第四章存储程序控制原理.ppt

1、第四章 存储程序控制原理,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,运行软件系统(交换机运行时执行的软件),支援软件系统,操作系统,数据库系统,应用软件系统,软件开发、生产工具与环境,软件维护工具与环境,呼叫处理程序,管理程序,维护程序,一 运行软件系统,呼叫处理程序,管理程序,应用软件系统,维护程序,调用返回,系统调用,操 作 系 统,硬 件 系 统,中断,控制,数据库管理系统,数据,图4.1 运行软件的系统结构,数据:反映交换局和用户的情况，

2、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%,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

3、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。,二 软件支援系统,4.2 呼叫处理软件,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,一 呼叫处理的过程及处理任务,处理任务,状态,输入信号(事件),用户扫描,去话分析，送拨号音,停拨号音，数字分析,来话分析，(路由选择),通

4、路选择，振铃控制，送回铃音,通路接续,路由复原，送忙音,主叫复原,空闲,等待收号,收号,振铃,通话,听忙音,空闲,主叫摘机,送用户号码,被叫摘机,被叫挂机,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，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

5、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 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 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 摘机识别式：SR LR =1 变化指示 上次扫描值,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

6、步处理。 对于摘机事件还应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。 可利用用户的忙闲状态LM进行区分。 呼出摘机前，用户处于“闲”状态 用“1”表示。 应答摘机前，用户处于“忙”状态（已振铃）用“0”表示。因此： 呼出摘机识别： SR LR LM =1 应答摘机识别： SR LR LM =1 挂机识别式： SR LR =1 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

7、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。,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）。,用户扫描程序流程图,SCNLSCN=0？,用户扫描,置扫描行起始地址,读取扫描结果,通过寻1指令找出呼出用户,LSCN=1？,Y,N,Y,N,N,Y,Y,LM=1？,通过寻1指令找出应答用户,通过寻1指令找出挂机用户,行号加1,指定行扫完？,N,登记挂机事件,登记应答事件,登记呼出事件用户改忙,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,三 收

8、号,收号方法：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 存储并给计数器清零，为计下一位号的脉冲 作准备。 脉冲识别扫描周期 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 须最短的脉冲断或续的持续时间 最短的断或续持续时间： 1秒/20 1/（3+1）=12.5ms 通常取脉冲识别的扫描周期为8ms或10ms, 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 前沿变化识别 SCNLSCN=1 或 (SCNLSCN)SCN=1 (UMSCN=1) 后沿变化识别 SCNLSCN=1 或 (SCNLSCN)SCN=1 (UMSCN=1) UM=SC

9、NLSCN，为失配信号 位间隔识别 若用户线在较长一段时间内(位间隔识别周期内)没有脉冲变化，且LSCN=0，则认为是位间隔。,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 0 无脉冲变化 AP的值由脉冲识别程序给出 位间隔识别式:APLAP LSCN=1 (位间隔只识别一次) 中途挂机识别式: APLAP LSCN=1,位间隔识别周期T位确定: 第一:T位最长的断或续状态的持续时间= 1秒/83/(3+1)=93.75ms 第二: T位1/2最短的位间隔时间 =1/2250ms=125ms 若脉冲识别周期为8ms，则T位取96ms 若脉冲识别周期为10ms，则T位取100m

10、s,若2 T位最短位间隔时间，就可以避免该情况的发生,收号扫描,输出扫描指令,读取扫描结果,UM=（SCNLSCN）,UMAPAP,UMLSCN=1?,脉冲计数,判停拨号音,SCN LSCN,全识别完?,结束,8ms,N,换收号器,N,Y,Y,位间隔识别,APLAP=1?,LSCN=0?,存一位数,计数器清零,AP LAP,0 AP,全识别完?,结束,96ms,换收号器,N,Y,Y,早释事件登记,N,Y,N,说明: AP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 UMAP AP 这样在位间隔识别周期内只要有一次脉冲变化AP即为1。 收号时，脉冲识别扫描程序和位间隔程序同时启动，共

11、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。,1209 1336 1477 1633HZ,697HZ 770HZ 852HZ 941HZ,2 按钮话机的收号,当数字的音频信号过来时，收号器上有一 个“信号出现位”SP变为高电平，数字音频信 号过后，SP变为低电平。 软件以16ms周期扫描SP位，若(SPLSP)LSP=1，则读取收号器的输出。,对主叫用户数据进行分析，确定下一步的任务(是不接还是准备收号)，并为后面的工作作准备(提供有关信息如优先级)。 去话分析流程:,四

12、去话分析 (主叫摘机检测到即进行去话分析),用户状态:如去话拒绝，来话拒绝，去话来话均 拒绝，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，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

13、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)。,五 号码分析 (收号时即进行号码分析),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,(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。,六 来话分析,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

14、,闲,忙,六 通路选择,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PCMXTSP PCMy TSq交换，只要找到一个空闲的内部时隙。(通路选择的任务) 这样PCMXTSP PCMX TS内 PCMYTS内 PCMy TSq实现交换,T1,TX,Tm,1,X,m,(1024),(1024),(1024),T1,TY,Tm,(1024),(1024),(1024),1,Y,m,TS内,TS内,我们认为TST交换网络有两级

15、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。,2 TST交换网络的链路忙闲表,3 软件实现 通路选择时，出入端已定，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

16、 取出对应单元逻辑乘 判断 修改地址指针、循环,4 通路选择之后的工作,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。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。,C,D,A,B,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,七 路由选择 （号码分析确定是他局呼叫时进行）,例 数字分析得到R

17、TX=6,路由索引表,0,6,8,空闲链路指示,0,4,6,用RTX=6 检索路由索引表得TGN=4，NRTX=8。,用TGN=4检索空闲链路指示表，其内容为0表示该路由的中继线全忙。,用NRTX=8检索路由索引表(查迂回路由)，得TGN=6，NTRX=14。,用TGN检索，空闲链路指示表，得到该路由的一号中继线空闲，选用。,八、状态分析,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,

18、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,举例,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 SCAN 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

19、户有7、5、4号用户。,作业:,1 数字分析、去话分析、来话分析分别对什么 源数据进行分析。 2 根据给出的SCN、LSCN、LM值判断呼出摘机、应答摘机、挂机用户。 01001011 SCN 10100110 LSCN 11010010 LM 3 能否同时完成摘机用户，挂机用户的识别。,4.3 程控交换系统中任务的分级和调度,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程序分为三级: 故障级 高 时钟

20、级 基本级 低 故障级任务负责故障的紧急处理，处理该级的程序平时不执行，一旦需要时，应立即执行。 时钟级程序(任务)按照一定的周期由时钟信号启动执行，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,一、 将任务分级,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。,二 任务的执行控

21、制(按级别控制执行),各级任务执行顺序示意如下: 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。,2 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。设周期级程序及其启动周期如下： 拨号脉冲识别程序，8ms 测试用拨号脉冲识别程序，8ms 按钮号识别程序，16ms 位间隔识别程序，96ms 用户群扫描程序，96ms 中继器扫描程序，96ms 时间计数器清零，(根据实际情况确定) 定时时间的确定：由于最小的启动周期为8ms，其它的启