第四章存储程序控制原理

1、4.1 交换软件的特点及组成4.2 呼叫处理软件4.3 程控交换系统中任务的分 级和调度4.1.1 交换软件的特点规模大实时性可靠性并行性4.1.2 交换软件的组成 交换软件交换软件运行软件系统运行软件系统( (交换交换机运行时执行的软件机运行时执行的软件) )支援软件系统支援软件系统操作操作系统系统数据库数据库系统系统应用软应用软件系统件系统软件开发、生软件开发、生产工具与环境产工具与环境软件维护工软件维护工具与环境具与环境呼叫处理程序呼叫处理程序管理程序管理程序维护程序维护程序呼叫处理程序管理程序管理程序应用软件系统应用软件系统维护程序维护程序调用返回系统调用系统调用操操 作作 系系 统统

2、硬硬 件件 系系 统统中断中断控制控制数据库管数据库管理系统理系统数数据据图图4.1 运行软件的系统结构运行软件的系统结构数据:反映交换局和用户的情况，为程序的执行提供必要的环境和依据。操作系统:负责资源的管理和程序的执行控制。操作系统直接覆盖在裸机上，为其它软件提供一个虚拟机环境。呼叫处理程序:负责呼叫处理功能。管理程序:协助实现交换机的软、硬件系统的更新(如新用户建立，用户改号时用户数据的更新)；进行计费管理；监督交换机的工作情况，确保交换机的服务质量(如服务观察和话务量测量)。维护程序:负责交换机的故障检测，诊断和恢复，保证交换机可靠工作。管理25%呼叫处理15%操作系统20%维护40%

3、图4.2 运行软件的比例分配 交换机的运行软件本身是很庞大和复杂，它的设计生产和维护工作也是艰巨的，软件支援系统就是提供这两方面的工具和环境。 交换机的运行软件大体结构相同，但对不同的交换局，需作一定的修改以适应各种具体要求，利用软件开发、生产工具与环境可高效、可靠地完成。 软件维护指对原先设计的运行软件不断地改进和扩充，直至交换机退役，这也可以由软件维护工具与环境完成。 呼叫处理软件是负责呼叫处理功能，具体有: 监视话路设备的状态(用户线、中继线)、接收用户号码、数字(号码)分析、状态分析、路由选择、通路选择、驱动话路设备等。第一位号码到第一位号码到一一 呼叫处理的过程及处理任务呼叫处理的过

4、程及处理任务处理任务处理任务状态状态输入信号输入信号(事件事件)用户扫描用户扫描去话分析，去话分析，送拨号音送拨号音停拨号音，数字分析停拨号音，数字分析来话分析，来话分析，( (路由选择路由选择) )通路选择，振铃控制，通路选择，振铃控制，送回铃音送回铃音通路接续通路接续路由复原，送忙音路由复原，送忙音主叫复原主叫复原空闲空闲等待收号等待收号收号收号振铃振铃通话通话听忙音听忙音空闲空闲主叫摘机主叫摘机送用户号码送用户号码被叫摘机被叫摘机被叫挂机被叫挂机主叫挂机主叫挂机 上述呼叫处理过程中所执行的处理任务可以分为三种类型：输入处理、内部处理、输出处理。 输入处理：用于识别输入信号，具体有用户扫描

5、，收号等。 内部处理：分析输入信息的现有状态，分配资源（收号器，中继路由，内部链路），决定下一步的工作。如数字分析，来话分析，通路选择。 输出处理：执行内部处理的结果，完成对话路设备的驱动，如振铃控制，通路接续，送忙音，回铃音等。 一个呼叫处理过程是输入处理、内部处理、输出处理的不断循环，一个循环的结束，硬件设备就从一个稳定状态转移到新的稳定状态。一个呼叫处理的过程实际上是状态转移的过程。二二 用户扫描用户扫描 识别用户状态（摘机或挂机状态）的输入处理。摘机：用户回路闭合（-48V提供给 用户话机 ）。用“0”表示挂机：用户回路断开。用“1”表示 交换机通过周期性扫描用户线来识别用户状态。1

6、用户扫描周期：用户扫描周期： 确定为100ms左右（96ms或100ms），太长：影响服务质量。太短：增加了处理机的负担。100ms左右的扫描周期滤去了话机抖动造成的干扰。2 摘机识别和挂机识别摘机识别和挂机识别 摘机识别式：SR LR =1 变化指示 上次扫描值挂机挂机摘机摘机10 摘机事件的识别是识别摘机动作，而不是识别是摘机事件的识别是识别摘机动作，而不是识别是否出于摘机状态，以便处理机做下一步处理。否出于摘机状态，以便处理机做下一步处理。 对于摘机事件还应对于摘机事件还应区分出是呼出摘机还是应答摘区分出是呼出摘机还是应答摘机，两个事件会有不同的处理。机，两个事件会有不同的处理。 可利用

7、用户的忙闲状态可利用用户的忙闲状态LM进行区分。进行区分。 呼出摘机前，用户处于呼出摘机前，用户处于“闲闲”状态状态 用用“1”表示。表示。 应答摘机前，用户处于应答摘机前，用户处于“忙忙”状态（已振铃）用状态（已振铃）用“0”表示。因此：表示。因此：呼出摘机识别：呼出摘机识别： SR LR LM =1应答摘机识别：应答摘机识别： SR LR LM =1 挂机识别式：挂机识别式： SR LR =1 挂机事件的识别也是识别挂机动作。挂机事件的识别也是识别挂机动作。3 用户扫描采用群处理方式用户扫描采用群处理方式 用户状态是由硬件周期性地写入特定存储器中，一个用户线扫描值占一位，然后由软件周期性地

8、读取，读取时是一次读一个字长的数据，通过判别式一起判断，再通过寻“1”指令确定具体的用户。另外，大量用户分成若干群，按群分时扫描，以免集中扫描占用过多时间，使其它工作不能及时处理。扫第一群 扫第二群 扫第一群 扫第二群0ms50ms100ms150mst第一群，第二群用户扫描周期均为100ms注意 摘机识别和挂机识别是通过不同的判别式判别，但都是在用户扫描程序中识别(同时识别）。SCN LSCN=0？用户扫描用户扫描置扫描行起始地址置扫描行起始地址读取扫描结果读取扫描结果通过寻通过寻1指令指令找出呼出用户找出呼出用户LSCN=1？YNYNNYYLM=1？通过寻通过寻1指令指令找出应答用户找出应

9、答用户通过寻通过寻1指令指令找出挂机用户找出挂机用户行号行号加加1 指定行扫完？指定行扫完？N登记挂机事件登记挂机事件登记应答事件登记应答事件登记呼出事件登记呼出事件用户改忙用户改忙结束结束1 号盘话机的收号 号盘话机送号的方式： 号盘话机的指标： 脉冲速度：每秒820个。 脉冲断续比：1：13：1 位间隔：250ms摘机摘机2个间断脉个间断脉冲表示冲表示“2”位间隔位间隔挂机挂机 3收号方法收号方法：识别用户线上的脉冲并计数，同：识别用户线上的脉冲并计数，同时识别位间隔，当识别到位间隔时，计数值时识别位间隔，当识别到位间隔时，计数值存储并给计数器清零，为计下一位号的脉冲存储并给计数器清零，为

10、计下一位号的脉冲作准备。作准备。 脉冲识别扫描周期脉冲识别扫描周期 识别脉冲需要扫描用户线状态识别脉冲需要扫描用户线状态 为了不漏掉一个脉冲，脉冲识别扫描周期为了不漏掉一个脉冲，脉冲识别扫描周期须最短的脉冲断或续的持续时间须最短的脉冲断或续的持续时间 最短的断或续持续时间：最短的断或续持续时间： 1秒秒/20 1/（3+1）=12.5ms通常取脉冲识别的扫描周期为通常取脉冲识别的扫描周期为8ms或或10ms 漏掉了一个脉冲 脉冲识别脉冲识别 可通过脉冲前沿变化或脉冲后沿变化来识别脉冲可通过脉冲前沿变化或脉冲后沿变化来识别脉冲 前沿变化识别前沿变化识别 SCNLSCN=1 或或(SCN LSCN

11、)SCN=1 (UMSCN=1)后沿变化识别后沿变化识别 SCNLSCN=1 或或(SCN LSCN)SCN=1 (UMSCN=1)UM=SCN LSCN，为失配信号，为失配信号位间隔识别位间隔识别 若用户线在较长一段时间内若用户线在较长一段时间内(位间隔识别周期内位间隔识别周期内)没有脉冲变化，且没有脉冲变化，且LSCN=0，则认为是位间隔。，则认为是位间隔。 0 1用AP表示位间隔识别周期内有无脉冲变化。 AP 1 有脉冲变化有脉冲变化 0 无脉冲变化无脉冲变化AP的值由脉冲识别程序给出的值由脉冲识别程序给出 位间隔识别式位间隔识别式:APLAP LSCN=1 (位间隔只识别一次位间隔只识

12、别一次)中途挂机识别式中途挂机识别式: APLAP LSCN=1本次位间隔识别周期内无变化上次位间隔识别周期内有变化与中途挂机区分开位间隔识别周期位间隔识别周期T位位确定确定:第一第一:T位位最长的断或续状态的持续时间最长的断或续状态的持续时间= 1秒秒/83/(3+1)=93.75ms第二第二: T位位1/2最短的位间隔时间最短的位间隔时间 =1/2250ms=125ms若脉冲识别周期为若脉冲识别周期为8ms，则，则T位位取取96ms若脉冲识别周期为若脉冲识别周期为10ms，则，则T位位取取100ms若若2 T位位最短位间隔时间，最短位间隔时间，就可以避免该情况的发生就可以避免该情况的发生有

13、变化有变化有变化有变化收号扫描输出扫描指令读取扫描结果UM=（SCN LSCN）UMAPAPUMLSCN=1?脉冲计数判停拨号音SCN LSCN全识别完?结束8msN换收号器NYY位间隔识别APLAP=1?LSCN=0?存一位数计数器清零AP LAP0 AP全识别完?结束96ms换收号器NYY早释事件登记NYN说明说明: AP的值在每一次位间隔识别周期之初的值在每一次位间隔识别周期之初清零，在每次脉冲识别时执行清零，在每次脉冲识别时执行 UMAP AP 这样在位间隔识别周期内只要有一次这样在位间隔识别周期内只要有一次脉冲变化脉冲变化AP即为即为1。 收号时，脉冲识别扫描程序和位间隔收号时，脉冲

14、识别扫描程序和位间隔程序同时启动，共同实现收号任务。程序同时启动，共同实现收号任务。 按一个键，产生一个双音多频信号(DTMF) 双音多频信号由收号器接收转换成十进制数输出。 软件则负责在合适的时刻读取收号器输出的数，否则就收不到号。123A456B789C*0#D1209 1336 1477 1633HZ697HZ770HZ852HZ941HZ40ms100ms双音频 当数字的音频信号过来时，收号器上有一当数字的音频信号过来时，收号器上有一个个“信号出现位信号出现位”SP变为高电平，数字音变为高电平，数字音频信频信号过后，号过后，SP变为低电平。变为低电平。 软件以软件以16ms周期扫描周期

15、扫描SP位，若位，若(SP LSP)LSP=1，则读取收号器的输出。，则读取收号器的输出。40ms100ms双音频SP 对主叫用户数据进行分析，确定下一步的对主叫用户数据进行分析，确定下一步的任务任务(是不接还是准备收号是不接还是准备收号)，并为后面的，并为后面的工作作准备工作作准备(提供有关信息如优先级提供有关信息如优先级)。去话分析流程去话分析流程:用户状态用户状态:如去话拒绝，来话拒绝，去话来话均如去话拒绝，来话拒绝，去话来话均 拒拒绝，均不拒绝等。绝，均不拒绝等。用户数据类别 用户类别：一般用户，磁卡电话，用户小交换机，数据传真等。出局类别：市话，国内长途，国际长途。专用情况：热线电话

16、，优先级用户等。用户电路类别：普通用户电路，带直流脉冲计数的用户电路等。用户数据类别用户电路类别输入用户状态话机类别专用情况计费类别输出不接去话拒绝其他 对用户所拨号码进行分析，确定接续性质(国际，长途，特服，本局，它局)、应收几位号码、下一步的任务，并为后面的工作做准备。 对于不同的接续性质，下一步的任务不一样且输出结果不一样。 如 本局呼叫，则下一步任务是来话分析，输出是确定被叫用户。 出局呼叫则下一步任务是路由选择，输出是路由索引(为路由选择做准备)。分析步骤:1 预译处理：分析号首，确定接续性质以及应收几位号码。2 拨号号码分析:分析全部的号码分析方法： 查表法：塔形结构、线性结构 (

17、若是本局呼叫，号码分析完即进行来话分析) 对被叫的用户数据，及被叫的忙闲状态，进行分析，确定下一步是通路选择还是给主叫送忙音。来话流程图:输入一般来话拒绝用户状态被叫忙闲状态计费类别接忙音主叫业务类别优先自动回叫一般接忙音插入来话类别准备叫出被叫闲忙任务：根据已定的入端和出端在交换网络中的位置，选择一条空闲的通路(各级链路均空闲) 选择方法：根据链路忙闲表进行TST交换网络的通路选择介绍引出 已知一TST交换网络有m根入线，m根出线，每条复用了1024个时隙对于对于PCMXTSP PCMy TSq交换，只要找到一个交换，只要找到一个空闲的内部时隙。空闲的内部时隙。(通路选择的任务通路选择的任务

18、)这样这样PCMXTSP PCMX TS内内 PCMYTS内内 PCMy TSq实现交换实现交换T1TXTm1Xm(1024)(1024)(1024)T1TYTm(1024)(1024)(1024)1YmTS内内TS内内 我们认为TST交换网络有两级链路初级和次级链路，每级包含m个网络模块。 初级模块链路忙闲表反映对应T接线器的所有输出时隙忙闲状态。 次级模块链路忙闲表反映对应的S接线器的所有输入时隙忙闲状态。 1024时隙的忙闲状态按顺序存放在3232的存储区域中就形成核模块的链路忙闲表。 TST交换网络的每个模块的链路忙闲表顺序存放形成TST交换网络的链路忙闲表。 通路选择时，出入端已定，

19、取对应的初级模块链路忙闲表与次级模块链路忙闲表进行比较，选择双方均空闲的链路即可。 PCMXTSP PCMy TSq 地址指针1指向初级x模块链路忙闲表起始地址 地址指针2指向次级y模块链路忙闲表起始地址取出对应单元逻辑乘 判断 修改地址指针、循环TS63TS31TS0TS32TS1023TS33TS1TABLE+31TABLE+1TABLE+0链路忙闲表对应位改忙被叫用户忙闲状态改忙向被叫用户送铃流，向主叫送回铃音振铃状态被叫铃流切断主叫回铃音切断预占通路接续通话状态被叫摘机超时主叫挂机任务：确定交换局之间的路由并在相应的路由中选择一条空闲的中继线。方法：根据路由索引表和空闲链路指示表进行。

20、路由索引表中每个单元包含中继群号TGN和下一个迂回路由索引NRTX，查路由索引表的索引值由数字分析得出。CDAB直达路由高效路由A-B路由选择顺序：先直达再高效最后选迂回例例 数字分析得到数字分析得到RTX=6路由索引表NRTX(8) TRN(4)NRTX(14) TGN(6)068空闲链路指示 0 #1046用用RTX=6 检索路由索引检索路由索引表得表得TGN=4，NRTX=8。用用TGN=4检索空闲链路检索空闲链路指示表，其内容为指示表，其内容为0表示该表示该路由的中继线全忙。路由的中继线全忙。用用NRTX=8检索路由索引表检索路由索引表(查迂回路由查迂回路由)，得，得TGN=6，NTR

21、X=14。用用TGN检索，空闲链路指示表，得到该路由的一号中继线空闲，检索，空闲链路指示表，得到该路由的一号中继线空闲，选用。选用。 根据现在的稳定状态和输入信息确定下一步应执行的任务和应转移的新的稳定状态。新的稳定状态收第一位号停拨号音收号等待收号稳定状态中途挂机挂机处理空闲超时停拨号音听忙音错号被叫摘机应答接续通话振铃主叫挂机挂机处理空闲超时送忙音听忙音输入信息被叫先挂被叫先挂处理通话通话主叫先挂主叫先挂处理空闲下一步任务输入信息输入信息 已知八个用户的状态扫描值和忙闲状态如下，试判断哪些用户是呼出用户、哪些用户是应答用户、哪些是挂机用户？ 用户编号 8 7 6 5 4 3 2 1 SCA

22、N 0 1 0 1 1 1 0 0 LSCAN 1 0 1 0 0 1 0 1 LM 0 1 1 0 1 0 1 0 呼出摘机识别： LSCN LM=00100000 应答摘机识别： LSCN LM=10000001 挂机识别式：SCN LSCN= 01011000 呼出用户有6号用户，应答用户有8、1号用户，挂机用户有7、5、4号用户。SCNSCNSCN1 数字分析、去话分析、来话分析分别对什么数字分析、去话分析、来话分析分别对什么 源数据进行分析。源数据进行分析。2 根据给出的根据给出的SCN、LSCN、LM值判断呼出摘机、值判断呼出摘机、应答摘机、挂机用户。应答摘机、挂机用户。 0100

23、1011 SCN 10100110 LSCN 11010010 LM3 能否同时完成摘机用户，挂机用户的识别。能否同时完成摘机用户，挂机用户的识别。操作系统的功能：对计算机资源管理(处理机管理，存储器管理，I/O设备管，文件管理)控制程序执行：根据任务的轻重缓急调 度程序运行。 此处重点介绍在程控交换系统中操作系统如何控制程序进行。 在程控交换系统中根据任务的紧急性和实时性将任务在程控交换系统中根据任务的紧急性和实时性将任务程序分为三级程序分为三级: 故障级故障级 高高 时钟级时钟级 基本级基本级 低低故障级任务故障级任务负责故障的紧急处理，处理该级的程序平时负责故障的紧急处理，处理该级的程序

24、平时不执行，一旦需要时，应立即执行。不执行，一旦需要时，应立即执行。时钟级程序时钟级程序(任务任务)按照一定的周期由时钟信号启动执行，按照一定的周期由时钟信号启动执行，否则会延误工作。否则会延误工作。 如：用户扫描程序，启动周期为96ms；拨号脉冲识别程序，启动周期为8ms。基本级实时性要求不太严格，可以等待或插空处理(如通路选择，维护管理程序等)优先级1 概述 故障级程序平时不执行，一旦出现故障任务，中断其他程序的执行而执行故障级程序，周期级程序由定时中断脉冲启动执行，每当定时时间到就执行，等周期级程序执行完再执行基本级程序，若基本级程序还未执行完，定时时间到就又转去执行周期级程序。各级任务

25、执行顺序示意如下: 故障级程序和基本级程序又根据重要程度细分若干等级，同级申请时按等级的高低先后执行。或者每级相同时，排队执行(进入队列)。 时钟级程序中不同的程序启动周期不一样，需要通过时间表来调度执行。故障级时钟级基本级空闲定时中断 定时中断定时中断 定时中断 定时中断 不同的时钟程序其启动周期不同，如何保证在不同的时钟周期到来时启动相应的周期程序执行呢?调度方法:通过产生定时时钟中断信号的定时器和时间表来控制时钟级程序的调度。 时间表时间计数器:对定时中断脉冲计数屏蔽表:反映程序是否处在可执行状态功能程序入口地址表调度表 下面通过举例说明时间表的工作过程和原理。设周期下面通过举例说明时间

26、表的工作过程和原理。设周期级程序及其启动周期如下：级程序及其启动周期如下： 拨号脉冲识别程序，拨号脉冲识别程序，8ms 测试用拨号脉冲识别程序，测试用拨号脉冲识别程序，8ms 按钮号识别程序，按钮号识别程序，16ms 位间隔识别程序，位间隔识别程序，96ms 用户群扫描程序，用户群扫描程序，96ms 中继器扫描程序，中继器扫描程序，96ms 时间计数器清零，时间计数器清零，(根据实际情况确定根据实际情况确定)定时时间的确定定时时间的确定：由于最小的启动周期为：由于最小的启动周期为8ms，其它的启，其它的启动周期又均是动周期又均是8ms的倍数，因此取的倍数，因此取8ms为定时器的周期为定时器的周

27、期时 间 计 数 器拨号脉冲识别(8ms)测试用拨号脉冲识别(8ms)按钮号识别(16ms)位间隔识别(96ms)用户群1扫描(96ms)用户群2扫描(96ms)时间计数器清零0001110010110101110000110001110000110001110000110001110000110001111000111000000111111101屏蔽表：反映程序是否处在可执屏蔽表：反映程序是否处在可执行状态，为行状态，为1可执行。可执行。调度表：每行表示当时钟周期到调度表：每行表示当时钟周期到来时是否调出相应的程来时是否调出相应的程序执行，为序执行，为1表示要执表示要执行。行。T0T1T2T3T4T5T6T7T8T9TATB功能程序入口地指表功能程序入口地指表 起始时，时间计数器为0，