程控數字交換系統(tǒng)的軟件.ppt

1、第四章 程控數字交換系統(tǒng)的軟件,4.1 程控交換軟件的概述 4.2 運行軟件的一般結構 4.3 程序的級別及調度 4.4 呼叫處理程序,4.1 程控交換軟件的概述 4.1.1 程控交換軟件的基本特點 程控交換軟件的基本特點是：實時性強，具有并發(fā)性，適應性強，可靠性和可維護性要求高。 1實時性強 程控交換機是一個實時系統(tǒng)。 2并發(fā)性和多道程序運行 在一部交換機上，往往不僅有多個用戶同時發(fā)出呼叫請求，還同時有多個用戶正在進行通話。,圖4-1 多個進程實例共用一個程序代碼,3可靠性要求高 程控交換機應具有很高的可靠性，即使在其硬件或軟件系統(tǒng)本身發(fā)生故障的情況下，系統(tǒng)仍能保持可靠運行。 4能方便地適應

2、交換機的各種條件:一個程控交換機要面對大量規(guī)模不同、對交換機功能要求不同、運行環(huán)境不同的交換局。 5軟件的可維護性要求高:交換軟件的另一個特點是具有相當大的維護工作量。,4.1.2 數據驅動程序的特點及其結構 程控交換軟件的一個基本要求是容易追加新的功能及適應不同的條件。,圖4-2 動作驅動程序的流程圖,圖4-3 數據驅動程序的流程圖,圖4-4 數據驅動程序的一般結構,4.1.3 有限狀態(tài)機（FSM）和有限消息機（FMM）的概念 系統(tǒng)的有限狀態(tài)機描述是指能將系統(tǒng)（或進程）的狀態(tài)定義為有限個狀態(tài)，然后描述在每個狀態(tài)下受到某個外部信號激勵時系統(tǒng)作出的響應及狀態(tài)轉移的情況。,圖4-5 FSM結構的示

3、意圖,4.1.4 在交換軟件設計中應用的三種類型的程序設計語言 在程控交換機軟件的開發(fā)、運行和維護階段，一般要用到三種類型的語言：規(guī)范描述語言（SDL）、各種高級語言和匯編語言、人機對話語言（MML）。,1規(guī)范描述語言 規(guī)范描述語言（SDL）是原CCITT建議的一種高級語言，主要用來說明電話交換系統(tǒng)的行為。 （1）系統(tǒng)定義 系統(tǒng)名字 信號定義 信號表定義 信道定義 數據定義 模塊定義,（2）模塊定義 模塊定義包含以下項目： 模塊名字 信號定義 信號表定義 信號路由定義 信道到路由的連接 進程定義 數據定義,（3）進程定義,圖4-8 SDL/GR描述進程的主要符號,2匯編語言和高級語言 （1）匯

4、編語言 匯編語言是面向處理機動作過程的語言 （2）高級語言 3人機對話語言（MML） （1）輸入信息人機命令 （2）輸出語言,4.2 運行軟件的一般結構 4.2.1 運行軟件的基本結構 程控交換機的運行軟件指存放在交換機處理機系統(tǒng)中，對交換機的各種業(yè)務進行處理的程序和數據的集合。,圖4-10 運行軟件結構,4.2.2 局數據和用戶數據 1局數據 局數據用來描述交換機的配置及運行環(huán)境，主要包含以下內容： 配置數據 交換局的號碼翻譯規(guī)則 路由中繼數據 No.7信令數據 計費數據 新業(yè)務提供情況,2用戶數據 用戶數據用來說明用戶的情況，每個用戶都有其特有的用戶數據。用戶數據主要包括以下內容： 用戶電

5、話號碼、用戶設備碼 用戶線類別 話機類別 用戶的服務等級 用戶對新業(yè)務的使用權及用戶已登記的新業(yè)務 用戶計費數據,4.2.3 操作系統(tǒng)、呼叫處理程序以及維護管理程序 1操作系統(tǒng) 2呼叫處理程序 3維護管理系統(tǒng),4.3 程序的級別及調度 4.3.1 程序的優(yōu)先級、各類程序的特點及驅動方式 程控交換機軟件的最基本特點是并發(fā)性和實時性，并發(fā)性是指在系統(tǒng)中存在多道被激活的作業(yè)，實時性是指系統(tǒng)對外界出現的事件必須在規(guī)定時間內作出響應，否則將丟失有關信息而導致呼叫處理的失敗。,1中斷級 中斷級程序有兩個重要特點，一個是實時性要求高，在事件發(fā)生時必須立即處理；另一個是事件發(fā)生的隨機性，即事件何時發(fā)生事先無法

6、確定。 2時鐘級 時鐘級程序用于處理實時性要求較高的工作（按照一定周期執(zhí)行）。 3基本級 基本級程序的功能是對外部發(fā)現的各種事件進行處理。,4.3.2 時鐘級程序的調度 時鐘級調度程序是由時鐘中斷啟動的。 1表格結構 2調度程序流程,圖4-11 比特型時間表,2調度程序流程,圖4-12 調度程序流程圖,4.3.3 處理機占用率計算,圖4-13 時鐘級與基本級的執(zhí)行,4.3.4 基本級程序的調度 1進程的概念 進程是操作系統(tǒng)中最重要、最基本的概念之一，它是隨著多道程序的出現而引入的。 進程具有如下性質： 進程包含了數據和運行于其上的程序。 同一程序同時運行于不同數據集合上時，構成不同的進程。 若

7、干個進程可以是相互交往的。 進程可以并發(fā)地執(zhí)行。,2進程的狀態(tài)及其轉換 等待狀態(tài)：等待某個事件的發(fā)生。 就緒狀態(tài)：等待系統(tǒng)分配處理機以便運行。 運行狀態(tài)：占有處理機正在運行。 每個進程在執(zhí)行過程中，任意時刻當且僅當處于上述三種狀態(tài)之一。,圖4-14 進程的狀態(tài)轉換,3進程控制塊 第類：標識信息。用于標識一個進程，如進程名（與進程定義相對應的程序名），進程號碼等。 第二類：說明信息。用于說明進程情況，如說明進程狀態(tài)，等待原因，進程程序存放位置，進程數據存放位置等信息。 第三類：現場信息。用于保留進程在運行時存放在處理機中的內容，如通用寄存器，控制寄存器的內容，程序狀態(tài)字等。 第四類：資源信息。用

8、于說明有關該進程所占用的存儲器或外設資源的記錄和連接信息等。,4進程通信 處理一個呼叫（或業(yè)務）需要多個進程配合完成，進程之間需要相互通信。 消息發(fā)送原語的功能為： 在消息緩沖塊中填上發(fā)送該消息的進程所在的處理機標識和進程標識。 確定消息路由。 根據已確定的消息路由發(fā)送消息。,消息等待原語的功能： 保存現場 將該進程排入等待隊列，然后轉入調度程序調度就緒隊列中優(yōu)先級最高的進程運行。,5進程調度 進程調度程序的功能就是從就緒隊列中挑選一個進程到處理機上運行。 （1）進程調度算法 先來先服務方法 時間片輪轉法 分級調度 （2）進程調度程序,圖4-16 進程調度程序的示意圖,4.4 呼叫處理程序 4

9、.4.1 呼叫處理的基本原理 必須解決多個呼叫同時要求一個處理機進行處理和處理機在同一時刻只能干一件事的矛盾。 采用什么方法把要處理的各種事情都互不影響地加以處理，而其中有些處理還必須在規(guī)定的時間內完成，即呼叫處理程序必須具有實時性。 1用戶呼出階段 2數字接收與分析階段 3通話建立階段 4通話階段 5呼叫撤銷階段,圖4-17 交換機中作業(yè)調度的一般流程,4.4.2 呼叫處理程序的基本組成及層次結構,圖4-18 呼叫處理程序的分層結構,第一個層次是設備控制程序（硬件接口程序），它們是終端硬件設備與信令程序、呼叫控制程序之間的接口軟件。 處于第二個層次的軟件主要是信令處理程序。 呼叫處理程序的基

10、本結構如圖4-19所示。,圖4-19 呼叫處理程序的基本結構,圖4-19 呼叫處理程序的基本結構,4.4.3 呼叫處理中用到的數據 1暫時性數據 （1）呼叫控制塊 （2）設備表 （3）資源狀態(tài)表,圖4-20 呼叫控制塊結構,2半固定數據 （1）用戶數據 用戶數據描述了用戶的全部信息，每一個用戶都有自己的用戶數據。用戶數據主要包括以下內容： 用戶電話號碼及設備碼； 用戶使用狀況； 用戶線類別（如普通、投幣、用戶交換機等）； 用戶發(fā)話等級； 用戶話機類型； 新業(yè)務使用情況； 計費類別。,（2）局數據 局數據主要有數字分析表、路由和中繼數據、計費數據等。 數字分析表 前綴分析表 地址翻譯表 路由、中

11、繼數據 計費數據,4.4.4 信令處理程序1模擬用戶線信令處理程序（1）用戶摘、掛機掃描程序,圖4-22 掃描程序流程圖,（2）撥號數字的接收圖4-23 雙音多頻收號器的接口電路,圖4-24 雙音多頻接收程序流程圖,（3）模擬用戶線處理進程,圖4-25 用戶線存儲器的數據結構,狀態(tài)信息：記錄用戶當時的狀態(tài)。 記發(fā)器號碼：在收號階段，將為用戶分配相應的收號器，該處記錄其號碼，以便在收號完畢后歸還。 號碼存儲區(qū)指針：在收號階段，用戶線管理程序要申請一個空閑的存儲塊，用來存儲接收到的號碼，此處用來存放指向號碼存儲區(qū)的指針。 信令分配信息：用來記錄對該用戶線的驅動信息。 呼叫控制塊號碼：用來記錄該用戶

12、線使用的呼叫控制塊號碼，用戶線處理進程向呼叫控制進程發(fā)送的消息中，應包括與該用戶線對應的呼叫控制塊的號碼，以便任務調度程序將此消息發(fā)送給與此用戶線對應的呼叫控制進程。,圖4-26 簡化SDL/GR圖,2中繼線路信令處理程序 （1）局間數字型線路信令 （2）出中繼數字線路信令處理程序 數字中繼線路信令的掃描與驅動,圖4-27 掃描存儲器（SCN）和上次掃描值存儲器（LSCN）的結構,圖4-28 對30路中繼的線路信令進行掃描的程序流程圖, 數字線路信令的驅動 出中繼數字線路信令處理進程,圖4-29 出中繼數字線路信令處理進程的簡化SDL圖,3多頻互控信令的發(fā)送和接收 4No.7信令系統(tǒng)在程控交換

13、機上的實現 （1）實施No.7信令系統(tǒng)時軟件和硬件的功能劃分 No.7信令系統(tǒng)的功能有的由硬件實現，有的由軟件實現。軟、硬件的功能劃分如圖4-30所示。,圖4-30 No.7信令系統(tǒng)的軟、硬件功能劃分,圖4-31 第二級軟、硬件功能劃分,第三級和第四級的功能由軟件實現。 （2）No.7信令在S1240系統(tǒng)上的實現,圖4-32 No.7四級功能在S1240系統(tǒng)中的分布示意圖,No.7信令的第一級功能是數字中繼模塊（DTM）和公共信道信號模塊（CCSM）之間通過數字交換網絡DSN中的半永久通路相連的一個時隙，即一個64 kbit/s的數據通道。 第二級信號鏈路功能由CCMS信號終端中的硬件和軟件實

14、現。 第三級的消息處理功能由CCSM中的軟件實現。信號網管理功能由SACE N7中的軟件實現。 第四級電話用戶（TUP）功能由駐存在DTM中的軟件實現。 No.7信令模塊CCSM,圖4-33 CCSM硬件結構圖, S1240的No.7信令系統(tǒng)軟件（3）No.7信令方式在NEAX61系統(tǒng)上的實現,圖4-34 NEAX61中No.7信令系統(tǒng)的結構,No.7的第一級功能由數字中繼接口（DTI）、時分數字網（TDNW）以及No.7信令接口（N7SI）完成。 No.7的第二功能級的功能由公共信道信號控制器（CCSC）完成。 No.7的第三級和第四級功能由駐存在專用信號處理機（CCSP）和呼叫處理機（CL

15、P）及維護管理處理機（OMP）中的軟件來完成。,4.4.5 呼叫控制程序 呼叫控制程序又叫做呼叫狀態(tài)管理程序。 在“收號”狀態(tài)可能收到的消息有“掛機”、“久不撥號”或“預譯號碼”。,圖4-36 呼叫控制進程簡化SDL圖（1）,圖4-37 呼叫控制進程簡化SDL圖（2）,圖4-38 呼叫控制進程出局呼叫時從數字分析后至出局通話狀態(tài)時的簡化SDL圖,4.4.6 分析程序和資源管理程序 1分析的基本方法 一種方法是表格展開法。,圖4-39 表格展開法示例,圖4-40 采用對鍵法時表格的數據結構,2去話分析 去話分析的最后結果一般應包括： 收號設備類型號； 應執(zhí)行的任務號碼； 下一狀態(tài)號碼。 3來話分析 被叫用戶的用戶數據； 被叫用戶的狀態(tài)； 主叫用戶的某些數據。