專利名稱:輸入/輸出太比特開關(guān)的rrgs－循環(huán)貪婪調(diào)度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于像電子和光介質(zhì)上的太(1012)比特開關(guān)。特別是，本發(fā)明涉及一種循環(huán)貪婪調(diào)度算法。本發(fā)明包括調(diào)度方法和實(shí)現(xiàn)循環(huán)貪婪調(diào)度算法的太比特開關(guān)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)帶寬的持續(xù)增長的要求，相應(yīng)地增加對(duì)太比特開關(guān)的需要，參見M.Beshai，和E.Miinter，“Multi-tera-bit/s switch basedon burst transfer and independent shared buffers”，ICC’95，pp.1724-1730，N.McKeown等，“The ting teraa packet switchcore，”IEEE Micro，vol.171，Jan.-Feb.1997，pp.26-33；W.D.Zhong，Y.Shimazu，M.Tsukuda，and K.Yukimatsu，“A modular Tbit/s TDM-WDMphotonic ATM switch using optical buffers”IEICE通訊學(xué)報(bào)vol.E77-B，no.2，F(xiàn)ebruary 1994，pp.190-196。帶電子控制的光開關(guān)磁芯(可看作是一個(gè)邏輯縱橫接線器)是高容量開關(guān)的一個(gè)有吸引力的選擇。在線速率為10Gb/s時(shí)，在40ns內(nèi)必須處理64字節(jié)單元/包。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員面對(duì)的一個(gè)重要問題是如何作出快速的決定，將高效地使用光纜芯。這種情況下的開關(guān)設(shè)計(jì)可能包括輸入緩沖、輸出緩沖或者兩者都有。在具有輸出緩沖的開關(guān)中，輸出緩沖器要求存取速度大于開關(guān)的總吞吐量。作為一種選擇，采用頂出結(jié)構(gòu)以便于降低所需輸出緩沖器的速度，這里一定數(shù)量的單元被輸出緩沖器接受，其余的被丟掉。如下的文章中提出光頂出開關(guān)，Zhong，Y.Shimazu，M.Tsukuda，and K.Yukimatsu，“A modular Tbit/s TDM-WDM photonic ATMswitch using optical buffers”IEICE通訊學(xué)報(bào)vol.E77-B，no.2，F(xiàn)ebruary 1994，pp.190-196。由于每個(gè)輸出要求幾個(gè)光反向榕樹網(wǎng)絡(luò)和光緩沖器，因此開關(guān)復(fù)雜性高。
帶有輸入緩沖的開關(guān)以更為有效的方式使用緩沖器，而且需要的存儲(chǔ)器帶寬僅僅是線性速率的兩倍。在一個(gè)帶輸入緩沖的簡(jiǎn)單方案中，所有的輸入要求傳輸位于它們各自隊(duì)列頂端的信息包。如果對(duì)同一輸出端需要兩個(gè)或多個(gè)的輸入端，則隨機(jī)地選取它們當(dāng)中的一個(gè)。參見M.J.Karol，M.G.Hluchyj，和S.P.Morgan“Input vs.Output queuingon a space-division packet switch”IEEE通訊學(xué)報(bào)，vol.COM-35，no.12，December 1987，pp.1347-1356；其中表明在均勻業(yè)務(wù)量條件下輸入緩沖算法可使開關(guān)達(dá)到0.587的吞吐量。在非均勻業(yè)務(wù)量條件下效率進(jìn)一步地降低。在其他的幾種調(diào)度方案中，除HOL(線頭)信息包外的信息包也參與輸出端口的競(jìng)爭(zhēng)。參見R.Fan，M.Akiyama，和Y.Tanaka的“An input buffer-type ATM switching using schedulecomparison”日本電子與通訊，Part I，vol.74，no.11，1991，pp.17-25；S.Motoyama，D.W.Petr，和V.S.Frost的“Input-queuedswitch based on a scheduling algorithm”電子通訊，vol.31，no.14，July 1995，pp.1127-1128，和H.Obara的“Optimum architecture forinput queuing ATM switches”，電子通訊，vol.27，no.7，3月1991年，pp.555-557。在每個(gè)時(shí)隙里，一個(gè)入端向幾個(gè)出端發(fā)送請(qǐng)求。在每個(gè)時(shí)隙僅4個(gè)請(qǐng)求的條件下，其效率可接近1。然而，此方案在高速情況下，多個(gè)請(qǐng)求/應(yīng)答的調(diào)度在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)是不能被處理完成的(這里一個(gè)時(shí)隙表示一個(gè)信息包傳輸時(shí)間)。而且，在帶熱點(diǎn)的非均勻業(yè)務(wù)量條件下，由于入端各自獨(dú)立地決定它們要請(qǐng)求哪一個(gè)出端，所以性能可能會(huì)降低。
如果開關(guān)控制器知道所有的輸入-輸出隊(duì)列的狀態(tài)，提高開關(guān)的性能是有可能的。此狀態(tài)信息能夠使開關(guān)控制器在一個(gè)時(shí)隙里提高同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)目。在SLIP規(guī)程中，出端各自獨(dú)立地向入端發(fā)送許可命令，這就導(dǎo)致一定的低效率。參見N.Mckeown，P.Varaiya，J.Walrand“Scheduling cells in an input-queued switch”電子通訊，vol.29，no.25，December 1993，pp.2174-2175。使用下文里討論的算法，可在各輸入端之間實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)調(diào)，參見D.Guo，Y.Yemini，Z.Zhang的“Scalable high-speed protocols for WDM optical starnetworks”IEEE INFOCOM′94。然而，這些算法都有一個(gè)缺點(diǎn)，就是它們都要求用許多時(shí)隙來做調(diào)度決定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。特別是，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種方法，用兆太比特開關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)度決定，此開關(guān)有效地使用光芯。本發(fā)明的更進(jìn)一步目的是提供一種流水線結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)循環(huán)式貪婪調(diào)度，同時(shí)在不提高內(nèi)部速度的情況下提供良好的性能和滿足嚴(yán)格的時(shí)間要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種在對(duì)采用循環(huán)式貪婪調(diào)度規(guī)程的N×N縱橫接線器中確定一個(gè)時(shí)隙的方法，包括對(duì)應(yīng)于N個(gè)出端的N個(gè)邏輯隊(duì)列，根據(jù)此規(guī)程，入端處于全部輸入-輸出隊(duì)列狀態(tài)，規(guī)程的輸出處于調(diào)度狀態(tài)，本方法包括以下步驟選擇與i＝(常數(shù)-k-1)mod N相對(duì)應(yīng)的入端，其中i是0到N-1范圍內(nèi)的一整數(shù)，表示入端序號(hào)；k是任意一個(gè)整數(shù)，表示時(shí)隙序號(hào)；如果沒有多個(gè)入端，則停止，否則按i＝(i+1)mod N確定的循環(huán)方式選擇下個(gè)入端；選擇出端j，使對(duì)(i，j)相應(yīng)于集合C＝{(i，j)|從1到j(luò)至少有一信息包}，其中j是0到N-1范圍內(nèi)的一整數(shù)，表示出端序號(hào)；如果對(duì)(i，j)存在，從入端集合去掉i，并從出端集合中去掉j；將對(duì)(i，j)加到調(diào)度中，并重復(fù)這些步驟；如果對(duì)(i，j)不存在，則從入端集合去掉i，并重復(fù)這些步驟。
本發(fā)明的另一方面是提供一種調(diào)度方法，其中在每個(gè)時(shí)隙里，同時(shí)進(jìn)行N個(gè)不同的調(diào)度，以確定N個(gè)未來的時(shí)隙，本方法包括以下步驟使入端能以循環(huán)的方式在特定的未來時(shí)隙得到調(diào)度；在未來的第k個(gè)時(shí)隙由入端i選擇出端；開始為未來的第k個(gè)時(shí)隙進(jìn)行調(diào)度；確定下個(gè)入端(l+1)mod N，并把剩余的出端送至下個(gè)入端，剩余出端是指在第k個(gè)時(shí)隙可接收信息包的出端。
如果入端i是完成第k個(gè)時(shí)隙調(diào)度的最后一個(gè)入端，則此入端最好選擇一個(gè)出端(如果可行)，并將修改過的出端集合發(fā)送給下一入端；而且，如果入端l完成第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度，它不將出端集合發(fā)送給下個(gè)輸入。
最好是一個(gè)并未從以前的入端收到修改過的出端集合的入端開始新的調(diào)度。
本發(fā)明的另一方面是提供一種對(duì)奇數(shù)個(gè)入端的流水線式循環(huán)貪婪調(diào)度方法，其中完成第i個(gè)時(shí)隙的過程包括初始化k(0，1)＝k(1，1)＝...k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+1，其中，如果k(i，l)＞0，是入端i在第i個(gè)時(shí)隙為其保留一個(gè)出端的時(shí)隙，il＝(常數(shù)-N-1)mod N表示在第1個(gè)時(shí)隙開始新的調(diào)度的入端，而且k(i，l)＝0意味著入端i在第l個(gè)時(shí)隙的動(dòng)作受到阻止；設(shè)定Oi+N＝{0，1，，N-1}，k(il，l)＝1+N，k(i，l)＝k((i-1)modN，l-1)，0≤i≤N-1，而且i≠il；從集Ok(i，l)中以循環(huán)方式為入端i(0≤i≤N-1)選擇一個(gè)出端j，此入端i有信息包要發(fā)送，假定k(i，l)≠0并從Ok(i，l)中將j刪除；將選擇的出端存于入端i(0≤i≤N-1)的聯(lián)結(jié)存儲(chǔ)器位置k(i，1)mod N處，并將相應(yīng)的接收輸入-輸出隊(duì)列的線頭(HOL)信息包移到單獨(dú)的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列；并在入端i(0≤i≤N-1)，而且i≠il-2 modN)，將集合Ok(i，l)轉(zhuǎn)送到下一入端(i+1)mod N；在入端i(0≤i≤N-1)和出端之間建立交叉連接，出端的地址是從入端i的聯(lián)結(jié)存儲(chǔ)器的位置(lmod(N+1))處讀取的；通過開關(guān)芯為每個(gè)入端i(0≤i≤N-1)將位于調(diào)度過的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列i頂端的剩余信息包發(fā)送出去。
最好將多信道調(diào)度信息包括在循環(huán)式貪婪調(diào)度算法中，其中以先進(jìn)先服務(wù)的方式存儲(chǔ)多信道信息包，而且比單信道隊(duì)列具有優(yōu)先權(quán)，在第l個(gè)時(shí)隙采取的步驟進(jìn)一步包括在入端i(0≤i≤N-1)選擇滿足j∈Ok(i，1)∩BMi條件的所有出端j，并在第k個(gè)時(shí)隙通過所選擇的出端將HOL多信道信息包傳送出去。如果Ok(i，1)∩BMi是空集，則服務(wù)單信道隊(duì)列，否則刪除從Ok(i，l)和BMi中選擇的出端；而且如果BMi是空集，則從多點(diǎn)隊(duì)列中刪除HOL多點(diǎn)信息包。
本發(fā)明的另一方面是對(duì)具有偶數(shù)個(gè)入端結(jié)構(gòu)的流水線循環(huán)貪婪調(diào)度方法，其中，完成第l個(gè)時(shí)隙的過程包括初始化k(0，1)＝k(1，1)＝...k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+1，其中，k(i，l)＞0是入端i在第l個(gè)時(shí)隙保存有輸出的時(shí)隙，il＝(常數(shù)-N-1)mod N表示在第1個(gè)時(shí)隙開始一個(gè)新的調(diào)度的入端，而且k(i，l)＝0意味著入端i在時(shí)隙l的動(dòng)作被阻止；設(shè)置Ol-N＝{0，1，...，N-1}，k(il，l)＝l+N+1，k(mod(il+1)mod N，l)＝k(il，l-2)，而且k(i，l)＝k((i-1)mod N，l-1)，0≤i≤N-1并且i∉{il,(il+1)modN},]]>同時(shí)l不等于l1；在入端i(0≤i≤N-1)以循環(huán)方式從集合Ok(i，l)中選擇一個(gè)出端j，此入端i有信息包發(fā)送，假定k(i，l)≠0并且從Ok(i，l)中刪除j；在入端i(0≤i≤N-1)將選擇的出端的地址存儲(chǔ)于與入端的聯(lián)結(jié)存儲(chǔ)器的位置k(i，l)mod(N+1)處，并從相關(guān)的接收輸入-輸出隊(duì)列的HOL信息包移到單獨(dú)的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列；將位于入端i(0≤i≤N-1，而且i＝(il-2)mod N)的集合Ok(i，l)移向下一個(gè)入端(i+1)mod N，其中入端(il-2)mod N在移向下個(gè)入端前延遲集合Ok((il-2)mod N，1)的一個(gè)時(shí)隙；在入端i(0≤i≤N-1)和出端之間建立交叉聯(lián)接，出端的地址是從入端i的聯(lián)結(jié)存儲(chǔ)器的位置(l mod(N+1))處讀取的；通過開關(guān)芯為每個(gè)入端i(0≤i≤N-1)將位于調(diào)度過的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列i頂端的剩余信息包發(fā)送出去。
最好使多點(diǎn)調(diào)度信息包括在循環(huán)式貪婪調(diào)度算法中，其中以先進(jìn)先服務(wù)的方式存儲(chǔ)多信道信息包，而且比單信道隊(duì)列具有優(yōu)先權(quán)，而在第i個(gè)時(shí)隙采取的步驟進(jìn)一步包括在入端i(0≤i≤N-1)選擇滿足j∈Ok(i，1)∩BMi條件的j，并在第k個(gè)時(shí)隙通過所選擇的出端將HOL多信道信息包傳送出去。如果Ok(i，1)∩BMI是空集，則服務(wù)單信道隊(duì)列，否則除了被選擇的出端以外，從Ok(i，1)和BMI中被除去；而且如果BMi是空集，則將HOL多信道信息包從多信道隊(duì)列中刪除掉。
本發(fā)明的另一方面是用于調(diào)度N×N縱橫接線器的一個(gè)N級(jí)流水線系統(tǒng)，其中級(jí)i與入端i相關(guān)，所述級(jí)i在未來時(shí)隙調(diào)度向輸出的傳輸，所述未來時(shí)隙游歷所有各級(jí)，其中與入端對(duì)應(yīng)的流水線級(jí)同時(shí)進(jìn)行調(diào)度，以便于沒有兩個(gè)入端在同一時(shí)間選擇相同的未來時(shí)隙，選中的輸出時(shí)隙是基于循環(huán)式的，其中，當(dāng)某出端被某級(jí)選中后，就將此出端從可選的自由出端口中移去，以便于在一個(gè)時(shí)隙中流水線級(jí)不再選已經(jīng)被選擇的出端。



通過參考附圖詳細(xì)地描述最佳實(shí)施例，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)就會(huì)變得更清楚，其中圖1示出開關(guān)控制器(N＝5)的最佳實(shí)施例時(shí)序圖；圖2示出開關(guān)控制器(N＝4)的最佳實(shí)施例時(shí)序圖；圖3示出實(shí)現(xiàn)一個(gè)N×N縱橫接線器的控制；圖4示出根據(jù)分析和仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)RRGS，RGS，HOL，SLIP，和I-TDMA的平均信息包延遲的比較；圖5A、B示出根據(jù)仿真結(jié)果在固定業(yè)務(wù)量(A)0.8和(B)0.9條件下TDMA，SLIP，RGS和RRGS的信息包延遲的互補(bǔ)分布函數(shù)；圖6A-D示出在非均勻業(yè)務(wù)量條件下對(duì)應(yīng)于RRGS，RGS，SLIP和I-TDMA的四組隊(duì)列(A)G1(B)G2(C)G3和(D)整體的平均信息包延遲。
具體實(shí)施方式
按照本發(fā)明流水線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“循環(huán)貪婪調(diào)度”(RRGS)。這是對(duì)隨機(jī)貪婪調(diào)度(RGS)的修改和改進(jìn)，參見R.Chipalkatti，Z.Zhang，和A.S.Acampora的“Protocols for optical star-coupler network usingWDMperformance and complexity study”，IEEE雜志通訊選集，vol.11，no.4，May 1993，pp.579-589；和D.Guo，Y.Yemini，Z.Zhang的“Scalable high-speed protocols for WDM optical star networks”，IEEE INFOCOM’94。本發(fā)明的規(guī)程能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的時(shí)序要求而不提高內(nèi)部的速度，同時(shí)保持了RGS的良好的性能。參見D.Guo，Y.Yemini，Z.Zhang的“Scalable high-speed protocols for WDM optical star networks”，IEEE INFOCOM’94。它幾乎達(dá)到了100％的使用率，并同樣很好地處理非均勻業(yè)務(wù)量的情況。
1.循環(huán)貪婪調(diào)度(RRGS)現(xiàn)在詳細(xì)地描述最佳實(shí)施例。本發(fā)明中使用的規(guī)程稱為RRGS規(guī)程?？紤]一個(gè)N×N縱橫接線器，其中，每個(gè)入端i(i∈{0，1，...，N-1}>有N個(gè)邏輯隊(duì)列，相應(yīng)于N個(gè)出端中的每一個(gè)。由所述接線器接收到的所有信息包都是固定長度的信元。RRGS規(guī)程的入端是全部輸入-輸出隊(duì)列的狀態(tài)。這樣的入端可用如下的集合C所描述C＝{(i，j)/入端i至少有一個(gè)信息包要在出端j輸出}。
規(guī)程的輸出是一個(gè)使入端與出端相聯(lián)系的調(diào)度。這樣的集合S可描述如下S＝{(i，j)/信息包將被從入端i送到出端j}。
對(duì)于一個(gè)熟練技術(shù)人員來講將會(huì)清楚，在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)，一個(gè)入端只能傳送一個(gè)信息包，而且一個(gè)出端只能接收一個(gè)信息包。在這種條件下，任意第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度可按如下步驟確定步驟1)Ik＝{0，1，...，N-1}是所有入端集合，Ok＝{0，1，...，N-1}是所有出端集合。選擇i＝(常數(shù)-k-1)mod N。這樣選擇入端開始調(diào)度將使實(shí)現(xiàn)得以簡(jiǎn)化。
步驟2)如果Ik是空集，則停止。否則，根據(jù)i＝(i+1)mod N以循環(huán)方式選擇下一入端i。
步驟3)以循環(huán)方式從Ok中選取出端j，使(i，j)0Ck。如果不存在這樣的出端，則從Ik中除去i，進(jìn)到步驟2。
步驟4)從Ik中去掉入端i，并從Ok中去掉出端j，把(i，j)加到Sk中，進(jìn)到步驟2。
上述規(guī)程明顯地是對(duì)傳統(tǒng)的RGS的改進(jìn)。參見D.Guo，Y.Yemini，Z.Zhang的“Scalable high-speed protocols for WDM optical starnetworks”，IEEE INFOCOM’94。亦參見R.Chipalkatti，Z.Zhang，和A.S.Acampora的“Protocols for optical star-coupler network using WDMperformance and complexity study”，IEEE雜志通訊選集，vol.11，no.4，May 1993，pp.579-589，其中講述了DAS算法。在傳統(tǒng)的RGS中，入端和與之配對(duì)的出端都是隨機(jī)地被選取的。然而，這樣的一個(gè)隨機(jī)的選取方案實(shí)現(xiàn)起來實(shí)際上是困難的。要說明的是，在每個(gè)時(shí)隙，N個(gè)信息包可從N個(gè)入端轉(zhuǎn)送到N個(gè)出端。
在RRGS中對(duì)給定時(shí)隙的調(diào)度過程包括N步。在給定時(shí)隙(將來)的每步，一個(gè)入端從余下的出端中選擇其一用于在所述時(shí)隙傳輸。每步包括從入端模塊(IM)到循環(huán)(RR)判優(yōu)程序、RR選擇的請(qǐng)求、和從RR判優(yōu)程序來的對(duì)IM的確認(rèn)。入端選擇出端的循環(huán)次序在每個(gè)時(shí)隙周期性地移位，以便保證所有入端平等地訪問。
2.有奇數(shù)個(gè)入端的流水線化的RRGS在高的連接速度(如10Gb/s)下，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)(假定信息包大小是64字節(jié)時(shí)為40ns)不能完成N步。隨著日益增長的連接速度，用傳統(tǒng)的技術(shù)在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)僅僅能完成一步。為了克服這個(gè)問題，本發(fā)明采用流水線逼近方法，其中，在每個(gè)時(shí)隙，為N個(gè)不同的時(shí)隙(將來的)同時(shí)進(jìn)行N個(gè)不同的調(diào)度。對(duì)特定的調(diào)度的每一步僅涉及一個(gè)入端。在任何給定的時(shí)隙里，其它的入端同時(shí)對(duì)其它不同的未來時(shí)隙進(jìn)行調(diào)度步驟。
定義當(dāng)所有的N個(gè)步驟都完成時(shí)，也就是說，當(dāng)所有的入端在Tk期間都有機(jī)會(huì)選擇(順序地或相反)一個(gè)出端用來傳輸時(shí)，我們稱對(duì)未來時(shí)隙Tk的調(diào)度完成了。
雖然完成給定調(diào)度的N步需要N個(gè)時(shí)隙，采用流水線逼近方法通過并行地計(jì)算N個(gè)調(diào)度，就能夠在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成N個(gè)不同調(diào)度的N步。但是，這等效于在每個(gè)時(shí)隙完成一個(gè)調(diào)度。在RRGS中，對(duì)入端而言以循環(huán)方式可對(duì)未來特定時(shí)隙進(jìn)行調(diào)度。對(duì)于開始對(duì)未來的第k個(gè)時(shí)隙進(jìn)行調(diào)度的入端i，以循環(huán)(RR)的方式選擇出端，并傳遞到下個(gè)入端(i+1)mod N，則集合Ok指示在第k個(gè)時(shí)隙期間仍處于空閑可接收信息包的輸出端口。任何由前面入端(i-1)mod N接收的入端i設(shè)定對(duì)第k個(gè)時(shí)隙適用的出端集合Ok，如果可能的話從此集合選擇一個(gè)出端，并且如果入端i沒有完成對(duì)第k個(gè)時(shí)隙Tk的調(diào)度，就將修改過的集合Ok傳遞給下個(gè)入端(i+1)mod N。完成第k個(gè)時(shí)隙調(diào)度的入端i不應(yīng)該將修改過的集合Ok轉(zhuǎn)到下個(gè)入端(i+1)mod N。這樣，沒有收到當(dāng)前時(shí)隙的集合Ok的入端(i+1)mod N將在下個(gè)時(shí)隙開始(為新時(shí)隙)進(jìn)行新的調(diào)度。RRGS的步驟1意味著在N個(gè)時(shí)隙里一個(gè)入端阻止向下傳遞集合Ok一次。不向下傳遞集合Ok的入端應(yīng)是為第k個(gè)時(shí)隙選擇出端的最后一個(gè)入端。
命題1如果入端(常數(shù)-k)mod N在第(k-1)個(gè)時(shí)隙里阻止向下傳遞集合Ok，而且入端數(shù)目N是奇數(shù)，則入端(常數(shù)-k)mod N完成第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度。
證明上述命題意味著
·在每個(gè)時(shí)隙里，所有N個(gè)入端都有機(jī)會(huì)為一個(gè)未來時(shí)隙調(diào)度傳輸。
·在每一個(gè)時(shí)隙，一個(gè)入端僅能為一個(gè)未來時(shí)隙調(diào)度傳輸。
·在每一個(gè)時(shí)隙，可使一個(gè)出端被調(diào)度成僅能從一個(gè)入端接收傳輸。
在第(k-1)個(gè)時(shí)隙，固定入端i＝(常數(shù)-k)mod N，此入端阻止向下傳遞集合Ok。在這種情況下，前面N-1個(gè)入端的每個(gè)入端在第k個(gè)時(shí)隙內(nèi)預(yù)定一個(gè)出端后必須將集合Ok向下傳送。要說明的是在第(k-1-j)個(gè)時(shí)隙，入端(i+j)mod N不向下個(gè)入端轉(zhuǎn)送集合Oi。另外，入端(i-j)mod N為第k個(gè)時(shí)隙預(yù)定一個(gè)出端。如果∀(1≤j≤(N-1))i-j≠i+jmodN⇔]]>∀(1≤j≤(N-1))2.j≠0modN⇔]]>N是奇數(shù)的話，則這樣的調(diào)度是可行的。
由于入端I在第(k-N-1)個(gè)時(shí)隙不轉(zhuǎn)送集合Ok-N，所以在第(k-N)個(gè)時(shí)隙為第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度是從入端(i+1)mod N開始的。
圖1示出一個(gè)5×5的縱橫接線器實(shí)施例的時(shí)序圖。此圖顯示入端和用于它們選擇其出端的時(shí)隙之間的關(guān)系。例如，在時(shí)隙T5，入端I正在調(diào)度或選擇一個(gè)在時(shí)隙T10傳輸?shù)某龆耍瑫r(shí)，I3正在為T9調(diào)度等等。在下個(gè)時(shí)隙T6，I1正在為T8調(diào)度等等。黑粗垂直線表示前面的入端完成了一個(gè)調(diào)度，而且下個(gè)入端將開始一個(gè)新的調(diào)度。如果入端是為相關(guān)的時(shí)隙選擇出端的最后一個(gè)入端，則此入端就不向下一入端轉(zhuǎn)送集合O。由于這種條件每N(＝5)個(gè)時(shí)隙只發(fā)生一次，通過模N計(jì)數(shù)器，入端作出不向下轉(zhuǎn)送集合O的決定。
最后，在第個(gè)時(shí)隙(例如當(dāng)前時(shí)隙)，由RRGS采取動(dòng)作。Ok表示適合于第k個(gè)時(shí)隙的出端的集合。設(shè)k(i，l)＞0表示入端i在第l個(gè)時(shí)隙預(yù)留出端的時(shí)隙。而且il(常數(shù)-N-1)mod N表示在第l個(gè)時(shí)隙開始一個(gè)新調(diào)度的入端。并且，K(i，l)＝0意味著在時(shí)隙1入端i的動(dòng)作受到阻止。調(diào)度程序需要正確的初始化。初始化的周期需要持續(xù)N個(gè)時(shí)隙。假定初始化過程在第一個(gè)時(shí)隙T1開始。通過設(shè)定k(0，1)＝k(1，1)＝...＝k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+1，使初始化過程開始。也就是說，在頭N個(gè)時(shí)隙所有入端的動(dòng)作都受到阻止，除非隨后調(diào)整。還假定所有信息包以邏輯上分開的隊(duì)列形式在入端排隊(duì)，此形式叫做輸入-輸出隊(duì)列，每個(gè)輸出端口的一個(gè)隊(duì)列防止HOL阻塞。另外，還提供接收輸入-輸出隊(duì)列和傳送輸入-輸出隊(duì)列。
·Ol+N＝{0，1，，N-1}·k((il，l)＝1+N，而且，k(i-l)＝k((i-1)mod N，l-1)，0≤i≤N-1，且i≠i1·入端i(0≤i≤N-1)以RR方式從集合Ok(i，l)中選擇出端j，入端i有信息包要發(fā)送，給出k(i，l)≠0。(入端i(0≤i≤N-1，且i≠i1，)，在前面時(shí)隙從入端(i-1)mod N接收Ok(i，l))。出端j從Ok(i，l)中被排除。
·入端i(0≤i≤N-1)將所選擇的出端地址存于該入端的聯(lián)接存儲(chǔ)器的k(i，L)mod N處。將來自相應(yīng)的接收輸入輸出隊(duì)列的行信息包頭移到單獨(dú)的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列。
·入端i(0≤i≤N-1，而且i≠(il-2)mod N)傳送集合Ok(i，l)到下個(gè)入端(i+1)mod N。要說明的是僅N比特的信息需要被傳遞。
·在入端i(0≤i≤N-1)和出端之間建立一個(gè)交叉聯(lián)接，并從入端i的聯(lián)接存儲(chǔ)器的位置(1 mod N)處讀取出端的地址。
·對(duì)每個(gè)入端i(0≤i≤N-1)，被調(diào)度的傳輸輸入-輸出隊(duì)列的HOL信息包通過開關(guān)磁芯被發(fā)送。
3.有偶數(shù)個(gè)入端的流水線化的RRGS在有奇數(shù)個(gè)入端的方案中，如果入端是為未來時(shí)隙選擇出端的最后一個(gè)入端，每個(gè)入端阻止調(diào)整過的集合Ok傳送到下個(gè)入端(鄰端)，這樣就完成了該時(shí)隙的調(diào)度。這種算法(為奇數(shù)N開發(fā))的直接應(yīng)用是導(dǎo)致某些入端用于調(diào)度不止一個(gè)未來時(shí)隙，而其它入端根本不參與調(diào)度。于是，為了控制有偶數(shù)個(gè)入端的開關(guān)，就要調(diào)整流水線技術(shù)。
命題1的證明推斷出延遲控制信息而不是阻塞控制信息將意味著偶數(shù)個(gè)輸入端。對(duì)于偶數(shù)入端的情況，每個(gè)入端在N個(gè)時(shí)隙里阻止將集合Ol到下個(gè)入端一次，而在下個(gè)時(shí)隙里入端從前個(gè)時(shí)隙獲得的延遲一個(gè)時(shí)隙的集Ol傳遞下去。當(dāng)入端傳送延遲的集Ol時(shí)，它將不傳遞當(dāng)前的集Ok。因此，入端i應(yīng)是為第k個(gè)時(shí)隙選擇出端的最后一個(gè)入端。
命題2如果入端(常數(shù)-k)mod N在第(k-2)個(gè)時(shí)隙延遲集Ol(并在第(k-1)個(gè)時(shí)隙傳送它)，而且入端數(shù)目N是偶數(shù)，那么入端(常數(shù)-k)mod N完成第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度。
證明固定入端(常數(shù)-k)mod N，它在第(k-2)個(gè)時(shí)隙延遲集合Ol，并在第(k-1)個(gè)時(shí)隙傳送被延遲的集合Ol而不是集合Ok。這樣，在第(k-1-j)個(gè)時(shí)隙，入端(i+j-1)mod N延遲集合Om，入端(i+j)mod N傳送被延遲的集合On，在第(k-1-j)個(gè)時(shí)隙，入端(i-j)mod N為第k個(gè)時(shí)隙預(yù)留，并向下傳遞集Ok其中Ok給出i-j≠i+j mod N，而且i-j≠i+j-1mod N，這里的N滿足0≤j≤N/2且N為偶數(shù)。在第(k-1-N/2)個(gè)時(shí)隙期間，入端(i-N/2)mod N存儲(chǔ)Ok，導(dǎo)致沒有入端可預(yù)留給第k個(gè)時(shí)隙。在第(k-2-N/2)個(gè)時(shí)隙，入端(i-N/2)為第k個(gè)時(shí)隙預(yù)留。在第(k-1-j)個(gè)時(shí)隙(N/2+2≤j≤N)，入端(i-j+1)mod N為第k個(gè)時(shí)隙預(yù)留，并傳送Ok，其中Ok給出i-j+1≠i+j mod N且i-j+1≠i+j-1 mod N，這里的N為偶數(shù)。
因此，第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度游歷整個(gè)流水線，在完成前不被用戶i中斷。此調(diào)度在第(k-N-1)個(gè)時(shí)隙由用戶(i+1)mod N啟動(dòng)，因?yàn)槿攵薸在第(k-N-2)個(gè)時(shí)隙延遲控制信息。
圖2示出一個(gè)4×4縱橫接線器實(shí)施例的時(shí)序圖，它示出偶數(shù)個(gè)入端的情況。長方形陰影表示控制信息O的延遲。黑粗垂線表示前面的入端完成調(diào)度，而下個(gè)入端將開始新的調(diào)度。
再者，對(duì)于入端為偶數(shù)的情況，在第1個(gè)時(shí)隙RRGS采取的動(dòng)作是確定的。Ok表示第k個(gè)時(shí)隙可獲得的出端的集合。設(shè)k(i，1)＞0表示入端i在第1個(gè)時(shí)隙為入端i預(yù)留出端的時(shí)隙，而且il-(常數(shù)-N-1-1)modN表示在第1個(gè)時(shí)隙開始新調(diào)度的入端。設(shè)定K(i，1)＝0意味著在時(shí)隙1入端i的動(dòng)作受到阻止。調(diào)度程序需要正確的初始化。初始化周期持續(xù)N個(gè)時(shí)隙。假定初始化過程在第一個(gè)時(shí)隙T1開始。通過設(shè)置k(0，1)＝k(1，1)＝...＝k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+2，開始初始化過程。也就是說，在頭N個(gè)時(shí)隙所有入端的動(dòng)作都受到阻止，除非隨后調(diào)整。
Ol+N+j＝{0，1，，N-1}k(il，l)＝l+N+1，k(mod((il+1)modN，l)＝k(il，l-2)，且k(i，l)＝k((i-1)mod N，l-1)0≤i≤N-1，且i∉{il,(il+1)modN}.]]>入端i(0≤i≤N-1)以RR方式從集合Ok(i，l)中選擇出端j，入端i有信息包要發(fā)送，給出k(i，1)≠0(入端i(0≤i≤N-1，i≠il，)，在前面時(shí)隙從入端(i-1)mod N接收集Ok(i，l))。出端j從Ok(i，l)中被排除。
入端i(0≤i≤N-1)將所選擇的出端的地址存于入端的聯(lián)接存儲(chǔ)器位于k(i，l)mod(N+1)處。將來自于相應(yīng)接收輸入一輸出隊(duì)列的HOL信息包移到獨(dú)立的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列。
入端i(0≤i≤N-1，且i≠(il-2)mod N)傳送集合Ok(i，l)到下個(gè)入端(i+1)mod N。入端((il-2)mod N在傳遞集合Ok((il-2)mod N，l)之前將它延遲一個(gè)時(shí)隙。
在入端i(0≤i≤N-1)和出端4之間建立一個(gè)交叉聯(lián)接，出端4的地址是從入端i的聯(lián)接存儲(chǔ)器位置(l mod(N+1))處讀取的。
對(duì)每個(gè)入端i(0≤i≤N-1)，被在調(diào)度的傳輸輸入-輸出隊(duì)列頭部的保留信息包通過開關(guān)磁芯被發(fā)送。
4.多信道調(diào)度本發(fā)明的另一方面是包括多信道功能。多信道信息包存儲(chǔ)在獨(dú)立的隊(duì)列里，其是以先入先服務(wù)的方式(FCFS方式)服務(wù)。每個(gè)隊(duì)列有一個(gè)多信道位表(BM)，它指明它的HOL信息包的目的地。在最簡(jiǎn)單的情形，多信道信息包將比單信道信息包有優(yōu)先權(quán)。在第i個(gè)時(shí)隙進(jìn)行的附加多信道操作如下·入端i(0≤i≤N-1)選擇所有的出端j(例如j∈Ok(i，l)∩BMi)。HOL多信道信息包在第k個(gè)時(shí)隙將被傳送到所選的出端。
·如果Ok(i，l)∩BMi是空集，單信道隊(duì)列得到服務(wù)。否則，從Ok(i，l)和BMi中排除掉被選中的出端以外的出端。
·如果BMi是空的，就從多信道隊(duì)列中刪除HOL多信道信息包。
5.開關(guān)控制器的實(shí)現(xiàn)圖3示出一個(gè)N×N光學(xué)縱橫接線器所用的控制器。每個(gè)入端需要一個(gè)輸入模塊(3.11，3.21，3.31，...，3.N1)，一個(gè)RR判定器和流水線式控制器(3.12，3.22，3.32，...3.N2)，和一個(gè)連接存儲(chǔ)器(3.13，3.23，3.33，...，3.N3)。輸入模塊(IM)以邏輯上分離的接收隊(duì)列方式存儲(chǔ)所接收的信息包，每個(gè)隊(duì)列確定于一特定的輸出。IM向與其相關(guān)的RR判定器發(fā)送請(qǐng)求。RR判定器選擇一個(gè)在未來時(shí)隙為空閑的出端，并將有關(guān)所做的這種選擇通知相應(yīng)的入端和流水線式控制器。要說明的是對(duì)流水線的初始化過程確保在任何給定的時(shí)隙，沒有兩個(gè)判定器選擇相同的未來時(shí)隙用于調(diào)度傳輸。輸入模塊把成功的信息包存儲(chǔ)到獨(dú)立的傳輸輸入-輸出隊(duì)列。RR判定器也將其調(diào)度決定寫入與之相關(guān)的聯(lián)接存儲(chǔ)器的特定存儲(chǔ)位置。存儲(chǔ)器中的位置由信息包調(diào)度用的時(shí)隙來確定。流水線控制器通知下個(gè)入端的RR判定器，所有還沒有被某特定時(shí)隙預(yù)留的出端；更精確地講，控制器禁止對(duì)這些預(yù)留的出端訪問。如果某些入端不轉(zhuǎn)發(fā)控制信息，則它的流水線控制器允許下個(gè)入端的RR判定器能夠?yàn)槲磥頃r(shí)隙選擇任何出端。
根據(jù)寫入聯(lián)接存儲(chǔ)器中的調(diào)度，通過開關(guān)磁芯將來自輸入模塊的信息包轉(zhuǎn)送到輸出端模塊。
6.性能比較在這部分，把iRRGS與有相似復(fù)雜性的其它規(guī)程進(jìn)行比較。復(fù)雜性是以規(guī)程完成一個(gè)調(diào)度所需的時(shí)間來測(cè)定的。比較HOL、I-TDMA、SLIP、RGS和RRGS規(guī)程。參見K.Bogineni，K.M.Sivilingam，和P.W.Dowd的“Low-complexity multiple access protocols for wavelength-divisionmultiplexed photonic networks”IEEE雜志通信選集，vol.11，no.4，May 1993，pp.590-604；D.Guo，Y.Yemin，Z.Zhang的“Scalable high-speed protocols forWDM optical star networks”IEEE INFOCOM’94；M.J.Karol，M.G.Hluchyj，和S.P.Morgan的“Input vs.output queuing on a space-division packet switch”IEEE通信文集，vol.COM-35，no.12，December 1987，pp.1347-1356；和N.McKeown，P.Varaiya，J.Walrand的“Scheduling cells in an input-queuedswitch”電子通訊，vol.29，no.25，December 1993，pp.2174-2175。
對(duì)于入端排隊(duì)開關(guān)的最簡(jiǎn)單的規(guī)程就是線頭(HOL)規(guī)程，參見M.J.Karol，M.G.Hluchyj，和S.P.Morgan的“Input vs.output queuing on aspace-division packet switch”IEEE通信文集，vol.COM-35，no.12，December1987，pp.1347-1356。每個(gè)入端向合適的出端發(fā)送請(qǐng)求，要求傳輸HOL信息包。被請(qǐng)求的出端以循環(huán)方式向其中一個(gè)入端發(fā)出允許。在下個(gè)時(shí)隙，被允許的入端將信息包發(fā)送到相應(yīng)的出端。
在間插的TDMA(I-TDMA)中，以固定的方式將出端指定給入端，參見K.Bogineni，K.M.Sivilingam，和P.W.Dowd的“Low-complexity multipleaccess protocols for wavelength-division multiplexed photonic networks”IEEE雜志通信選集，vol.11，no.4，May 1993，pp.590-604。時(shí)間劃分為多個(gè)幀，傳輸調(diào)度被預(yù)先確定在幀的每個(gè)時(shí)隙中。依據(jù)它們的目的地將信息包存儲(chǔ)在分立的隊(duì)列中，并在預(yù)定的時(shí)隙發(fā)送。
參見N.McKeown，P.Varaiya，J.Walrand的“Scheduling cells in an input-queued switch”電子通訊，vol.29，no.25，December 1993，pp.2174-2175，該文提出采用slip(SLIP)迭代循環(huán)匹配。每個(gè)入端向所有的出端發(fā)送請(qǐng)求，入端有信息包發(fā)送給出端。被請(qǐng)求的出端以循環(huán)的方式向請(qǐng)求入端之一發(fā)出允許。接收到多個(gè)允許的入端以循環(huán)方式選擇其中一個(gè)被允許的出端。從上個(gè)被選中的入端之后的位置處開始每個(gè)以循環(huán)方式進(jìn)行的選擇。
隨機(jī)貪婪調(diào)度(RGS)同RRGS是相似的，除了前者用隨機(jī)選擇方式代替循環(huán)選擇方式，參見D.Guo，Y.Yemini，Z.Zhang的“Scalable high-speedprotocols for WDM optical star networks”IEEE INFOCOM’94?？刂破麟S機(jī)地選擇入端隊(duì)列，并隨機(jī)地同未被配對(duì)的出端進(jìn)行匹配。在高速情況下，不能在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成RGS；然而，我們?cè)u(píng)估它的性能，以便探究用循環(huán)方式選擇代替隨機(jī)方式選擇所產(chǎn)生的影響。
圖4分別為HOL、I-TDMA、SLIP、RGS和RRGS繪制了給定業(yè)務(wù)量的平均信息包延遲曲線。獲得的分析性能結(jié)果和模擬結(jié)果吻合的很好。
圖5示出在固定給定業(yè)務(wù)量條件下分別對(duì)應(yīng)I-TDMA、SLIP、RGS、RRGS的信息包延遲互補(bǔ)分布函數(shù)。繪制的曲線是利用模擬的結(jié)果得到的。對(duì)于大多數(shù)業(yè)務(wù)量負(fù)荷下，RRGS的性能明顯地超過I-TDMA和SLIP的性能。
圖6示出對(duì)四個(gè)不同負(fù)載G1、G2、G3和G4的話務(wù)模型非均勻業(yè)務(wù)量的協(xié)議性能。
7.結(jié)論本發(fā)明提出一種并行循環(huán)方式調(diào)度程序，該程序用于快速入端緩沖的信息包開關(guān)。本發(fā)明的RRGS規(guī)程與復(fù)雜程度相似的其它規(guī)程相比具有更短的平均信息包延遲。信息包延遲分布沒有嚴(yán)重的尾端。在非均勻業(yè)務(wù)量的條件下，與其它規(guī)程的延遲比較，負(fù)荷較輕的信息包延遲較長，但負(fù)荷較重的信息包具有明顯短的延遲。
通過前面公開和教導(dǎo)的內(nèi)容，有關(guān)本發(fā)明的其他改進(jìn)和變形對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說都是顯而易見的。因此，雖然這里只是具體地描述本發(fā)明的一些實(shí)施例，顯然在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下，可以進(jìn)行許多變形。
權(quán)利要求
1.一種用于在循環(huán)貪婪調(diào)度規(guī)程的N×N縱橫接線器中確定時(shí)隙的方法，所述規(guī)程在每個(gè)入端包括N個(gè)邏輯隊(duì)列，對(duì)應(yīng)于N個(gè)輸出端口，所述規(guī)程的入端處于全輸入-輸出隊(duì)列的狀態(tài)，所述規(guī)程的出端處于調(diào)度狀態(tài)，該方法包括a)選擇與i＝(常數(shù)-k-1)mod N相對(duì)應(yīng)的入端，其中i是0到N-1范圍內(nèi)的一整數(shù)，表示入端序號(hào)；k是任意一個(gè)整數(shù)，表示時(shí)隙序號(hào)；b)如果沒有多個(gè)入端，則停止，否則以按i＝(i+1)mod N確定的循環(huán)方式選取下個(gè)入端；c)如果對(duì)(i，j)存在，選取出端j使對(duì)(i，j)屬于集合C＝{(i，j)|從1到j(luò)至少有一個(gè)信息包}，其中j是0到N-1范圍內(nèi)的一整數(shù)，表示出端序號(hào)；d)如果在步驟c)中對(duì)(i，j)不存在，將i從入端集中去掉，并進(jìn)到步驟b)；e)將i和j分別從入端集合和出端集合中去掉；f)將對(duì)(i，j)加到調(diào)度中，并進(jìn)到步驟b)。
2.一種調(diào)度方法，其中在每個(gè)時(shí)隙，對(duì)N個(gè)不同未來時(shí)隙同時(shí)進(jìn)行N個(gè)不同的調(diào)度，該方法包括a)為循環(huán)方式調(diào)度的入端，選擇可用的一個(gè)特定的未來第k個(gè)時(shí)隙；b)確定一出端，該出端可接收在未來的第k個(gè)時(shí)隙的信息包，而且在未來的第k個(gè)時(shí)隙，入端i將發(fā)送信息包到該出端；c)通過對(duì)入端i分派(i+1)mod N，確定下個(gè)入端，并把在第k個(gè)時(shí)隙期間可以接收信息包的剩余出端發(fā)送到下個(gè)入端；以及d)重復(fù)b)和c)直到所有的入端被訪問以致完成第k時(shí)隙調(diào)度，其中i是0到N-1范圍內(nèi)的一整數(shù)，表示入端序號(hào)；k是任意一個(gè)整數(shù)，表示時(shí)隙序號(hào)。
3.如權(quán)利要求
2所述的方法，其中如果入端i沒有完成第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度，選擇一個(gè)出端，并將修改過的出端集合發(fā)送到下個(gè)入端；如果入端i完成第k個(gè)時(shí)隙的調(diào)度，則此入端就不將出端集合發(fā)送到下個(gè)入端。
4.如權(quán)利要求
3所述的方法，其中一個(gè)并未從上個(gè)入端接收到修改過的出端集合的入端開始一個(gè)新的調(diào)度。
5.一種用于奇數(shù)個(gè)入端的流水線循環(huán)貪婪調(diào)度的方法，其中完成第i個(gè)時(shí)隙的過程包括e)初始化k(0，1)＝k(1，1)＝...k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+1，其中，k(i，l)＞0是入端i在第l個(gè)時(shí)隙預(yù)留有出端的時(shí)隙，il＝(常數(shù)-N-1)mod N表示在第l個(gè)時(shí)隙開始新的調(diào)度的入端，而且k(i，l)＝0意味著入端i在時(shí)隙l的動(dòng)作受到阻止；f)設(shè)置Ol+N＝{0，1，，N-1}，k(il，l)＝l+N，k(i，l)＝k((i-1)modN，l-1)其中0≤i≤N-1，而且i≠il；g)在入端i，0≤i≤N-1，以循環(huán)方式從集合Ok(i，l)中選擇一個(gè)出端j，此入端有信息包要發(fā)送，假定k(i，l)≠0，并從集合Ok(i，l)中排除j；h)在入端i，0≤i≤N-1，將所選擇的出端地址存于入端i的聯(lián)結(jié)存儲(chǔ)器的位置k(i，l)mod N處，并將來自相應(yīng)的接收輸入-輸出隊(duì)列的信息包線頭(HOL)移到單獨(dú)的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列；i)將位于入端i，0≤i≤N-1，而且i≠(il-2)mod N的集合Ok(i，l)傳遞到下個(gè)入端(i+1)mod N；j)在入端i，0≤i≤N-1，和出端間建立交叉聯(lián)接，所述出端的地址是從入端i的聯(lián)接存儲(chǔ)器的位置(l mod (N+1))處讀取的；k)對(duì)每個(gè)入端i，0≤i≤N-1，通過開關(guān)磁芯將位于調(diào)度的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列i頭的預(yù)留的信息包發(fā)送出去，
6.一種用于偶數(shù)個(gè)入端的流水線循環(huán)貪婪調(diào)度的方法，其中為第i個(gè)時(shí)隙調(diào)度的過程包括l)初始化k(0，1)＝k(1，1)＝...k(N-1，1)＝0，常數(shù)＝N+1，其中，k(i，l)＞0是入端i在第l個(gè)時(shí)隙預(yù)留有出端的時(shí)隙，il＝(常數(shù)-N-1)mod N表示在第l個(gè)時(shí)隙開始新的調(diào)度的入端，而且k(i，l)＝0意味著入端i在時(shí)隙l的動(dòng)作受到阻止；m)設(shè)置Ol+N＝{0，1，，N-1}，k(il，l)＝l+N+1，k(mod(il+1)modN，l)＝k(il，l-2)，而且k(i，l)＝k((i-1)mod N，l-1)其中0≤i≤N-1，而且(il+1)mod N)，而且i∉{(il,(il+1)modN};]]>n)在入端i，0≤i≤N-1，以循環(huán)方式從集合Ok(i，l)中選擇一個(gè)出端j，該入端有信息包要發(fā)送，假定k(i，l)≠0，并從集合Ok(i，l)中排除j；o)在入端i，0≤i≤N-1，將所選擇的出端地址存于它的聯(lián)接存儲(chǔ)器的位置k(i，l)mod(N+1)處，并將來自于相應(yīng)的接收輸入-輸出隊(duì)列的OHL信息包移到單獨(dú)的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列；p)在入端i，0≤i≤N-1，而且i＝(il-2)mod N將集合Ok(i，l)傳遞到下個(gè)入端(i+1)mod N，其中，入端(il-2)mod N在傳遞集合Ok(il-2)mod N，1)之前將其延遲一個(gè)時(shí)隙；q)在入端i，0≤i≤N-1，和出端間建立交叉聯(lián)接，所述出端的地址是從入端i的聯(lián)接存儲(chǔ)器的位置(l mod (N+1))處讀取的；r)對(duì)每個(gè)入端i，0≤i≤N-1，通過開關(guān)磁芯將位于調(diào)度的發(fā)送輸入-輸出隊(duì)列頭的預(yù)留的信息包發(fā)送出去。
7.如權(quán)利要求
5所述的方法，其中在循環(huán)貪婪算法中包括多信道調(diào)整度，其中多信道信息包以先進(jìn)先服務(wù)的方式被存儲(chǔ)，而且多信道隊(duì)列比單信道隊(duì)列有優(yōu)先權(quán)，在第i個(gè)時(shí)隙的步驟進(jìn)一步包括s)在入端i，0≤i≤N-1，選擇所有的出端j，使j∈Ok(i，l)∩BMi，在第k個(gè)時(shí)隙將HOL多信道信息包傳送到所選的出端；t)如果Ok(i，l)∩BMi是空集，單信道隊(duì)列得到服務(wù)，否則，從Ok(i，l)和BMi中排除掉被選中的出端以外的出端；u)如果BMi是空的，就從多信道隊(duì)列中刪除掉HOL多信道信息包。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的方法，其中在循環(huán)貪婪調(diào)度算法中包括多信道調(diào)度，其中多信道信息包以先進(jìn)先服務(wù)的方式被存儲(chǔ)，且比單信道隊(duì)列有優(yōu)先權(quán)，在第i個(gè)時(shí)隙的步驟進(jìn)一步包括v)在入端i，0≤i≤N-1，選擇所有的出端j，使?jié)M足j∈Ok(i，l)∩BMi。w)在第k個(gè)時(shí)隙將HOL多信道信息包傳送到所選的出端。x)如果Ok(i，l)∩BMi是空集，則服務(wù)單信道隊(duì)列，否則，從Ok(i，l)和BMi中排除掉被選中的出端以外的出端。y)如果BMi是空的，就從多信道隊(duì)列中刪除掉HOL多信道信息包。
9.一種用于調(diào)度N×N縱橫接線器的N級(jí)流水線系統(tǒng)，這里級(jí)i與入端i相關(guān)，在未來時(shí)隙向出端傳輸所述級(jí)i調(diào)度，所述未來時(shí)隙脈沖通過整個(gè)全部級(jí)，其中與所有入端對(duì)應(yīng)的流水線級(jí)同時(shí)進(jìn)行調(diào)度，以便沒有兩個(gè)入端在同一時(shí)間選擇相同的未來時(shí)隙，選中的時(shí)隙是基于循環(huán)方式的，其中當(dāng)一個(gè)出端被一級(jí)選中后，就將此出端從可選的自由出端口中移去，以便于時(shí)隙中流水線級(jí)不再選已經(jīng)被入端在一個(gè)時(shí)隙選擇的出端。
專利摘要
本發(fā)明的循環(huán)貪婪調(diào)度(RRGS)采用流水線技術(shù)可在太比特吞吐量下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度。流水線逼近法避免對(duì)開關(guān)結(jié)構(gòu)內(nèi)部速度的需求而達(dá)到高使用率。采用循環(huán)貪婪調(diào)度規(guī)程的N×N 縱橫接線器中確定時(shí)隙的方法包括相對(duì)于i＝(常數(shù)-k-1)mod N選擇入端，如果對(duì)(i，j)存在，選擇出端j，使對(duì)(i，j)屬于集合C＝{(i，j)|從1到j(luò)至少有一個(gè)信息包}。如果對(duì)(i，j)不存在，將入端i從入端集合中去掉，并重復(fù)所述步驟；從入端集合去掉i，并從出端集合去掉j；把對(duì)(i，j)加到調(diào)度并重復(fù)所述步驟。
文檔編號(hào)H04Q11/04GKCN1197275SQ99110823
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期1999年7月22日
發(fā)明者拉馬穆爾蒂·戈帕拉克里希南, 范瑞學(xué), 斯米利亞尼奇·亞歷山德拉 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan