KR100378123B1 - Switch device with banyan network-based 3-dimensional structure - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A switch device with a Banyan network-based 3-dimensional structure is provided to mount a plurality of unit switches in a 3-dimensional structure by mounting unit switches on one circuit board and orthogonally disposing circuit boards of a front side and a rear side of a backboard connector. CONSTITUTION: When a switch network of 1024x1024 size is constructed by using 32x32 unit switches three-dimensionally, four unit switches are mounted per PCB. Then, eight PBAs having 32 front-end unit switches and eight PBAs having 32 rear end unit switches make total 16 PBAs. THe eight front end PBAs and the eight rear end PBAs are connected through a backboard connector. The eight PBAs, namely, the front-end switches are horizontally disposed at equal intervals, and the eight PBAs, namely, the rear end switches, are vertically disposed, and both PBAs are connected to the backboard connector. Or, the eight front-end switches can be vertically disposed at equal intervals, and the eight rear end switches can be horizontally disposed, and both PBAs are connected to the backboard connector.

Description

반얀망 기반의 3차원 구조 스위치 장치Banyan-based 3D structure switch device

본 발명은 반얀망을 기반으로 하는 비동기 전송모드의 스위치 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 단위스위치들을 3차원으로 실장하는 스위치망에서 복수개의 단위스위치들을 반얀망 특성을 유지시키며 하나의 회로 보드에 탑재하고, 앞단의 회로보드들과 뒷단의 회로보드들을 백보드커넥터에 직교 접속하여 3차원 실장할 수 있는 스위치장치에 관한 것이다.The present invention relates to a switch apparatus and method for asynchronous transmission mode based on banyan network, and particularly, in a switch network in which unit switches are mounted in three dimensions, a plurality of unit switches are mounted on one circuit board while maintaining banyan network characteristics. The present invention relates to a switch device capable of three-dimensional mounting by connecting the front circuit boards and the rear circuit boards orthogonally to the back board connector.

비동기 전송모드(ATM:Asynchrous Transfer Mode) 스위치망은 포트 당 수백 Mb/s의 전송속도를 제공할 수 있는 능력이 필요하고, 이에따라 스위치망 규모도 그만큼 커져야 한다. 그러나 회로보드(PCB: Printed Circuit Board)내 부품수용의 제한, 회로보드 크기에 제한, 회로보드 커넥터 핀 수와 커넥터 연결 수의 제한 및 링크당 전송속도 및 길이의 제한 등 여러가지 하드웨어적 제한에 의해 대규모 스위치망을 구현하기가 어렵다.Asynchrous Transfer Mode (ATM) switch networks require the ability to provide transfer rates of hundreds of Mb / s per port, and the size of the switch network must grow as well. However, due to various hardware limitations such as the limited number of parts in the printed circuit board (PCB), the size of the circuit board, the number of pins and connector connections of the circuit board connector, and the limitation of the transmission speed and length per link, It is difficult to implement a switch network.

스위치망을 구현하는 방법에 있어서, 종래에는 스위치망을 구성하는 여러개의 PBA를 서가형(book shelf)으로 실장하거나 또는 3차원으로 실장하는 방법이 사용되었다.In the method of implementing a switch network, a method of mounting a plurality of PBAs constituting the switch network in a book shelf or in three dimensions has been used.

제1도는 서가형 실장 방법으로 스위치망을 구성한 시의 전면도를 도시하고 있으며, 제2도는 서가형 실장 방법으로 스위치망을 구성할 시 전기적 신호의 연결 형태를 도시하고 있다. 상기 서가형 실장 방법은 제1도에 도시된 바와 같이 PBA들을 쉘프에 횡방향으로 나란히 실장하는 방법으로서, 신호 감쇠나 신호 전송 길이의 제한 및 신호접속 연결수의 제한 등의 하드웨어/물리적 제한요소가 많다. 따라서 비동기 전송모드(ATM:Asynchrous Transfer Mode)와 같이 고속신호 전송이 요구되는 대규모 스위치망 구성시 적용이 곤란하다.FIG. 1 shows a front view of a city in which a switch network is constructed using a bookshelf mounting method, and FIG. 2 shows a connection form of electrical signals when a switch network is constructed in a bookshelf mounting method. The bookshelf mounting method is a method of mounting PBAs side by side in the lateral direction as shown in FIG. 1, and hardware / physical constraints such as signal attenuation, limitation of signal transmission length, and limitation of number of signal connection connections are provided. many. Therefore, it is difficult to apply a large-scale switch network that requires high-speed signal transmission such as Asynchrous Transfer Mode (ATM).

고속 신호전송이 요구되는 대규모의 비동기전송모드 스위치망에서 스위치망을 구성하는 PBA들을 서가형 실장 방법으로 구현하는 경우, 다음과 같은 문제점들이 있다.In the large-scale asynchronous transmission mode switch network requiring high-speed signal transmission, when implementing the PBA constituting the switch network in a shelf-mounted method, there are the following problems.

대규모 스위치망에서는 스위치망을 구성하는 PBA들간 연결해야할 링크수가 너무 많아 현재의 하드웨어 기술로는 구현이 어렵다. 이는 PBA에 사용되는 커넥터 핀 수가 제한되어 있어 PBA간 연결할 수 있는 링크수가 제한되고, 또한 제2도에 도시된 바와 같이 스위치망 백보드에서 PBA간을 연결하는 전기적 신호선(PCB Pattern)을 수용할 수 있는 수가 제한되기 때문이다. 이런 제한 사항은 PBA크기를 크게 확장하고 커넥터를 많이 사용하여 이러한 문제를 해결하는 방안도 있을 수 있으나, PBA사용효율이 저하될 뿐만 아니라 PBA크기를 크게할때 보드의 휨 현상 등PBA를 안정적으로 유지하기 어려운 문제점이 있다.In large-scale switch networks, the number of links to be connected between PBAs constituting the switch network is too large to be implemented with current hardware technology. This limits the number of connector pins used in the PBA, which limits the number of links that can be connected between the PBAs. Also, as shown in FIG. 2, it is possible to accommodate an electrical signal line (PCB Pattern) connecting the PBAs in the switch network backboard. This is because the number is limited. This limitation can be solved by greatly expanding the PBA size and using a large number of connectors.However, not only the PBA usage efficiency is lowered but also the PBA can be stably maintained when the PBA size is increased. There is a problem that is difficult to do.

또한 상기 서가형 실장 방법은 PBA들이 횡 방향으로 차례로 실장되기 때문에 첫번째 PBA에서 멀어질 수로 그 보드와 연결되는 링크의 길이도 길어진다.In addition, in the bookshelf mounting method, since the PBAs are mounted in the transverse direction one by one, the length of the link connected to the board increases as the distance from the first PBA is increased.

따라서 모든 PBA간 연결링크의 길이가 서로 달라지게 된다. 그런데 비동기전송 모드와 같은 고속 스위치망에서는 포트당 신호전송 속도가 수백 Mb/s에 이르기 때문에 스위치망 내부 연결링크의 길이가 서로 다른 경우, 신호전송의 지연차(delay variation 또는 jitter)가 발생하는 문제점이 발생한다. 상기와 같은 신호 지연차는 비동기전송모드와 같이 고속 신호전송을 기반으로 하고 대부분의 스위치망에서와 같이 내부동작에서 모든 링크들의 데이터를 주기적인 클럭위상에 일치하도록 동작하는 경우는 큰 문제가 된다. 또한 서가형 실장 방법은 고속 신호 전송의 길이에도 한계가 있어, 제2도에 도시한 바와 같이 멀리 떨어져 있는 PBA간 연결시는 신호 감쇠 현상으로 인해 신호가 정상적으로 전송될 수 없다.Therefore, the length of all the link links between the PBA is different. However, in a high-speed switch network such as asynchronous transmission mode, since the signal transmission speed per port reaches several hundred Mb / s, delay variation (jitter) of signal transmission occurs when the length of the connection link in the switch network is different. This happens. The above signal delay difference is based on high-speed signal transmission, such as asynchronous transmission mode, and when operating in order to match data of all links on a periodic clock phase in an internal operation as in most switch networks. In addition, the shelf type mounting method has a limitation in the length of the high-speed signal transmission, and as shown in FIG. 2, a signal cannot be transmitted normally due to a signal attenuation phenomenon when the PBAs are separated from each other.

위와 같은 서가형 실장 방법의 문제점을 해결하기 위하여 비동기 전송모드의 스위치망을 3차원으로 실장하는 방법이 대두되었다.In order to solve the above problems with the bookshelf type mounting method, a method of three-dimensional implementation of a switch network in asynchronous transmission mode has emerged.

NxN크기의 대규모 반얀망을 구현하는 경우 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기본적인 방안은 nxn규모의 반얀형(Banyan type) 단위스위치를 사용하고 이들을 3차원 실장 방법을 사용하는 구현하는 것이다. 여기서 상기 N은 스위치망의 입출력포트 수이고, n은 단위스위치의 입출력포트 수이다. 제3도는 nxn단위 스위치의 구조를 도시하고 있으며, 제4도는 NxN반얀망을 도시하고 있다. 상기 반얀망은 스위치망에 많이 사용되는 구조이며, 본 발명에서는 상기 스위치망과 상기 반얀망을 동일한 개념으로 사용하기로 한다.In case of implementing a large-scale banyan network of NxN size, a basic solution to this problem is to use an nxn-scale Banyan type unit switch and implement them using a three-dimensional mounting method. Where N is the number of input / output ports of the switch network, and n is the number of input / output ports of the unit switch. FIG. 3 shows the structure of an nxn unit switch, and FIG. 4 shows the NxN banyan network. The banyan network is a structure commonly used in the switch network, in the present invention will be used in the same concept as the switch network and the banyan network.

상기 제4도와 같은 N*N 규모의 반얀망을 기반으로 하는 대규모 스위치망을 3차원 실장방법에 따라 구성하면, 스위치망은 제5도와 같다. 여기서 상기 제5도의 스위치망은 1,024×1,024 규모의 반얀망 구성으로서, N=1024이고 n=32인 경우의 예이다. 상기와 같은 종래의 3차원 실장방법은 NxN스위치망을 nxn규모의 소규모 단위스위치로 모듈화 한 다음, 전반부의 단위스위치들과 후반부의 단위스위치들을 서로 직교되도록 배치하여 직접 연결되도록 하는 것이다.If a large-scale switch network based on the N * N-scale banyan network as shown in FIG. 4 is configured according to the three-dimensional mounting method, the switch network is as shown in FIG. The switch network of FIG. 5 is an example of a banyan network configuration of 1,024 × 1024 scale, where N = 1024 and n = 32. The conventional three-dimensional mounting method as described above is to modularize the NxN switch network into a small unit switch of the nxn scale, and then the unit switches in the first half and the unit switches in the second half to be orthogonal to each other to be directly connected.

그러나 상기와 같은 종래의 3차원 실장 방법은 하나의 단위스위치만을 기본 단위로 3차원 배열을 한다. 즉, 하나의 PCB에 하나의 단위스위치만을 탑재하여 3차원 배열을 하였기 때문에, 전체 스위치망을 구성하는데 사용되는 PBA수가 많고 PCB사용효율이 매우 저조하였다. 그리고 앞단 단위스위치들과 뒷단 단위스위치들 간의 직교면적이 하나의 PCB에 L개의 단위스위치를 탑재하는 경우에 비해 L²만큼 크므로 전체 스위치망이 차지하는 하드웨어 부피가 매우 커지게된다. 그러므로 종래의 3차원 실장 방법은 스위치망 규모가 커질수록 스위치망을 구성하는 PBA가 많아지므로 더욱 큰 문제가 된다.However, in the conventional three-dimensional mounting method as described above, only one unit switch is three-dimensionally arranged in basic units. That is, since only one unit switch is mounted on one PCB, the three-dimensional array is used. Therefore, the number of PBAs used to form the entire switch network is high and the PCB usage efficiency is very low. Since the orthogonal area between the front unit switches and the rear unit switches is as large as L ² compared to the case where L unit switches are mounted on a single PCB, the hardware volume occupied by the entire switch network becomes very large. Therefore, the conventional three-dimensional mounting method becomes a bigger problem because the larger the size of the switch network, the more PBA constituting the switch network.

따라서 본 발명의 목적은 비동기 전송모드 스위치망을 3차원 실장 방법으로 구현할 시 다수의 단위스위치들을 하나의 회로보드에 탑재할 수 있는 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus capable of mounting a plurality of unit switches on a single circuit board when the asynchronous transfer mode switch network is implemented in a 3D mounting method.

본 발명의 다른 목적은 비동기 전송모드의 스위치망을 3차원 실장 방법으로구현할 시 단위스위치들의 포트 번호를 재부여하여 단위스위치들을 연결할수 있는 백보드 커넥터 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a backboard connector device capable of connecting unit switches by reassigning port numbers of unit switches when implementing a switch network in an asynchronous transmission mode in a 3D mounting method.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 단위스위치들로 이루어지며, 반얀망으로 구성되는 비동기 전송모드의 스위치망을 3차원으로 실장하는 스위치장치가, 상기 복수개의 단위스위치들을 반얀망의 특성을 유지하도록 셔플링하여 하나의 회로보드에 탑재시키며, 백보드커넥터의 앞단에 위치되는 상기 회로보드들을 수평 배치하고 상기 백보드커넥터의 뒷단에 위치되는 상기 회로보드들을 수직 배치하며, 상기 앞단 회로보드들의 출력링크들과 상기 뒷단 회로보드들의 입력링크들을 상기 백보드커넥터에 직교 접속하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the objects of the present invention, a switch device comprising three-dimensional switch networks of asynchronous transmission mode composed of banyan networks and configured to maintain the characteristics of banyan networks. It is mounted on a circuit board by shuffling, horizontally arranging the circuit boards located at the front end of the back board connector, vertically arranging the circuit boards located at the rear end of the back board connector, and output links of the front circuit boards. The input links of the rear circuit boards are orthogonally connected to the backboard connector.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same parts in the figures represent the same reference signs wherever possible.

본 발명은 제4도와 같은 NxN 규모의 반얀망을 기반으로 하는 대규모 스위치망을 3차원 실장방법에 따라 구성할 시, 하나의 PCH에 복수의 단위 스위치들을 탑재시키고, 하나의 PCB에 복수개의 단위스위치들을 탑재시킬 시 단위스위치들간의 연결 포트를 셔플링하여 반얀망의 특성을 그대로 유지시킬 수 있는 백보트커넥터를 사용한다. 또한 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 제3도와 같은 단위 스위치의 규모를 32×32로 가정하고, 제4도와 같은 스위치망의 규모를 1,024xl,024로 가정한다. 따라서 본 발명에서는 N=1024이고, n=32인 스위치망을 예로들어 설명한다. 본 발명에 따른 스위치망의 3차원 실장방법은 NxN스위치망을 nxn규모의 소규모 단위스위치로 모듈화 한 다음, 다수개의 단위스위치들을 하나의 PCB 상에 탑재하고, 상기 PCB들을 반얀망의 특성을 그대로 유지할 수 있도록 포트들이 배열된 백보드 커넥터의 전면과 후면에 서로 직교되도록 배치하고, 백보드 상의 커넥터를 통해 직접 연결되도록 하는 것이다.According to the present invention, when a large-scale switch network based on an NxN-scale banyan network as shown in FIG. 4 is constructed in accordance with a three-dimensional mounting method, a plurality of unit switches are mounted on one PCH and a plurality of unit switches on one PCB. The back boat connector is used to keep the characteristics of the banyan network by shuffling the connection ports between the unit switches. In the present invention, for convenience of description, it is assumed that the size of the unit switch of FIG. 3 is 32 × 32, and the size of the switch network of FIG. 4 is 1,024xl, 024. Therefore, in the present invention, a description will be given taking a switch network of N = 1024 and n = 32. In the three-dimensional mounting method of the switch network according to the present invention, the NxN switch network is modularized into an nxn-scale small unit switch, and then a plurality of unit switches are mounted on one PCB, and the PCBs maintain the characteristics of the banyan network. The ports are arranged so that they are orthogonal to each other on the front and rear of the arranged backboard connector, and are directly connected through the connector on the backboard.

이때 회로보드(PCB: Printed Circuit Board)에 복수개의 단위스위치들을 어떻게 탑재시킬 것인가에 대해 다음과 같은 사항들이 고려되어야 한다.At this time, the following matters should be considered about how to mount a plurality of unit switches on a printed circuit board (PCB).

첫째, 하나의 PCB에 탑재시킬 단위스위치 수를 결정하여야 한다. 이는 하나의 PCB에 몇개의 단위스위치를 탑재시킬 수 있느냐에 따라 전체 3차원 반얀망(스위치망)을 구성하는데 소요되는 PBA(PCB Assembly)수가 달라지며, PBA수는 스위치망 구현시 물리적인 부피에 직결되므로 가능한 소요 PBA수를 적게 하여야 한다.First, the number of unit switches to be mounted on one PCB must be determined. This depends on how many unit switches can be mounted on one PCB, and the number of PBAs (PCB Assembly) required to form the entire three-dimensional banyan network (switch network) varies. The number of required PBAs should be kept as low as possible.

둘째, 하나의 PCB에 복수개의 단위스위치를 탑재시키는 경우 단위스위치들 간을 셔플(shuffle)하는 방법을 결정하여야 한다. 하나의 PCB에 복수개의 단위스위치를 탑재시키는 경우, 반얀망의 특성을 그대로 유지시키려면 앞단 단위스위치들과 뒷단 단위스위치들 간의 연결관계가 상기 제5도와 같이 하나의 단위스위치 별로 3차원 반얀망을 구성한 경우와 같아야 한다.Second, when mounting a plurality of unit switches on a single PCB should be determined how to shuffle between unit switches. In the case where a plurality of unit switches are mounted on one PCB, in order to maintain the characteristics of the banyan network as it is, the connection relationship between the front unit switches and the rear unit switches has a three-dimensional banyan network for each unit switch as shown in FIG. It should be the same as configured.

본 발명에서는 1,024xl,024규모의 반얀망(스위치망)을 실현을 위해 32×32규모의 단위스위치들을 3차원으로 직교배치하여 구성할때, 하나의 PCB에 4개의 단위스위치를 탑재시켜 PCB의 사용효율을 높이는 방법과, 이경우 반얀망의 특성을 그대로 유지시키기 위해 단위스위치들 간의 연결 관계를 조정하고 앞단 단위스위치들과 뒷단 단위스위치들 간의 연결을 백보드커넥터를 통해 직접 연결할 수 있도록 새로운 백보드커넥터 구조 및 배열방법을 제공한다. 본 발명에 따른 백보드커넥터에 접속되는 PCB의 커넥터 역시 백보드커넥터와 동일한 구조를 가진다. 여기서 커넥터의 구조(male 및 famale type)는 설계자에 의해 결정될 수 있는 것이므로, 백보드커넥터의 구조 및 배열에 대해서만 살펴본다.In the present invention, when the 32 × 32 unit switches are orthogonally arranged in three dimensions in order to realize 1,024xl, 024 scale banyan network (switch network), by mounting four unit switches on one PCB of the PCB New backboard connector structure to adjust the connection between unit switches and to connect the front unit switches and rear unit switches directly through the back board connector in order to improve the efficiency of use and in this case, to maintain the characteristics of banyan network And an arrangement method. The connector of the PCB connected to the back board connector according to the present invention also has the same structure as the back board connector. Since the structure of the connector (male and famale types) can be determined by the designer, only the structure and arrangement of the back board connector will be described.

상기한 바와 같이 고속 대규모 스위치망을 구현하는 경우, 종래의 3차원 실장 방법이 갖는 문제점을 해결하면 서가형 실장 방법 보다 3차원 실장 방법이 유리하다는 것은 명백하다.As described above, when the high-speed large-scale switch network is implemented, it is clear that the three-dimensional mounting method is more advantageous than the shelf type mounting method when solving the problems of the conventional three-dimensional mounting method.

본 발명은 반얀망을 기반으로 하는 1,024x1,024 규모의 스위치망을 3차원 실장 방법에 따라 구성할때, 하나의 PCB에 4개의 32×32단위스위치들을 탑재하여 PCB 사용 효율을 향상시키고, 백보드커넥터를 통해 직접 연결되는 스위치망 앞단 단위스위치들과 뒷단 단위스위치들 간의 셔플 관계가 반얀망의 특성을 그대로 유지할 수 있도록, 백보드커넥터와 PBA들 간 접속 방법 및 이에따라 새로운 구조의 백보드커넥터를 제공한다. 이는 본 발명의 백보드커넥터를 사용하고 이들을 백보드에 특정형태로 배치한 다음 PBA에 탑재된 스위치들과 특정 순서에 따라 접속하는 경우, 제5도에 도시된 단위스위치를 기본단위로 3차원 실장하여 구성한 스위치망과 동일한 특성을 갖게된다.The present invention improves PCB usage efficiency by mounting four 32 × 32 unit switches on one PCB when configuring a switch network of 1,024x1,024 scale based on banyan network according to a three-dimensional mounting method. In order to maintain the characteristics of banyan network, the shuffling relationship between the front end unit switches and the rear end unit switches connected directly through the connector provides a connection method between the back board connector and the PBAs and a new structure of the back board connector accordingly. In case of using the back board connector of the present invention and arranging them in a specific form on the back board and then connecting the switches mounted in the PBA in a specific order, the unit switches shown in FIG. It has the same characteristics as the switch network.

제6도는 본 발명에서 3차원 구조의 1,024xl,024규모 스위치망에 사용되는 32×32단위스위치들이 PCB에 탑재되는 형태를 도시하고 있다. 상기 제6도에서 PCB한쪽 끝에 접속된 커넥터들은 백보드커넥터와 접속되는 부분으로서, 백보드커넥터와 동일한 구조 및 물리적 특성을 가지며, 단지 연결부의 특성(male/female type) 선택만 다르다.FIG. 6 illustrates a form in which 32 × 32 unit switches used in a 3D structure 1,024xl, 024 scale switch network are mounted on a PCB. In FIG. 6, the connectors connected to one end of the PCB are connected to the back board connector, have the same structural and physical characteristics as the back board connector, and differ only in the male / female type selection.

상기 단위스위치들은 하나의 PCB에 4개씩 탑재되며, 전체 스위치망을 구성하는 PBA들과 단위스위치들의 배열순서는 제7도와 같다. 그리고 상기 단위스위치들의 입출력 핀번호는 제7도와 같이 할당된다. 상기 32×32 규모의 단위스위치를 사용하여 1,024x1,024규모의 스위치망을 3차원으로 구성할 때, PCB당 4개의 단위스위치를 탑재하면, 앞단 단위스위치 32개를 탑재한 8개의 PBA 및 뒷단 단위스위치 32개를 탑재한 8개의 PBA로서 총 16개의 PBA가 된다. 앞단 8개의 PBA들과 뒷단 8개의 PBAs들은 백보드커넥터를 통해 제9도와 같이 접속한다. 본 발명에서는 상기 앞단 단위스위치들인 8개의 PBA들을 등간격으로 수평 배치하고, 뒷단 스위치들인 8개의 PBA들을 등간격 수직 배치한 후, 이들을 백보드커넥터에 접속하는 예를 도시하고 있다. 그러나 상기 8개의 앞단 PBA들을 등간격으로 수직 배치하고, 8개의 뒷단 PBA들을 등간격 수직 배치한 후, 이들을 백보드커넥터에 접속하여도 본 발명을 달성할 수 있음은 이 분야에 통상의 지식을 가진 사람이라면 이해될 수 있을 것이다.The unit switches are mounted on a single PCB by four, and the arrangement order of the PBAs and the unit switches constituting the entire switch network is shown in FIG. Input / output pin numbers of the unit switches are allocated as shown in FIG. When the 1,024x1,024 switch network is configured in three dimensions by using the 32 × 32 unit switches, if four unit switches are mounted per PCB, eight PBAs equipped with 32 front unit switches and rear stages 8 PBAs equipped with 32 unit switches, totaling 16 PBAs. The front eight PBAs and the rear eight PBAs are connected as shown in Figure 9 through the back board connector. The present invention shows an example in which the eight PBAs, which are the front end unit switches, are arranged horizontally at equal intervals, and the eight PBAs, which are the rear end switches, are vertically arranged at equal intervals, and then connected to the back board connector. However, it is possible to achieve the present invention by arranging the eight front PBAs at equal intervals vertically and the eight rear PBAs at equal intervals vertically and connecting them to a backboard connector. If you can understand.

제9도는 3차원 구조의 1,024x1,024 규모의 스위치망에서 백보드커넥터의 전단 회로보드들과 뒷단 회로보드들의 연결 형태를 도시하는 도면이다. 상기 제9도에서 PCB1-PCB8은 백보드커넥터의 앞단에 위치되는 회로보드들로서 등간격으로 수평 배치되며, PCBA-PCBH는 백보드커넥터의 뒷단에 위치되는 회로보드들로서 등간격으로 수직배치되며 상기 앞단 회로보드들과 뒷단 회로보드들은 상기 백보드커넥터에 직교 접속된다. 본 발명에서는 상기한 바와 같이 32×32 규모의 단위스위치들 4개가 하나의 회로보드에 탑재되는 경우를 예로하고 있다.FIG. 9 is a diagram illustrating a connection form between front circuit boards and back circuit boards of a backboard connector in a three-dimensional 1,024 × 1024 switch network. In FIG. 9, PCB1-PCB8 are circuit boards positioned at the front end of the back board connector and are horizontally arranged at equal intervals, and PCBA-PCBH are circuit boards located at the rear end of the back board connector, vertically arranged at equal intervals, and the front end circuit board. And backside circuit boards are orthogonally connected to the backboard connector. In the present invention, as described above, four 32 × 32 unit switches are mounted on one circuit board.

제10도는 본 발명에 따른 백보드컨넥터의 구조를 도시하는 도면이다. 10A는 백보드커넥터의 3차원 부분에 대한 구조를 도시하는 도면으로서, 접속커넥터와 비접속커넥터로 이루어진다. 여기서 상기 접속커넥터는 10B와 같은 구조를 가지며 회로보드들의 커넥터들과 실질적으로 연결되며, 비접속커넥터10C는 10C와 같은 구조를 가지며 회로보드들의 커넥터들과 연결되지 않는다. 상기와 같이 비접속커넥터를 구비하는 이유는 상기 백보드커넥터와 회로보드들이 연결될 시 인접하는 커넥터들에 의해 발생될 수 있는 신호의 감쇠를 보상하고 또한 3차원 실장부분과 기타부분간의 신호연결을 위한 영역으로 사용하기 위함이다.10 is a diagram showing the structure of a backboard connector according to the present invention. 10A is a diagram showing the structure of the three-dimensional portion of the backboard connector, which is composed of a connection connector and a connectionless connector. Here, the connection connector has a structure such as 10B and is substantially connected to the connectors of the circuit boards, and the connectionless connector 10C has a structure such as 10C and is not connected to the connectors of the circuit boards. The reason for the non-connected connector as described above is to compensate for the attenuation of the signal which may be generated by the adjacent connectors when the backboard connector and the circuit board are connected, and also to provide a signal connection area between the 3D mounting part and the other parts. This is for use.

제11도는 3차원 구조의 1,024xl,024 규모의 스위치망에서 본 발명에 따른 백보드커넥터의 커넥터 배열을 도시하는 도면이다. 상기 제11도에서 접속커넥터들의 배열 관계를 도시하는 도면으로서, C#는 본 발명에 따라 3차원 구조로 스위치망을 구성할 시 접속커넥터들의 번호들을 나타낸다.FIG. 11 is a diagram illustrating a connector arrangement of a back board connector according to the present invention in a 1,024xl, 024 scale switch network having a three-dimensional structure. 11 is a diagram illustrating an arrangement relationship of connection connectors, in which C # represents numbers of connection connectors when configuring a switch network in a three-dimensional structure according to the present invention.

제12도는 3차원 구조의 1,024xl,024 규모의 백보드커넥터에서 각 커넥터의 내부 핀과 단위스위치 간의 핀-투-핀의 연결 관계를 도시하는 도면이다. 상기 제12도는 상기 제11도에 도시된 각 커넥터들의 핀 배열관계를 도시하고 있다. 상기 제12도에서 앞단 스위치들인 경우 m은 단위스위치의 번호를 의미하고 n은 단위스위치의 핀번호를 의미하며, 뒷단 스위치들인 경우 n은 단위스위치의 번호를 의미하고 m은 단위스위치의 핀번호를 의미한다.FIG. 12 is a diagram illustrating a pin-to-pin connection relationship between an internal pin of each connector and a unit switch in a three-dimensional 1,024xl, 024 backboard connector. FIG. 12 shows the pin arrangement relationship of the connectors shown in FIG. In FIG. 12, in the case of the front switches, m means the unit switch number, n means the pin number of the unit switch, and in the case of the rear switches, n means the unit switch number, and m means the pin number of the unit switch. it means.

상기 제9도-제12도를 참조하여 본 발명에 따른 3차원 구조의 스위치장치를 살펴본다. 상기 제9도와 같이 앞단 PBA들과 뒷단 PBA들을 직교시켜 접속할 때 사용되는 백보드 커넥터는 제10도에 도시된 바와 같이 16개의 신호 접속용 핀을 갖는 정방형 구조를 갖는다. 상기 제10도에서 10A는 본 발명의 백보드커넥터 구조를 도시하고 있다. 상기 10A와 같은 백보드커넥터의 구조를 살펴보면, 10B와 같이 실제 PBA들이 접속되는 영역(interconnection connector)와 10C와 같이 PBA들이 접속되지 않는 영역(non-interconnection connection)을 구비한다. 상기와 같이 백보드커넥터에서 PBA들이 연결되는 커넥터들과 PBA들이 연결되지 않는 커넥터들을 구비하는 이유는 실제 PBA들이 백보드커넥터에 연결될 때 근접한 위치의 커넥터들로 부터 발생될 수 있는 신호의 간섭을 제거하기 위함이다. 상기 백보드커넥터의 물리적 크기(가로x세로, 핀 직경, 핀 간격등)는 실제 구현시 PCB 및 백보드 등의 크기에 따라 임의로 결정할 수 있다. 본 발명에서는 본 발명에서 예로든 1,024xl,024 규모의 스위치망에 대해서 살펴본다. 제11도는 3차원 구조의 1,024xl,024스위치망에서 앞단 PBA들과 뒷단 PBA들 간에 연결되는 백보드커넥터의 배열을 도시하고 있으며, 제12도는 각 커넥터의 내부 핀과 단위스위치들 간에 연결되는 핀-투-핀(pin-to-pin) 관계를 도시하고 있다.A switch device having a three-dimensional structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 12. As shown in FIG. 9, the backboard connector used to connect the front PBAs and the rear PBAs at right angles has a square structure having 16 signal connection pins as shown in FIG. In FIG. 10, 10A illustrates the backboard connector structure of the present invention. Looking at the structure of the back board connector as shown in 10A, there is an area (interconnection connector) connected to the actual PBA, such as 10B and a non-interconnection connection area (PBA) is not connected, such as 10C. The reason why the PBAs are connected to the PBAs and the PBAs are not connected to the backboard connector as described above is to eliminate interference of signals that may be generated from the connectors in close proximity when the actual PBAs are connected to the backboard connector. to be. The physical size (width x length, pin diameter, pin spacing, etc.) of the back board connector may be arbitrarily determined according to the size of the PCB and the back board in actual implementation. The present invention looks at the switch network of the scale of 1,024xl, 024 as an example in the present invention. FIG. 11 shows an arrangement of a back board connector connected between front and rear PBAs in a three-dimensional 1,024xl, 024 switch network, and FIG. 12 shows pins connected between internal pins and unit switches of each connector. The pin-to-pin relationship is shown.

상술한 바와 같이 비동기 전송모드의 대규모 스위치망을 3차원 실장 방법으로 구현할 시, 본 발명의 PBA 및 백보드커텍터를 사용하면 다음과 같은 이점들이 있다. 먼저 하나의 PCB에 다수개의 단위스위치들을 탑재하므로서 PCB의 사용 효율을 높일 수 있는 동시에 스위치망 하드웨어 부피를 줄일 수 있다. 또한 백보드커넥터를 사용하므로서, 앞단 단위스위치들과 뒷단 단위스위치들의 접속 및 이탈이 용이하며, 임의 크기의 3차원 구조 스위치망에도 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.As described above, when implementing a large-scale switch network in the asynchronous transmission mode in a three-dimensional implementation method, using the PBA and the back board connector of the present invention has the following advantages. First, by mounting multiple unit switches on a single PCB, the efficiency of the PCB can be increased and the volume of the switch network hardware can be reduced. In addition, by using the back board connector, it is easy to connect and detach the front unit switches and the rear unit switches, there is an advantage that can be easily applied to any size 3D structure switch network.

제1도는 서가형으로 회로보드들을 실장한 종래의 스위치장치의 전면도를 도시하는 도면1 is a front view of a conventional switch device in which circuit boards are mounted in a shelf type.

제2도는 서가형으로 회로보드들을 실장한 종래의 스위치장치에서 전기적 신호선의 연결 상태를 도시하는 후면도2 is a rear view showing the connection state of electrical signal lines in a conventional switch device in which circuit boards are mounted in a shelf type.

제3도는 반얀망을 기반으로 하는 비동기 전송모드의 스위치망에서 단위스위치의 구성을 도시하는 도면3 is a diagram showing the configuration of a unit switch in a switch network of asynchronous transmission mode based on banyan network

제4도는 반얀망을 기반으로 하는 비동기 전송모드의 스위치망 구성을 도시하는 도면4 is a diagram illustrating a switch network configuration of an asynchronous transmission mode based on a banyan network.

제5도는 제4도와 같은 구성을 갖는 스위치망을 3차원 실장 방법으로 구성한 스위치장치의 구성을 도시하는 종래의 도면FIG. 5 is a conventional diagram showing the configuration of a switch device having a switch network having the configuration as shown in FIG. 4 by a three-dimensional mounting method. FIG.

제6도는 본 발명에 따라 복수개의 단위스위치들을 하나의 회로보드에 탑재한 형태를 도시하는 도면6 is a view showing a form in which a plurality of unit switches mounted on one circuit board according to the present invention

제7도는 3차원 구조의 1,024×l,024 규모의 스위치망에서 회로보드 및 단위스위치의 배열 구조를 도시하는 도면FIG. 7 is a diagram showing an arrangement of circuit boards and unit switches in a 1,024 × 1024 switch network having a three-dimensional structure.

제8도는 32×32 규모의 단위스위치에서 입출력핀 번호를 도시하는 도면8 is a diagram showing input / output pin numbers in a 32 × 32 unit switch

제9도는 3차원 구조의 1,024×l,024 규모의 스위치망에서 백보드커넥터의 전단 회로보드들과 뒷단 회로보드들의 연결 형태를 도시하는 도면9 is a diagram illustrating a connection form between front circuit boards and rear circuit boards of a backboard connector in a three-dimensional 1,024 × 1024 switch network.

제10도는 본 발명에 따른 백보드커넥터의 구조를 도시하는 도면10 is a diagram showing the structure of a backboard connector according to the present invention.

제11도는 3차원 구조의 1,024×l,024 규모의 스위치망에서 본 발명에 따른 백보드커넥터의 커넥터 배열을 도시하는 도면11 is a diagram showing a connector arrangement of a back board connector according to the present invention in a 1,024 × 1024 switch network having a three-dimensional structure.

제12도는 3차원 구조의 1,024×l,024 규모의 백보드커넥터에서 각 커넥터의 내부 핀과 단위스위치 간의 핀-투-핀의 연결 관계를 도시하는 도면12 is a diagram showing the pin-to-pin connection between the internal pins of each connector and the unit switch in a three-dimensional 1,024 × 1024 backboard connector.

Claims (1)

단위스위치들로 이루어지며, 반얀망으로 구성되는 비동기 전송모드의 스위치망을 3차원으로 실장하는 스위치장치에 있어서,In the switch device consisting of the unit switches, the three-dimensional switch network of the asynchronous transmission mode consisting of banyan network, 상기 복수개의 단위스위치들을 반얀망의 특성을 유지하도록 셔플링하여 하나의 회로보드에 탑재시키며, 백보드커넥터의 앞단에 위치되는 상기 회로보드들들을 수평 배치하고 상기 백보드커넥터의 뒷단에 위치되는 상기 회로보드들을 수직 배치하며, 상기 앞단 회로보드들의 출력포트들과 상기 뒷단 입력포트들을 상기 백보드커넥터에 직교 접속하는 것을 특징으로 하는 비동기 전송모드의 스위치장치.The plurality of unit switches are mounted on a single circuit board by shuffling to maintain the characteristics of the banyan network, and the circuit boards located at the front end of the back board connector are arranged horizontally and the circuit board located at the rear end of the back board connector. And vertically connect the output ports of the front circuit boards and the rear input ports to the backboard connector.