JPH09172444A - マルチメディア通信プラットフォームおよびマルチメディア通信装置 - Google Patents
マルチメディア通信プラットフォームおよびマルチメディア通信装置Info
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- JPH09172444A JPH09172444A JP28782896A JP28782896A JPH09172444A JP H09172444 A JPH09172444 A JP H09172444A JP 28782896 A JP28782896 A JP 28782896A JP 28782896 A JP28782896 A JP 28782896A JP H09172444 A JPH09172444 A JP H09172444A
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- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ATMシステムに対するCPU中心方式のボ
トルネックを回避できるマルチメディア通信のプラット
フォームを提供することである。 【解決手段】 ATMネットワークと接続するATMイ
ンタフェース2と、ネットワーク関連機能及びプラット
フォーム全体の管理をするCP3と、メディア信号およ
び多様なメディア端末装置間のインタフェースとして機
能するMP4と、ATMインタフェース2、CP3及び
MP4の各手段と共にホストCPU6、MPEG端末7
1、オーディオ装置72、ビデオ画面装置74など多様
なメディア端末装置を相互接続するネットワークを形成
し、かつ通信プロトコル促進用の付加的特徴を有する高
速バスを介して、前記各手段の間で入力および出力の情
報信号を転送することで、ネットプロトコルの終端化、
メディアストリームの分配及び適応化などの機能処理を
する相互接続ネットワーク1とを備えている。
トルネックを回避できるマルチメディア通信のプラット
フォームを提供することである。 【解決手段】 ATMネットワークと接続するATMイ
ンタフェース2と、ネットワーク関連機能及びプラット
フォーム全体の管理をするCP3と、メディア信号およ
び多様なメディア端末装置間のインタフェースとして機
能するMP4と、ATMインタフェース2、CP3及び
MP4の各手段と共にホストCPU6、MPEG端末7
1、オーディオ装置72、ビデオ画面装置74など多様
なメディア端末装置を相互接続するネットワークを形成
し、かつ通信プロトコル促進用の付加的特徴を有する高
速バスを介して、前記各手段の間で入力および出力の情
報信号を転送することで、ネットプロトコルの終端化、
メディアストリームの分配及び適応化などの機能処理を
する相互接続ネットワーク1とを備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非同期転送モード
(Asynchronous Transfer Mode:以下、ATMと略称す
る)ネットワーク技術に基づくマルチメディア通信シス
テムのためのマルチメディア・ネットワーク・インタフ
ェースにおけるマルチメディア通信プラットフォームお
よびマルチメディア通信装置に関し、特に、マルチメデ
ィア通信システムにおけるユーザ構内において、マルチ
メディアの操作、スイッチングおよび処理を高速で広範
囲にわたり用いることができるATMネットワークとの
インタフェース装置に関する。
(Asynchronous Transfer Mode:以下、ATMと略称す
る)ネットワーク技術に基づくマルチメディア通信シス
テムのためのマルチメディア・ネットワーク・インタフ
ェースにおけるマルチメディア通信プラットフォームお
よびマルチメディア通信装置に関し、特に、マルチメデ
ィア通信システムにおけるユーザ構内において、マルチ
メディアの操作、スイッチングおよび処理を高速で広範
囲にわたり用いることができるATMネットワークとの
インタフェース装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のマルチメディア通信シス
テムにおけるプラットフォームおよび装置では、広範囲
にわたる汎用機能を有するものはない。
テムにおけるプラットフォームおよび装置では、広範囲
にわたる汎用機能を有するものはない。
【0003】ここで、本発明の背景を説明すれば、第一
世代ATMネットワークにおいて用いられていた従来の
ネットワークインタフェースで決め手となるネットワー
ク・インタフェース・カード(Network Interface Card
s:以下、NICと略称する)では、性能及び機能性が限
られている。
世代ATMネットワークにおいて用いられていた従来の
ネットワークインタフェースで決め手となるネットワー
ク・インタフェース・カード(Network Interface Card
s:以下、NICと略称する)では、性能及び機能性が限
られている。
【0004】このような従来のNICは、一般に、パー
ソナルコンピューター(以下、PCと略称する)、ワー
クステーション(以下、WSと略称する)など、ユーザ
端末装置のデータバスに取り付けられる入力/出力(I
/O)制御ロジックならびにATM分解組立(Segmenta
tion and Reassembly:以下、SARと略称する)ハード
ウェアから構成されている。
ソナルコンピューター(以下、PCと略称する)、ワー
クステーション(以下、WSと略称する)など、ユーザ
端末装置のデータバスに取り付けられる入力/出力(I
/O)制御ロジックならびにATM分解組立(Segmenta
tion and Reassembly:以下、SARと略称する)ハード
ウェアから構成されている。
【0005】この方式において、全ての通信及びメディ
アストリームの処理機能は中央処理装置(以下、CPU
と略称する)の制御のもとで、一般には端末のもつオペ
レーティングシステム(以下、OSと略称する)に組み
込まれたドライバソフトウェアを介して実行される。
アストリームの処理機能は中央処理装置(以下、CPU
と略称する)の制御のもとで、一般には端末のもつオペ
レーティングシステム(以下、OSと略称する)に組み
込まれたドライバソフトウェアを介して実行される。
【0006】このNICアーキテクチュアは、初期世代
のネットワーク(例えば、イーサネット)に対しては十
分なものであったが、ユーザー端末装置に対し155M
bpsにものぼる伝送速度で送信可能なATMネットワ
ークに用いた場合には性能上の厳しいボトルネックを受
けることになる。
のネットワーク(例えば、イーサネット)に対しては十
分なものであったが、ユーザー端末装置に対し155M
bpsにものぼる伝送速度で送信可能なATMネットワ
ークに用いた場合には性能上の厳しいボトルネックを受
けることになる。
【0007】これは、CPUが高速ネットワークプロト
コル、データ移動、メディアストリーム適合化などの様
々な機能を実行することを要求された結果、システムに
おける処理が制限されてしまうからである。
コル、データ移動、メディアストリーム適合化などの様
々な機能を実行することを要求された結果、システムに
おける処理が制限されてしまうからである。
【0008】このCPUを中心とした方式の欠点を考慮
して、CPU上の負担を軽減する試みがなされている。
その一つはスチュアート・レイ(Stuart Wra
y)らによる「The Medusa Applica
tions Environment」(1994年5
月、マサチューセッツ州ボストンで開催されたマルチメ
ディア・コンピューティング・アンド・システムズ国際
会議論文集)(参照文献1)と題する論文において提案
されている完全分散システムである。
して、CPU上の負担を軽減する試みがなされている。
その一つはスチュアート・レイ(Stuart Wra
y)らによる「The Medusa Applica
tions Environment」(1994年5
月、マサチューセッツ州ボストンで開催されたマルチメ
ディア・コンピューティング・アンド・システムズ国際
会議論文集)(参照文献1)と題する論文において提案
されている完全分散システムである。
【0009】このシステムでは、ATMネットワーク自
身が、ユーザー端末を構成する様々なメディア処理モジ
ュールとPC/WSモジュールとを相互接続するために
用いられている。レイらが採用したインタフェースカー
ド設計では、処理用のCPUが組み込まれている。
身が、ユーザー端末を構成する様々なメディア処理モジ
ュールとPC/WSモジュールとを相互接続するために
用いられている。レイらが採用したインタフェースカー
ド設計では、処理用のCPUが組み込まれている。
【0010】また、別の方式として、ジェイ.エフ.ア
ダム(J.F.Adam)らによる「Experien
ce with VuNet」(1993年9月、ミネ
アポリスで開催されたローカル・コンピュータ・ネット
ワーク第18回IEEE年次会議論文集70〜76頁)
(参照文献2)と題する論文において述べられているV
UNETシステムがある。
ダム(J.F.Adam)らによる「Experien
ce with VuNet」(1993年9月、ミネ
アポリスで開催されたローカル・コンピュータ・ネット
ワーク第18回IEEE年次会議論文集70〜76頁)
(参照文献2)と題する論文において述べられているV
UNETシステムがある。
【0011】このシステムにおけるインタフェースカー
ドは、ビデオアプリケーションの端末としての機能を組
み込んでおり、このシステムでは、いくつかのメディア
関連処理がNICに組み込まれている。
ドは、ビデオアプリケーションの端末としての機能を組
み込んでおり、このシステムでは、いくつかのメディア
関連処理がNICに組み込まれている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマルチ
メディア通信システムにおけるプラットフォームおよび
装置に対応するNICでは、高速ネットワークプロトコ
ル、データ移動、メディアストリーム適合化などの様々
な機能を実行することを要求された結果、システムにお
ける処理がCPUの性能により制限されてしまうという
問題点がある。
メディア通信システムにおけるプラットフォームおよび
装置に対応するNICでは、高速ネットワークプロトコ
ル、データ移動、メディアストリーム適合化などの様々
な機能を実行することを要求された結果、システムにお
ける処理がCPUの性能により制限されてしまうという
問題点がある。
【0013】また、上記参照文献1に記載されたインタ
フェースカード設計では、処理用のCPUを組み込んで
いるが、メディアに対するスイッチングおよび適合化の
機能が与えられていない面で問題点がある。
フェースカード設計では、処理用のCPUを組み込んで
いるが、メディアに対するスイッチングおよび適合化の
機能が与えられていない面で問題点がある。
【0014】更に、上記参照文献2に記載されたNIC
には、いくつかのメディア関連処理が組み込まれている
が、より全体的なマルチメディアに対する操作、スイッ
チング、処理などの機能は与えられていないという問題
点がある。
には、いくつかのメディア関連処理が組み込まれている
が、より全体的なマルチメディアに対する操作、スイッ
チング、処理などの機能は与えられていないという問題
点がある。
【0015】本発明の課題は、マルチメディア用途のす
べての需要に、より適合した新規な機能分散アーキテク
チュアによりネットワーク・インタフェース・ユニット
(NIU)を構成し、従来のATMに対するNICにつ
いての性能上の問題を克服することのできるマルチメデ
ィア通信プラットフォームおよびマルチメディア通信装
置を提供することである。
べての需要に、より適合した新規な機能分散アーキテク
チュアによりネットワーク・インタフェース・ユニット
(NIU)を構成し、従来のATMに対するNICにつ
いての性能上の問題を克服することのできるマルチメデ
ィア通信プラットフォームおよびマルチメディア通信装
置を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明によるマルチメデ
ィア通信プラットフォームは、ユーザ構内に配置され、
端末装置をATMネットワークに相互接続するためのマ
ルチメディア通信プラットフォームにおいて、前記AT
Mネットワークとのインタフェースを提供するATMイ
ンタフェース手段と、ネットワーク関連機能及びプラッ
トフォーム全体の管理を提供し、かつメディア信号およ
びメディア端末装置間のインタフェースとして機能する
処理手段と、相互接続ネットワークを形成し、且つ通信
プロトコル促進用の付加的特徴を有する高速バスを介し
て、前記手段それぞれの間で入力および出力の情報信号
を転送する相互接続手段とを備えている。
ィア通信プラットフォームは、ユーザ構内に配置され、
端末装置をATMネットワークに相互接続するためのマ
ルチメディア通信プラットフォームにおいて、前記AT
Mネットワークとのインタフェースを提供するATMイ
ンタフェース手段と、ネットワーク関連機能及びプラッ
トフォーム全体の管理を提供し、かつメディア信号およ
びメディア端末装置間のインタフェースとして機能する
処理手段と、相互接続ネットワークを形成し、且つ通信
プロトコル促進用の付加的特徴を有する高速バスを介し
て、前記手段それぞれの間で入力および出力の情報信号
を転送する相互接続手段とを備えている。
【0017】また、前記ネットワーク関連機能を提供す
る処理手段は、本発明によるマルチメディア通信プラッ
トフォームに接続されたホストCPU(Central Proces
sorUnit:中央処理装置)から、トランスポートプロコ
トル処理を軽減する機能を有している。また、前記相互
接続ネットワークを形成する相互接続手段は、スイッチ
ングためのコア手段と、バスプロトコル変換を実行する
ための複数個の独立したバスインタフェース手段とを含
んでいる。また、複数個の前記バスインタフェース手段
のそれぞれは、予め選択されたロジックインタフェース
を提供するように構成できるフィールド・プログラマブ
ル・ゲートアレイを有している。
る処理手段は、本発明によるマルチメディア通信プラッ
トフォームに接続されたホストCPU(Central Proces
sorUnit:中央処理装置)から、トランスポートプロコ
トル処理を軽減する機能を有している。また、前記相互
接続ネットワークを形成する相互接続手段は、スイッチ
ングためのコア手段と、バスプロトコル変換を実行する
ための複数個の独立したバスインタフェース手段とを含
んでいる。また、複数個の前記バスインタフェース手段
のそれぞれは、予め選択されたロジックインタフェース
を提供するように構成できるフィールド・プログラマブ
ル・ゲートアレイを有している。
【0018】一方、本発明によるマルチメディア通信装
置は、マルチメディア端末装置とATM信号のユーザで
ある発生源とを相互接続するためのマルチメディア通信
装置において、このATM信号のユーザである発生源か
ら前記マルチメディア端末装置へ送られる信号と前記マ
ルチメディア端末装置から前記信号発生源であるユーザ
へ送られる信号とを切り替えるための中央スイッチング
モジュールを形成する相互接続手段と、全てのネットワ
ーク関連の機能とマルチメディア通信装置の全体的な管
理とを処理するための通信処理モジュールを形成する通
信処理手段と、前記マルチメディア端末装置と授受する
信号を送出処理および/または受付処理するためのメデ
ィア処理モジュールを形成するメディア処理手段とを備
え、前記中央スイッチングモジュールは、汎用スイッチ
ングコアと、前記通信処理手段との間のバス、前記メデ
ィア処理手段との間のバス、およびATM信号の発生源
との間のバスそれぞれとインタフェースする複数個の周
端部とを含み、かつこの周端部は、インタフェース特有
のロジックを提供するのに適したフィールド・プログラ
マブル・ゲートアレイを含んでいる。また前記ロジック
は、前記中央スイッチングモジュールと前記ATM信号
との間のバスに連結され、各種メディアタイプに対応し
てATMセルの分解組立を行うATM適合層手段を更に
含むマルチメディア特有のものである。
置は、マルチメディア端末装置とATM信号のユーザで
ある発生源とを相互接続するためのマルチメディア通信
装置において、このATM信号のユーザである発生源か
ら前記マルチメディア端末装置へ送られる信号と前記マ
ルチメディア端末装置から前記信号発生源であるユーザ
へ送られる信号とを切り替えるための中央スイッチング
モジュールを形成する相互接続手段と、全てのネットワ
ーク関連の機能とマルチメディア通信装置の全体的な管
理とを処理するための通信処理モジュールを形成する通
信処理手段と、前記マルチメディア端末装置と授受する
信号を送出処理および/または受付処理するためのメデ
ィア処理モジュールを形成するメディア処理手段とを備
え、前記中央スイッチングモジュールは、汎用スイッチ
ングコアと、前記通信処理手段との間のバス、前記メデ
ィア処理手段との間のバス、およびATM信号の発生源
との間のバスそれぞれとインタフェースする複数個の周
端部とを含み、かつこの周端部は、インタフェース特有
のロジックを提供するのに適したフィールド・プログラ
マブル・ゲートアレイを含んでいる。また前記ロジック
は、前記中央スイッチングモジュールと前記ATM信号
との間のバスに連結され、各種メディアタイプに対応し
てATMセルの分解組立を行うATM適合層手段を更に
含むマルチメディア特有のものである。
【0019】また、ユーザ構内において用いられ、この
ユーザ構内のマルチメディア装置をATMネットワーク
に相互接続するためのマルチメディア通信装置において
は、ATMネットワークとのインタフェース機能を有
し、ATMセルの分解組立機能を有し、かつ複数個の仮
想回線に対してのATM適合層を保持するための状態メ
モリを含むATMモジュールと、ネットワーク関連の機
能および全体的な管理を提供し、ホストCPUに対して
伝送プロトコルの軽減を行なうための通信プロセッサモ
ジュールと、ローカルメディアネットワークを含み、こ
のローカルメディアネットワークを介してユーザ構内に
おけるマルチメディア装置へのインタフェースを提供す
るメディアプロセッサモジュールと、前記ATMモジュ
ール、通信プロセッサモジュールおよびメディアプロセ
ッサモジュールを相互接続するルータとなる相互接続ネ
ットワークモジュールとを有している。
ユーザ構内のマルチメディア装置をATMネットワーク
に相互接続するためのマルチメディア通信装置において
は、ATMネットワークとのインタフェース機能を有
し、ATMセルの分解組立機能を有し、かつ複数個の仮
想回線に対してのATM適合層を保持するための状態メ
モリを含むATMモジュールと、ネットワーク関連の機
能および全体的な管理を提供し、ホストCPUに対して
伝送プロトコルの軽減を行なうための通信プロセッサモ
ジュールと、ローカルメディアネットワークを含み、こ
のローカルメディアネットワークを介してユーザ構内に
おけるマルチメディア装置へのインタフェースを提供す
るメディアプロセッサモジュールと、前記ATMモジュ
ール、通信プロセッサモジュールおよびメディアプロセ
ッサモジュールを相互接続するルータとなる相互接続ネ
ットワークモジュールとを有している。
【0020】次に、上記構成を有する発明の基本につい
て説明する。
て説明する。
【0021】本発明は、ネットワークプロトコル終端
化、メディアストリームの分配/スイッチング、メディ
アストリーム適合化などの集中的な機能の処理をNIU
(ネットワーク・インタフェース・ユニット)すなわち
新規なNIC(ネットワーク・インタフェース・カー
ド)に移すことにより、従来のCPUによるボトルネッ
クを回避している。
化、メディアストリームの分配/スイッチング、メディ
アストリーム適合化などの集中的な機能の処理をNIU
(ネットワーク・インタフェース・ユニット)すなわち
新規なNIC(ネットワーク・インタフェース・カー
ド)に移すことにより、従来のCPUによるボトルネッ
クを回避している。
【0022】本発明の主な目的は、以下の通りである。
【0023】(1)プラグアンドプレイによるマルチメ
ディア:すべての既存のメディア装置は、いかなる修正
を加えることなく、このカードに接続可能である。
ディア:すべての既存のメディア装置は、いかなる修正
を加えることなく、このカードに接続可能である。
【0024】マルチタスク操作は、マルチメディアには
つきものである。そこで、カードは、スループット劣化
なしに同時進行するメディアのセッションをサポートで
きるものでなければならない。
つきものである。そこで、カードは、スループット劣化
なしに同時進行するメディアのセッションをサポートで
きるものでなければならない。
【0025】(2)従来のOSを用いたPCおよびWS
との相互運用性を有する。
との相互運用性を有する。
【0026】(3)インテリジェントなネットワークお
よびメディア関連の処理機能により、ホストCPUとネ
ットワーク中央局との両方の負荷の軽減を可能とするこ
と。
よびメディア関連の処理機能により、ホストCPUとネ
ットワーク中央局との両方の負荷の軽減を可能とするこ
と。
【0027】(4)ホストCPUなしに単独で動作可能
であること。
であること。
【0028】従って、本発明は、マルチメディアサービ
スにおけるコンピュータおよび通信設備を含むプラット
フォーム(Multimedia Computer & Communications Pla
tform:以下、MCCPと略称する)と呼ぶべきものであ
り、既存のWS、PC、更には家庭用セットのトップボ
ックスにおいて、マルチメディア・アプリケーションを
走らせるためのインテリジェントNICの役割を果た
す。
スにおけるコンピュータおよび通信設備を含むプラット
フォーム(Multimedia Computer & Communications Pla
tform:以下、MCCPと略称する)と呼ぶべきものであ
り、既存のWS、PC、更には家庭用セットのトップボ
ックスにおいて、マルチメディア・アプリケーションを
走らせるためのインテリジェントNICの役割を果た
す。
【0029】そのアーキテクチュアは、単純なビデオ・
オン・デマンド受信機、高性能マルチメディアWS、小
規模ビデオサーバーなどの様々なネットワーク周辺製品
をサポートする。
オン・デマンド受信機、高性能マルチメディアWS、小
規模ビデオサーバーなどの様々なネットワーク周辺製品
をサポートする。
【0030】MCCPは、特に加入者構内において、マ
ルチメディア・トラフィックを処理するように設計され
ている。これは、高速ネットワーク及びメディアストリ
ーム関連の機能からホストCPUを解放し、同時にユー
ザ端末設備に対しメディア処理およびディスプレー装置
をモジュール式に付加することを容易にしている。
ルチメディア・トラフィックを処理するように設計され
ている。これは、高速ネットワーク及びメディアストリ
ーム関連の機能からホストCPUを解放し、同時にユー
ザ端末設備に対しメディア処理およびディスプレー装置
をモジュール式に付加することを容易にしている。
【0031】そこで、MCCPは、現在のシステムにお
いて用いられている従来の“CPU中心”方式に対して
“ネットワーク中心”アーキテクチュア方式としてとら
えることができる。
いて用いられている従来の“CPU中心”方式に対して
“ネットワーク中心”アーキテクチュア方式としてとら
えることができる。
【0032】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0033】図1は本発明の実施の一基本形態を示す機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【0034】図1に示されたマルチメディアサービスに
おけるコンピュータおよび通信設備を含むプラットフォ
ーム(MCCPと略称される)は、中核として基本的機
能モジュールをなすMCCPコア100を備え、MCC
Pコア100にはルータと呼ばれるローカルの相互接続
ネットワーク1、ATMネットワークとのインターフェ
ースとなるATMインタフェース2、様々なネットワー
ク機能を管理する通信プロセッサ(CPと略称される)
3、メディアプロセッサ(MPと略称される)4、およ
びMP4に連結されたプレイアウトバッファ(Playout
Buffer:以下、PBと略称する)41が備えられている
ものとする。
おけるコンピュータおよび通信設備を含むプラットフォ
ーム(MCCPと略称される)は、中核として基本的機
能モジュールをなすMCCPコア100を備え、MCC
Pコア100にはルータと呼ばれるローカルの相互接続
ネットワーク1、ATMネットワークとのインターフェ
ースとなるATMインタフェース2、様々なネットワー
ク機能を管理する通信プロセッサ(CPと略称される)
3、メディアプロセッサ(MPと略称される)4、およ
びMP4に連結されたプレイアウトバッファ(Playout
Buffer:以下、PBと略称する)41が備えられている
ものとする。
【0035】また、MCCPは、MCCPコア100の
相互接続ネットワーク1に接続される、ホストCPU
6、並びに様々な共通端末装置の内、MPEG(Moving
Picture Experts Group:カラー動画像符号化方式標準
化グループ)規格によるMPEG端末71、オーディオ
装置72、およびフレームバッファ(Frame Buffer:以
下、FBと略称する)73を介したビデオ画面表示装置
74を含んでいるものとする。
相互接続ネットワーク1に接続される、ホストCPU
6、並びに様々な共通端末装置の内、MPEG(Moving
Picture Experts Group:カラー動画像符号化方式標準
化グループ)規格によるMPEG端末71、オーディオ
装置72、およびフレームバッファ(Frame Buffer:以
下、FBと略称する)73を介したビデオ画面表示装置
74を含んでいるものとする。
【0036】次に、本発明によるMCCPコア100に
含まれるモジュールについて説明する。
含まれるモジュールについて説明する。
【0037】(1)各種ローカル装置を高速バスにより
MCCPコア100に接続することを可能にしポート同
士の完全な非閉塞接続を提供するルータと呼ばれるネッ
トワーク相互接続専用の相互接続ネットワークワーク1
に関するモジュール:この相互接続構造は、いくつかの
データプロトコルに対して、データ加速のような何らか
の促進処理を提供している。
MCCPコア100に接続することを可能にしポート同
士の完全な非閉塞接続を提供するルータと呼ばれるネッ
トワーク相互接続専用の相互接続ネットワークワーク1
に関するモジュール:この相互接続構造は、いくつかの
データプロトコルに対して、データ加速のような何らか
の促進処理を提供している。
【0038】(2)ATMの端末としてすべてのATM
機能を実行するATMインタフェース2に関するモジュ
ール:このATMインタフェース2は、多数のトラフィ
ッククラスに対して、ITU−T(International Tele
communication Union-Telecommunication Sector:国際
電気通信連合電気通信標準化部門)勧告のAAL1(AT
M Adaptation Layer:ATM適合層の第1種)、AAL
3/4、AAL5、並びに新たなAALのセルレートの
形成及びスケジューリングのためのAALサポートを含
んでいる。
機能を実行するATMインタフェース2に関するモジュ
ール:このATMインタフェース2は、多数のトラフィ
ッククラスに対して、ITU−T(International Tele
communication Union-Telecommunication Sector:国際
電気通信連合電気通信標準化部門)勧告のAAL1(AT
M Adaptation Layer:ATM適合層の第1種)、AAL
3/4、AAL5、並びに新たなAALのセルレートの
形成及びスケジューリングのためのAALサポートを含
んでいる。
【0039】ATMインタフェース2は、各種ローカル
装置からデータを取り込み、有効なATMセルをネット
ワークに出力する。また逆に、ネットワークからATM
セルを受信して、有効性をチェックし、ATM適合層処
理を行い、相互接続ネットワーク1に渡して各種ローカ
ル装置のMPEG端末71などへ送る。
装置からデータを取り込み、有効なATMセルをネット
ワークに出力する。また逆に、ネットワークからATM
セルを受信して、有効性をチェックし、ATM適合層処
理を行い、相互接続ネットワーク1に渡して各種ローカ
ル装置のMPEG端末71などへ送る。
【0040】(3)信号送出、伝送処理、コアのメモリ
管理、ネットワーク管理、制御など全てのネットワーク
機能を終端する通信プロセッサ(Communication Proces
sor:以下、CPと略称する)3に関するモジュール:C
P3は、各種ローカル端末装置上のアプリケーション・
プログラミング・インタフェース(API)およびAT
Mネットワークとの相互作用により、資源および同様な
ハウスキーピング機能を繰り返し調整するものである。
管理、ネットワーク管理、制御など全てのネットワーク
機能を終端する通信プロセッサ(Communication Proces
sor:以下、CPと略称する)3に関するモジュール:C
P3は、各種ローカル端末装置上のアプリケーション・
プログラミング・インタフェース(API)およびAT
Mネットワークとの相互作用により、資源および同様な
ハウスキーピング機能を繰り返し調整するものである。
【0041】(4)ストリーム指向データとネットワー
ク間のインタフェースとして機能するメディアプロセッ
サー(Media Processor:以下、MPと略称する)4に関
するモジュール:MP4は、様々なメディア装置の種類
に適合したメディア再生と、コンシールメントと呼ばれ
る伝送誤りによる画像または音声の乱れを目立たなくす
る処理とを機能として含んでいる。また、これは、CP
3と相互作用して、様々なストリームに適切な帯域幅が
割り当てられることを保証し、各ストリーム毎の再生バ
ッファーに信号が滞留し始めたり、早くはけ始めたりし
た場合に、帯域幅割り当ての再調整を行う。
ク間のインタフェースとして機能するメディアプロセッ
サー(Media Processor:以下、MPと略称する)4に関
するモジュール:MP4は、様々なメディア装置の種類
に適合したメディア再生と、コンシールメントと呼ばれ
る伝送誤りによる画像または音声の乱れを目立たなくす
る処理とを機能として含んでいる。また、これは、CP
3と相互作用して、様々なストリームに適切な帯域幅が
割り当てられることを保証し、各ストリーム毎の再生バ
ッファーに信号が滞留し始めたり、早くはけ始めたりし
た場合に、帯域幅割り当ての再調整を行う。
【0042】次に、本発明の実施例における主要な構成
および機能について説明する。
および機能について説明する。
【0043】本発明の実施例において、相互接続ネット
ワーク1に関するモジュールには、自己形成インタフェ
ースを備えた構成を更に含むことが好ましい。このこと
は、周辺のローカル端末装置、例えばMPEG端末およ
びバスインタフェース(BusInterface:以下、BIと略
称する)を内部スイッチコアと独立させ、更にBIをフ
ィールドプログラミング可能なゲートアレイ(Field Pr
ogrammable Gate Array:以下、FPGAと略称する)、
またはその他の適当な再プログラム可能な装置を用いて
構成し、特定のローカル装置に対して再プログラムする
ことができるようにすることにより達成される。
ワーク1に関するモジュールには、自己形成インタフェ
ースを備えた構成を更に含むことが好ましい。このこと
は、周辺のローカル端末装置、例えばMPEG端末およ
びバスインタフェース(BusInterface:以下、BIと略
称する)を内部スイッチコアと独立させ、更にBIをフ
ィールドプログラミング可能なゲートアレイ(Field Pr
ogrammable Gate Array:以下、FPGAと略称する)、
またはその他の適当な再プログラム可能な装置を用いて
構成し、特定のローカル装置に対して再プログラムする
ことができるようにすることにより達成される。
【0044】また、実施例は、ユーザーが多数のATM
適合層(AAL)から選択するとこを可能とするエンジ
ンなどの副次的特徴を含んでおり、更に、AALを特定
の仮想回線(Virtual Circuit:以下、VCと略称する)
へマッピングする際の完全なフレキシビリティ並びにN
ICがサポート可能なVCの数で表されるスケーラビリ
ティを達成する設計を含む。AALエンジンは、更に、
ビデオ符号のコンシールメントおよびより高次の層にお
けるレートおよびフローの制御のための計数機のよう
な、高レベルの機能のためのハードウェアサポートを組
み込んでおり、相互接続ネットワーク1およびATMイ
ンタフェース2の間に配備されるものとする。
適合層(AAL)から選択するとこを可能とするエンジ
ンなどの副次的特徴を含んでおり、更に、AALを特定
の仮想回線(Virtual Circuit:以下、VCと略称する)
へマッピングする際の完全なフレキシビリティ並びにN
ICがサポート可能なVCの数で表されるスケーラビリ
ティを達成する設計を含む。AALエンジンは、更に、
ビデオ符号のコンシールメントおよびより高次の層にお
けるレートおよびフローの制御のための計数機のよう
な、高レベルの機能のためのハードウェアサポートを組
み込んでおり、相互接続ネットワーク1およびATMイ
ンタフェース2の間に配備されるものとする。
【0045】実施例の更なる副次的な特徴は、BIユニ
ットである。これは、チェックサムまたはCRC(Cycl
ic Redanduncy Check:冗長度チェック符号)によるデー
タ保全サポートのような、通信プロトコル処理を向上さ
せるための支援ハードウェアを提供すると共に、MCC
Pにおいて多数の非同期バスの相互接続を可能にすると
いう点で、融通性があり、相互接続ネットワーク1に含
まれるものとする。
ットである。これは、チェックサムまたはCRC(Cycl
ic Redanduncy Check:冗長度チェック符号)によるデー
タ保全サポートのような、通信プロトコル処理を向上さ
せるための支援ハードウェアを提供すると共に、MCC
Pにおいて多数の非同期バスの相互接続を可能にすると
いう点で、融通性があり、相互接続ネットワーク1に含
まれるものとする。
【0046】本発明の新規なMCCPのアーキテクチュ
アは、CPUが従来のコンピューターの中核を構成する
のと同様に、高速ネットワークでのインタフェース機能
が、新規なネットワークベースのマルチメディアにおけ
るコンピューター/端末の中枢であるという認識に基づ
いている。
アは、CPUが従来のコンピューターの中核を構成する
のと同様に、高速ネットワークでのインタフェース機能
が、新規なネットワークベースのマルチメディアにおけ
るコンピューター/端末の中枢であるという認識に基づ
いている。
【0047】このことが、将来のATM端末の中核とし
て機能し得る多目的かつ高性能NICの開発の動機であ
る。多数の通信機能についてホストCPU6に頼ってい
る現行のATMホスト・インタフェース・カード・アー
キテクチュアと対照的に、MCCPの概念は、すべての
ネットワーク関連のタスクを処理し、アプリケーション
レベルのデータのみを共有メモリのインタフェースを介
してメディア処理装置に渡すことを目的としている。
て機能し得る多目的かつ高性能NICの開発の動機であ
る。多数の通信機能についてホストCPU6に頼ってい
る現行のATMホスト・インタフェース・カード・アー
キテクチュアと対照的に、MCCPの概念は、すべての
ネットワーク関連のタスクを処理し、アプリケーション
レベルのデータのみを共有メモリのインタフェースを介
してメディア処理装置に渡すことを目的としている。
【0048】このようにして、アプリケーション装置及
びソフトウェアは、しばしば変化するネットワーク特有
のインタフェースに関係なく、あたかもネットワークが
介在しないような均一な“ローカル処理”モデルを用い
て開発することができる。
びソフトウェアは、しばしば変化するネットワーク特有
のインタフェースに関係なく、あたかもネットワークが
介在しないような均一な“ローカル処理”モデルを用い
て開発することができる。
【0049】将来のATM端末は、一般に、多数のメデ
ィア処理及びディスプレー装置を包含するであろうとい
う認識のもとで、MCCPは、制御情報、データパケッ
ト、メディアストリームをそれぞれの処理またはメモリ
エレメントに送るためのローカル・スイッチング能力を
組み込んでいる。
ィア処理及びディスプレー装置を包含するであろうとい
う認識のもとで、MCCPは、制御情報、データパケッ
ト、メディアストリームをそれぞれの処理またはメモリ
エレメントに送るためのローカル・スイッチング能力を
組み込んでいる。
【0050】本質的には、後述されるように、本発明の
実施例におけるハードウェア設計によれば、高性能ルー
タが、AALエンジンと、通信プロセッサー(CP)
と、メディアプロセッサー(MP)と、メディア遂行バ
ッファーと、ホストCPUバスインタフェースと、各種
メディア装置に接続されるローカル・マルチメディア・
ネットワークとを含むような各種通信の処理モジュール
およびメディア/データの処理モジュールに、ATMイ
ンタフェースのモジュールを接続する分散方式が得られ
る。
実施例におけるハードウェア設計によれば、高性能ルー
タが、AALエンジンと、通信プロセッサー(CP)
と、メディアプロセッサー(MP)と、メディア遂行バ
ッファーと、ホストCPUバスインタフェースと、各種
メディア装置に接続されるローカル・マルチメディア・
ネットワークとを含むような各種通信の処理モジュール
およびメディア/データの処理モジュールに、ATMイ
ンタフェースのモジュールを接続する分散方式が得られ
る。
【0051】入力するATM信号は、まずATMモジュ
ールにおいて処理され、CPモジュールへ送られる。A
TMにおける処理中に、ATMレベルにおいて仮想回線
(VC)が構築される。その後、CPが、MP内のロー
カル制御機能を操作して割当てられたVCに対してルー
タを介し、データの場合にはホストCPUに、メディア
信号の場合にはメディア装置に至る固有のパスを設立す
る。
ールにおいて処理され、CPモジュールへ送られる。A
TMにおける処理中に、ATMレベルにおいて仮想回線
(VC)が構築される。その後、CPが、MP内のロー
カル制御機能を操作して割当てられたVCに対してルー
タを介し、データの場合にはホストCPUに、メディア
信号の場合にはメディア装置に至る固有のパスを設立す
る。
【0052】また、CPは、AALエンジン及びMPア
プリケーションの形で与えられる所定のプロトコル及び
メディア処理資源を管理する。一般に、ATMマルチメ
ディアのセッションでは、ビデオ、オーディオ、データ
を含む多数の仮想回線を包含するため、MCCPに対し
て、上述した主要な各ハードウェアユニットを介して、
マルチタスクサポートを提供することが要求される。
プリケーションの形で与えられる所定のプロトコル及び
メディア処理資源を管理する。一般に、ATMマルチメ
ディアのセッションでは、ビデオ、オーディオ、データ
を含む多数の仮想回線を包含するため、MCCPに対し
て、上述した主要な各ハードウェアユニットを介して、
マルチタスクサポートを提供することが要求される。
【0053】
【実施例】次に、図2を参照してMCCPの詳細を具体
的に説明する。図2では、本発明による、様々なマルチ
メディア装置に接続された典型的なMCCPの基本的ア
ーキテクチュアが詳細に示されている。
的に説明する。図2では、本発明による、様々なマルチ
メディア装置に接続された典型的なMCCPの基本的ア
ーキテクチュアが詳細に示されている。
【0054】図2において、MCCPは、ルータ10、
ATMモジュール20、ローカルメモリ(Local Memor
y:以下、LMと略称する)31を接続する通信プロセ
ッサ(CP)モジュール30、プレイアウトバッファ
(PB)41を接続するメディアプロセッサ(MP)モ
ジュール40、AAL(ATM適合層)エンジンチップ
50、およびホストCPU60、ならびに、ローカル・
マルチメディア・ネットワーク(Local Multimedia Net
work:以下、LMNと略称する)を介してルータ10に
接続するMPEG端末71、オーディオ装置72、フレ
ームバッファ(FB)73を介したビデオ画面表示装置
74およびカメラ75を備えているものとする。
ATMモジュール20、ローカルメモリ(Local Memor
y:以下、LMと略称する)31を接続する通信プロセ
ッサ(CP)モジュール30、プレイアウトバッファ
(PB)41を接続するメディアプロセッサ(MP)モ
ジュール40、AAL(ATM適合層)エンジンチップ
50、およびホストCPU60、ならびに、ローカル・
マルチメディア・ネットワーク(Local Multimedia Net
work:以下、LMNと略称する)を介してルータ10に
接続するMPEG端末71、オーディオ装置72、フレ
ームバッファ(FB)73を介したビデオ画面表示装置
74およびカメラ75を備えているものとする。
【0055】ルータ10は、相互接続ネットワークを有
し、様々なモジュール間で信号を送るためのネットワー
ク相互接続モジュールとして機能する。ルータ10の更
なる詳細は、図3を参照して後に説明する。
し、様々なモジュール間で信号を送るためのネットワー
ク相互接続モジュールとして機能する。ルータ10の更
なる詳細は、図3を参照して後に説明する。
【0056】ATMモジュール20は、様々な端末装置
からの出力データを取り込み、それを有効なATMセル
として、ATMネットワークに送信するインターフェー
スである。また、ATMモジュール20は、ATMネッ
トワークから入力するATMセルを受け、その有効性を
チェックし、適合層処理を行う。このモジュールが実行
する必要のある機能は、この様なインターフェースに通
常期待されるものであり、ATMセルの分解組立、エラ
ーチェック、セルレート形成、セルレベルスケジューリ
ング、および各種装置との直接メモリアクセス(Direct
Memory Access:以下、DMAと略称する)とを含んで
いるものとする。
からの出力データを取り込み、それを有効なATMセル
として、ATMネットワークに送信するインターフェー
スである。また、ATMモジュール20は、ATMネッ
トワークから入力するATMセルを受け、その有効性を
チェックし、適合層処理を行う。このモジュールが実行
する必要のある機能は、この様なインターフェースに通
常期待されるものであり、ATMセルの分解組立、エラ
ーチェック、セルレート形成、セルレベルスケジューリ
ング、および各種装置との直接メモリアクセス(Direct
Memory Access:以下、DMAと略称する)とを含んで
いるものとする。
【0057】ATMモジュール20は、通常、分解組立
(Segmentation and Reassembly:以下、SARと略称す
る)を行う1つの分解組立チップ(SARチップ)21
と、物理レベル機能(Physical Level Function:以下、
PHYと略称する)を実行する物理レベル機能チップ
(PHYチップ)22とを含むチップセットを有してい
る。これらの役割のために一般に用いられるチップに
は、SARチップ21としてはNECELμPD984
01(商品名)が、PHYチップ22としてはNECE
LμPD98402(商品名)がそれぞれ挙げられる。
(Segmentation and Reassembly:以下、SARと略称す
る)を行う1つの分解組立チップ(SARチップ)21
と、物理レベル機能(Physical Level Function:以下、
PHYと略称する)を実行する物理レベル機能チップ
(PHYチップ)22とを含むチップセットを有してい
る。これらの役割のために一般に用いられるチップに
は、SARチップ21としてはNECELμPD984
01(商品名)が、PHYチップ22としてはNECE
LμPD98402(商品名)がそれぞれ挙げられる。
【0058】しかしながら、通常のSARチップは、デ
ータ伝送のために最適化されるAAL第5層(以下、A
AL−5)をサポートするのみである。マルチメディア
においては、多数のAALを含むサポートが望ましく、
従って、所要のAALの残りを、ルータ10とSARチ
ップ21との間に連結されるAALエンジンチップ50
上に設けることが好ましい。
ータ伝送のために最適化されるAAL第5層(以下、A
AL−5)をサポートするのみである。マルチメディア
においては、多数のAALを含むサポートが望ましく、
従って、所要のAALの残りを、ルータ10とSARチ
ップ21との間に連結されるAALエンジンチップ50
上に設けることが好ましい。
【0059】次に、通信プロセッサ(CP)モジュール
30は、それに連結されたローカルメモリ31と共に、
全てのネットワーク関連機能およびMCCPの全体的な
管理を処理する。CPモジュール30におけるCPは、
ホストCPU60でのTCP/IP(Transmission Con
trol Protocol/Internet Protocol)またはUDP(User
Datagram Protocol) のようなトランスポートプロトコ
ル処理の負荷を削減する役割を果たすことが望ましい。
一般にCPにより実行される機能には、呼設定信号送出
と、ATM機能に必要とされる状態メモリのロードに必
要なすべての機能、並びにネットワーク及び装置間のデ
ータ移動の管理が含まれる。
30は、それに連結されたローカルメモリ31と共に、
全てのネットワーク関連機能およびMCCPの全体的な
管理を処理する。CPモジュール30におけるCPは、
ホストCPU60でのTCP/IP(Transmission Con
trol Protocol/Internet Protocol)またはUDP(User
Datagram Protocol) のようなトランスポートプロトコ
ル処理の負荷を削減する役割を果たすことが望ましい。
一般にCPにより実行される機能には、呼設定信号送出
と、ATM機能に必要とされる状態メモリのロードに必
要なすべての機能、並びにネットワーク及び装置間のデ
ータ移動の管理が含まれる。
【0060】CPは、また、多数トラフィッククラスに
対して木目細かいセルスケジューリングを行うことがで
きるように、ATMモジュール20のためのノブを設定
することが好ましい。CPは、また、必要に応じて各種
装置上のAPI(Application Programming Interface
)と相互作用して資源の再調整を行なう。通常、CP
として、PSOS−Mオペレーティングシステム(商品
名)を用いた4メガバイトのローカルメモリを備えたイ
ンテル(Intel)i−960CFプロセッサ(商品
名)を用いることができる。CPが提供することが好ま
しい様々な役割を示すソフトウェア階層構成について
は、図5を参照して後に説明する。
対して木目細かいセルスケジューリングを行うことがで
きるように、ATMモジュール20のためのノブを設定
することが好ましい。CPは、また、必要に応じて各種
装置上のAPI(Application Programming Interface
)と相互作用して資源の再調整を行なう。通常、CP
として、PSOS−Mオペレーティングシステム(商品
名)を用いた4メガバイトのローカルメモリを備えたイ
ンテル(Intel)i−960CFプロセッサ(商品
名)を用いることができる。CPが提供することが好ま
しい様々な役割を示すソフトウェア階層構成について
は、図5を参照して後に説明する。
【0061】また、メディアプロセッサー(MP)モジ
ュール40は、MPEG/JPEG(Joint Photograph
ic Experts Group:カラー静止画圧縮方式標準化グルー
プ)又はNTSC(National Television System Commi
ttee)のフォーマットを用いたビデオコーダ、PCM
(Pulse Code Modulation)を用いたオーディオコーダー
などの周知の標準的なメディア装置を、ごくわずかな変
更のみでMCCPに接続できるように設計されている。
ュール40は、MPEG/JPEG(Joint Photograph
ic Experts Group:カラー静止画圧縮方式標準化グルー
プ)又はNTSC(National Television System Commi
ttee)のフォーマットを用いたビデオコーダ、PCM
(Pulse Code Modulation)を用いたオーディオコーダー
などの周知の標準的なメディア装置を、ごくわずかな変
更のみでMCCPに接続できるように設計されている。
【0062】この目的のため、MPは、MPEG端末7
1、オーディオ装置72、フレームバッファ73を介し
たビデオ画面表示装置74、カメラ28Cのような様々
なマルチメディア端末装置を提供するローカル・マルチ
メディア・ネットワーク(Local Multimedia Network:
以下、LMNと略称する)70を利用することが望まし
い。
1、オーディオ装置72、フレームバッファ73を介し
たビデオ画面表示装置74、カメラ28Cのような様々
なマルチメディア端末装置を提供するローカル・マルチ
メディア・ネットワーク(Local Multimedia Network:
以下、LMNと略称する)70を利用することが望まし
い。
【0063】更に、ATMネットワーク上でこれらの信
号を伝送することから派生する問題は、これらの装置か
ら取り除かれなくてはならない。MCCPは、セルベー
スの非同期性をもつストリームにおいて不可避的に生じ
るジッタを平滑化しなければならず、MPは、この役割
を果す必要があるためにPB41を利用している。
号を伝送することから派生する問題は、これらの装置か
ら取り除かれなくてはならない。MCCPは、セルベー
スの非同期性をもつストリームにおいて不可避的に生じ
るジッタを平滑化しなければならず、MPは、この役割
を果す必要があるためにPB41を利用している。
【0064】また、MPモジュール40は、PB41と
して用いることのできる4メガバイトのメモリを備えた
インテルi−960CF(商品名)プロセッサによるこ
とが好ましい。セットアップ時には、MPは、周辺構成
要素とのインタフェース(Peripheral Communication I
nterface:以下、PCIと略称する)バスによりLMN
70上の各ポートを介して様々なマルチメディア装置に
データ送出するようにプログラムされている。
して用いることのできる4メガバイトのメモリを備えた
インテルi−960CF(商品名)プロセッサによるこ
とが好ましい。セットアップ時には、MPは、周辺構成
要素とのインタフェース(Peripheral Communication I
nterface:以下、PCIと略称する)バスによりLMN
70上の各ポートを介して様々なマルチメディア装置に
データ送出するようにプログラムされている。
【0065】MPは、マルチメディアデータの同期なら
びに統合を行うように、かつ、標準コードのための何ら
かのコンシールメントサポートを提供するようにプログ
ラムすることができる。また、好ましくは,MPは、必
要に応じてPSOS−Mオペレーションシステムを走ら
せ、CPと機能を分けあうことができる。
びに統合を行うように、かつ、標準コードのための何ら
かのコンシールメントサポートを提供するようにプログ
ラムすることができる。また、好ましくは,MPは、必
要に応じてPSOS−Mオペレーションシステムを走ら
せ、CPと機能を分けあうことができる。
【0066】MPは、さらに、AAL1(AAL第1
種)トラフィックをデータ送出するためにAALエンジ
ンからのクロック・リカバリ・サポートを利用する。好
ましくは、MPは、大きいPB41を用いて、MPによ
り制御されるビットレートでデータ送出し得ることを保
証するとよい。
種)トラフィックをデータ送出するためにAALエンジ
ンからのクロック・リカバリ・サポートを利用する。好
ましくは、MPは、大きいPB41を用いて、MPによ
り制御されるビットレートでデータ送出し得ることを保
証するとよい。
【0067】メディア再生の戦略は、装置要件及びネッ
トワークにおいて現れる最悪の場合のセル遅延変化によ
り導き出される。このことのうちのあるものは、先験的
にはわからないため、MPは、戦略をフレキシブルに変
化させることができなければならない。
トワークにおいて現れる最悪の場合のセル遅延変化によ
り導き出される。このことのうちのあるものは、先験的
にはわからないため、MPは、戦略をフレキシブルに変
化させることができなければならない。
【0068】MPが実行可能なその他の機能には、マル
チメディアデータの同期と画面表示のためのコンシール
メント戦略とがある。また、MPは、CPとの相互作用
により正しい帯域幅がストリームに割り当てられること
を保証する必要がある。CPは、もしMPが、その送信
バッファのPB41があまりに頻繁に満杯になることを
発見した場合には再調整を行い、一方受信バッファが頻
繁に満杯になることを発見した場合には出力に対して絞
りを要求することもある。
チメディアデータの同期と画面表示のためのコンシール
メント戦略とがある。また、MPは、CPとの相互作用
により正しい帯域幅がストリームに割り当てられること
を保証する必要がある。CPは、もしMPが、その送信
バッファのPB41があまりに頻繁に満杯になることを
発見した場合には再調整を行い、一方受信バッファが頻
繁に満杯になることを発見した場合には出力に対して絞
りを要求することもある。
【0069】CPモジュール30またはMPモジュール
40の基本的なハードウェアアーキテクチュアについて
は図6を参照して後に説明する。
40の基本的なハードウェアアーキテクチュアについて
は図6を参照して後に説明する。
【0070】次に、図2におけるAALエンジンチップ
50について説明する。
50について説明する。
【0071】本発明による方式の新規な特徴の1つはマ
ルチメディアAALの包含である。ビデオAALは、マ
ルチメディア伝送プロトコル(Multimedia Transport P
rotocol:以下、MTPと略称する)と呼ばれるマルチメ
ディア用のより包括的な伝送プロトコルの下にあること
が好ましい。MTPを支えている基本的な仮定の1つ
は、ビデオ、音声などのいくつかのメディアデータにつ
いて、壊れたデータ、または空白部を含むデータは、必
ずしも廃棄する必要があるわけではなく、コンシールメ
ントおよびこの適切な再構築技術、すなわちコンシール
メント戦略によってデータを送信側から再送出すること
なく、受信側でもとのデータを復元できるということで
ある。
ルチメディアAALの包含である。ビデオAALは、マ
ルチメディア伝送プロトコル(Multimedia Transport P
rotocol:以下、MTPと略称する)と呼ばれるマルチメ
ディア用のより包括的な伝送プロトコルの下にあること
が好ましい。MTPを支えている基本的な仮定の1つ
は、ビデオ、音声などのいくつかのメディアデータにつ
いて、壊れたデータ、または空白部を含むデータは、必
ずしも廃棄する必要があるわけではなく、コンシールメ
ントおよびこの適切な再構築技術、すなわちコンシール
メント戦略によってデータを送信側から再送出すること
なく、受信側でもとのデータを復元できるということで
ある。
【0072】AALエンジンチップ50は、また、送信
における空白部の長さを推定し、空白部の大きさを考慮
に入れてデータをその所定のアドレスに入れるといった
コンシールメント戦略のための支援ハードウェアを提供
するものであることが望ましい。AALエンジンの新規
な特徴は、様々な仮想回線(VCと略称される)に対し
てAALの状態を維持するために、状態メモリを用いる
ことである。このことは、スケーラブルな解決を与える
ものである。その理由は、AALエンジンがサポートで
きるVCの数は、状態メモリ上のアドレス線の量によっ
てのみ決定されるからである。この解決におけるVC数
の追加は、基板上にメモリを追加することに相当する。
好適なAALエンジンの詳細については、図7を用いて
後に説明する。
における空白部の長さを推定し、空白部の大きさを考慮
に入れてデータをその所定のアドレスに入れるといった
コンシールメント戦略のための支援ハードウェアを提供
するものであることが望ましい。AALエンジンの新規
な特徴は、様々な仮想回線(VCと略称される)に対し
てAALの状態を維持するために、状態メモリを用いる
ことである。このことは、スケーラブルな解決を与える
ものである。その理由は、AALエンジンがサポートで
きるVCの数は、状態メモリ上のアドレス線の量によっ
てのみ決定されるからである。この解決におけるVC数
の追加は、基板上にメモリを追加することに相当する。
好適なAALエンジンの詳細については、図7を用いて
後に説明する。
【0073】次に再び、図2に戻る。ホストCPU60
は、例えばSPARCワークステーション(商品名)で
あり、ルータ10に設けられたポートにバスにより接続
されている。ホストCPU60は、AAL−5(AAL
第5種)のTCP/IPによりVC上のデータをルータ
10に接続しているものとする。
は、例えばSPARCワークステーション(商品名)で
あり、ルータ10に設けられたポートにバスにより接続
されている。ホストCPU60は、AAL−5(AAL
第5種)のTCP/IPによりVC上のデータをルータ
10に接続しているものとする。
【0074】次に、図2に図3および図4を併せ参照し
てルータ10について詳細を説明する。
てルータ10について詳細を説明する。
【0075】MCCPが所望の動作を行なうために最も
重要なMCCPモジュールは、ルータ10を含む相互接
続ネットワークモジュールである。ユーザ、すなわちユ
ーザ設備や端末装置に対して事を簡単にするには、イン
テリジェント相互接続ネットワークが必要である。
重要なMCCPモジュールは、ルータ10を含む相互接
続ネットワークモジュールである。ユーザ、すなわちユ
ーザ設備や端末装置に対して事を簡単にするには、イン
テリジェント相互接続ネットワークが必要である。
【0076】一つの装置から別の装置へデータを転送す
る際の待ち時間が臨界的である場合には、相互接続ネッ
トワークは、バーストDMA(直接メモリアクセス)動
作を用いてカットスルー方式で動作する必要がある。ま
た、この相互接続ネットワークモジュールは、様々なバ
スプロトコルと相互作用し、要求や許可を適正に調整で
きるマルチプロトコルに対応したマルチバス装置でなけ
ればならない。
る際の待ち時間が臨界的である場合には、相互接続ネッ
トワークは、バーストDMA(直接メモリアクセス)動
作を用いてカットスルー方式で動作する必要がある。ま
た、この相互接続ネットワークモジュールは、様々なバ
スプロトコルと相互作用し、要求や許可を適正に調整で
きるマルチプロトコルに対応したマルチバス装置でなけ
ればならない。
【0077】将来のMCCPとしての望ましい目的の1
つは、それが汎用ポートであるべきであるということで
ある。汎用ポートの概念は、NICに取り付けられる装
置を予め想定してそれに合った構成にするというのでは
なく、NICに取り付けられたものが何かを識別できる
機能をそのNICにもたせるというものである。
つは、それが汎用ポートであるべきであるということで
ある。汎用ポートの概念は、NICに取り付けられる装
置を予め想定してそれに合った構成にするというのでは
なく、NICに取り付けられたものが何かを識別できる
機能をそのNICにもたせるというものである。
【0078】このことは、一つの電話、一つのPC、ま
たは一つのTVを同じポートへ差し込むことを可能とす
る。しかしながら、これらの装置に対する共通の物理的
メディア標準がないことから、無線が可能性のある候補
としてみなされているが、現在のところこの様な汎用な
装置は不可能である。MCCPにおいては、我々は異な
った装置に対して異なったインタフェースを持つことが
必要であっても、インタフェースネットワークの中枢
は、装置とは無関係であるべきだという認識に立って問
題に取り組んでいる。
たは一つのTVを同じポートへ差し込むことを可能とす
る。しかしながら、これらの装置に対する共通の物理的
メディア標準がないことから、無線が可能性のある候補
としてみなされているが、現在のところこの様な汎用な
装置は不可能である。MCCPにおいては、我々は異な
った装置に対して異なったインタフェースを持つことが
必要であっても、インタフェースネットワークの中枢
は、装置とは無関係であるべきだという認識に立って問
題に取り組んでいる。
【0079】これにより、周辺部には接続される各装置
に特有のインタフェースがあり、また中央部には普遍的
なコアスイッチング構造があるところの相互接続ネット
ワーク、すなわちルータ10が導入される。さらに、M
CCPは、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ
(Field-Programmable Gate Array:以下、FPGAと略
称する)においてルータ10のインタフェースに特有の
ロジックを実現することにより、本質的に自己形成性を
もつものとして構成することが可能である。
に特有のインタフェースがあり、また中央部には普遍的
なコアスイッチング構造があるところの相互接続ネット
ワーク、すなわちルータ10が導入される。さらに、M
CCPは、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ
(Field-Programmable Gate Array:以下、FPGAと略
称する)においてルータ10のインタフェースに特有の
ロジックを実現することにより、本質的に自己形成性を
もつものとして構成することが可能である。
【0080】この場合には、特定のインタフェースを付
加したり、他のものと交換することは、FPGAを目的
に合わせて再編成することと同様に簡単である。これ
は、ソフトウェアの再編集と等価である。当業者の技能
の範囲内におさまるべき機械的問題が残ることはある。
しかし、FPGAを再編成する能力及び信号に対してピ
ン交換する能力は、この汎用ポートの概念に近づくため
の非常に効果的なメカニズムである。
加したり、他のものと交換することは、FPGAを目的
に合わせて再編成することと同様に簡単である。これ
は、ソフトウェアの再編集と等価である。当業者の技能
の範囲内におさまるべき機械的問題が残ることはある。
しかし、FPGAを再編成する能力及び信号に対してピ
ン交換する能力は、この汎用ポートの概念に近づくため
の非常に効果的なメカニズムである。
【0081】図3に示されるように、ルータ10は5つ
の機能モジュール、すなわち、一つの中央スイッチング
コアとなる分離装置/多重化装置(Demultiplexer/Mult
iplexer:以下、DEMUXと略称する)モジュール1
1、および四つのバスインタフェース(Bus Interface:
以下、BIと略称する)ユニット12−1〜12−4に
より構成される。一つの中央のDEMUXモジュール1
1は、バスにより4つの独立したBIユニット12−1
〜12−4との間の切り替えを行う。
の機能モジュール、すなわち、一つの中央スイッチング
コアとなる分離装置/多重化装置(Demultiplexer/Mult
iplexer:以下、DEMUXと略称する)モジュール1
1、および四つのバスインタフェース(Bus Interface:
以下、BIと略称する)ユニット12−1〜12−4に
より構成される。一つの中央のDEMUXモジュール1
1は、バスにより4つの独立したBIユニット12−1
〜12−4との間の切り替えを行う。
【0082】これらBIユニット12−1〜12−4
は、バス間の橋絡に対するバスプロトコル変換、アービ
トレーション、バッファーリング、およびダイナミック
な通信プロトコル特有のデータ処理を行う。基本的に
は、各BI12−1〜12−4のハードウェアは、固有
にプログラムされたFPGAであることが望ましい。
は、バス間の橋絡に対するバスプロトコル変換、アービ
トレーション、バッファーリング、およびダイナミック
な通信プロトコル特有のデータ処理を行う。基本的に
は、各BI12−1〜12−4のハードウェアは、固有
にプログラムされたFPGAであることが望ましい。
【0083】BIユニット12−1〜12−4とDEM
UXモジュール11との間の実線で示されるDEMUX
バス13は、スイッチングパスの選択のための符号化情
報、及び、BIユニット12−1〜12−4間でのデー
タならびにアドレス転送を制御する信号のための多重化
されたデータ/アドレス線を示している。
UXモジュール11との間の実線で示されるDEMUX
バス13は、スイッチングパスの選択のための符号化情
報、及び、BIユニット12−1〜12−4間でのデー
タならびにアドレス転送を制御する信号のための多重化
されたデータ/アドレス線を示している。
【0084】BIユニット12−1〜12−4相互間を
接続する破線で示される信号線14は、BIユニット1
2−1〜12−4相互間及びDEMUXモジュール11
とBIモジュール12−1〜12−4との間の転送に対
する要求および許可のための線を示す。
接続する破線で示される信号線14は、BIユニット1
2−1〜12−4相互間及びDEMUXモジュール11
とBIモジュール12−1〜12−4との間の転送に対
する要求および許可のための線を示す。
【0085】DEMUXブロック11は、組合された4
ポート・スイッチング・マトリックスであることが好ま
しい。各ポートの形状は、他のどのポートにそれが接続
されるか、および、転送の方向はどちらかを決定する3
つの選択ビットにより制御される。これらのビットは、
DEMUXブロック11の特定のポートに接続されるB
Iユニットにより駆動される。
ポート・スイッチング・マトリックスであることが好ま
しい。各ポートの形状は、他のどのポートにそれが接続
されるか、および、転送の方向はどちらかを決定する3
つの選択ビットにより制御される。これらのビットは、
DEMUXブロック11の特定のポートに接続されるB
Iユニットにより駆動される。
【0086】この際、割り当てが衝突する可能性はな
い。その理由は、ソースであるBIポートが有効値を選
択ビットに割り当てる場合、その要求が宛先側により許
可された後であり、宛先側のアービタは一度に1つのア
クセスしか許可しないからである。BIポートにおける
デッドロックなしのアービトレーションは、固定優先順
位を他のBIポートからの要求に割当て、以前に発生し
た要求が既に許可された場合にはBIポートのローカル
バス15からの要求を後退させることにより達成され
る。
い。その理由は、ソースであるBIポートが有効値を選
択ビットに割り当てる場合、その要求が宛先側により許
可された後であり、宛先側のアービタは一度に1つのア
クセスしか許可しないからである。BIポートにおける
デッドロックなしのアービトレーションは、固定優先順
位を他のBIポートからの要求に割当て、以前に発生し
た要求が既に許可された場合にはBIポートのローカル
バス15からの要求を後退させることにより達成され
る。
【0087】本質的に、ルータ10は、通信プロトコル
促進のための付加価値的特徴を備えた高速バス用の相互
接続メディアを有している。各バスは、他のバスから独
立した通信プロトコル及びクロック速度を有している。
各バスは、33MHzにものぼるクロック速度の走行が
可能である。ルータ10は、バス間のプロトコル及び速
度変換を実行し、非閉塞クロスバー方式でそれらを接続
する。多数の要求間のアービトレーションは、分散方式
で実行される。すなわち、各宛先ポートは、ルータ10
の他のポートに対する要求とは無関係に独自に要求を解
決する独立したアービターを有している。
促進のための付加価値的特徴を備えた高速バス用の相互
接続メディアを有している。各バスは、他のバスから独
立した通信プロトコル及びクロック速度を有している。
各バスは、33MHzにものぼるクロック速度の走行が
可能である。ルータ10は、バス間のプロトコル及び速
度変換を実行し、非閉塞クロスバー方式でそれらを接続
する。多数の要求間のアービトレーションは、分散方式
で実行される。すなわち、各宛先ポートは、ルータ10
の他のポートに対する要求とは無関係に独自に要求を解
決する独立したアービターを有している。
【0088】デッドロックなしのアービトレーション
は、固定優先の順位を他からの要求に割り当て、以前に
発生した要求が既に許可された場合には、ローカルバス
15からの要求を常に後退させることにより達成され
る。要求の後退は、すでに開始されたバス転送の一時停
止を可能にするという、バスプロトコルに組み込まれる
メカニズムである。
は、固定優先の順位を他からの要求に割り当て、以前に
発生した要求が既に許可された場合には、ローカルバス
15からの要求を常に後退させることにより達成され
る。要求の後退は、すでに開始されたバス転送の一時停
止を可能にするという、バスプロトコルに組み込まれる
メカニズムである。
【0089】これは、ルータ10の設計において、ルー
タ10により相互接続されるローカルバスに必要な特徴
である。すなわち、ルータ10に接続された二つの異な
るバス上の二つのエージェントが、互いに対するアクセ
スを要求することによりトランザクションを開始した場
合に、要求の後退メカニズムがなければ、自身のローカ
ルバスを保持し、相手がローカルバスを解除するのを待
つことによって無限にお互いを待つことになり、この結
果、デッドロックが生じるからである。
タ10により相互接続されるローカルバスに必要な特徴
である。すなわち、ルータ10に接続された二つの異な
るバス上の二つのエージェントが、互いに対するアクセ
スを要求することによりトランザクションを開始した場
合に、要求の後退メカニズムがなければ、自身のローカ
ルバスを保持し、相手がローカルバスを解除するのを待
つことによって無限にお互いを待つことになり、この結
果、デッドロックが生じるからである。
【0090】MCCPのルータ10に接続された四つの
バスすべてが、この要求後退の特徴を有している。ま
た、ルータ10は、バス間で転送される通信・プロトコ
ル・データ・単位(Protocol Data Unit:以下、PDU
と略称する)のデータに実時間処理を実行し、その結果
をアキュムレータに格納することができる。
バスすべてが、この要求後退の特徴を有している。ま
た、ルータ10は、バス間で転送される通信・プロトコ
ル・データ・単位(Protocol Data Unit:以下、PDU
と略称する)のデータに実時間処理を実行し、その結果
をアキュムレータに格納することができる。
【0091】DEMUXモジュール11に接続されたD
EMUXバス13それぞれは、どれか他の宛先バスに対
して読み出しまたは書き込みのアクセスを実行すること
ができる。DEMUXモジュール11を介してデータ転
送する二つのエージェントは発信元バス及び宛先バスで
ある。発信元バスが動作を開始させる。クロスバー方式
の非閉塞相互接続構造により、無衝突のアクセスが同時
に実行可能である。経路選択はアドレス解読により実行
される。各発信元は、そのアドレス空間の一部を宛先の
各々に割り当てている。
EMUXバス13それぞれは、どれか他の宛先バスに対
して読み出しまたは書き込みのアクセスを実行すること
ができる。DEMUXモジュール11を介してデータ転
送する二つのエージェントは発信元バス及び宛先バスで
ある。発信元バスが動作を開始させる。クロスバー方式
の非閉塞相互接続構造により、無衝突のアクセスが同時
に実行可能である。経路選択はアドレス解読により実行
される。各発信元は、そのアドレス空間の一部を宛先の
各々に割り当てている。
【0092】相互接続されたDEMUXバス13は、多
重化または分離化されたデータ及びアドレスを有しても
よい。ルータ10は、発信元バスのアドレス及びデータ
情報を解読し、宛先バス上に、これら2種類の情報を適
宜運搬する役割をもつ。
重化または分離化されたデータ及びアドレスを有しても
よい。ルータ10は、発信元バスのアドレス及びデータ
情報を解読し、宛先バス上に、これら2種類の情報を適
宜運搬する役割をもつ。
【0093】ルータ10は、バス上のローカルユニット
と、ルータ10により相互接続された他のバスとの間に
おける目標とするバスに対する転送要求を調停する。あ
る要求が認可されると、ルータ10は、バス転送の完了
までトランザクションを遂行する。すなわち、ルータに
よるトランザクションは非制約的である。バス間のトラ
ンザクションには、一つの32ビットワード、または1
6ワードまでのバーストを用いることができる。
と、ルータ10により相互接続された他のバスとの間に
おける目標とするバスに対する転送要求を調停する。あ
る要求が認可されると、ルータ10は、バス転送の完了
までトランザクションを遂行する。すなわち、ルータに
よるトランザクションは非制約的である。バス間のトラ
ンザクションには、一つの32ビットワード、または1
6ワードまでのバーストを用いることができる。
【0094】次に、図4に示され、図3のルータ10に
含まれるBI(バスインターフェース)ユニット12の
基本構造について説明する。
含まれるBI(バスインターフェース)ユニット12の
基本構造について説明する。
【0095】図示されるBIユニット12にはDEMU
Xバス13およびローカルバス15が入出力バスとして
接続されている。
Xバス13およびローカルバス15が入出力バスとして
接続されている。
【0096】BIユニット12は、制御ロジックユニッ
ト120を中央に備え、ローカルバス・マスターコント
ローラ(Local Bus Master Controller:以下、LBMC
と略称する)121、ローカルバス・スレーブコントロ
ーラー(Local Bus Slave Controller:以下、LBSC
と略称する)122、二つの書込みバッファ(WriteBuf
fer:以下、WBA,WBBと略称する)123,12
4、および通信プロトコル加速器(Communication Prot
ocol Accelerator:以下、CPAと略称する)125を
ローカルバス15側に備えている。
ト120を中央に備え、ローカルバス・マスターコント
ローラ(Local Bus Master Controller:以下、LBMC
と略称する)121、ローカルバス・スレーブコントロ
ーラー(Local Bus Slave Controller:以下、LBSC
と略称する)122、二つの書込みバッファ(WriteBuf
fer:以下、WBA,WBBと略称する)123,12
4、および通信プロトコル加速器(Communication Prot
ocol Accelerator:以下、CPAと略称する)125を
ローカルバス15側に備えている。
【0097】このCPA125には、演算論理ユニット
(Arithmetic Logic Unit:以下、ALUと略称する)1
26および四つのアキュムレータ(A1〜A4)127
が含まれている。
(Arithmetic Logic Unit:以下、ALUと略称する)1
26および四つのアキュムレータ(A1〜A4)127
が含まれている。
【0098】また、BIユニット12は、DEMUXポ
ート・マスターコントローラー(DEMUX Port Master Co
ntroller:以下、DPMCと略称する)131、DEM
UXポート・スレーブコントローラー(DEMUX Port Sla
ve Controller :以下、DPSCと略称する)132、
リモート要求発生器(Remote Request Generator:以
下、RGと略称する)133、リモート要求アービタ
(Remote Request Arbiter:以下、RAと略称する)1
34、DEMUX書込バッファ(DEMUX Write Buffer:
以下、DWBと略称する)135、およびDEMUX読
出バッファ(DEMUXRead Buffer :以下、DRBと略称
する)136をDEMUXバス13側に備えている。
ート・マスターコントローラー(DEMUX Port Master Co
ntroller:以下、DPMCと略称する)131、DEM
UXポート・スレーブコントローラー(DEMUX Port Sla
ve Controller :以下、DPSCと略称する)132、
リモート要求発生器(Remote Request Generator:以
下、RGと略称する)133、リモート要求アービタ
(Remote Request Arbiter:以下、RAと略称する)1
34、DEMUX書込バッファ(DEMUX Write Buffer:
以下、DWBと略称する)135、およびDEMUX読
出バッファ(DEMUXRead Buffer :以下、DRBと略称
する)136をDEMUXバス13側に備えている。
【0099】DEMUXモジュール11(図3参照)に
接続するDEMUXバス13は、実線で示されるデータ
線13−A、及び破線で示される制御線13−Bを有し
ている。ローカルバス15も同様に、実線で示されるデ
ータ線15−A、及び破線で示される制御線15−Bを
有している。
接続するDEMUXバス13は、実線で示されるデータ
線13−A、及び破線で示される制御線13−Bを有し
ている。ローカルバス15も同様に、実線で示されるデ
ータ線15−A、及び破線で示される制御線15−Bを
有している。
【0100】また、ローカルバス15には、図示されて
はいないが、各種の処理モジュール及び入力/出力端末
装置が取り付けられている。これらモジュールおよび装
置はBIユニット12に供給されるデータの宛先、また
はユニットから供給されるデータの発信元である。ま
た、BIユニット12には、図示されていないが各種外
部メモリが連結され、この各種メモリがBIユニット1
2に含まれる種々のバッファを介してアクセスされるよ
うにしてもよい。
はいないが、各種の処理モジュール及び入力/出力端末
装置が取り付けられている。これらモジュールおよび装
置はBIユニット12に供給されるデータの宛先、また
はユニットから供給されるデータの発信元である。ま
た、BIユニット12には、図示されていないが各種外
部メモリが連結され、この各種メモリがBIユニット1
2に含まれる種々のバッファを介してアクセスされるよ
うにしてもよい。
【0101】BIユニット12は、DEMUXバス13
の制御線13−Bとローカルバス15の制御線15−B
とから制御信号を受信し、それらを固有に分配する制御
ロジックユニット120を有している。BIユニット1
2は、また、DEMUXバス13のデータ線13−Aと
ローカルバス15のデータ線15−Aとからデータ信号
を受信し、それらを所定の分配先に分配する内部バス1
30を有している。通常BIユニット12には、その他
の多くのユニットが含まれている。
の制御線13−Bとローカルバス15の制御線15−B
とから制御信号を受信し、それらを固有に分配する制御
ロジックユニット120を有している。BIユニット1
2は、また、DEMUXバス13のデータ線13−Aと
ローカルバス15のデータ線15−Aとからデータ信号
を受信し、それらを所定の分配先に分配する内部バス1
30を有している。通常BIユニット12には、その他
の多くのユニットが含まれている。
【0102】LBMC121は、制御ロジックユニット
120から供給される制御信号を用いて、ローカルバス
15に接続されたモジュール及び端末装置のどの接続を
許可するかを制御する。LBSC122は、ローカルバ
スサイクルを解読し、ローカルバス15のデータ線15
−AをDEMUXバス13のデータ線13−Aに接続す
る要求を所定の時に発生する。
120から供給される制御信号を用いて、ローカルバス
15に接続されたモジュール及び端末装置のどの接続を
許可するかを制御する。LBSC122は、ローカルバ
スサイクルを解読し、ローカルバス15のデータ線15
−AをDEMUXバス13のデータ線13−Aに接続す
る要求を所定の時に発生する。
【0103】WBA123およびWBB124それぞれ
は、DEMUXバス13への転送のためにローカルバス
15のデータ線15−Aにより与えられたデータを一時
的に蓄積する。
は、DEMUXバス13への転送のためにローカルバス
15のデータ線15−Aにより与えられたデータを一時
的に蓄積する。
【0104】さらに、CPA125は、ALU126及
び四つのアキュムレータ(A1〜A4)127を含み、
チェックサム計算が同一期間内で四つまでのプロトコル
データユニットに対して実行できるようにデータのタッ
チングにオン・ザ・フライ処理を実行する。
び四つのアキュムレータ(A1〜A4)127を含み、
チェックサム計算が同一期間内で四つまでのプロトコル
データユニットに対して実行できるようにデータのタッ
チングにオン・ザ・フライ処理を実行する。
【0105】また、DPMC131は、BIユニット1
2がトランザクションの宛先として働いている間、他の
BIユニット12とのデータ転送を制御する役割を果た
す。DPSC132は、このBIユニット12がトラン
ザクションの発信元として働いている間、他のBIユニ
ット12とのデータ転送を制御する役割を果たす。
2がトランザクションの宛先として働いている間、他の
BIユニット12とのデータ転送を制御する役割を果た
す。DPSC132は、このBIユニット12がトラン
ザクションの発信元として働いている間、他のBIユニ
ット12とのデータ転送を制御する役割を果たす。
【0106】RG133は、DEMUXモジュール11
に接続されているBIユニット12に設けられた装置か
らDEMUXモジュール11に接続されている別のBI
ユニット12へのデータ転送に関する転送要求を発生す
る。更に、RA134はインタフェースされている他の
BIユニット12からの要求を調停する。
に接続されているBIユニット12に設けられた装置か
らDEMUXモジュール11に接続されている別のBI
ユニット12へのデータ転送に関する転送要求を発生す
る。更に、RA134はインタフェースされている他の
BIユニット12からの要求を調停する。
【0107】DWB135及びDRB136は、ローカ
ルバス15のデータ線15−Aが一時的な格納を必要と
するような厳重なタイミング要件を有している場合、D
EMUXバス13のデータ線13−Aと授受するデータ
を一時的に格納する。
ルバス15のデータ線15−Aが一時的な格納を必要と
するような厳重なタイミング要件を有している場合、D
EMUXバス13のデータ線13−Aと授受するデータ
を一時的に格納する。
【0108】各BIユニット12−1〜12−4それぞ
れはそれがインターフェースされたバスの速度で走行さ
れ、各BIユニット12−1〜12−4とそれが接続さ
れるDEMUXのジュール11のポートとの間の通信
は、非同期双方向ハンドシェーキング方式において実行
される。従って、相互接続されたバスのクロックレート
は互いに独立したものとなる。
れはそれがインターフェースされたバスの速度で走行さ
れ、各BIユニット12−1〜12−4とそれが接続さ
れるDEMUXのジュール11のポートとの間の通信
は、非同期双方向ハンドシェーキング方式において実行
される。従って、相互接続されたバスのクロックレート
は互いに独立したものとなる。
【0109】次に、図5を参照して、CPが提供するこ
とが好ましい様々な役割を示すソフトウェアについて列
挙する。
とが好ましい様々な役割を示すソフトウェアについて列
挙する。
【0110】図示されるOSはPSOS−Mオペレーシ
ョンシステムであり、第1段目はATMサービスマネー
ジャ及びNMS(Network Management System)、第2段
目は呼処理、並びに要求の承認/伝送レート/輻輳の制
御、ダイナミックUPC(Usage Parameter Control)、
ABR(Available Bit Rate)の制御など、第3段目は
ITU−T勧告Q.93B、OAM(Operation Admini
stration and Management)メッセージ、TCP/IP
(Transmission Control Protocol / Internet Protoco
l)、及びMTP(Multimedia transport Protocol)、第
4段目はSALL(Signal ATM Adaptation Layer)、R
M(Resource MANAGEMENT)メッセージ、メモリ/ボード
のマネジメント、及びIPC(Inter-Process Communic
ation)、かつ、最後の第5段目は装置ドライバ、それぞ
れにより構成されている。
ョンシステムであり、第1段目はATMサービスマネー
ジャ及びNMS(Network Management System)、第2段
目は呼処理、並びに要求の承認/伝送レート/輻輳の制
御、ダイナミックUPC(Usage Parameter Control)、
ABR(Available Bit Rate)の制御など、第3段目は
ITU−T勧告Q.93B、OAM(Operation Admini
stration and Management)メッセージ、TCP/IP
(Transmission Control Protocol / Internet Protoco
l)、及びMTP(Multimedia transport Protocol)、第
4段目はSALL(Signal ATM Adaptation Layer)、R
M(Resource MANAGEMENT)メッセージ、メモリ/ボード
のマネジメント、及びIPC(Inter-Process Communic
ation)、かつ、最後の第5段目は装置ドライバ、それぞ
れにより構成されている。
【0111】次に、図6を参照してCPモジュール30
またはMPモジュール40の基本的なハードウェアアー
キテクチュアについて説明する。
またはMPモジュール40の基本的なハードウェアアー
キテクチュアについて説明する。
【0112】CPモジュール30及びMPモジュール4
0それぞれは、汎用非同期送受信器(Universal Asynch
ronous Receiver-Transmitter:以下、UARTと略称す
る)141、ローカルバス142、プロセッサチップ1
43、スタティックRAM(SRAM)144、制御ブ
ロック145、プログラマブルタイマ146及びフラッ
シュメモリ147を有しているものとする。
0それぞれは、汎用非同期送受信器(Universal Asynch
ronous Receiver-Transmitter:以下、UARTと略称す
る)141、ローカルバス142、プロセッサチップ1
43、スタティックRAM(SRAM)144、制御ブ
ロック145、プログラマブルタイマ146及びフラッ
シュメモリ147を有しているものとする。
【0113】UART141は、これに連結されたプロ
セッサーチップ143により用いられるデータのパラレ
ルシリアル変換およびシリアルパラレル変換を行なう。
ローカルバス142はプロセッサチップ143に適合し
たルータ10に接続され、プロセッサチップ143はi
−960CF(商品名)プロセッサチップであるものと
する。
セッサーチップ143により用いられるデータのパラレ
ルシリアル変換およびシリアルパラレル変換を行なう。
ローカルバス142はプロセッサチップ143に適合し
たルータ10に接続され、プロセッサチップ143はi
−960CF(商品名)プロセッサチップであるものと
する。
【0114】また、SRAM144は、4メガバイトの
容量を有してローカルバス142及び制御ブロック14
5に接続され、MPモジュール40の場合には、プレイ
アウトバッファーとして、またCPモジュール30の場
合にはメインメモリとして働く。
容量を有してローカルバス142及び制御ブロック14
5に接続され、MPモジュール40の場合には、プレイ
アウトバッファーとして、またCPモジュール30の場
合にはメインメモリとして働く。
【0115】制御ブロック145は、ローカルバス14
2に接続される両側のルータ10およびプロセッサチッ
プ143の制御を統括する機能を有し、UART14
1、プロセッサチップ143、SRAM144及びフラ
ッシュメモリ147と接続している。
2に接続される両側のルータ10およびプロセッサチッ
プ143の制御を統括する機能を有し、UART14
1、プロセッサチップ143、SRAM144及びフラ
ッシュメモリ147と接続している。
【0116】プログラマブルタイマ146は、データの
タイミングカウンタとして働き、ローカルバス142に
接続している。フラッシュメモリ147は、256キロ
バイトの容量を有し、プログラム及びデータの不揮発性
記憶のために用いられる。
タイミングカウンタとして働き、ローカルバス142に
接続している。フラッシュメモリ147は、256キロ
バイトの容量を有し、プログラム及びデータの不揮発性
記憶のために用いられる。
【0117】次に図2に戻り、図示されるAALエンジ
ンチップ50について説明する。
ンチップ50について説明する。
【0118】本発明によるAALエンジンのアーキテク
チュアは、以下の要件により導き出されたものである。
チュアは、以下の要件により導き出されたものである。
【0119】(1)スケーラビリティ:AALエンジン
がサポートし得るVCの数は、モジュールごとに増加さ
せることができ、設計の規模は、何千個ものVCを含め
るべきである。
がサポートし得るVCの数は、モジュールごとに増加さ
せることができ、設計の規模は、何千個ものVCを含め
るべきである。
【0120】(2)フレキシビリティ:VCは、いかな
る拘束も受けることなくAALをフレキシブルに分かち
合うことができ、必要であれば、すべてのVCが任意の
時点で同一のAALを使用することもある。
る拘束も受けることなくAALをフレキシブルに分かち
合うことができ、必要であれば、すべてのVCが任意の
時点で同一のAALを使用することもある。
【0121】(3)性能:AALエンジンは、ATMモ
ジュール20とルータ10との間のバスを監視すること
ができ、AAL5トラフィックの性能を低下させること
なく追加のAAL機能を増加させることができる。
ジュール20とルータ10との間のバスを監視すること
ができ、AAL5トラフィックの性能を低下させること
なく追加のAAL機能を増加させることができる。
【0122】この要件は、SRAM(Static RAM)上の
メモリアクセス時間(15〜20ns)が、一般にAT
Mセルの伝送時間(数マイクロ秒)よりはるかに速いと
いう事実に基づいている。そこで、VCの状態を格納す
るための状態メモリと、セル上の状態情報をセルベース
で処理し更新するための各AALタイプ用に特殊化され
た状態装置との使用は、スル−プットを低下させること
なくスケーラビリティを約束することになる。
メモリアクセス時間(15〜20ns)が、一般にAT
Mセルの伝送時間(数マイクロ秒)よりはるかに速いと
いう事実に基づいている。そこで、VCの状態を格納す
るための状態メモリと、セル上の状態情報をセルベース
で処理し更新するための各AALタイプ用に特殊化され
た状態装置との使用は、スル−プットを低下させること
なくスケーラビリティを約束することになる。
【0123】通常、AALエンジンは1セル伝送時間内
にセルを処理しなければならない。この要件は、送信及
び受信の両方向において2.83マイクロ秒であること
から次のセルの前にAAL処理を終えるためにAALエ
ンジンに1.4マイクロ秒を与えるということに言い換
えられる。
にセルを処理しなければならない。この要件は、送信及
び受信の両方向において2.83マイクロ秒であること
から次のセルの前にAAL処理を終えるためにAALエ
ンジンに1.4マイクロ秒を与えるということに言い換
えられる。
【0124】しかしながら、バスは1Gb/s(30n
sサイクル時間)において動作している。そこで、最悪
の場合でも、1Gb/sレートでAALエンジン内に1
つのセルを記憶させ、数サイクル後にこれをμPD98
401(商品名)のルータに送れば、ATMモジュール
のPHYチップに関する限り、双方向においてパイプを
満たされた状態に保つことができる。
sサイクル時間)において動作している。そこで、最悪
の場合でも、1Gb/sレートでAALエンジン内に1
つのセルを記憶させ、数サイクル後にこれをμPD98
401(商品名)のルータに送れば、ATMモジュール
のPHYチップに関する限り、双方向においてパイプを
満たされた状態に保つことができる。
【0125】最初のシュミレーション結果は、AALデ
−タを処理するため、最悪の場合で約3サイクルの遅
延、90nsを示す。そこで、要件は簡単に満たされ
る。すなわち、サポートされるVCの数は、基板上にサ
ポートし得るSRAM上のアドレス線により限定される
のであって、スループットにより制限されるものではな
いということである。AALエンジンは、一度に1つの
セルのみを処理し次のセルが到着する前にその処理を終
えるため、必要なだけ多くのVCを処理することができ
る。
−タを処理するため、最悪の場合で約3サイクルの遅
延、90nsを示す。そこで、要件は簡単に満たされ
る。すなわち、サポートされるVCの数は、基板上にサ
ポートし得るSRAM上のアドレス線により限定される
のであって、スループットにより制限されるものではな
いということである。AALエンジンは、一度に1つの
セルのみを処理し次のセルが到着する前にその処理を終
えるため、必要なだけ多くのVCを処理することができ
る。
【0126】従って、本発明の好ましい実施例におい
て、エンジン上に実現されるAALの最初のセットは、
次の通りである。
て、エンジン上に実現されるAALの最初のセットは、
次の通りである。
【0127】(1)AAL1(第1種):CBR(Cons
tant Bit Rate)トラフィックのためのこのAALの詳細
は、ITU−T勧告I.135に述べられている。
tant Bit Rate)トラフィックのためのこのAALの詳細
は、ITU−T勧告I.135に述べられている。
【0128】(2)AAL3/4(第3/4種):コネ
クションレス及びコネクション指向のデータトラフィッ
クのためのこのAALは、インターネットワーキングや
ルータアプリケーションに有用であり、第1種同様にI
TU−T勧告I.135に述べられている。
クションレス及びコネクション指向のデータトラフィッ
クのためのこのAALは、インターネットワーキングや
ルータアプリケーションに有用であり、第1種同様にI
TU−T勧告I.135に述べられている。
【0129】(3)MAAL(マルチメディア):マル
チメディアストリーム対応トラフィックのためのこのM
AALはMTP(Multimedia Transport Protocol)のサ
ブセットである。これは、送信方向におけるシーケンス
数及び受信方向におけるセル損失を検出する能力からな
る非常に単純なAALである。各47バイトの生データ
それぞれは1バイトのヘッダーを有している。ヘッダー
は7ビットのシーケンス数及び1ビットスタートのPD
U(Protocol Data Unit) インディケータからなる。C
P内のMTPモジュールは、セル損失があった場合、例
えばコンシールメントの場合に動作する。
チメディアストリーム対応トラフィックのためのこのM
AALはMTP(Multimedia Transport Protocol)のサ
ブセットである。これは、送信方向におけるシーケンス
数及び受信方向におけるセル損失を検出する能力からな
る非常に単純なAALである。各47バイトの生データ
それぞれは1バイトのヘッダーを有している。ヘッダー
は7ビットのシーケンス数及び1ビットスタートのPD
U(Protocol Data Unit) インディケータからなる。C
P内のMTPモジュールは、セル損失があった場合、例
えばコンシールメントの場合に動作する。
【0130】次に、図7を参照してALLエンジンチッ
プ50の機能的なアーキテクチュアについて説明する。
プ50の機能的なアーキテクチュアについて説明する。
【0131】ALLエンジンチップ50の主な構成要素
は、シーケンサユニット151、AAL1・Txエンジ
ン152、AAL3/4・Txエンジン153、MAA
L・Txエンジン154、AAL1・Rxエンジン15
5、AAL3/4・Rxエンジン156、MAAL・R
xエンジン157、クロック発生回路158、状態メモ
リ159、状態メモリ・インタフェース・ユニット16
0、EPROM( Erasable Programmable ROM)16
1、バス・インタフェース・ユニット162、1セルバ
ッファ163、及びルータ・インタフェース・ユニット
164である。
は、シーケンサユニット151、AAL1・Txエンジ
ン152、AAL3/4・Txエンジン153、MAA
L・Txエンジン154、AAL1・Rxエンジン15
5、AAL3/4・Rxエンジン156、MAAL・R
xエンジン157、クロック発生回路158、状態メモ
リ159、状態メモリ・インタフェース・ユニット16
0、EPROM( Erasable Programmable ROM)16
1、バス・インタフェース・ユニット162、1セルバ
ッファ163、及びルータ・インタフェース・ユニット
164である。
【0132】シーケンサユニット151は接続される全
てのAALエンジンそれぞれとの間でデータフローの伝
送を制御しスケジューリングしている。AAL1・Tx
エンジン152はAAL1プロトコル用、AAL3/4
・Txエンジン153はAAL3/4プロトコル用、ま
たMAAL・Txエンジン154は将来のAAL2(す
なわちビデオ関連)プロトコル用、それぞれの送信機能
を有し、かつ、AAL1・Rxエンジン155はAAL
1プロトコル用、AAL3/4・Rxエンジン156は
AAL3/4プロトコル用、またMAAL・Rxエンジ
ン157は将来のAAL2(すなわちビデオ関連)プロ
トコル用、それぞれの受信機能を有している。
てのAALエンジンそれぞれとの間でデータフローの伝
送を制御しスケジューリングしている。AAL1・Tx
エンジン152はAAL1プロトコル用、AAL3/4
・Txエンジン153はAAL3/4プロトコル用、ま
たMAAL・Txエンジン154は将来のAAL2(す
なわちビデオ関連)プロトコル用、それぞれの送信機能
を有し、かつ、AAL1・Rxエンジン155はAAL
1プロトコル用、AAL3/4・Rxエンジン156は
AAL3/4プロトコル用、またMAAL・Rxエンジ
ン157は将来のAAL2(すなわちビデオ関連)プロ
トコル用、それぞれの受信機能を有している。
【0133】クロック発生回路158は、同期残余タイ
ムスタンプ(Synchronous ResidualTime Stamp:以下、
SRTSと略称する)に対してクロックを回復するため
の回路であり、通例どおりAAL1・Txエンジン15
2に連結されている。また、状態メモリ159はSRA
M(Static RAM)であり、状態メモリ・インタフェース
ユニット160を介してシーケンサユニット151に連
結されている。
ムスタンプ(Synchronous ResidualTime Stamp:以下、
SRTSと略称する)に対してクロックを回復するため
の回路であり、通例どおりAAL1・Txエンジン15
2に連結されている。また、状態メモリ159はSRA
M(Static RAM)であり、状態メモリ・インタフェース
ユニット160を介してシーケンサユニット151に連
結されている。
【0134】状態メモリ・インタフェース・ユニット1
60は、状態メモリ159とシーケンサユニット151
との間に連結され、EPROM161が、状態メモリ・
インタフェース・ユニット160を介して状態メモリ1
59に連結され、MAAL・Tx/Rxエンジン15
4,157のビデオ・コンシールメントをサポートする
ためのルックアップ表として機能している。
60は、状態メモリ159とシーケンサユニット151
との間に連結され、EPROM161が、状態メモリ・
インタフェース・ユニット160を介して状態メモリ1
59に連結され、MAAL・Tx/Rxエンジン15
4,157のビデオ・コンシールメントをサポートする
ためのルックアップ表として機能している。
【0135】バス・インタフェース・ユニット162は
図2に示されるルータ10とATMモジュール20のS
ARチップ21との間のバスを監視し、1セルバッファ
163はバス・インタフェース・ユニット162とシー
ケンサユニット151との間に一時的格納のために設け
られている。
図2に示されるルータ10とATMモジュール20のS
ARチップ21との間のバスを監視し、1セルバッファ
163はバス・インタフェース・ユニット162とシー
ケンサユニット151との間に一時的格納のために設け
られている。
【0136】また、ルータ・インタフェース・ユニット
164は、ルータ10から各種制御信号を受信しルータ
10に対し準備完了及びインディケータ信号を返送す
る。
164は、ルータ10から各種制御信号を受信しルータ
10に対し準備完了及びインディケータ信号を返送す
る。
【0137】次に、図2及び図7を併せ参照しAALエ
ンジンチップ50を中心にデータの流れについて説明す
る。
ンジンチップ50を中心にデータの流れについて説明す
る。
【0138】まず、送り方向における典型的なデータの
流れは、以下の通りである。
流れは、以下の通りである。
【0139】ATMモジュール20のSARチップ21
は、セルを送る必要があることを示す信号をルータ10
に送出する。ルータ10は、AALエンジンチップ50
に対し、転送されるセルがルータ・インタフェース・ユ
ニット164の制御ピン上の符号ワードを用いることに
よるAALエンジン処理が必要であることを示す起動信
号を、AALタイプについての情報及びチャンネル番号
を含めて送出する。
は、セルを送る必要があることを示す信号をルータ10
に送出する。ルータ10は、AALエンジンチップ50
に対し、転送されるセルがルータ・インタフェース・ユ
ニット164の制御ピン上の符号ワードを用いることに
よるAALエンジン処理が必要であることを示す起動信
号を、AALタイプについての情報及びチャンネル番号
を含めて送出する。
【0140】この起動信号を受けてAALエンジンチッ
プ50は、作動し、状態メモリ58内の所定の仮想チャ
ネルについてのデータをバスから取り込む。また、AA
Lエンジンチップ50は、SARチップ21からバス・
インタフェース・ユニット162上のr/wピン(記号
“r”は読取りの送信Tx、また記号“w”は書込みの
受信Rx)を調べることにより、転送の種類についての
情報を獲得する。
プ50は、作動し、状態メモリ58内の所定の仮想チャ
ネルについてのデータをバスから取り込む。また、AA
Lエンジンチップ50は、SARチップ21からバス・
インタフェース・ユニット162上のr/wピン(記号
“r”は読取りの送信Tx、また記号“w”は書込みの
受信Rx)を調べることにより、転送の種類についての
情報を獲得する。
【0141】次に、シーケンサユニット51は、準備完
了信号をルータ・インタフェース・ユニット164のレ
ディピンを介してルータ10へ送り送出の開始を知らせ
る。
了信号をルータ・インタフェース・ユニット164のレ
ディピンを介してルータ10へ送り送出の開始を知らせ
る。
【0142】次に、シーケンサユニット51は、状態メ
モリ58にアクセスしてその仮想チャンネル上の状態情
報を得る。バス・インタフェース・ユニット162は、
一度に1ワードずつバス上のデータを獲得し、それを1
セルバッファーに格納する。次のワードが欲しい場合、
ルータ10に対し準備完了信号が送出される。47個ま
たは44個全ての生データバイトによる一つのセルが1
セルバッファー163内に格納されるまでに、該当する
AAL・Txエンジン(AAL1、AAL2、AAL3
/4のいずれか)は、セルを送出するためのヘッダを算
出している筈である。
モリ58にアクセスしてその仮想チャンネル上の状態情
報を得る。バス・インタフェース・ユニット162は、
一度に1ワードずつバス上のデータを獲得し、それを1
セルバッファーに格納する。次のワードが欲しい場合、
ルータ10に対し準備完了信号が送出される。47個ま
たは44個全ての生データバイトによる一つのセルが1
セルバッファー163内に格納されるまでに、該当する
AAL・Txエンジン(AAL1、AAL2、AAL3
/4のいずれか)は、セルを送出するためのヘッダを算
出している筈である。
【0143】AALエンジンチップ50は、現在の転送
のバイト配列を考慮に入れて生バイトを1セルバッファ
ー163に格納する。ルータ10はデータをワードバウ
ンダリ上に送出するが、このデータを受けたAALエン
ジンチップ50は、このデータを再配列してATMモジ
ュール20のSARチップ21へ送出する。
のバイト配列を考慮に入れて生バイトを1セルバッファ
ー163に格納する。ルータ10はデータをワードバウ
ンダリ上に送出するが、このデータを受けたAALエン
ジンチップ50は、このデータを再配列してATMモジ
ュール20のSARチップ21へ送出する。
【0144】AAL1またはAAL3/4のヘッダーを
いかにして算出するかについての情報は、ITU−T勧
告I.135に記載されているため、ここでは説明しな
い。
いかにして算出するかについての情報は、ITU−T勧
告I.135に記載されているため、ここでは説明しな
い。
【0145】また、AAL2処理は、シーケンス数の更
新(N→N+1)及びTPDU(Transport PDU)ビット
の開始(符号“1”は開始、符号“0”は継続)により
構成されている。
新(N→N+1)及びTPDU(Transport PDU)ビット
の開始(符号“1”は開始、符号“0”は継続)により
構成されている。
【0146】さて、AALエンジンチップ50は、AA
Lヘッダーを付加し、これをSARチップ21へ送出す
る。このことは、該当するATMセルを、一回に1ワー
ドずつデータバス上にのせる一方でルータ10に対して
信号を送出し、ルータ10がSARチップ21に対し
て、データを受け入れるように信号送出することにより
遂行される。
Lヘッダーを付加し、これをSARチップ21へ送出す
る。このことは、該当するATMセルを、一回に1ワー
ドずつデータバス上にのせる一方でルータ10に対して
信号を送出し、ルータ10がSARチップ21に対し
て、データを受け入れるように信号送出することにより
遂行される。
【0147】一方、受け方向においても、同様の作業が
繰り返される。
繰り返される。
【0148】AALエンジンチップ50は、ATMモジ
ュール20のSARチップ21から受けた一つのセル全
体を、オンチップ・バッファーメモリの1セルバッファ
163に格納し、SARチップ21がバス・インタフェ
ース・ユニット162のA/Dバス上に渡したチャンネ
ル番号及びAALタイプに基づく状態情報を得る。AA
Lタイプは、ATMモジュール20のSARチップ21
により、まずルータに要求が送られ、この要求によりル
ータからAALエンジンにAAL値を獲得するよう知ら
せられた際に送られる。
ュール20のSARチップ21から受けた一つのセル全
体を、オンチップ・バッファーメモリの1セルバッファ
163に格納し、SARチップ21がバス・インタフェ
ース・ユニット162のA/Dバス上に渡したチャンネ
ル番号及びAALタイプに基づく状態情報を得る。AA
Lタイプは、ATMモジュール20のSARチップ21
により、まずルータに要求が送られ、この要求によりル
ータからAALエンジンにAAL値を獲得するよう知ら
せられた際に送られる。
【0149】次に、AALエンジンチップ50は、セル
を有効に受けるためにセル上のAALヘッダーを処理す
る。ルータ10がデータを要求した場合、AALエンジ
ンチップ50は、セルを正しく受けたかどうかの表示
を、ルータ・インタフェース・ユニット164上のイン
ディケータピンを用いてルータ10へ送る。
を有効に受けるためにセル上のAALヘッダーを処理す
る。ルータ10がデータを要求した場合、AALエンジ
ンチップ50は、セルを正しく受けたかどうかの表示
を、ルータ・インタフェース・ユニット164上のイン
ディケータピンを用いてルータ10へ送る。
【0150】セルを正しく受けていない場合、AALエ
ンジンは、CPの処理を中断させインディケータピンを
用いてエラーの起きたレジスタをチェックする。エラ−
の種類とCP処理の中断時期は、全て知らされないの
で、AALエンジンチップ50は、すべてのエラーセル
を受け付けた際にCP処理を中断するのではなく、設定
可能な数個を受信した際にCP処理を中断する。
ンジンは、CPの処理を中断させインディケータピンを
用いてエラーの起きたレジスタをチェックする。エラ−
の種類とCP処理の中断時期は、全て知らされないの
で、AALエンジンチップ50は、すべてのエラーセル
を受け付けた際にCP処理を中断するのではなく、設定
可能な数個を受信した際にCP処理を中断する。
【0151】また、AAL2処理に対しては、コンシー
ルメントサポートが与えられる。セルを受けた際に空白
があった場合、AALエンジンチップ50は、EPRO
M161を用いてセルを物理メモリに書き込むための正
しいアドレスを提供する。EPROM161は、基本的
には、数値“47”を乗ずる演算を与えるルックアップ
表である。ルータ10は、データを要求する前に、ま
ず、データをAALエンジンチップ50に書き込むため
の正しいアドレスを必ず要求する。
ルメントサポートが与えられる。セルを受けた際に空白
があった場合、AALエンジンチップ50は、EPRO
M161を用いてセルを物理メモリに書き込むための正
しいアドレスを提供する。EPROM161は、基本的
には、数値“47”を乗ずる演算を与えるルックアップ
表である。ルータ10は、データを要求する前に、ま
ず、データをAALエンジンチップ50に書き込むため
の正しいアドレスを必ず要求する。
【0152】このAALエンジンチップ50の新規な特
徴の1つは、ビデオトラフィックに適したMAAL・T
x/Rxエンジン154,157の実現である。MAA
Lエンジンは、MTP(マルチメディア伝送プロトコ
ル)と呼ばれるマルチメディアのための、より包括的な
伝送プロトコルに制御される。MTPを支える基本的な
仮定の1つは、ビデオ、音声などのいくつかのメディア
データについては、こわされたデータ、すなわち空白部
を含むデータブロックを必ずしも廃棄する必要があるわ
けではなく、適切な再構築またはコンシールメントの戦
略によって、データを再転送することなく元のデータに
復元できるということである。
徴の1つは、ビデオトラフィックに適したMAAL・T
x/Rxエンジン154,157の実現である。MAA
Lエンジンは、MTP(マルチメディア伝送プロトコ
ル)と呼ばれるマルチメディアのための、より包括的な
伝送プロトコルに制御される。MTPを支える基本的な
仮定の1つは、ビデオ、音声などのいくつかのメディア
データについては、こわされたデータ、すなわち空白部
を含むデータブロックを必ずしも廃棄する必要があるわ
けではなく、適切な再構築またはコンシールメントの戦
略によって、データを再転送することなく元のデータに
復元できるということである。
【0153】AALエンジンチップ50は、VCごとの
ベースで入力セルのシーケンス数を調べることにより、
送出における空白の長さを推定し、EPROM161に
アクセスして、データを書き込むべき新しいアドレスを
算出することにより、コンシールメント戦略のための支
援ハードウェアを提供している。すなわち、空白がN個
のセルであり最後のセルがメモリ位置Aにあったなら
ば、新しいメモリ位置は“A+N×47”となる。
ベースで入力セルのシーケンス数を調べることにより、
送出における空白の長さを推定し、EPROM161に
アクセスして、データを書き込むべき新しいアドレスを
算出することにより、コンシールメント戦略のための支
援ハードウェアを提供している。すなわち、空白がN個
のセルであり最後のセルがメモリ位置Aにあったなら
ば、新しいメモリ位置は“A+N×47”となる。
【0154】このようなAALエンジンの働きにより、
MPは、常に低速で時間のかかる処理であるメモリ内で
のセルの再配置を行うことなくデータをプレイアウトす
ることができる。
MPは、常に低速で時間のかかる処理であるメモリ内で
のセルの再配置を行うことなくデータをプレイアウトす
ることができる。
【0155】要約すると、本発明は、高性能「ルータ」
が、ATMインタフェースの回路を各種通信処理及びメ
ディア/データ処理のモジュールに接続するMCCP
(マルチメディア・コンピュータ及び通信・プラットフ
ォーム)を提供している。このMCCPは、AALエン
ジン、CP(通信プロセッサ)、MP(メディアプロセ
ッサ)、メディア再生用バッファー、ホストCPUによ
るホストバス・インタフェース、及びメディア装置が接
続されたLMN(ローカル・マルチメディア・ネットワ
ーク)を含んでいる。
が、ATMインタフェースの回路を各種通信処理及びメ
ディア/データ処理のモジュールに接続するMCCP
(マルチメディア・コンピュータ及び通信・プラットフ
ォーム)を提供している。このMCCPは、AALエン
ジン、CP(通信プロセッサ)、MP(メディアプロセ
ッサ)、メディア再生用バッファー、ホストCPUによ
るホストバス・インタフェース、及びメディア装置が接
続されたLMN(ローカル・マルチメディア・ネットワ
ーク)を含んでいる。
【0156】PHY/SAR機能を含むATMインター
フェースにより最初に処理されかつルータを介してCP
に送られたメッセージを信号送出することにより、MC
CP内にATMのVC(仮想回線)が構築される。VC
がATMレベルにおいて構築されると、CPは、MP内
のローカル制御機能を処理し、ルータとなる相互接続ネ
ットワークを介して、ホストCPUまたはメディア装置
に至るVCのための適切なパスを設定する。
フェースにより最初に処理されかつルータを介してCP
に送られたメッセージを信号送出することにより、MC
CP内にATMのVC(仮想回線)が構築される。VC
がATMレベルにおいて構築されると、CPは、MP内
のローカル制御機能を処理し、ルータとなる相互接続ネ
ットワークを介して、ホストCPUまたはメディア装置
に至るVCのための適切なパスを設定する。
【0157】また、CPは、AALエンジン及びMPア
ダプテーションの形で与えられる所定のプロトコル及び
メディア処理資源を統括する。
ダプテーションの形で与えられる所定のプロトコル及び
メディア処理資源を統括する。
【0158】例えばMPEGビデオVCは、AAL1、
2、5のいずれかのエンジンを介して送られ、次いで、
MPにより制御されるメディア再生用バッファーに与え
られ、最後に、LMNに接続されているMPEG端末に
送られる。同様にして、オーディオVCは、AAL1エ
ンジンを介して、MPにより制御されるメディア再生用
バッファーへ送られ、LMNを介して、オーディオ装置
に送られる。また、TCP/IPパケットデータVC
は、AAL5エンジンを介して、ホスト・バス・インタ
フェースを介して接続されたホストCPUに送られる。
2、5のいずれかのエンジンを介して送られ、次いで、
MPにより制御されるメディア再生用バッファーに与え
られ、最後に、LMNに接続されているMPEG端末に
送られる。同様にして、オーディオVCは、AAL1エ
ンジンを介して、MPにより制御されるメディア再生用
バッファーへ送られ、LMNを介して、オーディオ装置
に送られる。また、TCP/IPパケットデータVC
は、AAL5エンジンを介して、ホスト・バス・インタ
フェースを介して接続されたホストCPUに送られる。
【0159】一般には、ATMマルチメディアセッショ
ンは、ビデオ、オーディオ、データ等を含む多数のVC
を含有しているため、MCCPは、図2に示した主な資
源の各々を介してマルチタスクサポートを提供すること
を要求される。
ンは、ビデオ、オーディオ、データ等を含む多数のVC
を含有しているため、MCCPは、図2に示した主な資
源の各々を介してマルチタスクサポートを提供すること
を要求される。
【0160】以上、様々なモジュールの具体的な形態に
ついて述べたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱するこ
となく様々な修正が可能であることは、言うまでもな
い。特に、ルータは、あらゆる所望の数のポート、例え
ば各種端末装置の各々についての個別のポートを、相互
接続するために使用することができる。
ついて述べたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱するこ
となく様々な修正が可能であることは、言うまでもな
い。特に、ルータは、あらゆる所望の数のポート、例え
ば各種端末装置の各々についての個別のポートを、相互
接続するために使用することができる。
【0161】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、A
TMネットワークとのインタフェースを提供するATM
インタフェース手段と、ネットワーク関連機能及びプラ
ットフォーム全体の管理を提供する通信処理手段と、メ
ディア信号およびメディア端末装置間のインタフェース
として機能するメディア処理手段と、上記各手段を相互
接続するネットワークを形成し、かつ通信プロトコル促
進用の付加的特徴を有する高速バスを介して、前記各手
段の間で入力および出力の情報信号を転送する相互接続
手段とを備えるマルチメディア通信プラットフォーム及
びマルチメディア通信装置が得られる。
TMネットワークとのインタフェースを提供するATM
インタフェース手段と、ネットワーク関連機能及びプラ
ットフォーム全体の管理を提供する通信処理手段と、メ
ディア信号およびメディア端末装置間のインタフェース
として機能するメディア処理手段と、上記各手段を相互
接続するネットワークを形成し、かつ通信プロトコル促
進用の付加的特徴を有する高速バスを介して、前記各手
段の間で入力および出力の情報信号を転送する相互接続
手段とを備えるマルチメディア通信プラットフォーム及
びマルチメディア通信装置が得られる。
【0162】この構成により、高速ネットワークにおけ
るプロトコル、データ転送、メディアストリームの適応
化、更に、より全体的なマルチメディアにおける操作、
スイッチング、処理などの様々な機能が実行できる効果
を得ることができる。
るプロトコル、データ転送、メディアストリームの適応
化、更に、より全体的なマルチメディアにおける操作、
スイッチング、処理などの様々な機能が実行できる効果
を得ることができる。
【図1】本発明の実施の一形態を示す基本機能構成図で
ある。
ある。
【図2】本発明のシステムにおける機能的アーキテクチ
ュア及び構内端末装置との関係の一形態を概略的に示す
ブロック図である。
ュア及び構内端末装置との関係の一形態を概略的に示す
ブロック図である。
【図3】図2に示すルータの構成要素の一形態を示す機
能ブロック図である。
能ブロック図である。
【図4】図3に示す種類のバスインターフェース(B
I)ユニットの機能的アーキテクチュアの一形態を示す
ブロック図である。
I)ユニットの機能的アーキテクチュアの一形態を示す
ブロック図である。
【図5】通信プロセッサー(CP)の主要な機能の一形
態を示すソフトウェア立体構成図である。
態を示すソフトウェア立体構成図である。
【図6】通信プロセッサー(CP)及びメディアプロセ
ッサー(MP)に用いることのできるハードウェアアー
キテクチュアの一形態を示す機能ブロック図である。
ッサー(MP)に用いることのできるハードウェアアー
キテクチュアの一形態を示す機能ブロック図である。
【図7】図2のMCCPにおいて用いられる種類のAA
Lエンジンの機能的アーキテクチュアの一形態を示すブ
ロック図である。
Lエンジンの機能的アーキテクチュアの一形態を示すブ
ロック図である。
1 相互接続ネットワーク 2 ATMインタフェース 3 通信プロセッサ(CP) 4 メディアプロセッサ(MP) 6、60 ホストCPU 10 ルータ(相互接続ネットワーク) 11 DEMUXモジュール(中核スイッチングコ
ア) 12、12−1〜12−4 バスインタフェース(B
I)ユニット 13 DEMUXバス(高速バス) 14 信号線 15 ローカルバス 20 ATMモジュール 21 分解組立(SAR)チップ 22 物理レベル機能(PHY)チップ 30 通信プロセッサ(CP)モジュール 31 ローカルメモリ(LM) 40 メディアプロセッサ(MP)モジュール 41 プレイアウトバッファ(PB) 50 AALエンジンチップ 70 ローカル・マルチメディア・ネットワーク(L
MN) 71 MPEG端末 72 オーディオ装置 73 フレームバッファ(FB) 74 ビデオ画面表示装置 75 カメラ 100 MCCPコア 120 制御ロジックユニット 121 LBMC(ローカル・バス・マスタ・コント
ローラ) 122 LBSC(ローカル・バス・スレーブ・コン
トローラ) 123 WBA(書込バッファA) 124 WBB(書込バッファB) 125 CPA(通信プロトコル加速器) 126 ALU(演算論理ユニット) 127 アキュムレータ(A1〜A4) 130 内部バス 131 DPMC(DEMUX・ポート・マスタ・コ
ントローラ) 132 DPSC(DEMUX・ポート・スレーブ・
コントローラ) 133 RG(リモート要求発生器) 134 RA(リモート要求アービタ) 135 DWB(データ書込バッファ) 136 DRB(データ読取バッファ) 151 シーケンサユニット 152 AAL1・Txエンジン 153 AAL3/4・Txエンジン 154 MAAL・Txエンジン 155 AAL1・Rxエンジン 156 AAL3/4・Rxエンジン 157 MAAL・Rxエンジン 158 クロック発生回路 159 状態メモリ 160 状態メモリ・インタフェース・ユニット 161 EPROM 162 バス・インタフェース・ユニット 163 1セルバッファ 164 ルータ・インタフェース・ユニット
ア) 12、12−1〜12−4 バスインタフェース(B
I)ユニット 13 DEMUXバス(高速バス) 14 信号線 15 ローカルバス 20 ATMモジュール 21 分解組立(SAR)チップ 22 物理レベル機能(PHY)チップ 30 通信プロセッサ(CP)モジュール 31 ローカルメモリ(LM) 40 メディアプロセッサ(MP)モジュール 41 プレイアウトバッファ(PB) 50 AALエンジンチップ 70 ローカル・マルチメディア・ネットワーク(L
MN) 71 MPEG端末 72 オーディオ装置 73 フレームバッファ(FB) 74 ビデオ画面表示装置 75 カメラ 100 MCCPコア 120 制御ロジックユニット 121 LBMC(ローカル・バス・マスタ・コント
ローラ) 122 LBSC(ローカル・バス・スレーブ・コン
トローラ) 123 WBA(書込バッファA) 124 WBB(書込バッファB) 125 CPA(通信プロトコル加速器) 126 ALU(演算論理ユニット) 127 アキュムレータ(A1〜A4) 130 内部バス 131 DPMC(DEMUX・ポート・マスタ・コ
ントローラ) 132 DPSC(DEMUX・ポート・スレーブ・
コントローラ) 133 RG(リモート要求発生器) 134 RA(リモート要求アービタ) 135 DWB(データ書込バッファ) 136 DRB(データ読取バッファ) 151 シーケンサユニット 152 AAL1・Txエンジン 153 AAL3/4・Txエンジン 154 MAAL・Txエンジン 155 AAL1・Rxエンジン 156 AAL3/4・Rxエンジン 157 MAAL・Rxエンジン 158 クロック発生回路 159 状態メモリ 160 状態メモリ・インタフェース・ユニット 161 EPROM 162 バス・インタフェース・ユニット 163 1セルバッファ 164 ルータ・インタフェース・ユニット
フロントページの続き (72)発明者 ディパンカー レイシャダハリー アメリカ合衆国,ニュージャージー 08550,プリンストン ジャンクション, アーノルド ドライヴ 41
Claims (9)
- 【請求項1】 ユーザ構内に配置され、端末装置をAT
M(Asynchronous Transfer Mode:非同期転送モード)
ネットワークに相互接続するためのマルチメディア通信
プラットフォームにおいて、 前記ATMネットワークとのインタフェースを提供する
ATMインタフェース手段と、 ネットワーク関連機能及びプラットフォーム全体の管理
を提供し、かつメディア信号及びメディア端末装置間の
インタフェースとして機能する処理手段と、 相互接続ネットワークを形成し、且つ通信プロトコル促
進用の付加的特徴を有する高速バスを介して、前記手段
それぞれの間で入力および出力の情報信号を転送する相
互接続手段とを備えることを特徴とするマルチメディア
通信プラットフォーム。 - 【請求項2】 請求項1において、前記ネットワーク関
連機能を提供する処理手段は、前記マルチメディア通信
プラットフォームに接続されたホストCPU(Central
Processor Unit:中央処理装置)から、トランスポート
プロコトル処理を軽減する機能を有することを特徴とす
るマルチメディア通信プラットフォーム。 - 【請求項3】 請求項1において、前記処理手段が通信
処理手段及びメディア処理手段であり、通信処理手段が
ネットワーク関連機能及びプラットフォーム全体の管理
を提供し、メディア処理手段がメディア信号およびメデ
ィア端末装置間のインタフェースとして機能することを
特徴とするマルチメディア通信プラットフォーム。 - 【請求項4】 請求項1において、前記相互接続ネット
ワークを形成する相互接続手段は、スイッチングのため
のコア手段と、バスプロトコル変換を実行するための複
数個の独立したバスインタフェース手段とを含むことを
特徴とするマルチメディア通信プラットフォーム。 - 【請求項5】 請求項4において、複数個の前記バスイ
ンタフェース手段のそれぞれは、予め選択されたロジッ
クインタフェースを提供するように構成できるフィール
ド・プログラマブル・ゲートアレイを有していることを
特徴とするマルチメディア通信プラットフォーム。 - 【請求項6】 マルチメディア端末装置とATM信号の
ユーザである信号発生源とを相互接続するためのマルチ
メディア通信装置において、 このATM信号のユーザである発生源から前記マルチメ
ディア端末装置へ送られる信号と前記マルチメディア端
末装置から前記信号発生源であるユーザへ送られる信号
とを切り替えるための中央スイッチングモジュールを形
成する相互接続手段と、 全てのネットワーク関連の機能とマルチメディア通信装
置の全体的な管理とを処理するための通信処理モジュー
ルを形成する通信処理手段と、 前記マルチメディア端末装置と授受する信号を送出処理
および/または受付処理するためのメディア処理モジュ
ールを形成するメディア処理手段とを備え、 前記中央スイッチングモジュールは、汎用スイッチング
コアと前記通信処理手段との間のバス、前記メディア処
理手段との間のバス、およびATM信号の発生源との間
のバスそれぞれとインタフェースする複数個の周端部と
を含み、 かつこの周端部は、インタフェース特有のロジックを提
供するのに適したフィールド・プログラマブル・ゲート
アレイを含んでいることを特徴とするマルチメディア通
信装置。 - 【請求項7】 請求項6において、前記ロジックは、前
記中央スイッチングモジュールと前記ATM信号との間
のバスに連結され、各種メディアタイプに対応してAT
Mセルの分解組立を行うATM適合層手段を更に含むマ
ルチメディア特有のものであることを特徴とするマルチ
メディア通信装置。 - 【請求項8】 ユーザ構内において用いられ、このユー
ザ構内のマルチメディア装置をATMネットワークに相
互接続するためのマルチメディア通信装置において、 ATMネットワークとのインタフェース機能を有し、A
TMの分解組立機能を有し、かつ複数個の仮想回線に対
してのATM適合層を保持するための状態メモリを含む
ATMモジュールと、 ネットワーク関連の機能および全体的な管理を提供し、
ホストCPUに対して伝送プロトコルの軽減を行なうた
めの通信プロセッサモジュールと、 ローカルメディアネットワークを含み、このローカルメ
ディアネットワークを介してユーザ構内におけるマルチ
メディア装置へのインタフェースを提供するメディアプ
ロセッサモジュールと、 前記ATMモジュール、通信プロセッサモジュールおよ
びメディアプロセッサモジュールを相互接続するルータ
となる相互接続ネットワークモジュールとを有すること
を特徴とするマルチメディア通信装置。 - 【請求項9】 請求項8において、相互接続ネットワー
クモジュールは、中央スイッチングコアと、前記ATM
モジュール、前記通信プロセッサモジュールおよび前記
メディアプロセッサモジュールを前記中央スイッチング
コアに相互接続するための複数個の高速バスと、予め選
択されたロジックインタフェースを提供するためのバス
インタフェースユニットとを含むことを特徴とするマル
チメディア通信装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/550330 | 1995-10-30 | ||
US08/550,330 US5717691A (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Multimedia network interface for asynchronous transfer mode communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09172444A true JPH09172444A (ja) | 1997-06-30 |
JP2950366B2 JP2950366B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=24196721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28782896A Expired - Lifetime JP2950366B2 (ja) | 1995-10-30 | 1996-10-30 | マルチメディア通信プラットフォームおよびマルチメディア通信装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5717691A (ja) |
JP (1) | JP2950366B2 (ja) |
GB (1) | GB2306850B (ja) |
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