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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Paketvermittlungssystem
und insbesondere auf ein Pipeline-Zeitsteuerungsverfahren und -system (pipeline
scheduling method and system) für
die Paketvermittlung eines Paketvermittlungssystems.
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Einige
neue Paketvermittlungssysteme verwenden eine Eingangspuffer-Vermittlung
mit N Eingängen
und N Ausgängen
(N ist eine natürliche
Zahl) und N virtuelle Ausgangswarteschlangenelemente (VOQ-Elemente)
in jedem Eingangsabschnitt.
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8 zeigt eine herkömmliche,
allgemeine Eingangspuffer-Paketvermittlung mit N Eingängen und
N Ausgängen
(N ist eine natürliche
Zahl). In 8 enthält eine
Paketvermittlung 40 mehrere Eingangsanschlüsse zum
Eingeben von Daten, mehrere Ausgangsanschlüsse zum Ausgeben von Daten,
ein Datenvermittlungselement 54 zum Übertragen der Eingangsdaten
von den Eingangsanschlüssen
zu den Ausgangsanschlüssen,
indem sie vermittelt werden, und eine Zeitsteuerung 50 zum
Steuern des Datenvermittlungselementes 54.
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Jeder
Eingangsanschluß besitzt
virtuelle Ausgangswarteschlangenelemente (VOQ-Elemente) 52.
Als Vermittlungselement 54 kann eine Kreuzschienenvermittlung
verwendet werden. Die Zeitsteuerung 50 besitzt eine verteilte
Zeitsteuerungsarchitektur, wobei sie sich aus verteilten Zeitsteuerungsmodulen 51-i (i
= 1 bis N) zusammensetzt, die für
die jeweiligen Eingangsanschlüsse
angeordnet sind. Die Paketvermittlung 40 führt unter
Verwendung von Paketen mit fester Größe die Übertragung innerhalb der Kreuzschienenvermittlung
aus. Bei dieser Operation ist die Operationszeit des Vermittlungssystems
quantisiert. Diese Quantisierungseinheit wird als Zeitschlitz bezeichnet.
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Die
Zeitsteuerung 50 empfängt
die Verbindungsanforderungs-Informationsteile (REQ) von den jeweiligen
Eingangsanschlüssen
für die
jeweiligen Ausgangsanschlüsse
in Einheiten von Zeitschlitzen, wobei sie die Verbindungserlaubnisinformationen (GRANT)
zwischen den Eingangsanschlüssen
und den Ausgangsanschlüssen
anhand der Verbindungsanforderungsinformationen bestimmt. Die Zeitsteuerung 50 erzeugt
die Verbindungsinformationen (MSEL) zwischen den Eingangsanschlüssen und den
Ausgangsanschlüssen
anhand der Verbindungserlaubnisinformationen, wobei sie das Vermittlungselement 54 von
den erzeugten Informationen benachrichtigt und dadurch die Eingangs/Ausgangs-Verbindungen
im Vermittlungselement 54 setzt.
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Die
Zeitsteuerung 50 erzeugt anhand der Verbindungserlaubnisinformationen
die Übertragungserlaubnisinformationen
(DSTMSG), die einen spezifischen Ausgangsanschluß anzeigen, von dem die Datenübertragung
mit Bezug auf jeden Eingangsanschluß erlaubt ist, wobei sie jeden
Eingangsanschluß von
den Übertragungserlaubnisinformationen benachrichtigt.
Jeder Eingangsanschluß gibt
in Übereinstimmung
mit den Übertragungserlaubnisinformationen
die Daten an das Vermittlungselement aus, wobei der entsprechende
Ausgangsanschluß die
Daten empfängt
und dadurch das Vermitteln abschließt.
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Der
Zweck der Zeitsteuerung 50 besteht darin, N × N Verbindungserlaubnis-Mitteilungen
aus N × N
Verbindungsanforderungs-Mitteilungen zu erzeugen. Um die Verbindungserlaubnisinformationen
zu erzeugen, bestimmt jedes der verteilten Zeitsteuerungsmodule 51-1 bis 51-N die/das Verbindungs-Erlaubnis/Verbot
für jeden
Eingangsanschluß mit
Bezug auf den entsprechende Ausgangsanschluß. Ein Ausgangsanschluß, an den
ein gegebenes verteiltes Zeitsteuerungsmodul 51-n (n ist
eine natürliche
Zahl; 1 ≤ n ≤ N) die Verbindungserlaubnis
gegeben hat, ist ein Anschluß,
der durch ein weiteres verteiltes Zeitsteuerungsmodul vom Standpunkt
eines verteilten Zeitsteuerungsmoduls 51-m (m ≠ N) "reserviert" ist; an diesen Anschluß kann keine
Verbindungserlaubnis gegeben werden. Wenn ein gegebenes verteiltes Zeitsteuerungsmodul
die Verbindungserlaubnis für einen
gegebenen Ausgangsanschluß bestimmt,
wird im folgenden diese Operation als "Reservierung eines Ausgangsanschlusses" ausgedrückt.
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Als
einen verteilten Zeitsteuerungsalgorithmus für eine Paketvermittlung ist
der RRGS-Algorithmus (Round Robin Greedy Scheduling) verfügbar.
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In
einer Zeitsteuerung, die den RRGS-Algorithmus verwendet, sind die
verteilten Zeitsteuerungsmodule in Ringform verbunden, wobei die Nachrichten
zwischen benachbarten verteilten Zeitsteuerungsmodulen ausgetauscht
werden. Entsprechend dem RRGS-Algorithmus reserviert jedes verteilte
Zeitsteuerungsmodul (Verbindungserlaubnisbestimmung) einen Ziel-Zeitschlitz,
wobei es die resultierenden Informationen zum nächsten verteilten Zeitsteuerungsmodul
leitet. Der RRGS-Algorithmus verwendet eine Pipelinefunktion, um
die erforderliche Bedingung der Nachrichtenübertragungsrate zu entspannen.
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Ein
Reservierungsprozeß für einen
gegebenen Zeitschlitz ist abgeschlossen, wenn ein Zyklus einer Nachrichtenübertragung
zwischen den jeweiligen verteilten Zeitsteue rungsmodulen ausgeführt ist.
Außerdem
reservieren entsprechend dem RRGS-Algorithmus N verteilte Zeitsteuerungsmodule
die Zeitschlitze wenigstens N Schlitze vor dem aktuellen Schlitz.
Außerdem
werden im RRGS-Algorithmus die Reservierungsprozesse für N Zeitschlitze
ausgeführt, um
gleichzeitig mit einer Phasenverschiebung von einem Zeitschlitz
fortzufahren.
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Dieser
RRGS-Algorithmus kann modifiziert werden, so daß die Reservierungsprozesse
für mehrere
Zeitschlitze auf einmal von verschiedenen verteilten Zeitsteuerungsmodulen
begonnen und weitergeführt
werden, so daß sie
gleichzeitig abgeschlossen werden. Dieser Algorithmus wird im folgenden als
gerahmte RRGS bezeichnet.
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9 zeigt die Anordnung einer
verteilten Zeitsteuerung, die die RRGS und die gerahmte RRGS verwendet. 9 zeigt eine Anordnung mit der
Anschlußanzahl
N = 4 als Beispiel. In 9 ist die
Zeitsteuerung aus den IMs (Eingangsmodulen) 10-1 bis 10-4 zusammengesetzt.
Jedes Modul 10-i (i = 1 bis 4) empfängt einen Rahmenimpuls (FP) 21,
der den Kopf eines Rahmens anzeigt. Jedes Modul 10-i arbeitet
synchron mit dem Rahmenimpuls 21.
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Für jedes
Modul 10-i ist eine physikalische Nummer 23-i für die Identifizierung
des Moduls gesetzt. Die Verbindungsanforderungsinformationen 11-i werden
von jedem Eingangsanschluß in
das entsprechende Modul 10-i eingegeben, wobei das Modul 10-i eine
Reservierung (Verbindungserlaubnis) in Übereinstimmung mit dem Vermittlungsergebnis
der Verbindungsanforderung bestimmt und eine entsprechende der Verbindungserlaubnis-Mitteilungen 12-1 bis 12-4 ausgibt.
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Entsprechend
der RRGS und der gerahmten RRGS wird der Konflikt der Verbindungsanforderungen
für einen
Ausgangs anschluß durch
das Austauschen der "Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen" vermieden, wobei
dies die Informationen sind, die durch das Degenerieren der Eingangsanschlußinformationen
aus den Verbindungserlaubnisinformationen (durch Bezugnahme auf
Eingangsanschlußinformationen
erzeugte Informationen) zwischen benachbarten verteilten Zeitsteuerungsmodulen
erhalten werden. Das Modul 10-3 empfängt z. B. die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14-2 vom
vorhergehenden Modul 10-2 als Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 13-3 und
verwendet sie für
die Vermittlung der Verbindungsanforderungen. Auf die Bestimmung
der Verbindungserlaubnisinformationen benachrichtigt das Modul 10-3 das
nachfolgende Modul 10-4 von den Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14-3.
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10 zeigt die auf der im
obigen Literaturhinweis offenbarten RRGS basierende Zeitsteuerung in
einem Fall, in dem eine ungerade Anzahl von Anschlüssen verwendet
wird. 10 zeigt einen
Fall, in dem die Anschlußanzahl
N = 5 ist, und einen Reservierungsablauf vom Zeitschlitz (TS) 6.
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Die
Zeitsteuerung für
den TS6 wird wie folgt ausgeführt.
TS1 stellt einen Start-Zeitschlitz für die Zeitsteuerung dar; während TS5
einen End-Zeitschlitz darstellt. Die Reservierungsoperation wird
von einem verteilten Zeitsteuerungsmodul IM1 begonnen, wobei sie
an einem verteilten Zeitsteuerungsmodul IM5 endet. Zuerst führt im TS1
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM1 die Reservierungsoperation
aus und überträgt die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
für den
TS6 zu einem verteilten Zeitsteuerungsmodul IM2.
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Im
TS2 führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM2 die Reservierungsoperation
aus und überträgt die Ausgangsan schluß-Reservierungsinformationen
für den
TS6 zu einem verteilten Zeitsteuerungsmodul IM3. Anschließend führt das
verteilte Zeitsteuerungsmodul IM3 die Reservierungsoperation und die
Informationsübertragung
im TS3 aus, während ein
verteiltes Zeitsteuerungsmodul IM4 die Reservierungsoperation und
die Informationsübertragung
im TS4 ausführt.
wenn ein verteiltes Zeitsteuerungsmodul IM5 die Reservierungsoperation
im TS5 ausführt, ist
die Reservierungsoperation der verteilten Zeitsteuerungsmodule für den TS6
abgeschlossen, wobei das Reservierungsergebnis im TS6 verwendet wird.
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Die
Zeitsteuerung für
den TS7 wird ausgeführt,
indem die verteilten Zeitsteuerungsmodule IM5, IM1, IM2, IM3 und
IM4 aufeinanderfolgend die Reservierungsoperation ausführen und
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
im Intervall zwischen TS2 und TS6 in der benannten Reihenfolge übertragen.
Anschließend
wird die Zeitsteuerung für
die TS8 und TS9 in der gleichen Weise ausgeführt.
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In
diesem Fall führen
zu den entsprechenden Zeitpunkten die entsprechenden verteilten
Zeitsteuerungsmodule IM die Reservierungsoperationen für verschiedene
Zeitpunkte aus. Im TS5 wird z. B. die Reservierungsoperation für den Reservierungs-Zeitschlitz
TS8 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM1 ausgeführt; die
für den
TS10 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM2, die für den TS7
vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM3, die für den TS9 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul
IM4 und die für
den TS6 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM5.
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11 zeigt die auf der im
obigen Literaturhinweis offenbarten RRGS basierende Zeitsteuerung in
einem Fall, in dem eine gerade Anzahl von Anschlüssen verwendet wird. 11 zeigt einen Fall, in dem
die Anschlußanzahl
N = 4 ist, und einen Reservierungsablauf vom Zeitschlitz (TS) 6.
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Dieser
Fall unterscheidet sich von dem in 10 insofern,
als, wenn eine Reservierung in einem gegebenen Zeitschlitz ausgeführt wird,
die Informationsübertragung
in einem Zeitschlitz beim Prozeß der
Reservierungsoperation angehalten werden muß. In 11 stellen die schraffierten Abschnitte derartige
Zeitschlitze dar, in denen die Informationsübertragung angehalten werden
muß. Wie
oben beschrieben ist, unterscheidet sich entsprechend der RRGS die
Pipelineverarbeitung abhängig
davon, ob die Anzahl der Eingangsanschlüsse eine gerade oder eine ungerade
Zahl ist.
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12 zeigt einen Fall, in
dem die Anschlußanzahl
N = 4 ist, und einen Reservierungsablauf vom TS5.
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Diese
Zeitsteuerungsoperation unterscheidet sich von den auf der RRGS
basierenden Zeitsteuerungsoperationen in den 10 und 11 insofern,
als die entsprechenden verteilten Zeitsteuerungsmodule IM1 bis IM4
die Reservierungsoperationen für
verschiedene Zeitschlitze zu einem gegebenen Zeitpunkt gleichzeitig
beginnen und außerdem
die Reservierungsoperationen gleichzeitig abschließen.
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Im
obigen verteilten Zeitsteuerungsalgorithmus muß jedes Eingangsmodul IM den
Empfang der Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen,
die Expandierung der empfangenen Informationen, die Reservierungsverarbeitung
und die Aktualisierung der Informationen durch die Verwendung der
empfangenen Informationen, die Formatumsetzung der aktualisierten
Informationen und die Übertragung
der Informationen ausführen.
Entsprechend dem obigen herkömmlichen
Algorithmus wird die obige Verarbeitung in einem Zeitschlitz (TS)
in einem Ablaufplan abgeschlossen.
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13 zeigt die Einzelheiten
jedes Zeitschlitzes (TS) in den 10 bis 12. In 13 wird ein Zeitschlitz in den 10 bis 12 als das Intervall zwischen dem Zeitpunkt
T0 und dem Zeitpunkt T4 ausgedrückt.
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Spezifischer
empfängt
jedes Eingangsmodul IM die Informationen vom benachbarten Eingangsmodul
IM im Intervall zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt T1.
Jedes Modul expandiert die Informationen im Intervall zwischen dem
Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2. In diesem Intervall setzt das
Modul die Informationen in parallele Informationen um, falls die
Informationen seriell übertragen
wurden. Im Intervall zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3
führt das
Modul die Reservierungsverarbeitung aus. Im Intervall zwischen dem
Zeitpunkt T3 und dem Zeitpunkt T4 setzt das Modul die Informationen
in ein Format für
die Übertragung
um. In diesem Intervall führt
das Modul z. B. die Seriell-Parallel-Umsetzung oder dergleichen
aus, um die Informationen seriell zu übertragen. Im Intervall zwischen
dem Zeitpunkt T4 und dem Zeitpunkt T5 überträgt das Modul die Informationen
zum benachbarten Eingangsmodul IM (das Intervall zwischen T0 und
T1 ist gleich dem Intervall zwischen T4 und T5).
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Wie
oben beschrieben ist, sind, wenn die Reservierungsverarbeitung (T2
bis T3) und die andere Verarbeitung (die im folgenden als Übertragungsverarbeitung
bezeichnet wird) innerhalb eines einzelnen Zeitschlitzes auszuführen sind,
die den jeweiligen Prozessen zugeordneten Zeiten begrenzt. Dies macht
es schwierig, unter Verwendung des herkömmlichen Algorithmus mit einer
Zunahme der Anzahl der Anschlüsse
flexibel zurechtzukommen. Falls z. B. die Anzahl der Anschlüsse zunimmt,
wird bei der Reservierungsverarbeitung (T2 bis T3) die für einen gegebenen
Eingangsanschluß erforderliche
Zeit verlängert,
um einen der Ausgangsanschlüsse
auszuwählen
und die Reservierungsoperation für
den Anschluß auszuführen. Da
außerdem
die Anzahl der Anschlüsse
zunimmt, nimmt die Menge der zwischen den Eingangsmodulen IM zu übertragenden
Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
zu.
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Wenn
außerdem
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
seriell zu übertragen
sind, werden die Informationsübertragungszeit
(T0 bis T1), die Informationsexpandierungszeit (T1 bis T2), die Formatumsetzungszeit
(T3 bis T4) und die Informationsübertragungszeit
(T4 bis T5) verlängert.
Weil die Gesamtzeit dieser Zeiten und die obige Reservierungsverarbeitungszeit
innerhalb eines Zeitschlitzes begrenzt sein muß, sind der Anzahl der Anschlüsse strenge
Beschränkungen
auferlegt.
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Wenn
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
parallel zu übertragen
sind, können
die Informationsexpandierungszeit (T1 bis T2) und die Formatumsetzungszeit
(T3 bis T4) weggelassen werden. In diesem Fall nimmt jedoch die
für die Übertragung
zwischen den IMs erforderliche Anzahl der Signalleitungen zu. Wenn
deshalb IMs durch ein LSI zu implementieren sind, wird die Anzahl
der Anschlüsse
des LSIs zu groß,
um die IMs in einem LSI zu integrieren.
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Verteilte
Zeitsteuerungsverfahren nach Pipeline-Art gemäß dem Stand der Technik sind
beispielsweise bekannt aus SMILYNAIC, A.; FAN, R; RAMAMURTHY G:
RRGS-round-robin greedy scheduling for electronic/optical terabit
switches, global telecommunications conference-globe comm 1999,
Vol. 2, 1999, S. 1244–1250
oder aus EP-1,009,189-A2.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verteiltes Pipeline
Zeitsteuerungsverfahren und -system zu schaffen, die unabhängig von
gerade oder ungerader Zahl der Eingangsmodule verwendbar sind.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein verteiltes Pipeline-Zeitsteuerungssystem gemäß Anspruch
1 geschaffen. Anspruch 2 definiert ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 ist
ein Blockschaltplan eines Eingangsmoduls in 9;
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2 ist
ein Blockschaltplan eines Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitts
und eines Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitts
in 1;
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3 ist
ein Ablaufplan, der die Operation jedes Eingangsmoduls in 1 zeigt;
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4 ist
ein Ablaufplan, der die Zeitsteuerungsoperation in der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Ablaufplan, der die Zeitsteuerungsoperation in der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Ablaufplan, der die Zeitsteuerungsoperation in der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Ablaufplan, der die Zeitsteuerungsoperation in der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Blockschaltplan, der die Anordnung einer herkömmlichen
Einganspuffer-Paketvermittlung zeigt, die N Eingänge und N Ausgänge (N ist eine
natürliche
Zahl) besitzt;
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9 ist
ein Blockschaltplan einer verteilten Zeitsteuerung, die die RRGS
und die gerahmte RRGS verwendet;
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10 ist
ein Ablaufplan, der die auf der RRGS basierende Zeitsteuerung in
einem Fall zeigt, in dem eine ungerade Anzahl von Anschlüssen verwendet
wird;
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11 ist
ein Ablaufplan, der die auf der RRGS basierende Zeitsteuerung in
einem Fall zeigt, in dem eine gerade Anzahl von Anschlüssen verwendet
wird;
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12 ist
ein Ablaufplan, der die auf der gerahmten RRGS basierende Zeitsteuerung
zeigt; und
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13 ist
ein Ablaufplan, der die Operation jedes Eingangsmoduls in einem
Zeitschlitz (TS) zeigt.
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Die
vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügte
Zeichnung ausführlich
beschrieben.
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Eine
Zeitsteuerung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird,
besitzt mit Ausnahme der Operation in den Zeitschlitzen die gleiche
Anordnung wie diejenige, die in 9 gezeigt
ist, wobei sie folglich im folgenden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben
wird. In 9 beträgt die Anschlußanzahl
N = 4, wobei die Zeitsteuerung, auf die die vorliegende Erfindung
angewendet wird, die Eingangsmodule 10-i umfaßt, deren
Anzahl gleich der der Anschlüsse
ist, d. h. die Eingangsmodule 10-1 bis 10-4.
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Ein
Rahmenimpuls (FP) 21, der den Kopf eines Rahmens anzeigt,
wird in jedes Modul 10-i eingegeben. In jedem Modul 10-i wird
eine physikalische Nummer 23 für die Identifizierung des Moduls
in jedes Modul 10-i gesetzt. Außerdem empfängt jedes Modul 10-i die
Verbindungsanforderungsinformationen 11-i und die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 13-i.
Das Modul 10-i bestimmt die Verbindungserlaubnis (Reservierung)
durch Vermittlung der Verbindungsanforderungen, wobei es die Verbindungserlaubnisinformationen 12-i und
die aktualisierten Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14-i ausgibt.
Die von jedem Modul 10 ausgegebenen Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14 werden
als die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 13 für das nachfolgende
Modul eingegeben.
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1 zeigt
die ausführliche
Anordnung jedes Moduls 10-i in 9. Das Modul 10-i umfaßt einen
Zuordner 15, den Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16,
den Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitt 17,
den Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
und den Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen.
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Der
Empfangsabschnitt 18 für
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
empfängt vom
vorhergehenden Modul die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 13,
führt die
Seriell-Parallel-Umsetzung und die Formatumsetzung aus und benachrichtigt
den Zuordner 15 von den Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 131.
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Der
Zuordner 15 bestimmt anhand der Verbindungsanforde rungsinformationen 11 und
der Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 131,
die vom Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
ausgegeben werden, die Verbindungserlaubnisinformationen 12 für einen
Ausgangsanschluß mit
Bezug auf den durch dieses Modul den gemanagten Eingangsanschluß und aktualisiert
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen.
Als ein Algorithmus für
die Bestimmung wird ein bekannter Algorithmus verwendet. Der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
wird von den aktualisierten Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 141 benachrichtigt.
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Der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
führt die
Formatumsetzung und die Parallel-Seriell-Umsetzung für die vom
Zuordner 15 ausgegebenen Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 141 aus
und gibt die aktualisierten Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14 an
das nachfolgende Modul aus.
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Der
Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 speichert die
vom Zuordner 15 bestimmten Verbindungserlaubnisinformationen 12 bis
zum Zeitpunkt eines Zeitschlitzes, in dem diese Informationen verwendet
werden. Der Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 besitzt
einen Speicher 160 zum Speichern der Verbindungserlaubnisinformationen, wie
in 2 gezeigt ist.
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Der
Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitt 17 bestimmt
synchron mit dem Rahmenimpuls (FP) 21 ein Reservierungsablaufmuster der
Verbindungserlaubnisinformationen im entsprechenden Modul aus der
physikalische Nummer 23 für die Identifizierung des Moduls,
wobei er einen Schreib/Lese-Ablauf der Verbindungserlaubnisinformationen 12 in
Einheiten von Zeitschlitzen steuert. Wie in 2 gezeigt
ist, umfaßt
der Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitt 17 einen Schreibadressenzähler 170 zum
Erzeugen einer Schreibadresse für
den Speicher 160 des Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitts 16,
einen Leseadressenzähler 171 zum
Erzeugen einer Leseadresse für
den Speicher 160 und einen Ladedaten-Erzeugungsabschnitt 172.
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Der
Ladedaten-Erzeugungsabschnitt 172 bestimmt aus der physikalische
Nummer 23 einen Reservierungsstartwert der Verbindungserlaubnisinformationen.
Der Schreibadressenzähler 170 setzt den
Reservierungsstartwert der Verbindungserlaubnisinformationen als
die Ladedaten und einen Rahmenimpuls als eine Ladeeingabe. Der Leseadressenzähler 171 setzt
einen Rahmenimpuls als eine Ladeeingabe. Diese beiden Zähler 170 und 171 führen die
Zähloperation
in Übereinstimmung
mit einem (nicht gezeigten) Takt aus, dessen Periode gleich einer
Zeitschlitz-Zeit ist. Die Zählwerte
werden jeweils als eine Schreibadresse und eine Leseadresse in den
Speicher 160 im Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 eingegeben,
wobei dadurch die Verbindungserlaubnisinformationen geschrieben/gelesen
werden.
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Die
Operation jedes oben auf Zeitschlitzbasis beschriebenen Eingangsmoduls
wird als nächstes
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. In 3 enthält ein Zeitschlitz
TS einen Zeitschlitz TS-a vom Zeitpunkt T0 bis zum Zeitpunkt T3,
einen Zeitschlitz TS-b vom Zeitpunkt T3 bis zum Zeitpunkt T6 und
einen Zeitschlitz TS-c vom Zeitpunkt T6 bis zu T9.
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Die
Zeit (T1 bis T2, T4 bis T5, T7 bis T8), während der der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
und der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
die Informationsübertragung
ausführen,
bleibt in den jeweiligen Zeitschlitzen unverändert. Die Zeit (T2 bis T3,
T5 bis T6, T8 bis T9), während
der der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
die Expandierung der Informationen ausführt, bleibt außerdem in
den jeweiligen Zeitschlitzen unverändert. Außerdem bleibt die Zeit (T0
bis T1, T3 bis T4, T6 bis T7), während
der der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
die Formatumsetzung ausführt,
in den jeweiligen Zeitschlitzen unverändert.
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Es
wird die Reservierungsverarbeitung für einen Zeitschlitz TS-r betrachtet,
die vom Zuordner 15 im Zeitschlitz TS-b ausgeführt wird.
Der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
empfängt
im Intervall zwischen dem Zeitpunkt T1 und dem Zeitpunkt T2 im TS-a
vom vorangehenden Modul die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 13.
Der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
führt im
Intervall zwischen dem Zeitpunkt T2 und dem Zeitpunkt T3 im TS-a
die Expandierungsverarbeitung für
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
aus, wobei er zum Zeitpunkt T3 die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 131 ausgibt.
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Der
Zuordner 15 führt
im Intervall zwischen dem Zeitpunkt T3 und dem Zeitpunkt T6 im TS-b
die Reservierungsverarbeitung aus. Zum selben Zeitpunkt bestimmt
der Zuordner 15 die Verbindungserlaubnisinformationen für einen
Ausgangsanschluß und
gibt die aktualisierten Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 141 aus.
Der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
führt im
Intervall zwischen T6 und T7 im TS-c die Formatumsetzung aus und überträgt im Intervall
zwischen T7 und T8 die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen 14 zum
nachfolgende Modul.
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Die
Reservierungsinformationen zu einem gegebenen Reservierungszeitpunkt,
die durch den Zuordner 15 bestimmt werden, werden unter
der Steuerung des Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitts 17 in
den Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 geschrieben
und gespeichert. Die bestimmten Reservierungsinformationen werden
zu einem vorgegebenen Reservierungszeitpunkt unter der Steuerung
des Verbindungserlaubnis-Speichersteuerungsabschnitts 17 aus
dem Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 ausgelesen und
verwendet.
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Wie
oben beschrieben ist, führt
dieses Modul die Verarbeitung für
den Reservierungs-Zeitschlitz TS-r in drei Zeitschlitzen aus, d.
h. TS-a, TS-b und TS-c.
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Als
nächstes
wird der Zeitschlitz TS-b betrachtet. In diesem Zeitschlitz führt der
Empfangsabschnitt 18 für
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
die Informationsempfangsverarbeitung und die Informationsexpandierungsverarbeitung für einen
Reservierungs-Zeitschlitz TS-s aus. Zum selben Zeitpunkt führt der
Zuordner 15 die Reservierungsverarbeitung für den Reservierungs-Zeitschlitz TS-r
aus, während
der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen die
Formatumsetzungsverarbeitung und die Informationsübertragungsverarbeitung
für einen
Reservierungs-Zeitschlitz TS-q ausführt.
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In
dieser Weise führen
der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen,
der Zuordner 15 und der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
des Moduls 10-i die Verarbeitung für verschiedene Reservierungs-Zeitschlitze zum
selben Zeitpunkt aus. Das heißt,
in diesem Modul führen
der Empfangsabschnitt 18 für die Ausgangsanschluß-Re servierungsinformationen,
der Zuordner 15 und der Übertragungsabschnitt 19 für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen eine
Pipelineverarbeitung aus.
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Als
nächstes
wird die Zeitsteuerungsoperation beschrieben, die auf der RRGS und
der gerahmten RRGS gemäß der vorliegenden
Erfindung basiert, die die obenbeschriebenen verteilten Zeitsteuerungsmodule
verwendet.
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4 zeigt
die Zeitsteuerungsoperationen der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Diese Operation ist eine Zeitsteuerungsoperation, die
auf der gerahmten RRGS basiert. 4 zeigt
den Fall, in dem die Modulanzahl N = 4 ist, und ein Verfahren des
Bestimmens eines Reservierungsablaufs vom TS9. Die eingekreisten
Zeitschlitz-Nummern (TS9 bis TS20) zeigen die Zeitschlitze an, die durch
eine Folge von Pipelineoperationen reserviert sind.
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Die
Zeitschlitze, in die die IM-Nummern (IM1 bis IM4) geschrieben sind,
zeigen die Zeitschlitze an, in denen die Reservierungsverarbeitung
ausgeführt wird.
Die Zeitschlitze, in die die Pfeile geschrieben sind, zeigen die
Zeitschlitze an, in denen die Formatumsetzungsverarbeitung, die Übertragungsverarbeitung
und die Expandierungsverarbeitung der Reservierungs-Ausgangsanschluß-Informationen
ausgeführt
werden. Der letzte gekrümmte
Pfeil zeigt einen Zeitschlitz als ein Reservierungsziel an.
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Es
wird die Übereinstimmung
zwischen den Operationen in den 3 und 4 betrachtet.
In 4 führt
z. B. das IM2 die Reservierungsverarbeitung für den TS9 im Intervall zwischen
TS2 und TS4 aus. Dies entspricht der Reservierungsverarbeitung für den TS-r
im Intervall zwischen TS-a und TS-c in 3.
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Die
Zeitsteuerung für
den TS9 wird wie folgt ausgeführt.
TS1 stellt einen Start-Zeitschlitz für die Zeitsteuerung dar; während TS7
einen letzten Zeitschlitz darstellt. Die Reservierungsoperation
wird vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM1 begonnen und beim IM4
abgeschlossen. Zuerst führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM1 die Reservierungsoperation
im TS1 aus. Im TS2 werden die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
für den
TS9 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM1 zum IM2 übertragen.
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Im
TS3 führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM2 die Reservierungsoperation
aus. Im TS4 werden die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
für den
TS9 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM2 zum IM3 übertragen.
Anschließend
führen die
verteilten Zeitsteuerungsmodule IM3 und IM4 die Reservierungsoperation
aus. Wenn das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM4 die Reservierungsoperation
im TS7 ausführt,
ist die Reservierung für
den TS9 durch die entsprechenden verteilten Zeitsteuerungsmodule IM1
bis IM4 abgeschlossen.
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Jedes
Modul verwendet die Reservierungsinformationen 12 für den TS9,
die im TS9 nach der Ausführung
der Reservierungsoperation bestimmt und im Verbindungserlaubnis-Speicherabschnitt 16 gespeichert
wurden. Die Zeitsteuerung für
TS10, TS11 und TS12 wird von den verteilten Zeitsteuerungsmodulen
IM4, IM3 und IM2 vom TS1 begonnen und beim TS7 abgeschlossen.
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Die
Zeitsteuerung für
TS13, TS14, TS15 und TS16 wird im Intervall zwischen TS2 und TS8
ausgeführt.
Im Intervall zwischen TS1 und TS8 werden die Verbindungsreservierungen
für TS9
bis TS16 bestimmt.
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Die
Pipelineverarbeitung kann außerdem durch
das obige Verfahren selbst bei der Reservierungsverarbeitung ver wirklicht
sein, bei der die verteilte Pipeline-Zeitsteuerung, die auf der
gerahmten RRGS basiert, verwendet wird, wobei eine Reservierungsverarbeitungszeit
mit einem Zeitschlitz übereinstimmt.
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5 zeigt
die Zeitsteuerungsoperation in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Diese Operation ist ebenfalls eine auf der gerahmten
RRGS basierende Zeitsteuerungsoperation. 5 zeigt
einen Fall, in dem die Modulanzahl N = 4 ist, und ein Verfahren
des Bestimmens eines Reservierungsablaufs vom TS9.
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Das
folgende ist der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform
und der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 4 gezeigt ist.
In der ersten Ausführungsform
ist die Kombination der Reservierungs-Zeitschlitze, für die die
Verarbeitung vom TS1 begonnen wird, TS9, TS10, TS11 und TS12, während die
Kombination der Reservierungs-Zeitschlitze, für die die Verarbeitung vom
TS2 begonnen wird, TS13, TS14, TS15 und TS16 ist. Im Gegensatz dazu
sind in dieser Ausführungsform
die Reservierungs-Zeitschlitze, für die die Verarbeitung vom
TS1 begonnen wird, TS9, TS11, TS13 und TS15, während die Reservierungs-Zeitschlitze,
für die
die Verarbeitung vom TS2 begonnen wird, TS10, TS12, TS14 und TS16
sind.
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Wie
in 5 gezeigt ist, ist auch in der zweiten Ausführungsform
TS1 ein Start-Reservierungs-Zeitschlitz. Wie in der ersten Ausführungsform können die
Verbindungsreservierungen für
TS9 bis TS16 im Intervall zwischen TS1 und TS8 bestimmt werden.
Dies macht es möglich,
Wirkungen zu erhalten, die zu denen in der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
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6 zeigt
die Zeitsteuerungsoperation in der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Diese Opera tion ist eine auf der RRGS basierende Zeitsteuerungsoperation. 6 zeigt
einen Fall, in dem die Anzahl der verwendeten Module eine gerade
Anzahl ist, d. h. N = 4, und ein Verfahren des Bestimmens eines
Reservierungsablaufs vom TS9.
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Die
Zeitsteuerung für
den TS9 wird von einem verteilten Zeitsteuerungsmodul IM1 im TS1
begonnen. Im TS3 führt
ein verteiltes Zeitsteuerungsmodul IM2 die Reservierungsverarbeitung
aus. Im TS5 führt
ein verteiltes Zeitsteuerungsmodul IM3 die Reservierungsverarbeitung
aus. Im TS7 führt
ein verteiltes Zeitsteuerungsmodul IM4 die Reservierungsverarbeitung
aus. Im TS2, TS4 und TS6 wird die Übertragungsverarbeitung ausgeführt. Anschließend wird
die Zeitsteuerung für
den TS10 vom verteilten Zeitsteuerungsmodul IM4 im TS2 begonnen.
Im TS4 führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM1 die Reservierungsverarbeitung
aus. Im TS6 führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM2 die Reservierungsverarbeitung
aus. Im TS8 führt
das verteilte Zeitsteuerungsmodul IM3 die Reservierungsverarbeitung aus.
Im TS3, TS5 und TS7 wird die Übertragungsverarbeitung
ausgeführt.
Anschließend
wird die Reservierungsverarbeitung für die Zeitschlitze aufeinanderfolgend
ausgeführt.
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Wie
in 6 gezeigt ist, wird, wenn N eine gerade Zahl ist,
die Verarbeitung von jedem Zeitschlitz begonnen, wobei die Verbindungsreservierungen
für die
Zeitschlitze 2N Zeitschlitze vor dem aktuellen Zeitschlitz bestimmt
werden können.
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7 zeigt
eine Zeitsteuerungsoperation gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Operation ist eine Zeitsteuerungsoperation,
die wie in der in 6 gezeigten Operation auf der
RRGS basiert. 7 zeigt einen Fall, in dem die
Modulanzahl N = 5 ist, und ein Verfahren des Bestimmens eines Reservierungsablaufs vom
TS11. Wie in 7 gezeigt ist, wird, selbst
wenn N eine ungerade Zahl ist, die Verarbeitung von jedem Zeitschlitz
begonnen, wobei die Verbindungsreservierungen für die Zeitschlitze 2N Zeitschlitze
vor dem aktuellen Zeitschlitz bestimmt werden können.
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Wie
aus dem Vergleich zwischen der Operation in 7 und der
Operation in 6 offensichtlich ist, bleibt
im verteilten Zeitsteuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung,
wenn die auf der RRGS basierende Zeitsteuerungsoperationen ausgeführt wird,
der Algorithmus unverändert,
ungeachtet, ob die Anzahl der Module eine gerade oder ungerade Anzahl
ist. Unähnlich
der herkömmlichen
Zeitsteuerungsoperation, die nur die RRGS verwendet, können dieselben
verteilten Zeitsteuerungsmodule verwendet werden, ungeachtet, ob
die Anzahl der Module eine gerade oder ungerade Zahl ist.
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Wenn
N Module vorhanden sind, wird in der ersten bis vierten Ausführungsform
die Reservierungsverarbeitung für
Reservierungen für
zukünftige Zeitschlitze
2N Zeitschlitze vor einem Zeitschlitz ausgeführt, von dem die Reservierungsverarbeitung
begonnen wird. Die Reservierungsverarbeitung kann jedoch außerdem für Reservierungen
für zukünftige Zeitschlitze
2N–1 Zeitschlitze
vor einem Zeitschlitz ausgeführt
werden, von dem die Reservierungsverarbeitung begonnen wird.
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Weil
N–1 Übertragungsoperationen
ausreichend sind, um die Informationen vom ersten Modul zum letzten
Modul durch die Verwendung von N Modulen zu übertragen, werden die Verbindungsreservierungen
zu einem Zeitpunkt nach dem Verstreichen von 2N–1 Zeitschlitzen von einem
Zeitschlitz bestimmt, von dem die Reservierungsverarbeitung begonnen
wird. Deshalb kann die Reservierungsverarbeitung für Reservierungen
für zukünftige Zeitschlitze
2N–1 Zeitschlitze
vor jedem Zeitpunkt ausgeführt werden,
von dem die Verarbeitung begonnen wird.
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Als
ein Zeitsteuerungsverfahren des Vermittelns der Verbindungsanforderungen
für eine
Eingangspuffer-Kreuzschienenvermittlung ist das folgende Verfahren
verfügbar.
In diesem Verfahren sind mehrere Eingangsanschlüsse gruppiert und in einem verteilten
Zeitsteuerungsmodul aufgenommen, wobei die Vermittlung der Verbindungsanforderung
(die Reservierungszuordnung) für
die in dem Modul gruppierten Eingangsanschlüsse ausgeführt wird. Die Vermittlung der
Verbindungsanforderung für
die Eingangsanschlüsse
zwischen den Modulen wird durch Pipelineverarbeitung ausgeführt. Eine
Kombination aus einem derartigen Zeitsteuerungsverfahren und den
Verfahren der vier obenbeschriebenen Ausführungsformen kann außerdem verwirklicht
sein, ohne die Wirkungen jedes Verfahrens zu beeinträchtigen.
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Die
folgenden zwei Verfahren können
als Zeitsteuerungsverfahren des Vermittelns von Verbindungsanforderungen
für eine
Eingangspuffer-Kreuzschienenvermittlung verwendet werden. Gemäß einem
Verfahren wird die Ungleichheit bezüglich der Reservierungszuordnung
zwischen den Anschlüssen durch
das Ändern
der Verbindungen zwischen den verteilten Zeitsteuerungsmodulen unter
Verwendung einer externen Vermittlung beseitigt. Im anderen Verfahren
wird die Ungleichheit bezüglich
der Mittelwerte der Verzögerungszeiten
in bezug auf die Verbindungserlaubnisantworten auf Verbindungsanfragen zwischen
den Anschlüssen
beseitigt, indem der Verarbeitungsablauf der Reservierungs-Zeitschlitze in einem
Verarbeitungsrahmen in den Modulen in Einheiten von Rahmen geändert wird.
Eine Kombination aus diesen zwei Verfahren und den Verfahren der vier
obenbeschriebenen Ausführungsformen
kann außerdem
ver wirklicht werden, ohne die Wirkungen jedes Verfahrens zu beeinträchtigen.
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Wie
oben beschrieben worden ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
die Informationsübertragungsverarbeitung
zwischen den verteilten Zeitsteuerungsmodulen, die innerhalb eines
Zeitschlitzes abgeschlossen wird, von der Verarbeitung des Suchens
einer Leitwegzuordnung (der Leitwegreservierungsverarbeitung) in
jedem verteilten Zeitsteuerungsmodule getrennt, wobei eine Verarbeitungszeit
von einem Zeitschlitz sowohl der Informationsübertragungsverarbeitung als
auch der Leitwegreservierungsverarbeitung zugeordnet ist. In jedem Eingangsmodul
führen
der Empfangsabschnitt für
die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen, der
Zuordner und der Übertragungsabschnitt
für die Ausgangsanschluß-Reservierungsinformationen
die Verarbeitung für
einen Zeitschlitz aus, für
den verschiedene Reservierungszeitpunkte in den jeweiligen Zeitschlitzen
gesetzt sind.
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Weil
ein Zeitschlitz ganz der Reservierungsverarbeitung zugeordnet werden
kann, kann gemäß der vorliegenden
Erfindung die Pipelineverarbeitung ausgeführt werden, selbst wenn viele
Anschlüsse verwendet
werden und für
die Reservierungsverarbeitung viel Zeit erforderlich ist.
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Weil
außerdem
ein Zeitschlitz der Informationsübertragungsverarbeitung
zugeordnet werden kann, kann eine Menge Übertragungszeit gesichert werden,
wobei notwendige Informationen ohne die Verwendung irgendeines Hochgeschwindigkeitstaktes übertragen
werden können,
selbst wenn viele Anschlüsse
verwendet werden und eine große
Menge an Informationen übertragen
werden muß.