Лекція Електронно-керуючі комплекси в цск

У будь-якій АТС з керуванням за принципом записаної програми функціонування, як пристрій керування використовуються електронно-керуючі комплекси (ЕКК), спеціалізовані на вирішенні задач керування роботою вузлів комутації.

Показними особливостями ЕКК ЕАТС є:

зв'язок з великим числом зовнішніх керованих елементів ЦКП і комплектів систем комутації, які досягають на ЕАТС великої ємності до десятків тисяч. Не вимагає від ЕКК високої швидкодії до 1 млн. операцій в секунду, продуктивності, тобто число викликів обслуговуваних в ЧНН дорівнює 1 млн. викликів на годину, а також наявність великого об'єму пам'яті;

робота ЕКК в режимі реального масштабу часу вимагає особливої організації процесів керування, зокрема, багатопрограмного керування і специфічного програмного забезпечення;

відносна постійність програм функціонування визначає доцільність застосування в ЕКК двох видів пам'яті: постійної для зберігання програм (ПЗП) і оперативної (ОЗП);

переважання в програмах логічних операцій над арифметичними, а також наявність спеціальних операцій, не погрібних в універсальних обчислювальних машинах. Це призводить до необхідності використовувати в ЕКК специфічну систему команд:

цілодобове функціонування протягом десятків років, а це вимагає високої надійності роботи ЕКК і довговічності.

У загальному випадку ЕКК складається з наступних функціональних пристроїв зображених на рис. 5.6.

Призначення елементів ЕКК:

Процесор - здійснює в процесі обслуговування викликів прийом через ПКП вхідних сигналів від керованих об'єктів через шину Ш-1 виконавчої системи, їх аналіз, арифметико-логічну обробку інформації для переводу викликів пристроїв вузла комутації в новий стан, формування і видачі команд через ПКП в керовані об'єкти виконавчої системи. Процесор також здійснює прийом через мережевий адаптер повідомлень від інших ПК, їх обробку, формування і видачу через мережевий адаптер (МА) повідомлення в інші ПК. Окрім цього процесор координує роботу решти пристроїв: всі звернення до ПЗП і ОЗП, операції обміну інформацією із ЗЗП та іншими ПК виконуються при його безпосередній участі або ж їм запускаються, тому процесор має інформаційні і функціональні зв'язки з рештою пристроїв: ПЗП, ОЗП, КВВ, ІІЗЗП, ЗЗП і ПВВ. Робота процесора визначається програмою записаної в ПЗП, яка задає йому послідовність і зміст дій по обробці даних. Процесор може працювати тільки з

командами програм і даними, що зберігаються в ПЗП і ОЗП, а також у зовнішніх ЗП.

ПЗП - постійний ,. ОЗП - оперативний ЗП;

ЗЗП - зовнішній ЗП ЗП - зовнішній пристрій; КВВ - канал введення-виведення.

Основний запаи 'ятовуючий пристрій. Це ПЗП і ОЗП, які призначені для прийому, зберігання і видачі інформації. Як інформація, що зберігається в основному ЗП, можуть служити як дані, так і команди. При цьому доступ до команд і даних, що зберігаються в основному ЗП з боку решти пристроїв ЕКК може бути здійснений в довільний момент, і час звертання за необхідними командами і даними не залежить від їх розташування в ПЗП або ОЗП, тому основний ЗП часто називають також ЗП з довільним доступом.

Постійний ЗП (ПЗП) застосовується для зберігання і видачі постійної або напівпостійної інформації. Наприклад, програм, таблиць перерахунку коду станції, номер напряму, інформація про категорії абонентів та інші постійні дані. Програма с набором команд, записаних на мові, зрозумілій машині. При роботі з ПЗП інші пристрої ЕКК можуть тільки зчитувати з нього інформацію, при цьому зчитана інформація з ПЗП не стирається.

Оперативний ЗП (ОЗП) служить для прийому, зберігання і видачі найчастіше використовуваної іншими пристроям ЕКК інформації і змінюється в процесі обслуговування викликів. Наприклад, інформація про стан проміжних ліній пристроїв комутації ЦКП, номера вільних цифрових ліній і каналів, інформації про набираємий номер абонента, що викликається, та ін. дані. В ОЗП зчитана інформація стирається. Якщо її треба зберегти, то після зчитування вона повинна бути відновлена. Весь об'єм пам'яті ОЗП поділяється на функціональні масиви. У кожному масиві міститься інформація одного функціонального призначення. Масиви ОЗП, а також ПЗП складаються з набору елементів пам'яті. Для звернення до елементів пам'яті, їм привласнюються впорядковані певним чином адреси.

Зовнішні пристрої (ЗП).

Зовнішні пристрої розширюють функціональні можливості ЕКК. Залежно від виконуваних функцій, ЗП підрозділяються на зовнішні запам'ятовуючі пристрої (ЗЗП), і пристрої введення-виведення (ПВВ).

Функціональні можливості ЕКК системи комутації в значній мірі визначаються тим об'ємом програми і даних, що зберігається в пам'яті ЕКК. У сучасних цифрових системах комутації середньої і великої ємності, об'єм програм і даних великий, тому зберігання значної їх частини в основному ЗП стає неекономічним, тому інформація, що використовується найчастіше, зберігається в ПЗП, а та, що рідко використовується, як наприклад діагностичні програми, статистичні дані, зберігаються в найдешевших ЗЗП, тобто на накопичувачах на магнітних дисках (НМД) і накопичувачах на магнітних стрічках (НМС).

Пристрій введення-виведення призначений для забезпечення обміну інформацією між обслуговуючим персоналом і ЕКК у процесі налагодження устаткування комутації і програм, його експлуатації і технічного обслуговування. Як основний засіб оперативного зв'язку обслуговуючого персоналу з ЕКК найчастіше використовується дисплей. Для документування дій обслуговуючого персоналу і повідомлень про несправності устаткування вузла комутації застосовуються персональні машини (ПМ).

Необхідно відзначити, що перерахований ЗЗП входить до складу ЕКК з централізованим і децентралізованим ПК, у сучасних цифрових системах комутації EWSD, АІсаtеІ-1000, Е-10, 5ЕSS, С-32 ЗЗП входять до складу ТЕ і О.

Зовнішні пристрої ЕКК не пов'язані безпосередньо з центральним процесором. Інформація між зовнішнім пристроєм і процесором, ОЗП, ПЗП передається через пристрій зв'язку із зовнішніми пристроями (ПЗЗП) і каналам введення-виведення. Зовнішні пристрої підключаються до КВВ за допомогою уніфікованої системи шин зв'язку, яка сумісна зі складом сигналів, що передаються між ЗП і КВВ і алгоритмами обміну цими сигналами утворює інтерфейс введення-виведення.

Канапі введення-виведення (КВВ). Виділення КВВ як самостійного структурного елементу ЕКК пов'язане з тим, що в порівнянні з ПР і ПЗП, ОЗП зовнішні пристрої мають швидкодію. Для уникнення можливих простоїв процесора при виконанні операції введення-виведення і для досягнення високої продуктивності ЕКК прагнуть поєднати за часом роботу ЗП з роботою процесора. З цією метою забезпечується можливість передачі інформації між ЗП і ОЗП без використання обчислювальних ресурсів процесора. Процесор у даному випадку необхідний тільки для запуску операції введення-виведення. Він звільняється від керування роботою ЗП у процесі виконання операцій введення-виведення. Всі дії ЗП по керуванню передачею інформації між ЗП і ОЗП при виконанні операцій введення-виведення покладається на КВВ. Канали введення-виведення є спеціалізованими пристроями обробки інформації у вигляді мікропроцесорів, які працюють автономно під керуванням записаних в основній пам'яті ЕКК програм каналу. Вибір тієї або іншої програми каналу здійснює КВВ по командах програми виконуваної процесором. Кожна програма каналу реалізує певну операцію введення-виведення для конкретного типу ЗП. Управляюча інформація, яка одержана КВВ від програми каналу, перетвориться апаратурою КВВ в послідовність сигналів, що поступають до ЗП через ПЗЗП, який починає виконувати читання (виведення) або запис (введення) інформації. Надалі робота КВВ протікає спільно з роботою ЗП в темпі, визначеному швидкістю передачі інформації, ЗП.

Для взаємодії пристроїв ЕКК між ними організовані функціональні і інформаційні зв'язки. Функціональні зв'язки - зв'язок по керуванню для передачі управляючих сигналів, які виробляє центральний блок керування процесора. Керуючі сигнали забезпечують включення інформаційних зв'язків по яких передаються команди і дані.

До складу устаткування ЕКК входить пульт керування (П), за допомогою якого оператор може контролювати роботу ЕКК. а при необхідності і управляти його роботою. Основними задачами оператора є запуск і зупинка будь-якої програми, читання і запис інформації в ОЗП, звернення до будь-якого блоку процесора.

На рис. 5.7 приведена скорочена структурна схема процесора і показано його взаємодію з іншими пристроями ЕКК. Процесор містить наступні пристрої:

• ц ентральний блок керування (ЦБК), арифметико-логічний блок (АЛБ), блок регістрів загального призначення (БРЗП), блок сполучення пристроїв проміжного устаткування комутаційної системи (БС - ППУ), блок переривання програм (БІШ).

Центральний блок керування формує адреси команд, які підлягають виконанню, приймає і розшифровує ці команди, виробляє послідовність сигналів керування у і (і = 1,2,3 ... m), необхідним для виконання операцій, передбачених командами. В арифметико-логічному блоці виконується весь набір операцій передбачених системою команд ЕКК. Блок БРЗП є надоперативною внутрішньою пам'яттю процесора, що складається з невеликого числа чарунок, що адресуються, так званих оперативних регістрів К. в яких можуть короткочасно зберігатись проміжні і підсумкові результати виконання окремих операцій, адреси масивів, ОЗП і деякі інші дані. Взаємодія процесора ЕКК з комутаційним і проміжним устаткуванням комутаційних систем забезпечує БС - ППУ. Як БС - ППУ може бути використаний спеціальний процесор, який іноді називається периферійним пристроєм. Роботу ЕКК в багатопроцесорному режимі і реальному масштабі часу забезпечує БПП.

Усі блоки процесора зв'язані між собою системою шин (ША, ШБ, ШВ), по яких ці блоки можуть обмінюватися даними. Для зв'язку процесора з пам'яттю ОЗП і ПЗП використовуються адресна (АШ) і інформаційна (ІШ) шина. По адресній шині з ЦБК передаються адреси елементів пам'яті ПЗП і ОЗП, до яких необхідно звертатися, а по інформаційній відбувається обмін інформацією (команд і даних) між ЦБК і ЗП. Розподіл інформації по блоках процесора, а також між процесором і запам'ятовуючим пристроєм, здійснюється за допомогою електронних ключів, сигналами керування у,, які виробляє ЦБК. Кожна шина є сукупністю електричних ланцюгів з підсилювачами, по яких інформація передається імпульсними струмами паралельним способом. При такому способі для кожного біта інформації використовується окремий електричний ланцюг.

Високі вимоги до надійності роботи ЕКК систем комутації, а також бажання у низки випадків підвищити його продуктивність для досягнення кращих економічних показників, привели до побудови пристроїв керування комутаційних систем, які містять декілька ЕКК або мікропроцесорів. У комутаційних системах з централізованим і децентралізованим принципом керування, використовуються двомашинні керуючі комплекси (ДКК).

Двомашинний керуючий комплекс складається з двох ідентичних ЕКК (ЕКК-А і ЕКК-Б), кожний з яких через БС-ППУ пов'язаний зі своїм периферійним інтерфейсом, до якого підключено всі ПКП. Таким чином, кожен ЕКК мас доступ до всіх ПКП. Аналогічно через відповідні КВВ і свій інтерфейс введення - виведення кожен ЕКК має доступ до всіх ЗП.

Для організації узгодженої роботи двох ЕКК по виконанню функції керування комутації, необхідно забезпечити між ними функціональні і інформаційні зв'язки. Характер і організація цих зв'язків у значній мірі визначаються режимами роботи ДКК. Застосовуються наступні режими роботи ДКК:

• автономний;

• синхронний;

• розділення навантаження.

В автономному режимі роботи один з ЕКК (основний) виконує всі функції керування, пов'язані з обслуговуванням всіх викликів, що надійшли, а інший ЕКК (резервний) знаходиться в стані повної готовності і у будь-який момент може замінити основний ЕКК. При цьому, резервний ЕКК вирішує задачі по ТЕ і О систем комутації.

При синхронному режимі роботи ДКК обидва ЕКК паралельно обробляють один і той же виклик і на певних етапах обробки пристроєм взаємного контролю (ПВК), контролюється синхронність роботи ДКК.

Проте синхронність роботи ДКК, не дозволяє використовувати наявні обчислювальні можливості ДКК. Це знижує ефективність ДКК, і погіршує його техніко-економічні показники.

Прагнення усунути цей недолік синхронного режиму роботи привело до розробки ДКК, шо працюють в режимі розділення навантаження.

У режимі розділення навантаження обидва ЕКК здійснюють обробку різних викликів паралельно. При цьому вони повністю рівноправні як по виконуваним функціям, так і по відношенню ПКП і ЗП, тобто вони можуть незалежно один від одного звертатися до ПКП і ЗП, з метою передачі і прийому інформації.