chapter7_電信軟件設(shè)計(jì)舉例

1、Chapter7 電信軟件設(shè)計(jì)舉例Outline 運(yùn)用SDL來設(shè)計(jì)通信軟件系統(tǒng) 7.5 仿真驗(yàn)證仿真驗(yàn)證 7.4 進(jìn)程設(shè)計(jì)進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.3 功能塊設(shè)計(jì)功能塊設(shè)計(jì) 7.2 系統(tǒng)圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖設(shè)計(jì) 7.1 包定義包定義 7.0 設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì)概要 以Chapter4.6為基礎(chǔ)，增加呼叫轉(zhuǎn)移功能設(shè)計(jì)概要 7.0微型電話交換機(jī)硬件結(jié)構(gòu)示意圖音信號(hào)交換網(wǎng)絡(luò)主控CPU收號(hào)器用戶電路收號(hào)器用戶電路0127最多連接128個(gè)用戶每個(gè)用戶電路配有一個(gè)雙音多頻收號(hào)器不考慮出入局呼叫用戶電路直接接入交換網(wǎng)設(shè)計(jì)概要 7.0l 系統(tǒng)特點(diǎn)： 本交換機(jī)提供基本的呼叫處理功能和部分補(bǔ)充業(yè)務(wù) 用戶電話號(hào)碼采用四位編碼，0到127號(hào)用

2、戶分別對(duì)應(yīng)電話號(hào)碼3000到3127設(shè)計(jì)概要 7.0l 軟件結(jié)構(gòu)： 分為兩層：應(yīng)用層和接口層 接口層負(fù)責(zé)與硬件有關(guān)部分的工作 用戶摘掛機(jī)檢測(cè) DTMF收號(hào) 音信號(hào)連接和釋放 振鈴控制 話路連接和釋放 應(yīng)用層負(fù)責(zé)與硬件無關(guān)部分的工作 號(hào)碼分析，確定本次呼叫類型 地址翻譯，確定被叫用戶邏輯編號(hào)（用戶邏輯編號(hào)與物理地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系由接口層負(fù)責(zé)維護(hù)） 用戶狀態(tài)管理，建立用戶狀態(tài)表，記錄用戶狀態(tài) 呼叫處理，負(fù)責(zé)呼叫接續(xù)過程連接建立階段和連接釋放階段的工作 包定義 7.1包定義舉例package sig_def1(1)syntype dev_no = integer constants 0:127endsy

3、ntype dev_no;syntype dial_no = integer constants 0:9,11,12endsyntype dial_no;signal off_hook(dev_no), on_hook(dev_no), digit(dev_no,dial_no);signal dial_tone_on(dev_no), ringback_tone_on(dev_no), busy_tone_on(dev_no), null_tone_on(dev_no), tone_off(dev_no), ringing_on(dev_no), ringing_off(dev_no), c

4、onnect(dev_no, dev_no), disconnect(dev_no, dev_no)signallist from_env = off_hook, on_hook, digit;signallist to_env1 = dial_tone_on, ringback_tone_on, busy_tone_on, null_tone_on, tone_off, connect, disconnect;signallist to_env2 = ringing_on, ringing_off;synonym Sec duration = external;信號(hào)定義信號(hào)列表定義同義類型定

5、義同義詞定義 系統(tǒng)圖設(shè)計(jì) 7.2use sig_def;system mini_switch1(1)call_handleenv_in(from_env)to_env(to_env1),(to_env2)軟件系統(tǒng)圖 引用包sig_def系統(tǒng)包含一個(gè)功能塊l 本系統(tǒng)只考慮應(yīng)用層的軟件設(shè)計(jì)。 l 本交換機(jī)功能比較簡(jiǎn)單，可以只用一個(gè)功能塊來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的功能。l 把接口層視為SDL系統(tǒng)的環(huán)境，這樣，交換機(jī)的應(yīng)用層被設(shè)計(jì)成一個(gè)SDL系統(tǒng)，該系統(tǒng)只包含一個(gè)功能塊。 設(shè)計(jì)思路 7.3.1l 本功能塊功能比較單一，不需要再劃分子功能塊，直接定義進(jìn)程就可以了。l 在分層結(jié)構(gòu)中，一般在每層設(shè)置一個(gè)接口，用來接收下

6、一層發(fā)送上來的消息并負(fù)責(zé)消息分發(fā)。l 在交換機(jī)中，一般需要一個(gè)進(jìn)程來管理和維護(hù)用戶數(shù)據(jù)，這個(gè)進(jìn)程一般是靜態(tài)創(chuàng)建的。l 根據(jù)前面的考慮，在本功能塊中定義一個(gè)管理進(jìn)程（manage），負(fù)責(zé)接收和分發(fā)消息，同時(shí)提供一些公共功能，包括管理和維護(hù)用戶數(shù)據(jù)、號(hào)碼分析、地址翻譯等。該進(jìn)程應(yīng)該是靜態(tài)創(chuàng)建的。 設(shè)計(jì)思路 7.3.1l 呼叫處理方案：l 方案一：定義一個(gè)用戶進(jìn)程集，負(fù)責(zé)呼叫處理全過程，包括主叫和被叫兩部分。這種方案可以減少呼叫雙方的消息交互，但處理相對(duì)復(fù)雜一些。l 方案二：分別定義主叫進(jìn)程集和被叫進(jìn)程集，分別處理主叫側(cè)事件和被叫側(cè)事件。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是處理相對(duì)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是會(huì)增加一點(diǎn)通信開銷。l 實(shí)

7、際中我們常常采用第二種方案。主叫進(jìn)程集和被叫進(jìn)程集都采用動(dòng)態(tài)創(chuàng)建方式，由管理進(jìn)程來負(fù)責(zé)創(chuàng)建。 功能塊圖 7.3.2block Call_handle1(2)manage(1, 1)called(0, 127)caller(0, 128)env_syssys_envcr_mngto_mng(from_env)cd_mngoff_hook, on_hook,cr_cdcr_envcd_env(to_env1) (to_env2),busy_tone_on,tone_offsignal seizure_req(dev_no), seizure_ind( pid), reject, seizure_c

8、onf, answer, release;signallist btoa = seizure_conf, answer, release;seizure_reqrejectseizure_ind (btoa)release進(jìn)程間需要增加的消息（信號(hào)）(from_env), 功能塊圖 7.3.2l 需要定義的公共過程（遠(yuǎn)端過程）：號(hào)碼分析過程dgt_ana，參數(shù)：一位號(hào)碼； 返回值， 0：正常呼叫； 1：設(shè)置補(bǔ)充業(yè)務(wù) 2：取消補(bǔ)充業(yè)務(wù)； 3：空號(hào)地址翻譯過程numtodev，輸入?yún)?shù)：四位號(hào)碼（數(shù)組）； 輸出參數(shù)：用戶設(shè)備號(hào) 返回值，TRUE：正常號(hào)碼；FALSE：空號(hào) 用戶置閑過程set_id

9、le，參數(shù)：用戶設(shè)備號(hào)； 功能塊圖 7.3.2block Call_handle2(2)remote procedure dgt_ana；FPAR in dial_no;RETURNS ana_rslt;remote procedure numtodev;FPAR in num,in/out devno;RETURNS boolean; newtype num array(idx4, dial_no)endnewtype;syntype idx4 = integer constants 0:3entsyntype;remote procedure set_idle;FPAR in dev_no

10、 功能塊圖 7.3.2進(jìn)程間消息交互情況（part1）msc call_handlemanageoff_hookcallercalleddial_tone_ondigitdigittone_offdigitdigitdigitdigitseizure_reqseizure_indringing_onsiezure_confringback_tone_on1(2)dev_nodev_no 功能塊圖 7.3.2進(jìn)程間消息交互情況（part2）msc call_handle2(2)manageoff_hookcallercalledanswerringing_offconnecttone_offof

11、f_hookon_hookon_hookreleasebusy_tone_onon_hookon_hooktone_offon_hookon_hookreleasebusy_tone_onon_hookon_hooktone_offalt管理進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.1l 管理進(jìn)程完成以下功能： 收到摘機(jī)（off_hook）消息，判斷用戶是否空閑，是，則創(chuàng)建主叫進(jìn)程；否則向被叫進(jìn)程轉(zhuǎn)發(fā)摘機(jī)消息。 收到主叫進(jìn)程發(fā)出的占用請(qǐng)求消息（seizure_req），判斷被叫用戶是否空閑，是，則創(chuàng)建被叫進(jìn)程，向被叫進(jìn)程轉(zhuǎn)發(fā)占用指示消息（seizure_ind）；否則向主叫進(jìn)程回占用拒絕消息（reject）。 收到掛

12、機(jī)（on_hook）和號(hào)碼（digit）消息，向主叫/被叫進(jìn)程轉(zhuǎn)發(fā)。 管理和維護(hù)用戶數(shù)據(jù)（主要是用戶狀態(tài)）。 提供號(hào)碼分析功能和地址翻譯功能。 管理和維護(hù)用戶設(shè)備號(hào)與主被叫進(jìn)程實(shí)例的對(duì)應(yīng)關(guān)系。管理進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.1process manage1(8)newtype line_to_pid array(dev_no, pid)endnewtype line_to_pid;newtype line_str struct line_status l_status; phone_num integer; line_no dev_no; ns_type new_s_type; diversion_no

13、 dev_no;endnewtype line_str; newtype line_data array(dev_no, line_str)endnewtype line_data;管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage2(8)dcl ltopid line_to_pid;dcl ldata line_data;dcl lineno dev_no, code dial_no, crpid pid;Newtype l_status literals S_IDLE,S_BUSYendnewtype;Newtype new_s_type literals NO_NEW_S,DIVERSION_C

14、, NO_ANSWER,WHEN_BUSYendnewtype;管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage3(8)exportedset_idleexportednumtodevexporteddgt_anainit管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage4(8)initready管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage5(8)readyoff_hook(lineno)ldata(lineno)!line_statuscaller(lineno)ltopid(lineno):= offspring;Ldata(lineno)!line_status:=S_BUSY-(S_IDLE)off_

15、hook(lineno)to ltopid(lineno)-else圖5（8）給出了管理進(jìn)程對(duì)off_hook信號(hào)的處理流程管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage6(8)readyon_hook(lineno)on_hook(lineno)to ltopid(lineno)-ltopid(lineno) = NULLfalsetrue管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage7(8)readyseizure_req(lineno)ldata(lineno)!line_statuscalled(lineno)ltopid(lineno):= offspring;ldata(lineno)!l

16、ine_status:=S_BUSY;Crpid:=sender-(S_IDLE)reject to sender-seizure_ind(crpid)to offspringelse管理進(jìn)程對(duì)占用請(qǐng)求信號(hào)的處理流程管理進(jìn)程設(shè)計(jì) process manage8(8)readydigit(lineno, code)digit(lineno,code)to ltopid(lineno)-ltopid(lineno) = NULLfalsetrue主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 主叫進(jìn)程主要完成以下功能：接收用戶號(hào)碼，分析呼叫類型，確定被叫用戶，與被叫建立連接；向用戶送各種信號(hào)音；用戶掛機(jī)后釋放連接。l

17、 定義一個(gè)數(shù)組來接收用戶所撥號(hào)碼，定義一個(gè)變量來記錄已收號(hào)碼位數(shù)。l 在主叫進(jìn)程中，需要記錄的內(nèi)容有：主叫用戶設(shè)備號(hào)、被叫用戶設(shè)備號(hào)、被叫進(jìn)程實(shí)例的pid等。 n狀態(tài)狀態(tài)o空閑狀態(tài)（空閑狀態(tài)（idle），主叫進(jìn)程的初始狀態(tài)），主叫進(jìn)程的初始狀態(tài)o撥號(hào)音狀態(tài)（撥號(hào)音狀態(tài)（dial_tone），用戶聽到撥號(hào)音，），用戶聽到撥號(hào)音，開始輸入號(hào)碼開始輸入號(hào)碼o收號(hào)狀態(tài)（收號(hào)狀態(tài)（recv_dgt），用戶繼續(xù)輸入號(hào)碼），用戶繼續(xù)輸入號(hào)碼o占用狀態(tài)（占用狀態(tài)（seizure），等待被叫進(jìn)程的響應(yīng)），等待被叫進(jìn)程的響應(yīng)o回鈴音狀態(tài)（回鈴音狀態(tài)（ring_tone），主叫用戶聽回鈴），主叫用戶聽回鈴音，等待被

18、叫用戶摘機(jī)音，等待被叫用戶摘機(jī)l通話狀態(tài)（通話狀態(tài)（connected），主叫和被叫用戶開始通），主叫和被叫用戶開始通話話l忙音狀態(tài)（忙音狀態(tài)（busy_tone），主叫用戶聽到忙音，應(yīng)），主叫用戶聽到忙音，應(yīng)掛機(jī)掛機(jī)l空號(hào)音狀態(tài)（空號(hào)音狀態(tài)（null_tone），主叫用戶聽到空號(hào)音，），主叫用戶聽到空號(hào)音，表示撥錯(cuò)號(hào)碼，應(yīng)該掛機(jī)表示撥錯(cuò)號(hào)碼，應(yīng)該掛機(jī)l延時(shí)釋放狀態(tài)（延時(shí)釋放狀態(tài)（delay_rls），主叫用戶已掛機(jī)，但），主叫用戶已掛機(jī)，但之前已向管理進(jìn)程發(fā)出占用被叫消息，如果占用成之前已向管理進(jìn)程發(fā)出占用被叫消息，如果占用成功，需釋放被叫進(jìn)程功，需釋放被叫進(jìn)程 n定時(shí)器定時(shí)器 To撥號(hào)音狀

19、態(tài)，監(jiān)視主叫撥第一位號(hào)，間隔撥號(hào)音狀態(tài)，監(jiān)視主叫撥第一位號(hào)，間隔10s；超時(shí)送忙；超時(shí)送忙音音o收號(hào)狀態(tài)，監(jiān)視主叫撥號(hào)，間隔收號(hào)狀態(tài)，監(jiān)視主叫撥號(hào)，間隔20s；超時(shí)送忙音；超時(shí)送忙音o占用狀態(tài)，監(jiān)視被叫進(jìn)程發(fā)來的占用證實(shí)信號(hào)或拒絕信號(hào)，占用狀態(tài)，監(jiān)視被叫進(jìn)程發(fā)來的占用證實(shí)信號(hào)或拒絕信號(hào)，間隔間隔1s；超時(shí)送忙音；超時(shí)送忙音o回鈴音狀態(tài)，監(jiān)視被叫發(fā)來的應(yīng)答信號(hào)，間隔回鈴音狀態(tài)，監(jiān)視被叫發(fā)來的應(yīng)答信號(hào)，間隔60s；超時(shí)；超時(shí)送忙音送忙音o空號(hào)音狀態(tài)，監(jiān)視主叫掛機(jī)，間隔空號(hào)音狀態(tài)，監(jiān)視主叫掛機(jī)，間隔40s；超時(shí)送忙音；超時(shí)送忙音o忙音狀態(tài)，監(jiān)視主叫掛機(jī)，間隔忙音狀態(tài)，監(jiān)視主叫掛機(jī)，間隔40s；超時(shí)停

20、送忙音；超時(shí)停送忙音主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2process caller（lineno dev_no)1(15)dcl cd_num num, cd_no idx4, code dial_no;dcl lineno, called_lno dev_no, cd_pid pid, a_rslt ana_rslt;dcl succ_flag boolean; timer T;imported procedure dgt_ana;FPAR in dial_no;RETURNS ana_rslt;imported procedure numtodev;FPAR in num,in/out devno;

21、RETURNS boolean; imported procedure set_idle;FPAR in dev_no聲明變量和定時(shí)器引入三個(gè)遠(yuǎn)端過程主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) process caller（lineno dev_no)2(15)cd_no: =0dial_tone_on(lineno)dial_toneset(now+10*Sec, T)從起始域直接進(jìn)入撥從起始域直接進(jìn)入撥號(hào)音狀態(tài)號(hào)音狀態(tài)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 撥號(hào)音狀態(tài)下可能收到的輸入有：撥號(hào)號(hào)碼 后續(xù)狀態(tài)：收號(hào)狀態(tài)、空號(hào)音狀態(tài)掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 收號(hào)狀態(tài)下可能收到的輸入

22、有：撥號(hào)號(hào)碼 后續(xù)狀態(tài)：收號(hào)狀態(tài)、占用狀態(tài)、空號(hào)音狀態(tài)掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 占用狀態(tài)下可能收到的輸入有： 占用證實(shí) 后續(xù)狀態(tài)：回鈴音狀態(tài) 占用拒絕 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài) 定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài) 掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：？主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2msc seizure_onhookmanageoff_hook(ua)callercalleddial_tone_ondigitdigittone_offdigitdigitdigitdigitseizure_req(ub)seizure_indringing_onsiezure_confon_

23、hookuaub主叫進(jìn)程已消失主叫進(jìn)程已消失on_hook占用狀態(tài)下掛機(jī)的情況主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 設(shè)置“延遲釋放”狀態(tài)，用來處理占用狀態(tài)下收到“掛機(jī)”的情況。l 延遲釋放狀態(tài)下可能收到的輸入有：占用證實(shí) 向被叫進(jìn)程回“釋放”消息占用拒絕定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)都是進(jìn)程終止主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2延遲釋放msc delay_releasemanagereleasecallercalledsiezure_confringing_off主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 回鈴音狀態(tài)下可能收到的輸入有：應(yīng)答 后續(xù)狀態(tài)：通話狀態(tài)掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài)l 通話狀態(tài)下可能收到的輸

24、入有：釋放（對(duì)方掛機(jī)） 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài)掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止主叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.2l 空號(hào)音狀態(tài)下可能收到的輸入有：掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：忙音狀態(tài)l 忙音狀態(tài)下可能收到的輸入有：掛機(jī) 后續(xù)狀態(tài)：進(jìn)程終止定時(shí)器超時(shí) 后續(xù)狀態(tài)：停忙音，進(jìn)入掛起狀態(tài)，等待用戶掛機(jī)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（4）process caller3(15)dial_tonedigit(lineno, code)cd_num(cd_no):=code,cd_no := cd_no+1dial_tone_off(lineno)reset(T)1on_hookdial_tone_off(lineno)reset

25、(T)kill(lineno) to parent主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（5）process caller4(15)set(now+20*Sec, T)1recv_dgtdial_toneTbusy_tone_on(lineno)set(now+40*Sec, T)busy_tone主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（6）process caller5(15)recv_dgtdigit(lineno, code)cd_num(cd_no):=code,cd_no := cd_no+1reset(T)2on_hookreset(T)kill(lineno) to parentset(now+20*Sec, T)cd_no3-(

26、false)(true)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（7）process caller6(15)called_lno:=ana_rslt2set(now+1*Sec, T)ana_rsltseizureelse(16)recv_dgtTbusy_tone_on(lineno)set(now+40*Sec, T)busy_tonedgt_ana(cd_num, ana_rslt)3seizure_req(called_lno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（8）process caller7(15)set(now+40*Sec, T)3null_tonenull_tone_on(lineno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（9）process c

27、aller8(15)seizureseizure_confcd_pid:=senderreset(T)on_hookset(now+60*Sec, T)ring_tonedelay_rlsringback_tone_on(lineno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（10）process caller9(15)seizurerejectreset(T)Tset(now+40*Sec, T)busy_tonebusy_tone_on(lineno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（11）process caller10(15)ring_toneanswerreset(T)on_hookreset(T)kill(lineno) to

28、parentconnectedringback_tone_off(lineno)ringback_tone_off(lineno)release to cd_pidconnect(lineno, called_lno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（12）process caller11(15)ring_toneTbusy_tone_on(lineno)set(now+40*Sec, T)busy_tone主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（13）process caller12(15)connectedreleaseset(T+40*Sec, T)on_hookkill(lineno) to parentbusy_tonedisc

29、onnect(lineno, called_lno)release to cd_piddisconnect(lineno, called_lno)busy_tone_on(lineno)主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（14）process caller13(15)busy_toneon_hookreset(T)Tbusy_tone_off(lineno)kill(lineno) to parent主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（15）process caller14(15)null_toneon_hookreset(T)Tnull_tone_off(lineno)kill(lineno) to parentbusy_tone_o

30、n(lineno)set(now+40*Sec, T)busy_tone主叫進(jìn)程設(shè)計(jì)（16）process caller15(15)delay_rlsseizure_confrejectrelease to senderkill(lineno) to parent被叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.3l 被叫進(jìn)程主要完成以下功能：向用戶振鈴監(jiān)測(cè)用戶應(yīng)答（摘機(jī)）監(jiān)視用戶掛機(jī)收到主叫掛機(jī)消息后，向用戶送忙音，等待用戶掛機(jī)l 被叫進(jìn)程中需要記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)有：被叫用戶設(shè)備號(hào)主叫進(jìn)程實(shí)例標(biāo)識(shí)（pid）被叫進(jìn)程設(shè)計(jì) 7.4.3process called(lineno dev_no)1(4) dcl crpid pid;timer Tring:=60*Sec;timer Tbusy:=40*Sec;seizure_ind(crpid)seizure_conf to cr_pidringing_on(lineno)set(Tring)IDLERING被叫進(jìn)程對(duì)占用指示信號(hào)的處理 7.4.3、被叫進(jìn)程設(shè)計(jì)n功能o振鈴控制o應(yīng)答和掛機(jī)處理o忙音控制n需要記錄的數(shù)據(jù)項(xiàng)o被叫用戶邏輯線號(hào)o主叫進(jìn)程實(shí)例標(biāo)識(shí)（pid）n狀態(tài)o空閑狀態(tài)（Idle）o振鈴狀態(tài)（Ring）o通話狀態(tài)