JP2993415B2 - Crossbar switch - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はクロスバースイッチ
に係り、特にATM交換機内の基本要素であるクロスバ
ースイッチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crossbar switch, and more particularly to a crossbar switch which is a basic element in an ATM exchange.
【0002】[0002]
【従来の技術】非同期転送モード(ATM)の交換機
は、将来の大規模通信回線用の交換機として期待されて
いる。ATM交換システムの各ノードでは、入力された
セルのヘッダ内の情報に従ってセルをそれぞれの行き先
に振り分ける。この動作はノードのクロスポイントスイ
ッチで行われるが、セル同士の衝突を回避するためにセ
ルを一時退避させるためのバッファが必要となる。2. Description of the Related Art Asynchronous transfer mode (ATM) exchanges are expected as exchanges for future large-scale communication lines. At each node of the ATM switching system, cells are sorted to their respective destinations according to the information in the header of the inputted cells. This operation is performed by the cross point switch of the node, but a buffer for temporarily saving the cells is required to avoid collision between the cells.
【0003】ATMの場合、1セルの大きさは53バイ
ト固定長であり、通常、1つのクロスポイントでは10
0セル分程度の容量のバッファを用意するため、トータ
ルとしてかなりの量のバッファが必要となる。このバッ
ファ量の多さがATM交換システムの問題の一つとなっ
ている。また、ATM交換機のスイッチ部分は通常、半
導体トランジスタで構成されるが、比較的規模の小さな
回路であるので、例えば化合物半導体などを用いること
で10GHz以上のクロック周波数で動作する見通しが
得られている。[0003] In the case of ATM, the size of one cell is fixed at 53 bytes.
Since a buffer having a capacity of about 0 cells is prepared, a considerable amount of buffers is required in total. This large amount of buffer is one of the problems of the ATM switching system. The switch portion of the ATM switch is usually composed of semiconductor transistors, but is a relatively small-scale circuit. For example, it is expected that the switch will operate at a clock frequency of 10 GHz or more by using a compound semiconductor or the like. .
【0004】しかしながら、バッファ部分は容量が多い
ため化合物半導体では実現が難しく、CMOSを用いた
FIFOが一般的に使用される。このため、バッファに
ついては10GHz以上のクロック周波数で動作する見
通しは得られていない。これを解決するために、バッフ
ァをその構成の単純さから遅延線を用いて構成すること
が研究されている。上記遅延線としては、比較的信号の
劣化の少ない光ファイバを用いる例が1988年発行の
アイイーイーイー・ジャーナル・オン・セレクテッド・
エリアズ・イン・コミュニケーションズ、第6巻第7号
の1096ページ(IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS I
N COMMUNICATIONS,VOL.6,NO.7,p.1096,1988)に記載さ
れている。However, since the buffer portion has a large capacity, it is difficult to realize it with a compound semiconductor, and a FIFO using CMOS is generally used. For this reason, there is no prospect that the buffer will operate at a clock frequency of 10 GHz or higher. In order to solve this problem, studies have been made to construct a buffer using a delay line because of its simple construction. An example in which an optical fiber with relatively little signal degradation is used as the delay line is disclosed in IEE Journal on Selected.
Areas in Communications, Vol. 6, No. 7, page 1096 (IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS I
N COMMUNICATIONS, VOL. 6, NO. 7, p. 1096, 1988).
【0005】図6は上記の光ファイバを遅延線として用
いた従来のクロスバースイッチの一例の概略回路図を示
す。同図において、クロスバースイッチ62の一方の入
出力端子間に光ファイバ61を接続し、この光ファイバ
61を遅延線バッファとして用いている。FIG. 6 is a schematic circuit diagram showing an example of a conventional crossbar switch using the above optical fiber as a delay line. In the figure, an optical fiber 61 is connected between one input / output terminal of a crossbar switch 62, and this optical fiber 61 is used as a delay line buffer.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバは物理的に小さくすることが難しく、上記の大容量
のバッファを構成した場合、物理的に極めて大型となっ
てしまうという問題がある。また、小型化のために金属
のストリップラインをチップ上に集積することも考えら
れるが、金属配線はその抵抗成分のため信号の劣化が激
しく、大容量の遅延線バッファを構成することは困難で
ある。However, it is difficult to make the optical fiber physically small, and there is a problem that when the above-mentioned large-capacity buffer is constructed, it becomes physically very large. In addition, it is conceivable to integrate a metal strip line on the chip for miniaturization.However, since the resistance of the metal wiring is severely deteriorated, it is difficult to form a large-capacity delay line buffer. is there.
【0007】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
超伝導遅延線を用いることにより、小型の構成で大容量
のバッファ機能を有するクロスバースイッチを提供する
ことを目的とする。[0007] The present invention has been made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a crossbar switch having a small configuration and a large capacity buffer function by using a superconducting delay line.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】 本発明は上記の目的を
達成するため、第1及び第2の入力端子と第1及び第2
の出力端子と制御信号端子を有し、第1の入力端子又は
第2の入力端子に入力されたセルを、制御信号端子に入
力された制御信号によりクロス動作又はバー動作を行っ
て第1の出力端子又は第2の出力端子へ出力する、クロ
ックにより動作するクロスバースイッチ本体と、クロス
バースイッチ本体の第2の入力端子と第2の出力端子と
の間に接続されており、クロスバースイッチ本体の第2
の出力端子から出力されたセルを遅延してクロスバース
イッチ本体の第2の入力端子へ入力する超伝導遅延線と
を有し、クロスバースイッチ本体は、第1の入力端子に
入力されたセルを、制御信号によりバー動作をするよう
に制御されたときは第1の出力端子へ出力し、クロス動
作するように制御されたときは第2の出力端子へ出力
し、第2の入力端子に入力されたセルを、制御信号によ
りクロス動作をするように制御されたときは第1の出力
端子へ出力し、バー動作するように制御されたときは第
2の出力端子へ出力する構成としたものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides first and second input terminals and first and second input terminals.
Having an output terminal and a control signal terminal, and a first input terminal or
The cell input to the second input terminal is input to the control signal terminal.
Cross operation or bar operation is performed by the input control signal
Output to the first output terminal or the second output terminal
And a second input terminal and a second output terminal of the crossbar switch body operated by the switch.
And the second of the crossbar switch body
Delay the cell output from the output terminal of
Have a superconducting delay line for input to the second input terminal of the switch body, the crossbar switch body, the first input terminal
The input cell performs bar operation according to the control signal.
Output to the first output terminal when the
Output to the second output terminal when controlled to operate
Then, the cell input to the second input terminal is controlled by the control signal.
1st output when controlled to perform cross operation
Output to the terminal and when the bar is controlled to operate,
2 is configured to output to the output terminal .
【0009】[0009]
【0010】ジョセフソン接合と超伝導線路を用いた超
伝導遅延線は、ジョセフソン接合の高速スイッチング特
性、低消費電力特性、超伝導線路の無歪信号伝送特性を
利用したシリアルメモリとして、クロスバースイッチ本
体に入力された入力セルを一時退避するためのバッファ
を構成することができる。A superconducting delay line using a Josephson junction and a superconducting line is a crossbar as a serial memory using the high-speed switching characteristics, low power consumption characteristics, and the distortion-free signal transmission characteristics of the superconducting line. A buffer for temporarily saving an input cell input to the switch body can be configured.
【0011】超伝導遅延線上に蓄えられる情報量Cmは
転送レートをf、遅延時間をTcとすると、 Cm=f・Tc と表すことができる。高速のスイッチ素子を入出力ゲー
トに用いた場合には、転送レートfを10GHz以上に
まで高めることが可能であり、また、超伝導線路により
損失のない長距離の線路をチップ上に実現することがで
きる。The amount of information Cm stored on the superconducting delay line can be expressed as Cm = f · Tc, where f is the transfer rate and Tc is the delay time. When a high-speed switch element is used for the input / output gate, it is possible to increase the transfer rate f to 10 GHz or more, and to realize a lossless long-distance line on a chip by using a superconducting line. Can be.
【0012】また、ジョセフソントランスミッションラ
インを遅延線として用いた場合は、ジョセフソントラン
スミッションライン内に導入されたフラクソンの走行速
度を、ジョセフソントランスミッションラインの電圧端
子(上部電極)に印加されたバイアス電圧によって制御
することができる。このジョセフソントランスミッショ
ンラインの遅延時間Tcは、走行速度をαとし、ジョセ
ンソントランスミッションラインの距離をLとすると、 Tc=L/α で表すことができる。従って、走行速度αを小さくする
ことにより同一長さのジョセンソントランスミッション
ラインにおいて、遅延時間Tcを大きくすること、すな
わち情報量Cmを高めることができる。When the Josephson transmission line is used as a delay line, the running speed of the fluxon introduced into the Josephson transmission line is determined by the bias voltage applied to the voltage terminal (upper electrode) of the Josephson transmission line. Can be controlled by The delay time Tc of the Josephson transmission line can be expressed as Tc = L / α where α is the running speed and L is the distance of the Josephson transmission line. Accordingly, by reducing the traveling speed α, it is possible to increase the delay time Tc, that is, to increase the information amount Cm in the Jossenson transmission lines of the same length.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図1は本発明の第1の実施の形
態の概略回路図を示す。この実施の形態は、超伝導スト
リップライン1と、クロスバースイッチ本体2とからな
る構成である。クロスバースイッチ本体2は第1及び第
2の入力端子3及び5と、第1及び第2の出力端子4及
び6と制御信号端子7を有する、2入力2出力型のスイ
ッチで、第2の出力端子6と第2の入力端子5の間に超
伝導ストリップライン1が接続された構成である。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a first embodiment of the present invention. This embodiment has a configuration including a superconducting stripline 1 and a crossbar switch main body 2. The crossbar switch body 2 is a two-input two-output switch having first and second input terminals 3 and 5, first and second output terminals 4 and 6, and a control signal terminal 7. In this configuration, superconducting stripline 1 is connected between output terminal 6 and second input terminal 5.
【0014】次に、この実施の形態の動作について説明
する。第1の入力端子3にセルが入力されると、これと
同時に制御信号端子7に入力される制御信号により、ク
ロスバースイッチ本体2がクロス動作するかバー動作す
るかが決定される。出力先がビジーであるときには、制
御信号によりクロスバースイッチ本体2はクロス動作す
るように制御され、第1の入力端子3に入力されたセル
は第2の出力端子6から超伝導ストリップライン1へ送
出され蓄えられる。Next, the operation of this embodiment will be described. When a cell is input to the first input terminal 3, the control signal input to the control signal terminal 7 at the same time determines whether the crossbar switch body 2 performs a cross operation or a bar operation. When the output destination is busy, the control signal controls the crossbar switch main body 2 to perform a cross operation, and the cell input to the first input terminal 3 is transferred from the second output terminal 6 to the superconducting stripline 1. Sent and stored.
【0015】蓄えられたセルは超伝導ストリップライン
1を伝搬し、所定時間遅延されてクロスバースイッチ本
体2の第2の入力端子5に入力される。このとき、制御
信号端子7より入力されている制御信号によりクロスバ
ースイッチ本体2はクロス動作するように制御されたと
きは、第1の出力端子4から出力され、また、バー動作
するように制御されたときは第2の出力端子6から再び
超伝導ストリップライン1へ送出される。The stored cells propagate through the superconducting stripline 1, are delayed for a predetermined time, and are input to the second input terminal 5 of the crossbar switch main body 2. At this time, when the crossbar switch main body 2 is controlled to perform the cross operation by the control signal input from the control signal terminal 7, the signal is output from the first output terminal 4 and is controlled to perform the bar operation. Then, the signal is sent from the second output terminal 6 to the superconducting stripline 1 again.
【0016】一方、出力先がビジーでなければ、制御信
号によりクロスバースイッチ本体2はバー動作するよう
に制御され、第1の入力端子3に入力されたセルは第1
の出力端子4から出力される。On the other hand, if the output destination is not busy, the crossbar switch main body 2 is controlled by the control signal so as to perform a bar operation, and the cell input to the first input terminal 3 is the first input terminal 3.
Is output from the output terminal 4.
【0017】クロスバースイッチ本体2は例えば化合物
半導体を用いたトランジスタなどで実現され、10GH
z程度の高速クロックで動作させることができる。超伝
導ストリップライン1は信号のロスが非常に小さいの
で、第2の出力端子6から超伝導ストリップライン1に
入力されたセル情報は、殆ど減衰することなくクロスバ
ースイッチ本体2の第2の入力端子5へ入力される。従
って、クロスバースイッチ本体2では信号を増幅する必
要がないか、あっても非常に簡便なものとなる。The crossbar switch body 2 is realized by, for example, a transistor using a compound semiconductor and has a 10 GHz
It can be operated with a high-speed clock of about z. Since the signal loss of the superconducting stripline 1 is very small, the cell information input to the superconducting stripline 1 from the second output terminal 6 is hardly attenuated. Input to terminal 5. Therefore, the crossbar switch body 2 does not need to amplify the signal, or it is very simple.
【0018】図2は上記の図1のクロスバースイッチを
実装したときのイメージ図を示す。図2において、マル
チチップモジュール10には、超伝導ストリップライン
1に相当する超伝導遅延線チップ11と、クロスバース
イッチ本体2に相当するクロスバースイッチチップ12
とが実装され、超伝導遅延線チップ11とクロスバース
イッチチップ12の間は超伝導配線13により接続され
る。FIG. 2 shows an image diagram when the crossbar switch of FIG. 1 is mounted. In FIG. 2, a multi-chip module 10 includes a superconducting delay line chip 11 corresponding to the superconducting stripline 1 and a crossbar switch chip 12 corresponding to the crossbar switch body 2.
Are mounted, and the superconducting delay line chip 11 and the crossbar switch chip 12 are connected by a superconducting wiring 13.
【0019】クロスバースイッチチップ12は第1の入
力端子3に相当する第1の入力端子14、第1の出力端
子4に相当する第1の出力端子15、制御信号端子7に
相当する制御信号端子16を有する。なお、クロスバー
スイッチチップ12の第2の入力端子5に相当する第2
の入力端子と、第2の出力端子6に相当する第2の出力
端子はそれぞれ超伝導配線13を介して超伝導遅延線チ
ップ11に接続されている。The crossbar switch chip 12 has a first input terminal 14 corresponding to the first input terminal 3, a first output terminal 15 corresponding to the first output terminal 4, and a control signal corresponding to the control signal terminal 7. It has a terminal 16. Note that a second input terminal 5 of the crossbar switch chip 12
And the second output terminal corresponding to the second output terminal 6 are connected to the superconducting delay line chip 11 via the superconducting wiring 13 respectively.
【0020】超伝導遅延線チップ11及び超伝導配線1
3は、低温化の環境で動作させる必要があるので、マル
チチップモジュール10全体を低温化の環境に実装する
ことになる。例えば、超伝導体として高温超伝導材料を
用いる場合には、50K冷凍機などに実装することとな
る。Superconducting delay line chip 11 and superconducting wiring 1
3 needs to be operated in a low-temperature environment, so that the entire multi-chip module 10 is mounted in a low-temperature environment. For example, when a high-temperature superconducting material is used as the superconductor, it is mounted on a 50K refrigerator or the like.
【0021】超伝導遅延線チップ11の大きさを見積も
ると次のようになる。入出力ゲートのクロックを10G
Hzと仮定すると、50mの遅延線の場合、約5kビッ
トの情報を蓄えることができる(パルスの伝搬速度を1
×108m/sと仮定)。これを1μm幅、2μmピッ
チで超伝導ストリップラインをレイアウトしたとする
と、約10mm□のチップで5kビットのバッファを実
現することができる。The size of the superconducting delay line chip 11 is estimated as follows. 10G clock for input / output gate
Hz, a 50 m delay line can store about 5 kbits of information (pulse propagation speed is 1
× 10 8 m / s). Assuming that the superconducting strip lines are laid out with a width of 1 μm and a pitch of 2 μm, a 5 kbit buffer can be realized with a chip of about 10 mm square.
【0022】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。図3は本発明の第2の実施の形態の概略回路
図を示す。同図に示すように、この実施の形態は、ジョ
セフソントランスミッションライン21と、クロスバー
スイッチ本体22とからなる構成である。クロスバース
イッチ本体22は第1及び第2の入力端子23及び25
と、第1及び第2の出力端子24及び26と制御信号端
子27を有する、2入力2出力型のスイッチで、第2の
出力端子26と第2の入力端子25の間にジョセフソン
トランスミッションライン21が接続された構成であ
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, this embodiment has a configuration including a Josephson transmission line 21 and a crossbar switch main body 22. The crossbar switch main body 22 has first and second input terminals 23 and 25.
And a two-input, two-output switch having first and second output terminals 24 and 26 and a control signal terminal 27. A Josephson transmission line is provided between the second output terminal 26 and the second input terminal 25. 21 is a connected configuration.
【0023】次に、この実施の形態の動作について説明
する。第1の入力端子23にセルが入力されると、これ
と同時に制御信号端子27に入力される制御信号によ
り、クロスバースイッチ本体22がクロス動作するかバ
ー動作するかが決定される。出力先がビジーであるとき
には、制御信号によりクロスバースイッチ本体22はク
ロス動作するように制御され、第1の入力端子23に入
力されたセルは第2の出力端子26からジョセフソント
ランスミッションライン21へ送出され蓄えられる。Next, the operation of this embodiment will be described. When a cell is input to the first input terminal 23, the control signal input to the control signal terminal 27 at the same time determines whether the crossbar switch main body 22 performs a cross operation or a bar operation. When the output destination is busy, the control signal controls the crossbar switch main body 22 to perform a cross operation, and the cell input to the first input terminal 23 is transferred from the second output terminal 26 to the Josephson transmission line 21. Sent and stored.
【0024】蓄えられたセルはジョセフソントランスミ
ッションライン21を伝搬し、所定時間遅延されてクロ
スバースイッチ本体22の第2の入力端子25に入力さ
れる。このとき、制御信号端子27より入力されている
制御信号によりクロスバースイッチ本体22はクロス動
作するように制御されたときは、第1の出力端子24か
ら出力され、また、バー動作するように制御されたとき
は第2の出力端子26から再びジョセフソントランスミ
ッションライン21へ送出される。The stored cells propagate through the Josephson transmission line 21, and are input to the second input terminal 25 of the crossbar switch main body 22 after being delayed for a predetermined time. At this time, when the crossbar switch body 22 is controlled to perform the cross operation by the control signal input from the control signal terminal 27, the crossbar switch body 22 is output from the first output terminal 24 and controlled to perform the bar operation. When the signal is transmitted, the signal is transmitted from the second output terminal 26 to the Josephson transmission line 21 again.
【0025】一方、出力先がビジーでなければ、制御信
号によりクロスバースイッチ本体22はバー動作するよ
うに制御され、第1の入力端子23に入力されたセルは
第1の出力端子24から出力される。On the other hand, if the output destination is not busy, the crossbar switch main body 22 is controlled by the control signal so as to perform a bar operation, and the cell input to the first input terminal 23 is output from the first output terminal 24. Is done.
【0026】クロスバースイッチ本体22は例えば化合
物半導体を用いたトランジスタなどで実現され、10G
Hz程度の高速クロックで動作させることができる。ジ
ョセフソントランスミッションライン21は信号のロス
が非常に小さいので、第2の出力端子26からジョセフ
ソントランスミッションライン21に入力されたセル情
報は、殆ど減衰することなくクロスバースイッチ本体2
2の第2の入力端子25へ入力される。従って、クロス
バースイッチ本体22では信号を増幅する必要がない
か、あっても非常に簡便なものとなる。The crossbar switch body 22 is realized by, for example, a transistor using a compound semiconductor, and
It can be operated with a high-speed clock of about Hz. Since the signal loss of the Josephson transmission line 21 is very small, the cell information input to the Josephson transmission line 21 from the second output terminal 26 is almost not attenuated.
2 to the second input terminal 25. Therefore, the crossbar switch body 22 does not need to amplify the signal, or it is very simple.
【0027】また、遅延線として働くジョセフソントラ
ンスミッションライン21に入力される情報は単一磁束
量子としてジョセフソントランスミッションライン21
に蓄えられ、その情報の伝搬速度は電圧端子28に印加
された電圧によって制御することができる。すなわち、
電圧端子28に印加された電圧により発生する電界と単
一磁束量子が持つ磁場との間に発生するローレンツ力が
単一磁束量子の駆動力となる。The information input to the Josephson transmission line 21 functioning as a delay line is represented as a single flux quantum by the Josephson transmission line 21.
And the propagation speed of the information can be controlled by the voltage applied to the voltage terminal 28. That is,
The Lorentz force generated between the electric field generated by the voltage applied to the voltage terminal 28 and the magnetic field of the single flux quantum becomes the driving force of the single flux quantum.
【0028】図4は上記の図3のクロスバースイッチを
実装したときのイメージ図を示す。図4において、マル
チチップモジュール30には、ジョセフソントランスミ
ッションライン21に相当する超伝導遅延線チップ31
と、クロスバースイッチ本体22に相当するクロスバー
スイッチチップ32とが実装され、超伝導遅延線チップ
31とクロスバースイッチチップ32の間は超伝導配線
33により接続される。FIG. 4 is an image diagram when the crossbar switch of FIG. 3 is mounted. In FIG. 4, the multi-chip module 30 includes a superconducting delay line chip 31 corresponding to the Josephson transmission line 21.
And a crossbar switch chip 32 corresponding to the crossbar switch main body 22 are mounted. The superconducting delay line chip 31 and the crossbar switch chip 32 are connected by a superconducting wiring 33.
【0029】クロスバースイッチチップ32は第1の入
力端子23に相当する第1の入力端子34、第1の出力
端子24に相当する第1の出力端子35、制御信号端子
27に相当する制御信号端子36を有する。なお、クロ
スバースイッチチップ32の第2の入力端子25に相当
する第2の入力端子と、第2の出力端子26に相当する
第2の出力端子はそれぞれ超伝導配線33を介して超伝
導遅延線チップ31に接続されている。The crossbar switch chip 32 has a first input terminal 34 corresponding to the first input terminal 23, a first output terminal 35 corresponding to the first output terminal 24, and a control signal corresponding to the control signal terminal 27. It has a terminal 36. A second input terminal corresponding to the second input terminal 25 of the crossbar switch chip 32 and a second output terminal corresponding to the second output terminal 26 are each connected to a superconducting delay via a superconducting wiring 33. It is connected to the line chip 31.
【0030】超伝導遅延線チップ31及び超伝導配線3
3は、低温化の環境で動作させる必要があるので、マル
チチップモジュール30全体を低温化の環境に実装する
ことになる。例えば、超伝導体として高温超伝導材料を
用いる場合には、50K冷凍機などに実装することとな
る。Superconducting delay line chip 31 and superconducting wiring 3
3 needs to be operated in a low-temperature environment, so that the entire multi-chip module 30 is mounted in a low-temperature environment. For example, when a high-temperature superconducting material is used as the superconductor, it is mounted on a 50K refrigerator or the like.
【0031】超伝導遅延線チップ31の大きさを見積も
ると次のようになる。入出力ゲートのクロックを10G
Hz、単一磁束量子の伝搬速度を2×104m/sと仮
定すると、50mの遅延線の場合、約25Mビットの情
報を蓄えることができる。これを1μm幅、2μmピッ
チでジョセフソントランスミッションラインをレイアウ
トしたと仮定すると、約10mm□のチップで25Mビ
ットのバッファを実現することができる。The size of the superconducting delay line chip 31 is estimated as follows. 10G clock for input / output gate
Assuming that the propagation speed of a single flux quantum is 2 × 10 4 m / s, a delay line of 50 m can store about 25 Mbits of information. Assuming that the Josephson transmission lines are laid out with a width of 1 μm and a pitch of 2 μm, a 25 Mbit buffer can be realized with a chip of about 10 mm square.
【0032】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。図5(A)は本発明の第3の実施の形態の概
略回路図、同図(B)は同図(A)中のクロスポイント
スイッチの拡大図を示す。同図(A)に示すように、こ
の実施の形態は、m行n列の2次元マトリクス状に配列
されたm×n個のクロスポイントスイッチ41と、垂直
方向に配列されたm個のクロスポイントスイッチ41の
各入力端子に別々に、かつ、水平方向に配列されたn個
のクロスポイントスイッチの各入力端子に共通に接続さ
れた入力端子群42と、垂直方向に配列されたm個のク
ロスポイントスイッチ41の各出力端子に共通に、か
つ、水平方向に配列されたn個のクロスポイントスイッ
チ41の各出力端子に別々に接続された出力端子群43
とからなる構成である。Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5A is a schematic circuit diagram of a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is an enlarged view of the cross point switch in FIG. As shown in FIG. 2A, this embodiment is based on a configuration in which m × n cross point switches 41 arranged in a two-dimensional matrix of m rows and n columns and m cross switches arranged in a vertical direction. An input terminal group 42 separately connected to each input terminal of the point switch 41 and commonly connected to each input terminal of n cross point switches arranged in the horizontal direction, and m input terminals 42 arranged in the vertical direction. An output terminal group 43 commonly connected to each output terminal of the cross point switch 41 and separately connected to each output terminal of the n cross point switches 41 arranged in the horizontal direction.
It is a configuration consisting of
【0033】各クロスポイントスイッチ41は図5
(B)に示すように、入力端子群42のうち対応する一
の入力端子に接続されたアドレスフィルタ51と、アド
レスフィルタ51の出力端子に第1の入力端子が接続さ
れ、かつ、第1の出力端子が出力端子群43のうち対応
する一の出力端子に接続された遅延線バッファ付きクロ
スバースイッチ52とからなる。遅延線バッファ付きク
ロスバースイッチ52は、図1乃至図4と共に説明した
第1の実施の形態又は第2の実施の形態のクロスバース
イッチである。Each cross point switch 41 is shown in FIG.
As shown in (B), an address filter 51 connected to one corresponding input terminal of the input terminal group 42, a first input terminal connected to an output terminal of the address filter 51, and The output terminal includes a crossbar switch 52 with a delay line buffer connected to a corresponding one of the output terminals 43. The crossbar switch 52 with a delay line buffer is the crossbar switch of the first embodiment or the second embodiment described with reference to FIGS.
【0034】次に、この実施の形態の動作について説明
する。入力端子群42に入力されたセルはクロスポイン
トスイッチ41に入力され、ここでそれぞれのヘッダ情
報に従ってクロスポイントスイッチ41内のアドレスフ
ィルタ51で進行方向が決定される。進行方向のバスが
ビジーの場合は、クロスポイントスイッチ41内の遅延
線バッファ付きクロスバースイッチ52でバッファ(超
伝導ストリップライン1あるいはジョセフソントランス
ミッションライン21)に蓄えられる。蓄えられたセル
は出力先のバスがビジーで無くなるのに応じて出力端子
群43に向かって出力される。Next, the operation of this embodiment will be described. The cells input to the input terminal group 42 are input to the cross point switch 41, where the traveling direction is determined by the address filter 51 in the cross point switch 41 according to the respective header information. When the bus in the traveling direction is busy, the signal is stored in a buffer (superconducting stripline 1 or Josephson transmission line 21) by a crossbar switch 52 with a delay line buffer in crosspoint switch 41. The stored cells are output to the output terminal group 43 as the output destination bus stops being busy.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クロスバースイッチ本体の入出力端子間に超伝導遅延線
を設けるようにしたため、クロスバースイッチ本体に高
速のスイッチ素子を入出力ゲートに用いた場合には、転
送レートを10GHz以上にまで高めることが可能であ
り、また、超伝導遅延線により損失のない長距離の線路
をチップ上に実現することができるため、小型で大容量
のバッファを実現することができる。また、超伝導遅延
線であるため電力を消費しないため、高密度な実装がで
きる。As described above, according to the present invention,
Since a superconducting delay line is provided between the input and output terminals of the crossbar switch body, when a high-speed switch element is used for the input / output gate in the crossbar switch body, the transfer rate can be increased to 10 GHz or more. It is possible to realize a long-distance line with no loss by a superconducting delay line on a chip, so that a small-sized and large-capacity buffer can be realized. In addition, since it is a superconducting delay line, it does not consume power and can be mounted at a high density.
【0036】また、本発明によれば、超伝導遅延線とし
てジョセフソントランスミッションラインを用いるよう
にしたため、ジョセフソントランスミッションライン上
のパルスの走行速度を印加電圧により小さくすることが
できるため、遅延時間Tcを大きくすること、すなわち
情報量Cmを高めることができ、これにより、高密度、
高速のバッファを実現することができる。Further, according to the present invention, since the Josephson transmission line is used as the superconducting delay line, the traveling speed of the pulse on the Josephson transmission line can be reduced by the applied voltage, so that the delay time Tc , That is, the information amount Cm can be increased.
A high-speed buffer can be realized.
【図1】本発明の第1の実施の形態の概略回路図であ
る。FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態の実装イメージ図で
ある。FIG. 2 is a mounting image diagram of the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態の概略回路図であ
る。FIG. 3 is a schematic circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態の実装イメージ図で
ある。FIG. 4 is a mounting image diagram of a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第3の実施の形態の概略回路図であ
る。FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a third embodiment of the present invention.
【図6】従来の一例の概略回路図である。FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a conventional example.
1 超伝導ストリップライン 2、22 クロスバースイッチ本体 3、23、14、34 第1の入力端子 4、24、15、35 第1の出力端子 5、25 第2の入力端子 6、26 第2の出力端子 7、27、16、36 制御信号端子 10、30 マルチチップモジュール 11、31 超伝導遅延線チップ 12、32 クロスバースイッチチップ 13、33 超伝導配線 28、37 電圧端子 41 クロスポイントスイッチ 42 入力端子群 43 出力端子群 51 アドレスフィルタ 52 遅延線バッファ付きクロスバースイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Superconducting stripline 2,22 Crossbar switch body 3,23,14,34 First input terminal 4,24,15,35 First output terminal 5,25 Second input terminal 6,26 Second Output terminals 7, 27, 16, 36 Control signal terminals 10, 30 Multi-chip module 11, 31 Superconducting delay line chip 12, 32 Crossbar switch chip 13, 33 Superconducting wiring 28, 37 Voltage terminal 41 Crosspoint switch 42 Input Terminal group 43 Output terminal group 51 Address filter 52 Crossbar switch with delay line buffer
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 12/28 H01L 39/22 ZAA H04Q 3/52 101 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04L 12/28 H01L 39/22 ZAA H04Q 3/52 101
Claims (3)
の出力端子と制御信号端子を有し、該第1の入力端子又
は該第2の入力端子に入力されたセルを、該制御信号端
子に入力された制御信号によりクロス動作又はバー動作
を行って前記第1の出力端子又は前記第2の出力端子へ
出力する、クロックにより動作するクロスバースイッチ
本体と、 前記クロスバースイッチ本体の前記第2の入力端子と前
記第2の出力端子との間に接続されており、該クロスバ
ースイッチ本体の該第2の出力端子から出力されたセル
を遅延して該クロスバースイッチ本体の該第2の入力端
子へ入力する超伝導遅延線とを有し、前記クロスバース
イッチ本体は、前記第1の入力端子に入力されたセル
を、前記制御信号により前記バー動作をするように制御
されたときは前記第1の出力端子へ出力し、前記クロス
動作するように制御されたときは前記第2の出力端子へ
出力し、前記第2の入力端子に入力されたセルを、前記
制御信号により前記クロス動作をするように制御された
ときは前記第1の出力端子へ出力し、前記バー動作する
ように制御されたときは前記第2の出力端子へ出力する
ことを特徴とするクロスバースイッチ。A first input terminal connected to the first input terminal and a second input terminal connected to the first input terminal;
And a control signal terminal, and the first input terminal or
Represents the cell input to the second input terminal and the control signal terminal
Cross operation or bar operation according to the control signal input to the slave
To the first output terminal or the second output terminal
A clock-operated crossbar switch body for outputting, the second input terminal of the crossbar switch body and a
The crossbar is connected between the second output terminal and the second output terminal.
A cell output from the second output terminal of the switch body
The delayed have a superconducting delay line input to the input terminal of the second said crossbar switch body, said crossbar
The switch body includes a cell input to the first input terminal.
Is controlled to perform the bar operation by the control signal.
Output to the first output terminal when the
When it is controlled to operate, it goes to the second output terminal.
And outputting the cell input to the second input terminal to the
Controlled to perform the cross operation by a control signal
Output to the first output terminal when the bar operates
The crossbar switch outputs to the second output terminal when controlled as described above .
導遅延線とは、2次元マトリクス状に配列されたm×n
個(m、nはそれぞれ2以上の整数)のクロスポイント
スイッチのそれぞれを構成しており、前記m×n個のク
ロスポイントスイッチのうち水平方向に配列されたn個
の前記クロスポイントスイッチをそれぞれ構成するn個
の前記クロスバースイッチ本体の前記第1の入力端子
は、共通の入力端子から入力されるセルのヘッダ情報に
従って進行方向を決定するn個のアドレスフィルタにそ
れぞれ接続され、垂直方向に配列されたm個の前記クロ
スポイントスイッチを構成するm個の前記クロスバース
イッチ本体の前記第1の出力端子は共通に接続されてい
ることを特徴とする請求項1記載のクロスバースイッ
チ。2. The crossbar switch body and the superconductor
The delay line is an m × n arranged in a two-dimensional matrix.
(M and n are each an integer of 2 or more) cross points
Switches, and each of the above-mentioned m × n
N of the loss point switches arranged horizontally
N of the above cross point switches respectively
The first input terminal of the crossbar switch body
Is added to the header information of the cell input from the common input terminal.
Therefore, the n address filters that determine the traveling direction
Each of the m crosses connected in the vertical direction
M number of the cross-bars constituting a point switch
The first output terminals of the switch body are commonly connected.
Crossbar switch according to claim 1, wherein the that.
イッチ本体の第1の入力端子と第1の出力端子間に接続
され、電圧端子から印加される電圧により伝搬速度が制
御されるジョセフソントランスミッションラインである
ことを特徴とする請求項1記載のクロスバースイッチ。Wherein said superconducting delay line, which is connected between the first input terminal and the first output terminal of the crossbar switch body, Josephson propagation speed is controlled by a voltage applied from the voltage terminal The crossbar switch according to claim 1, wherein the crossbar switch is a transmission line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33161595A JP2993415B2 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Crossbar switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33161595A JP2993415B2 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Crossbar switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09172439A JPH09172439A (en) | 1997-06-30 |
| JP2993415B2 true JP2993415B2 (en) | 1999-12-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP33161595A Expired - Fee Related JP2993415B2 (en) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | Crossbar switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2993415B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7145898B1 (en) | 1996-11-18 | 2006-12-05 | Mci Communications Corporation | System, method and article of manufacture for selecting a gateway of a hybrid communication system architecture |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP33161595A patent/JP2993415B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09172439A (en) | 1997-06-30 |
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