JP3405569B2 - セル逆変換装置 - Google Patents

セル逆変換装置

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JP3405569B2 JP23825593A JP23825593A JP3405569B2 JP 3405569 B2 JP3405569 B2 JP 3405569B2 JP 23825593 A JP23825593 A JP 23825593A JP 23825593 A JP23825593 A JP 23825593A JP 3405569 B2 JP3405569 B2 JP 3405569B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力された情報を固定
長パケットであるセルに変換して通信するATM通信装
置において、音声・映像等の固定ビットレートデータ
(CBRデータ)を送受する際にその受信側に用いるセ
ル逆変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、広帯域ISDNにおける
ATM通信方式では、通信されるデータは全て53バイ
トの固定長パケット(セルと称する)に変換されて交換
・伝送される。従って、セル形式でないデータ例えば従
来からあるデータ・電話の際の通話データ・映像データ
などを通信しようとする時には、これらデータを何らか
の方法でセルに変換する必要がある。つまり、このよう
な通信を実現するためには、送信側では非セル形式のデ
ータをセルに変換する処理が必要であり、受信側ではセ
ルから元のデータ形式に変換する処理が必要になる。前
者の処理をセル変換、後者の処理をセル逆変換という。
【0003】ここで、図16は広帯域ISDNを利用し
たATM網の概略構成を示したものであり、図17はこ
のATM網の通信に用いられるセルのフォーマットを示
したものである。この種の従来のATM網の通信で用い
られるデータの形式としては、X.25などのパケット
データと、音声・映像などの固定ビットレートデータと
に大別することができた。今、固定ビットレートデータ
を上記ATM通信方式で交換・伝送することを想定する
と、受信側でセル逆変換を行うセル逆変換装置の構成と
しては次のようなものが考えられた。
【0004】すなわち、図18は固定ビットレートのデ
ータ列をセル化して通信する従来のATM装置に用いら
れるセル逆変換装置の一例を示すブロック図である。図
示するように、この従来のセル逆変換装置は、フィルタ
回路(VFIL)1、揺らぎ吸収バッファメモリ(RI
BF)2、逆変換回路(RASM)3、速度変換用デュ
アルポートメモリ(ROBF)4、STM処理回路(S
TM)5、シーケンス制御回路(SEQ)6、タイマ回
路(TIM)7、メモリ管理回路(MEMC)8a、レ
ジスタ回路(REG)10aから構成されている。
【0005】フィルタ回路(VFIL)1は入力された
セルが自己宛のものか否かを判別する機能回路であり、
揺らぎ吸収バッファメモリ(RIBF)2はセルの到着
遅延ゆらぎを吸収するために、一時的にセルを蓄積する
バッファメモリである。また、逆変換回路(RASM)
3はRIBF2より取り出したセルの順序制御及びヘッ
ダエラー処理と、セルの情報部からCBRデータを抽出
する処理を行う回路であり、速度変換用デュアルポート
メモリ(ROBF)4は、逆変換後のCBRデータを格
納し、出力側との速度変換を行うFIFO構造のメモリ
である。
【0006】STM処理回路(STM)5は、ROBF
4内のデータを端末速度にて出力するための制御部であ
り、シーケンス制御回路(SEQ)6は上記各回路の動
作タイミングを制御するタイミング供給回路である。タ
イマ回路(TIM)7は、最初のセル到着から揺らぎ吸
収遅延時間経過後に逆変換回路(RASM)3の動作を
開始させるためのタイマであり、メモリ管理回路(ME
MC)8aはROBF4、RIBF2のアンダーフロ
ー、オーバーフローの検出を行う回路である。レジスタ
回路(REG)10aは外部のCPUなどが立ち上げ時
の各種パラメータを設定したり、セル逆変換装置(自装
置)の動作状態等をモニターするための入出力ポートを
有するレジスタである。
【0007】次に、音声通信の場合を例にとり、この種
の従来装置によるセル逆変換の動作について説明する。
例えば、図16に示す電話機Aと電話機Bの間で通話を
行う場合、まず、電話機Aが受話器を上げ通話相手先で
ある電話機Bの電話番号をダイヤルする。このダイヤル
操作により、ATM交換機300aの呼制御プロセッサ
(図示せず)にダイヤル情報が伝達され、プロセッサは
ATM網400に電話機A−B間を接続するための仮想
チャネルを確保し、そのチャネルの識別子VCIとその
時のATM網400の一般的な遅延の揺らぎ時間から最
適な揺らぎ吸収時間Tを電話機A、Bの接続されている
音声セル化・デセル化装置のCPU(図示せず)に通知
する。
【0008】音声セル化・デセル化装置のCPUは、こ
れらの初期設定パラメータをセル変換・逆変換装置20
0a、200bへ入力し、それぞれの装置の動作立ち上
げを行う。このセル変換・逆変換装置200a、200
bの動作立ち上げは図19に示すシーケンスに従って実
施される。すなわち、当該装置におけるレジスタ回路
(図18のREG10aと同等)のVCIレジスタ、揺
らぎ吸収タイマーレジスタ、ウインドウサイズレジス
タ、起動制御レジスタに対し、それぞれ必要な制御パラ
メータとして、チャネル識別子VCI、揺らぎ吸収遅延
時間T、ウインドウサイズW(本パラメータの用途は後
述する)、起動命令が初期設定される。
【0009】これにより、電話機Aより送出された固定
ビットレ−トのデータ列は、セルの情報部の長さ(例え
ば47バイト)に順次分割され、その情報部に前記VC
I及びセルの生成順序(受信側では再生順序として利用
する)を示すシーケンス番号(SN)から成るアダプテ
ーションヘッダを付加したセル列に変換されて、順次送
信される。他方、受信側では前記VCIを付加したセル
の到着を待ち、自装置宛のセルを対象としてセル逆変換
処理を行う。
【0010】以下、この受信側でのセル受信動作につい
て、図18に示すセル逆変換装置の構成も援用して説明
する。まず、外部のCPUなどからチャネル識別子VC
I、揺らぎ吸収遅延時間T及びウインドウサイズWなど
の初期化パラメータが設定され、起動命令を入力された
セル逆変換装置は、設定されたVCIと同一のVCIを
待つセル(有効セル)が入力されるまで待機している。
【0011】最初のセル(図17参照)が受信部へ到達
すると、フィルタ回路(VFIL)1に入力され、セル
のヘッダに含まれるVCIと自装置のレジスタ回路(R
EG)10aに設定されたVCIとが比較される。この
セルのフィルタリングにより有効セルであると判別され
ると、セルよりヘッダのVCI部が除去され、揺らぎ吸
収バッファ(RIBF)2のアドレスRip(1)に格
納される。以後、2番目のセルも同様の処理が施されれ
てアドレスRip(2)に格納され、更に3番目のセル
も同様にしてRip(3)に格納されるという具合に到
着有効セルが順次格納されていく。この動作を繰り返す
ことで、RIBF2には受信された順番にセルがキュー
をつくる。図20には、RIBF2にセルがキューを構
成している状態を示している。
【0012】また、最初の有効セルがRIBF2に格納
されると、同時にタイマ回路(TIM)7が起動する。
TIM7は設定された揺らぎ吸収遅延時間Tが経過する
と次段の逆変換回路(RASM)3に対してRIBF2
からのデータを読み出しを許可し、セル逆変換動作を開
始させる。
【0013】この時の逆変換回路(RASM)3のセル
逆変換動作は以下の如くに行われる。すなわち、RAS
M3は入力側のセル周期で動作するシーケンス制御回路
(SEQ)6によって制御されている。SEQ6により
起動されたRASM3は、毎セル周期にRIBF2より
セルを取り出し、そのセルの情報部よりCBRデータを
抽出し、速度変換用のデュアルポートメモリ(ROB
F)4に出力する動作を繰り返し実施する。
【0014】但し、受信したセル列には途中のセルが消
失している場合(セル廃棄)や、何らかのミスにより、
同じVCIを持つが自己宛ではないセルを受信してしま
う場合(セル混入)が有り得るので、アダプテーション
ヘッダを参照して、セル廃棄、混入を検出するための、
エラーリカバリ処理がセル取り出しの度に行われてい
る。このエラーリカバリ処理のために、送信側ではセル
を送出する度にアダプテーションヘッダのシーケンス番
号SNを1つづつ増加(範囲は0−7)させてゆくの
で、受信側でRIBF2より取り出したセルのSNも、
当然、取り出す度に1づつ増加してゆくはずである。従
って、RIBF2より取り出したセルのSNの連続性を
調べることで、セル廃棄・混入を検出することができ
る。
【0015】エラーリカバリ処理は、初期設定されるウ
インドウサイズWを用い、表1に示す「セル紛失・誤配
の検出定義」に基づく演算により実施する。この時の処
理動作のフローチャートを図21に示している。ここ
で、TNとは逆変換回路(RASM)3の持つ読み出し
たセルのSNの期待値であり、ウィンドウサイズWは複
数のセル廃棄、つまり2以上のSNの飛びを検出するた
めに用いるパラメータである。なお、TNは最初に到着
したセルのSNを基準とする。
【0016】図21に示すフローチャート基づくエラー
リカバリ処理においては、入力セルのSNと期待値TN
が等しいか否か(S21d,YESorNO)によって
受信が正常(S21e)か異常かを判断し、異常の場合
にはこれらの差(TN−SN)と初期設定されているウ
インドウサイズWSを比較することで(S21i)、セ
ル混入による異常(S21j)か、あるいはセル廃棄に
伴う異常(S21m)かを判断する。そして、セル廃棄
に伴う異常の場合にはその廃棄されたセルに対して当該
セルに相当するダミーデータをROBF4に対して出力
し(S21n)、セル混入による異常の場合にはその混
入したセルをRIBF2より廃棄する(S21l)。ま
た、アダプテーションヘッダのビット誤りはこれらの処
理を正確に処理する上で排除しなければならないので、
アダプテーションヘッダ内の3ビットで表されるSN
は、CRCコード3ビット(SNP)とパリティ1ビッ
ト(P)を用いて保護し、1ビットの誤りは訂正し、2
ビット以上の誤り検出を行なって該当セルを廃棄する処
理を行なっている。
【0017】 さて、上述したセル逆変換処理はセル周期で動作するシ
ーケンス制御回路(SEQ)6によって駆動されている
ため、ROBF4とRIBF2の間でフロー制御が行わ
れている。次に、そのフロー制御が必要な理由と制御の
概要を述べる。今、回線の速度を150Mbpsで音声
の通信を例に挙げると、セルは約6ns周期で生成され
送出されているので、セルの到着に揺らぎが無いとすれ
ば、次のセル到着の間にRIBF2より約2000回の
セル取り出しができることになる。従って、揺らぎ吸収
遅延時間Tを16msに設定したとしても、タイマが満
了し逆変換回路(RASM)3が起動されるまでに、R
IBF2には高々3セルしか格納されていないので、起
動とほぼ同時にRASM3はRIBF2のデータを処理
し尽くしてしまい、抽出されたデータは全てROBF4
へ出力されてしまうことになる。しかも、ROBF4か
らのデータ読み出しは、STM処理回路(STM)5側
の速度で実施されるため(この例では、ROBF4から
出力されるデータは6msに47バイト)、ROBF4
はオーバーフローを起し易い状態におかれる。
【0018】ここに、そのオーバーフローを回避するた
めの制御が必要となる訳であるが、ここでのフロー制御
はROBF4の空き領域をセル周期で計測し、RIBF
2からセルを取り出して抽出したデータがROBF4に
格納できるだけの空き領域がある時にのみ、逆変換処理
を行うという方法で行われる。更に、RIBF2につい
て考えると、RIBF2からのセルの取り出しは前述の
ようにセル周期なので、セル取り出しの速度の方がセル
入力よりも速いので、アンダーフローの状態は通常発生
し得る。RIBF2ではアンダフローの状態ではセルの
読み出しができない構造となっているが、ROBF4に
空きが確保されるまでには次のセルが到達するので、R
OBF4がアンダフローになることは通常はなく、ST
M5側に再生されるデータが途切れることはない。
【0019】しかし、回線品質の悪い時や交換機などの
障害により、ウィンドウサイズWで設定した値よりも多
くのセル廃棄が発生した時や、揺らぎ遅延が設定値より
も大きい時、前者にあってはセル混入と判定され、SN
が一巡するまでRIBF2よりセルを廃棄してしまうこ
とによりRIBF2のアンダーフローとなり、後者にあ
ってはROBF4にデータを出力しなければならない状
況下でもRIBF2のアンダーフローが回復しないこと
になる。また、ヘッダに訂正できないエラーが多発した
時にも同様にRIBF2のアンダーフローが生じる。
【0020】こういった場合に生じるアンダーフロー
は、ROBF4のアンダーフローを引き起こし、最初に
設定した揺らぎ吸収の条件を満足できなくなり、STM
側に再生されるデータに障害が生じることになる。
【0021】この再生データ障害の対策として、従来
は、上述したRIBF2,ROBF4のアンダーフロー
やオーバーフロー、セル混入、セル廃棄及びヘッダエラ
ーなどの障害が各エラーステータスによりレジスタ回路
(REG)10aに通知されていることを利用し、これ
らのステータス情報を外部に設けられたCPUなどで定
期的に監視し、異常発生時には、当該CPUなどが逆変
換回路(RASM)3をリセットし、起動シーケンスを
実行して再び立ち上げることにより復旧させる機能構成
としていた。
【0022】この定期監視とリセット制御は、例えば図
22に示すフローチャートに従って実施されていた。こ
の例におけるリセット開始(S22f)の条件は、RO
BF4にアンダフローが発生した時(S22e,YE
S)である。なお、再立ち上げ後に前回のリセットの情
報を得るため、外部のCPUなどのレジスタには定期監
視によって得たエラー情報等を保持しておく(S22
d)ようにファームウェアはプログラムされている。し
かし、RIBF2のアンダフローの検出のためには(S
22b,S22c)、定期監視タイミング(S22a)
を揺らぎ吸収遅延時間に等しい間隔に設定する必要があ
った。
【0023】上述の如く、従来装置では、回線品質や交
換機などの障害に起因するセル再生側でのセル再生障害
の復旧に対処すべくCPUなどの外部制御装置による動
作の定期監視を必要としていた。この定期監視の間隔は
通信しているメディアや呼毎に変わることがあるため、
外部制御装置側でのファームウェアには複雑な処理を必
要とし、定期監視の間隔が短ければそれだけファームウ
ェアの負荷が増大することになっていた。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
セル逆変換装置では、回線品質や交換機などの障害によ
り発生するセル廃棄や遅延揺らぎの増大またはヘッダエ
ラー等に起因したSTM側でのセル再生障害の復旧のた
めに、エラーステータスをCPU等の外部制御装置から
定期的に監視する必要があり、そのためのファームウェ
アが不可欠であった。しかも、上記定期監視の間隔は通
信しているメディアや呼毎に変わることがあるため、フ
ァームウェアには複雑な処理を必要とし、特に定期監視
の間隔が短い場合にはファームウェアの負荷が著しく増
大するという問題点があった。
【0025】本発明はこの問題点を除去し、外部制御装
置からの定期監視に伴う複雑なファームウェア処理を必
要とせず、容易に障害復旧が可能なセル逆変換装置を提
供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明は、情報を固定長
パケットであるセルに変換して通信するATM通信装置
の受信側モジュールとして用いられ、入力するセルを元
の固定ビットレートデータに復元する固定ビットレート
通信に用いるセル逆変換装置において、入力されたセル
から自装置宛のセルを抽出するフィルタ回路と、抽出さ
れたセルを一時的に蓄積し、当該セルの到着揺らぎを吸
収する揺らぎ吸収バッファメモリと、該揺らぎ吸収バッ
ファメモリからセルデータを取り込み、元の固定ビット
レートデータを抽出するセル逆変換回路と、前記セル逆
変換回路の動作開始タイミングを管理するタイマ回路
と、前記セル逆変換回路と出力側との速度変換を行うデ
ュアルポートメモリと、外部制御装置とのインタフェー
ス機能を有し、動作立ち上げに必要なパラメータ及び自
装置の動作状態を示す動作状態情報を記憶し、リセット
命令を与えられても前記パラメータ及び動作状態情報を
そのまま保持するレジスタ回路と、前記揺らぎ吸収バッ
ファメモリのオーバーフロー及び前記デュアルポートメ
モリのアンダフローを管理するメモリ管理回路と、前記
管理結果を基に前記揺らぎ吸収バッファメモリ及び前記
デュアルポートメモリのエラーを監視し、エラー発生時
には、前記レジスタ回路に前記リセット命令を与えて前
記タイマ回路、前記揺らぎ吸収バッファメモリ及びデュ
アルポートメモリを自動的に初期化し、該初期化完了
後、前記レジスタ回路に保持されている前記パラメータ
及び動作状態情報に基づき動作再立ち上げを行なってセ
ル逆変換動作を自己復旧させるエラー監視回路とを具備
することを特徴とする。
【0027】
【作用】本発明では、揺らぎ吸収バッファメモリのオー
バーフロー及び速度変換用デュアルポートメモリのアン
ダーフローをメモリ管理回路により管理し、その結果を
エラー監視回路に通知する。エラー監視回路は、上記各
メモリにエラーが発生した時、レジスタ回路にリセット
命令を与えてタイマ回路、揺らぎ吸収バッファメモリ及
びデュアルポートメモリを自動的に初期化する。レジス
タ回路は、上記リセット命令に基づき自己リセットする
が、その際、既に記憶したVCI、揺らぎ吸収時間T、
ウィンドウサイズWなどの動作立ち上げに必要なパラメ
ータや過去のエラー情報等の動作状態情報を初期化の対
象とせず保持したままにする。これにより、エラー監視
回路は、上記初期化完了後、レジスタ回路に保持されて
いるパラメータ及び動作状態情報に基づき動作再立ち上
げを行なってセル逆変換動作を自己復旧させる。
【0028】このように、メモリのエラー発生時の自己
リセット機能を付加した本発明によれば、この種のリセ
ット制御を外部のCPUなどから行う必要がなく、必然
的に当該制御のためのファームウェアも不要となる。ま
た、自己リセットの起動時、動作立ち上げに必要な情報
はレジスタ回路に保持されたままであるため、その保持
された情報を基に上記エラー後の再立ち上げを外部のC
PU等に依存することなく自動的に行うことができ、セ
ル逆変換動作への復旧も素早く行なえる。更に、レジス
タ回路には上記リセットの原因となったエラー情報も保
持されたままであることから、外部のCPUなどはこの
エラー情報を検索することで、セル逆変換装置のリセッ
ト直後に前回のリセットの原因を参照することができ
る。
【0029】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は、固定ビットレートのデータ
列をセル化して通信する装置の受信側に用いられるセル
逆変換装置を対象とする本発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。この本発明のセル逆変換装置において、従
来装置と同様の機能を果たす回路には同一の符号を付し
ている。図1に示すように、このセル逆変換装置は、フ
ィルタ回路(VFIL)1、揺らぎ吸収バッファメモリ
(RIBF)2、逆変換回路(RASM)3、速度変換
用デュアルポートメモリ(ROBF)4、STM処理回
路(STM)5、シーケンス制御回路(SEQ)6、タ
イマ回路(TIM)7、メモリ管理回路(MEMC1)
8及びメモリ管理回路(MEMC2)9、レジスタ回路
(REG)10、エラー監視回路(MONI)11を具
備して構成される。
【0030】ここで、フィルタ回路(VFIL)1は入
力されたセルが自己宛のものかを判別する回路部であ
り、揺らぎ吸収バッファメモリ(RIBF)2はセルの
到着遅延ゆらぎを吸収するために、一時的にセルを蓄積
するバッファメモリである。逆変換回路(RASM)3
はRIBF2より取り出したセルの順序制御及びヘッダ
エラー処理と、そのセルの情報部からCBRデータを抽
出する処理を回路であり、速度変換用デユアルポートメ
モリ(ROBF)4は、逆変換後のCBRデータを格納
し、出力側との速度変換を行うFIFO構造メモリであ
る。
【0031】STM処理回路(STM)5はROBF4
内のデータを端末速度にて出力するための制御部であ
り、シーケンス制御回路(SEQ)6は上記各回路の動
作タイミングを制御するタイミング供給回路である。タ
イマ回路(TIM)7は最初のセル到着から揺らぎ吸収
遅延時間経過後に逆変換回路(RASM)3の動作を開
始させるためのタイマであり、メモリ管理回路8,9
(MEMC1,2)はそれぞれRIBF2、ROBF4
のアンダーフロー、オ−バーフローの検出を行う回路で
ある。
【0032】レジスタ回路(REG)10は、外部のC
PUなどが立ち上げ時の各種パラメータを設定したり、
セル逆変換装置の動作状態等をモニターするための入出
力ポートを有するレジスタであり、エラー監視回路(M
ONI)11はRIBF2のオーバーフロー及びROB
F4のアンダーフロー等のエラーを検出し、エラー発生
時にレジスタ回路(REG)10のリセットレジスタに
リセット命令を発行する回路である。
【0033】なお、この一実施例に係るセル逆変換装置
の要部の詳細な構成については、図2〜図9に示してい
る。例えば、図2はこの実施例装置の揺らぎ吸収バッフ
ァメモリ(RIBF)2周辺の構成を示している。ま
た、図3はフィルタ回路(VFIL)1の構成図であ
り、特に同図(a)にはその全体構成を示し、同図
(b)はその中のMWC12の詳細な構成を示してい
る。
【0034】また、図4はタイマ回路(TIM)7の構
成を示している。図5は逆変換回路(RASM)3の構
成図であり、特に同図(a)にその全体の構成を示し、
同図(b)にはその中のMRC31の詳細構成を示して
いる。図6は速度変換用デュアルポートメモリ(ROB
F)4周辺の構成を示し、図7はメモリ管理回路(ME
MC1)の構成を示している。更に、図8はレジスタ回
路(REG)10の構成を示し、図9はエラー監視回路
(MONI)11の詳細構成を示したものである。
【0035】以下、これらの図面を参照しながら、本発
明のセル逆変換装置の概略動作について説明する。ま
ず、外部のCPUなどからチャネル識別子VCI、揺ら
ぎ吸収遅延時間T及びウィンドウサイズWなどの初期化
パラメータが設定され、起動命令を入力されたセル逆変
換装置は、その設定されたVCIと同一のVCIを持つ
セル(有効セル)が入力されるまで待機している。
【0036】最初のセルが受信部へ到達すると、フィル
タ回路(VFIL)1に入力され、その中のFIL11
(図3参照)によりセルのヘッダに含まれるVCIと自
己のレジスタに設定されたVCIとの比較及びセルの長
さの検査が実行される。この時、受信データはVFIL
1のMWC12が生成するアドレスWAD(1)に出力
されており、セルの最終データが書き込まれた後、この
セルが有効であり(VALID がオン)、かつセル長に異常
が無い時には(ERR がオフ)、MWC12のアドレスポ
インタがWAD(2)にインクリメントされ、1セルの
データ書き込みが終了する。他方、セルが有効で無い時
または異常な時には、アドレスポインタはインクリメン
トせず、次のセルのデータが上書きされるようになって
いる。
【0037】2番目以降のセルについても同様の処理が
施され、2番目のセルはアドレスWAD(2)に、3番
目のセルはWAD(3)にという具合に順次RIBF2
に格納されていく。この動作を繰り返すことで、RIB
F2には受信された順番にセルがキューをつくり、この
時のRIBF2の内部のデータ構造は図20に示すもの
と同等である。
【0038】また、同時に有効セルがVFIL1に到着
する度に、このVFIL1ではTIM7に対してセルの
到着をVALID をオンにすることで通知する。TIM7で
は立ち上げ後最初に有効セルが到着したことによりトリ
ガーし、揺らぎ吸収タイマ71(図4参照)を起動す
る。そして、揺らぎ吸収時間が経過すると、TFL がオン
となる。TFL は逆変換回路(RASM)3に対してRI
BF2よりセルの取り出しを許可する制御信号である。
【0039】TFL がオンとなりRASM3が起動される
と、セル周期で動作するシーケンス制御回路(SEQ)
6によってMRC31(図5参照)が駆動され、セル取
り出しが開始される。セル取り出しはRIBF2に格納
されている最も古いセルより行われる。従って、立ち上
げ時にはMRC31のリードアドレスポインタはRAD
(1)から始まる。RIBF2より取り出されたセル
は、SNC32(図5参照)にてエラーリカバリ処理が
行われる。エラーリカバリ処理については従来のものと
同等の処理が行われるのでここでは詳細な説明を省略す
る。
【0040】エラーリカバリ処理の結果はDIS 信号によ
ってMRC31にフィールドバックされており、正常受
信時、ヘッダエラー時及びセル混入時にはMRC31の
リードポインタはインクリメントされ、次のセル周期で
は次のアドレスより〔例えばRAD(2)〕セルを読み
出す。セル廃棄時にはポインタをインクリメントせず、
次のセル周期でもう一度同じアドレスよりセルを読み出
すように制御されている。また、RIBF2のアンダフ
ロー時(IUF オン)と、ROBF4に空きが無い時(FLW
オン)にはセルの取り出し動作は行われない。
【0041】エラーリカバリ処理が終了すると、セルは
RASM33(図5参照)に引き渡される。RASM3
3は、正常に受信されたセルに対してはアダプテーショ
ンヘッダを除去し(セル逆変換)、セルの情報部の47
バイトのCBRデータをROBF4に出力し、セル廃棄
があった場合は47バイトのダミーデータ(オールマー
クのデータ)をROBF4に出力する。続いて、STM
処理回路(STM)5はROBF4に最初の1セル分の
データが出力されると、端末の速度でデータの読み出し
を開始する。これらの一連の動作によって、ATM側よ
り入力されたセルは、元のCBRデータに逆変換され
て、STM側より出力される。
【0042】さて、上述したRASM3における逆変換
処理は、セル周期で動作するシーケンサ(SEQ)6に
よって駆動されているため、RIBF2からのセルの取
り出しやROBF4への逆変換データの出力は、STM
5がROBF4よりデータを出力する速度より高速で処
理されている。本実施例では、ROBF4の容量は12
8バイトであるので、2セル分のCBRデータ(94バ
イト)を蓄積している時、3セル目のデータを出力する
とオーバーフローを起こすため、ROBF4の空き容量
が47バイト以下になった時、RIBF2からのセル取
り出しを禁止(フロー制御オン)するような構成として
いる。
【0043】ROBF4の空き容量及びアンダーフロ
ー、オーバーフローの検出は、メモリ管理回路9〔ME
MC(2)〕で行われている。MEMC(2)へは、図
6に示す如く、ROBF4の書き込みアドレス(WAD
D)、読み出しアドレス(RADD)が入力されてお
り、同図の如くの演算機能回路によりこれらの入力を演
算することによって、フロー制御信号(FLW)、アン
ダーフロー信号(OUF)、オーバーフロー信号(OV
F)を生成している。ここで、OVFはレジスタ回路
(REG)10とエラー監視回路(MONI)11へ、
またOUFはREG10へ、更にFLWは逆変換回路
(RASM)3へとそれぞれ出力される。
【0044】以上、本発明の一実施例に係るセル逆変換
装置の正常時におけるセル受信動作について述べた。次
に、エラー時における自己リセットの動作について詳細
に説明する。本発明のセル逆変換装置はエラー時に自動
的にリセットを行い、外部のCPUなどの制御を介さず
に自律的に立ち上がる自己リセット機能を持つことを特
徴としている。自己リセットが行われるエラーの条件と
しては、RIBF2のオーバーフローとROBF4のア
ンダーフローの2種類が考えられえる。以下、これらの
エラーの生じる原因と自己リセット機能の動作について
説明する。
【0045】初めに、BOBF4のアンダーフローに関
して説明する。ROBF4のアンダーフローは、このR
OBF4へ出力すべきCBRデータが存在しない場合、
つまりRIBF2のアンダーフローによって生じる。す
なわち、ROBF4のアンダーフローの原因としては、
次のセルの到着が揺らぎ吸収遅延時間を経過しても無い
場合、またはセルのヘッダに誤りのあるセルの連続やウ
ィンドウサイズWを越えるセル廃棄が発生し、RASM
3内のSNC32(図5参照)がセル混入と判定し、ヘ
ッダ誤りセルや混入と判定したセルをRIBF2より廃
棄してゆく結果生じる場合の2通りがある。
【0046】前者によるエラーは、 E1.揺らぎ吸収時間の設定が網の状態と合わない(不
適当)な場合。
【0047】E2.対向する側が呼の中断等で故意にセ
ルの送出を止めた場合。
【0048】E3.網または装置の障害でセルがバース
ト的に廃棄された場合。
【0049】等において生じ得る。
【0050】また、後者によるエラーは、 E4.バースト的なセル廃棄のうち、規模が数十msと
比較的小さい場合。
【0051】E5.連続してヘッダーに誤りのある場
合。
【0052】等において生じる。
【0053】次に、RIBF2に着目すると、そのオー
バーフローは、 E6.RIBF2へのデータ書き込みの速度がSTM側
のデータ出力の速度をはるかに上回る時。
【0054】E7.揺らぎ吸収時間が経過するまでの間
にRIBF2の容量を越えるセルが到達してしまった場
合。
【0055】E8.RASM3以降の回路の故障により
セル取り出しができない場合。
【0056】に発生する。
【0057】本実施例装置においては、上記E1〜8の
原因によりROBF4のアンダ−フローまたはRIBF
2のオーバ−フローが発生した時に、自己リセットの対
象となる。図10には次のセルの到達が揺らぎ吸収遅延
時間を経過しても無い場合のエラー検出動作の一例を示
し、図11にはヘッダエラーセルによりROBF4がア
ンダーフローになった時のエラー検出動作の一例を示し
ている。
【0058】ところで、セル逆変換装置を起動するに
は、外部のCPUなどからチャネル識別子VCI、揺ら
ぎ吸収遅延時間T及びウィンドウサイズWなどの初期化
パラメータを設定する必要がある。これらの初期化パラ
メータはレジスタ回路(REG)10に、初期立ち上げ
時に設定される値である。しかし、自己リセットからの
再立ち上げ時にも同様のレジスタを参照する必要がある
ため、本発明装置では、これらのパラメータの記憶され
ているレジスタの内容を、上記自己リセットに際して初
期化されないような構成としている。
【0059】以下、ROBF4のアンダ−フローまたは
RIBF2のオーバ−フローが発生した時の自己リセッ
ト動作の概略を、図14に示すフローチャートを参照し
て説明する。まず、エラー監視回路(MONI)11に
は、ROBF4のアンダーフローを示すOUF信号と、
RIBF2のオーバーフローを示すIOF信号が入力さ
れており、シーケンス制御回路(SEQ)6の出力する
セル周期のクロックにより、これらの信号を監視してい
る(S14a)。MONI11は、そのうちのどちらか
の信号がオンである時(S14a,YES)、SELF
RST信号をオンにし(図9参照)、REG10内の
RST REG(リセットレジスタ)101(図8参
照)にリセット命令を発行する。同時に、外部の端子I
NT信号をオンにする(S14b)。このINT信号に
よって、外部のCPU等には自己リセットが行われたこ
とを通知することが可能となる。
【0060】リセット命令を受信すると、REG10は
セル逆変換装置内の各回路に対してリセット信号(RS
T)を送出する。このリセット信号により、セル逆変換
装置では、タイマ回路(TIM)7の揺らぎ吸収タイマ
71(図4参照)、RIBF2及びROBF4のアドレ
スの初期化等を行って、自己リセットを実行する(S1
4c)。但し、この自己リセットに際し、REG10
は、後述する自回路内の各パラメータレジスタに保持さ
れている初期パラメータ及びエラーレジスタに記憶され
ているエラー情報を初期化の対象とせず、そのまま保持
する。このため、外部のCPU等は、自己リセットによ
って復旧できない場合には、そのエラーレジスタの内容
を参照することによって、復旧手順を切り分け、最適な
対処方法によりその復旧に当たることが可能となる。な
お、エラーの内容は外部から読み出されると内容が消え
るような構成となっている。
【0061】上記自己リセットの完結後、セル逆変換装
置では、外部のCPU等に自己リセットを行ったことを
通知するINT信号をオフとした後、この自己リセット
に際してもREG10に保持されている初期パラメータ
を参照して再立ち上げを行い、最初の受信セルの到着を
持つ状態へと復旧する。但し、自己リセットによる復旧
作業にも拘らず再び上述の如くのエラーが生じた場合に
は、再度自己リセットが繰り返される。また、自己リセ
ットにより復旧できない場合としては、セル逆変換装置
に対する立ち上げ時の設定ミス(内部設定)や、端末な
どの他の外部装置の設定ミス(外部設定)、回線の障害
あるいはセル逆変換装置の故障(故障)等が考えられる
が、このようなケースでは、上述した自己復旧処理とは
切り分けた手順(図15参照)に従ってその対処動作へ
と移行する。
【0062】ここで、REG10の具体的な構成例を説
明しておく。図8において、上述した初期パラメータ及
びエラー情報は、VCI REG102,W REG1
03,T REG104等の各パラメータレジスタ及び
エラーレジスタ(ERR REG)105にそれぞれ記
憶されている。このうち、エラーレジスタ(ERRRE
G)105の内容を図12及び図13に示している。図
12(a)からも分かるように、エラーレジスタ105
は、各エラーに対応したフラグエリアを有し、エラーの
発生状況に応じて対応するフラグをオンすることでエラ
ー情報を保持する構造となっている。これにより、例え
ば、上述したE1〜8のエラーが発生した時のエラーレ
ジスタの105の具体的内容は、そのエラーに対応して
それぞれ図13(a)〜(e)の如くに変化することに
なる。
【0063】すなわち、上記E1〜8のエラー発生時に
は各種エラーフラグが図13(a)〜(e)に示す様に
それぞれオンになっており、これとともにエラーカウン
タ〔図12(b)〜(d)〕もカウントアップしてい
る。このため、その復旧のための作業の切り分けに際し
ては、例えばTERR、IUFがオンの時には揺らぎ吸
収時間を前回より大きめに設定して立ち上げ直す操作を
行い、IOFがオンの時には揺らぎ吸収時間を前回より
小さめに設定して立ち上げ操作を実施する。
【0064】この再設定を行った後で、エラーが解消さ
れた場合には、先の揺らぎ吸収時間の設定が不適当であ
ったことが原因(内部設定)であることが分かる。但
し、このような再設定操作によってもなおもエラーが発
生する場合は、外部設定、回線障害、故障が考えられる
ため、その復旧作業手順を更に切り分けし、外部のCP
Uなどに委ねてその復旧を図るようにしなければならな
い。本発明の構成によれば、このような状況下にあって
も、外部のCPUなどは、上記自己リセットに際しても
REG10内に保持され続けるエラーレジスタの内容を
基にしてその切り分けに容易に対処できるようになる。
図15は、このような自己リセットで復旧しない場合を
含む復旧作業の切り分け実施手順の一例を示すフローチ
ャートである。
【0065】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
揺らぎ吸収バッファメモリのオーバーフロー及びデュア
ルポートメモリのアンダフローといったエラー発生時に
は、動作立ち上げに必要なパラメータ及び自装置の動作
状態を示す動作状態情報(動作過去のエラー情報等)を
レジスタ回路に保持したままタイマ回路、揺らぎ吸収バ
ッファメモリ及びデュアルポートメモリを自動的に初期
化し、該初期化完了後、レジスタ回路に保持されている
パラメータ及び動作状態情報に基づき動作再立ち上げを
行なってセル逆変換動作を自己復旧させるようにしたた
め、回線品質や交換機などの障害により発生するセル廃
棄や遅延揺らぎの増大あるいはヘッダエラー等に起因す
るSTM側でのセル再生障害の復旧に対処する際に必要
となる初期化(リセット)処理を装置自らが自動的に行
なうことができると共に、初期化完了後は、レジスタ回
路に保持されているパラメータ及び動作状態情報に基づ
き動作立ち上げを行なうことで、例えば、タイマ回路に
よる揺らぎ吸収時間を前回(エラーによる初期化実行
前)よりも大きめ(あるいは、小さめ)に設定するなど
の制御に移行し易く、初期化完了後のセル逆変換動作へ
の復旧を素早く行なえるようになり、更には、動作立ち
上げのための外部CPU等からの定期監視等に係るファ
ームウェアの処理も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセル逆変換装置の一実施例を示す
ブロック図。
【図2】本発明のセル逆変換装置におけるRIBF周辺
の詳細構成図。
【図3】本発明のセル逆変換装置におけるVFILの詳
細構成図。
【図4】本発明のセル逆変換装置におけるTIMの詳細
構成図。
【図5】本発明のセル逆変換装置におけるRASMの詳
細構成図。
【図6】本発明のセル逆変換装置におけるROBF周辺
の詳細構成図。
【図7】本発明のセル逆変換装置におけるMEMC
(1)の詳細構成図。
【図8】本発明のセル逆変換装置におけるREGの詳細
構成図。
【図9】本発明のセル逆変換装置におけるMONIの詳
細構成図。
【図10】本発明のセル逆変換装置でのエラー検出の一
例を示すタイムチャート。
【図11】本発明のセル逆変換装置でのエラー検出の別
の例を示すタイムチャート。
【図12】本発明のセル逆変換装置のREG内のエラー
レジスタの詳細構成図。
【図13】図13に示したエラーレジスタの各種エラー
時のデータの各態様を示す図。
【図14】本発明のセル逆変換装置におけるエラー監視
動作を示すフローチャート。
【図15】本発明のセル逆変換装置の自己リセットで復
旧できない場合における障害切り分けを示す流れ図。
【図16】広帯域ISDNにおけるATM網の概略構成
図。
【図17】ATM網の通信に用いられるセルのフォーマ
ットを示す図。
【図18】この種の従来のセル逆変換装置の構成を示す
ブロック図。
【図19】従来のセル逆変換装置の立ち上げ制御シーケ
ンスを示すフローチャート。
【図20】セル逆変換装置のRIBFに記憶されるデー
タ構造を示す図。
【図21】セル逆変換装置におけるセル廃棄、混入検出
の処理を示すフローチャート。
【図22】従来のセル逆変換装置における定期的装置監
視動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 フィルタ回路(VFIL) 2 揺らぎ吸収バッファメモリ(RIBF) 3 逆変換回路(RASM) 4 速度変換用デュアルポートメモリ(ROBF) 5 STM処理回路(STM) 6 シーケンス制御回路(SEQ) 7 タイマ回路(TIM) 8 メモリ管理回路1(MEMC1) 9 メモリ管理回路2(MEMC2) 10 レジスタ回路(REG) 101 リセットレジスタ(RST REG) 102 VCIレジスタ(VCI REG) 103 ウインドウサイズレジスタ(W REG) 104 揺らぎ吸収時間レジスタ(T REG) 105 エラーレジスタ(ERR REG) 11 エラー監視回路(MONI)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 12/56 H04L 13/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報を固定長パケットであるセルに変換
    して通信するATM通信装置の受信側モジュールとして
    用いられ、入力するセルを元の固定ビットレートデータ
    に復元する固定ビットレート通信に用いるセル逆変換装
    置において、 入力されたセルから自装置宛のセルを抽出するフィルタ
    回路と、 抽出されたセルを一時的に蓄積し、当該セルの到着揺ら
    ぎを吸収する揺らぎ吸収バッファメモリと、 該揺らぎ吸収バッファメモリからセルデータを取り込
    み、元の固定ビットレートデータを抽出するセル逆変換
    回路と、 前記セル逆変換回路の動作開始タイミングを管理するタ
    イマ回路と、 前記セル逆変換回路と出力側との速度変換を行うデュア
    ルポートメモリと、 外部制御装置とのインタフェース機能を有し、動作立ち
    上げに必要なパラメータ及び自装置の動作状態を示す動
    作状態情報を記憶し、リセット命令を与えられても前記
    パラメータ及び動作状態情報をそのまま保持するレジス
    タ回路と、 前記揺らぎ吸収バッファメモリのオーバーフロー及び前
    記デュアルポートメモリのアンダフローを管理するメモ
    リ管理回路と、 前記管理結果を基に前記揺らぎ吸収バッファメモリ及び
    前記デュアルポートメモリのエラーを監視し、エラー発
    生時には、前記レジスタ回路に前記リセット命令を与え
    て前記タイマ回路、前記揺らぎ吸収バッファメモリ及び
    デュアルポートメモリを自動的に初期化し、該初期化完
    了後、前記レジスタ回路に保持されている前記パラメー
    タ及び動作状態情報に基づき動作再立ち上げを行なって
    セル逆変換動作を自己復旧させるエラー監視回路とを具
    備することを特徴とするセル逆変換装置。
  2. 【請求項2】 タイマ回路は、予め設定された揺らぎ吸
    収遅延時間毎に前記逆セル変換回路の動作開始タイミン
    グ信号を送出するとともに、該設定時間毎にセルの到着
    間隔の計測を開始し、該セル到着間隔が当該設定時間を
    越えた時にタイムアウト信号を前記レジスタ回路に通知
    することを特徴とする請求項1記載のセル逆変換装置。
  3. 【請求項3】 前記動作状態情報として、前記揺らぎ吸
    収バッファメモリのオーバーフロー検出信号、速度変換
    用デュアルポートメモリのアンダーフロー検出信号、セ
    ル到着間隔が設定時間を越えたことを示すタイムアウト
    信号及び前記セル逆変換回路のエラー情報を少なくとも
    用いることを特徴とする請求項1記載のセル逆変換装
    置。
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