2.2.2 Параллельные шины
Рисунок 2.2 – Интерфейсные устройства параллельных шин
В состав интерфейсного устройства взаимодействия с общей шиной в каждом УУ (процессоре) входят
определитель (опознаватель) адреса, подключенный к шине адреса.
Адресная шина используется для выбора модуля – отправителя или модуля – получателя. Опознавание “своего” идентифицирующего кода (своего адреса) входит в функции каждого модуля.
Число цепей в адресной шине:
,
где m – число адресуемых модулей.
Опознавание собственного адреса производится при помощи схем И, входы которых подключаются к адресным линиям либо непосредственно, либо через инверторы в зависимости от значений бит адреса модуля (идентифицирующего кода).
буферный регистр для взаимодействия с шиной данных. Шина данных из n линий используется в режиме разделения времени для передачи информации между модулями. Режим работы буферного регистра {«запись (прием)» или «чтение (выдача)} определяется управляющим сигналом, который формируется определителем адреса.
Рисунок 2.3 – Подключение буферных регистров к шине данных
Рисунок 2.4 – Пример формирования сигнала «разрешение приема»
Управляющий (или передающий) модуль выставляет на шину данных n – разрядное сообщение, а на адресную шину – идентифицирующий код УУ, для которого сообщение предназначено. Все модули, подключенные к шине, «сравнивают» код, выставленный на нее, с собственным адресом. По сигналу стробирования в модуле, который «обнаружит» совпадение кода и собственного адреса, формируется сигнал разрешения приема в виде логической “1” на выходе определителя адреса, который в качестве сигнала «разрешения записи (приема)» подается на управляющий вход буферного регистра. Вследствие этого состояние шины данных записывается в буферный регистр.
2.3 Протоколы системного интерфейса
2.3.1 Модель протоколов системного интерфейса
[1], с.29…31
Системный интерфейс обеспечивает связь между УУ в иерархических и децентрализованных ЭУС и представляет собой, в общем случае, внутреннюю сеть передачи данных. Уровни и протоколы системного интерфейса интерпретируются в терминах семиуровневой модели взаимодействия открытых систем. Предусматриваемые в системном интерфейсе возможности установления связи и передачи сообщений между УУ реализуется с помощью технических и программных средств, образующих три нижних уровня в семиуровневой модели (рисунок 2.5).
Физический уровень реализует управление физическим каналом. Протокол управления физическим каналом устанавливает стандартные для всех УУ форму и порядок передачи данных через физический канал.
Канальный уровень разделен на два подуровня: управление доступом к каналу и управление информационным каналом.
Протокол управления доступом: устанавливает порядок доступа каждого УУ к совместно используемому каналу; выполняет селекцию данных при приеме.
Протокол управления информационным каналом: определяет форматы сообщений; обеспечивает защиту данных.
Сетевой уровень обеспечивает передачу данных по внутренней сети. Протокол сетевого уровня устанавливает процедуру выбора маршрута передачи сообщения между УУ.
Рисунок 2.5 – Сеть передачи данных между УУ
2.3.2 Виды доступа к физическому каналу
Различают три основных вида доступа к физическому каналу:
случайный, при котором каждое УУ захватывает канал передачи в произвольный момент;
детерминированный (контролируемый) основан на поочередном предоставлении УУ разрешения на передачу данных по каналу;
комбинированный заключается в использовании случайного и детерминированного доступа к каналу на разных фазах процесса передачи данных.
В ЭУС с общей шиной применяются, как правило, протоколы детерминированного доступа. Электронные управляющие устройства, подключенные к ОШ, содержат специальное устройство сопряжения – сетевой адаптер (СА), который реализует протоколы управления физическим каналом, доступом к каналу и управление информационным каналом.
2.3.3 Протокол синхронного доступа с временным разделением (синхронная шина)
Цикл работы ОШ делится на N равных временных интервала по числу УУ, подключенных к шине. Каждому УУ шина предоставляется в цикле в течение определенного временного интервала Т, длительность которого определяется временем передачи (с учетом времени распространения сигнала по шине) сообщения максимальной длины или фиксированной длины.
Недостатком протокола является простой шины, если в очередном УУ отсутствует сообщение. Применение такого протокола эффективно только при высокой нагрузке, создаваемой на ОШ каждым УУ.
Рисунок 2.6 – Синхронный доступ с временным разделением
2.3.4 Протокол эстафетного доступа (асинхронная шина)
Сетевые адаптеры (СА) управляющих устройств, подключенных к ОШ, связаны кольцевой цепью, по которой между адаптерами передается эстафета – сигнал, разрешающий доступ к ОШ.
Рисунок 2.7 – Эстафетный доступ
Если в СА нет сообщения, то этот адаптер передает эстафету следующему адаптеру. Если СА хранит сообщение для передачи, то после получения эстафеты он начинает передачу и после окончания передачи выдает эстафету следующему СА.
При эстафетном доступе максимально используется пропускная способность ОШ.
2.3.5 Протокол синхронного эстафетного доступа с неявной передачей эстафеты (рисунок 2.8).
Цикл работы ОШ разделяется на N интервалов, каждый из которых закрепляется за определенным УУ. Длительность интервала, в течение которого УУ получает доступ к ОШ, зависит от наличия сообщения и его длины. Минимальная длительность интервала (Т) соответствует отсутствию сообщения в УУ и равна времени передачи эстафеты следующему по порядку УУ. ОШ в этом случае состоит из общей шины данных (ОШД) и общей шины управления (ОШУ). УУ получают доступ к ОШД в циклическом порядке, определяемом их номерами, поэтому СА каждого УУ имеет счетчик очередного интервала и при совпадении его с номером УУ вырабатывает сигнал доступа для подключения своего УУ к ОШД. Если УУ, получившее доступ к ОШД, не имеет сообщения, то через время Т содержимое счетчиков интервалов во всех СА автоматически увеличивается на 1 и тем самым эстафета передается следующему УУ. Если в УУ есть сообщение, то формируется сигнал занятия ОШД, который по шине ОШУ передается в остальные УУ и останавливает в них счетчики интервалов. После окончания передачи формируется сигнал освобождения ОШД, по которому счетчики интервалов увеличиваются на 1, и к ОШД получает возможность доступа следующее УУ.
Рисунок 2.8 – Синхронный эстафетный доступ с неявной передачей эстафеты
Цикл работы ОШ разделяется на N интервалов, каждый из которых закрепляется за определенным УУ. Длительность интервала, в течение которого УУ получает доступ к ОШ, зависит от наличия сообщения и его длины. Минимальная длительность интервала (Т) соответствует отсутствию сообщения в УУ и равна времени передачи эстафеты следующему по порядку УУ. ОШ в этом случае состоит из общей шины данных (ОШД) и общей шины управления (ОШУ). УУ получают доступ к ОШД в циклическом порядке, определяемом их номерами, поэтому СА каждого УУ имеет счетчик очередного интервала и при совпадении его с номером УУ вырабатывает сигнал доступа для подключения своего УУ к ОШД. Если УУ, получившее доступ к ОШД, не имеет сообщения, то через время Т содержимое счетчиков интервалов во всех СА автоматически увеличивается на 1 и тем самым эстафета передается следующему УУ. Если в УУ есть сообщение, то формируется сигнал занятия ОШД, который по шине ОШУ передается в остальные УУ и останавливает в них счетчики интервалов. После окончания передачи формируется сигнал освобождения ОШД, по которому счетчики интервалов увеличиваются на 1, и к ОШД получает возможность доступа следующее УУ.
3 Процессоры цифровой обработки сигналов (DSP)
[Булдакова Р.А. Процессоры цифровой обработки сигналов DSP. – Екатеринбург: УрТИСИ, 2005]
3.1 Особенности и базовая архитектура DSP
3.2 Объединение DSP в многопроцессорные системы
4 Электронные управляющие системы (ЭУС) ЦСК
4.1 ЭУС ЦСК АХЕ10
4.1.1 Система АХЕ10 делится на две системы:
АРТ – телефонная,
APZ – управляющая.
Каждая из этих систем делится на подсистемы, реализуемые аппаратно-программными средствами или только программными.
АРТ управляет всеми коммутационными функциями, контролирует нагрузку, управляет абонентскими данными и т.д.
APZ управляет всеми процессами и имеет иерархическую структуру. СР (центральный процессор) выполняет комплексные задачи, имеющие аналитический или административный характер. RP (региональные процессоры) предназначены для выполнения стандартных функций управления оборудованием. Для этого используются средства модулей расширения региональных процессоров EMRP и процессоры плат DP. Программные средства, входящие в состав АРТ и APZ, обеспечивают реализацию системных функций (функций операционной системы) и прикладного программного обеспечения. В состав прикладного ПО входят программное обеспечение обслуживания вызовов (управление нагрузкой, абонентами и абонентскими услугами, коммутация, сигнализация, тарификация соединений), реализации функций технической эксплуатации (административное управление, техническое обслуживание, управление сетью).
AXE-10
АРТ
APZ
SSS
– подсистема абонентского
искания GSS
– подсистема группового
искания TSS
– подсистема сигнализации и с.л. CCS
– подсистема ОКС MTS
– подсистема мобильной связи OMS
– подсистема ТЭ OPS
– подсистема рабочих мест операторов
CPS
– подсистема центрального процессора RPS
– подсистема региональных процессоров I/O
– подсистема ввода/вывода
T
CS
– подсистема управления нагрузкой
CHS – подсистема тарификации
SUS – подсистема абонентских услуг
NMS – подсистема управления сетью
Рисунок 4.1 – Базовая структура АХЕ10
Рисунок 4.2 – Структура программного обеспечения
Программное обеспечение подразделяется на
- программное обеспечение, общее для всей системы;
- программное обеспечение, общее для подсистем;
- центральное программное обеспечение, общее для CPS;
- региональное программное обеспечение, общее для RPS.
Подсистемы и функциональные блоки могут состоять либо из аппаратных и программных средств, либо только из программных средств. Программные узлы разделены на два типа: узлы регионального программного обеспечения (RS), контролирующие аппаратные средства; узлы центрального ПО (CS), выполняющие комплексные или административные функции.
4.1.2 APZ имеет иерархическую структуру. Высший уровень управления – блоки центрального управления, которые образуют подсистему центрального процессора CPS. CPS состоит из сдвоенного процессора СР-А и СР-В. Стороны А и В работают синхронно, принимают и выдают команды в RP. RP принимает команды, проверяет на четность, но выполняет команду ведущей стороны (ведущего процессора).
Рисунок 4.3 – Структура ЭУС
Таблица 4.1 – Характеристика APZ
Тип APZ |
Абонентская емкость |
Производительность (ВНСА) |
APZ 210 |
до 36 000 |
144 000 выз/ЧНН |
APZ 211 |
до 40 000 |
150 000 выз/ЧНН |
APZ 212 |
до 200 000 |
800 000 выз/ЧНН |
APZ 213 |
до 2 000 |
11 000 выз/ЧНН |
Таблица 4.2 – Сравнение управляющих систем APZ 212
Параметр |
Тип APZ |
|||
APZ 212 0 |
APZ 212 30 |
APZ 212 33 |
APZ212 40* |
|
Увеличение производительности |
1 |
3…3,5 |
>5…6 |
10 |
Макс. память данных (DS) |
1,5 GW16 |
4 GW16 |
4 GW16 |
7,5 GW16 |
Макс. память программ (PS) |
64 MW16 |
96 MW16 |
96 MW16 |
96 MW16 |
Макс. память ссылок (RS) |
2 MW16 |
32 MW16 |
32 MW16 |
32 MW16 |
Кол. RP |
1024 |
1024 |
1024 |
1024 |
Кол. стативов процессора |
2 |
1 |
1 |
1 |
Кол. типов плат |
15 |
13 |
13 |
8 |
Кол. плат |
103 |
65 |
65 |
18 |
GW16 – Гигаслов 16-тиразрядных (230 слов)
MW16 – Мегаслов 16-тиразрядных (220 слов)
Высокая производительность APZ 212 20 обеспечивается за счет использования в узле центрального процессора двух разделенных процессоров: SPU (процессор сигнализации) и IPU (процессор инструкций). IPU управляет работой программ. SPU обеспечивает обработку сигнализации о событиях, обеспечивает подготовку и выполнение команд для исполнительной части коммутационной станции.
Рисунок 4.4 – Состав APZ 211
К/от RP К/от RP
