[发明专利]异步时分交换装置和操作方法

说明书

本发明涉及异步时分交换装置和该装置的操作方法。

在宽频带电信网络领域中，对交换系统已提出了一个要求，即能够交换脉冲串或具有很多始发点到很多不同目的地的不同数据速率的确定的数字数据流。

在使用异步时分复用时，实现这种目的的一种方法已在世界广泛应用，其中数据以信息组发送。这些信息组包含很多数据字节，如32字节，一个典型的3或4字节的报头，以及检验字节，等等，上述报头含有一个只有连接在那条线上才有的虚电路号码。因此需要一个接线器，该接线器能够把任何输入线路上的这些数据信息组转换到任何输出线路上并指定一个新的虚电路号码。

对于这个问题已经得到了几个解决的办法，但是都需要大量的RAM，或额外的硬件，它限制了最大的交换容量，该容量是在一个集成电路上可容纳的。这个问题最近的解决办法是由CNET公司研制的一种接线器。这种接线器不用自选路由的方 法，因此为了翻译每个接线器中的虚电路号码，需要一个大的RAM，本发明仅在接线器结构的输入端需要翻译，上述接线器结构可以用一个或多个交换级，每个交换级使用一个或多个如本发明中描述的交换装置，一个或多个“路由号”加到信息组的前面，它们一起限定通过接线器结构使用的路径，“路由号”从接线器结构的输出中取出。CNET的接线器使用输入的反对角变换来产生数据的插入字节，送到数据RAM中。这就需要一个比本发明的RAM更快存取的RAM，在本发明中，宽的串行并行移位寄存器允许更多的时间用多路复用的方法进行RAM存取的插入。CNET接线器对每个输入队列使用分开的存储单元，而用于排队的共用存储器可使RAM的容量减少，并且利用输出而不是输入排队来消除单元被封锁的可能性。在交换装置中，可以有一个以上的输入同时寻址同一个输出，由于单个输出每次只能发送一个信息组，所以在每个输出端需要排队。在输入端和输出端数目相等（在实际中大多数是这种情况）的交换装置中，如果一个以上的输入端同时寻址相同的输出端，那么在输出端增加了排队的长度，这一定是有其他的输出端在那时没有被寻址，它们的队列一定较短。如果在该交换装置的所有输出队列之间共用一个公共存储器，由于存储的容量可被分配给最需要的地方，所以存储器的容量可以更有效地利用。其结果是，用一个共用存储器，为取得由于存储器溢出而产生的信息组丢失的相同概率，需要一个较小的总存储器容量。可以看到，用一个以上的输出端，对于相同的信息组丢失的概率，所需的总存储器容量大约是一半。

共用存储器的第二个优点是：如果使用有较大量输出端（例如等于输入端的数目）的标准装置，该装置用于把很多输入端集中为少量的输出端，在分开输出排队的情况下，已指定给未用的输出端的存储器用共用存储器的方法在已使用的输出端使用该存储器变为可能。

因此，本发明的目的是提供一个异步时分多路复用交换装置，该交换装置提供一个共用存储器，由所有输出排队所共用，并且它能克服上述问题，而且利用硅技术，例如集成电路技术，有效地利用基片面积，可以实现该装置。

排队的最佳位置是在该装置的输出端口处，但是一个输出队列可以由该装置的所有输入端口同时寻址，因此输入队列的带宽必须是输入端口速率的N倍，N是输入端口的数目。因为存储器的存取周期时间相当长。为了在需要的时间内周期地存取所有的输入端口，排队存储器必须用一个非常大的字长，这就意味着在每个输入端有串行并行变换器和在每个输出端有并行串行变换器。本发明使用存储器字，该字是信息组长度的“K”分之一，这里“K”是偶数。使用“K”段的相邻的奇数和偶数对允许输入和输出端口的漂移缓冲（swing    buffering），一个段在输入端的串行并行变换器中保护静止，而后面的段正被接收，类似地，一个段并行地装入输出端的并行串行变换器中，而它前面的段正被发送。典型“K”值是2或4，其选择取决于存储速度和该装置的几何结构。用这种方法提供了足够的时间允许所有的输入都进入共用排队存储器中，很高的装置内部操作体现在拓扑结构中，该拓扑结构允许集成装置的硅片面积非常有效的使用。

根据本发明提供一种异步时分多路复用交换装置，该装置包括：一个串行并行变换器，用于以串行形式接收包括路由信息的输入数据信息组，并把该数据信息组变换为并行形式，设置一个随机存取存储器。在这存储器中，每个数据信息组在编址的位置被写入存储器中，而该地址写入相应的先进先出的输出队列的尾部，在队列开头的地址被存取，而数据信息组从随机存取存储器读入一个并行串行变换器中，这样，数据信息组串行地传送到一个需要的输出端。

现在结合附图描述本发明的一个实施例，其中“K”值是2。

图1表示实施本发明的一种方法的方框图。