專利名稱：通過(guò)一條雙向鏈路對(duì)數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行同步的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
按照第一方面，本發(fā)明涉及一種方法和一個(gè)系統(tǒng)，它用于同步在基于信元的交換機(jī)中通過(guò)一條雙向鏈路在交換端口和交換核心之間傳輸可以包含不同數(shù)目數(shù)據(jù)比特的用戶信元。
按照第二方面，本發(fā)明涉及一個(gè)系統(tǒng)，它用于同步在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)中通過(guò)一條雙向鏈路在各功能實(shí)體之間傳輸比特流形式的數(shù)據(jù)，每一功能實(shí)體具有用于將從用戶來(lái)到的數(shù)據(jù)和要在鏈路上傳送的數(shù)據(jù)放入用戶信元的裝置，取決于用戶數(shù)據(jù)的大小，用戶信元可以包含不同數(shù)目的數(shù)據(jù)比特。
在許多數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，不同的功能實(shí)體由一條鏈路連在一起。尤其是在電信系統(tǒng)中確實(shí)是這樣。在許多情況中，鏈路成本依賴于相互間物理連接的數(shù)量。相互連接越多，成本將會(huì)越高。因此，一種通常的做法是把所需的所有信息放在承載數(shù)字信號(hào)的單條物理連接上。這樣使得在鏈路的接收端有必要重建邏輯結(jié)構(gòu)。為完成該工作，必須傳送隱含的信息，它指向在不同層上的結(jié)構(gòu)。
被編碼在數(shù)字信號(hào)中的隱含信息的例子是時(shí)鐘，它能產(chǎn)生比特定位；以及一個(gè)同步模式，它能對(duì)八位位組(即字節(jié))、碼字、ATM信元或每種比比特高的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位。
現(xiàn)有技術(shù)狀況與ATM信元傳送有關(guān)的同步會(huì)產(chǎn)生出各種問(wèn)題，特別是當(dāng)出現(xiàn)不同大小的信元時(shí)更是如此。
一條用于傳遞ATM信元的鏈路有一種信元同步機(jī)制，它基于ATM信元中所謂的HEC字段(信頭差錯(cuò)校正字段)以及處理流程。一種稱為HCS(信頭校驗(yàn)和)的計(jì)算方式基于包含在HEC中的4個(gè)連續(xù)的八位位組以及剩余部分。該處理流程是基于一個(gè)狀態(tài)機(jī)，它有狀態(tài)搜索、預(yù)同步和同步。一種用于此目的的有名的狀態(tài)機(jī)在Bellcore文件FA-NWT-001109中有描述。
正確的HCS計(jì)算迫使存在問(wèn)題的狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)“預(yù)同步”。假設(shè)在該狀態(tài)下出現(xiàn)連續(xù)6次正確的HCS計(jì)算，則執(zhí)行向“狀態(tài)同步”的轉(zhuǎn)換，否則執(zhí)行向狀態(tài)“搜索”的轉(zhuǎn)換。在狀態(tài)“同步”下，7次連續(xù)的不正確HCS計(jì)算之后，就要使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換到狀態(tài)“搜索”。
采用這種其工作沒(méi)有來(lái)自始發(fā)端的支持的封閉狀態(tài)機(jī)的主要缺點(diǎn)在于達(dá)到同步狀態(tài)的時(shí)間消耗，以及因之當(dāng)失步時(shí)產(chǎn)生的信元丟失。在鏈路達(dá)到工作狀態(tài)之前，可能會(huì)有多于60個(gè)信元丟失。另一個(gè)缺點(diǎn)在于所討論的方法不容許在鏈路上傳送不同大小的信元。
在美國(guó)專利5,123,013中，描述了分組連接系統(tǒng)中的信元同步，它用于發(fā)送及接收信元序列，后者由固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)信元組成，信元中包含要發(fā)送的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)信元間至少要插入一個(gè)包含同步模式的同步信元。
同步信元或各信元在某些情況下發(fā)送，即在沒(méi)有數(shù)據(jù)信元發(fā)送的時(shí)間周期或者在同步信元發(fā)送后一個(gè)預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)信元已被成功地發(fā)送之后進(jìn)行發(fā)送。
GB1,550,121中描述了一種對(duì)速度容差的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解碼系統(tǒng)。除了被稱為同步信元的每個(gè)字的初始信元具有雙倍寬度外，數(shù)字字存儲(chǔ)在大約相同寬度的信元中。
DE3,842,371涉及到一種用于信元結(jié)構(gòu)的數(shù)字信號(hào)的時(shí)鐘同步的實(shí)現(xiàn)方案。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的目的是提供一種用于包含不同大小的信元的比特流的信元定位方法。一般來(lái)說(shuō)，這是根據(jù)本發(fā)明通過(guò)使用基于較小同步信元并在雙向鏈路每一端使用合適的裝置的快速同步算法來(lái)達(dá)到的。
在根據(jù)第一方面的方法中，鏈路上的數(shù)據(jù)傳送是由同步信元來(lái)啟動(dòng)和監(jiān)視時(shí)，該同步信元在功能實(shí)體之間進(jìn)行交換，每個(gè)同步信元一方面包含一個(gè)同步模式，利用它來(lái)進(jìn)行同步信元的識(shí)別，另一方面還包含控制數(shù)據(jù)。通過(guò)功能實(shí)體，控制數(shù)據(jù)可以被設(shè)置為一些可允許相互校驗(yàn)同步機(jī)制是占據(jù)優(yōu)勢(shì)的值；或者被設(shè)置為一個(gè)能在被認(rèn)為是表明失步的鏈路工作狀態(tài)下迫使功能實(shí)體采取措施來(lái)重新恢復(fù)同步機(jī)制的值。
在按照第一方面的一種系統(tǒng)中，每個(gè)功能實(shí)體中有一個(gè)鏈路控制功能，它包含通過(guò)在各鏈路控制功能之間交換的同步信元而啟動(dòng)和控制鏈路上數(shù)據(jù)傳送的一些功能，其中這些鏈路控制功能受一個(gè)有3個(gè)狀態(tài)的同步狀態(tài)機(jī)的控制。在搜索狀態(tài)中，鏈路控制功能用于檢查來(lái)自鏈路的同步信元，以確定它是否符合同步信元的預(yù)定模式。在預(yù)同步狀態(tài)中，在已于搜索狀態(tài)檢查此后到同步信元符合預(yù)定的同步信元模式之前，鏈路控制功能用于檢查到來(lái)的預(yù)定數(shù)目的連續(xù)同步信元，以確定它們是否符合預(yù)定的模式。如果不是這樣，則返回到搜索狀態(tài)。在同步狀態(tài)，在已于預(yù)同步狀態(tài)表明預(yù)定數(shù)目的同步信元與預(yù)定的模式相符之前，容許在鏈路傳送數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)，看是否有差錯(cuò)。如果有差錯(cuò)，則轉(zhuǎn)換到搜索狀態(tài)。
在根據(jù)第二個(gè)方面的一個(gè)系統(tǒng)中，在每個(gè)功能實(shí)體中有一個(gè)鏈路控制功能，其所具有的功能是通過(guò)在各鏈路控制功能之間交換的同步信元啟動(dòng)及控制鏈路上數(shù)據(jù)的傳送，每個(gè)同步信元一方面包含標(biāo)識(shí)信息，通過(guò)它來(lái)識(shí)別同步信元；另一方面，還包含控制數(shù)據(jù)。通過(guò)每個(gè)鏈路控制功能，可以賦給控制數(shù)據(jù)一些容許相互檢驗(yàn)同步機(jī)制存在的值、或者一個(gè)能在被認(rèn)為表明失步的鏈路工作狀態(tài)下迫使兩個(gè)鏈路控制功能采取措施重新恢復(fù)同步的值。一個(gè)面向鏈路的輸出功能具有同步信元插入功能，它接收用戶信元流并在其中插入同步信元；以及第一變換功能，它接收包含用戶信元和同步信元的結(jié)果數(shù)據(jù)流，并把它變換成一個(gè)比特流信號(hào)，后者采用1比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘輸出到鏈路上去。來(lái)自鏈路的輸入功能包含一個(gè)第二變換功能，它接收來(lái)自鏈路的比特流信號(hào)，并把它變換成n比特的并行格式，后者通常用來(lái)自輸入功能的n比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘而輸出每個(gè)第n比特。還連接有一個(gè)比較功能，用于在n比特并行格式中搜索和識(shí)別同步信元的標(biāo)識(shí)信息，并且當(dāng)它被發(fā)現(xiàn)時(shí)，發(fā)送一個(gè)證實(shí)信號(hào)。一個(gè)時(shí)鐘功能使每個(gè)比特以來(lái)自輸入功能的n比特并行格式中的1比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘而進(jìn)行輸出。一個(gè)同步狀態(tài)機(jī)接收證實(shí)信號(hào)，用于控制從具有n比特的時(shí)鐘信號(hào)的n比特并行格式的時(shí)鐘到具有1比特時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的重要優(yōu)點(diǎn)是快速同步以及它允許有不同的信元大小。
附圖描述本發(fā)明將參照附圖更詳細(xì)地進(jìn)行描述，其中，

圖1簡(jiǎn)要地表示一個(gè)本發(fā)明可以在其中使用的電信交換機(jī)，它同時(shí)用作ATM及STM線路連接；圖2更詳細(xì)和以更大標(biāo)度地表示圖1的變換機(jī)的一部分，包括交換機(jī)端口與交換機(jī)核心之間的一條雙向傳送鏈路，它用于說(shuō)明本發(fā)明思想的各主要方面；圖3表示一個(gè)同步狀態(tài)機(jī)的同步狀態(tài)圖，它用于按照本發(fā)明在圖2所示的傳送鏈路上所進(jìn)行的信元同步；圖4表示當(dāng)使用圖3的同步狀態(tài)機(jī)作為一種可能的實(shí)際同步情況時(shí)，交換機(jī)端口和交換機(jī)核心間的事務(wù)處理狀態(tài)圖；圖5和圖6分別表示一個(gè)同步信元和一個(gè)用戶信元的實(shí)施方案的例子；圖7更詳細(xì)地表示按照本發(fā)明的一個(gè)鏈路控制系統(tǒng)的實(shí)施方案的功能圖，正如圖3所示的每臺(tái)交換機(jī)端口和交換機(jī)核心中所包含的那樣。
圖8更詳細(xì)地表示圖7的鏈路控制系統(tǒng)的一部分的功能圖。
圖9表示按本發(fā)明進(jìn)行信元同步所使用的同步狀態(tài)機(jī)的簡(jiǎn)化同步狀態(tài)圖；圖10表示當(dāng)使用圖9的同步狀態(tài)機(jī)作為一種可能的實(shí)際同步情況時(shí)在交換機(jī)端口和交換機(jī)核心間的事務(wù)處理狀態(tài)圖。
圖11表示同步狀態(tài)機(jī)的更詳細(xì)的同步狀態(tài)圖，它用在根據(jù)本發(fā)明的鏈路控制系統(tǒng)的一種實(shí)施方案中，正如參照下列圖所描述的那樣。
圖12表示一個(gè)鏈路控制功能的功能圖，其中也包括圖11的同步狀態(tài)機(jī)；圖13和14表示圖13的鏈路控制系統(tǒng)中的鏈路同步過(guò)程的實(shí)例的時(shí)間控制圖。
優(yōu)選實(shí)施方案圖1表示一臺(tái)基于信元的電信交換機(jī)，用作ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)和STM(同步轉(zhuǎn)移模式)的線路連接。交換機(jī)包含多個(gè)交換機(jī)端口1021-102n，它們通過(guò)雙向鏈路1061-106n中每一條連接到一個(gè)交換機(jī)核心104。交換機(jī)端口102連接到例如一通信網(wǎng)，后者可以包括入線107和108及處理器等。線路107和108可以承載ATM信元或STM時(shí)隙。交換機(jī)端口1021和1022在原理上表示為一個(gè)例子，它們分別位于線路接口電路卡1101上作為STM線路連接及位于線路接口電路卡1102上作為ATM線路連接。線路接口電路卡1101和1102也簡(jiǎn)要地表示為其每個(gè)包含一個(gè)相應(yīng)的線路終端1121和1122，它們通過(guò)用于各自的用戶數(shù)據(jù)的鏈路1141和1142分別與相應(yīng)的交換機(jī)端口1021和1022相連接。作為一個(gè)例子，交換機(jī)端口102n簡(jiǎn)要地表示為位于服務(wù)器卡110n上，后者包括處理器116，116通過(guò)用于用戶數(shù)據(jù)的鏈路114n連接到交換機(jī)端口。
圖2更詳細(xì)地說(shuō)明例如在交換機(jī)端口102n和交換機(jī)核心104之間通過(guò)鏈路106n的雙向業(yè)務(wù)。交換機(jī)端口102n把到達(dá)用戶數(shù)據(jù)加入用戶信元中。要選擇這些用戶信元的大小，以便能適合用戶數(shù)據(jù)。對(duì)于53個(gè)字節(jié)的ATM信元，因而可以選擇56個(gè)字節(jié)的用戶信元大小，即53個(gè)字節(jié)加上信元大小的信息加上校驗(yàn)和。把STM時(shí)隙加到較小的信元中。然后把用戶信元從一個(gè)交換機(jī)端口通過(guò)交換機(jī)核心引導(dǎo)向另一個(gè)端口。對(duì)于用戶數(shù)據(jù)加入用戶信元的技術(shù)的更詳細(xì)的描述以及該上下文的不同使用環(huán)境，可參考瑞典專利申請(qǐng)第9402051-8號(hào)。
交換機(jī)端口102n包含一個(gè)鏈路控制功能202，它接收來(lái)自外面的基于信元的用戶數(shù)據(jù)，把它轉(zhuǎn)送到鏈路106n上，并把來(lái)自鏈路的用戶信元發(fā)送出去，用戶信元的數(shù)據(jù)應(yīng)被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，由雙箭頭204表示。在交換機(jī)端口102n和交換機(jī)核心104之間的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)到交換機(jī)核心的鏈路控制功能202和鏈路控制功能206之間。鏈路控制功能202和206管理信元同步，下面將更詳細(xì)地描述。
不同大小的信元在鏈路上以比特流的形式雙向傳輸，所述的比特流在208和210簡(jiǎn)要作了表示。在比特流208和210中，用戶信元分別在212和214作出表示。不傳遞有關(guān)信元的起始的明顯的信息。因此兩端必須進(jìn)行信元定位，用于對(duì)鏈路的同步。為達(dá)到該目的，采用了同步信元，當(dāng)需要時(shí)把同步信元引入到用戶信元流中。在比特流208和210中，在216和218處分別指示一個(gè)同步信元，作為舉例。在每一端，同步信元分別在鏈路控制功能202和206起始和終止，即它們不出現(xiàn)在交換機(jī)端口或鏈路控制功能之外的交換機(jī)核心。用戶信元不受影響地通過(guò)鏈路控制功能導(dǎo)入。鏈路控制功能的執(zhí)行和工作方式通過(guò)下面實(shí)施方案的描述會(huì)更為詳細(xì)。
圖3表示一個(gè)同步狀態(tài)圖，說(shuō)明鏈路每端的鏈路控制功能的一個(gè)狀態(tài)機(jī)的工作方式，它用于對(duì)鏈路的同步。從鏈路來(lái)到鏈路控制功能的同步信元與同步信元的一個(gè)預(yù)定模式進(jìn)行比較。第一次檢測(cè)到一個(gè)來(lái)到的信元同步與預(yù)定模式一致將迫使?fàn)顟B(tài)機(jī)按箭頭302到達(dá)預(yù)同步狀態(tài)304。假定此后在預(yù)同步狀態(tài)發(fā)現(xiàn)了2個(gè)連續(xù)的同步信元，這表示與預(yù)定模式一致，則按照箭頭306使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移到同步狀態(tài)308，不然按箭頭310使?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移到搜索狀態(tài)312。按照本發(fā)明的方法是基于在預(yù)同步狀態(tài)連續(xù)地發(fā)送同步信元。在同步態(tài)可以發(fā)送用戶信元。每個(gè)用戶信元必須包括使信元同步能夠維持的信息，而且有檢錯(cuò)碼，它使檢測(cè)信元大小中的差錯(cuò)成為可能。在同步態(tài)308中一個(gè)檢測(cè)到的差錯(cuò)會(huì)使?fàn)顟B(tài)機(jī)按箭頭314轉(zhuǎn)移到狀態(tài)312。如果認(rèn)為用戶信元中的檢錯(cuò)碼還不夠，為保證真正的同步狀態(tài)，還可以加入一個(gè)監(jiān)測(cè)狀態(tài)機(jī)到同步狀態(tài)。如果出現(xiàn)預(yù)定數(shù)目n的連續(xù)用戶信元，則監(jiān)測(cè)功能按箭頭314使?fàn)顟B(tài)機(jī)到達(dá)狀態(tài)312。為進(jìn)一步闡述清楚有關(guān)上面談到的關(guān)于用戶信元的組建和希望的特性，參考上面提到的瑞典專利申請(qǐng)9402051-8。
為達(dá)到快速同步，并且使鏈路保持在一種工作狀態(tài)，要求接收用戶信元那一側(cè)的鏈路控制單元能在同步信元中發(fā)送控制數(shù)據(jù)到始發(fā)側(cè)的鏈路控制功能。
這種控制數(shù)據(jù)(命令)的例子以及因而導(dǎo)致的、可在始發(fā)側(cè)的鏈路控制單元出現(xiàn)的措施是1.控制數(shù)據(jù)放棄。其含義為指令始發(fā)側(cè)鏈路控制單元停止發(fā)送用戶信元而發(fā)送同步信元。當(dāng)前同步信元發(fā)送應(yīng)當(dāng)完成，并在此后插入新的同步信元。
2.控制數(shù)據(jù)提示。它表示當(dāng)前是同步狀態(tài)，并且指令始發(fā)側(cè)鏈路控制單元在第一個(gè)合適的時(shí)刻返回一個(gè)同步信元。具體地講，返回的同步信元應(yīng)引入正常的信元流，這樣在正常工作時(shí)盡量少地引入干擾。
3.控制數(shù)據(jù)同步。它指示不需要從始發(fā)側(cè)返回同步信元。
參考圖5、7和8的描述，以上三種控制數(shù)據(jù)或命令的用法將會(huì)更清楚。
放棄命令可以被提示命令代替，正如下面會(huì)看到的，即參考圖5所作的描述。如果此時(shí)要傳送的是大量的用戶信元，結(jié)果是同步在某種程度上要慢一些。
下列同步信元轉(zhuǎn)移規(guī)則為狀態(tài)機(jī)所采用1.搜索預(yù)同步狀態(tài)。發(fā)送包括放棄和提示命令在內(nèi)的同步信元到始發(fā)側(cè)。同步信元應(yīng)在第一個(gè)合適的時(shí)刻發(fā)送，而不用停止當(dāng)前的信元傳輸。
2.同步狀態(tài)。如果已經(jīng)接收到了一個(gè)含有放棄或揭示命令的同步信元，則發(fā)送用戶信元或發(fā)送同步信元。如果有同步信元返回，它們通常包括控制數(shù)據(jù)同步。
圖4簡(jiǎn)要地表示交換機(jī)端口402和交換機(jī)核心404之間一種可能的同步情況的簡(jiǎn)單的事務(wù)處理狀態(tài)圖。
首先，兩側(cè)都處于搜索和預(yù)同步狀態(tài)之一。因此，它們分別由箭頭406和408表示，發(fā)送具有控制數(shù)據(jù)提示/放棄的同步信元。在發(fā)送了預(yù)定數(shù)目的連續(xù)同步信元后，兩側(cè)都進(jìn)入同步狀態(tài)。在所示的例子中，交換機(jī)核心側(cè)404按箭頭410在交換機(jī)端口之前進(jìn)入同步狀態(tài)。此后，交換機(jī)核心通過(guò)發(fā)送帶有控制數(shù)據(jù)同步的一個(gè)同步信元，如箭頭412，應(yīng)答帶有控制數(shù)據(jù)放棄/提示的同步信元。交換機(jī)端口402現(xiàn)在進(jìn)入同步狀態(tài)。如箭頭414。交換機(jī)端口知道交換機(jī)核心已經(jīng)處于同步狀態(tài)，因此允許用戶信元的發(fā)送，如箭頭416。交換機(jī)核心404現(xiàn)在接收用戶信元，因而可以容許用戶信元發(fā)送，如箭頭418。鏈路現(xiàn)在在兩側(cè)都處于工作狀態(tài)，并且保持這種狀態(tài)，直到任何一側(cè)由于檢測(cè)到差錯(cuò)或監(jiān)測(cè)功能開(kāi)始工作而進(jìn)入搜索狀態(tài)。
在該例子中，交換機(jī)端口402受影響，并按箭頭420進(jìn)入搜索狀態(tài)。交換機(jī)端口現(xiàn)在按箭頭422發(fā)送出帶有控制數(shù)據(jù)放棄/提示的同步信元。交換機(jī)核心404必須發(fā)送帶有控制數(shù)據(jù)同步的同步信元而不是按箭頭424發(fā)送用戶信元。在所要求的數(shù)目的連續(xù)同步信元發(fā)送后，交換機(jī)端口恢復(fù)同步狀態(tài)，如箭頭426所示。
兩側(cè)可在正常工作下相互檢驗(yàn)看是否它們真正處于同步狀態(tài)。這可以通過(guò)有規(guī)則地發(fā)送帶有控制數(shù)據(jù)提示的同步信元來(lái)完成。另一側(cè)應(yīng)該在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)用帶有控制數(shù)據(jù)同步的同步信元來(lái)應(yīng)答。如果這不發(fā)生，可以假定處于某種差錯(cuò)的同步狀態(tài)。同步可能例如將丟失，但由于在實(shí)行信元分析的地方用戶信元中存在一個(gè)正確的模式，這種失步不會(huì)被檢測(cè)到，并且這種狀態(tài)可以持續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間。如果沒(méi)有同步信元出現(xiàn)，正確的措施則是停止用戶信元的發(fā)送，并且使另一側(cè)達(dá)到同步狀態(tài)。所述的方法可以完成或代替以前描述的監(jiān)測(cè)功能。
現(xiàn)在將參考圖5-8更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)鏈路控制系統(tǒng)的第一種實(shí)施方案。
為達(dá)到快速同步，同步信元應(yīng)該適當(dāng)?shù)乇M可能小，但仍然大到允許一個(gè)同步模式，該模式在一個(gè)不中斷的時(shí)間內(nèi)不可能在用戶信元中發(fā)現(xiàn)。圖5表示同步信元實(shí)現(xiàn)的例子。同步信元的大小限制為2個(gè)字502和504。所有的碼都以四元二進(jìn)制(tetrabinary)的形式給出。第一個(gè)字502包括一個(gè)同步模式16進(jìn)制數(shù)C2F1。第二個(gè)字504包括一個(gè)控制數(shù)據(jù)字段，用于控制數(shù)據(jù)同步和提示，在本例子中，數(shù)據(jù)提示已經(jīng)代替數(shù)據(jù)放棄，一種所提到作為上面的替代的可能性。按照主要的替代方案，圖5中的控制數(shù)據(jù)字段504除了所示的兩個(gè)控制數(shù)據(jù)同步和提示，還要包括控制數(shù)據(jù)放棄。在圖5中，16進(jìn)制數(shù)0100和0200分別表示同步和提示的例子。
傳送指令是比特1到比特16和字1到字2。一個(gè)字段中的最高有效比特是先傳送的。最右邊的比特是最低有效比特。所陳述的同步模式僅是一個(gè)例子；也可以使用其它的代碼。對(duì)同步模式連同控制碼一起選擇，以便能夠明確地定義一個(gè)連續(xù)同步信元序列中的同步信元的開(kāi)始位置。選擇漢明距離為2的控制碼。也可以考慮其它的碼字。
圖6表示用戶信元，它包含一定數(shù)目的字6021-602n。長(zhǎng)度字段604包含有不同預(yù)定大小的碼字，它帶有冗余編碼，允許錯(cuò)誤檢測(cè)。該方法是公知的，可以基于漢明碼或類似的碼。用戶信元還包括兩個(gè)奇偶校驗(yàn)比特606和608。進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可以從上面提到的瑞典專利申請(qǐng)9402051-8中獲得。類似于同步信元的那種碼是不允許的。如果在長(zhǎng)度字段或檢驗(yàn)比特中出現(xiàn)錯(cuò)誤，則狀態(tài)機(jī)按照?qǐng)D3進(jìn)入搜索狀態(tài)312。
圖7表示一個(gè)鏈路控制功能的功能框圖，它早已參照?qǐng)D2就作了粗略的描述，并且它已包括在每個(gè)交換機(jī)端口和交換機(jī)核心中了。正如圖2的例子，名稱206已在圖7中使用來(lái)標(biāo)明兩個(gè)鏈路控制功能間的鏈路，名稱204用于來(lái)往于鏈路控制功能的信元流。然而，在圖7已作了劃分，這樣來(lái)自鏈路控制功能的用戶信元流稱為204f，去往鏈路控制功能的用戶信元流稱為204t。鏈路控制功能包括一個(gè)串/并轉(zhuǎn)換和信元定位功能702，一個(gè)信元分析功能704，一個(gè)同步狀態(tài)機(jī)706，一個(gè)同步信元定位功能708，一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器710和一個(gè)并/串變換器712。同步狀態(tài)機(jī)706的功能可以設(shè)想為按照?qǐng)D4的功能。
在一個(gè)交換機(jī)端口和交換機(jī)核心間的鏈路106上，在每個(gè)方向上要傳送比特流信號(hào)和比特時(shí)鐘信號(hào)，分別地在接收方向由箭頭716和718表示，在發(fā)送方向由箭頭720和722表示。S/P轉(zhuǎn)換器和同步信元定位功能702接收比特流716，并把它轉(zhuǎn)換為16比特的并行數(shù)據(jù)，它被認(rèn)為是去往信元分析功能704的字節(jié)流724。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)同步狀態(tài)機(jī)706確定處于搜索狀態(tài)時(shí)，它要發(fā)送出一個(gè)搜索信號(hào)726給S/P轉(zhuǎn)換器和同步信元定位功能702，它使后者搜索每個(gè)比特位的一個(gè)同步信元模式，參考圖5。當(dāng)該模式被發(fā)現(xiàn)后，功能702發(fā)送出一個(gè)同步符合信號(hào)728給同步狀態(tài)機(jī)704，和一個(gè)同步啟動(dòng)信號(hào)730給信元分析功能704。同步符合信號(hào)728使同步狀態(tài)機(jī)706到達(dá)預(yù)同步狀態(tài)，并使搜索信號(hào)726去激活。當(dāng)搜索信號(hào)726激活時(shí)，同步啟動(dòng)信號(hào)730才激活，指示信號(hào)分析功能704已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)同步信元。
S/P轉(zhuǎn)換器和同步信元定位功能702現(xiàn)在轉(zhuǎn)到并行方式，給來(lái)向比特流716一個(gè)字接一個(gè)字地時(shí)鐘同步。每個(gè)字由字節(jié)時(shí)鐘信號(hào)732指示給信元分析功能704。S/P轉(zhuǎn)換器和同步信元定位功能702每次當(dāng)它識(shí)別出一個(gè)同步模式時(shí)便發(fā)出同步符合信號(hào)728給同步狀態(tài)機(jī)。
信元分析功能704包含一個(gè)內(nèi)部信元大小計(jì)數(shù)器(未示出)，當(dāng)它接收到同步啟動(dòng)信號(hào)730后就啟動(dòng)。計(jì)數(shù)器由字時(shí)鐘信號(hào)732作為時(shí)鐘而工作。當(dāng)信元大小已經(jīng)計(jì)數(shù)完畢后，信元分析功能704發(fā)送一個(gè)新信元信號(hào)734給同步狀態(tài)機(jī)706，它表明一個(gè)新信號(hào)已到了。信元分析功能704分析該新信元，看它是否具有長(zhǎng)度段中的可接收格式。一個(gè)非可接受碼使它發(fā)送一個(gè)差錯(cuò)信號(hào)736到同步狀態(tài)機(jī)706。該差錯(cuò)信號(hào)736致使同步狀態(tài)機(jī)706到達(dá)搜索狀態(tài)。
信元分析功能704如箭頭204f所示分別傳遞所發(fā)現(xiàn)的用戶信元到交換機(jī)端口和核心供作進(jìn)一步處理。同步信元在信元分析功能704中終止。同步信元的控制數(shù)據(jù)被取出，如果指示一個(gè)提示，參考早先參照?qǐng)D3和5作的描述，一個(gè)提示信元740被發(fā)送到同步信元插入功能708中。一個(gè)未知控制碼會(huì)導(dǎo)致發(fā)送差錯(cuò)信號(hào)736到同步狀態(tài)機(jī)706。
同步狀態(tài)機(jī)706的功能流程顯現(xiàn)在圖3的狀態(tài)圖中。下列規(guī)則是有效的如果同步符合信號(hào)728出現(xiàn)在搜索狀態(tài)，它將致使轉(zhuǎn)移到預(yù)同步狀態(tài)。新的信元信號(hào)734和同步符合信號(hào)728一起使它在兩個(gè)連續(xù)信元之后到達(dá)同步狀態(tài)。如果使用監(jiān)測(cè)功能，它將被每個(gè)新的信元信號(hào)734和同步符合信號(hào)728一起復(fù)位。觸發(fā)監(jiān)測(cè)功能使同步狀態(tài)機(jī)到達(dá)搜索狀態(tài)。同步狀態(tài)機(jī)706總是當(dāng)它處于搜索狀態(tài)時(shí)發(fā)送搜索信號(hào)726給S/P轉(zhuǎn)換器和同步信元定位功能702，并且總是當(dāng)它處于同步狀態(tài)時(shí)，發(fā)送一個(gè)同步信號(hào)742給同步信元插入功能708。
同步信元插入功能708使用同步信號(hào)742在控制碼發(fā)生器744中產(chǎn)生去向同步信元中的控制碼，并當(dāng)同步信元去激活之后(表示搜索狀態(tài)或預(yù)同步狀態(tài))，用于發(fā)送必須的同步信元746給同步信元/用戶信元交換功能748。在交換功能748中，當(dāng)提示信號(hào)740出現(xiàn)時(shí)，將同步信元746引入到用戶信元流750中。信元流750由一個(gè)fifo 752始發(fā)，其中當(dāng)有同步信元插入到交換機(jī)功能748中時(shí)，按照同步信元插入功能708的差錯(cuò)204t，使來(lái)向用戶信元停止。同步信元插入功能708使用來(lái)自時(shí)鐘發(fā)生器710的時(shí)鐘來(lái)操作它的邏輯，如箭頭756所示。
P/S轉(zhuǎn)換器712以字的格式接收數(shù)據(jù)，如箭頭758，并產(chǎn)生一串行比特流，形成去向比特流722，在鏈路206上分別傳送到交換機(jī)端口和交換機(jī)核心。其發(fā)送的速率(如箭頭760)由時(shí)鐘發(fā)生器710確定。
時(shí)鐘發(fā)生器710產(chǎn)生比特時(shí)鐘，并作為去向比特流塊722的時(shí)鐘同步。時(shí)鐘發(fā)生器710可以用來(lái)向比特時(shí)鐘信號(hào)718使得在兩個(gè)方向保持相同的速率。在這種情況下，另一側(cè)必須是一個(gè)時(shí)鐘主導(dǎo)裝置并且產(chǎn)生出時(shí)鐘，而使用來(lái)向比特時(shí)鐘信號(hào)718對(duì)去向比特流722進(jìn)行時(shí)鐘同步的一側(cè)則是從裝置。在這種情況下，從方不需要再發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)到鏈路106上。
圖8更詳細(xì)地表示S/P轉(zhuǎn)換和同步信元定位功能702。更具體地講，它被表示為一個(gè)串/并轉(zhuǎn)換器802和一個(gè)同步信元定位功能804兩部分，內(nèi)部邏輯說(shuō)明得很清楚。
串/并轉(zhuǎn)換器802包括一個(gè)16位的移位寄存器806和一個(gè)16位寄存器808。由比特時(shí)鐘信號(hào)18控制，16位移位寄存器806把到來(lái)的比特流轉(zhuǎn)換為16位并行格式810。下面會(huì)看得更清楚，16位寄存器一般由一個(gè)定位時(shí)鐘信號(hào)812進(jìn)行時(shí)鐘同步，在每個(gè)第16位時(shí)鐘脈沖時(shí)完成串/并轉(zhuǎn)換，在對(duì)同步模式的搜索期間對(duì)每比特時(shí)鐘脈沖進(jìn)行同步。
同步信元定位功能804包括一個(gè)比較功能813、一個(gè)執(zhí)行4比特計(jì)數(shù)器功能的比特時(shí)鐘除法器814，一個(gè)具有某種組合邏輯的復(fù)用器816。比較器功能813連在寄存器808的輸出，如箭頭818，用于檢測(cè)何時(shí)十六進(jìn)制模式C2F1出現(xiàn)在字流724。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，比較功能813發(fā)送出同步符合信號(hào)728(下面也稱為相等信號(hào))給同步狀態(tài)機(jī)706，參考圖7。同步符合信號(hào)728與搜索信號(hào)726相乘生成同步啟動(dòng)信號(hào)730。這由一個(gè)“與”功能820來(lái)標(biāo)記，它的兩個(gè)輸入連接成分別接收同步符合信號(hào)728和搜索信號(hào)726，并且在它的輸出端，當(dāng)同步符合信號(hào)和搜索信號(hào)均出現(xiàn)時(shí)，發(fā)送出同步啟動(dòng)信號(hào)730。
取反的同步符合信號(hào)728乘以搜索信號(hào)726，用來(lái)控制復(fù)用器816。這由一個(gè)“與”功能822來(lái)標(biāo)記，一個(gè)輸入端連接成接收搜索信號(hào)726，一個(gè)取反的輸入端連接成接收同步符合信號(hào)728?！芭c”功能822的輸出824連接成控制復(fù)用器816。復(fù)用器816連接成接收比特時(shí)鐘信號(hào)718和一個(gè)“與”門829的輸出端上的輸出信號(hào)828，它的輸入接收計(jì)數(shù)器814的輸出端上的每一個(gè)四比特。當(dāng)搜索信號(hào)726而不是同步符合信號(hào)728出現(xiàn)時(shí)，即“與”功能822的輸出為高電位時(shí)，比特時(shí)鐘信號(hào)718被復(fù)用器816選擇作為寄存器808的時(shí)鐘輸入812的定位時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)搜索信號(hào)726和同步符合信號(hào)728都出現(xiàn)時(shí)，即“與”功能822的輸出變?yōu)榈碗娢粫r(shí)，從比特時(shí)鐘除法器814導(dǎo)出的信號(hào)828被選擇作為定位時(shí)鐘信號(hào)。該導(dǎo)出的時(shí)鐘信在每1/16的時(shí)間激活。
比特時(shí)鐘除法器824的四位計(jì)數(shù)器對(duì)每個(gè)比特時(shí)鐘脈沖就計(jì)數(shù)一次。出現(xiàn)在比特時(shí)鐘除法器814的四個(gè)輸出上的比特記作b0、b1、b2和b3。最高有效位b3被用作字時(shí)鐘信號(hào)732。比特時(shí)鐘除法器814有一個(gè)復(fù)位輸入端832，它連到“與”功能822的輸出端824。當(dāng)輸出824由于“與”功能822的取反輸入端沒(méi)有同步符合信號(hào)728而變?yōu)楦唠娢粫r(shí)，即當(dāng)比特時(shí)鐘信號(hào)718被選為定位時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，比特時(shí)鐘除法器被置位。當(dāng)同步模式被發(fā)現(xiàn)時(shí)，即由于“與”功能822的取反輸入端上出現(xiàn)同步符合信號(hào)728而使824的輸出變?yōu)榈碗娢粫r(shí)，比特時(shí)鐘除法器832開(kāi)始計(jì)數(shù)，每16步后重新開(kāi)始。
一個(gè)狀態(tài)機(jī)的進(jìn)一步的例子以及根據(jù)該狀態(tài)機(jī)用于可能的同步和重新同步的情況的交換機(jī)端口和交換機(jī)核心間的事務(wù)處理轉(zhuǎn)移圖，在下面將參考圖9和10更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
在當(dāng)前例中的狀態(tài)及下面所述的對(duì)應(yīng)的碼將會(huì)被傳遞，在接收側(cè)導(dǎo)致產(chǎn)生同時(shí)陳述的措施1.-同步。指示接收側(cè)始發(fā)側(cè)處于同態(tài)狀態(tài)。
2.-預(yù)同步。通知接收側(cè)始發(fā)側(cè)處于預(yù)同步狀態(tài)，需要在第一個(gè)合適的時(shí)刻返回一個(gè)同步信元。返回的同步信元應(yīng)該引入正常的信元流中，這樣盡量少地造成對(duì)正常工作的干擾。
圖9表示一側(cè)的同步狀態(tài)圖。
來(lái)自鏈路的相反側(cè)的來(lái)向同步信元與預(yù)定的模式進(jìn)行比較，以達(dá)到對(duì)信元同步。在預(yù)同步狀態(tài)902以及三個(gè)連續(xù)的同步信元之后，按箭頭904，同步狀態(tài)906出現(xiàn)。在同步狀態(tài)906，用戶信元開(kāi)始發(fā)送。用戶信元包含有關(guān)它的大小的信元，它用作維持同步狀態(tài)下的信元同步。用戶信元中被檢測(cè)到的差錯(cuò)直接致使同步狀態(tài)機(jī)到達(dá)預(yù)同步狀態(tài)902，如箭頭908。
為達(dá)到快速同步，并使鏈路處于工作狀態(tài)，要求對(duì)方側(cè)的狀態(tài)可以在同步信元中發(fā)送出來(lái)。在同步信元規(guī)范中指定各狀態(tài)。
下列同步信元轉(zhuǎn)移規(guī)則對(duì)同步狀態(tài)機(jī)是有效的1.在預(yù)同步狀態(tài)。發(fā)送同步信元給對(duì)方側(cè)，其中帶有有關(guān)預(yù)同步狀態(tài)的指示。交換機(jī)核心應(yīng)終止向交換機(jī)端口的用戶信元的當(dāng)前發(fā)送。允許交換機(jī)端口中斷或終止對(duì)交換機(jī)核心的當(dāng)前發(fā)送。
2.在同步狀態(tài)。允許發(fā)送用戶信元。接收到的指示預(yù)同步狀態(tài)的同步信元在當(dāng)前的用戶信元發(fā)送完成后，應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的同步信元。
3.指示預(yù)同步狀態(tài)的連續(xù)同步信元在由當(dāng)前用戶信元的發(fā)送導(dǎo)致的允許的初始化時(shí)延后，應(yīng)對(duì)應(yīng)于連續(xù)的同步信元流。
4.交換機(jī)端口應(yīng)發(fā)送同步信元(它用于模擬狀態(tài)預(yù)同步)以規(guī)則方式驗(yàn)證在狀態(tài)同步下，交換機(jī)核心確實(shí)是處于同步狀態(tài)。
在圖10中，兩側(cè)開(kāi)始均處于預(yù)同步狀態(tài)。于是它們發(fā)送同步信元(一般地指示為1002)，其狀態(tài)為預(yù)同步。在一個(gè)規(guī)定數(shù)目的連續(xù)同步信元后，兩側(cè)都進(jìn)入同步狀態(tài)，這是在不同的時(shí)刻出現(xiàn)的。在圖中所示的例子中，交換機(jī)核心1004首先進(jìn)入同步狀態(tài)，如箭頭1006，而后是交換機(jī)端口1008。因此，交換機(jī)核心對(duì)它三次收到的指示預(yù)同步狀態(tài)的同步信元作出響應(yīng)，即對(duì)每個(gè)收到的指示預(yù)同步狀態(tài)的同步信元，發(fā)送一個(gè)指示同步狀態(tài)的同步信元(如箭頭1010)。在由交換機(jī)核心1004發(fā)送出至少3個(gè)連續(xù)同步信元1002之后，交換機(jī)端口1008進(jìn)入同步態(tài)，如箭頭1002。因?yàn)闆](méi)有帶有預(yù)同步狀態(tài)的信元來(lái)自交換機(jī)核心1004，交換機(jī)端口1008現(xiàn)在開(kāi)始發(fā)送用戶信元，如箭頭1004。當(dāng)前正接收用戶信元的交換機(jī)核心1004轉(zhuǎn)而可以允許發(fā)送用戶信元，如箭頭1006?，F(xiàn)在鏈路在兩側(cè)都處于工作狀態(tài)，而且將一直保持，直到某一側(cè)因檢測(cè)某個(gè)差錯(cuò)而進(jìn)入預(yù)同步狀態(tài)為止。
在該例子中，交換機(jī)端口1008檢測(cè)到接收的用戶信元中的一個(gè)錯(cuò)誤(箭頭1018)，因而進(jìn)入預(yù)同步狀態(tài)(箭頭1020)。交換機(jī)端口1008現(xiàn)在發(fā)送具有預(yù)同步狀態(tài)的同步信元(箭頭1022)。交換機(jī)核心1004現(xiàn)在必須通過(guò)發(fā)送表示同步狀態(tài)的同步信元(箭頭1026)而不是用戶信元來(lái)響應(yīng)，箭頭1024。在所需數(shù)目的同步信元之后，交換機(jī)端口1008重新恢復(fù)同步狀態(tài)(箭頭1028)。此后兩側(cè)返回到互相向?qū)Ψ桨l(fā)送用戶信元(箭頭1030)。
當(dāng)交換機(jī)核心1004在一個(gè)接收的用戶信元中檢測(cè)到一個(gè)錯(cuò)誤后(箭頭1032)，也要指示相應(yīng)的發(fā)生過(guò)程。它進(jìn)入預(yù)同步狀態(tài)(箭頭1034)，并且發(fā)送表示預(yù)同步狀態(tài)的同步信元(箭頭1036)。交換機(jī)端口1008現(xiàn)在必須通過(guò)發(fā)送表示同步狀態(tài)的同步信元(箭頭1040)而不是用戶信元來(lái)響應(yīng)(箭頭1038)。在所需數(shù)目的同步信元之后，交換機(jī)核心1004重新恢復(fù)同步狀態(tài)(箭頭1042)。此后，兩側(cè)轉(zhuǎn)為相互向?qū)Ψ桨l(fā)送用戶信元(如雙箭頭1044)。
理論上有一種很小的可能性交換機(jī)核心進(jìn)入一個(gè)假的同步態(tài)。這暗示同步失步，但沒(méi)有檢測(cè)到。原因可能是用戶信元中的正確同步模式或但用戶信元信頭錯(cuò)誤。這種情況理論上可能延續(xù)一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間。為處理這種情況，處于正常工作的交換機(jī)端口側(cè)1008通過(guò)有規(guī)律地發(fā)送同步信元(如箭頭1046)，模擬預(yù)同步狀態(tài)，從而在正常工作期間檢查交換機(jī)核心1004是真正地處于同步狀態(tài)。在一個(gè)預(yù)定的周期內(nèi)，在發(fā)送了當(dāng)前的用戶信元后，交換機(jī)核心應(yīng)該用帶有同步狀態(tài)(箭頭1050)的同步信元來(lái)響應(yīng)(如箭頭1048)。如果這不發(fā)生，則可以假設(shè)交換機(jī)核心處于某種虛假同步狀態(tài)。
如果沒(méi)有同步信元返回，則終止發(fā)送用戶信元，迫使交換機(jī)核心側(cè)進(jìn)入同步。
在正常的工作下，交換機(jī)端口也以通過(guò)非常簡(jiǎn)單地使同步信元在至少對(duì)應(yīng)最長(zhǎng)的用戶信元類型的期間內(nèi)保持在模擬的預(yù)同步狀態(tài)，從而來(lái)確保它自己的終端一側(cè)真正地處于同步狀態(tài)。
參考圖11-14，現(xiàn)在要對(duì)圖7和8的鏈路控制功能的修改部分作更詳細(xì)的描述。下列特性和措施與先前的實(shí)施方案是共同的。來(lái)向串行比特流應(yīng)被同步，串行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為16位并行數(shù)據(jù)，并且在同步過(guò)程的定位中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位以校正信元容限。來(lái)向時(shí)鐘速率應(yīng)被劃分成交換機(jī)核心中使用的時(shí)鐘信元(信元)的時(shí)鐘速率。在去向方向，即去向交換機(jī)核心方向，去向16位并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成一個(gè)串行比特流。
在圖12中，對(duì)于與圖7和8中相同或?qū)?yīng)的部分給出了相同的參考名稱。
下面將看到，按圖11-14的實(shí)施方案基于一種理解盡可能快的信元同步在使用盡可能小的芯片空間時(shí)可以通過(guò)僅用一個(gè)16位比較器813來(lái)達(dá)到，并且每個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行同步模式的比較。比較器813比較來(lái)自串/并變換器808的16位數(shù)據(jù)與同步信元中的前16位中應(yīng)包含的同步模式。參考圖11，同步狀態(tài)機(jī)706跟蹤四個(gè)同步狀態(tài)，即搜索態(tài)1002、第一預(yù)同步1104，第二預(yù)同步1106和同步1108中當(dāng)前的一個(gè)。
在搜索狀態(tài)1102，鏈路同步過(guò)程被激活。當(dāng)比較器813指出模式相同，該過(guò)程進(jìn)入第一預(yù)同步態(tài)1104，箭頭1110。在連續(xù)三次模式比較相同后，如箭頭1112和1114，同步狀態(tài)1108和正常工作可以啟動(dòng)。
在同步狀態(tài)1108和預(yù)同步狀態(tài)1104/1106，串/并變換器802中的輸出寄存器808每當(dāng)?shù)?6個(gè)數(shù)據(jù)比特周期才裝載一次從而在每第16數(shù)據(jù)比特之后提供一個(gè)完整的新16比特字。然而，在同步過(guò)程中，寄存器808應(yīng)每個(gè)時(shí)鐘周期受時(shí)鐘同步(由來(lái)自交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)時(shí)鐘718)。結(jié)果，來(lái)向串行數(shù)據(jù)流716中的比特對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)鐘周期要移位2個(gè)比特位置(由于來(lái)自交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘兩邊緣要改變2比特)，比特位置0和比特位置1分別都是一個(gè)新比特。在每個(gè)時(shí)鐘周期，比較器813對(duì)去向字流掃描以搜索同步模式。在模式相同時(shí)，發(fā)送信號(hào)728，它啟動(dòng)同步單元的正常工作。這暗示著，寄存器808被禁止在每個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行裝載，按箭頭1110，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到第一預(yù)同步態(tài)1104，而且在鏈路同步過(guò)程中已被復(fù)位的時(shí)鐘分頻器814開(kāi)始從0到15的計(jì)數(shù)。如果下一個(gè)信元也是一個(gè)同步信元，按照箭頭1112達(dá)到第二預(yù)同步狀態(tài)1106，否則按照箭頭1116，返回到搜索態(tài)1112，鏈路同步過(guò)程重新啟動(dòng)。在連續(xù)三次同步模式相同后，該過(guò)程進(jìn)入同步狀態(tài)1108，如箭頭1114，否則按箭頭1118返回到搜索狀態(tài)1102，鏈路同步重新啟動(dòng)。當(dāng)信元分析單元704指示信號(hào)中一個(gè)奇偶校驗(yàn)差錯(cuò)或某個(gè)其它差錯(cuò)已被檢測(cè)到后，從同步態(tài)1108返回到搜索態(tài)1102。
用所描述的同步方法，一個(gè)信元中所有16個(gè)可能的比特位置已被測(cè)試為一個(gè)信元周期內(nèi)的起始位置。只有在數(shù)據(jù)時(shí)鐘的正邊緣的16個(gè)比特被測(cè)試。
按照?qǐng)D12，信元同步單元使用來(lái)自交換機(jī)端口的數(shù)據(jù)時(shí)鐘的兩個(gè)時(shí)鐘邊緣。從交換機(jī)端口接收的每個(gè)用戶信元的第一個(gè)比特將出現(xiàn)在正時(shí)鐘邊緣。
時(shí)鐘分頻器814是一個(gè)4位計(jì)數(shù)器，它用于產(chǎn)生交換機(jī)核心中使用的不同時(shí)鐘信號(hào)。僅當(dāng)復(fù)位輸入端832的復(fù)位信號(hào)不激活時(shí)，在數(shù)據(jù)時(shí)鐘的前沿進(jìn)行計(jì)數(shù)。分別在預(yù)同步和同步態(tài)1104/1106和1108，計(jì)數(shù)器814從0到15計(jì)數(shù)，然后又從0開(kāi)始。在搜索態(tài)1102，復(fù)位輸入832被激活。在數(shù)據(jù)時(shí)鐘718的前沿，執(zhí)行同步計(jì)數(shù)/復(fù)位。
同步狀態(tài)機(jī)706包括一個(gè)2位計(jì)數(shù)器1202，在它的計(jì)數(shù)器輸入端1204從時(shí)鐘分頻器814接收比特2，并且跟蹤當(dāng)前的同步狀態(tài)。正如在圖11中所示，00表示搜索狀態(tài)，01表示第一預(yù)同步狀態(tài)，10表示第二預(yù)同步狀態(tài)以及11表示同步狀態(tài)。四個(gè)狀態(tài)也在圖12中的計(jì)數(shù)器1202的輸出端表示出來(lái)，分別為0、1、2、和3。當(dāng)計(jì)數(shù)過(guò)程由一個(gè)激活輸入1206的高電位來(lái)激活時(shí)，在時(shí)鐘信號(hào)的后沿執(zhí)行同步計(jì)數(shù)。如果一個(gè)復(fù)位輸入1208被激活，在時(shí)鐘信號(hào)的后沿執(zhí)行同步復(fù)位。
當(dāng)下列情時(shí)，激活計(jì)數(shù)-當(dāng)前是搜索狀態(tài)1202，來(lái)自比較器813的一個(gè)相等信號(hào)728出現(xiàn)在激活輸入端1206上，-當(dāng)前是預(yù)同步狀態(tài)，在一個(gè)新信元的第一個(gè)字期間，一個(gè)相等信號(hào)728出現(xiàn)在激活輸入端1206。
-當(dāng)下列情況時(shí)，激活復(fù)位-當(dāng)前是同步狀態(tài)1208，從信元分析器704獲得一個(gè)差錯(cuò)指示736，-當(dāng)前是預(yù)同步狀態(tài)，在一個(gè)信元的第一個(gè)字期間，不能從比較器813獲得一個(gè)相等信號(hào)728。
對(duì)于如何達(dá)到上面粗略描述的同步狀態(tài)機(jī)的功能的更加詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)圖12在1210，1212和1214所示的更加詳細(xì)的邏輯方塊圖、以及其相互間和外部連接的幫助下可以實(shí)現(xiàn)，后圖參照由圖7介紹的標(biāo)號(hào)數(shù)字。
串/并變換器802把串行比特流變換為16位并行數(shù)據(jù)。它包括2個(gè)8位移位寄存器806.1和806.2和一個(gè)16位寄存器808。寄存器806.1由比特時(shí)鐘818的前沿作時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)寄存器806.2由時(shí)鐘后沿作時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。結(jié)果是移位寄存器806.1和806.2的每一個(gè)每當(dāng)?shù)诙€(gè)比特周期受時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)。這意味著，當(dāng)16個(gè)比特已被接收到后，比特1，3，…15在寄存器806.1中，比特2，4，…16在寄存器806.2中(比特1第一個(gè)被接收，比特16最后一個(gè)被接收)。第一個(gè)比特，即比特1，應(yīng)在比特時(shí)鐘718的正沿被接收。
在16個(gè)比特已經(jīng)接收到后，則對(duì)16位寄存器808進(jìn)行裝載。如果裝載輸入812被激活，則在時(shí)鐘輸入1216的比特時(shí)鐘信號(hào)718的前沿進(jìn)行同步裝載。每次時(shí)鐘分頻器具有值7或者按照“與”門822的輸出如果是處于搜索狀態(tài)，裝載輸入812將通過(guò)邏輯功能816激活。去到寄存器808的16位輸入數(shù)據(jù)從來(lái)自移位寄存器806.1，806.2的2×8位并行輸出中選出，其方法是比特位置1，3，…15是從806.1選出，而比特位置2，4，…，16是從806.2中選出。
除了有對(duì)來(lái)自比較器813的信號(hào)728的輸入和對(duì)信號(hào)726的取反輸入外，“與”門822也具有對(duì)來(lái)自同步信元發(fā)生器744的用戶信元信號(hào)1218的取反輸入。該信號(hào)1218表示用戶信元正在被傳送到交換機(jī)端口。當(dāng)差錯(cuò)出現(xiàn)并且搜索狀態(tài)已發(fā)生改變時(shí)，重新同步過(guò)程直到發(fā)送到交換機(jī)端口的信元已經(jīng)中止后才開(kāi)始。
并/串變換器712把16位并行輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行比特流722，發(fā)送到交換機(jī)端口。它包括2個(gè)8位移位寄存器712.1和712.2和一個(gè)復(fù)用器1220。移位寄存器712.1和712.2同時(shí)分別由時(shí)鐘輸入1222和1224上的比特時(shí)鐘信號(hào)裝載，條件是來(lái)自時(shí)鐘分頻器814的輸出828的裝載輸入1226和1228分別被激活。每當(dāng)4位寄存器814的輸出具有值7和15時(shí)(其輸出按照上面的描述連接到裝載輸入1226和1228)，裝載輸入應(yīng)被激活。16位并行輸出數(shù)據(jù)的比特1，3，…15被裝進(jìn)712.1，比特2，4，…16被裝進(jìn)712.2。移位寄存器712.1和712.2在比特時(shí)鐘718的前沿由時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)(移位)，這表示它們僅當(dāng)每個(gè)第二比特周期才移位。如果裝載輸入1226和1228被激活，則不進(jìn)行移位。
復(fù)用器1220使用位于1230的比特時(shí)鐘，用于在來(lái)自兩個(gè)移位寄存器712.1和712.2的輸出之間進(jìn)行選擇。如果比特時(shí)鐘等于1，選擇712.1；如果比特時(shí)鐘等于0，則選擇712.2。結(jié)果是，在裝載了16位的輸出數(shù)據(jù)后，第1位被送到交換機(jī)端口，然后是第2位，在移位寄存器對(duì)數(shù)據(jù)移位后，第3位被送出去，然后是第4位，等等。
交換機(jī)塊813將進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)與同步信元中的前16位的預(yù)定模式(16進(jìn)制CF1)進(jìn)行比較。當(dāng)模式匹配時(shí)，則發(fā)送同步符合信號(hào)828。
圖13和14的時(shí)間圖說(shuō)明了鏈路同步過(guò)程中的時(shí)間控制。
在圖13中，線1表示比特時(shí)鐘信號(hào)718，2表示來(lái)自寄存器806.1的輸出數(shù)據(jù)，3表示來(lái)自寄存器806.2的輸出數(shù)據(jù)，4表示輸入16位寄存器808的裝載輸入812的激活信號(hào)，5表示從寄存器808輸出的并行數(shù)據(jù)724，6表示相同信號(hào)728，7表示來(lái)自同步狀態(tài)機(jī)706的同步狀態(tài)信號(hào)742，8表示來(lái)自4位計(jì)數(shù)器814的計(jì)數(shù)信號(hào)828，9表示從4位計(jì)數(shù)器814輸入計(jì)數(shù)器1202的輸入端的第2位信號(hào)1204。
從圖13的線1-3可以看出，移位寄存器806.1和806.2如何分別在信號(hào)718的每個(gè)正時(shí)鐘沿1302和負(fù)時(shí)鐘沿1304移位的。首先，同步單元處于搜索狀態(tài)1202(圖11)，在圖中以線7在1306處表示，因此寄存器808在每個(gè)正時(shí)鐘沿裝載。每個(gè)時(shí)鐘周期搜索比較電路813的并行數(shù)據(jù)，用以發(fā)現(xiàn)同步模式16進(jìn)制數(shù)C2F1。幾個(gè)時(shí)鐘周期后，該模式被找到(在線5的1308處)，它由圖中的線6的1310處出現(xiàn)的相等信號(hào)728表示。相等信號(hào)728的起始部分在1312處以陰影表示，表明需要一些時(shí)間作比較，并且防止寄存器808在下一次時(shí)鐘周期又被裝載一次。當(dāng)相等信號(hào)728出現(xiàn)時(shí)，計(jì)數(shù)器814開(kāi)始計(jì)數(shù)(在線8的1314處)。當(dāng)4位寄存器814在它的輸出端828有值7時(shí)，進(jìn)行同步的預(yù)同步狀態(tài)出現(xiàn)，由線7的1316處表示。經(jīng)歷了連續(xù)三次同步信元后，狀態(tài)將轉(zhuǎn)移到同步態(tài)，正如下面將參考圖14所描述的。
圖14說(shuō)明如果信元中被信元分析功能804檢測(cè)到一個(gè)差錯(cuò)，將會(huì)發(fā)生什么。在圖中，由下列線表示1.寄存器808的裝載輸入1216上的信號(hào)812，2.來(lái)自寄存器808的字流724，3.字時(shí)鐘732，即來(lái)自時(shí)鐘分頻器814的第3位，4.從信元分析功能704送往同步狀態(tài)機(jī)706的差錯(cuò)信號(hào)736，
5.從同步狀態(tài)機(jī)706送到同步信元引入塊708的同步狀態(tài)信號(hào)742，6.來(lái)自同步信元發(fā)生器744的用戶信元信號(hào)1218，7.來(lái)自比較功能813的相等信號(hào)728。
當(dāng)由信元分析功能704檢測(cè)到信元有差錯(cuò)時(shí)(參考線4的1402處)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到搜索狀態(tài)(參考線5的1404處)。由于來(lái)自同步信元發(fā)生器744的占優(yōu)勢(shì)的用戶信元信號(hào)1218表示信元偶爾會(huì)發(fā)送交換機(jī)端口的事實(shí)，同步過(guò)程不立即啟動(dòng)。首先，當(dāng)當(dāng)前的用戶信元信號(hào)1218終止(在線6的1406處表示)、從而移位寄存器808獲得其裝載輸入上的裝載信號(hào)812時(shí)(在1408處指示)，搜索同步啟動(dòng)。在線2，這表現(xiàn)為信號(hào)724的1410處的快速變化的過(guò)程。這種情況下，在線7的1412處的相等信號(hào)728指示線2的1414處的模式匹配之前，這將要占用幾個(gè)16位時(shí)鐘周期。在線5的1416處狀態(tài)轉(zhuǎn)移到預(yù)同步狀態(tài)。在三個(gè)連續(xù)相等信號(hào)1412、1418、1420之后，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到同步的同步狀態(tài)(線5的1422處)。
圖12中的門電路所造成的時(shí)延在同步過(guò)程中非常關(guān)鍵。如果采用200Mb/s的數(shù)據(jù)速率，每個(gè)時(shí)鐘周期僅僅10納秒長(zhǎng)。對(duì)同步模式的搜索、把激活信號(hào)812裝載進(jìn)寄存器808的停止、以及把復(fù)位信號(hào)832輸入時(shí)鐘分步器814這三者都必須在小于該時(shí)間的期間完成。
一個(gè)門電路的時(shí)延大約是0.3納秒。從比較器813的輸入到寄存器808的裝載輸入812和時(shí)鐘分頻器814的復(fù)位輸入832的門電路的級(jí)數(shù)大約是5～6，這表示其延時(shí)小于1.8納秒。
按照本發(fā)明的上述的信元同步是需要的，因?yàn)樾旁獣r(shí)鐘是不傳送的。如果一個(gè)表示每個(gè)新信元的開(kāi)始的時(shí)鐘在兩端通過(guò)鏈路上傳送，鏈路控制可能在很大程度上是可能避免的。然而所希望的是，在基于信元的交換機(jī)情況下，交換機(jī)核心應(yīng)該能在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)，在此每個(gè)插腳都意味著成本花費(fèi)。通過(guò)使用按照本發(fā)明的上述方法，其中包括以交換機(jī)核心作為一個(gè)從時(shí)鐘，則一條鏈路僅需要一半的插腳。
權(quán)利要求
1.數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)中的一種同步系統(tǒng)，用于同步在功能實(shí)體(102，104)之間通過(guò)一條雙向鏈路(106)傳送比特流(716)的形式的數(shù)據(jù)，每個(gè)功能實(shí)體有用于把到達(dá)的用戶數(shù)據(jù)加到用戶信元中的裝置，該到達(dá)的用戶數(shù)據(jù)應(yīng)是在鏈路上傳送的，而用戶信元依據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)的大小可能包含不同數(shù)量的數(shù)據(jù)比特，其特征在于，每個(gè)功能實(shí)體中包括一個(gè)鏈路控制功能(202，206)，其功能是通過(guò)在鏈路控制功能間進(jìn)行交換的同步信元啟動(dòng)和控制鏈路上數(shù)據(jù)的傳送，并且每個(gè)同步信元一方面包括標(biāo)識(shí)信息(502)，通過(guò)它來(lái)識(shí)別同步信元，另一方面包括控制數(shù)據(jù)(504)，通過(guò)每個(gè)鏈路控制功能可以給該控制數(shù)據(jù)指定一些可允許相互檢查同步機(jī)制確實(shí)存在的值，或者指定一個(gè)能在被認(rèn)為表明失步的鏈路工作狀態(tài)下迫使兩個(gè)鏈路控制功能采取措施重新恢復(fù)同步的值，所述的功能包括一種面對(duì)鏈路的輸出功能，它具有同步信元插入功能(708)，它接收用戶信元流(204t)，并在其中引入同步信元；和一個(gè)第一變換功能(712)，它接收包括用戶信元和同步信元的結(jié)果數(shù)據(jù)流，并把該數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成一個(gè)比特流，后者以一個(gè)1比特時(shí)鐘信號(hào)為時(shí)鐘而輸出到鏈路上去，一個(gè)來(lái)自鏈路的輸入功能，它包括一個(gè)第二變換功能(802)，接收來(lái)自鏈路的一個(gè)比特流信號(hào)，并把該比特流變換成n位并行格式，它通常是由來(lái)自輸入功能的一個(gè)n比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘而輸出每個(gè)第n比特，一個(gè)所連接的比較功能(813)，用于在n比特并行格式中搜索和識(shí)別同步信元的標(biāo)識(shí)信息，當(dāng)它被發(fā)現(xiàn)后，就發(fā)送一個(gè)證實(shí)信號(hào)(728)，一個(gè)時(shí)鐘功能，用于以來(lái)自輸入功能的n比特并行格式的一個(gè)1比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘使每一比特輸出，一個(gè)同步狀態(tài)機(jī)(706)，它接收證實(shí)信號(hào)(728)，用于控制把具有n比特時(shí)鐘信號(hào)的n比特并行格式的時(shí)鐘變換成具有1比特時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘。
2.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征是由一個(gè)信元分析功能(704)接收n比特并行格式，并分析和識(shí)別其中所含的用戶信元，當(dāng)檢測(cè)某個(gè)用戶信元有差錯(cuò)時(shí)，就發(fā)送一個(gè)差錯(cuò)信號(hào)(736)到同步狀態(tài)機(jī)(706)，所述的差錯(cuò)信號(hào)也類似地由同步狀態(tài)機(jī)(706)用作所述的控制。
3.按照權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其特征在于同步狀態(tài)機(jī)有一個(gè)搜索狀態(tài)，在該狀態(tài)下，由于沒(méi)有證實(shí)信號(hào)(728)，它就發(fā)送一個(gè)搜索信號(hào)(726)，只要它一出現(xiàn)，就迫使用一位時(shí)鐘信號(hào)作為n比特并行格式的時(shí)鐘信號(hào)。
4.按權(quán)利要求2和3的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)同步狀態(tài)機(jī)接收到差錯(cuò)信號(hào)(736)時(shí)，包括了發(fā)送搜索信號(hào)在內(nèi)的搜索狀態(tài)也出現(xiàn)。
5.按照權(quán)利要求3或4的系統(tǒng)，其特征在于具有檢查是否正在進(jìn)行用戶信元發(fā)送的功能，如果存在這種情況，它就發(fā)送一個(gè)用戶信元信號(hào)(1218)，若不存在這種情況，它就會(huì)進(jìn)一步形成一種條件，以使1比特時(shí)鐘信號(hào)作為n比特并行格式的時(shí)鐘信號(hào)。
6.按照權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征是一個(gè)第一邏輯電路(822)，它具有一個(gè)接收搜索信號(hào)(726)的輸入、一個(gè)接收證實(shí)信號(hào)(728)的輸入、和一個(gè)接收用戶信元信號(hào)(1218)的輸入，當(dāng)沒(méi)有證實(shí)信號(hào)和用戶信元信號(hào)而出現(xiàn)搜索信號(hào)時(shí)，第一邏輯電路(822)的輸出(824)具有對(duì)應(yīng)該搜索狀態(tài)的一個(gè)搜索值；一個(gè)用于產(chǎn)生n比特時(shí)鐘信元的電路(814)；一個(gè)第二邏輯電路(816)，它有一個(gè)輸入端連接到第一邏輯電路(822)的輸出(824)，和一個(gè)輸入端連接到所述的電路(814)的輸出，用于產(chǎn)生n比特時(shí)鐘信號(hào)，它的輸出連接到時(shí)鐘功能，用于當(dāng)搜索值出現(xiàn)在第一邏輯電路(822)的輸出時(shí)，迫使時(shí)鐘功能以1比特時(shí)鐘信號(hào)作為n位并行格式的時(shí)鐘信號(hào)。
7.按照權(quán)利要求1～6中任一個(gè)的系統(tǒng)，其特征在于輸入功能包括一個(gè)串/并變換器，后者包括兩個(gè)并行的n/2比特移位寄存器(806.1和806.2)，其中在1比特時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)邊沿，比特流信號(hào)的每個(gè)第二比特受時(shí)鐘同步而輸入該移位寄存器，它的輸出連接到一個(gè)n比特寄存器(808)的輸入，該寄存器有一個(gè)連接到第二邏輯電路(816)的輸出(812)的裝載輸入(816)，其中用n比特時(shí)鐘信號(hào)或者1比特時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行時(shí)鐘同步。
8.按照權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其特征在于，輸出功能包括一個(gè)并/串變換器，后者包括兩個(gè)并行n/2比特移位寄存器(712.1和712.2)，其中用戶信元和同步信元流的每個(gè)第二比特是在數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)邊沿受時(shí)鐘同步輸入移位寄存器的，它的輸出連接到受一比特時(shí)鐘信號(hào)控制的一個(gè)復(fù)用器(1220)，并且它的輸出(722)是連接到鏈路的。
9.按權(quán)利要求6～8中任一個(gè)的系統(tǒng)，其特征在于用于產(chǎn)生n比特時(shí)鐘信號(hào)的電路包括一個(gè)n/4比特時(shí)鐘分頻器(814)，它具有一個(gè)用于接收1比特時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘輸入端和一個(gè)連接到第一邏輯電路(822)的輸出(824)的復(fù)位輸入端(832)。
10.按照權(quán)利要求8和9的系統(tǒng)，其特征在于時(shí)鐘分頻器的輸出連接到第二邏輯電路(816)的一個(gè)輸入，也連接到包含在并/串變換器中的每個(gè)n/2比特移位寄存器(712.1，712.2)的一個(gè)裝載輸入端(1226，1228)。
11.按權(quán)利要求3～10中任一個(gè)的系統(tǒng)，其特征在于狀態(tài)機(jī)還具有受一個(gè)同步信元的第一控制數(shù)據(jù)控制的一個(gè)預(yù)同步狀態(tài)，由出現(xiàn)在搜索態(tài)中的證實(shí)信號(hào)(728)啟動(dòng)，其中n比特并行格式是由n比特時(shí)鐘信號(hào)作為時(shí)鐘信號(hào)的，比較功能(813)檢查此后到達(dá)的預(yù)定數(shù)目的連續(xù)同步信元，如果在完成預(yù)定量的同步信元檢查之前沒(méi)有證實(shí)信號(hào)，則要返回搜索狀態(tài)，以及一個(gè)受同步信元的第二控制數(shù)據(jù)控制的同步狀態(tài)，它由證實(shí)信號(hào)(728)啟動(dòng)，該證實(shí)信號(hào)是在對(duì)于全部預(yù)定數(shù)目的同步信元的預(yù)同步狀態(tài)下已經(jīng)收到的，在該狀態(tài)下允許把數(shù)據(jù)傳送到鏈路上，同時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)是否有差錯(cuò)，如果差錯(cuò)發(fā)生，狀態(tài)就轉(zhuǎn)移到搜索態(tài)。
12.一種同步傳輸?shù)姆椒?，用于同步在一個(gè)基于信元的交換機(jī)中在交換機(jī)端口和交換機(jī)核心之間通過(guò)雙向鏈路傳輸包含不同數(shù)量的數(shù)據(jù)比特的用戶信元，其特征在于，鏈路上數(shù)據(jù)的傳送是通過(guò)在各功能實(shí)體間交換的同步信元來(lái)啟動(dòng)和監(jiān)視的，同步信元一方面包括一個(gè)同步模式，同步信元可以通過(guò)它來(lái)進(jìn)行識(shí)別；另一方面還包含控制數(shù)據(jù)，該控制數(shù)據(jù)可以通過(guò)功能實(shí)體而被設(shè)置成一些可允許相互檢查同步機(jī)制是占優(yōu)勢(shì)的值，或被設(shè)置成一個(gè)能在被認(rèn)為是表明失步的鏈路工作狀態(tài)下迫使功能實(shí)體采取措施恢復(fù)同步機(jī)制的值。
13.按權(quán)利要求12的方法，其特征在于，在啟動(dòng)雙向傳送數(shù)據(jù)之前各功能實(shí)體互相發(fā)送預(yù)定數(shù)量的連續(xù)同步信元，同步信元的控制數(shù)據(jù)表示要求返回同步信元，返回同步信元的控制數(shù)據(jù)具有一個(gè)證實(shí)同步確實(shí)存在的值。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其特征在于，在每一功能實(shí)體通過(guò)發(fā)回所需的同步信元來(lái)應(yīng)答預(yù)定數(shù)量的同步信元中的最后一個(gè)之后，數(shù)據(jù)的傳輸才被啟動(dòng)。
15.按照權(quán)利要求12～14中任一個(gè)的方法，其特征在于功能實(shí)體之間所進(jìn)行的對(duì)存在同步的相互檢查是通過(guò)相互有規(guī)律地發(fā)送同步信元來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中同步信元的控制數(shù)據(jù)表示要求回送同步信元，同步信元的控制數(shù)據(jù)具有一個(gè)證實(shí)同步存在的值。
16.按照權(quán)利要求12～15中任一個(gè)的方法，其特征在于迫使功能實(shí)體采取措施恢復(fù)同步的值被包括在由已檢測(cè)到失步的功能實(shí)體所發(fā)送的預(yù)定數(shù)量的同步信元中，該值的含義是請(qǐng)求返回控制數(shù)據(jù)的同步信元，其控制數(shù)據(jù)具有一個(gè)證實(shí)同步的確實(shí)存在的值。
17.按照權(quán)利要求12～15中任一個(gè)的方法，其特征在于，迫使功能實(shí)體采取措施恢復(fù)同步的值被包括在由已檢測(cè)到失步的功能體實(shí)體所發(fā)送的預(yù)定數(shù)量的同步信元中，該值包括要求另一個(gè)功能實(shí)體去中斷數(shù)據(jù)傳送并發(fā)送一個(gè)同步信元，該同步信元的控制數(shù)據(jù)有一個(gè)證實(shí)同步確實(shí)存在的值。
18.按照權(quán)利要求16或17的方法，其特征在于數(shù)據(jù)傳送是由已檢測(cè)到失步的功能實(shí)體在第二功能實(shí)體已通過(guò)送回所需的同步信元來(lái)應(yīng)答預(yù)定數(shù)量的同步信元的最后一個(gè)之后才新啟動(dòng)的。
19.一種在基于信元的交換機(jī)中用于同步通過(guò)一條雙向鏈路在功能實(shí)體之間傳送用戶信元的系統(tǒng)，其中用戶信元可以包含不同數(shù)量的數(shù)據(jù)比特，其特征在于，每個(gè)功能實(shí)體中的鏈路控制功能具有通過(guò)在由同步狀態(tài)機(jī)控制的各鏈路控制功能之間進(jìn)行交換的同步信元來(lái)啟動(dòng)和控制在鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，該狀態(tài)機(jī)具有三種狀態(tài)搜索狀態(tài)，其中鏈路控制功能用于檢查來(lái)自鏈路的一個(gè)同步信元，以確定它是否符合同步信元的預(yù)定的模式；預(yù)同步狀態(tài)，該狀態(tài)是在一個(gè)同步信元與預(yù)定模式符合已被發(fā)現(xiàn)之后所處的搜索狀態(tài)，并且在該狀態(tài)下，鏈路控制功能用于檢查此后到達(dá)的預(yù)定數(shù)量的連續(xù)同步信元，以確定它們是否符合預(yù)定的模式，如果不是這樣，則返回到搜索狀態(tài)；同步狀態(tài)，在它之前在預(yù)同步狀態(tài)中通過(guò)預(yù)定數(shù)量的同步信元表示與預(yù)定的模式符合，此時(shí)允許在鏈路上傳送數(shù)據(jù)，同時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)看是否有差錯(cuò)，如果發(fā)現(xiàn)有差錯(cuò)則狀態(tài)轉(zhuǎn)移到搜索狀態(tài)。
20.按照權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)同步信元一方面包括一個(gè)同步模式，通過(guò)它可以認(rèn)別同步信元，另一方面還包括控制數(shù)據(jù)，鏈路控制功能可以給予該控制數(shù)據(jù)一些用以允許各鏈路控制功能間互相檢驗(yàn)同步確實(shí)存在的值，或給予一個(gè)在鏈路被認(rèn)為表示失步的工作狀態(tài)下迫使鏈路控制功能采取措施來(lái)恢復(fù)同步機(jī)制的值。
21.按照權(quán)利要求20的系統(tǒng)，其特征在于，始發(fā)數(shù)據(jù)的功能實(shí)體中的鏈路控制功能從接收方功能實(shí)體中的鏈路控制功能接收同步信元中的下列控制數(shù)據(jù)一個(gè)第一控制數(shù)據(jù)，表示指令中斷當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳送，而發(fā)送一個(gè)同步信元，并結(jié)束當(dāng)前的同步信元傳送，以便在此后插入新的同步信元，一個(gè)第二控制數(shù)據(jù)，表示同步狀態(tài)確實(shí)存在，并表示應(yīng)在第一個(gè)合適的時(shí)刻在正常信元流中應(yīng)返送一個(gè)同步信元，以使在正常工作期間的干擾盡量地小，一個(gè)第三控制數(shù)據(jù)，表示沒(méi)有同步數(shù)據(jù)被要求返回。
22.按照權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其特征在于，在狀態(tài)機(jī)的搜索和預(yù)同步狀態(tài)，一個(gè)鏈路控制功能在第一個(gè)合適的時(shí)刻向第二鏈路控制功能發(fā)送包含第一或第二控制數(shù)據(jù)的同步信元而不停止當(dāng)前信元傳送。
23.按照權(quán)利要求21或22的系統(tǒng)，其特征在于，在狀態(tài)機(jī)的同步狀態(tài)下，一個(gè)鏈路控制功能發(fā)送數(shù)據(jù)給另一個(gè)鏈路控制功能或?qū)Πǖ谝换虻诙刂茢?shù)據(jù)的來(lái)向同步信元作出反應(yīng)。
全文摘要
對(duì)在基于信元的交換機(jī)中的用戶信元傳輸進(jìn)行同步,其中用戶信元可以包含不同數(shù)量的數(shù)據(jù)比特。傳送是在功能實(shí)體間的一條雙向鏈路上進(jìn)行的,其中每個(gè)功能實(shí)體包括一個(gè)鏈路控制功能部分,它用于啟動(dòng)和控制鏈路上數(shù)據(jù)的傳送,采用的是在鏈路控制功能間交換同步信元的方式。同步信元的交換由一個(gè)同步狀態(tài)機(jī)控制,它有3個(gè)狀態(tài)(304,308,312)。在搜索狀態(tài)(312),鏈路控制功能檢查來(lái)自鏈路的同步信元,以確定它是否符合預(yù)定的同步信元的模式。在預(yù)同步狀態(tài)(304),該狀態(tài)在一個(gè)包含預(yù)定的模式的同步信元在搜索狀態(tài)下被發(fā)現(xiàn)后啟動(dòng),此后鏈路控制功能檢查預(yù)定數(shù)量的連續(xù)同步信元,用以確定它們是否包含預(yù)定的模式。如果不是這樣,控制過(guò)程就返回到搜索狀態(tài)。在同步狀態(tài)(308),該狀態(tài)在預(yù)定數(shù)量的包含預(yù)定模式的同步信元在預(yù)同步狀態(tài)下已被發(fā)現(xiàn)后啟動(dòng),允許在鏈路上的數(shù)據(jù)的傳送,同時(shí)監(jiān)視數(shù)據(jù)是否有差錯(cuò)。如果發(fā)現(xiàn)差錯(cuò),則控制過(guò)程再次開(kāi)始搜索狀態(tài)。
文檔編號(hào)H04J3/24GK1192836SQ9619622
公開(kāi)日1998年9月9日 申請(qǐng)日期1996年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月13日
發(fā)明者L·G·佩特爾森, M·昆德?tīng)?申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司