3. Структура и режимы работы центрального управляющего устройства цуу

Наиболее широкое распространение получили ЦУУв коммутационной технике.

Рис. 1.3. Схема 2-х-машинного управляющего комплекса

Для организации согласованной работы ЭУМпо выполнению функций возложенных наЦУУнеобходимо обеспечить информационные связи. Характер организации этих связей определяется режимами работы 2х машинного комплекса. Применяются следующие режимы работ:

- автономный;

- синхронный;

- режим разделения нагрузки.

Для работы в автономном режимеодна из исправныхЭУМ(основная) выполняет возложенные наЦУУфункции, связанные с обслуживанием всех поступающих вызовов, а другаяЭУМ(резервная) находится в состоянии полной готовности и в любой момент может заменить основнуюЭУМ. При этом резервнаяЭУМлибо не решает ни какие задачи, либо решает контрольные задачи, а основнаяЭУМпериодически переписывает из своегоОЗУинформацию о всех соединениях, установленных для обслуженных вызовов в общие с резервнойЭУМвнешниеЗУ.

При выходе из строя основной ЭУМобслуживание вызовов, о которых имеется информация вВЗУпродолжается в резервнойЭУМ. Остальные вызовы, находившиеся на обслуживании в основнойЭУМ, в момент ее отказа теряются.

Применение синхронного режима работы комплекса связано с высокими требованиями к достоверности обработки вызовов, вероятность неправильного соединения из-за ошибок при обработке вызова не должно быть больше , а вероятность нарушения установленного соединения не должна быть больше .

При синхронном режиме работы комплекса выполнение указанных требований достигается тем, что обе ЭУМпараллельно обрабатывают один и тот же вызов и на определенных этапах обработки сравнивают полученные результаты.

Все это требует определенной степени синхронности работы 2х машинного комплекса в процессе обработки вызова. Синхронизация работы ЦУУпри параллельной работе может осуществляться разными способами.

При синхронизации комплекса на уровне микрокоманд моментами синхронизации являются моменты обращения ЦПрк основной памяти за командами и данными. В эти моменты времени в каждойЭУМсравнивается информация, передаваемая по внутренним интерфейсам обеихЭУМ.

Реализация синхронного режима работы комплекса обеспечивается наличием в каждой ЭУМспециального устройства сопряжения с другойЭУМ(УС ЭУМ).

УС ЭУМсодержит генератор тактовых импульсов и схему сравнения, при этом одна изЭУМпринудительно синхронизирует работу другойЭУМот своего генератора тактовых импульсов.

Главная проблема при работе комплексов в синхронном режиме – это организация связи ЭУМ с периферийными устройствами (ПУ)иВУ. Эта проблема возникает в связи с невозможностью одновременного приема однимПУсообщений от 2-хЭУМи асинхронным характером работыВУ.

Обычно эта проблема решается путем разделения 2-х машинного комплекса на активную и пассивную ЭУМ. АктивнаяЭУМ(ЭУМ А) имеет доступ кПУкак для приема, так и для передачи информации. ПассивнаяЭУМ(ЭУМ В) может только получать информацию отПУ, одновременно с активнойЭУМ.

Рис. 1.4. Организация связи 2-х-машинного комплекса с ПУиВУпри синхронном режиме работы

При работе с ВЗУ(внешнимЗУ) активнаяЭУМили записывает последовательно одну и ту же информацию в одноименныеВЗУобеихЭУМ,или считывает нужную информацию из одногоВЗУсоответствующего типа, которая направляется в обеЭУМ.

При работе с АПДиУВВиспользуются только соответствующие устройства активнойЭУМ, 2-й комплект этих устройств находится в горячем резерве.

При выходе из строя какого-либо из основных устройств (ЗУ, ЦПр,КВВ) активнойЭУМ, последняя отключается и обработку вызовов продолжает 2-яЭУМ, которая становится по отношению кПУиВУактивной.

После восстановления работоспособности отключенной ЭУМдля ввода комплекса отключеннойЭУМв синхронный режим необходимо восстановить идентичность содержимого памяти в обеихЭУМ. Такое восстановление осуществляется с помощью специальных аппаратных возможностейЭУМ, то есть адаптера системы канал-канал (АКК).

Главным достоинством синхронного режима работы 2-х машинного комплекса является обеспечение высокой достоверности обработки вызовов. Однако, применение одной из ЭУМтолько в качестве устройства, контролирующего правильность работы 2-йЭУМне позволяет использовать имеющиеся вычислительные возможности комплексов для обработки большего числа вызовов, чем доступно однойЭУМ.

Стремление устранить этот недостаток синхронного режима работы привело к появлению комплексов, работающих в режиме разделения нагрузки.

В режиме разделения нагрузки обе ЭУМуправляющего комплекса осуществляют обработку различных вызовов параллельно. При этом они полностью равноправны как по выполняемым функциям, так и по отношению кПУиВУ, то есть они могут обращаться независимо друг от друга кПУиВУс целью приема и передачи информации.

Рис. 1.5. Организация связи комплекса с ПУ и ВУ при работе в режиме разделения нагрузки

Независимая работа обеих ЭУМв режиме разделения нагрузки создает конфликтные ситуации при одновременном обращении обеихЭУМк одним и тем жеПУ,ЗУ, и к информации в основной памяти каждойЭУМо состоянии общедоступных ресурсовИС. Для исключения подобного рода конфликтов обеЭУМработают во времени со сдвигом по фазе. Сдвиг фаз работыЭУМвыбирается так, чтобы когда однаЭУМпроизводит обмен информацией сПУ, другаяЭУМобрабатывает ранее принятую отПУинформацию.

Фазы обмена информацией и ее обработки в каждой ЭУМмогут начаться только по окончании соответствующих фаз во 2йЭУМ. При этом каждаяЭУМможет принимать и обрабатывать сообщения от всехПУУ(временное разделение нагрузки) или только от частиПУУ(пространственное разделение нагрузки).

В последнем случае конкретное ПУУзакрепляется заЭУМлогическим путем с помощью занесения номеров или адресовПУУ, с которыми может работать даннаяЭУМв ее основную память.

Особенностью режима разделения нагрузки является то, что обслуживание одного и того же вызова на различных этапах может выполняться разными ЭУМ. Это может приводить к непроизводительным потерям машинного времени. Однако, использование режима разделения нагрузки позволяет почти в 2 раза увеличить производительность комплекса по сравнению с синхронным режимом.

Основными недостатками построения ЦУУв виде 2-х-машинного управляющего комплекса (ДУК) является невозможность наращивания его производительности при расширении емкости узла коммутации и его ограниченная надежность. Эти недостаткиДУКв значительной мере устраняются при построенииЦУУна базе многопроцессорнойЭУМ.

Рис. 1.6. Один из вариантов структурного построения многопроцессорной ЭУМ

Многопроцессорная ЭУМсостоит из нескольких параллельно работающихЦПр. КаждыйЦПрвыполняет определенный набор функцийЦУУ, по программам, записанным в закрепленном за ним индивидуальномПЗУ.

Все ЦПримеют равный доступ к общемуЗУчерез внутренний интерфейсЭУМ,УС ИСиКВВ.

Внутренний интерфейс ЭУМпредставляет собой неблокирующий пространственный электронный коммутатор с собственным управлением.

Многопроцессорная ЭУМможет работать в режиме разделения нагрузки или разделения функций междуЦПр.

Режим разделения функциймеждуЦПрреализуется в многопроцессорнойЭУМпутем записи в индивидуальноеПЗУЦПрсоответствующего набора программ и установления необходимых для их выполнения связей междуЦПр, общимиОЗУиПЗУ,УС ИСиКВВ.

В многопроцессорной ЭУМразделение нагрузки междуЦПросуществляется путем организации их асинхронной независимой работы с использованием на уровне внутреннего интерфейсаЭУМопределенных методов управления доступом к общим ресурсам.