Architecture of Multiple-Queue Manager for Input-Queued Switch Tolerating Arbitration Latency

중재 지연 내성을 가지는 입력 큐 스위치의 다중 큐 관리기 구조

This paper presents the architecture of multiple-queue manager for input-queued switch, which has arbitration latency, and the design of the chip. The proposed architecture of multiple-queue manager provides wire-speed routing with a pipelined buffer management, and the tolerance of requests and grants data transmission latency between the input queue manager and central arbiter using a new request control method, which is based on a high-speed shifter. The multiple-input-queue manager has been implemented in a field programmable gate array chip, which provides OC-48c port speed. It enhances the maximum throughput of the input queuing switch up to 98.6% with 128-cell shared input buffer in 16$\times$16 switch size.

본 논문은 입력 버퍼와 중앙 중재기 사이에 중재 정보 전달 지연을 갖는 고속 셀/패킷 스위치에 적용된 다중 입력 큐 관리기의 구조 및 Chip 설계 기법을 제안한다. 제안된 다중 입력 큐 관리기의 구조는 wire-speed 셀/패킷 라우팅을 지원하고 입력 버퍼와 중앙 중재기 사이의 중재 정보 전송 지연에 대한 내성을 지원한다. 고속 쉬프터를 사용한 새로운 요청 신호 관리 방법을 사용하여 중재 정보 전송 지연에 대처하며 그로 인한 전체 스위치의 성능 향상을 제공한다. 제안된 다중 입력 큐 관리기는 FPGA Chip을 이용하여 구현되었으며 포트 당 OC-48c 속도를 지원한다. 본 다중 입력 큐 관리기를 이용하여 16$\times$16 스위치 크기와 입력 포트 당 128 셀 공유 버퍼를 가지는 입력 큐 스위치 시스템에서 최대 98.6%의 성능을 가지는 400bps의 스위치 시스템을 개발하였다.