KR0161755B1 - 역방향 흐름제어를 가지는 역다중화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버스트성이 큰 트래픽들을 수용하기 위하여 입력버퍼와 HALT큐(B3), 역방향 흐름제어 신호를 두어 순간적으로 과도한 트래픽이 해당 수신부로 전달될 때 그 상태를 역방향으로 알리는 수신부를 제외하고 다른 수신부에 해당하는 셀을 전달해 주는 역다중화기에 대한 것이다. 그리고 입력되는 셀 앞에 해당 연결에 대한 비트 주소를 가지는 라우팅 태그를 두어 역다중화시 점대점 연결 및 점대 다중화점 연결을 쉽게 제공하며, 역 다중화 제어시 비트별 논리합으로 구현이 간단하게 이루어진다. 그리고 비동기 입력버퍼와 버퍼 제어를 가지고 있어서 입력 셀들의 동기/비동기 상태에 무관하게 동작하며, 장치의 구성을 단순화시키면서도 순간적으로 한 수신부로 셀 서비스 속도보다 높게 전달되는 버스트성의 트래픽에 대한 처리 특성을 강화 시킨 것이다. 또한 각각의 수신부에 버퍼를 두면 서로 상이한 전송속도를 가지는 입출력 포트들을 가져도 역다중화 가능하다. 그리고 주문형 반도체 칩을 이용하여 구현시 그 응용성 및 소형화에 큰 장점이 있다.

Description

역방향 흐름제어를 가지는 역다중화기

제1도는 본 발명에 따른 역방향 흐름제어를 가지는 역다중화기 구성도

제2도는 역다중화 기능부의 세부 구성도

제3도는 패스/패일 결정기의 구성도

제4도는 선택기의 세부구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

B1 : 역다중화 제어부 B2 : 입력버퍼(IB 큐)

B3 : HALT 큐 B4 : 역다중화 기능부

본 발명은 사설망 뿐만아니라 광대역 종합정보통신망(B-ISDN)의 구성에 있어서 응용 가능성이 큰 역방향 흐름제어를 갖는 고정길이 패킷에 대한 역다중화기에 관한 것으로, 특히 입력큐(IB Queue)와 홀트 규(HALT Queue), 입력단과 역다중화 후 수신단 사이에 역방향 흐름제어를 이용해 고 속의 역다중화시 다수개의 수신단에서 순간적인 버퍼 오브플로우 현상으로 인해 발생하는 셀손실을 막고 성능을 향상시킨 역다중 화기에 관한 것이다.

통신기술의 발전으로 사용자들의 다양한 양질의 서비스 요구와 동일한 전송링크 상에서 음성 서비스와 같은 연속적인 특성의 서비스 뿐만아니라 파일 전송과 같은 고속 데이터 서비스, 가변 비트율(VBR:Variable Bit Rate) 실시간 영상 서비스 등의 다양한 트래픽 수용요구에 부응하기 위하여 비동기식 전송방식(ATM : Asynchronous Transfer Mode)의 광대역 종합 정보 통신망(B-ISDN)이 출현하였다. 이러한 환경에는 ATM 다중화 및 역다중화 처리수단은 텔리 컴뮤니케이션 시스템 내의 핵심적인 구성요소로서, ATM 방식에 적합한 고정길이의 셀 다중화 및 역다중화 방식이 요구된다. 그 중에서 역다중화기능은 여러 서비스 연결이 제공되는 멀티미디어 단말에서 하나의 셀 흐름으로부터 해당연결들을 분리하여 해당 상위 어플리케이션 엔터티로 전달해 주는 기능을 제공하며, 터미널 어뎁터, 선로 집선장치, 교환기 등 망장치에도 반드시 필요한 기능이다.

일반적인 역다중화 기능은 복잡한 하나의 셀 흐름으로부터 서로 다른 연결에 해당하는 각 셀들을 서로 분리를 하여 해당되는 블록으로 선별적으로 라우팅해 주는 것을 의미한다. 이 때 ATM망에서는 트래픽 집선을 통해 연속된 셀흐름으로 전달이 되며 이로부터 역다중화시 해당 수신측에서 순간적으로 수신측의 처리능력보다 큰 트래픽이 입력되어 질수있으므로 이를 위해 버퍼를 요구한다. 그러나 시스템내의 연결의 트래픽 분포 특성에 따라 서비스를 위해 요구되는 버퍼의 크기는 가변되어지므로 서비스를 위한 최고의 크기를 가지는 버퍼를 가지거나 버퍼의 가변을 제어하는 메카니즘이 필요하다.

따라서, 본 발명은 불필요하게 크게 버퍼를 할당 하지않고 복잡한 버퍼제어 대신에 버퍼들 사이에 역방향 흐름제어를 두어 구성 및 제어가 간단한 역다중화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 라인 인터페이스 블록으로부터 고정길이의 셀 데이터와 셀 인에이블, 셀시작신호 그리고 동기 클럭으로 구성된 입력버스를 통하여 연속된 셀을 받아서, 입력버퍼의 여유가 있을 때 쓰기제어신호를 보내어 수신 셀을 입력버퍼에 일시 저장하고 이 버퍼가 엠티가 아닐 때 읽기제어신호를 출력시켜 셀과 셀의 정보신호, 태그 비교제어신호를 출력하는 역다중화 제어수단, 및 상기 역다중화 제어수단에서 받은 셀을 수신부의 역방향 흐름제어신호에 의해 오버 플로우가 아닌 수신부중에서 해당 셀이 라우팅 되기를 원하는 수신부로 역다중화하고 셀 헤더 앞에 오버플로우인 수신부를 나타내는 인식자를 표시한 후 HALT큐에 임시 저장하였다가 수신가능시 재 송신하는 역다중화 수단을 구비한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 역다중화기의 구성도이다.

각 라인 인터페이스 블록에서 광신호로부터 변환된 전기신호에서 수신 신호의 클럭을 복구한 후 이에 동기된 고정길이의 셀 데이터와 연결식별자(VPI/VCI)와 그 셀에 대한 라우팅 정보는 입력 전용버스(1)를 통하여 역다중화기로 입력된다. 이러한 입력데이타(1)는 정보 셀 흐름에 해당하는 데이터와 이에 관련 셀 인에이블(-CEN), 셀시작 신호 SOC(Start-Of-Cell)그리고 동기 클럭(BCLK)으로 구성된다.

각 입력버스(1)들을 통해 연속된 셀데이타를 받는 역다중화 제어부(B1)에서는 입력버퍼의 여유가 있을 때 쓰기제어 신호(WEN : 쓰기인에블, WCLK : 쓰기 클럭)를 보내어 수신 셀을 입력포트 전용 입력버퍼인 IB큐(B2)에 일시 저장하는 기능을 하며, 동시에 IB큐에 저장 정도를 나타내는 신호(CNI)를 IB큐(B2)로부터 받아서 엠티가 아닐 때 읽기제어신호(READ1)를 출력시켜 셀을 역다중화 기능부(B4)로 보낸다.

이때 READ1에 의해 IB큐(B2)의 셀이 입력됨을 알리는 신호(INSEL=0)를 같이 보내며, 현재 라우팅 정보로 사용되는 고정 셀 데이터 앞에 부가된 바이트의 위치 정보신호(SELTAG)도 송신한다. 그리고 셀 입력의 제어신호인 셀 인에이블(-CEN), 셀 시작신호 SOC(Start-Of-Cell), 동기 클럭(BCLK)에 의해 역다중화의 타이밍을 제어하기 위해 비교시간을 알리는 CMP신호를 역다중화 기능부(B4)에 입력시킨다. 그리고 이전에 수신부의 순간적인 오브플로우에 의해 수신이 불가능한 상태에 의해서 HALT큐(B3)에 저장된 셀이 존재시에는 HALT큐(B3)에서 CN2를 보내면 IB큐(B2)보다 우선적으로 HALT큐(B3)에 저장된 셀을 먼저 역다중화하기 위하여 읽기 제어신호인 READ2를 보내며 셀이 입력됨을 알리는 신호 INSEL=1을 역다중화 기능부(B4)로 출력시킨다.

그런데 각각의 수신부의 오버플로우를 나타내는 신호인 HALTID1에서 HALTID8을 보고서, HALT큐(B3)에 셀이 있더라도 IB큐(B2)에 대기중인 첫째 셀이 오버플로우 상태가 아닌 수신부로 라우팅 되기를 원하는 셀일때에는 HALT큐(B3)의 셀보다 우선적으로 역다중화 서비스를 한다. 역다중화를 위해 셀이 입력되면 역다중화 기능부(B4)는 HALTID1에서 HALTID8을 보고서, 오버플로우가 아닌 수신부중에서 해당셀이 라우팅 되기를 원하는 수신부로 역다중화하는 기능을 수행한다.

그리고 만약 일대 다중점의 연결 서비스를 원하는 셀인 경우 오버플로우가 아닌 수신부로 셀을 보내고 오버플로우인 수신부는 다음에 송신하기 위하여 셀 헤더 앞에 부가된 라우팅 태그에 그 비트 주소를 표시한 후 HALT큐(B3)에 임시 저장한다. 이러한 일련의 동작을 위해서 역다중화 기능부(B4)는 제2도와 같은 패스/패일 결정기와 2:1 다중화기 그리고 선택기를 구비한다.

제2도는 역다중화 기능부(B4)의 세부 구성도이다.

역다중화 기능부(B4)내의 2:1 다중화기인 MUX(B41)는 셀이 입력됨을 알리는 신호인 INSEL에 의해서 읽기 제어신호 READ1 혹은 READ2의 셀 데이터를 선택하여 수신하며, 이를 패스/패일 결정기(B42)로 입력시킨다. 그러면 패스/패일 결정기(B42)에서는 라우팅 정보의 위치정보 SELTAG와 각각의 수신부의 상태 정보 HALTID1-HALTID8을 받아서 CMP신호가 있을 때 라우팅 정보와 HALTID를 비교하여 현재의 셀이 라우팅을 위해 패스되는지 혹은 루우프 백되어 HALT큐(B3)에 저장되는지는 패일되는지를 결정한다. 그래서 결정된 셀 데이터(DATA)와 바이트 클럭(BCLK), 그리고 패스되는 수신부의 포트(PASS)와 HALT큐(B3)로 루우프백 신호(LOOP)를 선택기(B43)로 보내면 선택기(B43)에서는 PASS에 지정된 수신부(2)로 셀 데이터 LPD(7:0)를 HALT큐(B3)로 루우프백 시킨다.

제3도는 패스/패일 결정기의 세부 구성도이다.

패스/패일 결정기(B42)는 라우팅 정보위 위치정보(SELTAG)를 받아서 입력되는 셀 데이터로부터 라우팅정보를 추출하는 레지스터(U1)와, 비교타이밍 신호(CMP)가 있을 때 상기 레지스터(U1)에서 추출된 라우팅 정보(RT)와 수신부의 오버 플로우를 나타내는 신호(HALTID(1:8))를 서로 비교하여 패스되는 수신부 포트 주소와 루우프백되는 패일포트 주소를 생성하는 라우팅 태크 비교기(U2)와, 상기 라우팅 태그 비교기(U2)에서 비교하는 동안 입력된 데이터를 일시 지연시키는 레지스터(U3)와, 루우프백시 다음에 재전송을 위해 상기 레지스터(U3)에서 출력되는 셀 데이터의 앞에 다시 패일된 수신부의 포트주소를 추가하는 다중화기(U5), 및 상기 라우팅 태그 비교기(U2)의 출력으로 부터 패일된 수신부가 존재시 루우프백시키는 제어신호(LOOP)를 발생하는 엔코더(U4)를 구비한다.

라우팅 태그 비교기(U2)에서는 아래의 수식 및 표와 같이 간단한 비트 논리 합 계산으로 쉽게 패스와 패일 포트를 구분한다.

위의 예에서 최상위 비트 MSB로부터 수신포트 1을 가르킬 때, RT=101001111이면 라우팅되기를 원하는 수신부가 포트 2, 4와 5를 나타낸다. 이때 수신포트 2가 오버플로우 상태이면 PASS는 RT와 HALTID의 논리합에 의해 11100111이 되어서 0인 포트 4와 5로는 셀 데이터가 패스되며 FAIL=10111111에 의해 포트2는 루우프되어 다음에 라우팅된다. 여기서 LOOP는 FAIL의 각 비트의 논리곱과 INSEL의 논리합의 인버팅으로 계산되어 진다.

제4도의 (a)는 선택기(B43)의 세부 구성도로서, 수신부의 포트 수만큼 셀 데이터를 받아서 자기 포트가 패스되는 포트일 때(PASS=0)일 때 출력을 인에이블시키는 다수의 병력 레지스터(R1-R8)와, 루프백 제어신호가 활성화 될 때(LOOP=1)일 때 인에이블되어 패스,패일 결정기를 통한 데이터를 일시 저장하였다가 출력하는 레지스터(R9)를 구비한다.

제4도의 (b)에 도시된 타이밍 다이아그램과 같이 PASS는 라우팅 태그를 떼어낸 셀 데이터만을 출력시키며 LOOP에 의해 루우프백되는 셀은 HALTID에 의해 재라우팅시 사용을 위한 RT를 포함하여 HALTID큐에 저장된다.

따라서, 상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은, 역방향의 흐름제어를 가지고 있으므로 단순한 역다중화의 기능수단보다 셀손실 측면에서 우수한 성능을 가지며, 비트주소의 사용으로 고정길이의 패킷을 역다중화를 제어하는 회로가 논리합으로 간단히 구성된다. 그리고 순간적으로 수신부의 서비스 처리속도보다 높은 버스트성의 트래픽이 입력되어도 과도한 셀 손실 없이 처리가 가능하므로 LAN과 같은 비등시성의 트래픽 서비스 처리에 유리하다. 또한 내부 처리속도 이득을 이용시 IB큐와 HALT큐의 소요 버퍼의 축소 효과를 가져와서 전체 기능을 하나의 칩내에 구현이 가능하다. 본 발명을 하나의 칩으로 구현시 이것을 스위치 입력단에 이용하는 종래의 크로스바 스위칭 장치와 같이 작은 규모의 완전결합형 ATM 스위치에서 발생하는 스위칭노이즈를 쉽게 제거할 수 있다. 이외에도 ATM스위치의 셀복제수단으로 사용할 수도 있으며, 역다중화 기능이 소요되는 터미널 어뎁터, 멀티미디어 단말기 등에도 공통으로 사용될 수 있는 효과를 가진다.

Claims (7)

1. 라인 인터페이스 블록으로부터 고정길이의 셀 데이터와 셀 인에이블, 셀시작신호 그리고 동기 클럭으로 구성된 입력버스를 통하여 연속된 셀을 받아서, 입력버퍼의 여유가 있을 때 쓰기제어신호를 보내어 수신 셀을 입력버퍼(IB 큐)에 일시 저장하고 이 버퍼가 엠티가 아닐 때 읽기제어신호를 출력시켜 셀과 셀의 정보신호(INSEL, SELTAG), 태그 비교제어신호(CMP)를 출력하는 역다중화 제어수단(B1), 및 상기 역다중화 제어수단에서 받은 셀을 수신부의 역방향 흐름제어신호(HALTID)에 의해 오버플로우가 아닌 수신부중에서 해당 셀이 라우팅 되기를 원하는 수신부로 역다중화하고 셀 헤더 앞에 오버 플로우인 수신부를 나타내는 인식자를 표시한 후 HALT큐(B3)에 임시 저장하였다가 수신가능시 재 송신하는 역다중화 수단(B4)을 구비하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 역다중화 제어수단(B1)은, 비트주소를 이용하여 역다중화되는 출력포트의 구분을 하며, 이 비트 주소와 각 수신부의 역방향 흐름제어 신호(HALTID)의 간단한 비트 논리합으로 역다중화를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
3. 제1항에 있어서, 상기 역다중화 제어수단(B1)은, 셀 헤더 앞에 부가된 다수개의 라우팅 태그에 의해 원하는 특정 셀을 필터링하여 선택적으로 역다중화 하도록 셀 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
4. 제1항에 있어서, 상기 역다중화 수단(B4)은, 셀이 입력됨을 알리는 신호(INSEL)에 의해서 읽기 제어신호(READ1 혹은 READ2)의 셀 데이터를 선택하여 수신하여 출력하는 2:1 다중화기(B41)와, 라우팅 정보의 위치정보(SELTAG)와 각각의 수신부의 상태 정보(HALTID1-HALTID8)를 입력받아 상기 역다중화 제어수단으로 부터 역다중화의 타이밍을 제어하기 위해 비교시간을 알리는 신호(CMP)가 있을 때 라우팅 정보와 수신부의 오버플로우를 나타내는 신호(HALTID)를 비교하여 현재의 셀이 라우팅을 위해 패스되는지 혹은 루우프 백되어 HLAT큐(B3)에 저정되는지 패일되는지를 결정하여 결정된 셀 데이터(DATA)와 바이트 클럭(BCLK), 그리고 패스되는 수신부의 포트(PASS)와 HALT큐(B3)로 루우프백 신호(LOOP)를 출력하는 패스/패일 결정기(B42), 및 패스되는 수신부 포트(PASS)에 지정된 수신부로 셀 데이터를 HALT큐(B3)로 루우프백 시키는 선택기(B43)를 구비하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
5. 제4항에 있어서, 상기 패스/패일 결정기(B42)는, 라우팅 정보의 위치정보(SELTAG)를 받아서 입력되는 셀 데이터로부터 라우팅정보를 추출하는 제1레지스터(U1)와, 비교 타이밍 신호(CMP)가 있을 때 상기 레지스터(U1)에서 추출된 라우팅 정보(RT)와 수신부의 오버 플로우를 나타내는 신호(HALTID(1:8))를 서로 비교하여 패스되는 수신부 포트 주소와 루우프백되는 패일포트 주소를 생성하는 라우팅 태그 비교기(U2)와, 상기 라우팅 태그 비교기(U2)에서 비교하는 동안 입력된 데이터를 일시 지연시키는 제2레지스터와(U3)와, 루우프백시 다음에 재전송을 위해 상기 레지스터(U3)에서 출력되는 셀 데이터의 앞에 다시 패일된 수신부의 포트주소를 추가하는 다중화기(U5), 및 상기 라우팅 태그 비교기(U2)의 출력으로 부터 패일된 수신부가 존재시 루우프백시키는 제어신호(LOOP)를 발생하는 엔코더(U4)를 구비하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
6. 제5항에 있어서, 상기 선택기(B43)는, 수신부의 포트 수만큼 셀 데이터를 받아서 자기 포트가 패스되는 포트일 때(PASS=0)일 때 출력을 인에이블시키는 다수의 병렬 레지스터(R1-R8)와, 루프백 제어신호가 활성화 될 때(LOOP=1)일 때 인에이블되어 패스.패일 결정기를 통한 데이터를 일시 저장하였다가 출력하는 레지스터(R9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.
7. 제1항에 있어서, 상기 역다중화 제어수단은, 수신부의 순간적인 수신 불가능한 상태에 의해서 HALT큐(B3)에 저장된 셀이 존재시에는 IB큐(B2)보다 우선적으로 HALT큐(B3)에 저장된 셀을 먼저 역다중화하며, 각각의 수신부의 역방향 흐름제어를 보고 HALT큐(B3)에 셀이 있더라도 IB큐(B2)에 대기중인 첫째 셀이 수신 불가능 상태가 아닌 수신부로 라우팅 되기를 원하는 셀일때에는 HALT큐(B3)의 셀 보다 우선적으로 역다중화되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 역다중화기.