An ATM switch must handle various kinds of traffics simultaneously at very high speed. And it should maintain low cell loss rate. Therefore new switch architectures are needed. In this thesis two switches fabrics suitable for the large-scale ATM switches are proposed and their performances are analyzed. A testing methodology for highly reliable implementation is also proposed.
Deflection routing and cell extraction are used to increase the throughput of banyan networks. CEBN-2 and CEBN-4 are proposed networks. CEBN-2 is bulit from 2 × 2 switching elements, and CEBN-4 is bulit from 2 × 4 switching elements. Balancing and balancing extraction function is devised for CEBN. Analytical throughputs.
But a single CEBN has too much cell loss rate to be used as an ATM switch. So several CEBNs are cascaded to make an ATM switch fabric. Applying the analytical models to the cascaded CEBNs, we can know which cells have the highest probability for each switching element. When those cells are extracted, minimum cell loss is possible. It is an optimal extraction function. Cell loss rates of CEBN switch fabrics with linear, balancing and optimal extraction are computed and compared with other fabrics.
CEBN switch fabrics are very complex system and should be highly reliable. Implementation of such systems require parametric fault test. A test generation algorithm is developed for intra-gate bridge faults. Experimental results on the ISCAS 85 circuits show that it can cover more faults with less time.
ATM 교환기는 매우 빠른 속도로 여러 종류의 트래픽을 처리해야 한다. 동시에 낮은 셀 손실율을 유지해야 하므로 기종의 교환기로는 이를 감당할 수 없어 새로운 구조가 필요하다. 본 논문에서는 대용량 ATM 교환기에 적합한 스위치 패브릭을 제안하고 그 성능을 분석하였으며, 신뢰도 높은 구현을 위한 테스팅 방법을 제안하였다.
Banyan 네트워크의 throughput을 높이기 위하여, 굴절 라우팅과 셀 추출 기능을 포함시켰다. 2 × 2 스위칭 소자를 이용해서 구성한 것은 CEBN-2, 2 × 4 스위칭 소자를 이용한 것은 CEBN-4라고 명명하였다. CEBN에 적합한 셀 추출 방법으로 균형과 역균형 추출을 제안하였다. 이 방식과 기존의 선형 추출 방식의 성능을 비교 분석하기 위해 분석 모델을 수립하였으며 이를 통해 본 논문의 방법의 throughput이 더 높음을 보였다.
그러나 좋은 추출 방법을 사용한다 하더라도 banyan 네트워크 한 개로는 ATM 스위치가 요구하는 수준의 셀 손실율을 보장할 수 없다. 따라서 CEBN 여러 개를 직렬로 연결하여 스위치 패브릭으로 사용하도록 하였다. 앞에서 만든 분석 모델을 여기에 적용하면 각 스위칭 소자에 들어올 확률이 가장 높은 셀을 구할 수 있다. 이 셀을 추출하면 가장 낮은 셀 손실율을 얻을 수 있다. 이것이 최적 추출이다. 선형, 균형, 최적 추출 방법을 사용하는 CEBN 스위치의 성능을 분석하였다. 유사한 구조의 다른 스위치보다 구조나 제어가 단순하면서도 셀 손실율이 낮음을 확인하였다.
CEBN 스위치같은 시스템은 신뢰도가 매우 높아야 한다. 이런 시스템 구현을 위해서는 논리 결함만 검사하는 것으로는 충분하지 않고 파라메트릭 결함의 검사도 이루어져야 한다. 대표적인 파라메트릭 결함 검사인 브리지 결함 검사를 위한 테스팅 방법을 제안하였다. ISCAS 85 회로를 대상으로 실험한 결과 짧은 시간에 더 많은 결함을 검출할 수 있음을 알았다.
