[发明专利]近似状态控制装置

说明书

本发明涉及一种数据处理系统，特别是涉及在中央控制器的控制下由外围控制器执行的数据包处理。

这种系统的一个示例可以是一种数据交换结构(例如在国际专利申请PCT/GB99/03748中所描述的系统)，其中，外围控制器处理数据包的发送和接收，在数据包通过交换结构之前在队列中存储包。中央处理器利用关于队列长度的信息来影响它如何建立该交换结构内的连接，一般情况下其目标是尽可能使队列长度小一些。在该系统中，可能会有大量的队列要记录，因为可能有单独的队列对应每个源/目的对，也可能单独的队列对应不同的包优先级。由于在中央处理器执行时空间的限制，在中央处理器中保留这些队列的每个队列之精确长度的副本也许是不可能的。

本发明的目的在于解决上述问题。

按照本发明提供的一种数据包交换系统，它具有一个中央控制器和多个外围控制器，每个外围控制器至少包括一个队列存储器，用于储存从外围数据包源接收的信息包，该外围数据包源连接该外围控制器，其特征在于，在每一个外围控制器中与每一个队列相关联的是一个队列长度检测逻辑装置，该装置适于向中央控制器传递相应队列之长度的近似状态。

在以上所述数据交换结构的状况中，该中央控制器实际上并不必知道外围控制器中队列的精确长度。以“空”、“几乎空”、“激活”、“忙”、“很忙”、“几乎满”、“满”之方式表示的近似等级可能足以作为调度和仲裁决定的基础。用数字逻辑表示这种有限数量的状态，与表示队列之精确的、准确的队列长度相比，在中央控制器中所要求的空间要少得多。精确队列长度和近似队列长度之间的映射在外围控制器中完成，每个外围控制器所管理的队列数目相对少得多，因此，要求存储状态和映射信息量的该逻辑之长度是不成问题的。

以下根据附图描述一个实施例，本发明将更易于被理解。

图1表示根据发明的一个实施例的数据处理系统的外围控制器和中央控制器之间的相互连接；

图2以方框示意图的形式表示外围控制器中的队列状态控制逻辑；

图3的示意图表示该中央控制器中的近似状态控制逻辑。

图1表示外围控制器PE1至PEN和中央控制器CC之间的相互连接。典型的外围控制器PE1至PEN等同于尚未授权的国际专利申请PCT/GB99/03748中的入口及相应出口路由器，而中央控制器CC等同于交换机控制器。在运行中，外围控制器将输入信息包集合成也按优先级分隔的虚拟输出队列，中央控制器要求知道队列的级别(存储于每个队列中的包编号)，以便在分配该交换结构的连接之中有效地执行调度和仲裁功能。

在每个外围控制器中有一个队列状态控制逻辑，它由一个精确状态计数器PS1和一个近似状态逻辑AS1、状态增加/减少逻辑SIDL1和包控制逻辑CL1组成。精确状态计数器PS和近似状态逻辑AS的示意图参见图2。

图2表示外围控制器中对应于单个队列的队列状态控制逻辑PS。该队列状态控制逻辑包含一个寄存器PR，它存储有相关队列的精确队列长度。精确状态寄存器PR输送增加/减少逻辑和近似状态控制逻辑AS。在每个交换时钟周期，精确队列寄存器PR的状态限定相应的外围控制器中相关输入队列的实际状态。

队列状态控制逻辑的运行，使得存储于寄存器PR中的精确计数通过增量器INC在每个包到达外围控制器时加1，由引线PI上的指令显示，当每个包离开外围控制器时，该计数通过减量器DEC减1，由PO上的指令显示。

当指令PI和PO出现时，复接器MUXI和MUXD通过分别传送增量器INC和减量器DEC的输出进行工作，或者当指令PI和PO没出现时，直接传送队列状态寄存器PR的输出。

该精确计数PC也被施加于近似状态设备AS，该设备用于检测以下7个状态的阈值：空E(即，计数＝0)、接近空NE(即，计数＞0)、激活A(即，计数＞阈值1)、忙B(即，计数＞阈值2)、很忙VB(即，计数＞阈值3)、接近满NF(即，计数＞阈值4)和满F(即，计数＝最大值)。

当每一个阈值被穿过时，一个增量指令CCI或减量指令CCD被发送到中央控制器CC，如图3所示，中央控制器在其近似状态逻辑CCASL中重现近似状态情况，这些情况是在对应的外围控制器队列状态控制逻辑中产生的，即：空E、几乎空NE、激活A、忙B、很忙VB、几乎满NF及满F。

这个系统的两个主要优点是：

1、需要集中保存的信息量被显著减少，能够建立比用其它方法可能实现之系统更大的系统。