專利名稱：交換機適配器、計算機和數(shù)據(jù)交換方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一交換機適配器，交換功能在其中作為單一適配器實現(xiàn)的。更確切地說，本發(fā)明涉及一計算機，該計算機僅僅與交換機適配器連接就可以當作一交換機來使用卻不損害計算機的功能。
圖25示出了一傳統(tǒng)的異步轉移模式(ATM)交換機。
傳統(tǒng)ATM交換機由單一硬件框架構成。ATM交換機內(nèi)部有一交換單元和多個線接口單元。用一條專用總線來連接交換單元與線接口單元。也可利用一種專用接口結構而非專用總線來連接交換單元與線接口單元。
因為ATM交換機作為專用硬件實現(xiàn)的；在ATM交換機上要實現(xiàn)附加功能的情況下，有必要按照廠家專有規(guī)范去開發(fā)ATM交換機。
圖26示出了在采用如圖25所顯示的傳統(tǒng)ATM交換機的情況下的網(wǎng)絡配置。
多個計算機和終端集中連線至ATM交換機。因多個計算機和終端集中連線至ATM交換機，ATM交換機的交換功能應高速執(zhí)行。另外，ATM交換機的線接口單元中容納的通信線路數(shù)目應增加。
圖27表示一信元格式(cell format)。該信元包括一信頭(header)和一凈荷(pay load)。信頭包括一虛通道識別符(Virtual Pass Idenfifier-VPI)和一虛信道識別符(VirtualChannel Identifier-VCI)。
圖28示出了一傳統(tǒng)ATM交換機，在1993年1月30日，ohmu-sha，“B-ISDN illustration reader”一文第67頁也有此圖。
ATM交換機需要不同的控制。參考圖28和“B- ISDNillustration reader”中第66至71頁中的描述，下面闡述一些基本控制。
(1)路由選擇控制(routing control)當從終端產(chǎn)生一個稱為“呼叫”過程(calling process)的通信要求時，通信就開始了。在線路交換系統(tǒng)中，按照用戶線路信號，例如一撥叫號碼(在N-ISDN中的D信道信號)，執(zhí)行該“呼叫”過程。在ATM交換機系統(tǒng)中，如圖27所示，借助信元，“呼叫”信號傳送至ATM交換機。傳送諸如信號的控制信息的信元稱作控制信元并賦予預定VCI。這種控制信元可與傳送用戶信息的信元相區(qū)分開。ATM交換機接收信息，例如ATM交換機連接至的目的地點，業(yè)務類型和信元的傳輸速率，然后決定通過網(wǎng)絡中哪一臺ATM交換機。這個過程稱為路由選擇控制。
(2)連接許可控制(Connection Admission Control)按照路由選擇控制，ATM交換機是串行連接的。根據(jù)路由選擇控制的判定，ATM交換機逐個傳送控制信元至其所連接的ATM交換機。然后ATM交換機確認在所要求的業(yè)務條件下，所有ATM交換機能通過控制信元。舉例來說，它判斷所要求的業(yè)務量是否超過傳輸能力。
當ATM交換機判斷傳輸能力足以滿足所要求的業(yè)務量，就指示終端可實施通信同時進入通信模式。以上所述通信準許過程稱為連接許可控制(CAC)。
(3)使用參數(shù)控制ATM交換機的連接許可控制不同于線路交換和分組交換。因為某些參數(shù)是ATM交換機所特有的，例如傳輸所要求的傳輸能力和質量，因而ATM交換機有所不同。因為在ATM交換機系統(tǒng)中容許突發(fā)業(yè)務流，傳輸能力是由信元之間間隔達到最小時的峰值速率和一個較長時間內(nèi)的平均速率兩者來確定的。在ATM交換機系統(tǒng)中，執(zhí)行系統(tǒng)能力管理以便通過使用系統(tǒng)設備，有效地處理突發(fā)業(yè)務量。當一呼叫超出合約的量并有大量信元流入，便有降低整個網(wǎng)絡質量的危險。相應地，入口處允許呼叫監(jiān)控的通信網(wǎng)絡必須決定從發(fā)送端由控制信元報告的傳輸能力與來自發(fā)送端的信元的實際進入量是否匹配。
在這種方法中，按與用戶的每一合約，當實際業(yè)務量超過預定值時，運行諸如合并不規(guī)則信元的過程。該過程稱作使用參數(shù)控制(UPC)。
通過使用UPC功能傳送的信元借助ATM交換機傳送至下一節(jié)點的路由上。把與信息交換所要求的路由相一致的VCI值，加在信元信頭上并傳送至下一節(jié)點。
(4)整形(shaping)因按照ATM交換機，信元交換至每一路由，信元可以集中到特定路由。結果就發(fā)生這樣一種情況，就是信元應以超過虛通道(VP)容量的快速瞬時速率傳輸。在這種情況下為了使信元瞬時速率不致于超過一固定值(VP容量)。每一信元暫存在緩存中然后被讀出，這一過程稱為整形(shaping)。
(5)信元優(yōu)先級控制有可能去控制哪一信元應優(yōu)先傳送并在信元被優(yōu)先傳送時能提供比正常質量(該質量用信元丟失率來表示)更高的質量。信元丟失優(yōu)先級(Cell Loss Priority-CLP)比特在信元信頭中定義，允許用戶指明哪一信元應優(yōu)先傳送。
(6)擁塞控制(Congestion Control)在公用網(wǎng)中，提供諸如擁塞控制技術的控制技術是非常重要的，它能在業(yè)務擁塞時防止網(wǎng)絡恐慌。有多種方法來提供擁塞控制技術。例如，一種方法它能在擁塞時按照CAC拒絕新的連接請求。另一方法是改變使用參數(shù)控制的參數(shù)值，例如，限制用戶能傳送的峰值速率。
圖29至31及以下描述解釋了基于傳統(tǒng)ATM系統(tǒng)的協(xié)議，這在“B-ISDN illustration reader”一文第84至87頁也有闡述。
物理層與物理媒介有關。ATM層處理對所有業(yè)務都共同的信元的傳輸。ATM適配層(ATM Adaptation Layer-AAL)處理與業(yè)務相關的功能以及規(guī)定對應于每項業(yè)務多個協(xié)議。與業(yè)務相關的較上層功能的增加和修改被ATM適配層所吸收，以防影響信元的傳輸功能。在ATM適配層之上的協(xié)議，依賴于業(yè)務，均在終端側執(zhí)行。(除了處理設立和釋放呼叫的控制信息外，這適用于用戶信息)。
如圖31所示，在ATM適配層，幾個信元的信息場(或凈荷)串行連接。這些信息場在頭部賦有信頭信息、在尾部賦有信尾信息。它們被作為一數(shù)據(jù)單元對待。ATM適配層分成分段與重組子層(Segmentation and Reassombly Sublayer SARS)和會聚子層(Conver gence Sublayer-CS)。SARS將數(shù)據(jù)單元分段為多個信元并將多個信元重組為數(shù)據(jù)單元。根據(jù)每種類型業(yè)務的需求，CS檢查并測試數(shù)據(jù)正確性且對數(shù)據(jù)校錯。然后CS將結果提供給較上層。
控制信息負責呼叫及網(wǎng)絡和終端之間的連接的設立，維護和釋放在圖32中，AAL的較上層采用基于N-ISDN的呼叫控制協(xié)議。
圖32中，Q.93B表示B-ISDN層3用戶網(wǎng)絡信息(UNI)協(xié)議，B-ISUP表示B-ISDN用戶部分(B-ISDN層3網(wǎng)絡節(jié)點接口協(xié)議(NNI)，MTP3是消息傳遞部分3(7號信令系統(tǒng)消息傳遞部分)，S-AAL表示信令-ATN適配層。
以上描述引自*B-ISDN illustration reader”一文第66至71頁和第84至87頁，ohmu-sha，1993年1月30日。
由于傳統(tǒng)的ATM交換機是在按照特定規(guī)范的專用構架中實現(xiàn)的。所以很難擴展ATM交換機的功能。
例如，當增加一用于對局域網(wǎng)(LAN)的接口時，必須依賴該ATM交換機作專門開發(fā)。
當采用與廣域網(wǎng)的接口時，如與ISDN的接口，必須依賴ATM交換機作專門開發(fā)。
而且，當增加橋接功能，路由功能和通信線路監(jiān)視功能時，必須依賴ATM交換機作專門開發(fā)。
使用傳統(tǒng)ATM交換機的網(wǎng)絡配置必須實現(xiàn)集中連接，其中交換機在中央。結果是，引發(fā)出一些問題，諸如ATM交換機的容納的通信線路數(shù)目的增加和處理速度的提高。
本發(fā)明解決了這些可題。它的一個目標是提供帶有ATM交換功能的ATM交換機適配器，它具有可擴展性和靈活性。
再者，當ATM交換功能由ATM適配器實現(xiàn)情況下，本發(fā)明的另一個目標是將ATM交換適配器包含在一標準計算機中但不損害計算機的功能。
而且，本發(fā)明的又一個目標是獲得ATM交換機適配器和一計算機，該計算機很容易實現(xiàn)橋接功能，路由選擇功能和通信線路監(jiān)視功能。
按本發(fā)明一個方面，交換適配器可包括交換單元，它有接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多個輸入端口和據(jù)輸入數(shù)據(jù)的目的地輸出輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口；控制器，它與交換單元耦合，用來控制數(shù)據(jù)處理，它與交換單元的多輸入端口中的特定輸入端口和交換單元的多輸出端口中的特定輸出端口相連；接口單元，它與控制器耦合，提供控制器與外設之間的接口。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，安裝在計算機上的交換機適配器可包括交換單元，它有至少兩個接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的輸入端口，它按其目的地交換輸入數(shù)據(jù)，且向至少二個輸出端口輸出輸入數(shù)據(jù)；地址轉換器，與至少兩輸入端口中的第二至最后一個端口耦合，它將從至少兩輸入端口中的第二至最后一個端口接收的輸入數(shù)據(jù)分類為控制數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)，并將控制數(shù)據(jù)的目的地設置為交換單元的至少兩個輸出端口中的第一輸出端口，將交換數(shù)據(jù)的目的地設置為交換單元的至少兩個輸出端口中的第二至最后一個輸出端口；控制器，與至少兩輸入端口的第一輸入端口和至少兩輸出端口的第一輸出端口連接，它處理控制數(shù)據(jù)，并從/向交換單元傳送控制數(shù)據(jù)；接口單元，它傳送經(jīng)控制器處理過的控制數(shù)據(jù)至計算機，并且傳送由計算機產(chǎn)生的計算機控制數(shù)據(jù)至控制器。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，計算機可包括交換單元，具有接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多輸入端口，它按輸入數(shù)據(jù)的目的地交換輸入數(shù)據(jù)，且將輸入數(shù)據(jù)輸出至多個輸出端口；控制器，它控制數(shù)據(jù)處理，并與交換單元的多個輸入端口中的特定輸入端口及交換單元的多個輸出端口中的特定輸出端口連接；接口單元，它提供控制器與外設之間的接口；總線，它將交換機適配器的接口單元與外設連接；數(shù)據(jù)處理器，它處理數(shù)據(jù)，并通過接口單元和總線將數(shù)據(jù)傳送至控制器。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，把具有交換單元的交換機適配器連接至總線的通用計算機的數(shù)據(jù)交換方法，可包括以下步驟A、接收有目的地的輸入數(shù)據(jù)；B、按輸入數(shù)據(jù)的目的地識別輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)還是交換數(shù)據(jù)，當輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)時將輸入數(shù)據(jù)的目的地設為交換單元相應的特定輸出端口；
C、輸入控制數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)至交換單元，當輸入數(shù)據(jù)是交換數(shù)據(jù)時把交換數(shù)據(jù)交換至輸入數(shù)據(jù)的目的地；當輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)時，輸出控制數(shù)據(jù)至與交換單元的特定輸出端口相應的輸入數(shù)據(jù)的目的地；D、將輸出至交換單元的特定輸出端口的控制數(shù)據(jù)通過總線傳送至通用計算機；E、在通用計算機中處理控制數(shù)據(jù)。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，交換機適配器可包括交換單元，它有接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多個輸入端口，并有按輸入數(shù)據(jù)的目的地輸出這些輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口；控制裝置，與交換單元耦合，它從多輸出端口中的控制器輸出端口接收輸入數(shù)據(jù)(這些輸入數(shù)據(jù)被判定為控制數(shù)據(jù))，然后在接收到的控制數(shù)據(jù)上執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，并輸出控制數(shù)據(jù)至多輸入端口中的控制器輸入端口；接口裝置，它與控制裝置耦合，允許在交換機適配器和外設之間作數(shù)據(jù)傳送。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，安裝在計算機上的交換機適配器可包括交換單元，它有接收輸入數(shù)據(jù)的多個輸入端口和輸出輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口，且在這些端口，交換單元交換由多個輸入端口所接收的輸入數(shù)據(jù)的目的地；地址轉換器，與多個輸入端口中的第二至最后一個端口耦合，它將由多個輸入端口接收的輸入數(shù)據(jù)分類成交換數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)；控制器，與多輸入端口的第一輸入端口耦合且與多輸出端口的第一輸出端口耦合，它向/從交換單元傳送信令數(shù)據(jù)；
接口單元，它與控制器耦合，它從控制器傳送信令數(shù)據(jù)給計算機，并從計算機傳送信令數(shù)據(jù)給控制器。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，計算機可包括交換機適配器包括交換單元，它有接收輸入數(shù)據(jù)的多輸入端口和輸出輸入數(shù)據(jù)的多輸出端口；控制器，它控制對應于控制數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，它與多輸入端口的控制器輸入端口耦合且與多輸出端口的控制器輸出端口耦合；接口單元，它將控制器與外設耦合；總線，它將接口單元與交換機適配器耦合，數(shù)據(jù)處理器，與接口單元耦合，它通過接口單元和總線傳送數(shù)據(jù)。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，在通用計算機中交換數(shù)據(jù)的方法可包括以下步驟A、輸入有目的地的輸入數(shù)據(jù)；B、按照輸入數(shù)據(jù)的目的地，判定輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)還是交換數(shù)據(jù)；C、若輸入數(shù)據(jù)被判定為控制數(shù)據(jù)，將輸入數(shù)據(jù)的目的地賦給計算機的交換單元的控制器輸出端口；D、向交換單元輸入交換數(shù)據(jù)；E、按交換數(shù)據(jù)的目的地交換這些交換數(shù)據(jù)；F、向交換單元的控制器輸出端口輸出控制數(shù)據(jù)；G、將輸出到控制器輸出端口的控制數(shù)據(jù)，通過總線傳送到通用計算機。
H、在通用計算機中處理通過總線傳送的控制數(shù)據(jù)。
據(jù)本發(fā)明的另一方面，計算機系統(tǒng)可包括多臺互連計算機；多個接口單元，每一接口單元將互聯(lián)計算機彼此相連；多臺計算機中的每臺計算機包括多個適配器，包括交換機適配器，與交換機適配器耦合的遠程維護局域網(wǎng)(LAN)適配器，與交換機適配器耦合的廣域網(wǎng)連接適配器以及與交換機適配器耦合的LAN適配器；與多個適配器逐一連接的主機總線；其中每臺計算機通過至少一接口單元傳送數(shù)據(jù)給任何其它計算機。
附圖的簡要說明在這些圖中，

圖1表示對應本發(fā)明的交換機適配器；圖2表示對應本發(fā)明的一個交換機適配器的詳細視圖；圖3表示對應本發(fā)明的計算機的配置；圖4表示對應本發(fā)明的PHY單元的圖；圖5表示對應本發(fā)明的TC/ATM控制單元的圖；圖6表示對應本發(fā)明的地址轉換器的圖；圖7表示對應本發(fā)明的CAM組的圖；圖8表示對應本發(fā)明的AAL控制單元；圖9表示對應本發(fā)明的ATM交換單元；圖10表示對應于本發(fā)明的ATM交換機的操作；
圖11表示對應本發(fā)明的ATM交換機的操作；圖12表示對應本發(fā)明的ATM交換機的操作；圖13表示對應本發(fā)明的ATM交換機的操作；圖14表示對應本發(fā)明的接收操作；圖15表示對應本發(fā)明的接收操作；圖16表示對應本發(fā)明的發(fā)送操作；圖17表示對應本發(fā)明的發(fā)送操作；圖18表示對應本發(fā)明的另一實施例的計算機；圖19表示對應本發(fā)明的一實現(xiàn)方案的網(wǎng)絡的配置；圖20表示對應本發(fā)明的另一實施例的交換機適配器；圖21表示對應本發(fā)明的ATM交換機的一個例子；圖22表示對應本發(fā)明的ATM交換機的一個例子；圖23表示對應本發(fā)明的ATM交換機的一個例子；圖24表示對應本發(fā)明的ATM交換機的一個例子；圖25表示傳統(tǒng)ATM交換機；圖26表示果用傳統(tǒng)ATM交換機的網(wǎng)絡配置；圖27表示信元格式；圖28表示傳統(tǒng)ATM交換機；圖29表示傳統(tǒng)ATM網(wǎng)絡；圖30表示傳統(tǒng)用戶信息的協(xié)議；圖31表示傳統(tǒng)信息的構成；圖32表示傳統(tǒng)控制信息的協(xié)議。
優(yōu)先實施例的描述實施例1
圖1表示ATM交換機適配器的一種配置。以下是交換機適配器100每一單元的描述。
物理層協(xié)議(PHY)單元20處理物理層協(xié)議。PHY單元與通信線路的連接接口相連。傳輸會聚/異步轉移模式(TC/ATM)控制單元30將由PHY單元20接收的幀分成諸多信元。TC/ATM控制單元30也從8×8交換機60(后面描述)接收信元，然后將它們作為一幀傳送給PHY單元20。由TC/ATM控制單元30分段的信元輸入至地址轉換器50。地址轉換器50在信元的信頭重寫地址。8×8交換機60向TC/ATM控制單元輸入信元，控制單元按它們的信頭地址向所指的目的地輸出信元。8×8交換機60包括八條輸入線11-18和八條輸出線22-28。在這八條輸入線和八條輸出線中，七條輸入線12-18和七條輸出線22-28用作連至PHY單元20的通信線路的數(shù)據(jù)交換。輸入線11和輸出線21連至ATM適配層(AAL)控制單元70。AAL控制單元70處理業(yè)務，這些業(yè)務知覺諸如聲音、數(shù)據(jù)和動畫之類的媒介。當來自業(yè)務的信息傳送給信元單元，AAL控制單元不能完成業(yè)務，雖然它仍知感諸如聲音、數(shù)據(jù)和動畫的媒介的不同。因此，當AAL控制單元70將信息分段成信元或把信元重組為信息，它識別并吸收了在信息質量要求中的差異。同質量要求差異一樣，延遲時間和誤碼率也能由AAL控制單元識別和吸收。
交換機適配器100有16位或32位中央處理單元(CPU)10。板上的總線14被提供給CPU10。隨機存取存儲器(RAM)11和只讀存儲器(ROM)13連接至板上總線14，并存儲CPU10的操作所要求的程序和數(shù)據(jù)。交換機控制單元12初始化8×8交換機60，并在8×8交換機60設置固定寄存器值(圖中未示出)且控制8×8交換機60的操作。
總線控制器80連至板上總線14。當交換機適配器100連至計算機主機的主機總線時，總線控制器80為一接口。
按照本實施例，交換機適配器100的特征是為AAL控制單元70專門分配第一輸入線11和第一輸出線21。由AAL控制單元70輸出的信息通過板上總線14暫存于RAM11中。存儲在RAM11中的信息由總線控制器80輸出給計算機的主機總線。來自計算機主機總線的信息由總線控制器80存儲在RAM11中。存儲在RAM11中的信息通過板上總線14傳送給AAL控制單元70。與一般信元一樣，按照信元的信頭地址，從AAL控制單元70向輸入線11輸入的信元輸出至它們所指的目的地。
圖2進一步詳細表示了交換機適配器100的一個單元的圖。
PHY單元20由七個PHY單元20a至20g構成。TC/ATM控制單元30由七個TC/ATM控制單元30a至30g構成。地址轉換器50由七個地址轉換器50a至50g構成。
交換機適配器100利用PHY單元20，TC/ATM控制單元30，地址轉換器50和8×8交換機60交換用戶信息。物理層和ATM層專門交換用戶信息。通過總線控制器80，由AAL控制單元70傳送控制信息至計算機主機。然后計算機主機處理控制單元所要求的呼叫建立和釋放。
控制信息，例如呼叫或連接的設立，維護和釋放，指的是信令數(shù)據(jù)。用戶信息指的是交換數(shù)據(jù)。信令數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)均被分段成信元用作傳輸和接收。在含有信令數(shù)據(jù)的信元信頭上的VCI預先賦一預定值。當向地址轉換器50輸入含有信令數(shù)據(jù)的信元時，信元的目的地變成輸出線21。8×8交換機60向AAL控制單元70輸出含有信令數(shù)據(jù)的信元，后者組合含于信元中的信令數(shù)據(jù)。通過總線控制器80已組合的信令數(shù)據(jù)傳送至計算機的主機總線。
當含有交換數(shù)據(jù)的信元輸入至地址轉換器50時，參照后面所述表，信元的目的地被改變。按已改變的目的地，8×8交換機60向輸出線22-28輸出交換數(shù)據(jù)。
圖3表示帶有交換機適配器100的通用計算機。
通用計算機是不為特殊用途而制造的任何一種標準計算機。例如通用計算機指任何一臺個人計算機，工作站，微計算機，小型商用計算機，和大型計算機，它們均能在市場上買到。
舉例來說，該計算機有32位CPU90。安裝了作為存儲單元的緩存91和外存單元92。另外，提供了作為顯示單元的監(jiān)視器93。該設備由主機總線95連接。外部元件互聯(lián)(PCI)用作主機總線95。PCI總線95由PCI總線控制器94擴展并用擴展槽(未示出)與交換機適配器100相連。
在這樣的一種配置下，執(zhí)行對計算機主機總線的存取僅僅是在接收到呼叫或連接的設立，維護和釋放等的控制信息(信令數(shù)據(jù))時。因此，能夠顯著降低計算機主機總線的交換機適配器的負載。相應地，計算機PCI總線95能對計算機主機實現(xiàn)期望的操作，而不損害主機。
在采用ATM系統(tǒng)的情況下，每一終端的虛信道預先設置且傳送信息。預先設置虛信道和使用預設虛信道的業(yè)務稱為永久虛信道業(yè)務。接需設置和使用虛通道的業(yè)務稱作交換的虛信道。
在交換的虛信道業(yè)務中執(zhí)行呼叫或連接的設立、維護和釋放。同樣，在交換虛信道業(yè)務中向計算機傳送信令數(shù)據(jù)。另一方面，在永久虛信道業(yè)務中，當管理信息，例如操作管理和維護(OperationAdministration and Meintenance-OAM)信元，是作為控制信息發(fā)生并起作用時，這樣的管理信息是傳送給計算機的。
因此，在永久虛信道業(yè)務和交換虛信道業(yè)務中，傳送至計算機的數(shù)據(jù)是有限的。計算機的PCI總線95并不受交換機適配器100信息的影響。
圖4表示PHY單元20a的方框圖。
PHY單元20b至20g有與PHY單元20a一樣的構成。物理媒介相關(Physical Medium Dependent-PMD)單元21在采用模塊型連接器的通信線之間物理上接上一個阻抗。許多類型的通信線能用于這種配置，例如光纖或同軸電纜。可以使用不同類型的模塊型連接器，例如RJ11或RJ45。
接收信號是由非歸零(NRZ)碼和16-CAP碼編碼的信號。在接收信號中，對用來同步信號的時鐘編碼。PMD單元21向時鐘恢復單元22傳送接收信號。時鐘恢復單元22將接收信號分為時鐘和數(shù)據(jù)且傳送給串行/并行轉換器23。通過時鐘恢復單元22區(qū)分時鐘的方法，有可能完成與具有155兆比特/每秒的速率的數(shù)據(jù)相同步的接收。串/并行轉換器23將輸入的串行信號轉換成并行信號。串/并行轉換器23輸出8位帶有接收時鐘信息的并行數(shù)據(jù)至TC/ATM控制單元30a，形成由信元構成的幀格式。
串/并行轉換器23也從TC/ATM控制單元30a輸入傳送的時鐘信息和8位并行數(shù)據(jù)。8位并行數(shù)據(jù)被轉換成串行數(shù)據(jù)。串/并行轉換器23將傳送的時鐘和傳送的串行數(shù)據(jù)送至PMD單元21。PMD單元21與通信線物理上連接，并傳送數(shù)據(jù)給它。
圖5表示TC/ATM控制單元30a。
從PHY單元20a傳送來的時鐘和并行數(shù)據(jù)在接收成幀器31處被接收。接收來的并行數(shù)據(jù)是具有幀格式的，并由多個信元組成。接收成幀器將含在幀中的信元提取并將它們傳送至信元接收器32。通過UTO PIA接口控制器34和連接線1x，信元接收器32將信元傳送給地址轉換器50a。
通過出線22，從8×8交換機60交換來的信元輸入至TC/ATM控制單元30a的UTO PIA接口控制器34。然后傳送輸入信元至信元發(fā)送器35。通過信元發(fā)送器35，這些信元被傳送給發(fā)送成幀器36并被重組為幀格式。從發(fā)送成幀器36，這些信元和一個發(fā)送時鐘被發(fā)送給PHY單元20a。這些信元是當作8位并行數(shù)據(jù)被發(fā)送的。
當由接收成幀器31接收的信元是OAM信元時，接收成幀器31向OAM控制器37傳送接收到的OAM信元。OAM控制器37向統(tǒng)計控制器38傳送接收到的OAM信元的管理信息。統(tǒng)計控制器38基于管理信息匯集維護操作必需的信息，例如網(wǎng)絡質量或網(wǎng)絡故障的檢測。為了收集和傳送維護操作所需的信息，OAM控制器37和統(tǒng)計控制器38在信元接收器32，UTO PIA接口控制器34和信元發(fā)送器35中交換信息。
OAM控制器37或按需或周期性地在有用戶信息的信元串之間插入OAM信元。由OAM控制器37插入OAM信元，該控制器用來控制發(fā)送成幀器36和信元發(fā)送器35。
TC/ATM控制單元30a的每一單元的操作是由一個直接存儲器訪問(DMA)控制器和一個微處理器接口33來控制的。DMA控制器和微處理器接口33是由CPU10通過板上總線14來控制。
圖6示出了地址轉換器50a。
通過連接線1x，地址轉換器50a接收來自TC/ATM控制單元30a的信元。地址轉換器50a重寫這接受到的信元的信頭地址。地址已被重寫的信元被輸出至輸入線12。地址轉換器50a有一UTO PIA接口控制器51用作輸入和輸出信元。接收到的信元由輸入數(shù)據(jù)格式化器(formatter)52來分析。輸入數(shù)據(jù)格式化器52從已接收信元的信頭提取VCI(虛信道識別符)并將該VCI輸出到CAM組53。CAM組是一張表，如圖7所示?；谳斎隫CI，相應的、新的VCI輸出到輸出RAM54。輸出RAM54接著向輸出數(shù)據(jù)格式化器55輸出新的VCI。經(jīng)過輸入數(shù)據(jù)格式化器55分析之后，除了VCI，接收到的信元的單元均輸出至輸出數(shù)據(jù)格式化器55。輸出數(shù)據(jù)格式化器合成由輸入數(shù)據(jù)格式化器輸出的信元和自輸出RAM54輸出的新的VCI。已被合成的信元輸出到UTO PIA接口控制器51。
控制器56控制地址轉換器50a的操作。通過微處理器接口控制器57，在CPU10的控制下，控制器56控制每一單元。
地址轉換器50a的主要特征是如圖7所示，存儲在CAM組53上的表。用作信令數(shù)據(jù)的新的VCI設在表上第一行出線21上。在網(wǎng)絡中，信令數(shù)據(jù)使用特定VCI(如，VCI＝01)。同樣，當接收到的信元的VCI表示是信令數(shù)據(jù)(VCI＝01)時，CAM組53將對應于輸出線21(如，VCI＝01)的VCI作為要輸出的新的VCI來輸出。
因此，信令數(shù)據(jù)轉變?yōu)檫@種信元，它的目的地必須是輸出線21，8×8交換機60不需判斷輸入數(shù)據(jù)是否是信令數(shù)據(jù)。8×8交換機只執(zhí)行信元交換，而不區(qū)分信令數(shù)據(jù)和一般數(shù)據(jù)。為了將信令數(shù)據(jù)的地址識為出線21，在地址轉換器50a中，VCI預先被改變。
圖8示出了AAL控制單元70。
通過UTO PIA接口控制器71，AAL控制單元70被連至入線11和出線21。
ATM信元組合控制器72組合信元且輸出數(shù)據(jù)單元。組合后的信元或數(shù)據(jù)單元被發(fā)送至接收緩沖控制器73。接受緩沖控制器73用例如延遲控制、偏擺控制、差錯控制和流控制等方法來處理數(shù)據(jù)單元。DMA控制器74負責DMA將已處理數(shù)據(jù)單元傳送至RAM11。
DMA控制器74提取存儲于RAM11中的信息并將它傳送至發(fā)送緩沖控制器76。在傳送控制器75的控制下，發(fā)送緩沖控制器76對從DMA控制器接收來的信息執(zhí)行差錯控制和流控。ATM信元分段控制器77將來自發(fā)送緩沖控制器76的信息或數(shù)據(jù)分段成信元。
在CPU10控制之下，通過微處理器接口控制器78，DMA控制器74執(zhí)行DMA傳送。
圖9示出了8×8交換機60。
由信頭單元和數(shù)據(jù)單元構成的信元，包括目的地信息，被輸入到輸入線11至18。對應于信元信頭所指示的目的地，信元被輸出至輸出線21至28。信頭處理電路1101至1108檢測輸出線21至28，從每條輸入線11至18輸入的信元的信頭單元把這些輸出線當作目的地。
通過存儲和讀出從信頭處理電路1101至1108輸出的信元，輸入線速率調節(jié)緩存1211至1218被提供給每條入線進行速率調節(jié)。
在P個數(shù)目的緩存1111至111p中，它們每個有內(nèi)存編號#0，#1，…，#P，信元存于所指示的地址中。通過指示地址，緩存1111到111p能讀出所存儲的信元，而不需要一個寫命令。
相應每一緩存1111至111p，提供有存儲控制電路1121至112p。采用先進先出(FIFO)型內(nèi)存和存儲入信元于相應的緩存111的地址中，借助該方法，存儲控制電路1121至112p保持空地址。
輸入線空分交換機113有選擇地將輸入線速率調節(jié)緩沖器1211至1218與每一緩存1111至111p相連。輸出線空分交換機114有選擇地把每一緩存1111至111p與同固定輸出線21至28對應的速率調節(jié)緩沖1221至1228相連。
輸出線速率調節(jié)緩沖器1221至1228被提供給輸出線21至28。輸出線速率調節(jié)緩沖器1221至1228存儲這些信元，它們由緩存1111至111p讀出并由輸出線空分交換機114連接。然后，輸出線速率調節(jié)緩沖器按輸出線速率讀出該信元，以便調節(jié)速率。
緩沖控制電路115選擇緩存1111至111p來存儲信元，是采用控制輸入線空分交換機113的交換和輸出線空分交換機114的交換的方法。緩沖控制電路115將存于緩存1111至111p的信元，按固定順序輸出給信頭單元所指的輸出線21至28。
在緩沖控制電路115中，為了判定信元被指定到哪一出線，寫緩沖選擇電路116控制輸入線空分交換機113的交換。該信元目的地在位于信頭處理電路1101至1108的信元到達時被檢測且對應輸入線11至18。寫緩沖選擇電路116選擇存儲信元的緩存1111至111p并且將它與交換機信頭處理電路1101至1108連接。
參照從寫緩沖選擇電路116發(fā)送的輸出線，地址電路117識別已到達信元的目的地。從存儲控制電路1121至112p，地址電路117得到緩存1111至111p上的寫地址，信元就寫在這些緩存上。地址電路117然后寫位于地址隊列1181至1188上目的地的寫地址。
地址隊列1181至1188被提供給每一輸出線21至28且由FIFO型內(nèi)存配置。存儲于緩存1111至111p的地址由地址電路117寫入地址隊列1181至1188。
多址信元計數(shù)器124有一區(qū)域，要被讀出的多址信元的數(shù)目就寫在該區(qū)域。存儲于緩存1111至111p的某一緩存的多址信元被輸出，并在多個目的地上有備份。當多址信元被讀出時，多址信元計數(shù)器124的值減1。當多址信元被輸出給多個目的地時，能夠得到釋放緩沖器的定時點。
讀出緩沖選擇電路119利用地址隊列1181至1188和多址信元計數(shù)器124來決定哪一信元從緩存1111至111p中讀出。讀出緩沖選擇電路119指向緩沖地址，該地址是作為讀地址從地址隊列1181至1188讀出給緩存的。然后，用控制輸出線空分交換機114的交換的方法，讀出緩沖選擇電路119與相應輸出線21至28一起控制緩存1111至111p輸出線速率調節(jié)緩沖1221至1228的連接。讀出緩沖選擇電路119還將對應于讀出地址的多址信元計數(shù)器124的值減1。當多址信元計數(shù)器的值變?yōu)榱銜r，地址被釋放給存儲控制電路1121至112p。
現(xiàn)在參照圖10至圖13描述該操作。圖10和圖11表示寫操作，圖12至圖13表示讀出操作。為簡述起見，它們兩者表示了2×2交換機的一個例子。
圖10和圖11表示了這樣的操作，即信元A預先存于緩沖“00”，且目的地為輸出線21和22的多址信元B和目的地為輸出線22的信元C被輸入。信元B寫在空地址“10”上，同時地址“10”寫在對應于目的地輸出線21和22的地址隊列1181和1182上。目的地輸出線“2”的數(shù)目寫在多址信元計數(shù)器124的“10”區(qū)上。信元C寫在空地址01上，同時地址“01”寫在地址列1182上。
圖12和圖13表示了這樣的操作，即當多址信元A和非多址信元B和C被存儲時，信元A和B被讀出。從地址隊列1181，1182的頂部，讀出地址“00”，“10”被讀出。然后，存于該地址的信元A和B分別被輸出至輸出線用作讀出。因為信元B是一非多址信元，一旦它被讀出，緩沖器能被釋放且下一輸入信元能被存放。然而，因為信元A是一多址信元，隨著多址信元計數(shù)器124的地址“00”的值的減少，該值必然變成“1”。因此，信元A被保持且緩沖器沒被釋放。當多址信元計數(shù)器124的值變?yōu)椤?”時，該地址被釋放且輸入信元成為可寫的。
按照本實施例的接收操作可參照圖14描述。
在S1，PMD單元21接收按照NRZ碼或16-CAP碼編碼的信號。PMD單元21將已接收信號轉換成偽發(fā)射耦合邏輯電路(Pseudo-Emitter Coupled Logic-P-ECL)的串行數(shù)據(jù)。
在S2，P-ECL的串行數(shù)據(jù)輸給時鐘恢復單元22且時鐘是從P-ECL的串行數(shù)據(jù)中提取出的。因此，接收時鐘和接收串行數(shù)據(jù)從時鐘恢復單元22輸出。
在S3，接收時鐘和接收串行數(shù)據(jù)輸入給串/并行轉換器23?；诮邮諘r鐘，接收串行數(shù)據(jù)轉換成并行數(shù)據(jù)。
在S4，接收并行數(shù)據(jù)輸入接收成幀器31。由接收成幀器31輸出的接收到的并行數(shù)據(jù)中把幀提取出來。
在S5，幀輸入至信元接收器32。信元接收器32提取含在幀中的信元并輸出它們。
在S6，信元輸給地址轉換器50a。地址轉換器50a在信元信頭中交換地址(VCI)。
在S7，在地址轉換器50a交換過的信頭的信元被輸入到8×8交換機60。當持有用戶信息的信元被輸入，8×8交換機60將信元按其目的地輸出給輸出端口(輸出線)。當8×8交換機60輸入信令信元，信元被輸出給AAL控制單元70。
圖15表示當信令數(shù)據(jù)信元被接收時的接收操作。
在S7的操作與圖14的操作等同。
在S8，AAL控制單元70接收信令信元。AAL控制單元70從信令信元中將信元組合成數(shù)據(jù)單元，且按DMA傳送，數(shù)據(jù)單元被傳送給RAM11。
在S9，交換機適配器100的CPU10將存放在RAM11中的信元的DMA傳送請求輸出給由計算機主機總線95提供的PCI總線控制器94。
在S10，PCI總線控制器將保存在RAM11中的信息傳送給主機內(nèi)存91。
在S11，計算機的一個CPU90執(zhí)行下面二個過程。
(1)交換的虛信道業(yè)務的處理結果報告給交換機適配器100。該報告送給地址轉換器50a的CAM組53，作為增加和刪除VPI/VCI的標記。當按照交換的虛信道業(yè)務的處理結果設立一新呼叫時，用作呼叫的VCI就設在CAM組53的表上。如圖7所示，“當輸入信元的VCI是13時，VCI被重寫為24”的信息新近增加到CAM組53中。在這樣的情況下，即如圖7所示，呼叫消失和釋放時，表上的“當輸入信元的VCI是11，VCI被重寫為10”的信息被刪除。
因此，在執(zhí)行呼叫設立或釋放的情況下，相應信息的增加或刪除在CAM組53上被執(zhí)行。計算機基于信令數(shù)據(jù)的處理結果，指示和控制CAM組53上信息的增加和刪除。
(2)接收信令數(shù)據(jù)的計算機為主叫終端執(zhí)行接續(xù)操作。信息產(chǎn)生了并傳送給“主叫”終端，該信息用于告知呼叫連至“主叫”終端。圖6和17表示信元連接到的“主叫”終端的這一通知的傳送。因為呼叫的拆線過程需要與接續(xù)操作相等的過程，有一例子表示了執(zhí)行呼叫接續(xù)過程的情況。
圖16表示了從裝有交換機適配器100的計算機到“主叫”終端的控制信息(信令數(shù)據(jù))的發(fā)送操作。在這種操作下，呼叫的設立，維護和釋放是基于信令數(shù)據(jù)被執(zhí)行的。
在S21，產(chǎn)生呼叫終端所要求的信令數(shù)據(jù)并寫入到緩存91上。
在S22，PCI總線控制器94從緩存91，按向RAM11作DMA傳送的方式，傳送信令數(shù)據(jù)。
在S23，交換機適配器100的CPU10從RAM11傳送給AAL控制單元70。
在S24，AAL控制單元70將信令數(shù)據(jù)分段為信令信元。
在S25，8×8交換機60通過輸入線11，從AAL控制單元70接收信令信元。8×8交換機60輸出信令信元給與“主叫”終端連接的通信線。8×8交換機60進而交換從另一輸入端口(輸入線)接收的用戶信息信元，并且按其目的地向輸出端口(輸出線)輸出它。
圖17表示了在由8×8交換機60輸出用戶信息信元之后的發(fā)送操作。
在S25，8×8交換機60經(jīng)過通信線向信元發(fā)送器35輸出信令信元。
在S26，信元發(fā)送器35接收信元，該信元從8×8交換機輸出，且將該信元組成幀格式。
在S27，幀由發(fā)送成幀器36接受。發(fā)送成幀器36接受該幀并輸出對應該幀的并行數(shù)據(jù)。
在S28，并行數(shù)據(jù)由串/并行轉換器23接受。串/并行轉換器23產(chǎn)生傳送時鐘并將并行數(shù)據(jù)轉換成P-ECL串行數(shù)據(jù)。
在S29，P-ECL串行數(shù)據(jù)由PMD單元21接受?；贜RZ碼或16-CAP碼，輸入到PMD單元的數(shù)據(jù)作為信號被輸出。
按本實施例的交換機適配器100，因為交換用戶信息是在交換機適配器執(zhí)行的，主機總線的負載能控制為最小。
一旦信令數(shù)據(jù)被傳送和接收，AAL控制單元70被激活。地址轉換器50判定信令數(shù)據(jù)的接收。地址轉換器50的CAM組53給出預先識別信令數(shù)據(jù)必需的初始化信息。地址轉換器50使用初始化信息來判斷信令數(shù)據(jù)。當信令數(shù)據(jù)被識別時，用在地址轉換器50上重寫信元信頭的方法，信令數(shù)據(jù)作為一個整體被輸入AAL控制單元70。
通過計算機主機總線95，采用控制和操作交換機適配器100的方式，設在CAM組53中的初始化信息能用軟件和硬件自由設置。
實施例2圖18表示了使用交換機適配器100的計算機的另一個例子。
遠程維護LAN適配器96是一連接局域網(wǎng)(圖中未示出)的適配器。更具體地來說，遠程維護LAN適配器96是一適配器，它能從遠處對交換機適配器100進行維護。遠程維護LAN適配器96檢查交換機適配器100是正常運行還是故障。遠程維護LAN適配器96完成遠程維護和診斷，并當交換機適配器不能工作時，試圖恢復信息。
廣域連接適配器97是一用作連接廣域網(wǎng)的適配器，例如幀中繼、B-ISDN和信元中繼。
LAN適配器是一用來連接局域網(wǎng)的適配器，例如100Mbps以太網(wǎng)和10Mbps以太網(wǎng)。
本實施例中顯示的計算機將交換機適配器100和每種類型的適配器96，97和98與主機總線95連接。主機總線95使用PCI總線，一條具有很高通用性的通用總線。只要安裝市面上可見的每一種類型適配器96，97和98到擴展槽上，就能不進行任何開發(fā)可立即使用其功能。因此，使用與其它適配器連接的交換機適配器100，就能實現(xiàn)路由器功能或橋接功能。這一裝置將在使用網(wǎng)絡系統(tǒng)時提高其可擴展性和可塑性。
實施例3圖19表示了使用實施例20的計算機實現(xiàn)的網(wǎng)絡配置。
因為每臺計算機具有交換功能，網(wǎng)絡能以矩陣形式配置。傳統(tǒng)上，每臺計算機或終端集中連接至一個交換機。接本實施例，計算機被使用時，如圖19所示，并不需要與一臺交換機集中連線，它容許網(wǎng)絡以矩陣形式配置。
因為網(wǎng)絡可以以矩陣形式配置，有可能動態(tài)地和方便地改變通路或增加與改換計算機或終端。
實施例4
圖20表示交換機適配器的另一例子。
交換機適配器100a的主要特征是一個地址轉換器500，它作用于TC/ATM控制單元300。輸入信元暫時地從TC/ATM控制單元300供給地址轉換器500。地址轉換器500轉換輸入信元的地址之后，輸入信元返回TC/ATM控制單元300。地址轉換之后，TC/ATM控制單元300直接將輸入信元輸出給8×8交換機60。其它特點與前述實施例的特點相同。
實施例5圖21至圖24表示了在“B-ISDN Ellustration reader”一文表示的幾種類型的ATM交換機。
在前述實施例中，ATM交換機在8×8交換機60中使用相同的緩沖類型，如圖21所示。交叉點型、輸出緩沖器型或輸入緩沖器型，如圖22至24所示，能夠在8×8交換機60中使用。也有可能使用圖中未顯示的其它類型ATM交換機。
在前述實施例中，8×8交換機用在交換機適配器100中。然而，M×N交換機同樣可以使用在交換機適配器100中。
按照本發(fā)明，交換機適配器100是一能形成交換功能的適配器。因交換功能是作為適配器的一種形式而實現(xiàn)的，位于交換單元中的多輸入端口的特定輸入端口和多輸出端口的特定輸出端口用作計算機接口，讀計算機與交換機適配器100連接。連接專用輸入口和輸出口的控制器提供在交換機適配器中。在交換機適配器100中提供接口單元，給予交換機適配器100一個與計算機的接口。
按本發(fā)明，在交換機適配器100中，地址轉換器識別控制數(shù)據(jù)用來控制網(wǎng)絡連接。交換單元輸出控制數(shù)據(jù)給提供給計算機的特定輸出端口。交換單元在交換機適配器中對已建立的連接執(zhí)行交換功能而不影響計算機。然而，控制網(wǎng)絡的控制數(shù)據(jù)被輸出給計算機，在計算機中被處理。
地址轉換器提供轉換表用作重寫數(shù)據(jù)的目的地。借助設置初始信息的方法(該信息預先識別轉換表上的控制數(shù)據(jù))，地址轉換器也分辨輸入數(shù)據(jù)是否為控制數(shù)據(jù)。
交換機適配器中的交換功能包括一ATM交換機或一ATM適配層控制器。
按本發(fā)明，交換機適配器將數(shù)據(jù)分類成交換數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)。在交換數(shù)據(jù)的情況下，交換在交換機適配器中被進行。在信令數(shù)據(jù)的情況下，信令數(shù)據(jù)通過控制器和接口單元傳送給計算機。
按本發(fā)明的計算機，在擴展槽中裝有交換機適配器并提供數(shù)據(jù)處理器，該處理器向/從交換機適配器傳送數(shù)據(jù)。按本發(fā)明的計算機，在擴展槽中裝有交換機適配器，并不損害計算機的功能，并且能夠作為交換設備來操作。
按本發(fā)明的計算機從交換機適配器接受最小數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器接受用來控制網(wǎng)絡的控制數(shù)據(jù)。然后數(shù)據(jù)處理器基于控制數(shù)據(jù)和連接來設置交換機適配器。因為其它處理是在交換機適配器中進行的，所以計算機的負荷限制到最低。
按本發(fā)明的計算機提供了局域網(wǎng)板或廣域網(wǎng)板。交換機適配器自/向這些板的數(shù)據(jù)傳送能夠容易進行。同樣，橋接功能，路由器功能或線路監(jiān)控功能能夠容易實現(xiàn)。
因為按照本發(fā)明，計算機使用標準化總線，與交換機適配器一起運行的另一適配器能在市場上容易買到。
因為按照本發(fā)明，計算機使用在個人電腦中標準化的PCI總線，本發(fā)明能夠應用于使用PCI總線的個人電腦。
因為按照本發(fā)明，計算機是一通用計算機，為了安裝交換機適配器并不需要特定硬件。
按照本發(fā)明，計算機中的交換機適配器處理物理層、ATM層和AAL層。計算機處理AAL層的較上層。因此，計算機能夠減輕自身的負荷。
已經(jīng)描述了本發(fā)明的幾種特殊實施例，對于該領域技術人員來說，還可以有各種各樣的改變、修改和改進。這些改變、修改和改進將視為本公開材料的一部分，且視為不超過本發(fā)明的精神范疇。同樣，前面描述的僅僅作為示例而已，并不局限于此。本發(fā)明僅由下面的權利要求及其等同物的定義來限制。
權利要求
1.一種交換機適配器，包括交換單元，它具有接收有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多輸入端口和參照輸入數(shù)據(jù)的目的地輸出輸入數(shù)據(jù)的多輸出端口；控制器，與交換單元耦合，控制數(shù)據(jù)處理，控制器與交換單元的多輸入端口中的一特定輸入端口連接且與交換單元的多輸出端口中的一特定輸出端口連接；接口單元，與控制器耦合，它提供控制器與外設之間的接口。
2.按權利要求1的交換機適配器，還包括一個地址轉換器，用來重寫從多輸入端口接受的輸入數(shù)據(jù)的目的地，其中地址轉換器從多輸入端口接收的輸入數(shù)據(jù)中識別出控制網(wǎng)絡的控制數(shù)據(jù)，并且將判定為控制數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的目的地重寫，作為多輸出端口的特定輸出端口。
3.權利要求2的交換機適配器，其中地址轉換器包括用來存儲轉換信息的轉換表，該轉換信息是用作重寫從多輸入端口接受的輸入數(shù)據(jù)的目的地，在其中地址轉換器基于轉換信息、識別控制數(shù)據(jù)，并且基于轉換信息重寫控制數(shù)據(jù)的目的地，使之成為多輸出端口的特定輸出端口，該端口與控制器連接。
4.權利要求1的交換機適配器，其中交換單元有異步轉移模式(ATM)交換機，控制器是處理ATM適配層協(xié)議的ATM適配層(AAL)。
5.一種裝在計算機中的交換機適配器包括交換單元，至少具有二個接收有目的地的輸入數(shù)據(jù)的輸入端口，它按輸入數(shù)據(jù)的目的地交換輸入數(shù)據(jù)，它將輸入數(shù)據(jù)輸出到至少兩輸出端口；地址轉換器，與至少兩輸入端口的第二至最后端口耦合，它將從至少兩輸入端口的第二至最后端口接收的輸入數(shù)據(jù)分類成控制數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)，它將控制數(shù)據(jù)的目的地設置成至少兩輸出端口的第一輸出端口，將交換數(shù)據(jù)的目的地設置成至少兩輸出端口的第二至最后端口；控制器，與至少兩輸入端口中的第一輸入端口和至少兩輸出端口的第一輸出端口連接，它處理控制數(shù)據(jù)并從/向交換單元傳送控制數(shù)據(jù)；接口單元，它向計算機傳送經(jīng)控制器處理過的控制數(shù)據(jù)，并向控制器傳送由計算機產(chǎn)生的計算機控制數(shù)據(jù)。
6.一種計算機，包括交換機適配器，包括交換單元，有接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多輸入端口，它按輸入數(shù)據(jù)的目的地交換輸入數(shù)據(jù)，它將輸入數(shù)據(jù)輸出給多輸出端口；控制器，它控制數(shù)據(jù)處理，該控制器與交換單元的多輸入端口的特定輸入端口相連并與交換單元的多輸出端口的特定輸出端口相連；接口單元，它提供控制器和外設之間的接口；總線，它將交換機適配器的接口單元與外設相連；數(shù)據(jù)處理器，它處理數(shù)據(jù)并通過接口單元和總線將它傳送給控制器。
7.權利要求6的計算機，在其中交換機適配器從自多輸入端口接受的輸入數(shù)據(jù)中提取出控制網(wǎng)絡的控制數(shù)據(jù)，并將控制數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理器，在其中數(shù)據(jù)處理器基于由交換機適配器提取出的控制數(shù)據(jù)的內(nèi)容來設置網(wǎng)絡控制。
8.權利要求7的計算機，還包括提供與另一網(wǎng)絡接口的網(wǎng)絡接口適配器，其中交換機適配器從/向網(wǎng)絡接口適配器傳送數(shù)據(jù)。
9.權利要求6的計算機，其中總線是一標準化總線。
10.權利要求9的計算機，其中標準化總線是外部控制器接口(PCI)總線。
11.權利要求6的計算機，其中計算機是通用計算機。
12.權利要求6的計算機，其中交換機適配器的交換單元處理物理層和ATM層，其中交換機適配器的控制器處理ATM適配層(AAL)，其中計算機的數(shù)據(jù)處理器處理基于AAL上的較上層。
13.一種將有交換單元的交換機適配器與總線連接的通用計算機的數(shù)據(jù)交換方法，包括以下步驟A、接收有目的地的輸入數(shù)據(jù)；B、按輸入數(shù)據(jù)的目的地分辨出輸出數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)還是交換數(shù)據(jù)，當輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)時，將輸入數(shù)據(jù)的目的地設置為交換單元的相應的特定輸出端口；C、將控制數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)輸入給交換單元，當輸入數(shù)據(jù)是交換數(shù)據(jù)時，將交換數(shù)據(jù)交換給輸入數(shù)據(jù)的目的地，當輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)時，將控制數(shù)據(jù)輸出給對應交換單元的特定輸出端口的輸入數(shù)據(jù)的目的地；D、通過總線，把輸出給交換單元的特定輸出端口的控制數(shù)據(jù)傳送給通用計算機。E、處理通用計算機中的控制數(shù)據(jù)。
14.權利要求13的數(shù)據(jù)交換方法，其中傳送控制數(shù)據(jù)的步驟還包括組合控制數(shù)據(jù)；暫存已組合的控制數(shù)據(jù)；以及將存儲的控制數(shù)據(jù)傳送給通用計算機的內(nèi)存。
15.權利要求13的數(shù)據(jù)交換方法，其中處理控制數(shù)據(jù)的步驟還包括設立、維護和釋放一呼叫；產(chǎn)生用于主叫終端的控制數(shù)據(jù)；以及其中數(shù)據(jù)交換方法還包括通過總線，將產(chǎn)生的用于主叫終端的控制數(shù)據(jù)送給交換機適配器的交換單元。
16.權利要求15的數(shù)據(jù)交換方法，其中處理控制數(shù)據(jù)的步驟是設立、維護和釋放呼叫的步驟之一。
17.權利要求15的數(shù)據(jù)交換方法，其中給主叫終端發(fā)送產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)的步驟包括將來自通用計算機內(nèi)存的所產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)傳送到交換機適配器內(nèi)存，及把所產(chǎn)生的存儲在交換機適配器內(nèi)存中的控制數(shù)據(jù)分段。
18.一種交換機適配器，包括交換單元，它有接收帶有目的地的輸入數(shù)據(jù)的多個輸入端口，和按輸入數(shù)據(jù)的目的地輸出輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口；控制裝置，與交換單元耦合，它從多個輸出端口中的控制器輸出端口中接收被判定為控制數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)，對接收到的控制數(shù)據(jù)作數(shù)據(jù)處理，并向多個輸入端口中的控制器輸入端口輸出控制數(shù)據(jù)；接口裝置，與控制裝置耦合，它容許在交換機適配器和外設之間傳輸數(shù)據(jù)。
19.權利要求18的交換機適配器，還包括一轉換裝置，該裝置與交換單元耦合，將由交換單元接收的并判定為交換機適配器的控制數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的目的地轉換成對應于多個輸出端口中的控制器輸出端口的目的地，多個輸出端口中的控制器輸出端口與控制裝置耦合。
20.權利要求19的交換機適配器，其中控制裝置包括一數(shù)據(jù)處理設備，它基于從多個輸出端口中的控制器輸出端口中接收的控制數(shù)據(jù)來設置交換機適配器。
21.權利要求20的交換機適配器，其中數(shù)據(jù)處理設備包括一隨機存取內(nèi)存(RAM)，在RAM中存儲從多個輸出端口中的控制器輸出端口接收的控制數(shù)據(jù)。
22.權利要求21的交換機適配器，其中數(shù)據(jù)處理設備還包括一中央處理器(CPU)，它與RAM結合，使用存儲在RAM中的控制數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。
23.權利要求19的交換機適配器，還包括傳輸會聚/異步轉移模式(TC/ATM)控制單元，它與轉換裝置耦合，將一輸入幀分拆成輸入數(shù)據(jù)，以便輸入數(shù)據(jù)的目的地能由轉換裝置轉換。
24.權利要求23的交換機適配器，還包括與TC/ATM控制單元耦合的物理層協(xié)議(PHY)單元，它從一條連接線接收輸入幀，該連接線與網(wǎng)絡中的外設相連。
25.裝在計算機中的交換機適配器包括交換單元，它有多個接受輸入數(shù)據(jù)的輸入端口和輸出輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口，其中交換單元交換由多個輸入端口所接收的輸入數(shù)據(jù)的目的地；地址轉換器，與多個輸入端口的第二至最后端口耦合，它將由多個輸入端口接收的輸入數(shù)據(jù)分類為交換數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)；控制器，與多個輸入端口的第一輸入端口耦合及與多個輸出端口的第一輸出端口耦合，它向/自交換單元傳送信令數(shù)據(jù)；接口單元，與控制器耦合，它從控制器傳送信令數(shù)據(jù)給計算機且從計算機傳送信令數(shù)據(jù)給控制器。
26.一種計算機，包括交換機適配器包括交換單元，具有接收輸入數(shù)據(jù)的多個輸入端口和輸出輸入數(shù)據(jù)的多個輸出端口；控制器，它控制對應于控制數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理，該控制器與多個輸入端口的控制器輸入端口耦合且與多個輸出端口的控制器輸出端口耦合；接口單元，它將控制器與外設耦合，總線，它將接口單元與交換機適配器耦合；以及數(shù)據(jù)處理器，它與接口單元耦合，通過接口單元和總線傳送數(shù)據(jù)。
27.權利要求26的計算機，其中交換機適配器從由交換單元接受的輸入數(shù)據(jù)中提取出控制數(shù)據(jù)，且將控制數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理器，其中數(shù)據(jù)處理器基于控制數(shù)據(jù)的內(nèi)容，設置交換機適配器來控制網(wǎng)絡。
28.權利要求26的計算機，還包括網(wǎng)絡接口適配器，它與交換機適配器耦合，提供與另一網(wǎng)絡的接口，且其中交換機適配器向/從網(wǎng)絡接口適配器傳送數(shù)據(jù)。
29.通用計算機中交換數(shù)據(jù)的一種方法，包括以下步驟A、輸入有目的地的輸入數(shù)據(jù)，B、按輸入數(shù)據(jù)的目的地，判斷輸入數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)還是交換數(shù)據(jù)；C、若輸入數(shù)據(jù)被判斷為控制數(shù)據(jù)，將輸入數(shù)據(jù)的目的地設成計算機的交換單元的控制器輸出端口；D、將交換數(shù)據(jù)輸入給交換單元；E、按交換數(shù)據(jù)的目的地交換交換數(shù)據(jù)；F、將控制數(shù)據(jù)輸出至交換單元的控制器輸出端口；G、將輸出給控制器輸出端口的控制數(shù)據(jù)通過總線傳送給通用計算機；H、在通用計算機中，處理通過總線傳送來的控制數(shù)據(jù)。
30.權利要求29的數(shù)據(jù)交換方法，其中傳送控制數(shù)據(jù)的步驟G還包括組合控制數(shù)據(jù)；暫存已組合的控制數(shù)據(jù)；以及傳送控制數(shù)據(jù)至通用計算機內(nèi)存。
31.權利要求29的數(shù)據(jù)交換方法，其中處理控制數(shù)據(jù)的步驟H還包括設立、維護和釋放一個呼叫；以及產(chǎn)生用于主叫終端的控制數(shù)據(jù)。
32.權利要求31的數(shù)據(jù)交換方法，還包括通過總線發(fā)送所產(chǎn)生的控制數(shù)據(jù)給交換機適配器的交換單元的步驟。
33.權利要求32的數(shù)據(jù)交換方法，其中發(fā)送步驟還包括傳送通用計算機內(nèi)存中的控制數(shù)據(jù)給交換機適配器內(nèi)存；把存儲在交換機適配器內(nèi)存中的控制數(shù)據(jù)分段。
34.一種計算機系統(tǒng)，包括多臺互聯(lián)計算機；多個接口單元，每一接口單元將多個互聯(lián)計算機的一臺計算機與多臺互聯(lián)計算機的另一臺計算機連接；多臺計算機中每一臺計算機包括多個適配器，包括交換機適配器，與交換機適配器耦合的遠程維護局域網(wǎng)(LAN)適配器，與交換機適配器耦合的廣域網(wǎng)連接適配器，與交換機適配器耦合的LAN適配器；以及與多個適配器的每一個連接的主機總線；其中每臺計算機能通過至少一接口單元傳送數(shù)據(jù)給任何其它計算機。
35.權利要求34的網(wǎng)絡，其中每臺計算機的交換機適配器使計算機能執(zhí)行交換功能。
36.權利要求35的網(wǎng)絡，其中網(wǎng)絡中多臺計算機的每一臺計算機與多臺計算機中的至少一臺計算機連接，形成矩陣結構，因為多臺計算機的每一臺有能力執(zhí)行交換功能。
37.權利要求36的網(wǎng)絡，其中多臺計算機的每臺計算機能移走或加進該網(wǎng)絡，其中多臺計算機的每一臺計算機能傳送數(shù)據(jù)至網(wǎng)絡的多臺計算機中的任何其它計算機。
38.權利要求37的網(wǎng)絡，其中網(wǎng)絡中每臺計算機可以與網(wǎng)絡中多臺計算機中的不止一臺連接，以便每臺計算機成為網(wǎng)絡的一部分。
39.權利要求34的網(wǎng)絡，其中遠程維護LAN適配器與交換適配器耦合，來判斷交換適配器是正常運行還是有故障，并當交換適配器出故障時，對交換適配器進行遠程維護和診斷來試圖恢復在交換適配器中丟失的信息。
全文摘要
交換設備的功能是用一適配器來實現(xiàn)的。不能在適配器中處理的信令數(shù)據(jù)，通過AAL控制器，RAM和總線控制器輸出給計算機主機總線。計算機通過主機總線處理信令數(shù)據(jù)并將它送給交換機適配器。通過總線控制器，RAM和AAL控制器，信令數(shù)據(jù)被輸入給8×8交換機。一般用戶信息由PHY單元，TC/ATM控制器，地址轉換器和8×8交換機交換。通過將交換機適配器與計算機連接，有可能使計算機當作交換設備運行而不損害其功能。
文檔編號H04L12/56GK1132881SQ9512019
公開日1996年10月9日 申請日期1995年12月28日 優(yōu)先權日1994年12月28日
發(fā)明者塚本祐司 申請人:三菱電機株式會社