Вставская Е.В. Архитектура ЭВМ, систем, сетей, лекции

Подождите немного. Документ загружается.

сколько устройств внешней памяти, описанная последовательность должна в

себя включать этап выборки устройства, инициировавшего запрос ПДП, и

блокирования остальных устройств.

При передаче блока данных последовательность на рис.33 необходимо

дополнить действиями модификации адреса основной памяти и проверки

окончания передачи блока. Для этого в КПДП загружаются начальный адрес

области основной памяти и число передаваемых байт или слов. После каждой

передачи в КПДП производится инкремент адреса, выдаваемого на шину

адреса, и декремент счётчика байт или слов. Передача блока завершается,

когда счётчик достигает нуля. Иногда вместо числа байт или слов

загружается конечный адрес области основной памяти, и передача

завершается, когда текущий адрес достигает конечного.

Типичным примером программируемых КПДП служат БИС 580ВТ57,

1810ВТ37, Intel8237. Главные функции КПДП заключаются в выдаче адресов

основной памяти и необходимых управляющих сигналов, обеспечивающих

непосредственную передачу данных между основной и внешней памятью.

Микросхемы могут управлять работой четырех независимых каналов ПДП с

учётом приоритетов периферийных устройств. Запрос системной шины

осуществляется через вход HOLD микропроцессора, и предусмотрены

сигналы, обеспечивающие регулярное завершение передач ПДП. После

программной инициализации контроллер управляет передачей блока данных

до 16 Кбайт без вмешательства процессора.

101

Запрос

ПДП

Разрешение

ПДП

Выдача

адреса

Передача

данных

Окончание

передачи

Возобновление

программы

Внешняя

память

Процессор

Внешняя

память

Процессор

Контроллер ПДП

Рис. 33 Последовательность передачи одного элемента данных

1.8 Общие принципы построения и функционирования узла

коммутации с программным управлением

Под узлом коммутации (УК) понимается совокупность технических

средств, предназначенных для приёма и распределения информации по

направлениям связи. Это определение справедливо для узлов коммутации

(УК) всех типов сетей связи: телефонных и телеграфных, передачи данных и

цифровых сетей интегрального обслуживания. Узел коммутации может

использовать один из трёх режимов работы: коммутации каналов,

коммутации сообщений, коммутации пакетов. Узлы коммутации в цифровых

сетях интегрального обслуживания (ЦСИО), как правило, используют

комбинированный режим коммутации каналов и пакетов.

В настоящее время в нашей стране наиболее широко применяются узлы

коммутации каналов, поэтому в дальнейшем будем рассматривать принципы

построения и функционирования УК этого типа. В построении таких узлов

коммутации (УК) наблюдается большое разнообразие технических решений.

Однако, следует отметить и значительную общность в основных принципах

их структурного построения и функционирования.

102

КП

Периферийные интерфейсные устройства

Электронная управляющая система УС

Линии

связи

Линии

связи

Исполнительная

система ИС

ТС

ПС

УУ1

УУ2

УУN

Рис.34 Структурная схема узла коммутации с программным управлением

В общем виде узел коммутации (УК) (рис.34) можно представить

состоящим из исполнительной (ИС) и управляющей (УС) систем.

Исполнительная система состоит из комплектов (К), коммутационного поля

(КП) и промежуточного оборудования (периферийных интерфейсных

устройств), обеспечивающего их совместную работу с управляющей системой

(УС), а УС - из управляющих устройств (УУ). Комплекты принимают и

передают сигналы, необходимые для установления и разъединения

соединений: линейные сигналы (вызов, ответ, отбой и др.), акустические

сигналы («Ответ станции», «Занято», «Посылка вызова» и др.) и сигналов

управления (сигналов набора номера, служебных сигналов для устройства

103

управления (УУ) другого узла коммутации(УК)). Через комплекты

осуществляется также питание приборов абонентских аппаратов.

Комплекты включаются в коммутационное поле, с помощью которого

осуществляется физическое соединение комплектов, а следовательно,

подключенных к ним линий (каналов) между собой. Коммутационное поле

может быть построено на основе пространственного или временного

разделения каналов, образующих соединительные пути между его входами и

выходами. В качестве коммутационных элементов в коммутационном поле

(КП) с пространственным разделением каналов могут использоваться

герконовые реле, ферриды, ремриды, миниатюрные многократные

координатные (мини - МКС) или кодовые соединители. Коммутационное поле

с временным разделением каналов строится, как правило, на основе

применения импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и использует в качестве

элементов полупроводниковые запоминающие устройства и логические

интегральные микросхемы.

В современных узлах коммутации (УК) все логические функции,

связанные с установлением и разъединением соединений, возлагаются на

управляющую систему, состоящую из программных устройств управления

(УУ). Это означает, что в управляющей системе (УС) все действия устройства

управления (УУ) заранее определены и регламентированы алгоритмом

(программой) их функционирования. Узлы коммутации с программными

устройствами управления(УУ) называют узлами коммутации с программным

управлением.

В зависимости от способа задания и хранения программы работы

различают устройства управления (УУ) с замонтированной программой и

устройства управления (УУ) с записанной программой. В управляющем

устройстве с замонтированной программой алгоритм функционирования, т. е.

последовательность работы функциональных блоков устройства управления

(УУ), задаётся схемной логикой, заложенной в специальном программном

104

блоке (блоке управления), и изменить программу можно только путем

перемонтажа этого блока.

В управляющем устройстве с записанной программой алгоритм

функционирования в закодированном виде записывается и хранится в

запоминающем устройстве (ЗУ) устройства управления (УУ) и изменяется

программа путём перезаписи в нём соответствующей информации. По прин-

ципам построения и работы устройство управления (УУ) с записанной

программой аналогично ЭВМ и представляет собой совокупность

технических (ТС) и программных (ПС) средств, специализирующихся на

выполнении заданного набора функций управления работой узла коммутации

(УК). Такие специализированные ЭВМ в автоматической коммутации

называются электронными управляющими машинами (ЭУМ), а построенные

на их основе управляющие системы (УС) - электронными управляющими

системами (ЭУС).

Из двух рассмотренных типов устройств управления (УУ) наибольшее

распространение в настоящее время получили устройства управления (УУ) с

записанной программой.

В зависимости от используемой элементной базы и принципов

построения коммутационного поля (КП) различают несколько видов узлов

коммутации (УК) с программным управлением:

- механоэлектронные;

- квазиэлектронные;

- цифровые электронные.

В механоэлектронных узлах коммутации (УК) для построения

коммутационного поля (КП) используются миниатюрные многокоординатные

соединители (мини-МКС) или кодовые соединители; в квазиэлектронных

узлах коммутации (УК) - соединители на герконовых реле, ферридах или

ремридах; в цифровых электронных узлах коммутации (УК) - электронные

полупроводниковые элементы. В механо- и квазиэлектронных узлах

105

коммутации (УК) применяется принцип пространственного разделения

каналов в коммутационном поле (КП), в цифровых электронных узлах

коммутации (УК) - принцип временного разделения каналов на базе ИКМ или

различные комбинации пространственного и временного разделения каналов.

В указанных типах узлов коммутации (УК) функции управления

установлением и разъединением различных видов соединений (обслуживания

различных видов вызовов) выполняют электронные управляющие системы

(ЭУС). В процессе обслуживания вызовов ЭУС обнаруживает и принимает

входные сигналы, поступающие от участников соединений по линиям

(каналам) связи через комплекты исполнительной системы (ИС), анализирует

их, отыскивает комплекты нужных типов и соединительные пути в

коммутационном поле (КП), вырабатывает и выдает в исполнительную

систему (ИС) управляющие воздействия (периферийные команды) для

установления-разъединения соединительных путей в коммутационном поле

(КП), подключения-отключения комплектов и выдачи из них участникам

соединений требуемых ответных выходных сигналов (например, сигналов

«Ответ станций», «Занято», «Посылка вызова» и др.).

Процесс обслуживания вызова - многоэтапный, причём каждый этап

инициируется входным сигналом, поступающим в узел коммутации (УК) от

соответствующего участника соединения, и заключается в переводе

исполнительной системы (ИС) с помощью электронной управляющей

системы (ЭУС) из одного устойчивого состояния в другое. Число,

последовательность и типы этапов обслуживания вызова зависят от вида

соединения.

Кроме основных функций обслуживания вызовов, ЭУС выполняет

функции по предоставлению абонентам дополнительных видов

обслуживания, а также вспомогательные функции, обеспечивающие

автоматизацию процессов эксплуатации и технического обслуживания узлов

106

коммутации (УК) (контроль за состоянием оборудования, определение места

повреждений в неисправном оборудования, учёт нагрузки и др.).

1.9 Общие принципы построения ЭУС узлов коммутации

Электронная управляющая система узла коммутация представляет

собой комплекс технических и программных средств, обеспечивающий

выполнение возложенных на неё основных, дополнительных и

вспомогательных функций и удовлетворяющий заданным техническим,

эксплуатационным и экономическим требованиям. Важнейшие технические

требования определяют значения различных показателей

производительности электронной управляющей системы (ЭУС), при которых

обеспечивается работа узла коммутации (УК) данного типа заданной ёмкости

в реальном времени, т. е. выполняются временные ограничения для

основных этапов обслуживания вызова. Нарушение хотя бы одного из этих

ограничений приводит к потере соответствующего вызова вследствие отказа

абонента от продолжения обслуживания из-за чрезмерной задержки узлом

коммутации выдачи ему ответного сигнала (сигнала «Ответ станции» при

снятии абонентом трубки, сигнала «Контроль посылки вызова» при

окончании набора номера и др.). К числу таких показателей относятся, напри-

мер, вероятность потери вызова, среднее время реакции электронной

управляющей системы (ЭУС) на входные сигналы, пропускная способность

ЭУС и др.

Эксплуатационные требования регламентируют надёжность, живучесть и

гибкость ЭУС, а также условия окружающей среды, эксплуатации и

обслуживания, при которых сохраняется работоспособность системы.

Надёжность - комплексное свойство ЭУС, которое заключается в её

способности выполнять заданные функции, сохраняя при определенных

условиях эксплуатации в установленных пределах лишь свои основные

107

характеристики. Надёжность охватывает такие свойства электронных

управляющих систем (ЭУС), как безотказность, долговечность,

ремонтопригодность и сохраняемость.

Живучесть, или устойчивость к отказам, определяет свойство ЭУС

сохранять свою работоспособность при отказах входящих в её состав

компонентов при постепенном ухудшении качества функционирования

системы в допустимых пределах.

Гибкость отражает приспособленность ЭУС к изменению своих свойств

(функций, состава и характеристик) в зависимости от изменяющихся условий

её использования в составе узла коммутации (УК) (например, в зависимости

от изменения ёмкости УК, структурного состава абонентов, систем

сигнализации и т. п.).

Экономические требования связаны с такими основными эко-

номическими характеристиками ЭУС, как оптовая цена и приведенные

годовые затраты.

Периферийный интерфейс

УУ1

Системный интерфейс

УУ1

К ПУ исполнительной системы

ФСВ

ИСВ

108

Рис.35 Структурная схема ЭУС узла коммутации

На выполнение большинства из указанных выше требований

существенное влияние оказывает структура электронной управляющей

системы (ЭУС), определяющая состав и взаимосвязи устройства управления

(УУ). В общем случае ЭУС состоит (рис.35) из нескольких

взаимодействующих УУ. Обмен управляющими сигналами (функциональные

связи - ФСВ) и информацией (информационные связи - ИСВ) между УУ в

процессе их совместного функционирования осуществляется через системный

интерфейс, а между устройством управления (УУ) и периферийными

устройствами исполнительной системы (ИС) - через периферийный

интерфейс. Интерфейсы являются средствами сопряжения (соединения)

устройств между собой, отличающимися унификацией способов физического

соединения, а также процедурами установления связи и передачи

информации.

109

Электронные управляющие

системы

По типу

периферийного

интерфейса

По типу системного

интерфейса

По способу управления

установлением

соединений

ЭУС механо-

и квази-

электронных

УК

Централизованные

ЭУС

ЭУС с непосредст-

венными связями

между УУ

ЭУС электрон-

ных цифровых

УК

Децентрализованные

ЭУС

ЭУС со связями

УУ через

общую шину

Иерархические

ЭУС

ЭУС со связями

УУ через

ЦКП

Рис.36 Классификация ЭУС узлов коммутации

Для построения перечисленных структурных компонентов электронных

управляющих систем (ЭУС) могут использоваться различные технические

решения. Совокупность принятых в данной ЭУС технических решений по

построению её структурных компонентов определяет конкретную

разновидность (класс) ЭУС. На рис.36 приведена классификационная схема

электронных управляющих систем (ЭУС), использующая три

классификационных признака, отражающих возможные варианты

построения и организации функционирования трёх основных структурных

компонентов ЭУС - периферийного интерфейса, управляющих устройств и

системного интерфейса. Рассмотрим эти варианты более подробно.

110