6.3.1 Электронные управляющие машины
Во всех современных цифровых коммутационных станциях применяется программное управление. При этом управляющие устройства представляют собой электронные управляющие машины (ЭУМ). Эти машины имеют структуру, подобную структуре вычислительных машин общего назначения, в частности, персональных компьютеров. ЭУМ работает с данными, представляющими собой двоичные коды, которым соответствует дискретные электрические сигналы, передаваемые между управляющим устройством и другими узлами АТС.
Основными узлами ЭУМ являются процессор, запоминающее устройство и устройства ввода-вывода.
Процессор выполняет арифметические и логические операции в соответствии с программой, записанной в запоминающем устройствах, а также координирует работу остальных узлов ЭУМ. В составе процессора имеются три обязательных элемента: арифметико-логическое устройство, блок регистров для временного хранения данных, участвующих в операциях, и устройство управления процессом выполнения команд программы. Важной характеристикой процессора является его разрядность равная числу двоичных разрядов (бит) каждом слове данных, обрабатываемых арифметико-логическим устройством. В управляющих устройствах цифровых АТС применяются 8-,16-,32-разрядные процессоры.
Запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для хранения программ и данных.
Процессор и запоминающие устройства синхронизируются от одного тактового генератора, что обеспечивает их устойчивое взаимодействие посредством системных шин.
Процессор обменивается данными с объектами управления посредством устройств ввода-вывода (УВВ). УВВ представляет собой набор интерфейсов для подключения к шинам A, D и C электронной управляющей машины линий управления коммутационным полем и линейными комплектами АТС, а также для стыковки с внешними запоминающими устройствами и терминалом оператора станции.
Долговременное хранение программ обеспечивают внешние запоминающие устройства (ВЗУ). При начальном запуске программное обеспечение пересылается на ВЗУ через устройство ввода-вывода в ОЗУ.
6.3.2 Многопроцессорные системы управления
Управление в квазиэлектронных и электронных АТС первых выпусков было централизованным. При централизованным управлении одна ЭУМ обслуживает все процессы, происходящие на станции. Недостаток такого технического решения состоит в том, что в каждой АТС, независимо от ее емкости, требуется установить управляющую машину, производительность которой рассчитана на обслуживание максимального для оборудования данного типа количества вызовов.
Различают два вида многопроцессорных систем управления: децентрализованную и распределенную.
Централизованная система содержит одно центральное ЦУУ и множество периферийных ПУУ управляющих устройств, каждое из которых содержит ЭУМ. Центральная электронная управляющая машина реализует основные алгоритмы обслуживания вызовов и координирует работу ЭУМ.
В распределенной системе все функции распределены между отдельными УУ, взаимодействующие друг с другом в процессе работы. При этом каждое устройство, как правило, отвечает за обслуживание определенной группы узлов АТС.
В системе с общей шиной электронные управляющие машины обмениваются информацией через общую шину, представляющую собой
Недостатком системы с общей шиной является ее ограниченная производительность.
Система с коммутационным полем позволяет избежать ограничений, свойственных общей шине. Здесь передача сообщения происходит после установления соединения между двумя ЭУМ через коммутационное поле КП. Созданию таких систем управления и цифровых АТС способствует наличие коммутационного поля, через которое можно передавать как речевые так и данные. Недостаток систем с коммутационным полем заключается в более сложном программном обеспечении взаимодействия ЭУМ. Рисунки
Третья разновидность многопроцессорной системы представляет собой сеть процессоров, связанных через УВВ по принципу «каждый с каждым». Подобная сеть позволяет строить высокопроизводительные управляющие устройства. Ее основной недостаток состоит в необходимости организации большого числа интерфейсов у каждой ЭУМ.
6.3.3 Работа управляющих устройств в реальном масштабе времени
Термин «работа в реальном масштабе времени» означает, что управляющие машины коммутационных узлов должны выполнять обработку поступающей информации в рамках заданных временных ограничений.
Работа в реальном масштабе времени обеспечивается в первую очередь своевременной доставкой информации от объектов своевременной информации от объектов управления в ЭУМ. Для этого существуют три способа взаимодействия электронной управляющей машины с внешними устройствами: сканирование, прерывание и прямой доступ к памяти.
Сканированием, называемое также программным опросом, заключается в том, что обращение к УВВ для обнаружения входных сигналов процессор выполняет в те моменты когда это предусмотрено программным обеспечением. Сканирование проводится периодически.
При взаимодействии по прерыванию момент обмена информацией определяется объектом управления. При изменении состояния объекта в процессор передается сигнал прерывания. По этому сигналу процессор прерывает выполнение текущей программы и переходит к приему информации от УВВ. По окончании приема данных возобновляется выполнение прерванной программы.
При прямом доступе к памяти по запросу УВВ процессор приостанавливает выполнение программы и отключается от шин адреса, данных и управления.
После этого происходит передача данных в ЗУ минуя процессор. Управляет передачей данных интерфейс в составе УВВ.
Управляющие устройства АТС получают информацию о действиях абонентов и сигналах, поступающих по соединительным линиям, в результате сканирования. По сигналу прерываний запускаются системные программы, выполняющие обращение к линейным комплектам через УВВ. Коммутационное не сканируется, так как его состояние целиком определяется работой управляющих устройств и отображается в запоминающих устройствах.
Способ доступа у памяти обеспечивает быструю пересылку больших объемов данных. Он применяется при загрузке программного обеспечения их внешних ЗУ в ОЗУ электронных управляющих машин при начальном запуске станции или после возникновения аварии системы электропитания.
3.73 Элементная база цифровых коммутационных станций
