4 Лекция. Организация управления в цск
Цель лекции: изучение студентами принципов управления в цифровой системе коммутации.
Содержание:
понятие процессов цифровых систем коммутации;
способы организации управления в ЦСК;
способы организации межпроцессорного взаимодействия в ЦСК с сосредоточенным микропроцессорным управлением;
способы организации межпроцессорного взаимодействия в ЦСК с распределенным микропроцессорным управлением.
Понятие процессов цифровых систем коммутации
Процесс организации связи в ЦСК включает в себя три процесса [6]:
сигнализация;
управление;
коммутация.
Взаимосвязь процессов показана на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 – Взаимосвязь процессов
Процесс сигнализации включает в себя:
выявление сигналов требования связи, отказа от связи, поступающих от абонента, формирование сообщений об этих требованиях и передачу их для обработки процессом управления;
прием управляющей информации, формируемой процессом управления;
выдачу различных символов оповещения абонентов;
прием и передачу адресной информации от абонентов и т.д.
Процесс управления включает:
обработку сообщений о требованиях связи или отказах от нее, формируемых процессом сигнализации;
выдачу управляющей информации для обработки процессом сигнализации;
обработку адресной информации;
выдачу управляющей информации для обработки процессом коммутации.
Процесс коммутации включает: прием управляющей информации по установлению соединения, выработанной процессом управления и его реализацию.
Способы организации управления в ЦСК
Управления в ЦСК делится на [6]:
сосредоточенное управление ЦСК – реализация процесса управления
единым управляющим комплексом – центральным процессором;
распределенное управление ЦСК – функции управления распределены по процессорам ЦСК.
В настоящее время в цифровых ЦСК в основном используют распределенное управление.
Способы организации межпроцессорного взаимодействия в ЦСК с сосредоточенным микропроцессорным управлением
В зависимости от способа организации процессов обработки и реализации ЦПР возможны различные способы построения сосредоточенного управления. Существуют следующие системы сосредоточенного управления: система параллельно работающих дублированных процессоров; системы с разделением функций и т.д. [6].
Система параллельно работающих дублированных процессоров. Система содержит два цифровых процессора: ЦПР1 и ЦП0, которые работают параллельно, они обрабатывают одну и ту же информацию и результаты сравниваются (см. рисунок 4.2). Такой режим работы называются синхронным дуплексным режимом.
Принцип параллельной работы обеспечит высокую надежность, но требует больших затрат оборудования, сложного программного обеспечения и непроизводительные вычислительные затраты на непрерывный контроль, и подтверждение работоспособности систем.
Рисунок 4.2 – Система параллельно работающих дублированных процессоров
Системы с разделением функций (см. рисунок 4.3). Основная часть нагрузки в ЦСК падает на обработку сигнальной информации, поэтому для изменения нагрузки на ЦПР осуществляется разделение функций. На сигнальной процессор возлагается функции, связанные с обработкой информации в реальном масштабе времени: обнаружение требований на установления и разъединение соединений; обнаружение изменений состояния контрольных объектов и т.д.
Способы организации межпроцессорного взаимодействия в ЦСК с распределенным микропроцессорным управлением
Рисунок 4.3 – Сосредоточенная система с разделением функций
Способы организации микропроцессоров в систему осуществляются по четырем основным принципам [6]:
иерархическому;
общего канала;
общей памяти;
непосредственных связей.
Иерархический принцип. Микропроцессоры распределяются по уровням иерархии. Взаимодействие допускается только между процессорами предыдущего и последующего уровней. Каждый периферийный ПР связан только с ЦПР. Поэтому весь межпроцессорный обмен на уровне ПР ведется через ЦПР. ЦПР координирует работу и взаимодействие всех ПР (см. рисунок 4.4).
Рисунок 4.4 – Структура с иерархическим принципом управления
Недостатки: велико время взаимодействия. такое построение системы выгодно при глубоком разделении функций по ПР требующим минимального межпроцессорного обмена.
Принцип общего канала связи. В этом случае все микропроцессоры под-
ключены к общему высокоскоростному каналу связи, пользование которым может быть разделено например, по временному принципу, т.е. каждый микропроцессор имеет свой временной интервал. Пропускная способность такого канала связи определяет число микропроцессоров, которые могут быть включены в систему в зависимости от интенсивности обмена (см. рисунок 4.5).
Принцип общей памяти. Роль общей шины выполняет общее ЗУ взаимосвязи (ВЗУ). Каждому ПР придана своя зона ВЗУ, к которой могут обращаться любой ПР. При отсутствии ЦПР, его роль может быть передана
любому ПР (см. рисунок 4.6).
Рисунок 4.5 - Принцип общего Рисунок 4.6 - Принцип общей
канала связи памяти
Принцип непосредственных связей. Все процессоры системы связаны между собой каналами связи, по которым организуется обмен сообщениями. Каналы связи могут быть некоммутируемыми (прямые соединения) (см. рисунок 4.7), или коммутируемыми (см. рисунок 4.8).
Рисунок 4.7 – Принцип прямых Рисунок 4.8 – Принцип коммутируемых
соединений соединений
Протоколы межпроцессорного взаимодействия, которые определяют процедуру управления передачей информации от одного процессора к другому путем распознавания сообщения и направления его по заданному адресу. Существует три способа: память с общим доступом, буферное запоминающее устройство, непосредственные связи.
Память с общим доступом - ЦПР связывается с ПР путем прямого доступа в ОЗУ данного ПР (см. рисунок 4.9), т.е. все ОЗУ периферийных процессоров доступны ЦПР. Буферное ЗУ - ЦПР связывается с ПР через БЗУ, представляющее собой ограниченную зону ОЗУ ПР, которая загружается только сообщениями межпроцессорного обмена (см. рисунок 4.10). Непосредственные связи - ЦПР и ПР связываются между собой каналом связи, по которому идет передача данных, ЦПР имеет доступ только к своему ОЗУ (см. рисунок 4.11).
Рисунок 4.9 – Память с общим доступом
Рисунок 4.10 –Буферное ЗУ
Рисунок 4.11 – Непосредственные связи