JP3343460B2 - Ｈｄｌｃフレーム処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＨＤＬＣ（ｈｉｇｈ−
ｌｅｖｅｌ ｄａｔａ ｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ）に
おけるフレームデータの格納，読み出しを行うＨＤＬＣ
フレーム処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤＬＣフレーム（ＬＡＰＢフレーム，
ＬＡＰＤフレーム等）を処理する装置において、フレー
ムデータを格納するメモリ（フレームバッファ）の従来
の構成を以下に説明する。図３は従来のフレーム処理装
置のバッファ構成を表すブロック図である。

【０００３】これは、あるサイズを持つフレームデータ
２０１に対し、フレームバッファ２０２として、最大フ
レーム長より大きいサイズの大サイズバッファ２０３を
複数面持ち、１フレームのフレームデータ２０１を格納
するために、大サイズバッファ２０３を１面使用するこ
ととする。図示しない書き込み処理部は、フレームバッ
ファ２０２へのフレームデータライト開始時、空きバッ
ファプールから空きの大サイズバッファ２０３を１面ハ
ントし、そのバッファの先頭位置からフレームデータを
ライトしていく。

【０００４】フレームデータライト完了後、図示しない
読み出し処理部にフレーム管理情報としてバッファナン
バとそのページの先頭からのオフセット（以下、最終ポ
インタ）を通知する。上述した読み出し処理部は、フレ
ームバッファ２０２からのフレームデータリードにおい
て、書き込み処理部から通知されたバッファの先頭から
最終ポインタまでリードし、そのバッファを空きバッフ
ァプールへ解放する。

【０００５】図４は従来のフレーム処理装置の他のバッ
ファ構成を表すブロック図である。これは、あるサイズ
を持つフレームデータ３０１に対し、フレームバッファ
３０２として、多数の同一サイズのメモリブロック（以
下、ページ３０３と称す）を持ち、フレーム長に応じた
面数のページ３０３をチェインして、フレームデータ３
０１を格納するものであり、フレームバッファ３０２の
各ページ３０３は、管理情報として、チェイン有無フラ
グ、次ページナンバ、最終ポインタ（最終ページの場合
のみ）を持つものである。

【０００６】図示しない書き込み処理部は、フレームデ
ータライト開始時、空きページを空きページプールから
ハントし、そのページナンバをフレーム管理情報の先頭
ページナンバとしてとして格納しておき、ページの先頭
からフレームデータをライトしていく。そのページの終
わりまでライトして、まだフレームデータが継続する場
合、再び空きページプールから新しいページをハントす
る。そして、前記ライトしたページの管理情報のチェイ
ン有無フラグを“チェイン有り”にし、前記ライトした
ページの管理情報の次のページナンバに今ハントした新
ページナンバをライトする。フレームデータが継続する
限り、このチェイン処理を繰り返す。

【０００７】フレームの最終データをライトし終わる
と、書き込み中のページの管理情報のチェイン有無フラ
グを“チェイン無し”にし、書き込み中のページの管理
情報の最終ポインタに最終ライトポインタをライトす
る。そして、図示しない読み出し処理部に、あらかじめ
格納しておいたフレーム管理情報の先頭ページナンバを
通知する。

【０００８】上述した読み出し処理部は、フレームバッ
ファ３０２からのフレームデータリードにおいて、まず
書き込み処理部から受け取ったフレーム管理情報の先頭
ページナンバをリードページとする。そして、そのペー
ジの管理情報のチェイン有無フラグが“チェイン無し”
の場合には、管理情報の最終ポインタをリードし、最終
ポインタまでフレームデータを読み出して、データリー
ド処理を完了する。そして、そのページを空きページプ
ールへ解放する。

【０００９】また、そのページの管理情報のチェイン有
無フラグが“チェイン有り”の場合には、管理情報の次
ページナンバをリードし、そのページの最終までフレー
ムデータを読み出す。そして、そのページを空きページ
プールへ解放する。続けて次ページをリードページと
し、そのページの管理情報のチェイン有無フラグが“チ
ェイン無し”になるまで同様の処理を繰り返す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
第１のバッファ構成であると、いかなるサイズのフレー
ムデータを格納する場合にも、最大フレーム長より大き
いフレームバッファを１面使用するため、最大フレーム
長を大きくしたフレームバッファで短いフレームデータ
を格納する場合、フレームバッファの使用効率が低くな
る。

【００１１】また、十分なスループットを実現するため
にはバッファを多数面持たなければならないので、大容
量のフレームバッファメモリが必要で、コストの高いも
のとなってしまう。従来の第２のバッファ構成である
と、フレームバッファのチェイン処理が複雑で、管理情
報を格納するメモリに多数回アクセスするため、高速
（アクセスタイムの短い）メモリが要求される。このた
め、高速でフレームデータを処理するシステムへの適用
が難しいものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、フレーム単位で伝送されるフレームデ
ータを処理するバッファを備えたＨＤＬＣフレーム処理
装置において、それぞれ複数の面数を持つ２群以上のバ
ッファを有し、各群のバッファを１面ずつ合わせた場合
の合計サイズが１フレームデータの最大長より大きくな
るように前記群毎にバッファの面サイズを同一サイズに
設定するとともに、使用する群の順番を定めたフレーム
バッファと、前記１フレームデータに対して、前記各群
のバッファを１面ずつ順番に使用する処理部とを備えた
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上述した構成を有する本発明は、フレームデー
タを受信すると、まず、最初にデータを収納すべく決め
られた群の１面のバッファにデータを格納し、このバッ
ファで格納しきれない長さのフレームデータの場合は、
次の群の１面のバッファに格納するという手順により、
１つのフレームデータを最大で各群１面のバッファを使
用して格納する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を表すフレーム
処理装置のブロック図で、これは、ＬＡＰＢフレームを
処理する装置に適用した場合である。ここで、現在、Ｌ
ＡＰＢフレームの最大Ｉ（情報）フィールト長は４０９
９バイトであるので、ＡＣ（アドレス，制御）フィール
ドが３バイトの場合、フレームバッファとして１フレー
ムを格納するために最大４１０２バイト必要となる。

【００１５】１はフレームバッファで、このフレームバ
ッファ１は、数１０〜数１００バイトのサイズの１次バ
ッファ２と、数ｋバイトのサイズの２次バッファ３で構
成される。１次バッファ２は同一サイズの複数面のバッ
ファで構成され、２次バッファ３は同一サイズの複数面
のバッファで構成されるものであるが、２次バッファ３
は使用頻度が比較的低いため、１次バッファ２より少な
い面数で構成される。そして、１次バッファ２の１面の
サイズと２次バッファ３の一面のサイズの合計が、最大
フレーム長（４１０２バイト）より大きくなるようにし
て、１次バッファ２と２次バッファ３の両方を用いれ
ば、１つのフレームデータが格納できるようにしてい
る。なお、１次バッファ２と２次バッファ３のサイズお
よび面数は、適用システムのトラフィック条件等により
決定されるものである。

【００１６】４はフレームバッファ管理部で、前記１次
バッファ２と２次バッファ３の中の空き１次バッファと
空き２次バッファの管理を行う。このフレームバッファ
管理部４は、伝送路５により書き込み処理部６に接続さ
れ、伝送路７により読み出し処理部８に接続され、伝送
路９により前記１次バッファ２と接続され、伝送路１０
により前記２次バッファ３と接続される。

【００１７】前記書き込み処理部６は、伝送路１１を介
してＬＡＰＢフレームのフレームデータを受信する。ま
た、読み出し処理部８は伝送路１２を介してＬＡＰＢフ
レームのフレームデータを送信する。前記書き込み処理
部６は、１つのフレームデータを格納する場合に、まず
１次バッファ２に格納し、次に２次バッファ３に格納す
るというように、１つのフレームデータに対して１次バ
ッファ２と２次バッファ３を順番に使用する。これによ
り、１フレームデータ長が１次バッファ２のサイズを越
えていない場合は、１次バッファ２のみが使用され、１
フレームデータ長が１次バッファ２のサイズを越えてい
る場合は、２次バッファ３も使用される。また、前記読
み出し処理部８は、１つのフレームデータを読み出す場
合に、まず１次バッファ２から読み出し、次に２次バッ
ファ３から読み出すというように、１つのフレームデー
タに対して１次バッファ２と２次バッファ３を順番に使
用する。

【００１８】このとき、読み出し処理部８は書き込み処
理部６から通知された管理情報に基づいてフレームデー
タの読み出しを行うものであるが、１つのフレームデー
タに必要とされるバッファ数を決めておき、かつ１次バ
ッファと２次バッファを使用する順番を決めておけば、
管理情報として必要な情報を少なくできるので、読み出
し処理部８の管理情報に対するアクセスを少なくできる
ものである。

【００１９】上記構成によると、伝送路１１を介してＬ
ＡＰＢフレームのフレームデータを受信しはじめると、
書き込み処理部６は、フレームバッファ管理部４を介し
てまず空き１次バッファ２にフレームデータをライトす
る。フレームデータが１次バッファ２の１面のサイズを
越えて継続する場合、書き込み処理部６は、フレームバ
ッファ管理部４を介して空き２次バッファ３にフレーム
データの残りをライトする。ここで、上述したように、
１次バッファ２の１面のサイズと２次バッファ３の一面
のサイズの合計が、最大フレーム長より大きくなるよう
にしたので、１つのフレームデータは１次バッファ２と
２次バッファ３の両方を用いれば、必ず格納できるもの
であり、格納する順番は、１次バッファ２を先とする。

【００２０】ＬＡＰＢフレームのフレームデータを受信
し終わると、書き込み処理部６は、管理情報として、使
用した１次バッファ２のナンバ、２次バッファ使用フラ
グ（２次バッファを使用したか否かを示す）、使用した
２次バッファ３のナンバ、最終ポインタの情報を読み出
し処理部８に送り、フレームバッファ１へのフレームデ
ータ書き込みを通知する。

【００２１】ここで、上述した管理情報を記憶する管理
情報メモリは、読み出し処理部８で持つこととする。な
お、フレームバッファ管理部４で持っていてもよい。読
み出し処理部８がフレームバッファ１からフレームデー
タをリードする場合は、書き込み処理部６から受け取っ
て管理情報メモリに格納した管理情報にアクセスして、
１次バッファナンバから該当する１次バッファ２をリー
ドし、２次バッファ使用フラグを参照して２次バッファ
が使用されていない場合は、最終ポインタをリードし
て、最終ポインタまでフレームデータを読み出して、デ
ータリード処理を完了する。２次バッファが使用されて
いる場合は、２次バッファナンバから該当する２次バッ
ファ３をリードして、最終ポインタをリードして、最終
ポインタまでフレームデータを読み出して、データリー
ド処理を完了する。

【００２２】以上説明したように、本実施例では、１つ
のフレームについて２種類のバッファをフレーム長に応
じて使用することとし、これらバッファを１次バッフ
ァ，２次バッファとして、フレームデータ受信時は、ま
ず１次バッファを使用し、１次バッファで格納しきれな
い長さのフレームデータの場合は２次バッファを使用す
るというように、１面ずつこの順序で使用すると、複雑
なチェイン処理が必要でなくなり管理情報メモリへのア
クセス回数が減るので、管理情報メモリには比較的低速
の（アクセスタイムの長い）メモリを使用して、高速フ
レーム処理システムへ適用することが可能である。特
に、複数チャネルのフレームを時分割多重して送受信す
るシステムに適用した場合、フレームバッファアクセス
のチャネル切り換えに必要となる管理情報へのアクセス
と新バッファをハントするするために必要なバッファ管
理情報へのアクセスが連続するケースが有り得るが、本
実施例では、新バッファハントに伴うチェイン処理がな
いため、処理が複雑にならず、非常に有効である。

【００２３】また、１次バッファ２をサイズの小さいバ
ッファとし、２次バッファ３をサイズの大きいバッファ
として、短いフレームは１次バッファ２のみ使用し、発
生頻度の小さい長いフレーム（１次バッファのサイズを
越えるもの）の場合のみ２次バッファ３も使用するよう
にすると、小さいサイズの１次バッファ２は多数必要で
あるが大きいサイズの２次バッファ３は少数で用が足
り、バッファメモリの使用効率の向上が期待できる。

【００２４】なお、上述した実施例では、ＬＡＰＢフレ
ームを処理する装置に適用した場合を説明したが、バッ
ファサイズを変更すれば、ＬＡＰＤフレームを処理する
装置にも適用可能である。図２は本発明の第２の実施例
を表すフレーム処理装置のブロック図で、これは、ＬＡ
ＰＤフレームを処理する装置に適用した場合である。

【００２５】ここで、ＣＣＩＴＴ勧告Ｑ．９２１によ
り、ＬＡＰＤフレームの最大Ｉフィールト長は２６０バ
イト（デフォルト）であるので、ＡＣフィールドが４バ
イトの場合、フレームバッファとして１フレームを格納
するために最大２６４バイト必要となる。このため、１
次バッファの１面のサイズと２次バッファの１面のサイ
ズの合計が最大フレーム長（２６４バイト）より大きく
なるようにして、１次バッファを同一サイズ（数１０〜
数１００バイト）の複数のバッファで構成し、２次バッ
ファを同一サイズ（数１０〜数１００バイト）の複数の
バッファで構成することにより、ＬＡＰＤフレーム処理
装置にも応用可能である。

【００２６】すなわち、２１はフレームバッファで、こ
のフレームバッファ２１は、数１０〜数１００バイトの
サイズの１次バッファ２２と、数１０〜数１００バイト
のサイズの２次バッファ２３で構成される。１次バッフ
ァ２２は同一サイズの複数面のバッファで構成され、２
次バッファ２３は同一サイズの複数面のバッファで構成
されるものである。

【００２７】そして、１次バッファ２２の１面のサイズ
と２次バッファ２３の一面のサイズの合計が、最大フレ
ーム長（２６４バイト）より大きくなるようにして、１
次バッファ２２と２次バッファ２３の両方を用いれば、
１つのフレームデータが格納できるようにしている。な
お、１次バッファ２２と２次バッファ２３のサイズおよ
び面数は、適用システムのトラフィック条件等により決
定されるものである。

【００２８】２４はフレームバッファ管理部で、前記１
次バッファ２２と２次バッファ２３の中の空き１次バッ
ファと空き２次バッファの管理を行う。このフレームバ
ッファ管理部２４は、伝送路２５により書き込み処理部
２６に接続され、伝送路２７により読み出し処理部２８
に接続され、伝送路２９により前記１次バッファ２２と
接続され、伝送路３０により前記２次バッファ２３と接
続される。

【００２９】前記書き込み処理部２６は、伝送路３１を
介してＬＡＰＤフレームのフレームデータを受信する。
また、読み出し処理部２８は伝送路３２を介してＬＡＰ
Ｄフレームのフレームデータを送信する。上記構成によ
ると、伝送路３１を介してＬＡＰＤフレームのフレーム
データを受信しはじめると、書き込み処理部２６は、フ
レームバッファ管理部２４を介して空き１次バッファ２
２にフレームデータをライトする。フレームデータが１
次バッファ２２の１面のサイズを越えて継続する場合、
書き込み処理部２６は、フレームバッファ管理部２４を
介して空き２次バッファ２３にフレームデータの残りを
ライトする。

【００３０】ＬＡＰＤフレームのフレームデータを受信
し終わると、書き込み処理部２６は、管理情報として、
使用した１次バッファ２２のナンバ、２次バッファ使用
フラグ（２次バッファを使用したか否かを示す）、使用
した２次バッファ２３のナンバ、最終ポインタの情報を
読み出し処理部２８に送り、フレームバッファ２１への
フレームデータ書き込みを通知する。

【００３１】ここで、上述した管理情報を記憶する管理
情報メモリは、読み出し処理部２８で持つこととする。
なお、フレームバッファ管理部２４で持っていてもよ
い。読み出し処理部２８がフレームバッファ２１からフ
レームデータをリードする場合は、書き込み処理部２６
から受け取って管理情報メモリに格納した管理情報にア
クセスして、１次バッファナンバから該当する１次バッ
ファ２２をリードし、２次バッファ使用フラグを参照し
て２次バッファ２３が使用されていない場合は、最終ポ
インタをリードして、最終ポインタまでフレームデータ
を読み出して、データリード処理を完了する。２次バッ
ファ２３が使用されている場合は、２次バッファナンバ
から該当する２次バッファ２３をリードして、最終ポイ
ンタをリードして、最終ポインタまでフレームデータを
読み出して、データリード処理を完了する。

【００３２】以上説明したように、ＬＡＰＤフレームを
処理する装置であっても、１つのフレームデータについ
て２種類のバッファを使用することとし、これらバッフ
ァを１次バッファ，２次バッファとして、１面ずつこの
順序で使用すると、複雑なチェイン処理が必要でなくな
り管理情報メモリへのアクセス回数が減るので、管理情
報メモリには比較的低速の（アクセスタイムの長い）メ
モリを使用して、高速フレーム処理システムへ適用する
ことが可能である。

【００３３】なお、上記各実施例においては、２種類の
バッファを１面ずつ使用することとして、フレームデー
タの長さに応じ、最大で２面のバッファを使用すること
としているが、１つのフレームデータに対して最大で３
面、あるいは４面というように、１つのフレームデータ
に対してあらかじめ何面のバッファを割り当てるという
ことを決めておけば、２種類以上のバッファを１面ずつ
使用することとしてもよい。

【００３４】すなわち、従来のページ方式であると、個
々のバッファに対応させて管理情報を持たせて、他のバ
ッファの使用の有無およびどのバッファを使用したか確
認しなければならず、アクセス回数が増えてしまうが、
１つのフレームデータに対して使用されるバッファの面
数を決めておき、かつアクセスする順番を決めておけ
ば、１つのフレームデータを複数のバッファに格納する
こととしても、個々のバッファに対応させて管理情報を
持つ必要はなく、アクセスの回数を減らすことができ、
高速でフレームデータの処理が可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、フレー
ム単位で伝送されるフレームデータを処理するバッファ
を備えたＨＤＬＣフレーム処理装置において、それぞれ
複数の面数を持つ２群以上のバッファを有し、各群のバ
ッファを１面ずつ合わせた場合の合計サイズが１フレー
ムデータの最大長より大きくなるように前記群毎にバッ
ファの面サイズを同一サイズに設定するとともに、使用
する群の順番を定めたフレームバッファと、前記１フレ
ームデータに対して、前記各群のバッファを１面ずつ順
番に使用する処理部とを備えた構成としているため、１
つのフレームデータ複数のバッファに格納する場合で
も、複雑なチェイン処理が必要でなくなり、高速でフレ
ームデータを処理するシステムに適用することが可能で
ある。

【００３６】また、大容量のフレームバッファを用いる
必要がないので、コストを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を表すフレーム処理装置
のブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施例を表すフレーム処理装置
のブロック図である。

【図３】従来のフレーム処理装置のバッファ構成を表す
ブロック図である。

【図４】従来のフレーム処理装置の他のバッファ構成を
表すブロック図である。

【符号の説明】

１ フレームバッファ ２ １次バッファ ３ ２次バッファ ４ フレームバッファ管理部 ６ 書き込み処理部 ８ 読み出し処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−93235（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−160860（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−237238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−40559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−100049（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 29/08 H04L 13/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム単位で伝送されるフレームデー
   タを処理するバッファを備えたＨＤＬＣフレーム処理装
   置において、それぞれ複数の面数を持つ ２群以上のバッファを有し、
   各群のバッファを１面ずつ合わせた場合の合計サイズが
   １フレームデータの最大長より大きくなるように前記群
   毎にバッファの面サイズを同一サイズに設定するととも
   に、使用する群の順番を定めたフレームバッファと、 前記 １フレームデータに対して、前記各群のバッファを
   １面ずつ順番に使用する処理部と、 を備えたことを特徴とするＨＤＬＣフレーム処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＨＤＬＣフレーム処理装
   置において、 前記バッファの面サイズを群毎に異ならせ、大きい面サ
   イズのバッファを持つ群のバッファ面数を、小さい面サ
   イズのバッファを持つ群のバッファ面数より少なくした
   ことを特徴とするＨＤＬＣフレーム処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＨＤＬＣフレーム処理装
   置において、 前記処理部として、前記バッファにフレームデータを書
   き込む書き込み処理部と、前記バッファからフレームデ
   ータを読み出す読み出し処理部を用い、 かつ、管理情報を記憶する記憶部を備え、 前記書き込み処理部が使用したバッファを示す情報と、
   前記書き込み処理部が使用したバッファの次のバッファ
   を使用したか否かを示す情報を前記管理情報として前記
   記憶部に通知し、 前記読み出し処理部は前記管理情報に基づいて前記バッ
   ファから順番に前記フレームデータを読み出すことを特
   徴とするＨＤＬＣフレーム処理装置。