第六章 數(shù)字程控交換機軟件系統(tǒng)

第六章程控交換機的軟件系統(tǒng)考核內容掌握:

1.軟件特點及組成2.程序級別的劃分3.任務調度程序分類

4.進程調度機制﹡大型程控交換機的軟件設計工作需要

100-200人年(100人工作1~2年)。﹡交換機的基本目的:建立和釋放呼叫﹡軟件主要任務:控制交換機運行。呼叫處理、管理和維護、系統(tǒng)安全運行和保護功能第一節(jié)軟件的特點及組成一.特點（對軟件系統(tǒng)的要求）﹡規(guī)模大﹡時實性(時實效率)程序按級別劃分，在一定時限內要求處理機不失時機的對各種程序進行處理，要求處理機有很強的業(yè)務處理能力和確保QoS﹡多重性(多道程序運行)采用多重處理技術，將若干任務同時處理，反映出CPU處理軟件快的優(yōu)點。宏觀上:同時處理(并行處理)微觀上:分時處理﹡業(yè)務的不間斷性可靠性高:用可用度衡量可擴充性:修改軟件適應未來業(yè)務需要可維護性:實現(xiàn)了程序模塊化。每個模塊相互獨立，將功能分割成許多分功能和子功能。每一功能用一段程序實現(xiàn)。由于程序結構層次清楚，修改、調用、增加或刪除方便。雙備份:DSN,處理機，計費系統(tǒng)二.軟件組成運行軟件支援軟件(一)運行軟件(聯(lián)機軟件或在線軟件)*指存放在交換機處理系統(tǒng)中，交換機在運行中直接使用的軟件。指日常操作處理所經常運行的程序。在交換機的內存和外存中，數(shù)量龐大。交換系統(tǒng)呼叫處理、管理和維護等全部程序和數(shù)據(jù)的總稱。

*操作系統(tǒng)*數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)*應用軟件系統(tǒng)呼叫處理程序管理程序維護程序應用軟件系統(tǒng)呼叫處理程序管理程序維護程序操作系統(tǒng)中央處理機

處理機外圍設備

交換機外圍設備數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)運行軟件系統(tǒng)結構——操作系統(tǒng)對交換機(尤指處理機)的硬件和軟件資源進行管理和調度。并為其它軟件部分提供支持。接口:應用軟件系統(tǒng)——交換機硬件(類似于計算機的O.S-OperatingSystem)——

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對軟件系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)進行集中管理。實現(xiàn)各部分軟件對數(shù)據(jù)共享訪問及數(shù)據(jù)保護功能。﹡數(shù)據(jù):是程序執(zhí)行的環(huán)境和依據(jù)。動態(tài)數(shù)據(jù):呼叫過程中有許多數(shù)據(jù)需要暫存且不斷變化。半固定數(shù)據(jù):局數(shù)據(jù)，用戶數(shù)據(jù)?！獞密浖到y(tǒng)直接控制電話、交換維護和管理的程序。(1)呼叫處理程序控制交換機呼叫處理的程序。建立呼叫接續(xù)、對呼叫進行監(jiān)視、釋放、計費工作。交換狀態(tài)的管理交換資源管理交換業(yè)務管理交換負荷管理摘機掛機控制全過程(2)管理程序 對EXCH的運行進行管理和控制的程序。10有利于軟、硬件更新。20進行計費管理。30確保QoS。 如:對話務量的觀察 監(jiān)視用戶通話業(yè)務 對業(yè)務的更變……(3)維護程序支持操作員對交換機的操作和維護工作的程序。對EXCH的故障進行檢測、診斷、定位和恢復功能及例行測試。

(二)支援軟件(脫機軟件)為特殊場合的需要而配備的程序。提供兩個重要功能:1.軟件開發(fā)、生產的工具與環(huán)境2.先進的軟件維護工具與環(huán)境a.軟件開發(fā)支援系統(tǒng)用來建立源文件和建立用機器語言的目標文件。源文件的生成程序、編譯程序、連接編輯程序、測試程序等。例:(1)源文件的生成程序用高級語言或匯編語言編成的源程序翻譯成機器語言的目標程序。(2)編譯程序或稱匯編程序(語言翻譯程序)，用于對局程序進行修改和擴充。(3)連接編輯程序把生成的各種程序和數(shù)據(jù)進行合理編輯，并連接在一起，形成一個便于執(zhí)行的一套軟件。(4)安裝測試程序局文件生成以后，利用安裝測試程序對交換系統(tǒng)進行全面測試，模擬各種呼叫狀態(tài)，檢查軟件的正確性。b.應用工程支援系統(tǒng) 交換網規(guī)則程序、話局工程設計程序、裝機工程設計程序、安裝測試程序等。c.軟件加工支援系統(tǒng) 局數(shù)據(jù)生成程序、用戶數(shù)據(jù)生成程序、交換機程序的組合等。

d.交換局管理支援系統(tǒng) 資料的收集和分析、交換局資料的變更、資料的編輯等。以上軟件是EXCH必備的，不同EXCH名稱分類不同三.數(shù)據(jù)程序與數(shù)據(jù)分開，編制程序時，不應直接出現(xiàn)數(shù)據(jù)(用參數(shù)代替)。配以不同的數(shù)據(jù)，程序可以通用分為三類:a.系統(tǒng)數(shù)據(jù) 僅與EXCH系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)。(通用性強，不論交換設備裝在何種話局，系統(tǒng)數(shù)據(jù)不變)

b.局數(shù)據(jù)反映局內各種設備的狀態(tài)和特征的數(shù)據(jù)。與各局的設備情況及安裝條件有關的數(shù)據(jù)。例如:各種話路設備的配置局間環(huán)境的參數(shù)(局向數(shù)，每局中繼器)接用戶交換機編號方式、特服情況、復原方式交換機類別、接非話終端種類和數(shù)量計費方式、路由計劃、新業(yè)務情況……c.用戶數(shù)據(jù) 反映用戶特征的數(shù)據(jù)。例如:

用戶類別、話機類別、服務級別、新業(yè)務、用戶計費類別、用戶費率等級、各種號碼(用戶電話簿號、用戶設備號、時隙號、局號、密碼)等第二節(jié)程序設計語言語言匯編語言高級語言*CCITT在70年代初，推薦三種語言作為研制程控交換設備的國際標準*三種語言:SDL、CHILL、MML*三種語言SDL(SpecificationandDescriptionLanguage)CHILL(CCITTHigh-LevelLanguage)MML(Man-MachineLanguage)SDL—功能規(guī)格和描述語言(圖像語言)用于系統(tǒng)設計初期階段包括:系統(tǒng)功能描述、系統(tǒng)設計、軟件設計狀態(tài)面狀態(tài)號1.狀態(tài)2.輸入3.輸出4.判別5.任務

CHILL—CCITT高級語言可直接用來編寫程序，用于軟件詳細設計編程階段。包括:軟件設計、程序編制、軟件檢查MML—人機通信語言主要用于交換機的操作、維護、安裝及測試。包括:軟件調試、運行維護針對EXCH生存周期不同階段而產生，要求有兩種語言的轉換和連接(SDL—CHILL)SDLCHILLMMLSDL和CHILL三種語言的不同使用階段示意圖系統(tǒng)功能說明系統(tǒng)設計軟件設計程序編制軟件檢查運行和維護軟件維護

第三節(jié)程序的執(zhí)行管理 由于EXCH對各種交換處理都有嚴格的時限要求，因而按照這個時限要求為處理機工作安排出合理的執(zhí)行計劃，這就需要程序的執(zhí)行和管理。什么叫程序的執(zhí)行管理？*實際上是對處理機工作時間進行管理和分配，是一種任務調度。當許多并發(fā)的處理要求等待同一處理機處理時，應該將處理資源分配給哪一項要求。*處理機要周期性根據(jù)程序輕重緩急確定級別任務調度分類:實時性強—處理機必須立即響應實時性差—可稍遲緩一.程序的執(zhí)行級別*根據(jù)實時性，給任務劃分不同級別。 故障級:反映一些緊急任務。 時鐘級(周期級):反映EXCH在運行中經常執(zhí)行的任務。 基本級:沒有固定執(zhí)行周期，插空處理。*故障級高于時鐘級*根據(jù)故障大小故障級FH—故障具有全局性，緊急處理。如:主電源掉電，在主告警盤上發(fā)出聲光告警FM—較重要故障。如:中央處理系統(tǒng)(計費、話務統(tǒng)計)FL—一般故障。如:話路子系統(tǒng)或I/O系統(tǒng)出現(xiàn)故障(打印機、顯示器、鍵盤)根據(jù)實時性時鐘級H—執(zhí)行周期實時要求很嚴格。如:撥號脈沖掃描程序8ms~10ms啟動一次L—執(zhí)行周期實時要求不太嚴格。如:用戶摘/掛機掃描程序

100ms~200ms啟動一次*根據(jù)重要性及影響面大小基本級BQ1—BQ2—BQ3沒有固定執(zhí)行周期，有任務就執(zhí)行，程序級別最低。二.

程序啟動方式1.故障級采用故障中斷啟動(由硬件進行故障識別)*FH－>FM－>FL2.時鐘級*采用時鐘中斷(如:F-1504ms S12405ms)由時鐘計數(shù)電路向處理機發(fā)定時中斷請求。*H－>L－>B等待下次中斷*每次中斷時只執(zhí)行各級任務中的一小部分(因為各程序時限要求不同)。H級中斷中斷L級L級FLFHFL故障級任務啟動舉例

時鐘中斷故障級周期級基本級暫停8ms

各級任務執(zhí)行舉例8ms8ms3.基本級B*由隊列啟動，先到先服務的原則FIFO*各級程序啟動由任務調度程序來管理*任務調度程序分類:

H級調度程序

L級調度程序

B級調度程序*H、L級調度程序采用時間表法安排每次所執(zhí)行的任務*B級調度程序采用隊列法安排每次所執(zhí)行的任務

第四節(jié)時間表(時間表法任務調度)*EXCH處理程序有各種不同的執(zhí)行周期，采用時間表是一種簡便而又有效的控制方法。*許多國家采用這種方法作為不同程序周期的控制方法。 美國BellESS 日本F-150

上海貝爾S-1240*由EPROM中一段空間構成

一.時間表基本概念1.橫向:代表所管理的程序種類，每一位代表一種程序?？偽粩?shù)為處理機字長?？v向:代表時鐘中斷周期，每一行代表一定的時間單位。2.某行、某位填“1”代表程序執(zhí)行某行、某位填“0”代表程序不執(zhí)行3.總行數(shù)決定所管理程序的最大執(zhí)行周期。例如:時間中斷周期8ms，時間表有20行，最大執(zhí)行周期為

8ms/行x20行=160ms8ms1011765432101111111111110101010101011000000000001000000000001023456789二.具體時間表程序執(zhí)行控制示例組成:時間計數(shù)器HTMR 有效位(屏蔽表或活動位)HACT 時間表HTBL 轉移表HJUMP1.時間計數(shù)器(HTMR)作用*也稱時間表指示字或指針*初值為0，每來一次時鐘中斷加1，(讀取一個單元內容)直到最后一行，自動回零。*計數(shù)器讀出數(shù)據(jù)作為時間表地址碼，對時間表單元地址計數(shù)。2.屏蔽表(HACT)作用*也稱活動位或有效位*表示某一程序是否處于可執(zhí)行狀態(tài)，在程序運行過程中靈活設置，提供附加控制。如:暫停某項程序(測試)或關閉某項群掃描。*某一程序執(zhí)行條件:

時間表對應位^活動位=1時間表對應位=屏蔽表對應位3.時間表(HTBL)作用*時間表共12行(T0~T11)時鐘中斷8ms

最大執(zhí)行周期12x8ms=96ms*程序種類16種(0~15)處理機字長為16位4.轉移表(HJUMP)作用*又稱轉移表入口地址或任務地址表、功能程序入口地址表*用來提供各種程序的起始地址*轉移表行數(shù)=時間表位數(shù)(每單元字長)*從時間表中判明某位為“1”時，以位數(shù)為指針找到轉移表，從轉移表中得到程序的起始地址。HACTHTMRHTBL0110000001111111時間計數(shù)器清零T00T1152101521T1115210HJUMP4位時間計數(shù)器8ms11T2撥號脈沖掃描程序PB代碼掃描程序位間隔掃描程序第五節(jié)隊列(隊列法的任務調度)一.組成:大多數(shù)基本級都采用隊列法進行調度。由一張張任務表鏈接而成，采用先進先出原則操作FIFO。取出口HP編入口TP

T1任務表a2a1

T2任務表a3a2

Tn任務表0anan-1a1anB級調度程序的作用:安排三種隊列和每種隊列中任務的執(zhí)行順序。BQ1有任務?BQ2有任務?BQ3有任務?停機BQ1任務表BQ2任務表BQ3任務表YNYNYNB級調度程序B級調度程序二.任務表具體內容任務表為處理登記表，由其它程序提出來。例如:輸入程序中摘機識別發(fā)現(xiàn)了某用戶摘機時，將所