JPH03502842A - スイッチングシステム - Google Patents
スイッチングシステムInfo
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- JPH03502842A JPH03502842A JP50219389A JP50219389A JPH03502842A JP H03502842 A JPH03502842 A JP H03502842A JP 50219389 A JP50219389 A JP 50219389A JP 50219389 A JP50219389 A JP 50219389A JP H03502842 A JPH03502842 A JP H03502842A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
スイッチングシステム
本発明は、スイッチ部材、モジュールおよびバスから構成され、該モジュールが
、バスとスイッチ部材とによって相互に接続された1個あるいは数個の要素によ
り形成された物理装置であるスイッチングシステムに関する。ここで、バスとは
、要素どうしを互いに接続するためのいくつかの外部チャネルを意味する。
これに関して、「要素」とは、同種および/または異種のプロセッサ、記憶、連
係ゲート、チャネルその他類似の部材あるいは装置で、少なくとも2つひと組に
なって同時に切り替え可能なものを意味する。該要素は、例えばマルチプロセッ
サシステムと接続され、このとき要素どうしは、広範囲にわたってかなり違った
組み合わせで相互に接続可能である。これら接続可能な要素は、大体において電
気的、光学的、音響的等の動作を行うことができる。
多目的に使えるマルチプロッサコンピュータシステムにおいて、これに対する基
本的要求は、容易にすべての使用要素間における論理的に可能なすべてのスイッ
チングの組み合わせを形成できなければならないことである。この要求は、多く
の要素が同じものであるため、いくらか緩和され得る。しかしながら、1つのス
テップで融通性の高いスイッチングシステムを実現することは、多数の要素が接
続されているため、極めて困難である。今日のいくつかのマルチプロセッサシス
テムにおいて、それのスイッチングシステムは、全体のシステムに対して最も大
規模でかつ最も高価な部分を形成している。しかしスイッチングシステムは、い
くつかのスイッチングステップをもつ階層システムとしても実現され得る。
本発明の目的は、階層システムに基づく新しいスイッチングシステムを実現する
ことであり、この目的は、請求の範囲に記載された本発明の新規な特徴によって
達成される。
本発明によれば、このズイッチングシステムは、スイッチ部材、モジュールおよ
びバスから構成され、該モジニールが、1個あるいは数個の要素により形成され
た物理装置で、バスとスイッチ部材とによって相互に接続されるものである。本
発明の特徴は、前記スイッチ部材が制御可能なスイッチであり、それらがスイッ
チ群内に配置されかつ少なくとも1つの制御装置によって制御されること、また
、それぞれのモジュールについて少なくとも2つのスイッチ群が配置され、第1
のスイッチ群はモジュールとバスとの間に接続され、このスイッチ群を介してモ
ジュールの所望の連係チャネルがバスと接続され、このバスによってモジュール
どうしが互いに接続される一方、第2のスイッチ群はバスと接続され、それによ
ってバスチャネルが、前記第1のスイッチ群とモジュールがバスによって相互に
接続されるように分割されていることである。
一般にモジュールはいくつかの別々の要素をもつため、それぞれのモジュールに
ついて第3のスイッチ群を配置すると有利である。この第3のスイッチ群はモジ
ュールの連係チャネルと接続され、そしてそれによって、モジュールの内部スイ
ッチングが、連係チャネルどうしの接続により実行され、また、所望の連係チャ
ネルが、前記第1のスイッチ群およびそれを通じて他のモジュールと接続される
。
本発明に係るスイッチングシステムがもたらす効果のうち、1つのそれは、シス
テムが容易に拡張されることである。スイッチ群の数は、プロセッサあるいは対
応モジュールの数に匹敵して多くなる。モジュールの数は、追加モジュールと必
要なスイッチ群とをシステムに接続することによって増加させることができる。
スイッチ群の制御については、局域内制御と中央制御のどちらでも実行可能であ
る。
その上、このシステムは極めて障害許容性が高く、1つのスイッチ要素またはス
イッチ群のある部分に障害が発生してもモジュールの動作やシステム全体の動作
を妨げることはない。
本発明の好ましい一実施例によれば、前記スイッチ群はスイッチマトリックスの
形態をしている。スイッチマトリックスの利点は、それの入力極と出力欄との間
に任意のスイッチングが形成可能なことである。加えて、一般に、切り替えられ
るチャネルは二重通信性を有するとされるので、入力極と出力欄とは同じもので
あり相互に互換性をもつ。
本発明のさまざまな実施例においては、例えばスイッチベクトルや三角スイッチ
マトリックスなどのいろいろなバリエーションのスイッチマトリックスの使用が
可能である。
その上、スイッチ群あるいは少なくともその一部分は、その大きさがモジュール
内の連係チャネルの数より小さくなるように構成できる。これにより、スイッチ
群の入出力極の数を減らすことができる。
本発明の別の有利な実施例によれば、前記スイッチ群のうちの少な(とも2つを
結合して1つの共通のスイッチ群を形成することができる。このようなスイッチ
群は例えばスイッチマトリックスとして実現できるので、要求される外部入出力
極の数は、かなり減少できる。共通スイッチ群の領域は、所望のやり方で分類す
ることができる。外部連係極の要求が比較的小さいのは、大部分のスイッチング
がスイッチ群の内部で行われるためである。
以下、本発明を図面に基づいてより詳細に説明するが、ここで、
第1図は、16個の外部連係チャネルをもつモジュールを示す図、
第2A図は、スイッチマトリックスとその制御装置を示す図、第2B図は、それ
を表わす記号を示す図、第3図は、スイッチベクトルを示す図、第4図は、線形
バスを備えるスイッチングシステムを示す図、
第5図は、スイッチ群S1と83を結合して1つの共通スイッチ群を形成したと
ころを示す図、第6図は、スイッチ群S1とS2を結合して1つの共通スイッチ
群を形成したところを示す図、第7図は、すべてのスイッチ群を結合して1つの
共通スイッチ群を形成したところを示す図、
第8図は、結合スイッチマトリックスの模式図、第9図は、2次元バスを備える
スイッチングシステムを示す図、
第10図は、同じく2次元バスを備える、別のスイッチングシステムを示す図で
ある。
本発明に係るスイッチングシステムは、階層原理に基礎を置く。切り替えられる
要素は、適当な群、つまり物理装置に配置されている。以下、この物理装置をモ
ジュールと呼ぶ。第1図はモジュールMの模式図であり、このモジュールMは1
6個の外部連係チャネルを有している。簡素化のため、モジュールは互いに同じ
ものであり、等しい数の要素を有すると仮定する。しかし、実際は、モジュール
は互いに違うものであり、そして/または、異なる数の要素を有することがある
点に注意を要する。さらに、それぞれのモジュールは1個あるいは数個の連係チ
ャネルを有すると仮定する。そのチャネールは、二重通信性でも単信通信性でも
あるいは両者の性質をもつものでも良く、この点は、スイッチ制御規則において
のみ考慮される。実際、チャネルとは、例えばガルバニ的、光学的その他の、情
報伝送用のバスを意味する。その上、連係チャネルは、直列伝送あるいは並列伝
送に基づいて動作する1個あるいは数個の物理バスを含めて考えることができる
。すべてのモジュール信号あるいはその一部のモジュール信号は、外部モジュー
ルに入力される。後者の場合、いくらかの永久スイッチングが、前もってモジュ
ール内部で実行されている。
スイッチングにあたっては、適当なスイッチ群が利用される。スイッチングは、
少なくとも別々のモジュールに配置された要素間で形成されるが、同一のモジュ
ール内部の要素間で形成されることもある。スイッチ群によって、モジュールの
入力チャネルと出力チャネルとの間で所望のスイッチングが形成される。スイッ
チ群は数個の制御可能なスイッチ部材で構成され、そしてそれによって、信号を
スイッチのオンにより伝送し、また、スイッチのオフにより信号の伝送を止める
ことができる。制御装置によって、スイッチ部材のモード(オン、オフ)の設定
と監視が行われる。
スイッチ群の有利な一例は、交差接続マトリックス、つの大きさをもつスイッチ
マトリックスの模式図であり、第2B図は、それを表わす記号を示す図である。
4つの入力極tは、スイッチ部材kを介して、出力棒1と接続されている。tX
1個のスイッチ部材には、マトリックスの交差点に位置し、制御装置Oによって
制御される。図中の黒く塗りつぶした三角形は、オン状態のスイッチを表わして
いる。このスイッチマトリックスによって、マトリックスの人力極と出力棒との
間でスイッチングを自由に行うことができる。その上、一般に、切り替えられる
チャネルは二重通信性を有するとされるので、入力極と出力棒とは同じものであ
り相互に互換性をもつ。もちろん、別の形態で実現されたスイッチ群は、とりわ
けさまざまなタイプの多相スイッチとみなされうる。また、局部スイッチ群の制
御装置0は、大域制御に備えるため同時に切り替え可能である。
同時に切り替えられるモジュールは、バスによって接続される。バスの使用にあ
たっては、局部スイッチングと広域スイッチングとの間でその最適化を図ること
が重要である。この点については、後述するところより明らかなように、適当な
スイッチ群を用いてバスの利用を制御することによって達成される。
第4図は、本発明に係るスイッチングシステムであって、モジュールMがバスV
によって同時に切り替えられる場合を示している。それぞれのモジュールMには
、3つのスイッチ群S1、S2、S3が設けられている。スイッチ群S1によっ
て、バスVとの通信が持続されるモジュールMのチャネルが選択される。スイッ
チ群S2はバスのコマンド用に用いられ、それによって、バスチャネルは、当の
チャネルに切り替えられる1個あるいは数個のモジュールの配置距離に応じたさ
まざまの長さをもつセクションに分割される。
第2のスイッチ群S2は、第3図に模式的に示すようなスイッチベクトルで構成
するのが有利である。入力極t1、t2、・・・、tnは、スイッチに1、k2
、・・・、knによって出力棒11.12、・・・、1nと接続される。そのス
イッチは、制御装置02によって制御される。それぞれのスイッチ要素に1、k
2、・・・、knによって、バスVの各チャネル1.2、・・・、nは、当のス
イッチの位置でオフに切り替えることができる。
スイッチ群S3は、モジュール内における内部スイッチングを実行するために用
いられる。第3のスイッチ群は常に必要というわけではなく、モジュールMの構
造が簡単で内部スイッチングが不要である場合や、内部スイッチングが固定的な
方法で実現される場合には、この第3のスイッチ群は不要である。
スイッチ群S1、S2、S3には、それぞれに専用の制御装置01.02.03
(図示せず)と1つの共通の局域内制御装置のいずれかが備えられている。
スイッチ群S3は、マトリックススイッチの半分と対角要素とが欠ける三角スイ
ッチマトリックスとして実現することができる。これが可能なのは、スイッチン
グが不特定の対により行われるからである。
スイッチ群S3の大きさは、モジュールの入出力チャネルの総数より小さくする
ことができる。例えば、前記総数の半分にすることが可能である。このような大
きさ設定が可能なのは、機能をモジュールに割り振る際に、局部的に切り替えら
れたモジュールではその接続チャネルが必ずスイッチ群の異なる側に(るからで
ある。
は、その2つのスイッチ群を結合して1つの共通スイッチ群とすることによって
達成される。第5図は、これら2つのスイッチ群を結合して同じスイッチマトリ
ックスとする方法を示している。スイッチマトリックスの大きさは、モジュール
M内の接続チャネルの数nと等しくすることができる。場合によっては、別の大
きさのスイッチ群を用いることもできる。同様に、局部スイッチ群と大域スイッ
チ群との間の比率は、図中に示したn / 2以外にすることも可能である。
また、スイッチベクトルの代わりに、スイッチ群S2を第5図に示すようなスイ
ッチマトリックスとして実現することもできる。この場合、より多くのスイッチ
が必要となるが、スイッチ群の機能を連結する際にその手続きを有利に運ぶこと
ができる。
スイッチ群S1と82の機能は連結可能であって、これらのスイッチ群が結合さ
れて1つの共通スイッチ群となる。
第6図は、これらのスイッチ群を結合して同じスイッチマトリックスとする方法
を模式的に示している。
すべてのスイッチ群S−1、S2、S3の機能は、同一のスイッチ群に連結する
ことができる。第7図は、これらすべてのスイッチ群を結合して同じスイッチマ
トリックスとする方法を模式的に示している。この場合、スイッチマトリックス
の大きさは十分に大きくなければならない。
単一のスイッチマトリックスですべてのスイッチ群を実現することは、このため
に特別に設計されたスイッチ群が用意されれば、非常に有利である。この場合、
必要な構成装置の外部スイッチ極の数は、かなり減少できる。このようなスイッ
チマトリックスの1つが、第8図に示されている。モジュールの連係極は、スイ
ッチマトリックスの極mlに接続され、バスVはそのバスの入力極vsに、そし
てそのバスの出力欄vuにそれぞれ接続されている。このスイッチマトリックス
は区画に分割され、局部スイッチングは領域1において、チャンネルの入城選択
は領域2において、そして、バスチャンネルの拡張と分離は領域3でそれぞれ実
行される。
前記スイッチマトリックスは、いわゆる一般化構造として実現されなければなら
ない。すなわち、同じ行あるいは列をもつ数個のスイッチ部材を利用するのが正
しい。第8図において、スイッチマトリックスの領域1.2および3は、その特
定の適用例に合った適当な大きさとなるように選定できる。マトリックスのこれ
らの領域は、さまざまの異なる方法で分類でき、前記図面に示したのは単にその
一例にすぎない。より完全な結合マトリ・ソクスは第7図に示されており、ここ
では、入城信号は2つのバスコネクターから選択可能とされている。とくに指摘
しておきたい点は、結合マトリックスのスイッチングは完全である必要はないと
いうことである。つまり、それぞれの交点にスイッチをもつことはまったく必要
でなく、場合によっては、スイ・ソチを三角マトリックスに配置したり、さらに
はそれを対角のみに配置することさえ可能である。このような結合スイッチ群の
注目すべき利点は、必要な外部のチャンネルコネクターの数が比較的少な(て済
むことであるが、それは、大部分のスイッチングがスイッチマトリ・ノクスの内
部で実行されうるからである。
以上では、本発明のスイッチングシステムについて、線形バスの場合を例にとっ
て説明している。このスイ・ンチングシステムの2次元バスに対する適用方法の
一例は、第9図に示されている。モジュールMと接続するスイッチ群Sは、簡素
化のため単一のブロックとして表現されているが、モジュール間におけるチャネ
ルの切り替えと遮断を、XとYの両方向においてVia、 VlbとV2aSV
2bSV2cについて実行する。
第10図は、どのようにして本発明のスイッチングシステムが別の2次元バスに
適合するように変更されるかを示している。バスVia、 VlbとV2aSV
2bの交点には、別個のスイッチ群S2が配置されている。このスイッチ群S2
によって、それぞれのチャンネルでは以下の処理のいずれかが実行されうる。す
なわち、チャンネルは、XあるいはY座標の方向にまっすぐに接続されるか、X
方向からY方向にあるいはY方向からX方向にと方向が変えられるか、あるいは
、遮断されるかのいずれかである。これに加えて、スイッチ群S1により選択さ
れるモジニールMは、所望の連係チャンネルを介して、バスVlと接続可能であ
る。スイッチ群S1、S2は、線形バスの場合と同様の方法で、つまり、マトリ
ックス、−ベクトルあるいは多段スイッチ、−および/または、それらの組み合
わせによって実現されうる。また、さまざまな不規則スイッチのタイプについて
も考慮の余地がある。この場合においても、そのとくに実用的な解法は、例えば
、第7図あるいは第8図の結合スイッチマトリックスを適用することである。
本発明のスイッチングシステムは、3次元モジュールのスイッチング、および/
または、3次元バス構造との接続に応用可能である。さらに、より高次元でのス
イッチングも可能であるが、これは、例えばマルチプロセッサの物理的実現に関
するかぎり、付加的に有利な点をもたらすものではない。
以上、本発明について、いくつかの好ましい具体例を取り上げて説明したが、本
発明は、これらの具体例に限定されるものではないことは明らかである。本発明
は、請求の範囲で確定される思想の範囲内において多くの異なるタイプのスイッ
チングシステムに適用することができる。
Fig、1 Fig 2A Fio、 2B■・・′
国際調査報告
一輸岬ゆ−I一番ム峠−1瞳PII・ PCT/Fl 89100027国際
調査報告 PCT/Fl 89100027
Claims (7)
- 1.スイッチ部材、モジュールおよびバスから構成され、該モジュールは、1個 あるいは数個の要素によって形成された物理装置で、バスとスイッチ部材とによ って相互に接続されるスイッチングシステムにおいて、前記スイッチ部材は、ス イッチ群(S)内に配置された制御可能なスイッチ(K)で、少なくとも1つの 制御装置(0)によって制御されるものであること、また、それぞれのモジュー ル(M)については、少なくとも2つのスイッチ群(S1,S2)が配置され、 第1のそれ(S1)は前記モジュール(M)と前記バス(V)との間に接続され 、該第1のスイッチ群(S1)を介して、前記モジュールの所望の連係チャンネ ルは前記バスと接続され、該バスによって別々のモジュールは相互に接続される 一方、第2のスイッチ群(S2)は前記バス(V)と接続され、それによってバ スチャンネルは、前記第1のスイッチ群(S1)およびモジュール(M)が該バ スによって相互に切り替えられるように分割されていることを特徴とするスイッ チングシステム。
- 2.それぞれのモジュール(M)について、第3のスイッチ群(S3)が配置さ れ、それ(S3)は前記モジュールの連係チャンネルと接続され、そしてそれに よって、前記モジュールの内部スイッチングは連係チャンネルの接続によって実 行され、また、所望の連係チャンネルは前記第1のスイッチ群(S1)およびそ れを通じて他のモジュールと接続されることを特徴とする請求の範囲1記載のシ ステム。
- 3.前記スイッチ群(S1,S2,S3)は、スイッチマトリックスの形態であ ることを特徴とする請求の範囲1または2記載のシステム。
- 4.前記第2のスイッチ群(S2)は、スイッチベクトルの形態であることを特 徴とする請求の範囲3記載のシステム。
- 5.前記第3のスイッチ群(S3)は、その大きさが、前記モジュール(M)の 連係チャンネルの数よりも小さくなるように構成されていることを特徴とする請 求の範囲1、2、3または4記載のシステム。
- 6.前記第3のスイッチ群(S3)は、三角スイッチマトリックスの形態である ことを特徴とする請求の範囲1、2、3または4記載のシステム。
- 7.少なくとも2つの前記スイッチ群(S1,S2;S1,S3;S1,S2, S3)は、共通の1つのスイッチ群を形成するように結合されていることを特徴 とする請求の範囲1〜6のいずれかに記載のシステム。
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