Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Булдакова Р.А.

Техника микропроцессорных систем в коммутации

Конспект лекций по дисциплине «Техника микропроцессорных систем в коммутации»

для студентов

специальности 210046.65 «Сети связи и системы коммутации»

Екатеринбург, 2009

Содержание

стр

1 Архитектура управляющих систем

1. Понятие системы и структуры системы

1.2 Основные характеристики ЭВМ

1.3 Особенности ЭУС

1.4 Классификация и структуры ЭУС

1.5 Распределенное управление

1.6 Варианты архитектуры и классификация микропроцессоров

2 Построение системных интерфейсов

2.1 Виды системных интерфейсов

2.2 Системные шины

2.3 Протоколы системного интерфейса

3 Процессоры цифровой обработки сигналов (DSP)

3.1 Особенности и базовая архитектура DSP

3.2 Объединение DSPв многопроцессорные системы

4 Электронные управляющие системы (ЭУС) ЦСК

4.1 ЭУС ЦСК АХЕ10

4. 2 ЭУС ЦСК EWSD

4.3 ЭУС ЦСК ALCATEL 1000S12

4.4 ЭУС ЦСК SI 2000.V5

Список литературы

1 Архитектура управляющих систем

2. Понятие системы и структуры системы

1.1.1Управляющие системы электросвязи относятся к классусложных систем.

Термин система определяетобъект, который рассматривается, с одной стороны, как единое целое, а с другой – как совокупность элементов, связанных между собой определенным образом.

Цель системы–получить результат, качественно или количественно превосходящий сумму результатов работы ее компонентов.

1.1.2 Структурой системы называется схема или сеть связей между составляющими элементами системы.

Системой также называютобъект с заданной структурой связей между его элементами.

Свойства системы во многом зависят от вида связей между элементами, т.е. от структуры системы. Изменением структуры можно достичь неисчислимого многообразия свойств системы.

ИУ – исполнительное устройство

УУ – управляющее устройство

Рисунок 1.1 – Структура ЭУС (электронной управляющей системы)

1.2 Основные характеристики эвм

[1], с.234…238

1.2.1Быстродействие (производительность)определяет скорость обработки информации и характеризуется числом операций, выполняемых в секунду.

Достижение высокой производительности зависит не столько от быстродействия самой ЭВМ, сколько от принципиальных улучшений ее архитектуры и методов обработки информации. Новейшие архитектуры ЭВМ используют концепцию параллельной обработки.

Рисунок 1.2 – Фазы обработки команды

В ЭВМ с последовательной архитектуройфазы обработки команды выполняются во времени последовательно друг за другом, при этом в процессоре в течение одного машинного цикла реализуется фаза обработки только одной команды.

В ЭВМ с параллельной архитектуройв течение одного машинного цикла реализуется выполнение фаз нескольких команд. Это может обеспечиваться за счет использованиямногопроцессорных матрициликонвейерного принципа обработки команд.

Во внутренней структуре современных высокопроизводительных микропроцессоров реализуется конвейерный принцип выполнения команд.

Реализация каждого этапа занимает один такт машинного времени и производится ус­тройствами и блоками процессора, образующими ступени исполнительного конвейера. При последовательной загрузке в конвейер выбираемых команд каждая его ступень реализует определенный этап выполнения очередной команды. Таким образом, в конвейере одновременно находятся несколько команд, находящихся на разных этапах выполнения. В идеальном варианте при полной загрузке конвейера на его выход в каждом такте будет поступать результат выпол­нения очередной команды. В этом случае производительность процессора (операций/с) будет равна его тактовой частоте (тактов/с).

Однако такая эффективная работа конвейера обеспечивается только при его равно­мерной загрузке однотипными командами. Реально отдельные ступени конвейера могут оказаться незагруженными, находясь в состоянииожиданияилипростоя.Ожиданием называется состояние исполнительной ступени, когда она не может выполнить требуе­мую микрооперацию, так как еще не получен необходимый операнд, являющийся ре­зультатом выполнения предыдущей команды. Простоем называется состояние ступени, когда она вынуждена пропустить очередной такт, так как поступившая команда не требу­ет выполнения соответствующего этапа.

Рисунок 1.2 – Фазы обработки команды

1.2.2 Емкость основной памяти

1.2.3 Эксплуатационные характеристики

а) вероятность безотказной работы – вероятность того, что время безотказной работы t будет больше заданного интервала времени

р_бр = р (t >)

б) интенсивность отказов () – среднее число отказов за единицу времени (обычно за час);

в) наработка на отказ (Т_бр) равна среднему промежутку времени между двумя последовательными отказами;

г) коэффициент готовности (К_г) определяет долю времени, в течение которого ЭВМ работоспособна

,

где Т_бр – время безотказной работы,

Т_в – время восстановления (затраты времени на поиск неисправности и замену платы).