专利名称：数字交叉连接交换矩阵映射方法和系统的制作方法
本申请要求2002年7月8日提交的、编号为60/394403、题为“数字交叉连接交换矩阵映射方法和系统”的美国临时申请的权利。编号为60/394403的美国临时申请的公开通过引用全部结合于本申请。
本发明大体上涉及数据通信网络。更具体地说，本发明涉及交叉连接交换矩阵。
传输网络在数据通信领域是广为人知的。传输网络包括ATM网络、帧中继网络、同步光纤网络(“SONET”)、同步数字体系(“SDH”)网络以及其它网络。传输网络通常包含通过一个或多个数据通信信道(或路径)连接在一起的许多网元(元件)。这些网元又可以连接到本地元件或网络，或连接到其它网络结构。
传输网络中的许多网元包括交换硬件，用于将数据从一个数据通信信道交换到另一个。网元中的交换过程通常利用硬件交叉连接交换矩阵来执行。交叉连接交换矩阵包含许多输入端口、许多输出端口以及许多单元。有许多熟知的交换矩阵体系结构。
权利要求定义的一个发明提供了一种用于为交叉连接设备的交换矩阵单元生成交换矩阵单元编程的方法。该方法包括获取信息的步骤，该信息标识交叉连接设备的输入端口和用于连接到标识的输入端口的交叉连接设备的期望输出端口。该方法还包括标识从提供标识的输入端口的交叉连接设备中的交换矩阵单元到提供期望输出端口的交叉连接设备中的交换矩阵单元的路径。该方法还包括确定存在于所标识的路径中的足够通道，以允许从标识的输入端口到期望的输出端口的连接。该方法还包括标识所标识的路径中的特定通道，以允许从标识的输入端口到期望的输出端口的连接。此外，该方法包括将标识需要在交叉连接设备中的多个交换矩阵单元中建立的连接的信息存储在编程数据结构中，以允许从标识的输入端口到期望的输出端口的连接。
权利要求定义的另一个发明提供了一种包括交换矩阵子系统的数字交叉连接系统，该子系统包括以多阶CLOS布置的多个交换矩阵单元。每个交换矩阵单元具有多个输入端口和输出端口。至少两个交换矩阵单元将其多个输出端口唯一地连接到下一阶中一个交换矩阵单元的输入端口。至少两个交换矩阵单元将其相同数量的输出端口唯一地连接到下一阶中另一个交换矩阵单元的输入端口。该数字交叉连接系统还包括与交换矩阵子系统相关联的多个子系统输入端口和与交换矩阵子系统相关联的多个子系统输出端口。此外，该数字交叉连接系统包括交换矩阵单元编程，它指示交换矩阵单元生成特定的内部交叉连接，该连接允许出现在一个或多个子系统输入端口的一个或多个输入信号连接到一个或多个子系统输出端口。
权利要求定义的另一个发明提供了一种用于对具有至少六个交换矩阵单元的装置编程的方法，其中六个交换矩阵单元编排在三阶中，其中每阶中有两个交换矩阵单元。第一阶交换矩阵单元的输入端口是装置的输入端口，而第三阶交换矩阵单元的输出端口是装置的输出端口。每个第一阶和第二阶交换矩阵单元将其输出端口分配到与该交换矩阵单元相关联的输出集A或输出集B。交换矩阵单元的输出集A中的每个输出端口，唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元中的一个的输入端口；以及交换矩阵单元的输出集B中的每个输出端口，唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元中的另一个的输入端口。每个交换矩阵单元是可编程的，以提供在其输入端口和其输出端口之间的连接。该方法包括计算装置的输入端口上的信号至装置的输出端口的路径。该方法还包括对至少一个第一阶交换矩阵单元、至少一个第二阶交换矩阵单元和至少一个第三阶交换矩阵单元进行编程，以各建立内部连接，该连接允许出现在装置的输入端口的信号连接到装置的输出端口。
权利要求定义的另一个发明提供了一种执行交换功能的装置。该装置包括多个交换矩阵单元，这些交换矩阵单元各具有输入端口和输出端口。至少六个交换矩阵单元编排在三阶中，其中每阶中有两个交换矩阵单元。第一阶交换矩阵单元的输入端口是装置的输入端口，而第三阶交换矩阵单元的输出端口是装置的输出端口。每个第一阶和第二阶交换矩阵单元将其输出端口分配到与该交换矩阵单元相关联的输出集A或输出集B。交换矩阵单元的输出集A的每个输出端口，唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元中的一个的输入端口；以及交换矩阵单元的输出集B的每个输出端口，唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元中的另一个的输入端口。每个交换矩阵单元是可编程的，以提供在其输入端口和其输出端口之间的连接。该装置还包括对每个第一阶、第二阶和第三阶交换矩阵单元的交换矩阵单元编程。该编程指示至少一个第一阶交换矩阵单元、至少一个第二阶交换矩阵单元以及至少一个第三阶交换矩阵单元，以各建立内部连接，该连接允许出现在装置的一个输入的信号被切换到装置的至少一个输出。
为了更清楚地理解权利要求中定义的本发明，下文将参考如下附图，以实例方式详细描述具有与权利要求书中所述的本发明元件相对应的元件的结构、系统和方法的优选实施例，附图中
图1以方框图形式给出一个可作为数字交叉连接系统一部分的优选交换矩阵子系统；图2是示范向量IN[4N]的图表；图3是说明可以包含在向量IN[4N]中的信息类型的图表；
图4是示范向量OUT[][]的图表；图5是以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#5的可能路径；图6以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#6的可能路径；图7以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#5的可能路径；图8以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#6的可能路径；图9以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#5和#6的所有可能路径的实例；图10以示意图形式说明在示范实施例中信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#5和#6的所有可能路径的实例；图11以示意图形式说明在示范交换矩阵系统中广播连接的优选路径和备选路径的实例；图12以示意图形式说明在示范交换矩阵系统中普通连接的优选路径和备选路径的实例；图13以示意图形式说明这些实施例其中一个遇到的可能情况的实例；以及图14以示意图形式说明在计算路由时使用的大小为4N的示范表NEW_OUT[]。
现在参考附图，图1以方框图形式给出一个可作为数字交叉连接系统的一部分的优选交换矩阵子系统100。所示的优选交换矩阵子系统100包括多个(本实例中为6个)交换矩阵单元101、102、103、104、105、106(交换矩阵单元编号1-6)。在本实例中，交换矩阵单元101、102、103、104、105、106配置为通用Lisp对象系统(“CLOS”)体系结构，以构成交换矩阵子系统100。所示的CLOS交换矩阵子系统100包括三列或三阶交换矩阵单元，其中每阶有两个交换矩阵单元(即，对应于每列的两行交换矩阵单元)。在本实例中，每个交换矩阵单元101、102、103、104、105、106是1024×1024方矩阵，各有1024个输入端口和1024个输出端口，各位于各自的专用集成电路(“ASIC”)中。由此，示范交换矩阵子系统100包括2048个输入端口108和2048个输出端口110。可以将多个交换矩阵子系统100组合起来构成更大的交换设备，其中每个交换矩阵子系统100可以基于数据字中的数据片(例如2位数据片)工作。例如，可以将四个交换矩阵子系统100组合以构成更大的交换设备，其中每个交换矩阵子系统100基于2位数据片工作，而整个交换设备则基于8位数据字工作。在本实例中，2048个输入端口的每个端口都可以在特定情况下输入2位信息数据片，而2048个输出端口的每个端口可以在特定情况下输出2位信息数据片。
通过控制每个交换矩阵单元内的输出端口至输入端口的映射以及从一个交换矩阵的输出端口到下一阶中交换矩阵单元的输入端口的映射，交换矩阵100的输出端口可以连接到交换矩阵子系统100的输入端口，以实现由交换矩阵子系统100执行的交换功能。
在交换矩阵子系统100中，每个编号为1-4的交换矩阵单元(分别为101、102、103、104)中的输出端口，被分配了两个输出集A或B中的一个。在所示的实施例中，将512个输出端口分配了输出集A，以及将512个输出端口分配了输出集B。一阶中交换矩阵单元的输出集A的输出端口，连接到下一阶中位于同一行的交换矩阵单元的输入端口。一阶中交换矩阵单元的输出集B的输出端口，连接到下一阶中相对的另一行中的交换矩阵单元的输入端口。例如，交换矩阵单元#1的输出集A的每个输出端口唯一地连接到交换矩阵单元#3的输入端口，而交换矩阵单元#1的输出集B的每个输出端口唯一地连接到交换矩阵单元#4的输入端口。在交换矩阵单元内，可以将任何输入连接到输出集A的输出端口，也可以连接到输出集B的输出端口。
一个通常用于对交换矩阵子系统100编程的示范输入，通常包括输入向量IN[4N]，其中N＝每个交换矩阵单元中输入或输出端口的数量的1/2，而4N等于该交换矩阵子系统100中的输入和输出的总数。在本实例中，4N等于2048。输入向量是IN，显示交换矩阵100的期望的输入至输出映射。图2中显示了一个示范输入向量IN[4N]，其中每列标头表示输出端口的位置，而每列内所含的信息表示要切换到该输出端口的输入端口或指示图3所示的输出端口状态的状态信号。最初，输入向量内的所有项设为某个值，如4N，对应于端口未配备状态(“UNEQ-P”)。当配备输出端口时，该配备的输出端口的项将替换为输入端口编号。
输入向量被转换为输出向量OUT[][]，如图4所示，显示了需要在每个交换矩阵单元内建立的连接，以实现交换矩阵子系统100的输入至交换矩阵子系统100的输出的期望映射。每列表示交换矩阵的输出端口，而每行表示特定的交换矩阵单元。可以采用一种或多种算法，来标识为生成输出向量OUT[][]需要在每个交换矩阵单元内建立的连接。下文将描述几个示范性算法。
交换矩阵子系统100能处理单播(普通)连接和广播连接。普通连接是交换矩阵子系统100内单个输出连接到单个输入的连接。通过普通连接，信号在交换矩阵单元#1或#2上的单个输入端口上进入交换矩阵子系统100，并在交换矩阵单元#5或#6上的单个输出端口上退出该交换矩阵。
对于每个第一阶交换矩阵单元(交换矩阵单元#1和#2)，有两条可能的路径至第三阶交换矩阵单元(交换矩阵单元#5和#6)中的一个的输出端口。一条可能的路径被指定为优选路径，而另一条路径被指定为备选路径。确定哪个是优选的以及哪个是备选的对于实施本发明来说无关紧要。图5说明信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#5的可能路径。图6说明信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#6的可能路径。图7说明信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#5的可能路径。图8说明信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#6的可能路径。图12说明该示范交换矩阵系统中普通连接的优选和备选路径的实例。
广播连接是交换矩阵子系统100内多个输出连接到单个输入的连接。通过广播连接，信号在交换矩阵单元#1或#2上的单个输入端口上进入交换矩阵子系统100，并在交换矩阵单元#5和#6上的多个输出端口上退出该交换矩阵。
通过广播连接，从第一阶交换矩阵单元至每个第三阶交换矩阵单元的输出端口，有四条可能的路径。至每个第三阶交换矩阵单元的其中一条可能的路径(总共两条路径)被指定为优选路径，并且另一条路径被指定为备选路径。图9说明信号进入交换矩阵单元#1和退出交换矩阵单元#5和#6的所有可能路径的实例。图10说明信号进入交换矩阵单元#2和退出交换矩阵单元#5和#6的所有可能路径的实例。图11说明该广播连接的优选和备选路径。
为了计算输出向量OUT[][]，可以遵循如下普遍性原则。首先，利用交换矩阵单元中的适合输出集中的下一个可用路径，建立从第一阶交换矩阵单元的输入端口到第三阶交换矩阵单元的输出端口的每个新连接。当输出向量OUT[][]是空的时，在普通连接之前计算广播连接。将一个计数器与每个输出集相关联。该计数器用于检索下一个可用的输出端口，并判断相关的输出集是否充满连接。最初，计数器从0值开始。每次利用其输出集中的输出端口建立新连接时，计数器递增计数。例如，假定每个编号为1-4的交换矩阵单元有两个输出集，其中每个输出集中有512个输出端口，则会有一个与交换矩阵单元#1的输出集A相关联的计数器，该计数器可以从0递增到512。每次利用该输出集中的输出端口建立连接时，计数器会递增计数。当计数器达到值512时，则不能再利用该输出集中的输出端口建立连接了。
对于普通连接，可以按照如下步骤。对于交换矩阵子系统100的输入端口与输出端口之间的期望连接，应首先确定该连接的整体路径。例如，如果期望在交换矩阵单元#1上的输入端口至交换矩阵单元#5的端口之间建立连接，则应首先进行检查以判断是否优选路径可用。如图5所示，优选路径会经过输出集1A(交换矩阵单元1#的输出集A)至输出集3A(交换矩阵单元#3的输出集A)到交换矩阵单元#5。因此，应检查与输出集1A和输出集3A关联的计数器，以判断是否有可用的端口。如果输出集1A和输出集3A内都有可用的端口，则可以建立特定的通道来提供连接。出于讨论的目的，通道是交换矩阵单元输入端口至与同一交换单元相关联的交换矩阵单元输出端口的连接。在本实例中，会通过将交换矩阵单元#1上的输入端口映射到输出集1A中的下一个可用输出端口来建立通道，并且会通过将连接到已选定的输出集1A输出端口的交换矩阵单元#3上的输入端口映射到输出集3A中的下一个可用输出端口来建立通道。与输出集1A和3A相关联的计数器会递增计数。然后会将连接到已选定的输出集3A输出端口的交换矩阵单元#5上的输入端口映射到交换矩阵子系统100的期望输出端口，以完成映射。在输出向量OUT[][]中会设置相应的项，以反映选定的通道。可以利用输出向量OUT[][]对交换矩阵单元编程，以实现映射。
交换矩阵子系统100可以有各种类型的交换矩阵单元编程，以使交换矩阵单元建立这些内部连接。所述编程可以包括存储在存储器中的指令、交换矩阵单元可以对其操作的二进制值、软件代码、可编程电路元件(如ASIC)、现场可编程逻辑阵列、其它逻辑阵列、或其它用于使交换矩阵单元建立各种内部连接的结构。指令、二进制值、软件代码等可以存储在存储设备中，如只读存储器(“ROM”)或随机存取存储器(“RAM”)。
如果输出集1A或输出集3A中没有可用的端口，则会选择备选路径。在此情况中，会检查与输出集1B和输出集4B关联的计数器，以判断是否有可用的端口。如果输出集1B和输出集4B内都有可用的端口，则会通过将交换矩阵单元#1上的输入端口映射到输出集1B中的下一个可用输出端口来建立通道，以及可通过将连接到已选定的输出集1B输出端口的交换矩阵单元#4上的输入端口映射到输出集4B中的下一个可用输出端口来建立通道。与输出集1B和4B相关联的计数器会递增计数。通过映射建立另一个通道，连接到已选定的输出集4B输出端口的交换矩阵单元#5上的输入端口然后会被映射到交换矩阵子系统100的期望输出端口以完成映射情况。在输出向量OUT[][]中会设置相应的项，以反映选定的通道。可以利用输出向量OUT[][]对交换矩阵单元编程，以实现映射。
对于广播连接，可用如下步骤。对于每个期望的广播连接，从交换矩阵单元#1或交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6都将有一个连接。将广播连接请求分割成两个连接请求，一个从交换矩阵单元#1上的输入端口(例如)到交换矩阵单元#5上的期望输出端口，一个从交换矩阵单元#1上的同一输入端口到交换矩阵单元#6上的期望输出端口。从第一个连接请求开始并参考图12所示的优选路径和备选路径，检查与输出集相关联的相应计数器，以确定在交换矩阵单元#1与交换路径矩阵#5之间具有可用通道的路径，如果可能的话使用优选路径。然后，检查与输出集相关联的相应计数器的值，以确定在交换矩阵单元#1与交换路径矩阵#6之间具有可用通道的路径，如果可能的话，使用优选路径。注意有可能你必须使用第一连接的备选路径，但是然后能获得第二连接的优选路径。通过为这两个连接请求选择下一个可用端口来建立通道，递增受到影响的计数器，并更新输出向量OUT[][]以反映所选的通道。
当有信号要广播到多个输出端口时，有几种情况上述步骤无法得到解决方案，如图13所示。在本实例中，每个交换矩阵单元都有两个输入和两个输出。如果你从输入1广播到输出1和输出3，并从输入3至输出2建立普通连接，则无法建立从输入4至输出4的普通连接。下文通过映射算法来说明建立广播连接时出现的限制。
第一示范映射算法下文是构成下面描述的示范映射算法的基础的一些建议(proposition)。
建议1对于个体交换矩阵单元来说，可以将具体的输入端口编号抽象化，并将具体的输出端口编号抽象化，只要保证不同交换矩阵单元之间的2N个信号的容量即可。就个体而言，每个交换矩阵单元是一个方矩阵。任何输入端口都可以连接到任何一个或多个输出端口。因此，信号进入一个交换矩阵单元的次序是不重要的，因而可以抽象化。例如，在具有从0至2N-1的输入连接的第一交换矩阵单元上，第一信号进入交换矩阵单元的输入端口i(其中0≤i＜2N)，而退出到交换矩阵单元的输出端口p(其中0≤p＜2N)。第二信号进入交换矩阵单元的输入端口j(其中0≤j＜2N)，而退出到交换矩阵单元的输出端口q(其中0≤q＜2N)。假定i＜j，则可以发现i和j是可以互换的。因为在个体交换矩阵单元中可以将任何输入连接到任何输出，所以如下所有连接都是有效的I至p，j至q，i至q和j至p。因此，如果第一信号进入输入端口j，而非i，则它也可以输出到端口p。同样的，如果第二信号进入输入端口i，而非j，则它也可以输出到端口q。
使用建议1，在示范系统中，信号进入交换矩阵单元#1(入口交换矩阵单元)并退出到交换矩阵单元#5(出口交换矩阵单元)或交换矩阵单元#6(出口矩阵单元)或二者兼有(在组播信号的情况下)。同样地，信号进入交换矩阵单元#2(入口交换矩阵单元)并退出到交换矩阵单元#5或交换矩阵单元#6或二者兼有。
由此，建议如下不同的路径交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5；交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#6；交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6；交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5；交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#6；以及交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6；建议2对于每个下一个交换矩阵单元，只将进入交换矩阵单元输入端口的信号组播到下一个交换矩阵单元一次。不会有多于2N个信号从交换矩阵单元输出。因此，在交换矩阵单元的输入端口上进入的一个信号可以被组播到该交换矩阵单元的需要数量的输出端口。将一个信号输入交换矩阵单元并组播到多个输出端口，等效于将在多个输入端口上的该输入信号的多个副本输出到相同的输出端口。因为将相同的输入信号的多个副本输入到交换矩阵单元消耗了交换矩阵单元之间的容量，不失一般性，系统应该限制将每个信号的单个副本输入每个交换矩阵单元。
该建议不适用于本实例中的交换矩阵单元#5和换矩阵单元#6。实际上，通过观察建议2，最好大多数组播将在交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6中进行。这是因为交换矩阵单元之间的连接的备用资源由建议2保存，直到信号到达它可以无任何约束地进行组播的最终目的地(交换矩阵单元#5或交换矩阵单元#6)为止。
建议3从交换矩阵单元#1唯一地去到交换矩阵单元#5的信号将不会被组播。从交换矩阵单元#1唯一地去到交换矩阵单元#6的信号将不会被组播。从交换矩阵单元#2唯一地去到交换矩阵单元#5的信号将不会被组播。从交换矩阵单元#2唯一地去到交换矩阵单元#6的信号将不会被组播。从交换矩阵单元#1去到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号将只在交换矩阵单元#1、交换矩阵单元#3或交换矩阵单元#4的其中之一组播一次。从交换矩阵单元#2去到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号将只在交换矩阵单元#2、交换矩阵单元#3或交换矩阵单元#4的其中之一组播一次。
建议4每个组播的信号正好为交换矩阵单元#1或交换矩阵单元#2留了一个未用的输入端口。
在本实例中，输出端口的数量为交换矩阵单元#5的输出端口的数量加上交换矩阵单元#6的输出端口的数量(在本实例中为4N)。在本实例中，输入端口的数量也是4N。如果进入输入端口的单个信号被输出到k个输出端口，则对于其它信号只有4N-k个输出端口可用。因为输出端口不能接收一个以上输入端口的信号，所以只有4N-k个输入端口能用。在该情况下，未用的输入端口的数量是k-1。映射算法将交换矩阵单元#1和#2上的未用输入端口的准确数量纳入考虑(在前一个实例中为k-1)。
建议5对于从交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的一个信号，如果交换矩阵单元#1上有未用的输入端口，则交换矩阵单元#1上的未用输入端口的数量必须按1递减，并且从交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接可以由如下两个连接替换一个从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5，一个从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#6。再者，对于从交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的一个信号，如果交换矩阵单元#2上有未用的输入端口，则交换矩阵单元#2上的未用输入端口的数量必须按1递减，并且从交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接可以由如下两个连接替换一个从交换矩阵单元#2到交换矩阵单元#5，一个从交换矩阵单元#2到交换矩阵单元#6。
当在同一入口交换矩阵单元上有未用的输入端口时，对于从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接，有四种可能的替换。每种替换由两个连接构成一个从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5，一个从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#6。对于始发于交换矩阵单元#2的连接，情况是相同的。
建议6对于从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的一个信号，如果交换矩阵单元#1上没有未用的输入端口，则交换矩阵单元#2上有一个。在此情况中，“捕获”交换矩阵单元#2上的未用输入端口，并且交换矩阵单元#2上的未用输入端口的数量必须按1递减，并且从交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接由从交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的两个可能连接替换。再者，对于从交换矩阵单元#2到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的一个信号，如果交换矩阵单元#2上没有未用的输入端口，则交换矩阵单元#1上有一个。在此情况中，“捕获”交换矩阵单元#1上的未用输入端口，并且交换矩阵单元#1上的未用输入端口的数量必须按1递减，并且从交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接由从交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的两个可能连接替换。
当作为始发的同一入口交换矩阵单元上没有未用的输入端口时，对于从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的连接有二种可能的替换。每种替换由两个连接的有效组合(未被拒绝的)构成一个从交换矩阵单元#1到交换矩阵单元#5，一个从交换矩阵单元#2到交换矩阵单元#6(被拒绝的组合是指两个连接没有在交换矩阵单元#3或交换矩阵单元#4中相遇的组合)。对于始发于交换矩阵单元#2的连接，情况是相同的。
由此，该算法使用如下变量c15进入交换矩阵单元#1并唯一地输出到交换矩阵单元#5的信号的数量(每个信号可以采用两条可能的路径)；c16进入交换矩阵单元#1并唯一地输出到交换矩阵单元#6的信号的数量(每个信号可以采用两条可能的路径)；c25进入交换矩阵单元#2并唯一地输出到交换矩阵单元#5的信号的数量(每个信号可以采用两条可能的路径)；c26进入交换矩阵单元#2并唯一地输出到交换矩阵单元#6的信号的数量(每个信号可以采用两条可能的路径)；以及csp当在同一交换矩阵单元上不能“捕获”到未用的输入端口时，进入交换矩阵单元#1并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号的数量；或者，当在同一交换矩阵单元上不能“捕获”到未用的输入端口时，进入交换矩阵单元#2并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号的数量(每个信号可以采用两条可能的路径)。
注意，当在同一交换矩阵单元上可以“捕获”到未用的输入端口时，进入交换矩阵单元#1并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号的数量，实际上在c15内计数为1，并在c16内也计数为1。同样，当在同一交换矩阵单元上可以“捕获”到未用的输入端口时，进入交换矩阵单元#2并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的信号的数量，实际上在c25内计数为1，并在c26内也计数为1。
建议7下面的四个不等式确定值c15、c16、c25、c26、csp的上限。这些不等式表示所有交换矩阵单元之间的容量(迹线)。所有离开交换矩阵单元#1的信号都计数在c15、c16或csp中。因为所有离开交换矩阵单元#1的弧线的容量限于N+N，所以公式(1)是正确的。同样，所有离开交换矩阵单元#2的信号都计数在c25、c26或csp中。再者，因为所有离开交换矩阵单元#2的弧线的容量限于N+N，所以等式(2)是正确的。对于到达交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的弧线的容量，验证也是有效的，所以等式(3)和(4)是正确的。
c15+c16+csp≤2N(1)c25+c26+csp≤2N(2)c15+c25+csp≤2N(3)c16+c26+csp≤2N(4)建议8如下不等式是等效的。
c25+c26+csp≤2N⇔c252+c262+csp2≤N---(6)]]>c15+c25+csp≤2N⇔c152+c252+csp2≤N---(7)]]>c16+c26+csp≤2N⇔c162+c162+csp2≤N---(8)]]>如前所述，对于每种可能的不同路径，每个信号都有两条可能的路径。所以问题的一个解是，找出这两条可能路径的每一条有多少用于每种路径。用刚好相同数量的可能路径拟设一个解。该解表示为c15/2个信号进入交换矩阵单元#1经由交换矩阵单元#3并唯一地输出到交换矩阵单元#5，以及c15/2个信号进入交换矩阵单元#1经由交换矩阵单元#4并唯一地输出到交换矩阵单元#5；c16/2个信号进入交换矩阵单元#1经由交换矩阵单元#3并唯一地输出到交换矩阵单元#6，以及c16/2个信号进入交换矩阵单元#1经由交换矩阵单元#4并唯一地输出到交换矩阵单元#6；c25/2个信号进入交换矩阵单元#2经由交换矩阵单元#3并唯一地输出到交换矩阵单元#5，以及c25/2个信号进入交换矩阵单元#2经由交换矩阵单元#4并唯一地输出到交换矩阵单元#5；c26/2个信号进入交换矩阵单元#2经由交换矩阵单元#3并唯一地输出到交换矩阵单元#6，以及c26/2个信号进入交换矩阵单元#2经由交换矩阵单元#4并唯一地输出到交换矩阵单元#6；以及
csp/2个信号进入交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#2都经由交换矩阵单元#3并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6，以及csp/2个信号进入交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#2都经由交换矩阵单元#4并输出到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6。
对于所拟设的解，计算交换矩阵单元之间的弧线消耗。
在交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#3之间
在交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#4之间c152+c162+csp2]]>在交换矩阵单元#2和交换矩阵单元#3之间c252+c262+csp2]]>在交换矩阵单元#2和交换矩阵单元#4之间c252+c262+csp2]]>在交换矩阵单元#3和交换矩阵单元#5之间c152+c252+csp2]]>在交换矩阵单元#3和交换矩阵单元#6之间c162+c262+csp2]]>在交换矩阵单元#4和交换矩阵单元#5之间c152+c252+csp2]]>在交换矩阵单元#4和交换矩阵单元#6之间c162+c262+csp2]]>因为所有上述的求和都可以认为是公式(5)、(6)、(7)或(8)，因此所述拟设的解不违反稀有资源的约束交换矩阵单元之间的容量。
注意在奇数的情况中，仅利用整数值构建一个解，并通过严格次于2**5＝32的枚举得到最后的选择。所以，对于该拟设的解，利用建议8，该拟设的解被证明是正确的。
依据先前的建议，各种算法可以在非常短、确定的且有限的时间内得到任何输入的解。
高级算法下文简要地描述第一示范算法。
1)创建大小为4N的新表NEW_OUT[]，并且该表将表征每个输入端口(表中的每个索引标识对应的输入端口)。图14显示了一个实例。该表中的每项有四个字段布尔‘InputGoesToSwitchMatrixUnit#5’；布尔‘InputGoesToSwitchMatrixUnit#6’；布尔‘InputCapturedAnUnusedOnSameSwitchMatrixUnit’以及布尔‘InputCapturedAnUnusedOnOtherSwithMatrixUnit’。
(缺省值对于所有值均为false(假))2)对于每个输出端口i，得到输入端口j＝IN[i]。如果输出端口i是交换矩阵单元#5的一部分，则写入OUT[j][‘InputGoesToSwitchMatrixUnit#5’]＝true，或者如果输出端口i是交换矩阵单元#6的一部分，则写入OUT[j][‘InputGoesToSwitchMatrixUnit#6’]＝true。
3)当那个完成时，计算交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#2中未用的输入端口的数量，并分别将这些值存储在′UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#1′和′UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2′中。未用输入端口易于识别，它们在′InputGoesToSwitchMatrixUnit#5′和′InputGoesToSwitchMatrixUnit#6′处都具有值false。
4)就每个交换矩阵单元a而言，对于每个输入端口j，如果输入端口j将′InputGoesToSwitchMatrixUnit#5′和′InputGoesToSwitchMatrixUnit#6′都设为true(真)且′UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#a′不为零，则写入OUT[j][′InputCapturedAnUnusedOnSameSwitchMatrixUnit′]＝true并递减′UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#a′。否则，写入OUT[j][′InputCapturedAnUnusedOnOtherSwitchMatrixUnit′]＝true并递减另一个′UnusedinputPortSwitchMatrixUnit#x′。注意应该始终有足够的未用输入。否则，则是无效数据引起的错误。参见前述建议。
5)遵循前面小节中的规则，计算c15、c16、c25、c26、csp的值。
6)如前所述，使用系数1/2存在有效解。对于IN[]表中的每个输出，标识OUT[]表中的类型，并选择正确的路径以保存1/2系数的解(记起许多输出共享公共的输入)。
因此，此算法按线性时间执行。从而，利用较少硬件组件即在数字交叉连接产品上为信号路由提供解。
下文更详细地描述第一示范算法。
步骤0检索大小为4N的IN[]阵列，其中2N等于单个交换矩阵单元上的端口数。阵列的索引位置表示第一阶交换矩阵单元的输入端口号。阵列的前半部分(索引0到2N-1)表示交换矩阵单元#1上的输入端口。阵列的后半部分(索引2N到4N-1)表示交换矩阵单元#2上的输入端口。
每个字段的可能值是范围从0到4N-1的整数。这些值表示交换矩阵单元#5或交换矩阵单元#6上的目标端口。从0到2N-1的值表示交换矩阵单元#5上的端口，而从2N到4N-1的值表示交换矩阵单元#6上的端口。
(1)从0到4N-1的值-输入端口地址。
(2)4N的值-UNEQ-P状态(未配备)。
(3)4N+1的值-AIS-P状态(报警信号)。
步骤1创建二维OUT[][]矩阵。第一维大小为M，等于交换矩阵单元的数量。第一维(以行表示)将对应于第一索引值+1的交换矩阵单元。(注意索引值从0到M-1，其中M是交换矩阵单元的数量。因为我们的编号规定对于位置值和交换矩阵单元有所不同，前者从0开始而后者从1开始，所以对应的交换矩阵单元数量为M＝1。)列由阵列的第二维表示，其大小为2N，其中N等于交换矩阵单元上一半的端口数。阵列的第二维索引位置表示交换矩阵单元的输出端口号。每个字段的可能值是范围从0到2N-1的整数。这些值表示交换矩阵单元上的输入端口。
注意，因为每个第一和第二阶交换矩阵单元都具有各连接到不同交换矩阵单元的两个输出集(例如，交换矩阵单元#1具有输出集A和输出集B-输出集A连接到交换矩阵单元#3而输出集B连接到交换矩阵单元#4)，所以任何第一或第二阶交换矩阵单元能有最多N个至后续阶中的单个交换矩阵单元的连接。
理想地，所有的组播发生在第三阶交换矩阵单元(交换矩阵单元#5或交换矩阵单元#6)，因为在第三阶进行组播不消耗交换矩阵单元之间的稀有资源。来自第一阶交换矩阵单元的信号仅前往第三阶交换矩阵单元中的一个，这是可能的。当来自第一阶交换矩阵单元的信号前往两个第三阶交换矩阵单元时，组播必须发生在第二阶(优选)或第一阶(仅在必要时)中。对于进一步讨论，如果组播发生在第一或第二阶，则信号称为组播信号。直到第三阶时才组播的信号被视为单播。
步骤2定义路径并计算信号传播的容量。
实例假设c15为交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#5之间的信号集。假设c16为交换矩阵单元#1和交换矩阵单元#6之间的信号集。假设c25为交换矩阵单元#2和交换矩阵单元#5之间的信号集。假设csp为交换矩阵单元#1与交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6之间的信号集。以及交换矩阵单元#2与交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6之间的信号集。由于系统约束，任何时候矩阵中最多有2N个信号。
创建新阵列NEW_OUT[]，大小为4N。NEW_OUT[]的每个索引值对应于交换矩阵单元#1或交换矩阵单元#2上的输入端口。阵列的前半部分(索引0到2N-1)表示交换矩阵单元#1上的输入端口。阵列的后半部分(索引2N到4N-1)表示交换矩阵单元#2上的输入端口。每个索引项是4元组，用于表征对应端口上的信号。
实例如果每个交换矩阵单元具有2N个端口，并且有2个第一阶交换矩阵单元，则可以通过依次给交换矩阵单元#1和#2上的每个端口分配范围从0到4N-1的数而进行编号来标识端口。因此，NEW_OUT[]阵列将有4N-1行。
4元组的项目1命名为InputGoesToSwitchMatrixUnit#5。
项目2命名为InputGoesToSwitchMatrixUnit#6。
项目3命名为InputCapturedAnUnusedOnSameSwitchMatrixUnit。
项目4命名为InputCapturedAnUnusedOnOtherSwitchMatrixUnit。
每个索引项是一个布尔值，并且缺省情况下设为FALSE。该字段通过分配半字节(4位＝1/2字节)并在半字节中设置各个位来实现。
步骤3用表示进入第一阶交换矩阵单元的信号的特征的值填充NEW_OUT[]阵列。
实例每个输出端口具有一个对应的输入端口。IN[]阵列映射输入和输出端口。如果对应的输入端口的输出端口在一个第三阶交换矩阵单元上，则在对应于正在检查的输入端口的NEW_OUT[]表的位置将InputGoesToSwitchMatrixUnit#5或InputGoesToSwitchMatrixUnit#6设为TRUE。对所有输入端口进行此检查，直到NEW_OUT[]表完全填满为止。
步骤4创建计数器变量，以跟踪每个第一阶交换矩阵单元上的未用输入端口的数量。
实例整型变量UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#1包含交换矩阵单元#1上的未用输入端口的总数。整型变量UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2包含交换矩阵单元#2上的未用输入端口的总数。
步骤5计算未用输入端口的数量，并存储值。
实例全面扫描NEW_OUT[]阵列。未用端口是InputGoesToSwitchMatrixUnit#5和InputGoesToSwitchMatrixUnit#6的4元组中的项为FALSE的所在行所对应的那些端口。阵列上半部分中的行与交换矩阵单元#1相关联，并且计数InputGoesToSwitchMatrixUnit#5和InputGoesToSwitchMatrixUnit#6列为FALSE的所在上半部分中的项的总数，并且所得到的值存储在整型变量UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#1中。
阵列下半部分中的行与交换矩阵单元#2相关联，并且计数InputGoesToSwitchMatrixUnit#5和InputGoesToSwitchMatrixUnit#6列为FALSE的所在下半部分中的项的总数，并且所得到的值存储在整型变量UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2中。
步骤6基于端口可用性计算经过交换矩阵单元的路由路径，将产生经过交换矩阵单元的优选路由以及组播信号的阶，为组播信号提供优选，即在第二阶交换矩阵单元(交换矩阵单元#3或交换矩阵单元#4)中优先于在第一阶交换矩阵单元(交换矩阵单元#1或交换矩阵单元#2)上进行组播，由此计算因组播而已被“捕获”的输入端口的数量，并相应地调整可用端口的计数。
执行通过阵列的多个通行(passes)，以计算所有连接集合内的每种连接类型子集的连接。子集包括c15(从交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#5的单播)、c16(从交换矩阵单元#1至交换矩阵单元#6的单播)、c25(从交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5的单播)、c26(从交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#6的单播)以及csp(从交换矩阵单元#1或交换矩阵单元#2至交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的组播)。
最好，在单播连接之前计算组播连接。
实例为了计算csp的连接路由，扫描整个NEW_OUT[]阵列查找InputGoesToSwitchMatrixUnit#5和InputGoesToSwitchMatrixUnit#6均设为TRUE的4元组项。这些项表示进入该端口的信号正在组播。现在说明组播操作并计算端口可用性。
对于每个第一阶交换矩阵单元(#1和#2)，如果输入信号正在组播(InputGoesToSwitchMatrixUnit#5和InputGoesToSwitchMatrixUnit#6都设为TRUE)并且在交换矩阵单元上至少有一个可用输入端口正在检查(交换矩阵单元#1的UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#1和交换矩阵单元#2的UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2为非零值)，则(a)在NEW_OUT[]阵列的相应的4元组中，设InputCapturedAnUnusedOnSameSwitchMatrixUnit的值等于TRUE；并且(b)如果沿信号的优选路径有足够的端口可用，则将由每个交换矩阵单元的相关计数器给定的每个交换矩阵单元上的下一个可用端口的端口标识符添加到该信号的路由；否则如果，沿信号的备选路径有足够的端口可用，则将每个交换矩阵单元上的下一个可用端口的端口标识符添加到该信号的路由；否则如果，没有足够的端口可用，则返回错误码(注意-由于系统上的约束，这个最后事件应该从未发生)；并且
(c)递减表上半部分中4元组的InusedInputPortSwitchMatrixUnit1的值或表下半部分中4元组的UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2的值；并且(d)递增每个交换矩阵单元的相关计数器，以相应地反映每个交换矩阵单元上的下一个可用端口。或者，可以通过从表示每个交换矩阵单元上的输入端口总数的常数值减去UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#x的值来计算下一可用的端口数。
否则(a)在NEW_OUT[]阵列的相应的4元组中，设InputCapturedAnUnusedOnOtherSwitchMatrixUnit的值等于TRUE；并且(b)如果沿信号的优选路径有足够的端口可用，则将由每个交换矩阵单元的相关计数器给定的每个交换矩阵单元上的下一个可用端口的端口标识符添加到该信号的路由；否则如果，沿信号的备选路径有足够的端口可用，则将每个交换矩阵单元上的下一个可用端口的端口标识符添加到该信号的路由；否则如果，没有足够的端口可用，则返回错误码(注意一由于系统上的约束，这个最后事件应该从未发生)；并且(c)递减表上半部分中4元组的UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#1的值或表下半部分中4元组的UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#2的值；并且(d)递增每个交换矩阵单元的相关计数器，以相应地反映每个交换矩阵单元上的下一个可用端口。或者，可以通过从表示每个交换矩阵单元上的输入端口总数的常数值减去UnusedInputPortSwitchMatrixUnit#x的值来计算下一可用的端口数。
步骤7重复通行以利用组播信号的预设连接路由并删除单播信号不使用的组播连接部分来计算单播专用通道。
第二示范映射算法在下文部分，交换矩阵单元的维数表示为N。
从全局而言，从输入到输出有6种类型的连接。
1.C15从交换矩阵单元#1输入，所有输出在交换矩阵单元#5上；2.C16从交换矩阵单元#1输入，所有输出在交换矩阵单元#6上；3.C25；从交换矩阵单元#2输入，所有输出在交换矩阵单元#5上；4.C26从交换矩阵单元#2输入，所有输出在交换矩阵单元#6上；5.C156从交换矩阵单元#1输入，输出到交换矩阵单元#5和#6；6.C256从交换矩阵单元#2输入，输出到交换矩阵单元#5和#6。
大写的“C”表示组，而小写的“c”表示该组内连接的数量。
任何连接都可以归类于六组的其中一组。注意，当一个连接在同一输出交换矩阵单元(#5或#6)上存在多次时，它仍被视为简单连接，因为组播是由输出交换矩阵单元进行的(每个交换矩阵单元是一个方矩阵)。
每种类型的连接可以通过按如下公式组扩展6个交换矩阵单元之间的内部连接来表示C15＝(C13&C35)∪(C14&C45)C16＝(C14&C46)∪(C13&C36)C25＝(C24&C45)∪(C23&C35)C26＝(C23&C36)∪(C24&C46)C156＝(C13&C35&C36)∪(C14&C45&C46)∪[(C14&C46)+(C13&C35)]∪[(C13&C36)+(C14&C45)]C256＝(C23&C35&C36)∪(C24&C45&C46)∪[(C24&C46)+(C23&C35)]∪[(C23&C36)+(C24&C45)]公式组11对于公式组11中的前4个公式，有两个选择可用于建立连接。对于后2个公式，有四个选择。但是，后2个使用更多的连接，并且只要可能易于收敛就应该避免它们。
从全局看进入/退出交换矩阵单元的连接，可以建立如下公式组交换矩阵单元#1出c15+c16+c156≤N交换矩阵单元#2出c25+c26+c256≤N交换矩阵单元#5入c15+c25+c156+c256≤N交换矩阵单元#6入c16+c26+c156+c256≤N公式组12对于前两个公式，C156的一些连接同时使用C13和C14的连接。因此，它们在c156中作为两个连接。这些是已经指示为要避免的连接的连接。通过删除这些连接，公式组11简化为C15＝(C13&C35)∪(C14&C45)C16＝(C14&C46)∪(C13&C36)C25＝(C24&C45)∪(C23&C35)C26＝(C23&C36)∪(C24&C46)C156＝(C13&C35&C36)∪(C14&C45&C46)C256＝(C23&C35&C36)∪(C24&C45&C46)公式组13因此，每种类型的连接具有两个给定的路径。因为示范交换矩阵子系统的物理连接，显然任何内部组的最大连接数为N/2(即c13≤N/2、c14≤N/2等)。
算法因为公式组13的对称性，对于每种类型的连接(C15、C16、C25、C26、C156、C256)，如果一半连接指定给第一选择，而一半指定给第二选择，则满足公式组12给定的物理约束。
该算法的原理是要通过将连接正好分成两半，以最小化任何部分的使用率。为此，算法采用六个通行一个通行对应于每个组。
因此该算法非常类似于经过如下三个修改的先前算法
修改1确认六个连接子集。将Csp拆分为C156(从交换矩阵单元#1同时到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的所有连接)和C256(从交换矩阵单元#2同时到交换矩阵单元#5和交换矩阵单元#6的所有连接)。
修改2因为已确认六个连接子集，所以通过NEW_OUT[]阵列执行六个通行来计算连接。
修改3在步骤6，当指定连接时，在优选路径和备选路径之间交替选择。
有效性的演示下文的演示中，假定每组具有偶数个连接。即，c15、c16、 c25、c26、c156、c256均为偶数。任何奇数值将按偶数加上一个需要在最后处理的剩余连接的形式处理。
1)初始条件在开始时，系统中没有任何连接。由此，容量值为c13＝0c14＝0c23＝0c24＝0c35＝0c36＝0c45＝0c46＝02)C156＝(C13&C35&C36)∪(C14&C45&C46)因为所有的内部连接都被清除且两种选择使用相互排斥的部分，所以我们在两种选择之间交替。在此迭代结束时，得到c13＝c156/2c14＝c156/2c23＝0c24＝0
c35＝c156/2c36＝c156/2c45＝c156/2c46＝c156/23)C256＝(C23&C35&C36)∪(C24&C45&C46)这里，c23＝c24、c35＝c45、c36＝c46。因此，我们再次在两种解之间交替。在此迭代结束时，得到c13＝c156/2c14＝c156/2c23＝c256/2c24＝c256/2c35=c156+c2562]]>c36=c156+c2562]]>c45=c156+c2562]]>c46=c156+c2562]]>4)C15＝(C13&C35)∪(C14&C45)从前述公式，可知c13＝c14，c35＝c45。我们再次在这两种选择之间交替。在此迭代结束时，得到c13=c156+c152]]>c14=c156+c152]]>c23＝c256/2c24＝c256/2c35=c156+c256+c152]]>c36=c156+c2562]]>
c45=c156+c256+c152]]>c46=c156+c2562]]>5)C25＝(C24&C45)∪(C23&C35)看步骤4，看到c24＝c23、c45＝c35。我们因此在这两种选择之间均等地进行拆分。在此迭代结束时，得到c13=c156+c152]]>c14=c156+c152]]>c23=c256+c252]]>c24=c256+c252]]>c35=c156+c256+c15+c252]]>c36=c156+c2562]]>c45=c156+c256+c15+c252]]>c46=c156+c2562]]>6)C16＝(C14&C46)∪(C13&C36)从前述公式，又可知c14＝c13、c46＝c36。在此迭代结束时，得到c13=c156+c15+c162]]>c14=c156+c15+c162]]>c23=c256+c252]]>c24=c256+c252]]>c35=c156+c256+c15+c252]]>
c36=c156+c256+c162]]>c45=c156+c256+c15+c252]]>c46=c156+c256+c162]]>7)C26＝(C23&C36)∪(C24&C46)从前述公式，可知c23＝c24、c36＝c46。连接将被均等地拆分。在此迭代结束时，得到c13=c156+c15+c162]]>c14=c156+c15+c162]]>c23=c256+c25+c262]]>c24=c256+c25+c262]]>c35=c156+c256+c15+c252]]>c36=c156+c256+c16+c262]]>c45=c156+c256+c15+c252]]>c46=c156+c256+c16+c262]]>公式的最新系统遵循公式组12，由此确保了该算法的收敛。上述的演示说明要确保收敛性应该有六个通行。但是处理组的顺序是无关紧要的。
在不背离权利要求所定义的本发明范围的前提下，本领域技术人员应该知道可以对这些系统和方法进行其它的更改变化。附图所示和在此描述的实施例仅为实例，以说明具有权利要求所述的本发明元素或步骤所对应的元素或步骤的结构、系统或方法。书面形式的说明书和附图可以使本领域技术人员设想并采用具有权利要求所述的本发明元素或步骤所对应的等效的其它元素或步骤的实施例。因此，本发明要涵盖的范围包括在书面语言上不背离本权利要求的其它结构、系统或方法，以及还包括在书面语言上与该权利要求没有实质性差异的其它结构、系统或方法。
权利要求
1.一种数字交叉连接系统，包括交换矩阵子系统，它包括多阶CLOS布置形式的多个交换矩阵单元，每个交换矩阵单元具有多个输入端口和输出端口，至少两个所述交换矩阵单元将其输出端口唯一地连接到下一阶的一个所述交换矩阵单元上的输入端口，并将相同数量的其输出端口唯一地连接到下一阶的另一个所述交换矩阵单元的输入端口；与所述交换矩阵子系统相关联的多个子系统输入端口；与所述交换矩阵子系统相关联的多个子系统输出端口；以及交换矩阵单元编程，它指示所述交换矩阵单元生成特定的内部交叉连接，后者允许一个或多个子系统输入端口上存在的一个或多个输入信号连接到一个或多个子系统输出端口。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述交换矩阵子系统包括三阶体系结构，每阶具有至少两个交换矩阵单元。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于第一阶交换矩阵单元的输入端口是所述交换矩阵子系统的输入端口，而第三阶交换矩阵单元的输出端口是所述交换矩阵子系统的输出端口，每个第一阶和第二阶交换矩阵单元使其输出端口分配到与该交换矩阵单元相关联的输出集A或输出集B，交换矩阵单元的输出集A中的每个输出端口唯一地连接到下一阶的两个交换矩阵单元的其中之一的输入端口，交换矩阵单元的输出集B中的每个输出端口唯一地连接到下一阶的两个交换矩阵单元其中另一个的输入端口。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述交换矩阵单元编程由包括如下步骤的方法生成获取标识特定子系统输入端口以及用于连接到所述特定子系统输入端口的期望子系统输出端口的信息；标识从提供所述特定子系统输入端口的交叉连接系统中的交换矩阵单元到提供所述期望子系统输出端口的交叉连接系统中的交换矩阵单元的路径；确定所标识的路径中存在足够的通道，以便允许从所述特定子系统输入端口到所述期望子系统输出端口的连接；标识所标识的路径中的特定通道，以便允许从所述特定子系统输入端口到所述期望子系统输出端口的连接；以及将标识必须在所述交叉连接系统中多个交换矩阵单元中建立的连接的信息存储在编程数据结构中，以便允许从所述特定子系统输入端口到所述期望子系统输出端口的连接。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于每个交换矩阵单元包括一个方矩阵。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于每个交换矩阵单元的输入端口数是相同的。
7.一种执行交换功能的装置，包括多个交换矩阵单元，各具有输入端口和输出端口，至少六个所述交换矩阵单元编排在三阶中，每阶中有两个交换矩阵单元，第一阶交换矩阵单元的输入端口是所述装置的输入端口，而第三阶交换矩阵单元的输出端口是所述装置的输出端口，每个第一阶和第二阶交换矩阵单元使其输出端口分配到与该交换矩阵单元相关联的输出集A或输出集B，交换矩阵单元的输出集A中的每个输出端口唯一地连接到下一阶的两个交换矩阵单元的其中之一的输入端口，交换矩阵单元的输出集B中的每个输出端口唯一地连接到下一阶的两个交换矩阵单元的其中另一个的输入端口，每个交换矩阵单元可编程为在其输入端口和输出端口之间提供连接；以及每个第一阶、第二阶和第三阶交换矩阵单元的交换矩阵单元编程，所述编程指示第一阶交换矩阵单元的至少其中之一、所述第二阶交换矩阵单元的至少其中之一以及所述第三阶交换矩阵单元的至少其中之一各建立内部连接，后者以使所述装置的其中一个输入上出现的信号被切换到所述装置的其中至少一个输出。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述编程通过包括如下步骤的方法生成获取标识所述装置的输入端口以及用于连接到所述标识的输入端口的所述装置的期望输出端口的信息；标识从提供所述标识的输入端口的所述装置中的交换矩阵单元到提供所述期望输出端口的所述装置中的交换矩阵单元的路径；确定所标识的路径中存在足够的通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望输出端口的连接；标识所标识的路径中的特定通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望的输出端口的连接；以及将标识必须在所述装置中多个交换矩阵单元中建立的连接的信息存储在编程数据结构中，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望输出端口的连接。
9.一种用于为交叉连接设备的交换矩阵单元生成交换矩阵单元编程的方法，包括获取标识所述交叉连接设备的输入端口以及用于连接到所述标识的输入端口的所述交叉连接设备的期望输出端口的信息；标识从提供所述标识的输入端口的交叉连接设备中的交换矩阵单元到提供所述期望输出端口的交叉连接设备中的交换矩阵单元的路径；确定所标识的路径中存在足够的通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望输出端口的连接；标识所标识的路径中的特定通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望的输出端口的连接；将标识必须在所述交叉连接设备中多个交换矩阵单元中建立的连接的信息存储在编程数据结构中，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望输出端口的连接。
10.如权利要求9的方法，还包括利用所述编程数据结构为所述交叉连接设备的交换矩阵单元生成交换矩阵单元编程，所述交换矩阵单元编程标识必须在所述交换矩阵单元内建立以将所述标识的输入连接到所述期望输出的内部连接。
11.如权利要求9的方法，其特征在于标识路径的步骤包括标识优选路径而非备选路径。
12.如权利要求11的方法，其特征在于标识优选路径的步骤包括当在先前迭代中标识所述备选路径时标识所述优选路径。
13.如权利要求9的方法，其特征在于标识路径的步骤包括标识备选路径而非优选路径。
14.如权利要求13的方法，其特征在于标识备选路径的步骤包括当在先前迭代中标识所述优选路径时标识所述备选路径。
15.如权利要求9的方法，其特征在于确定存在足够通道的步骤还包括如下步骤记录多个所述交换矩阵单元的可用输出端口的数量；以及确定所述标识的路径中具有输出端口的每个交换矩阵单元具有可用的输出端口。
16.如权利要求15的方法，其特征在于记录步骤包括持续计数不可用的输出端口的数量。
17.如权利要求16的方法，其特征在于标识特定通道的步骤还包括递增不可用的输出端口的计数。
18.如权利要求9的方法，其特征在于标识特定通道的步骤包括如下步骤标识可用的、所述标识路径上特定交换矩阵单元中的特定输出端口；以及保留所述标识的特定输出端口，用于建立从所述标识的输入端口至所述期望输出端口的连接。
19.如权利要求18的方法，其特征在于标识特定输出端口的步骤包括如下步骤为所述输出端口分配数值；以及标识具有最低数值的可用输出端口。
20.如权利要求9的方法，其特征在于获取标识输入端口的信息的步骤包括获取标识多个输入端口和期望的输出端口对的信息。
21.如权利要求20的方法，其特征在于所述输入端口和期望输出端口对被分组，使得具有相同入口交换矩阵单元和出口交换矩阵单元的所有对被分组在一起。
22.如权利要求21的方法，其特征在于所述多个输入端口和期望输出端口对包括要连接到一个以上输出端口的至少一个输入端口。
23.如权利要求22的方法，其特征在于具有相同入口交换矩阵单元和多个出口交换矩阵单元的输入端口被分组在一起。
24.如权利要求23的方法，其特征在于对所有所述输入端口和期望输出端口对重复权利要求9所述的步骤。
25.如权利要求24的方法，其特征在于在具有相同入口交换矩阵单元和出口交换矩阵单元的输入端口和期望输出端口对的分组之前，选择要连接到一个以上输出端口的输入端口。
26.一种用于对具有至少六个交换矩阵单元的装置编程的方法，所述至少六个交换矩阵单元编排在三阶中，每阶中有两个交换矩阵单元，第一阶交换矩阵单元的输入端口是所述装置的输入端口，而第三阶交换矩阵单元的输出端口是所述装置的输出端口，每个第一阶和第二阶交换矩阵单元使其输出端口分配到与该交换矩阵单元相关联的输出集A或输出集B，交换矩阵单元的输出集A的每个输出端口唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元的其中之一的输入端口，交换矩阵单元的输出集B的每个输出端口唯一地连接到下一阶中两个交换矩阵单元的其中另一个的输入端口，每个交换矩阵单元可编程为在其输入端口和其输出端口之间提供连接，所述方法包括如下步骤计算所述装置的输入端口上的信号至所述装置的输出端口的路径；以及对第一阶交换矩阵单元的至少其中之一、第二阶交换矩阵单元的至少其中之一以及第三阶交换矩阵单元的至少其中之一编程，以便各建立内部连接，以使所述装置的输入端口上出现的信号可连接到所述装置的输出端口。
27.如权利要求26的方法，其特征在于所述计算步骤还包括如下步骤标识从提供所述输入端口的所述装置中的交换矩阵单元到提供所述期望输出端口的所述装置中的交换矩阵单元的路径；确定所标识的路径中存在足够的通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望输出端口的连接；以及标识所标识的路径中的特定通道，以便允许从所述标识的输入端口到所述期望的输出端口的连接。
全文摘要
提供一种包括交换矩阵子系统(100)的数字交叉连接系统，该子系统(100)包括多阶CLOS布置形式的多个交换矩阵单元(101至106)。该数字交叉连接系统还包括与交换矩阵子系统(100)相关联的多个子系统输入端口(108)和与交换矩阵子系统(100)相关联的多个子系统输出端口(110)。此外，该数字交叉连接系统包括交换矩阵单元编程，它指令交换矩阵单元(101至106)生成特定的内部交叉连接，该连接允许出现在一个或多个子系统输入端口(108)的一个或多个输入信号连接到一个或多个子系统输出端口(110)。
文档编号H04Q3/68GK1682497SQ03821211
公开日2005年10月12日 申请日期2003年7月8日 优先权日2002年7月8日
发明者M·迪布瓦 申请人:马科尼知识产权(灵格芬斯)公司