JP3324568B2 - 通信制御装置 - Google Patents

通信制御装置

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JP3324568B2
JP3324568B2 JP16353799A JP16353799A JP3324568B2 JP 3324568 B2 JP3324568 B2 JP 3324568B2 JP 16353799 A JP16353799 A JP 16353799A JP 16353799 A JP16353799 A JP 16353799A JP 3324568 B2 JP3324568 B2 JP 3324568B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、制御情報がトレイ
ラ部に存在するプロトコルによって転送される可変長フ
レームの処理を行う通信制御装置に係り、特にOSI参
照モデルのレイヤ2の処理における受信フレームの処理
方式に関する。
【0002】
【従来の技術】通信制御装置では、OSI(Open System
s Interconnection)参照モデルのレイヤ2のプロトコル
処理をハードウェア及びファームウェアによって実現し
ている。即ち、ハードウェアが下位レイヤからの受信フ
レームの開始/終了を認識し、ユーザ情報を上位レイヤ
へDMA(ダイレクトメモリアクセス)転送するととも
に、ファームウェアが受信フレームから取り出した制御
情報に基づきを所要の転送制御を行う。
【0003】ところで、プロトコルには、制御情報がヘ
ッダ部に存在するものと、トレイラ部に存在するものと
がある。制御情報がヘッダ部に存在するプロトコルでは
フレーム受信開始時に制御情報を識別できるので、問題
はないが、制御情報がトレイラ部に存在するプロトコル
では、フレーム受信開始時には制御情報を識別すること
ができない。しかも、フレームが可変長であるときは一
層制御情報の識別が困難となる。
【0004】そこで、従来の通信制御装置におけるレイ
ヤ2プロトコル処理部では、制御情報がトレイラ部に存
在するプロトコルを処理する場合には、下位レイヤから
の受信フレームを一律に上位レイヤの受信バッファにD
MA転送してフレーム受信を完了させ、その後上位レイ
ヤの受信バッファからトレイラ部をDMA転送により読
み出し、制御情報を参照するようにしていた。
【0005】しかし、この方式では、上位レイヤの受信
バッファを、上位レイヤとこのレイヤ2プロトコル処理
部の双方がアクセスすることになるので、アクセス制御
が複雑化する。
【0006】そこで、本出願人は、レイヤ2プロトコル
処理部にトレイラ用のFIFO(先入れ先出し)型バッ
ファを設け、レイヤ2プロトコル処理部が上位レイヤの
受信バッファをアクセスしないでも済むようした技術を
開発し先に出願した(特願平10−228465号、未
公開)。
【0007】具体的には、この先の出願に係るもので
は、上位レイヤの受信バッファへのDMA転送と並行し
て受信フレームをFIFO型バッファを通過させ、トレ
イラ部がFIFO型バッファに滞留するようにし、DM
A転送完了後は上位レイヤの受信バッファをアクセスせ
ず、このFIFO型バッファからトレイラ部を読み出す
方式を提案している。
【0008】なお、制御情報がトレイラ部に存在し、可
変長フレームを扱うプロトコルとしては、例えばITU-T
勧告Q.2110に規定されるSSCOP(サービス依存コネ
クション型プロトコル;Service Specific Connection
Oriented Protocol)がある。このSSCOPは、ATM
アダプテーションレイヤ(AAL)のCS(コンバージ
ェンスサブレヤ;Convergence Sublayer)におけるSS
CS(CSサービス依存部;Service Specific CS)
の中に位置づけられている。
【0009】SSCOPは、現在のところ、非同期転送
モード(ATM)の仮想チャネル(VC)上でシグナリ
ング用AAL(SAAL)のUNI/NNIレイヤ3エ
ンティティ間の情報を転送するのに使用されているが、
SSCOPユーザ間で可変長(8〜65532オクテッ
ト)のサービスデータユニット(SDU)を転送するこ
とができる。
【0010】
【解決しようとする課題】しかし、上記先の出願に係る
方式では、トレイラ用FIFO型バッファにトレーラ部
を格納するため受信フレームを必ず上位レイヤの受信バ
ッファへDMA転送する必要がある。つまり、この方式
では、レイヤ2プロトコル処理部で終端され、上位レイ
ヤには不要である制御フレームについてもDMA転送の
対象となっている。
【0011】上位レイヤの受信バッファへのDMA転送
では、受信バッファの解放処理を行う必要があるので、
制御フレームを多くやりとりする場合には、上記先の出
願に係る方式では、DMA転送及びバッファ解放処理が
頻発することになり、フレーム受信処理の高速化を阻害
する要因を内包する結果となっている。
【0012】また、レイヤ2プロトコル処理部が上位レ
イヤの受信バッファを使用するのは、ユーザ情報フレー
ムの受信時のみであることが望ましい。この点でも上記
先の出願に係る方式には、改善の余地がある。
【0013】本発明の目的は、先の出願と同様にトレイ
ラ用FIFO型バッファを設けるとともに、上位レイヤ
には不要である制御フレームは、上位レイヤに転送しな
いようにできる手段を備え、真にフレーム受信処理の高
速化を実現できる通信制御装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る通信制御装置は、制御情報がトレイラ部に存在する
プロトコルによって転送される可変長フレームの処理を
行う通信制御装置において、OSI参照モデルのレイヤ
2プロトコル処理部が、少なくとも前記トレイラ部のバ
イト数分の容量を有するFIFO型のバッファと、下位
レイヤからの受信フレームのバイト数を監視し、監視結
果に応じて、前記受信フレームを上位レイヤへDMA転
送するのと並行して前記バッファにも送り込むことと、
前記受信フレームを上位レイヤへDMA転送せずに前記
バッファにのみ送り込むことの制御を行う制御回路とを
備えることを特徴とする。
【0015】したがって、請求項1に記載の発明によれ
ば、トレイラ用のバッファには、受信フレームのトレイ
ラ部が常時滞留する一方、上位レイヤに対するDMA転
送が選択的に実行される。
【0016】これにより、レイヤ2で終端し上位レイヤ
には不要な制御フレームは、上位レイヤに送らないよう
にできる。
【0017】請求項2に記載の発明に係る通信制御装置
は、請求項1に記載の通信制御装置において、前記制御
回路は、前記受信フレームのバイト数を計数する計数回
路と、前記計数回路が前記バッファのバイト数を含みそ
れ以下の所定値を計数するまでに前記受信フレームが終
了するとき前記DMA転送を禁止する信号を出力し、前
記受信フレームのバイト数が前記所定値を超えるとき前
記DMA転送を許可する信号を出力する回路とを備える
ことを特徴とする。
【0018】したがって、請求項2に記載の発明によれ
ば、上位レイヤに対するDMA転送の選択的実行をハー
ドウェアによって制御できる。
【0019】請求項3に記載の発明に係る通信制御装置
は、請求項2に記載の通信制御装置において、前記制御
回路は、前記DMA転送を禁止する場合も許可する場合
もファームウェアに対し受信開始通知を出力し、前記フ
ァームウェアは、前記受信開始通知を受けて上位レイヤ
へのDMA転送開始指示を出力することを特徴とする。
【0020】したがって、請求項3に記載の発明によれ
ば、ファームウェアは、受信フレームの上位レイヤへの
転送有無と無関係に受信開始を知ることができ、通常通
りにDMA転送開始指示を出すことができる。つまり、
本発明の適用に際してファームウェアは従来通りの構成
で対応できる。
【0021】請求項4に記載の発明に係る通信制御装置
は、請求項1に記載の通信制御装置において、ファーム
ウェアは、前記バッファから制御情報を読み出しレイヤ
2プロトコル処理を行うことを特徴とする。
【0022】したがって、請求項4に記載の発明によれ
ば、ファームウェアは、上位レイヤから受信フレームを
読み出す必要がなく、迅速にレイヤ2プロトコル処理を
行うことできる。
【0023】以上要するに、請求項1乃至請求項4に記
載の発明によれば、フレーム長が設定バイト数以下の制
御フレーム受信時にDMA転送を抑制し、効率的に上位
レイヤの受信バッファを使用することが可能である。こ
のとき、上位レイヤの受信バッファへのDMAライト転
送は、ハードウェアで選択的に行われるため、ファーム
ウェアは、受信フレーム長を意識せずにハードウェアを
制御可能である。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0025】図1は、本発明の実施形態に係る通信制御
装置の構成ブロック図である。図1において、この通信
制御装置におけるレイヤ2プロトコル処理部1は、プロ
セッサ(以下「CPU」という)11と、このCPU1
1にバス接続される、メモリ12、受信制御部13,送
信制御部14、DMAコントローラ15を備えるものに
おいて、CPU11にバス接続されるトレイラ用バッフ
ァ16を設けたものである。
【0026】そして、図1では、上位レイヤは、上位レ
イヤプロッセ(以下「上位レイヤCPU」という)21
とこの上位レイヤCPU21にバス接続される上位レイ
ヤRAM22とを示してある。
【0027】レイヤ2プロトコル処理部1内では、DM
Aコントローラ15の情報転送ラインは、受信制御部1
3,送信制御部14、トレイラ用バッファ16にそれぞ
れ直接接続される。このDMAコントローラ15は、上
位レイヤCPU21のバスにDMAインタフェースを介
して接続される。また、受信制御部13及び送信制御部
14が、下位レイヤインタフェースを介して下位レイヤ
と接続される。
【0028】即ち、レイヤ2プロトコル処理部1では、
上位レイヤとの情報転送は、上位レイヤの受信バッファ
である上位レイヤRAM22を上位レイヤCPU21と
競合する形でアクセスすることにより行われ、下位レイ
ヤとの情報転送は、下位レイヤインタフェースを経由し
て行われる構成である。
【0029】本実施形態は、下位レイヤからの可変長受
信フレームが、制御情報がトレイラ部に存在するプロト
コルに基づく場合の処理方式に関する。この処理方式の
具体的な構成は、後述(図2)するとして、この処理方
式実現の前提となる構成等について概略説明する。
【0030】CPU11は、メモリ12に格納されるフ
ァームウェアによって、各部の動作を制御するととも
に、受信制御部13からの受信開始通知の受付処理、D
MAコントローラ15のライト転送起動処理、DMAコ
ントローラ15からのライト転送終了通知受付処理及び
OSI参照モデルレイヤ2のプロトコル処理等を行う。
【0031】受信制御部13は、フレーム受信処理を行
うハードウェアとして、下位レイヤから受信したフレー
ムの一部または全部を格納するFIFO型バッファ13
a、その受信フレームをFIFO型バッファ13aから
DMAコントローラ15へ送出する回路、受信フレーム
の開始/終結フラグや下位レイヤからの先頭/終了信号
を識別し、CPU11へ通知する回路等を備える。
【0032】送信制御部14は、フレーム送信処理を行
うハードウェアとして、DMAコントローラ15からの
送信フレームの一部または全部を格納するFIFO型バ
ッファ14a、その送信フレームをFIFO型バッファ
14aから下位レイヤへ送出する回路、送信フレームの
開始/終結フラグや開始/終了信号を生成し、下位レイ
ヤへ通知する回路等を備える。
【0033】DMAコントローラ15は、CPU11か
らの起動指令に応じて、上位レイヤRAM22に上位レ
イヤCPU21が設定した送信フレームを読み出して直
接送信制御部14へ転送するDMAリード転送制御と、
受信制御部13からの受信フレームを本実施形態では一
定条件下(後述)に上位レイヤRAM22へ直接転送す
るDMAライト転送制御とを行う。
【0034】トレイラ用バッファ16は、DMAライト
転送時に受信フレームを随時通過させることによりトレ
イラ部を滞留させるFIFO型バッファ16aとその制
御回路と備える。図1では、受信制御部13のFIFO
型バッファ13aの出力(受信フレーム)は、トレイラ
用バッファ16には、DMAコントローラ15を経由し
て入力するように示してあるが、後述(図2)するよう
に、直接入力するようになっている。
【0035】ここで、トレイラ用バッファ16の容量
は、その趣旨から、少なくとも受信フレームのトレイラ
部のバイト数分あれば良い。トレイラ部のバイト数は、
フレームによって異なることがあるので、最大値を使用
することになる。
【0036】次に、図2は、本実施形態の受信フレーム
の処理方式を抜き出して示す詳細構成図である。図2に
おいて、受信制御部13のFIFO型バッファ13aの
出力端は、DMAコントローラ15の入力端とトレイラ
用バッファ16の入力端とに接続される。DMAコント
ローラ15の出力端は、DMAインタフェースを介して
上位レイヤRAM22に接続される。正確には、図1に
示すように、上位レイヤCPU21のバスに接続され
る。
【0037】そして、本実施形態では、受信制御部13
に、受信フレーム長監視カウンタ13bを追加してあ
る。受信フレーム長監視カウンタ13bは、一方の出力
端がDMAコントローラ15の制御入力端に接続され、
他方の出力端がCPU11の割込入力端に接続される。
【0038】この受信フレーム長監視カウンタ13b
は、CPU11から閾値nを設定可能とするためのレジ
スタと、FIFO型バッファ13aを通過する受信フレ
ームのバイト数を計数するカウンタと、閾値(設定値)
nとカウント値との大小比較及び比較結果と受信フレー
ム終了タイミングとの関係に基づき両出力端に所要の信
号を出力する回路とで構成される。
【0039】この受信フレーム長監視カウンタ13b
が、DMAコントローラ15の制御入力端に出力する信
号は、DMAライト転送制御動作の許否を内容とする。
また、この受信フレーム長監視カウンタ13bが、CP
U11の割込入力端に出力する信号は、受信開始割り込
み通知である。
【0040】以下、受信フレームの処理に関する本実施
形態の動作を図2〜図4を参照して説明する。なお、図
3は、受信フレームを上位レイヤとトレイラ用バッファ
とに送出する場合の動作説明図、図4は、受信フレーム
をトレイラ用バッファにのみ送出する場合の動作説明図
である。
【0041】受信制御部13は、フレーム開始フラグや
下位レイヤからのフレーム開始信号の検出等によりフレ
ーム受信開始を認識すると、FIFO型バッファ13a
内へ受信フレームを取り込む。同時に受信フレーム長監
視カウンタ13bは、受信フレームのバイト数をカウン
トする。そして、受信フレーム長監視カウンタ13b
は、(1)フレーム先頭からの受信バイト数が設定値n
を超えたときと、(2)フレーム先頭からの受信バイト
数が設定値nを超えずにフレーム終了となったときとの
双方において、CPU11に対し受信開始割り込み通知
を行う。
【0042】この受信開始割り込み通知を検出したCP
U11は、つまりファームウェア(以下単に「CPU1
1」という)は、DMAコントローラ15に対し、上位
レイヤRAM22への転送先アドレスを設定し、DMA
ライト転送制御動作の起動指示を出力する。
【0043】このとき、受信フレーム長監視カウンタ1
3bは、(1)の場合には、DMAコントローラ15に
対しDMAライト転送を禁止するDMAディセーブル信
号を出力していない。つまり、DMAライト転送を許可
する信号となっている。
【0044】したがって、図3に示すように、DMAコ
ントローラ15は、受信フレームを通常通りに上位レイ
ヤRAM22へ格納する。同時にトレイラ用バッファ1
6には、フレーム通過により受信フレームのトレイラ部
(mバイト)が格納される。
【0045】DMAコントローラ15は、受信制御部1
5が認識したフレーム受信終了によりDMAライト転送
が完了したと判断し、CPU12に対しDMA完了割り
込み及び転送バイト数の通知を行う。
【0046】これにより、CPU12は、転送バイト数
>nであることにより、ユーザ情報フレーム受信によっ
てDMAライト転送が通常通りに行われたものと判断す
る。
【0047】一方、(2)の場合には、受信フレーム長
監視カウンタ13bは、DMAコントローラ15に対し
DMAライト転送を禁止するDMAディセーブル信号を
出力する。DMAコントローラ15は、CPU12から
上述した起動指示があるにも拘わらずDMAライト転送
制御動作を行わない。
【0048】したがって、この場合には、図4に示すよ
うに、受信制御部13が出力する受信フレームは、トレ
イラ用バッファ16にのみ格納され、上位レイヤRAM
22への格納は行われない。
【0049】DMAコントローラ15は、受信制御部1
5が認識したフレーム受信終了によりDMAライト転送
が完了したと判断し(実際にはトレイラ用バッファ16
への格納完了である)、CPU12に対しDMA完了割
り込み及び転送バイト数の通知を行う。
【0050】これにより、CPU12は、転送バイト数
≦nであることにより、制御フレーム受信のためDMA
転送が行われなかったものと判断する。
【0051】以上のように、DMAコントローラ15
は、(1)の場合にDMAライト転送制御動作を行い、
(2)の場合にDMAライト転送制御動作を行わないと
いう2つ動作をハードウェアによって選択的に実行させ
られる。したがって、ファームウェアが受信処理を行う
際にはフレーム長を意識せず一元的にハードウェアを制
御可能である。
【0052】一方、トレイラ用バッファ16には、
(1)と(2)の何れの場合も受信フレームが通過す
る。ここに、トレイラ用バッファ16の容量mと、受信
フレーム長監視カウンタ13bの設定値nとは、m≧n
の関係に定めてある。これにより、トレイラ用バッファ
16には、常に、少なくともトレイラ部の制御情報が滞
留するようにできる。
【0053】したがって、CPU11は、トレイラ用バ
ッファ16から必要なデータを読み出すことによってプ
ロトコル処理を行うことができる。また、mは、各種フ
レームのトレイラ部の最大値に設定すれば、受信したデ
ータ付き制御フレームが、mバイト以下である場合があ
る。この場合には、その制御フレームのデータも利用で
きる利点がある。
【0054】次に、図5、図6は、以上の処理動作をハ
ードウェアの動作とファームウェア(CPU)の動作と
に分けて示したフローチャートである。
【0055】図5において、受信制御部13は、フレー
ム受信開始を認識すると、フレーム長が設定値nを超え
るか否か、超える前にフレーム終了となるか否かを監視
しつつ、受信フレームをFIFO型バッファ13aに積
み込む(S101〜S103)。
【0056】受信制御部13は、監視結果、フレーム長
が設定値nを超える場合には、超えた時点でCPU11
に対して受信開始割り込み通知を行う(S105)。一
方、受信制御部13は、監視結果、フレーム長が設定値
nを超える前にフレーム終了となると、そのフレーム終
了の時点でDMAコントローラ15に対してDMAディ
セーブル信号通知を行うとともに、CPU11に対して
受信開始割り込み通知を行う(S104,S105)。
【0057】CPU11は、DMAコントローラ15に
対して転送先アドレスの設定及びDMA転送起動指示を
行う(S106,S107)。
【0058】次に図6において、DMAコントローラ1
5は、DMAディセーブル信号通知の有無を判断し、D
MAディセーブル信号通知がない場合にのみ上位レイヤ
RAM22へDMAライト転送を行う(S108,S1
09)。同時にトレイラ用バッファ16には、DMAコ
ントローラ15のDMAライト転送の有無を無関係に受
信フレームの格納が行われる(S110)。この転送・
格納の動作は、受信フレームの終了まで繰り返される
(S111)。
【0059】DMAコントローラ15は、フレーム終了
時に転送バイト数をフレーム長に設定し、CPU11に
対しDMA完了割り込み通知を行う(S112,S11
3)。
【0060】CPU11は、転送バイト数から受信バッ
ファ、即ち上位レイヤRAM22を使用したか否かを識
別する(S114〜S116)。その後トレイラ用バッ
ファ16から制御情報を読み出し、プロトコル処理を行
う(S117,S118)。
【0061】
【効果の説明】以上説明したように、請求項1乃至請求
項4に記載の発明によれば、レイヤ2プロトコル処理部
は、上位レイヤの必要としない制御フレーム受信時には
冗長なDMA転送を行わないで済むようにできる。した
がって、上位レイヤとのバス権調停時間・メモリアクセ
ス時間及び受信バッファ解放処理時間を削減することが
可能となるため、レイヤ2フレーム受信処理の高速化が
図れる。
【0062】また、上位レイヤメモリ(受信バッファ)
のバス権解放による上位レイヤ処理プロセッサの処理中
断時間を抑制できるため、上位レイヤのプロトコル処理
能力の向上が図れる。
【0063】さらに、下位レイヤに対しては、全ての受
信フレームは、従来通りDMA転送で処理されるとみな
せるので、下位レイヤに対する負荷を抑制できる。
【0064】総じて本発明によれば、レイヤ2処理のみ
ならず装置全体のスループットを向上させることができ
る。特に、制御フレームを多く受信する場合には、顕著
な効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る通信制御装置の構成ブ
ロック図である。
【図2】実施形態の受信フレームの処理方式を抜き出し
て示す詳細構成図である。
【図3】受信フレームを上位レイヤとトレイラ用バッフ
ァとに送出する場合の動作説明図である。
【図4】受信フレームをトレイラ用バッファにのみ送出
する場合の動作説明図である。
【図5】実施形態の受信フレームの処理方式の動作をハ
ードウェアの動作とファームウェア(CPU)の動作と
に分けて示したフローチャートである。
【図6】実施形態の受信フレームの処理方式の動作をハ
ードウェアの動作とファームウェア(CPU)の動作と
に分けて示したフローチャートである。
【符号の説明】
1 レイヤ2プロトコル処理部 11 プロセッサ(CPU) 12 メモリ 13 受信制御部 13a FIFO型バッファ 13b 受信フレーム監視カウンタ 14 送信制御部 14a FIFO型バッファ 15 DMAコントローラ 16 トレイラ用バッファ 16a FIFO型バッファ 21 上位レイヤプロセッサ(上位レイヤCPU) 22 上位RAM

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御情報がトレイラ部に存在するプロト
    コルによって転送される可変長フレームの処理を行う通
    信制御装置において、 OSI参照モデルのレイヤ2プロトコル処理部が、 少なくとも前記トレイラ部のバイト数分の容量を有する
    FIFO型のバッファと、 下位レイヤからの受信フレームのバイト数を監視し、監
    視結果に応じて、前記受信フレームを上位レイヤへDM
    A転送するのと並行して前記バッファにも送り込むこと
    と、前記受信フレームを上位レイヤへDMA転送せずに
    前記バッファにのみ送り込むことの制御を行う制御回路
    とを備えることを特徴とする通信制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の通信制御装置におい
    て、前記制御回路は、前記受信フレームのバイト数を計
    数する計数回路と、 前記計数回路が前記バッファのバイト数を含みそれ以下
    の所定値を計数するまでに前記受信フレームが終了する
    とき前記DMA転送を禁止する信号を出力し、前記受信
    フレームのバイト数が前記所定値を超えるとき前記DM
    A転送を許可する信号を出力する回路とを備えることを
    特徴とする通信制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の通信制御装置におい
    て、 前記制御回路は、前記DMA転送を禁止する場合も許可
    する場合もファームウェアに対し受信開始通知を出力
    し、 前記ファームウェアは、前記受信開始通知を受けて上位
    レイヤへのDMA転送開始指示を出力することを特徴と
    する通信制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の通信制御装置におい
    て、 ファームウェアは、前記バッファから制御情報を読み出
    しレイヤ2プロトコル処理を行うことを特徴とする通信
    制御装置。
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