專利名稱：信號(hào)置換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)置換。
背景信號(hào)置換(signal permuting)用于改變信號(hào)的路由通路以連接具有不同順序的信號(hào)線組的兩個(gè)接口。例如，如

圖1A所示，如果連到輸入電路11的接口10具有承載控制、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2和接地信號(hào)的線L0到L3，而連到輸出電路13的第二接口12具有承載數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2、接地和控制信號(hào)的線L0到L3，則通過(guò)4乘4的置換網(wǎng)絡(luò)14耦合輸入和輸出接口，該置換網(wǎng)絡(luò)14將[L0，L1，L2，L3]映射到[L3，L0，L1，L2]。
可以采用開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)置換網(wǎng)絡(luò)。在圖1B中，一n:1開(kāi)關(guān)16的輸出可以反映其n個(gè)輸入中的任何一個(gè)。通過(guò)采用在其輸入處接收同組n個(gè)信號(hào)的大量n:1開(kāi)關(guān)，就可以在其輸出端子處將n個(gè)信號(hào)置換成任意順序。圖1C示出一個(gè)使用兩個(gè)2:1開(kāi)關(guān)20、22的2乘2的置換網(wǎng)絡(luò)，它置換兩個(gè)信號(hào)S0和S1的順序。
可以使用n:1的多路復(fù)用器、寫(xiě)入其內(nèi)容以反映單個(gè)地址輸入的2n×1的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器或者被編程為在輸出處反映任何一個(gè)輸入的現(xiàn)場(chǎng)可編程序的門(mén)陣列中的n輸入查找表實(shí)現(xiàn)一個(gè)n:1開(kāi)關(guān)。對(duì)于每一種技術(shù)，可以最經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)類型可能是不同的。
附圖概述圖1A-1C是開(kāi)關(guān)和置換網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖2-3A和3B是置換網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
圖4A是輸入和輸出端子之間映射的示圖。
圖4B是示出信號(hào)的位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的示圖。
圖5A是具有置換網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)的示意圖。
圖5B是圖5A的置換網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出端子之間映射的示圖。
圖6是置換網(wǎng)絡(luò)的示意圖。
具體描述本發(fā)明針對(duì)使用預(yù)定組構(gòu)件塊(building block)的置換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。構(gòu)件塊是一種或多種可編程開(kāi)關(guān)，每一種都能從幾個(gè)信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)。置換網(wǎng)絡(luò)被配置成多維開(kāi)關(guān)陣列置換器(MSAP)，它可以通過(guò)編程開(kāi)關(guān)來(lái)置換信號(hào)順序以便根據(jù)置換算法選擇信號(hào)。
在附圖中，每個(gè)置換器都在左邊具有輸入端子并在右邊具有輸出端子。參考圖2，可以使用2D-1個(gè)層的開(kāi)關(guān)(層L1到L2D-1)實(shí)現(xiàn)可置換N＝w1×w2×...×wD個(gè)信號(hào)的多維開(kāi)關(guān)陣列置換器(MSAP)200。數(shù)字w1，w2，...，wD是整數(shù)。每個(gè)層包含相同數(shù)目(N)的同類開(kāi)關(guān)，但不同層中開(kāi)關(guān)的類型可以不同。對(duì)于λ＝1到D，層Lλ包括wλ:1開(kāi)關(guān)，它們每一個(gè)都可以從wλ個(gè)信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)。例如，層L1包含w1:1開(kāi)關(guān)，層L2包含w2:1開(kāi)關(guān)，層LD包含wD:1開(kāi)關(guān)。對(duì)于λ＝D+1到2D-1，層Lλ包括(2D-λ):1開(kāi)關(guān)。例如，層LD+1包括wD-1:1開(kāi)關(guān)，而層L2D+1包括w1:1開(kāi)關(guān)。通過(guò)將一個(gè)層中的開(kāi)關(guān)輸出端子適當(dāng)?shù)剡B接到下一個(gè)層中的開(kāi)關(guān)輸入端子，并且適當(dāng)?shù)貙㈤_(kāi)關(guān)編程以便選擇輸入信號(hào)，MSAP200可以將其輸入處的一組信號(hào)的順序置換成其輸出處的信號(hào)的任意順序。
層L1中開(kāi)關(guān)的輸入信號(hào)是MSAP的N個(gè)輸入信號(hào)。層L1中的w1:1開(kāi)關(guān)被配置成形成大量w1乘w1置換器202，數(shù)量是N/w1。每個(gè)w1乘w1置換器202包括大量w1:1開(kāi)關(guān)，數(shù)量是w1。每個(gè)w1乘w1置換器202從輸入端子204接收w1信號(hào)，并在輸出端子206上輸出一組重新排序的w1信號(hào)。置換器202的輸出端子206被發(fā)送到層L2中的置換器輸入端子。層L2中的w2:1開(kāi)關(guān)被配置成形成大量w2乘w2置換器208，數(shù)量是N/w2。每個(gè)w2乘w2置換器208在輸入端子210處接收w2信號(hào)，并在輸出端子212處輸出一組重新排序的w2信號(hào)。置換器208的輸出信號(hào)被發(fā)送到層L3中置換器的輸入端子，等等。
通常，層Lλ(λ＝1到D)中的開(kāi)關(guān)被分組成wλ乘wλ置換器，每個(gè)置換器都從前一層接收wλ信號(hào)并在其輸出處產(chǎn)生一組重新排序的wλ信號(hào)。層Lλ(λ＝D+1到2D-1)中的開(kāi)關(guān)被分組成w2D-λ乘w2D-λ置換器，每個(gè)置換器都從前一層接收w2D-λ信號(hào)并在其輸出處產(chǎn)生一組重新排序的w2D-λ信號(hào)。最末層L2D-1中的開(kāi)關(guān)輸出是MSAP的輸出，它是一組重新排序的N信號(hào)。
一層的輸出端子和下一層的輸入端子之間的連接是固定的(例如，硬連接的)。該連接可以通過(guò)虛線中圍繞的區(qū)域214表示。配置每個(gè)層之間的連接，從而置換器的每一個(gè)輸出信號(hào)都被發(fā)送到下一層中的不同置換器。因此，每個(gè)wλ乘wλ置換器從前一層中的wλ不同置換器接收wλ輸入信號(hào)，置換該wλ信號(hào)的順序，并將重新排序的wλ信號(hào)發(fā)送到下一層中的wλ不同置換器。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可以根據(jù)哪種類型是可得的來(lái)使用各種類型的開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)和構(gòu)建MSAP。例如，為了設(shè)計(jì)可以置換N個(gè)信號(hào)的MSAP，可以首先確定N的因數(shù)wi。通常，可以以許多方法將數(shù)量N化為因數(shù)，每一種都對(duì)應(yīng)于不同的設(shè)計(jì)。例如，假定選擇因數(shù)wi從而N＝w1×w2×...×wD，隨后，可以設(shè)計(jì)具有D維的MSAP，其中wλ是第λ維的寬度。通過(guò)以下的描述將使“寬度”和“維”的意思變得顯而易見(jiàn)。
例如，有幾個(gè)可以置換48個(gè)信號(hào)的MSAP結(jié)構(gòu)●可以通過(guò)選擇N＝48，D＝2，w1＝6和w2＝8來(lái)設(shè)計(jì)二維MSAP。通過(guò)采用6:1開(kāi)關(guān)的第一層、8:1開(kāi)關(guān)的第二層和6:1開(kāi)關(guān)的第三層來(lái)構(gòu)成該48乘48的MSAP。
●可以通過(guò)選擇N＝48，D＝3，w1＝3、w2＝4和w3＝4來(lái)設(shè)計(jì)三維MSAP。通過(guò)采用3:1開(kāi)關(guān)的第一層、4:1開(kāi)關(guān)的第二、第三、第四層和3:1開(kāi)關(guān)的第五層來(lái)構(gòu)成該48乘48的MSAP。
可以通過(guò)選擇N＝48，D＝5，w1＝2、w2＝2、w3＝2、w4＝2和w5＝3來(lái)設(shè)計(jì)五維MSAP。通過(guò)采用2:1開(kāi)關(guān)的第一到四層、3:1開(kāi)關(guān)的第五層和2:1開(kāi)關(guān)的第六到九層來(lái)構(gòu)成該48乘48的MSAP。
當(dāng)不同環(huán)境(例如，用于實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的不同技術(shù)，或者相同技術(shù)的不同商標(biāo)的產(chǎn)品)提供不同類型的開(kāi)關(guān)，或者允許最經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)不同類型的開(kāi)關(guān)時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是很明顯的。例如，在一種環(huán)境中，基本構(gòu)件塊可以是2:1開(kāi)關(guān)，且所有其它n:1開(kāi)關(guān)都可以由2:1開(kāi)關(guān)構(gòu)成。在另一種環(huán)境中，基本構(gòu)件塊可以包括2:1和3:1兩種開(kāi)關(guān)，且更大的開(kāi)關(guān)可以由這兩種類型的開(kāi)關(guān)構(gòu)成。可以使用對(duì)特定環(huán)境最經(jīng)濟(jì)的構(gòu)件塊來(lái)構(gòu)成N乘N的MSAP。
接著之前的實(shí)例，為了置換48個(gè)信號(hào)，還可能選擇MSAP的結(jié)構(gòu)，其中N被選為大于48，從而某些MSAP輸入和輸出是不使用的。該結(jié)構(gòu)使用更多邏輯電路，但可以使特定MSAP結(jié)構(gòu)可得。例如，通過(guò)選擇N＝64，以下的三種配置可以用于構(gòu)成64乘64的MSAP●N＝64，D＝2，w1＝8，w2＝8。
●N＝64，D＝3，w1＝4，w2＝4，w3＝4。
●N＝64，D＝6，w1＝2，w2＝2，w3＝2，w4＝2，w5＝2，w6＝2。
通常，對(duì)于特殊環(huán)境，如果必須從更小的開(kāi)關(guān)構(gòu)建更大的開(kāi)關(guān)，則為了置換相同數(shù)量(N)的信號(hào)，使用較小開(kāi)關(guān)的較高維MSAP將使用更少的邏輯電路。在上述實(shí)例中，如果必須通過(guò)2:1開(kāi)關(guān)構(gòu)建8:1和4:1的開(kāi)關(guān)，則在這三種配置中，使用2:1開(kāi)關(guān)的六維MSAP是更加經(jīng)濟(jì)的(即，將使用最少數(shù)目的全部開(kāi)關(guān))。因?yàn)榫S寬度wk與開(kāi)關(guān)的大小成比例，通過(guò)將w1，w2，...，wD選為數(shù)值上盡可能接近將可以使用較小的開(kāi)關(guān)和較少的邏輯電路。例如，當(dāng)N＝nD時(shí)，最經(jīng)濟(jì)的配置是選擇w1＝w2＝...＝wD＝n。例如，如果必須通過(guò)2:1的開(kāi)關(guān)構(gòu)成更大的開(kāi)關(guān)，則MSAP的最有效設(shè)計(jì)是選擇n＝2和使用2:1的開(kāi)關(guān)作為MSAP的基本構(gòu)件塊。參見(jiàn)以下的表1以便比較用各種大小的開(kāi)關(guān)構(gòu)成MSAP的有效性。
在圖3A所示的實(shí)例中，12乘12的MSAP 300由兩層的3:1開(kāi)關(guān)和一層的4:1開(kāi)關(guān)構(gòu)成。MSAP 300包括層L1到L3。層L1包括3:1的開(kāi)關(guān)，它被配置成形成3乘3的置換器302、304、306和308。層L2包括4:1開(kāi)關(guān)，它被配置成構(gòu)成4乘4置換器310、312和314。層L3包括3:1開(kāi)關(guān)，它被配置成構(gòu)成3乘3置換器316、318、320和322。在每個(gè)置換器內(nèi)，不同的開(kāi)關(guān)選擇不同的輸入信號(hào)，從而在它們的選擇中沒(méi)有重疊，導(dǎo)致置換器輸出端子處出現(xiàn)輸入信號(hào)的重新排序。
層L1中的每個(gè)3乘3置換器在其輸入端子處接收三個(gè)信號(hào)，置換這三個(gè)信號(hào)的順序，并將重新排序的三個(gè)信號(hào)發(fā)送到層L2中的三個(gè)不同的置換器。例如，置換器302的第一輸出端子連接到置換器310的第一輸入端子。置換器302的第二輸出連接到置換器312的第一輸入。置換器302的第三輸出連接到置換器314的第一輸入，等等。在這種方式中，層L1中置換器的三個(gè)輸出信號(hào)中的每一個(gè)都將由層L2中的不同置換器重新排序。
同樣，層L2中置換器的每個(gè)輸出都連接到層L3中不同置換器的輸入。因此，層L2中置換器的四個(gè)輸出信號(hào)中的每一個(gè)都將由層L3中的不同置換器重新排序。通過(guò)用每個(gè)置換器將信號(hào)合適地重新排序，12乘12的MSAP可以將12個(gè)輸入信號(hào)重新排序成任一順序的12個(gè)輸出信號(hào)。
作為置換器如何將信號(hào)重新排序的說(shuō)明，在每個(gè)置換器內(nèi)示出虛線，表示從輸入端子到輸出端子的信號(hào)路由。具有順序[S1，S2，...，S12]的12個(gè)輸入信號(hào)在MSAP300的輸出處被重新排序成順序[S7，S5，S3，S9，S8，S1，S10，S2，S6，S12，S11，S4]。以下說(shuō)明信號(hào)S3如何從圖左邊的輸入端子處的線#3被重新排序成圖右邊的輸出端子處的線#6。置換器302將信號(hào)S3從輸入#3重新排序到輸出#1，該輸出#1連接到置換器310的輸入#1。置換器310將信號(hào)S3從輸入#1重新排序到輸出#2，該輸出#2連接到置換器318的輸入#4。隨后，置換器318將信號(hào)S3從輸入#4重新排序到輸出#6。圖中從上到下將每一層中置換器的輸入和輸出編號(hào)為#1到#12。
以下描述一個(gè)層中開(kāi)關(guān)的輸出端子和下一個(gè)層中開(kāi)關(guān)的輸入端子之間的連接。這些連接是固定的(例如，硬連接的)。為了描述的目的，假定MSAP每一層中的開(kāi)關(guān)形成D維陣列。層Lλ中的開(kāi)關(guān)被表示成S[λ][x1，x2，...，xD]，其中1≤xk≤wk，k從1到D。數(shù)字x1表示開(kāi)關(guān)的第一維坐標(biāo)，數(shù)字x2表示第二維坐標(biāo)，等等。通過(guò)在開(kāi)關(guān)名稱的末端添加下標(biāo)來(lái)表示這些開(kāi)關(guān)的輸入。例如，開(kāi)關(guān)S[1][2，3，4]具有輸入S[1][2，3，4]1，S[1][2，3，4]2等等。通過(guò)添加星號(hào)表示輸出(例如S[1][2，3，4]*)。
MSAP的輸出信號(hào)是最末層L2D-1的輸出，即對(duì)于x1，x2，...，xD的各種組合，MSAP輸出是S[2D-1][x1，x2，...，xD]*。為了簡(jiǎn)化開(kāi)關(guān)符號(hào)的描述，使用虛構(gòu)層L0，從而MSAP輸入是L0輸出。因此，對(duì)于x1，x2，...，xD的各種組合，MSAP輸入是S
[x1，x2，...，xD]*。雖然不存在開(kāi)關(guān)S
[1，...，1]，但有信號(hào)S
[1，...，1]*，它是MSAP輸入。
對(duì)于λ＝1，2，...D，層Lλ中置換器僅沿著維數(shù)λ任意地置換前一層中置換器的輸出。這意味著層Lλ中置換器中的開(kāi)關(guān)僅從具有不同維數(shù)λ的標(biāo)記的前一層中的開(kāi)關(guān)接收信號(hào)，并僅置換這些信號(hào)。層Lλ中(λ≤D)每個(gè)wλ:1開(kāi)關(guān)，表示成S[λ][x1，x2，...，xD]，具有wλ輸入，即S[λ][x1，x2，...，xD]1，S[λ][x1，x2，...，xD]2，...，S[λ][x1，x2，...，xD](wλ)。這些輸入映射到前一層的所有輸出，其中開(kāi)關(guān)坐標(biāo)僅有維數(shù)λ不同S[λ][x1，x2，...，xλ，...，xD]1＝S[λ-1][x1，x2，...，1，...，xD]*S[λ][x1，x2，...，xλ，...，xD]2＝S[λ-1][x1，x2，...，2，...，xD]*S[λ][x1，x2，...，xλ，...，xD](wλ)＝S[λ-1][x1，x2，...，wλ，...，xD]*(1≤λ≤D；任何x1，x2，...，xD)對(duì)于λ＝D+1，D+2，...，2D-1，層Lλ僅沿維數(shù)2D-λ任意置換前一層的輸出。這意味著層Lλ中置換器中的開(kāi)關(guān)僅從具有不同維數(shù)2D-λ的標(biāo)記的前一層中的開(kāi)關(guān)接收信號(hào)，并僅置換這些信號(hào)。層Lλ中(λ＞D)每個(gè)w2D-λ:1開(kāi)關(guān)，表示成S[λ][x1，x2，...，xD]，具有w2D-λ輸入，即S[λ][x1，x2，...，xD]1，S[λ][x1，x2，...，xD]2，...，S[λ][x1，x2，...，xD](w2D-λ)。這些輸入映射到前一層的所有輸出，其中開(kāi)關(guān)坐標(biāo)僅有維數(shù)2D-λ不同S[λ][x1，x2，...，x2D-λ，...，xD]1＝S[λ-1][x1，x2，...，1，...，xD]*S[λ][x1，x2，...，x2D-λ，...，xD]2＝S[λ-1][x1，x2，...，2，...，xD]*S[λ][x1，x2，...，x2D-λ，...，xD](w2D-λ)＝S[λ-1][x1，x2，...，w2D-λ，...，xD]*
(D+1≤λ≤2D-1；任何x1，x2，...，xD)參考圖3B，MSAP 300中的開(kāi)關(guān)被標(biāo)為S[λ][x1，x2]，λ從1到3，x1從1到3且x2從1到4。為了符號(hào)的方便，MSAP輸入信號(hào)被描述成層L0的輸出信號(hào)，并標(biāo)記成S
[i，j]*，i從1到3而j從1到4。層L1沿第一維數(shù)置換信號(hào)。這意味著層L0中開(kāi)關(guān)的輸出連接到層L1中開(kāi)關(guān)的輸入，該層L0中開(kāi)關(guān)具有第一維數(shù)中的不同坐標(biāo)而第二維數(shù)中相同坐標(biāo)的標(biāo)記。例如，開(kāi)關(guān)S[1][2，3]的三個(gè)輸入連接到層L0中開(kāi)關(guān)的輸出，具體如下S[1][2，3]1＝S
[1，3]*S[1][2，3]2＝S
[2，3]*S[1][2，3]3＝S
[3，3]*層L2沿第二維數(shù)置換信號(hào)。這意味著層L1中開(kāi)關(guān)的輸出連接到層L2中開(kāi)關(guān)的輸入，該層L1中開(kāi)關(guān)具有第二維數(shù)中的不同坐標(biāo)而第一維數(shù)中相同坐標(biāo)的標(biāo)記。例如，開(kāi)關(guān)S[2][2，3]的四個(gè)輸入如下連接S[2][2，3]1＝S[1][2，1]*S[2][2，3]2＝S[1][2，2]*S[2][2，3]3＝S[1][2，3]*S[2][2，3]4＝S[1][2，4]*層L3沿第一維數(shù)置換信號(hào)。例如，開(kāi)關(guān)S[3][2，3]的三個(gè)輸入如下連接S[3][2，3]1＝S[2][1，3]*S[3][2，3]2＝S[2][2，3]*S[3][2，3]3＝S[2][3，3]*層MSAP 300的輸出信號(hào)是來(lái)自層L3的12個(gè)開(kāi)關(guān)輸出，即S[3][1，1]*到S[3][3，4]*。
MSAP開(kāi)關(guān)拓?fù)渚哂羞f歸結(jié)構(gòu)。如果從維數(shù)D＞1的MSAP中除去開(kāi)關(guān)的第一和最末層(L1和L2D-1)，則剩余部分是大量維數(shù)D-1的更小MSAP，數(shù)量是w1。通常，在維數(shù)D＞1的MSAP中，對(duì)于第一維中1和w1之間的每一個(gè)固定坐標(biāo)c，開(kāi)關(guān)的子集{S[λ][c，x2，x3，...，xD]}(λ從2到2D-2且每個(gè)xk從1到wk)形成維數(shù)D-1的子MSAP，其維寬度是w2，w3，...，wD。每個(gè)子MSAP都具有其自己的子MSAP等等，直到一維MSAP的水平。在以下描述的MSAP切換算法中反映了該MSAP的遞歸結(jié)構(gòu)。
根據(jù)切換算法配置MSAP中的開(kāi)關(guān)，從而MSAP可以以任何選擇的順序置換信號(hào)。為了便于描述該算法，MSAP的每個(gè)輸入信號(hào)都被描述成具有起始位置和目標(biāo)位置。特殊層中信號(hào)的位置寫(xiě)作[x1，x2，...，xD]并對(duì)應(yīng)于開(kāi)關(guān)的標(biāo)記，它選擇信號(hào)作為輸出。例如，圖3B中，輸入線#3處的信號(hào)具有[3，1]的起始位置，因?yàn)樵撔盘?hào)由開(kāi)關(guān)S
[3，1]選擇并在其輸出處反映。如前所述，層L0是虛構(gòu)層并僅為了描述方便。當(dāng)信號(hào)傳播到層L1時(shí)，其位置變成[1，1]因?yàn)樵撔盘?hào)由開(kāi)關(guān)S[1][1，1]選擇。當(dāng)信號(hào)傳播到層L2時(shí)，其位置變成[1，2]因?yàn)樵撔盘?hào)由開(kāi)關(guān)S[2][1，2]選擇。隨后在層L3中，信號(hào)的位置變成[3，2]因?yàn)樵撔盘?hào)由開(kāi)關(guān)S[3][3，2]選擇。
在三維(D＝3)MSAP中，假定輸入信號(hào)具有起始位置[2，5，3]和目標(biāo)位置[4，1，6]。這意味著必須以一定的方式設(shè)置MSAP開(kāi)關(guān)從而輸入信號(hào)S
[2，5，3]*被路由到輸出信號(hào)S[5][4，1，6]*。當(dāng)信號(hào)通過(guò)MSAP傳播時(shí)，在每個(gè)開(kāi)關(guān)層中調(diào)整信號(hào)位置，反映信號(hào)傳播經(jīng)過(guò)的開(kāi)關(guān)。因?yàn)槊繉觾H在一個(gè)維數(shù)中置換信號(hào)，所以在一層中僅調(diào)整信號(hào)位置的一個(gè)坐標(biāo)。例如，在D＝3的MSAP中，信號(hào)可以遵循以下位置路徑L0[2，5，3]L1[8，5，3]L2[8，7，3]L3[8，7，6]L4[8，1，6]L5[4，1，6]該位置路徑確定如何設(shè)置每個(gè)層中的一個(gè)開(kāi)關(guān)。為使信號(hào)從L0位置[2，5，3]傳播到L1位置[8，5，3]，開(kāi)關(guān)S[1][8，5，3]必須被設(shè)定為位置2。為使信號(hào)從L1位置[8，5，3]傳播到L2位置[8，7，3]，開(kāi)關(guān)S[2][8，7，3]必須被設(shè)定為位置5，等等。當(dāng)用于MSAP輸入信號(hào)的所有位置路徑都確定下來(lái)時(shí)，就可以設(shè)置MSAP中的所有開(kāi)關(guān)，從而所有的輸入信號(hào)都被路由到MSAP的合適輸出端子。因此，N位置路徑(或信號(hào)路徑)的集合可以用于確定MSAP的開(kāi)關(guān)設(shè)置配置。
MSAP切換算法MSAP切換算法提供了一種配置MSAP以便在輸出端子處實(shí)現(xiàn)所有可能的信號(hào)置換的方法。但是，切換算法提供的配置不是僅有的配置MSAP以置換信號(hào)的方法。還可以使用“強(qiáng)力(brute-force)”方法，通過(guò)以某些智能(例如，遞歸)檢查所有可能的切換組合以找到解決方案。
MSAP切換算法包括算法1，它調(diào)用算法2。在以下算法1的描述中，在信號(hào)位置路徑而非MSAP切換設(shè)置的方面描述MSAP切換程序。有N個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)都具有D維起始位置和D維目標(biāo)位置。算法1為所有信號(hào)確定位置路徑，以MSAP拓?fù)湓试S的方式給出每個(gè)信號(hào)在從L0到L2D-1每層中的位置坐標(biāo)。兩個(gè)信號(hào)不能占據(jù)任一層中的相同位置。每個(gè)信號(hào)的L0位置是其起始位置。通過(guò)算法1生成的每個(gè)信號(hào)的L2D-1位置將與信號(hào)的目標(biāo)位置相匹配。
算法1算法1遞歸地調(diào)用其自身。每次調(diào)用算法1時(shí)，表示輸入信號(hào)子集的參數(shù)∑就被傳遞給算法1。當(dāng)初始調(diào)用算法1時(shí)，參數(shù)∑＝{所有信號(hào)}被傳遞給算法1。在隨后的遞歸調(diào)用中，參數(shù)∑將包含信號(hào)的連續(xù)的較小子集。算法1通過(guò)傳遞水平參數(shù)λ保持跟蹤其遞歸的深度。當(dāng)初始調(diào)用算法1時(shí)，將參數(shù)λ＝1提供給該算法。當(dāng)算法1再次調(diào)用其自身時(shí)，傳遞參數(shù)λ＝2，等等。
對(duì)于任何給定的N，D，w1，w2，...，和wD從而N＝w1×w2×...×wD，算法1用參數(shù)λ表示遞歸深度和用∑表示信號(hào)的子集來(lái)執(zhí)行以下步驟從而進(jìn)行操作。開(kāi)始，設(shè)置λ＝1。
步驟1如果λ＝D，跳到步驟5。
步驟2將∑中每個(gè)信號(hào)的Lλ-1位置復(fù)制到其Lλ位置。步驟3調(diào)用算法2來(lái)置換∑中信號(hào)的Lλ位置，僅改變每個(gè)信號(hào)的第λ位置坐標(biāo)，其中具有相同第λ位置坐標(biāo)的∑中的兩個(gè)信號(hào)不能具有相同的第(λ+1)至第D目標(biāo)坐標(biāo)。
步驟4對(duì)于每個(gè)c，范圍從1到wλ，遞歸地調(diào)用算法1，傳遞參數(shù)∑＝∑中信號(hào)的子集，它具有等于層Lλ中的c的第λ位置坐標(biāo)；以及λ＝λ+1。
步驟5通過(guò)將每個(gè)信號(hào)的第λ位置坐標(biāo)變成其第λ目標(biāo)坐標(biāo)，將∑中的信號(hào)從其L2D-λ-1中的位置置換成L2D-λ中的新位置。
算法1的步驟3和5中執(zhí)行的置換僅沿該層允許的特定維數(shù)置換信號(hào)。例如，層Lk中的開(kāi)關(guān)僅沿維數(shù)k置換信號(hào)。算法1還遵循兩個(gè)信號(hào)不能占據(jù)給定層中同一位置的規(guī)則?？梢源_保該規(guī)則，因?yàn)槿缦滤?，算?通過(guò)交換信號(hào)對(duì)移動(dòng)信號(hào)從而防止了信號(hào)的沖突(即，兩個(gè)信號(hào)由同一開(kāi)關(guān)選擇)。
算法2以下是算法2的描述，它由算法1的步驟3調(diào)用。由于算法1的遞歸性質(zhì)，在層Lλ中，∑中的所有信號(hào)都將具有相同的第1到第(λ-1)位置坐標(biāo)。另一方面，它們的第λ到第D位置坐標(biāo)將經(jīng)過(guò)所有可能的組合。因此，雖然每個(gè)信號(hào)仍具有D位置坐標(biāo)，但∑實(shí)際上是根據(jù)層Lλ中位置的信號(hào)的(D-λ+1)維陣列。∑中每個(gè)信號(hào)的第λ位置坐標(biāo)確定信號(hào)所在的陣列的“片(slice)”。每個(gè)信號(hào)的第(λ+1)到第D位置坐標(biāo)確定信號(hào)所在的陣列的“列(column)”?！捌焙汀傲小钡亩x在下面給出。具有相同第λ位置坐標(biāo)的兩個(gè)信號(hào)處于相同片中，且具有相同第(λ+1)到第D位置坐標(biāo)的兩個(gè)信號(hào)處于相同列中。因此，∑中的信號(hào)陣列被分成wλ個(gè)不同片，從1標(biāo)號(hào)到wλ。該陣列還被分成wλ+1×wλ+2×...×wD個(gè)不同列，不加以標(biāo)號(hào)。算法1的步驟3僅改變每個(gè)信號(hào)的第λ位置坐標(biāo)，從而信號(hào)僅在其列中移動(dòng)。
以下是術(shù)語(yǔ)“片”和“列”的描述。片是包含由算法2處理的信號(hào)∑子集的可得位置坐標(biāo)的子集。例如，考慮D＝5，w1＝6，w2＝5，w3＝4，w4＝3和w5＝2的WSAP。在這種情況中，總共6×5×4×3×2＝720個(gè)信號(hào)被置換，每個(gè)都具有5維的起始位置坐標(biāo)和5維的目標(biāo)位置坐標(biāo)。例如，一個(gè)位置[1，1，1，1，1]中開(kāi)始的信號(hào)可以具有目標(biāo)位置[6，5，4，3，2]。假定當(dāng)λ＝3，這表示算法1中遞歸的第三級(jí)時(shí)，調(diào)用算法2。在這種情況中，∑是具有維數(shù)1和2中恒定L2位置坐標(biāo)的信號(hào)的子集。例如，∑中所有的信號(hào)都具有L2位置坐標(biāo)，其形式是[4，2，_，_，_]，從而∑正好包含4×3×2＝24個(gè)信號(hào)[4，2，1，1，1]，...，[4，2，4，3，2]。
在算法1的步驟2中，∑中信號(hào)的L2位置被復(fù)制到它們的L3位置，從而這24個(gè)信號(hào)的L3位置也是[4，2，_，_，_]的形式。調(diào)用算法2以便重新排列L3位置內(nèi)∑中的24個(gè)信號(hào)，即算法2改變∑中24的信號(hào)的L3位置坐標(biāo)。算法2根據(jù)其位置坐標(biāo)將∑中的24個(gè)信號(hào)分層4“片”和6“列”。4個(gè)片中的每一個(gè)都有6個(gè)信號(hào)，且6個(gè)列中的每一個(gè)都有4個(gè)信號(hào)。
4個(gè)片都包含具有給定的第三(由于λ＝3)L3位置坐標(biāo)的那些信號(hào)。存在4個(gè)片，因?yàn)棣耍?且w3＝4。這些片被稱作“片1”到“片4”。片k包含∑中第三L3位置坐標(biāo)是k的那些信號(hào)。例如，片3包含6個(gè)信號(hào)，它們的L3位置坐標(biāo)是[4，2，3，1，1]，[4，2，3，1，2]，[4，2，3，2，1]，[4，2，3，2，2]，[4，2，3，3，1]，和[4，2，3，3，2]。在調(diào)用算法2期間，片3中的信號(hào)具有這些六個(gè)L3位置，雖然占據(jù)這些位置的特定信號(hào)可以改變。
當(dāng)算法2交換兩個(gè)信號(hào)時(shí)，這兩個(gè)信號(hào)將交換片，這意味著它們將交換它們的第三L3位置坐標(biāo)。同時(shí)，6個(gè)列包含具有第四和第五L3位置坐標(biāo)(λ＝3以上的坐標(biāo))的給定組合的這些信號(hào)。因此，存在一列，其信號(hào)具有L3位置坐標(biāo)[4，2，1，1，1]，[4，2，2，1，1]，[4，2，3，1，1]和[4，2，4，1，1]。存在另一個(gè)列，其信號(hào)具有L3位置坐標(biāo)[4，2，1，3，2]，[4，2，2，3，2]，[4，2，3，3，2]和[4，2，4，3，2]。該實(shí)例中使用的術(shù)語(yǔ)“列”表示一組L3位置坐標(biāo)，其第四和第五維坐標(biāo)是固定的。因此，具有L3位置坐標(biāo)[4，2，2，3，1]和[4，2，4，3，1]的信號(hào)被稱為是“同一列”，因?yàn)樗鼈兊牡谒暮偷谖遄鴺?biāo)[3，1]相匹配。在算法2中，列總是在置換后保持同組信號(hào)，因?yàn)榻粨Q操作僅交換同一列中的兩個(gè)信號(hào)。
已經(jīng)描述了術(shù)語(yǔ)“片”和“列”的定義，以下是算法2執(zhí)行的步驟的描述1.FOR S＝1TOwλ-1DO2.WHILE slice S contains at least 2 signals with identical(λ+1)stto Dthtargetcoordinates DO3. SET X0＝one of these signals4. FOR K＝0，1，2，...DO5. Look for a signal Zin slices S+1 through wλand in the samecolumn as XK(selected in Step 3 or 6)with the followingpropertyZ’s(λ+1)stto Dthtarget coordinates are notidentical to the(λ+1)stto Dthtarget coordinates of anysignalin slice S.IF found THEN BREAK from the“FORK”loop.
6. Select a pair of signals signal YK+1and XK+1with the followingpropertiesYK+1is in slices S+1 through wλand in the same column asX0，X1，...，or XK；XK+1is in slice S，and is different from X0，X1，...，and XK；YK+1and XK+1have identical(λ+1)stto Dthtargetcoordinates.
There will always be such a pair of signals.
7. END FOR K8. LOOP9. Swap signal Z with signal XK10.IF K＝0 THEN BREAK from the LOOP11.SET Z＝Y(jié)K12. Zis now in the same column as some XJ.SET K to this J.
13. END LOOP14.END WHILE15.END FOR S(1.FORS＝1TOwλ-1DO2.WHILE片S包含至少具有相同的第(λ+1)至第D目標(biāo)坐標(biāo)DO3.SET X0＝這些信號(hào)之一4.FOR K＝0，1，2，...DO5.在片S+1至wλ并且在與XK相同的列中(在步驟3或6中選擇的)查找具有下列屬性的信號(hào)Z:Z的第(λ+1)至第D目標(biāo)坐標(biāo)與在片S中任何信號(hào)的第(λ+1)至第D目標(biāo)坐標(biāo)相同.如果找到則從”FOR K”循環(huán)中止.
6.選擇具有下列屬性的一對(duì)信號(hào)YK+1和XK+1YK+1是在片S+1至wλ并且在與X0，X1，...，或XK相同的列中；XK+1是在片S中，并且不同于X0，X1，...，或XK；YK+1和XK+1具有相同的第(λ+1)至第D目標(biāo)坐標(biāo).
將總是存在這樣的一對(duì)信號(hào).
7.END FOR K8.LOOP9. 將信號(hào)Z與信號(hào)XK交換10.IF K＝0 THEN BREAK從LOOP11.SET Z＝Y(jié)K12.Z現(xiàn)在在與XJ相同的列中.設(shè)置K為這個(gè)J.
13.END LOOP14.END WHILE15.END FOR S)通過(guò)每次“固定”一個(gè)片來(lái)進(jìn)行算法2，即一旦固定一片，在連續(xù)調(diào)用該算法時(shí)不改變其信號(hào)。步驟2的WHILE條件檢查當(dāng)前片的屬性，該屬性是算法2試圖除去的。當(dāng)不再發(fā)現(xiàn)該屬性時(shí)，就固定了該片。經(jīng)過(guò)步驟3-13的相當(dāng)少的次數(shù)總是固定了一片。
步驟3-13的目的在于將具有“重復(fù)的”第(λ+1)到第D目標(biāo)坐標(biāo)的信號(hào)移出層S，用來(lái)自在層S上的某些其它信號(hào)代替之，在層S中缺少其中所述的某些其它信號(hào)的第(λ+1)到第D目標(biāo)坐標(biāo)。在這兩個(gè)信號(hào)處于同一列中的理想情況下，算法2僅交換這兩個(gè)信號(hào)。但是，這對(duì)信號(hào)可以不在同一列中，從而執(zhí)行一交換鏈，其中每一個(gè)都在不同的列中進(jìn)行操作。第一個(gè)交換操作將缺少第(λ+1)到第D目標(biāo)坐標(biāo)的信號(hào)移動(dòng)入層S，而最末的交換操作將具有重復(fù)的(λ+1)到第D目標(biāo)坐標(biāo)的信號(hào)移出層S。
圖4A示出MSAP 300的輸入和輸出端子之間映射的實(shí)例。圖4B示出12乘12 MSAP的輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)如何從其開(kāi)始位置坐標(biāo)變成其目標(biāo)位置坐標(biāo)的實(shí)例。用以上的算法1和算法2確定位置坐標(biāo)的變化。層L1僅改變第一維的坐標(biāo)，層L2僅改變第二維的坐標(biāo)，而層L3僅改變第一維的坐標(biāo)。
MSAP的優(yōu)點(diǎn)在于，它有效地使用預(yù)先選擇的開(kāi)關(guān)作為基本構(gòu)件塊。最簡(jiǎn)單且最有效的MSAP僅使用n:1開(kāi)關(guān)(n是整數(shù))來(lái)置換N＝nD個(gè)信號(hào)。在這種情況中，有2D-1層，每層都包含N個(gè)開(kāi)關(guān)。由于D＝lognN，總共有N×(2lognN-1)個(gè)n:1開(kāi)關(guān)。因此，用預(yù)先選擇的開(kāi)關(guān)構(gòu)建MSAP所需的邏輯電路量約為NlogN，其中該預(yù)先選擇的開(kāi)關(guān)具有固定的開(kāi)關(guān)尺寸。
以下在表1中給出了使用各種尺寸的開(kāi)關(guān)構(gòu)建的MSAP的效率比較。這里，假定較大開(kāi)關(guān)是由較小開(kāi)關(guān)構(gòu)成的。表1示出，使用較大開(kāi)關(guān)尺寸的MSAP需要更多的邏輯電路。例如，如果2:1開(kāi)關(guān)是可得的，則用11個(gè)2:1開(kāi)關(guān)的6維層構(gòu)建N＝64的MSAP是最有效的。使用5個(gè)4:1開(kāi)關(guān)的3維層多需要36％的邏輯電路。使用3個(gè)8:1開(kāi)關(guān)的2維層多需要91％的邏輯電路。使用1個(gè)64:1開(kāi)關(guān)的1維層多需要473％的邏輯電路。
表1

MSAP的應(yīng)用是在計(jì)算機(jī)的主板和子板之間置換信號(hào)。參考圖5A，計(jì)算機(jī)500包括經(jīng)由具有信號(hào)線#1到#12的接口504耦合到主板502的子板506。子板506包括存儲(chǔ)器512，它可以由主板502訪問(wèn)。子板506和主板502由不同的公司制造，從而主板502在接口504的信號(hào)線上以與存儲(chǔ)器512識(shí)別的順序不同的順序發(fā)送信號(hào)。
子板506包括置換網(wǎng)絡(luò)508，它具有連接到接口504的輸入端子和連接到接口510的輸出端子，它順次連接到存儲(chǔ)器512。置換網(wǎng)絡(luò)508將接口504的信號(hào)線中的信號(hào)路由到接口510的信號(hào)線，它具有存儲(chǔ)器512可接受的新順序。圖5B示出接口504的信號(hào)線和接口510的信號(hào)線之間的映射。作為實(shí)例，接口504的線#1上的信號(hào)s1映射到接口510的線#7，而接口504的線#12上的信號(hào)s12映射到接口510的線#4。同樣，從存儲(chǔ)器512發(fā)送的信號(hào)由置換網(wǎng)絡(luò)508重新排序，隨后傳遞到主板502上。
使用現(xiàn)場(chǎng)可編程序的邏輯陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)置換網(wǎng)絡(luò)508。FPGA包括可配置的邏輯部件，它們每一個(gè)都可以被編程以便接收大量輸入并將任何一個(gè)輸入傳遞到其輸出，就象一個(gè)n:1開(kāi)關(guān)。當(dāng)首先引導(dǎo)計(jì)算機(jī)500時(shí)，子板506與主板502通信以便確定所需的置換。子板506上的處理器(未示出)執(zhí)行MSAP切換算法以便將可配置邏輯部件編程從而構(gòu)建實(shí)現(xiàn)所需置換的MSAP。
在圖6所示的實(shí)例中，18乘18的MSAP 600由4層的3:1開(kāi)關(guān)和1層2:1開(kāi)關(guān)構(gòu)成。在該實(shí)例中，N＝18＝3×3×2，D＝3，w1＝3，w2＝3，且w3＝3。MSAP 600包括層L1到L5。層L1，L2，L4，和L5包括被配置成形成3乘3置換器的3:1開(kāi)關(guān)。層L3包括被配置成形成2乘2置換器的2:1開(kāi)關(guān)。在每個(gè)置換器內(nèi)，不同的開(kāi)關(guān)選擇不同的輸入信號(hào)，從而在它們的選擇中沒(méi)有重疊。這使得在置換器的輸出端子處呈現(xiàn)重新排序的輸入信號(hào)。
圖6中，在置換器內(nèi)示出開(kāi)關(guān)標(biāo)記。層L1的置換器602中的三個(gè)開(kāi)關(guān)具有相同的第二和第三坐標(biāo)和不同的第一坐標(biāo)。因此，置換器602在第一維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。同樣，層L1中的其它置換器也在第一維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。層L2的置換器604中的三個(gè)開(kāi)關(guān)具有相同的第一和第三坐標(biāo)和不同的第二坐標(biāo)。因此，置換器604在第二維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。同樣，層L2中的其它置換器也在第二維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。
以類似的方式，層L3中的置換器在第三維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。層L4中的置換器在第二維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。層L5中的置換器在第一維中置換輸入信號(hào)的位置坐標(biāo)。層L1中的置換器的每個(gè)輸出信號(hào)都被發(fā)送到層L2中的不同置換器，層L2中的置換器的每個(gè)輸出信號(hào)都被發(fā)送到層L3中的不同置換器，等等。
MSAP 600被設(shè)計(jì)成允許18個(gè)輸入信號(hào)中的任何一個(gè)被路由到18個(gè)輸出端子中的任何一個(gè)。在操作中，執(zhí)行MSAP切換算法以便為18個(gè)輸入信號(hào)確定轉(zhuǎn)換路徑。該轉(zhuǎn)換路徑經(jīng)過(guò)5層開(kāi)關(guān)，從而每個(gè)信號(hào)被路由到所需的輸出端子且兩個(gè)信號(hào)不會(huì)占據(jù)同一開(kāi)關(guān)。隨后，將開(kāi)關(guān)編程以便根據(jù)MSAP切換算法確定的信號(hào)路徑選擇輸入信號(hào)。
其它實(shí)施例也在以下權(quán)利要求書(shū)的范圍之內(nèi)。例如，可以使用FPGA以外的裝置實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)?？梢酝ㄟ^(guò)主板上的處理器而非通過(guò)子板上的處理器將開(kāi)關(guān)編程。開(kāi)關(guān)的配置(即，從其輸入選擇哪個(gè)信號(hào)和在輸出處反映哪個(gè)信號(hào))可以是動(dòng)態(tài)可編程的，或者是可編程一次隨后是永久固定的。執(zhí)行位置換的MSAP可以被用作編碼/解碼消息的編碼器/解碼器的構(gòu)件塊。MSAP可以用來(lái)構(gòu)建遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)以便以非塊的方式將來(lái)自一個(gè)位置處的節(jié)點(diǎn)的信號(hào)路由到其它位置的節(jié)點(diǎn)。MSAP還可以用于大量并行或超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中以在不同的處理器間路由信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于，包括根據(jù)要置換的信號(hào)數(shù)N的一組整數(shù)因數(shù)以及預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)，為置換網(wǎng)絡(luò)的層選擇一種配置；以及根據(jù)所選擇的配置，利用預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)來(lái)按層構(gòu)建置換網(wǎng)絡(luò)。
2.如權(quán)利要求1所示的方法，其特征在于，每種類型的開(kāi)關(guān)都能夠從一定數(shù)量的信號(hào)中選擇一個(gè)信號(hào)，對(duì)于不同類型的開(kāi)關(guān)，該數(shù)量是不同的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，每個(gè)整數(shù)因數(shù)對(duì)應(yīng)于一種類型的開(kāi)關(guān)可以從其中進(jìn)行選擇的信號(hào)數(shù)量。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括選擇所述一組整數(shù)因數(shù)w1，w2，...，wD(D為整數(shù))，以使N＝w1×w2×...×wD。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述置換網(wǎng)絡(luò)被配置成具有2D-1層的開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)包括w11，w21，...，和wD1開(kāi)關(guān)或者由w11，w21，...，和wD1開(kāi)關(guān)構(gòu)成。
6.一種方法，其特征在于，包括接收N個(gè)信號(hào)以及使用置換網(wǎng)絡(luò)將這N個(gè)信號(hào)重新排序，其中該置換網(wǎng)絡(luò)是由開(kāi)關(guān)層構(gòu)成的，且這些開(kāi)關(guān)層具有基于N的一組整數(shù)因數(shù)以及預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)的配置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，每層都具有N個(gè)相同類型的開(kāi)關(guān)，每種開(kāi)關(guān)都具有預(yù)定數(shù)量的輸入端子和一個(gè)輸出端子。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，置換網(wǎng)絡(luò)的每一層都將所述N個(gè)信號(hào)分成信號(hào)子集并置換信號(hào)子集的排序，子集中信號(hào)的數(shù)量等于層中每個(gè)開(kāi)關(guān)擁有的輸入端子數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)將多維坐標(biāo)分配給所述開(kāi)關(guān)來(lái)構(gòu)建所述置換網(wǎng)絡(luò)，層中的每個(gè)開(kāi)關(guān)都具有不同的坐標(biāo)，并配置所述開(kāi)關(guān)從而當(dāng)信號(hào)從一個(gè)層中的第一開(kāi)關(guān)傳播到下一個(gè)層中的第二開(kāi)關(guān)時(shí)，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)的坐標(biāo)僅在一個(gè)維數(shù)上不同。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述整數(shù)因數(shù)是w1，w2，...，wD(D是整數(shù))，以使N＝w1×w2×...×wD，且預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)包括w11，w21，...，和wD1開(kāi)關(guān)。
11.一種裝置，其特征在于，所述裝置包括N個(gè)輸入端子，N是整數(shù)；N個(gè)輸出端子；以及置換網(wǎng)絡(luò)，它被配置成形成以任意順序?qū)⑤斎攵俗舆B接到輸出端子的非阻斷信號(hào)路徑，所述置換網(wǎng)絡(luò)由不同類型的開(kāi)關(guān)的層構(gòu)成，每層都具有同一類型的相同數(shù)量的開(kāi)關(guān)，每個(gè)類型的開(kāi)關(guān)都能從預(yù)定數(shù)量的信號(hào)中選擇出一個(gè)信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，每個(gè)開(kāi)關(guān)都具有輸入端子和輸出端子，第一層中開(kāi)關(guān)的輸入端子耦合到所述裝置的N個(gè)輸入端子，最后一層中開(kāi)關(guān)的輸出端子耦合到所述裝置的N個(gè)輸出端子，且對(duì)于最后一層以外的所有層，開(kāi)關(guān)的輸出端子都連接到下一層中開(kāi)關(guān)的輸入端子。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，層的數(shù)量和連續(xù)層的開(kāi)關(guān)之間的連接是基于N的一組整數(shù)因數(shù)以及所使用的開(kāi)關(guān)的類型。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述整數(shù)因數(shù)是w1，w2，...，wD(D是整數(shù))，以使N＝w1×w2×...×wD，且所使用開(kāi)關(guān)的類型包括w11，w21，...，和wD1開(kāi)關(guān)。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述置換網(wǎng)絡(luò)被配置成具有2D-1層的開(kāi)關(guān)，每一層都置換信號(hào)路徑的不同子集的排序。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，對(duì)于每個(gè)開(kāi)關(guān)的第p層，p的范圍從1到D，wp1開(kāi)關(guān)被配置成構(gòu)成能置換wp個(gè)信號(hào)路徑順序的wp乘wp置換器，而對(duì)于每個(gè)開(kāi)關(guān)的第q層，q的范圍從D+1到2D-1，w2D-q1開(kāi)關(guān)被配置成構(gòu)成能置換w2D-q個(gè)信號(hào)路徑順序的w2D-q乘w2D-q置換器。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，第二層到第(2D-1)層中每個(gè)置換器的每個(gè)輸入端子都連接到前一層中不同置換器的輸出端子。
18.一種裝置，其特征在于，包括第一裝置，它被配置成產(chǎn)生具有第一排序的N個(gè)信號(hào)；第二裝置，它被配置成接受第二排序的N個(gè)信號(hào)；以及置換網(wǎng)絡(luò)，它被配置成接收具有第一排序的N個(gè)信號(hào)并將這N個(gè)信號(hào)重新排序，從而所述N個(gè)信號(hào)具有第二裝置可接受的第二排序，由不同類型的開(kāi)關(guān)層構(gòu)成所述置換網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)層都具有相同類型的相同數(shù)量的開(kāi)關(guān)，每個(gè)類型的開(kāi)關(guān)都能從預(yù)定數(shù)量的信號(hào)中選出一個(gè)信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，層的數(shù)量和連續(xù)層的開(kāi)關(guān)之間的連接是基于N的一組整數(shù)因數(shù)和所使用開(kāi)關(guān)的類型。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述第二裝置是存儲(chǔ)器。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述第一裝置是計(jì)算機(jī)主板。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述整數(shù)因數(shù)是w1，w2，...，wD(D是整數(shù))，以使N＝w1×w2×...×wD，且所使用開(kāi)關(guān)的類型包括w11，w21，...，和wD1開(kāi)關(guān)。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述置換網(wǎng)絡(luò)被配置成具有2D-1層的開(kāi)關(guān)，每一層都具有N個(gè)相同類型的開(kāi)關(guān)，每一層都置換N個(gè)信號(hào)的不同子集的順序。
24.一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒介上的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序用于使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以下功能將多維坐標(biāo)分配給一組N個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)，N是整數(shù)；在連續(xù)操作中，在每次操作期間改變這N個(gè)信號(hào)的坐標(biāo)的特定維數(shù)，從而在每次操作后沒(méi)有兩個(gè)信號(hào)具有相同的坐標(biāo)，從而在所述連續(xù)操作后，這N個(gè)信號(hào)的坐標(biāo)與一組目標(biāo)坐標(biāo)相匹配。
25.如權(quán)利要求24所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，還使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行以下功能找到N的整數(shù)因數(shù)w1，w2，...，wD，以使N＝w1×w2×...×wD，其中D是整數(shù)。
26.如權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述多維坐標(biāo)是[x1，x2，...，xD]，其中對(duì)于每個(gè)k，xk的范圍1到wk，k從1到D。
27.如權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，通過(guò)交換一對(duì)信號(hào)的坐標(biāo)來(lái)改變所述N個(gè)信號(hào)的坐標(biāo)。
28.一種用于將N個(gè)信號(hào)重新排序的裝置，其特征在于，包括(2D-1)層的開(kāi)關(guān)，D為整數(shù)，第n層和第(2D-n)層具有wn乘wn個(gè)開(kāi)關(guān)，n的范圍從1到D，且w1到wD是N的整數(shù)因數(shù)從而N＝w1×w2×...×wD，第一層開(kāi)關(guān)將N個(gè)信號(hào)的順序重新排序以產(chǎn)生第一組重新排序的信號(hào)，第i層開(kāi)關(guān)將第(i-1)組的重新排序信號(hào)重新排序以產(chǎn)生第i組的重新排序信號(hào)，i的范圍從2到2D-1，第(2D-1)組的重新排序信號(hào)與N個(gè)信號(hào)的目標(biāo)排序相匹配。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，N個(gè)信號(hào)中的每一個(gè)都被分配了D維坐標(biāo)，第n坐標(biāo)的范圍從1到wn，第p層開(kāi)關(guān)被配置成交換僅第p個(gè)坐標(biāo)不同而其它維數(shù)中的坐標(biāo)相同的信號(hào)，p的范圍是從1到D，且第q層開(kāi)關(guān)被配置成交換僅第(2D-q)個(gè)坐標(biāo)不同而其它維數(shù)中的坐標(biāo)相同的信號(hào)，q的范圍從D+1到2D-1。
全文摘要
一種構(gòu)建配置網(wǎng)絡(luò)的方法。根據(jù)要置換的信號(hào)數(shù)N的一組整數(shù)因數(shù)以及預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)來(lái)為置換網(wǎng)絡(luò)的層選擇一種配置。根據(jù)所選擇的配置通過(guò)使用預(yù)先選擇類型的開(kāi)關(guān)構(gòu)建層中的置換網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)H04Q3/68GK1608392SQ02826091
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者M·魯伊赫爾 申請(qǐng)人:英特爾公司