2. Многопроцессорные системы Многопроцессорные системы. Иерархические эус электронных ук.

Многопроцессорные системы относятся к децентрализованным устройствам управления и включают в себя несколько управляющих устройств, каждое из которых выполняет только определенную часть функций по управлению установлением всех соединений.

Иерархическая ЭУС состоит из ЦУУ и нескольких групп ПУУ, которые находятся между собой в отношении иерархического подчинения. Группа ПУУ, непосредственно подключенная к периферийному интерфейсу, образует самый низкий, а ЦУУ самый высокий иерархический уровень управления. Управляющие устройства одного иерархического уровня не связаны между собой и работают независимо друг от друга, а УУ соседних иерархических уровней имеют между собой ИСВ и ФСВ через системный интерфейс.

Процесс управления на каждом этапе обслуживания вызова происходит в ЭУС через иерархические уровни, начиная с самого низкого до самого верхнего и обратно. При этом УУ на более высоком иерархическом уровне выполняют более сложные функции управления. ПУУ самого низкого иерархического уровня принимает, предварительно обрабатывает информацию о поступающих входных сигналах и формирует необходимые сообщения для ПУУ следующего уровня или для ЦУУ, а ЦУУ координирует совместную работу связанных с ним ПУУ при установлении каждого соединения и выполняет функции, требующие наиболее сложной арифметико-логической обработки информации о вызовах.

Структура этих ЭУС представляет собой пирамиду, в которой чем выше иерархический уровень управления, тем меньше УУ он содержит.

УУ входящие в состав ЭУС, распределяются по управляемым объектам ИС и конструктивно объединяются с ними, образуя функционально специализированные модули, из которых компонуются УК нужной емкости того или иного назначения.

В иерархических ЭУС взаимосвязь и взаимодействие УУ между собой осуществляется через системный интерфейс, принцип построения которого зависит от числа взаимосвязанных УУ и объема информации, передаваемой между ними. При небольшом числе УУ (2-3) и достаточно большом объеме передаваемой информации между каждой парой УУ связь между ними может осуществляться с помощью специальных каналов, непосредственно соединяющих каждую пару УУ и имеющих прямой доступ к памяти этих УУ. При этом обмен информацией может выполняться одновременно между несколькими парами УУ.

Если увеличивается число УУ до нескольких десятков и при этом уменьшается объем информации, передаваемой между отдельными парами УУ, организация непосредственной связи нецелесообразна и трудно реализуема. В этом случае взаимосвязи между УУ осуществляются с помощью общей шины (ОШ). К ней подключаются все УУ, поочередно (с разделением во времени). В любой момент времени по ОШ информация может передаваться только между одной парой УУ, поэтому для организации очередности доступа УУ к ОШ в состав системного интерфейса вводится специальный блок управления ОШ.

УК иерархической ЭУС состоит из модулей абонентских линий МАЛ, цифрового коммутационного поля ЦКП, комплектов цифровых соединительных линий КСЛ, обще станционного генератора тональных сигналов ГТС, модулей приемников-передатчиков МПП, периферийных УУ и ЦУУ.

В зависимости от емкости УК КП может иметь одну или несколько ступеней искания. На УК малой и средней емкости ЦКП имеет как правило одну ступень АИ. На УК большой емкости ЦКП имеет дополнительно одну или несколько ступеней ГИ ( до 4-х) Ступень АИ подразделяется на блоки, в каждый из которых включается определенное число МАЛ.

Иерархическая ЭУС электронного цифрового УК имеет в большинстве случаев два иерархических уровня: на нижнем уровне находятся ПУУ, непосредственно связанные с устройствами исполнительной системы; на верхнем уровне – ЦУУ.

УУ КП предназначено для установления и разъединения соединений в ЦКП, коммутации сообщений между УУМАЛ и ЦУУ, обмена сообщениями с ЦУУ через системный интерфейс.

ЦУУ состоит как правило из 2-х ЭУМ. В зависимости от требований к надежности и производительности ЦУУ, а также к достоверности обработки информации совместная работа обеих ЭУМ может быть организована в различных режимах. Обмен информацией между ЦУУ и ПУУ производится через системный интерфейс., который может быть реализован в виде дублированных общих шин, или с помощью общего ЦКП УК.

……

.…

Рис. 6. Иерархическая ЭУС

Многопроцессорная ЭУМ состоит из нескольких параллельно работающих ЦПр. Каждый ЦПр выполняет определенный набор функций по программам, записанным в закрепленном за ним индивидуальном ПЗУ. Все ЦПр имеют через внутренний интерфейс ЭУМ, УС ИС(СА) и КВВ равный доступ к общему ЗУ, периферийным устройствам ИС (или ПУУ) и ВУ. Внутренний интерфейс ЭУС представляет собой не блокирующий пространственный электронный коммутатор с собственным управлением, позволяющий устанавливать постоянные или временные связи одновременно между несколькими групповыми устройствами.

Многопроцессорная ЭУМ может работать в режиме разделения нагрузки или разделения нагрузки или разделения функций между ЦПр. Кроме того, в некоторых многопроцессорных ЭУМ группа ЦПр представляет собой набор синхронно работающих пар ЦПр. Режим разделения функций между ЦПр реализуется в многопроцессорной ЭУМ путем записи в индивидуальное ПЗУ ЦПр соответствующего набора программ и установления необходимых для их выполнения связей между ЦПр, общими ОЗУ и ПЗУ, УС ИС и КВВ.

Разделение нагрузки между ЦПр в многопроцессорной ЭУМ путем соответствующего сдвига фаз работы ЦПр для предотвращения конфликтов между ними при обращении к одному и тому же УС ИС, КВВ или к одному из общих ЗУ приводит при большом числе процессоров к значительным непроизводительным затратам времени на ожидание (рис. 1), существенно снижается эффективность работы ЭУМ в целом. По этой же причине в многопроцессорной ЭУМ разделение нагрузки между ЦПр осуществляется путем организации их асинхронной независимой работы с использованием на уровне внутреннего интерфейса ЭУМ определенных методов управления доступом к общим ресурсам.

Число различных устройств многопроцессорной ЭУМ выбирается с учетом параметров этих устройств и требований к производительности и надежности ЦУУ в целом.