用することができる。

【００３９】以下、本発明の実施の形態を挙げる。

【００４０】１． 複数のポートに結合された第１及び
第２の装置の間でのフレームの伝送をサポートする複数
のポートを有し光ファイバチャネル交換機のバッファメ
モリを管理するバッファメモリ管理装置において、光フ
ァイバチャネル交換機による宛先ポート及び関連する装
置への経路指定前に、前記第１の装置から受信したフレ
ームを一時的に記憶するために使用される各ポートの複
数のバッファメモリと、各々が選択した前記バッファメ
モリに対応しており、前記バッファメモリがフレームの
受信に使用できるか否かを表すバッファ状況情報を維持
する複数の状態手段と、前記バッファ状況情報を分析
し、受信したフレームを使用可能となった最初の受信ポ
ートの複数のバッファメモリの内の第１のバッファメモ
リへ送り、第１の使用可能なバッファメモリに対応する
前記状態手段を更新する状況／制御論理手段とを備える
ことを特徴とするバッファメモリ管理装置。

【００４１】２． 複数のバッファメモリの各々が連続
した数によって識別され、前記状況／制御論理手段がバ
ッファ状況情報を分析し、受信したフレームを連続した
数がもっとも小さい使用可能な前記バッファメモリに送
ることを特徴とする１に記載のバッファメモリ管理装
置。

【００４２】３． 第１の使用可能なバッファメモリに
対応する前記状態手段で、潜在的に有効なフレームが記
憶されていることを示す状態に更新されることを特徴と
する１又は２に記載のバッファメモリ管理装置。

【００４３】４． フレームヘッダ情報を処理して、フ
レームが送信される宛先ポートのアドレスを決定する経
路割振り手段をさらに備えることを特徴とする１〜３の
いずれかに記載のバッファメモリ管理装置。

【００４４】５． 前記状況／制御手段が、前記バッフ
ァメモリにフレームを対応する宛先アドレスを有してい
るポートへ送るよう指示する制御信号を生成することを
特徴とする１〜４のいずれかに記載のバッファメモリ管
理装置。

【００４５】６． 前記状況／制御論理手段が、フレー
ム内のワード数をカウントすることによってフレームの
長さを計算することを特徴とする１〜５のいずれかに記
載のバッファメモリ管理装置。

【００４６】７． 前記状況／制御論理手段がフレーム
の長さをレジスタに記憶し、シリアルライン上で一度に
１ビットシフトすることによってフレームの長さをメモ
リコントローラに渡し、前記状態手段が有効であること
を確認し、送信制御信号を生成することによって、前記
バッファメモリからフレームを読み取り、対応する前記
状態手段をバッファメモリの可用性を示す空き状態にリ
セットするリセット制御信号を発行することを特徴とす
る１〜６のいずれかに記載のバッファメモリ管理装置。

【００４７】８． 複数のバッファメモリ及び対応する
前記状態手段がフレームの送信と並行して、前記第１の
装置及び第２の装置からのフレームの受信に備えている
ことを特徴とする１〜７のいずれかに記載のバッファメ
モリ管理装置。

【００４８】９． 前記バッファ状況情報が、「疑わし
いフレーム」が前記バッファメモリにあることを示すレ
ギュラーエラー状態情報と、フレーム開始信号を受信し
回線交換式サービスを開始することを示すコネクト状態
情報と、回線交換式サービス要求に対する「疑わしい」
フレーム開始信号が前記バッファメモリにあることを示
す状態情報と、前記バッファメモリ内に無用のフレーム
開始信号が存在することを示すデッド状態情報のいずれ
かから構成されることを特徴とする１〜８のいずれかに
記載のバッファメモリ管理装置。

【００４９】１０． フレームの送信の際に、フレーム
を記憶している前記バッファメモリが空き状態又はデッ
ド状態のいずれかの状態であることを受信ポートの前記
状態手段が示している場合に、ヌル信号が伝送され、宛
先ファブリックポートにフレームが来ないことを知らせ
ることを特徴とする９に記載のバッファメモリ管理装
置。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、受信
フレームを宛先ポート及び関連する装置への経路指定前
に一時的に記憶する複数のバッファメモリと、これらの
バッファメモリがフレーム受信に使用できるか否かを判
断するためのバッファ状況情報を維持する複数の状態手
段と、このバッファ状況情報から受信フレームをいずれ
かのバッファメモリに記憶させる状況／制御論理手段と
を備えたので、効率的に受信フレームを記憶することが
でき、融通性の高い機能的なバッファメモリ管理装置を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の光ファイバチャネル交
換機のチャネルモジュールの機能構成図である。

【図２】 本実施の形態の光ファイバチャネルシステム
の機能構成図である。

【図３】 本実施の形態の光ファイバチャネル交換機の
機能構成図である。

【図４】 本実施の形態の光ファイバチャネル交換機の
バッファアーキテクチャのアクセスを示す状態装置の構
成図である。

【図５】 本実施の形態で使用する可変長フレームの構
成図である。

【符号の説明】

３０２ ポート ３２０ メインバス ３２２ インターミックス（ＩＭＩＸ）バス ３５０ 経路割振りシステム ４１０ ポートインテリジェンスシステム ４１８ 状況／制御論理回路 ４２０ メモリインタフェースシステム ４２２、４２４、４２６、４２８ メモリインタフェー
スＡＳＩＣ ４３２、４３４、４３６、４３８ 受信メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のポートに結合された第１及び第２
   の装置の間でのフレームの伝送をサポートする複数のポ
   ートを有し光ファイバチャネル交換機のバッファメモリ
   を管理するバッファメモリ管理装置において、 光ファイバチャネル交換機による宛先ポート及び関連す
   る装置への経路指定前に、前記第１の装置から受信した
   フレームを一時的に記憶するために使用される各ポート
   の複数のバッファメモリと、 各々が選択した前記バッファメモリに対応しており、前
   記バッファメモリがフレームの受信に使用できるか否か
   を表すバッファ状況情報を維持する複数の状態手段と、 前記バッファ状況情報を分析し、受信したフレームを使
   用可能となった最初の受信ポートの複数のバッファメモ
   リの内の第１のバッファメモリへ送り、第１の使用可能
   なバッファメモリに対応する前記状態手段を更新する状
   況／制御論理手段とを備えることを特徴とするバッファ
   メモリ管理装置。