对异步传输模式的单元进行多路转换的装置及方法 本发明涉及多路转换装置及方法，具体地说，涉及通过动态控制缓冲器而对单元进行多路转换的装置及其方法。本申请是以韩国申请No.56582/1995为基础的，本文中也包含了上述韩国申请的内容，以供参考。
通常，多路转换装置周以对输入数据顺序地进行选择和多路转换。图1表示采用循环(Round Robin)系统的先有技术多路转换装置。参阅图1，多路转换装置是要对在输入端口所收到的数据顺序地进行多路转换，用以存储所接收的数据(单元(cell))的缓冲器bf1至bfn配置在各输入端口。因此，其结构如图1中所示的多路转换装置通过顺序地读出输入各缓冲器bf1-bfn的数据而进行多路转换。
根据上述循环系统的多路转换装置读出和多路转换存储在相应缓冲器内数据(单元)。同时顺序地选择所有的缓冲器(bf1至bfn)。然而，采用这种循环系统的多路转换装置在通信集中在特定的缓冲器时，如图2中所示，由于可能发生缓冲器溢出或缓冲器延迟，单元可能会失去。
图2是例示图1地多路转换装置中发生缓冲器溢出的示意图。
在上述多路转换过程中，在特定缓冲器上的通信集中按下列方式发生。
第一，当通信本身作为来自信号源的突发性(burstinss)问题发生时，通信就会集中在其上。第二，在网络的内部路由选择过程中，当多个输入通信要输出到同一点时，就会发生通信集中。第三，当由于网络内的各种延时发生不稳定性而使通信的突发性增加时，通信就会集中。
因此，在上述循环系统的多路转换装置中，当通信量不均匀及突发性变强时，输入特定缓冲器的单元数量就会相对增加。这样，由于通信量集中的缓冲器溢出引起可能发生单元损失，此外在缓冲器内可能发生单元传输延迟。由于在输入特定缓冲器的单元数量相对减少的情况下缓冲器的使用效率大为下降，因此在通信量不均匀及其目的地集中时，上述多路转换装置就显得无效。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供根据通信量对输入采用输入缓冲器的异步传输模式的单元进行多路转换的装置和方法。
相应地，为了达到上述目的，提供了一种异步模式的单元多路转换装置，它包括：包含对应于输入端口的单元缓冲器用以存储通过输入端口接收的单元的缓冲器部分；数量对应于缓冲器数量，用以存储要存入缓冲器的单元的数量的计数器；用以确定要存入计数器的单元的计数单位的单位时钟装置；通过彼此比较计数器的值用以输出控制信号而选择具有最大值的缓冲器的选择器；以及用以输入缓冲器装置的输出信号，根据控制信号多路转换输入单元的装置，其中通过主要处理从存有最多单元的缓冲器输出的单元而防止产生缓冲器溢出。
当结合附图考虑时，通过参考以下的详细描述就能更清楚地理解本发明，显然就容易更完整地了解本发明及其伴随的许多优点，附图中相同的标号表示相同或相似的元件，其中：
图1是例示利用循环(Round Rolin)系统的先有技术多路转换装置的结构的示意图；
图2是例示图1的多路转换装置发生缓冲器溢出的示意图；
图3是例示本发明的用以对异步模式的单元进行多路转换的装置的结构的示意图；以及
图4是说明本发明的用以对异步模式的单元进行多路转换的方法的流程图。
要指出的是在附图中分别用相同的标号表示相同的元件。
要通过异步传输模式的网络所提供的业务具有广阔范围的通信速度及各种通信特性。然而由于网络源有限，用以管理网络在不使质量劣化的前提下同时提供所有业务的方法是必需的。本发明根据在用以对单元通信进行多路转换的多路转换装置中预置的通信量，通过控制单元缓冲器而提供了有效地使用多路转换装置的方法。因此，在具有一定大小的选定的缓冲器用于每个单元输入端口，以及在使用缓冲器的效率方面具有让所有端口共用缓冲器的效果时，本发明能进一步改善业务的品质因素，诸如所能发生的单元损坏或单元传输延迟等。
图3是例示本发明的用以对异步模式的单元进行多路转换的装置的结构的示意图。多路转换装置是用缓冲器装置10、第一控制器20，第二控制器30和第三控制器40所构成的。
首先，缓冲器装置10包括缓冲器BF1至BFn。缓冲器BF1至BFn用以对所要输入的单元进行存储和读出，每个缓冲器BF还包括单元缓冲器11、用以控制和产生写时钟CLKWT的三态缓冲器12、以及用以产生控制和产生读时钟CLKrd的计数器13。缓冲器BF1至BFn与输入端口相连接，缓冲器BF1至BFn的每个输入端口以一-对应的关系与上述输入端口相对应，缓冲器BF1至BFn的输出端口则与第三控制器40的多路转换器42相连接。
与输入端口相连接的单元缓冲器11存储所接收的单元。三态缓冲器12提供写时钟CLKWT，从而在输入写控制时钟时，存储输入到单元缓冲器11的单元，以及在输入有效单元时执行控制所要提供的写时钟的功能。计数器13输出读时钟CLKrd，以读取在单元缓冲器11中所存的单元。为了提供从所选择的单元缓冲器11一次所要顺序读出的单元的数量那么多的读时钟CLKrd，由计数器13控制读时钟。
第一控制器20对存储在各缓冲器BF1至BFn的单元的数量进行计数，并且具有通过将所计数的单元值彼此作比较而检索存储最大数量单元的缓冲器的功能。第一控制器20包括计数器CNTW1211至CNTWn21n、选择器23和单位时钟计数器CNTi22。计数器CNTW1211至CNTWn21n用以在单元实际上存入各缓冲器BF1至BFn的情况下计数CLKWr，选择器23用以通过彼此比较计数值而检索最大值，单位时钟计数器CNTi22则用以设定计数器的单位。当计数要存入缓冲器装置10的单元时，单位时钟计数器22还确定多少单元作为一个单位被计数。在选择器23中，通过彼此比较计数器311至31n的值就能选出最大值，如果有多个最大值，就选择较长时间未选出的那一个。
第二计数器30执行选择缓冲器的功能，该缓冲器具有选择各缓冲器BF1至BFn的数量的计数值，后者对应于不是以其最大值在缓冲器BF1至BFn中选出的允许量r。第二控制器30包括计数器CNTr1至CNTrn、r-值比较器321至32n以及选择器33，计数器CNTr1至CNTrn用以在从各缓冲器BF1至BFn中实际读出单元时计数所用的读时钟CLKrd1至CLKrdn。r-值比较器321至32n用以彼此比较从各计数器311至31n输出的计数器值，以达到允许量的值r，选择器33用以在多个值达到允许量时，顺序地从达到允许量r的值中选出一个值。
第三控制器40在第一控制器20和第二控制器30所选的缓冲器中选择一个缓冲器，控制从所选的缓冲器中读出单元。第三控制器40包括选择器41和多路转换器42，选择器41用以接收第一控制器20和第二控制器30的输出，选择具有优先级的一个，多路转换器42用以根据选择器41的输出而输出对应于缓冲器BF1至BFn的缓冲器的单元输出。
因此，在图3中所示的多路转换装置中，缓冲器装置10把经过输入端口所接收的单元存入各对应的缓冲器内。第一控制器20通过计数加到各缓冲器BF1至BFn写时钟CLKwr而选择存有最多单元的缓冲器，第二控制器30通过计数输送到各缓冲器BF1至BFn的读时钟CLKrd而选择具有最不选择的允许量r的缓冲器。因此，第三控制器40根据从第一控制器20和第二控制器30输出的选择信号，多路转换和输出通过缓冲装置10而存储在具有优先级的缓冲器中的单元。
现在参照图3描述本发明的多路转换装置的工作。如在异步传输模式网络中所述的那样，当多个通信输入要在提供业务的通信特性的地方进行多路转换时，应该有效地、即经济地管理上述缓冲器BF1至BFn。为此，本发明的多路转换装置对各计数器BF1至BFn中所存的单元的数量进行计数，将计数结果彼此进行比较，以从存有单元的最大数量的缓冲器中读出单元。这样就能防止在特定的缓冲器中产生溢出，或者防止使用缓冲器的效率下降。之所以要对每个缓冲器中单元的数量进行计数的理由是通过识别哪个缓冲器具有最多单元而从最可能产生缓冲器溢出的缓冲器中读出单元。
在本发明的缓冲器控制方法中，对各缓冲器所存的单元数量进行计数，且加以比较，采用下列控制算法选择具有最大值的缓冲器而读出单元。
第一，当对缓冲器BF1至BFn中所存的单元的数量进行计数时，基本单位i选为c单位(c＝1、2、3……)的单元周期，以致根据通信量的变化可以动态调节单元的输出控制速度。在本发明中，单元周期T1假定为2.76μs。
第二，通过彼此比较缓冲器BF1至BFn中所存的单元数量以及检测最大值m而选出具有最大值的缓冲器。对于各缓冲器BF1至BFn，所存的单元的数量分别用标号b1、b2、b3……表示。
第三，当在缓冲器BF1至BFn中选择存有最大数量的单元的缓冲器时，要从对应的缓冲器中所读出的单元的数量选为j单位(j＝1，2，3…)以便根据通信量的变化动态调节缓冲器中的单元存储状态。亦即是，从发生溢出可能性很大的缓冲器通过增加其j值而读出与增加的值j一样多的单元。否则通过减少j值而要从缓冲器读出较少的单元。
第四，当j≤c时，要从存储器读出的单元的数量处在c的范围内，这是由于比较是以“i”单位进行的，它是c单位的单元周期。这里，从物理层中去除空闲单元，使得从物理层到ATM层的单元输入为2.76μs或以下。
第五，在缓冲器(bx＝by，其中x和y是任意整数)的单元计数比较值相同的情况下，选择已经最长时间没有选过的缓冲器bold。为了进行这种控制，对各缓冲器选择的数量(bsn，n＝1、2、3……)进行计数，计数值应该是可以比较的。当bs1＝bs2＝bs3……＝bsn时，选择的次序为bs1、bs2、bs3……bsn。
第六，当bold＝r，可以主要选择对应的缓冲器。这里，通过考虑诸如不稳定性或传输延迟的业务质量特性而设定“r”。
第七及最后，当m＜j时，要从对应的缓冲器读出的单元的数量设定为值“m”。
图4是说明本发明用以对异步模式的单元进行多路转换的方法的流程图。在图4中，bn(其中n＝1、2、3……)表示缓冲器号，bold表示已经最长时间没有选过的缓冲器；bsn(n＝1、2、3……)表示各缓冲器的选择数量。此外，“i”表示要从所选定的缓冲器中一次读出的单元的数量；“m”表示存有最大数量的单元的缓冲器的单元数量；“r”则表示未选的缓冲器的单元时间量。
参阅图4，在步骤411中设定值i和j。这里i是通过c单位(c＝1、2、3……)的单元周期选择的，作为输入缓冲器的单元的计数单位，j表示要从所选的缓冲器一次连续读出单元的数量。接着，在步骤412中，计数输入各输入缓冲器的单元。这里，单元计数方法是i，值i与单元单位c乘以整数(i＝1c、2c、3c……，“c”是单元)成正比。亦即是，如果i＝5c，在输入时每5个单元计数作为一个。由于各业务的通信量通过在设定呼叫期间选择适当的i值，通信特性的应用方面就会有差别。
在步骤413，检查表示每个缓冲器的选择的数量是否与未选过的缓冲器的时间量“r”相同，如果是这样的话，选择bsn＝r的缓冲器，转到步骤420。
然而，如果步骤413为否的话，就转到步骤416和417，以便通过彼此比较各存储器中所存的计数单元的值(b1、b2、b3……bn)而检索最大值(m)。
这里，当在步骤416中确定最大值m为多个时，就在步骤417选择已经最长时间未选过的缓冲器bold。此后，就转到步骤418和419，然后在设定多个bold的情况下，以bs1、bs2、bs3……，bsn的次序(在bsx中，x是1至n的任意整数)选择缓冲器。
当在步骤416中最大值m不是多个时，或者通过执行步骤414或419而选择缓冲器之后，在步骤420中改变缓冲计数值以及调节值bold。在步骤421中，表示存有最多单元的缓冲器中所存储的单元数量的“m”与“j”作比较，“j”是要从缓冲器中一次读出被比较的单元的单元数量。
此时，如果m＜j，在所选定的缓冲器中所存储的单元的数量小于要读出的单元的数量，在步骤422中把j变成m，在步骤423中从所选定的缓冲器中读出单元。这里，要被读出的单元的单元数是j的整数倍(multiplication)，且可以选择j(j＝1，2，3……)，亦即是，当j＝5时，读出5个单位的单元。当m≥j时，就执行步骤423。根据各缓冲器可以将值j设定为不同值。由于通信的突发性是互不相同的，在具有大突发性的通信的情况下，增加值j，从而从缓冲器中读出与其一样多的单元，反之，在较低突发性的通信的情况下，减少值j，以致从缓冲器中读出较少数量的单元。
当在进行呼叫期间重新考虑业务质量参数时，在步骤424中检测再协商(renegotiation)，且在步骤425中更新值i和j。当设定呼叫及在呼叫期间能改变呼叫时，选择值i和j。由于进行了标准化，以致在进行呼叫时能用来对通信参数的再协商，在呼叫期间也能改变通信特性。
如上所述，本发明的多路转换装置通过根据通信量控制单元缓冲器而有效地多路转换单元通信。因此，本发明的多路转换装置在具有固定大小的指定缓冲器用于各单元输入端口时能提高诸如单元损坏或单元传输延迟的业务品质因素，以及当所有端口共用缓冲器时提供在使用缓冲器的效率方面的优点。
本发明可应用于终端设备(下文称为TE)、包括网络终端1/2(NT-1/2)、集中器和多路转换器在内的传输设备，以及交换系统，即与通信网络有关的所有设备。
此外，本发明能设计成采用缓中器(存储器)、计数器逻辑电路、选择器以及其它无源器件，这些器件是商品化组件，且快得足以以2.7μs为单位而工作，因而能有便于采购和电路设计。
因此，应该理解的是本发明不限于作为设计成完成本发明的最佳模式而在本文中所公开的特定实施例，而是除了所附权利要求书所限定的内容本发明不限于本说明书所描述的具体实施例。