数字程控电路交换与电话通信网-3.ppt

4.3 呼叫处理软件,4.3.1 概述 SPC交换系统为实现呼叫建立过程而执行的任务可分为三种类型：输入处理、内部处理和输出处理。在SPC交换系统中，负责这些工作的程序分别叫做：输入程序、任务分析程序、输出程序 。,输入处理 收集话路设备的状态变化和有关信息叫输入处理。 输入处理程序对用户线、中继线以及收号器进行扫描监视，监测识别状态，结果进入队列或相应的存储区供其它程序取用。各种扫描程序都属于输入处理。要针对一定的硬件设备，可与输出处理合称为设备处理。 一般是在中断中执行，主要任务是发现事件而不是处理事件。为提高效率，通常用汇编语言编写。还广泛采用群处理方式；各种扫描程序都属于输入处理，用扫描来发现外部事件，扫描采集的信息是接续的依据。,内部处理 内部处理是与硬件无直接关系的高一层软件处理 内部处理就是对各种信息进行分析以决定下一步工作。内部处理功能由内部处理程序完成。 内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的分析和判断，也可称为分析处理 为实现呼叫建立过程的主要任务都在内部处理中完成。,内部处理 内部处理按照处理的信息可以分为 去话分析 号码分析 来话分析 状态分析 内部处理程序的结果可以是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理,输出处理 完成话路设备的驱动。各种开关动作，也就是控制话路设备的动作或复元，执行、停止振铃，发码等处理。 输出处理与输入处理一样，都是与硬件有关的低层软件，都要针对一定的设备，故可合称为设备处理。 扫描是处理机的输入信息，驱动是处理机的输出信息。因此，扫描和驱动是处理机在呼叫处理中与硬件联系的两种基本方式。,输出处理 着眼于一个呼叫处理过程，就是输入处理、内部处理和输出处理的不断循环。硬件执行了输出处理的驱动后，改变了原来的状态，使得硬件设备由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。,稳定状态一,稳定状态二,启动原因,输入程序,任务执行（始）程序,输 出 程 序（驱动）,分析程序,任务执行（终）程序,硬件动作,任务的执行,状态转移与软件的关系,4.3.2 扫描与输入,每次扫描操作包括两步 PRLR SR PR LR 本次扫描结果存储器（PR）中的数据与上次扫描结果存储器(LR)中的数据相比较,可得到每个接口监视信号的变化,1,0,1,0,1,0,1,1,1,PR,SR,LR,扫描脉冲,0,1,7,接口 监测 信号,PR: 本次扫描结果存储器 LR：前次扫描结果存储器 SR：状态变化指示存储器,本次扫描存储器（PR）与前次扫描存储器（LR）异或后得0，表示状态未发生变化。每当输入电平变换时，状态变换指示存储器（SR）将相应地置1。 利用状态变化指示存储器（SR）的内容和前次扫描结果存储器的内容相“与”，即SRLR=1，就可进行挂机识别，同理，SR LR =1，可进行摘机识别。用类似的方法也可进行脉冲数字识别。参见P87图4.8 。 接收线路信号的处理子进程（如图4.9 P87） 作用：将线路监测扫描获得的电平信号（0或1）结合 时间关系产生便于上层软件处理的“摘机”、 “挂机”、“拍差簧”、“1”、“2”、等代 码或符号。,设：用户在挂机状态时扫描输出为“1”， 用户在摘机状态时扫描输出为“0”， 摘挂机扫描程序的执行周期为100ms。 摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。 挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。,用户摘挂机识别原理,用户摘挂机识别原理,用户线状态,100ms扫描,这次扫描结果 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1,前次扫描结果 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1,这前 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0,挂机 1,摘机,1 挂机,0,0,这前 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0,摘机识别,挂机识别,扫描周期的确定,用户呼出扫描周期的确定 用户呼出扫描周期应取适当的值，一般为100ms左右 太长会增加拨号音时延，影响服务质量；太短，则不必要地增加了处理机的时间开销，影响到处理机的处理能力。 接收端，需要快速调整接收门限，以适应不同距离用户的信号衰减 脉冲收号扫描周期 为了正确地采集用户拨号脉冲信息，脉冲收号扫描周期的取定使得在任何一个脉冲的断、续时间内，至少进入一次脉冲扫描,扫描周期的确定,位间隔识别 位间隔的基本功能是判别一位数字的结束。一位数字中的各脉冲间隔较短，而数字间的位间隔则有几百毫秒 双音多频脉冲数字的扫描周期 双音多频脉冲数字的接收多用数字滤波器和数字逻辑电路实现。软件扫描的任务就是定期地从收号器上读得这些数字,数字分析1,用程序判断分析 分析步骤可分为两部分 预译处理：在收到用户所拨的“号首”以后，首先进行预译处理，分析用户提出什么样的要求。 拨号号码分析处理：这是对用户所拨全部号码进行分析。可以通过译码表进行，分析结果决定下一步要执行的任务。因此，译码表应转向任务表。,数字分析程序流程图,数字分析2,用查表分析 查表法有塔形结构和线形结构两种表格的组织方式 塔形结构：由多级表组成 线形结构：要收到足够的位数后才开始查表。在大多数情况下可以得到分析结果接续任务代码。 数据分析结果可能包含多种数据，如路由索引（RTX）、计费索引、还需接收的号码位数等。不同的路由索引表示不同的呼叫去向。,路由选择的任务 数字分析的结果是为了选择路由。 路由选择的任务就是在相应路由中选择一条空闲的中继线 迂回路由的选择 为具有灵活性，应采用查表法。根据数字分析程序所得到的路由索引查路由索引表,并得到两个输出数据： 中继群号（TGN） 下一（迂回）路由索引(NRTX),路由选择,每个路由索引（RTX）表对应一个中继群号（TGN）,有了中继群号，就可以在该中继群中选择空闲中继线，如果全忙，就用下一路由索引再检索路由索引表，又得到与下一路由索引对应的中继群号及下一个路由索引。,路由选择,例：有一个呼叫，从数字分析得到路由索引（RTX=6),用6检索路由索引表，得到NRTX=8,TGN=4。用4检索空闲链路指示表，其内容为“0”，表示对应于TGN=4的路由全忙，因此，再用NRTEX=8查路由索引表，得到NRTX=14,TGN=6, 再用6检索下一张表，得到的不是“0”而是“1”，表示第一条中继线空闲并可选用,路由选择例子,路由索引表,空闲连队指示,0 1 2 3 4 5 6,0 6,NRTX(8),TGN(4),NRTX=8,NRTX(14),TGN(6),6,RTX,0,#1,通路选择的任务 根据已定的入端和出端在交换网络上的位置（地址码），选择一条空闲的通路。 为了进行通路选择，在内存中必须有各级链路的忙闲表，也就是所谓“网络映像”,通路选择,FETEX-150的TST网络结构,A-B:涉及NWi的PTS忙闲表和NWk的STS忙闲表，应为,B-A:涉及NWk的PTS忙闲表和NWi的STS忙闲表，应为,TST网络的通路选择,通路选择,根据出入线位置 决定相应忙闲表,取忙闲表相应一行,两张忙闲表同一行 内容进行逻辑乘,有空闲通路,全部测试过,选定一条通路,忙闲表地址换一行,否,是,置全忙标志,结束,否,是,输出驱动,输出驱动的主要任务：编制好要输出的控制信息并在适当时刻输出。对于硬件而言，通常在处理机与交换网络之间设置接口电路。,程控交换的软件系统,交换软件的特点： 规模大：大型交换系统几万门或更多电话 实时性强：在很短时间间隔内处理成千上万个并行任务 多道程序并行处理 可靠性要求高：99.98的正确呼叫处理及40年内系统中断运行时间不超过2小时。,程控交换的软件系统,交换软件的组成 运行软件系统 支援软件系统,操作系统,数据库系统,应用软件系统,呼叫处理程序,管理程序,维护程序,软件开发、生产工具与环境,软件维护工具与环境,程控交换的软件系统,各软件组成部分的实时性要求 软件模块的实时性越强，其优先级也应该越高 实时性最强 操作系统，其中外中断处理程序实时性最高，其次为呼叫处理程序、管理程序、维护程序 维护软件中的系统防御程序 数据库管理系统的实时性一般随用户的优先级高低而定，如果用户程序实时性较高，则该程序优先得到数据库管理系统的服务。,程控交换的软件系统,程控交换机操作系统 交换机的操作系统有两个界面 操作系统与硬件之间的界面 操作系统与其它软件模块之间的接口 程控交换机操作系统主要完成的功能 内存管理 、程序调度、程序间的通信、处理机间的通信、时间服务、出错处理等,程控交换的操作系统,进程的概念 我们可以简单地把进程理解为程序在某一数据集上的动态执行 进程图像的组成 共享代码段 数据段 工作区 进程控制块：操作系统对每个特定进程的描述，是操作系统对进程进行调度和管理的基本依据,进程实体,程控交换的操作系统,交换软件中进程类型的划分 进程类型个数的确定要考虑多方面的因数 过少，每个进程要处理大量的事务，影响软件的模块化程度，一个进程连续占用处理机时间过长，不利于对其它进程进行调度 过多，呼叫过程中需要服务的进程数就多，进程之间的相互联系就多，影响处理机效率 一般在大型交换系统中，呼叫处理程序可划分为十几类进程，小型机只要几个就可以了。在交换系统中，一般是按功能来划分进程类型。,程控交换的操作系统,进程的等待状态与进程的有限状态机描述 在一次正常的呼叫处理过程中，每个进程都要经历几个等待状态，以等待某种事件的发生。由于每次等待状态回到运行状态后进程所要完成的任务不同，每次进入等待状态后所等待的对象也不同，所以进程的各等待状态是有区分的，为区别这些等待状态，我们用有限状态机描述进程的这种动态特性,S0,S1,S4,S3,S2,S5,Sn,初始化,终止,程控交换的操作系统,有限状态机中的各个状态代表进程的先后各个等待状态，收到不同的信息，进程作不同的处理后进入下一个等待状态。 在整个呼叫处理过程中进程就是这样从一个等待状态进入另一个等待状态，在状态转移过程中实现具体的处理，一直到进入最后一个等待状态后，进程准备终止。,程控交换的操作系统,进程的概念是随多道程序的出现而引入的，在程控交换机中引入进程概念有助于对大量并发活动的理解和描述。因为在同一时间内，交换机要处理大量的用户呼叫，实现并发处理是交换机软件的一个重要考虑。而进程这种软件结构能使软件设计者把每一组动作编程为进程中一系列不同的活动。除操作系统以外，交换软件按什么标准划分进程类型及如何确定进程类型的数量是操作系统设计中要解决的重要问题。,程序调度 程序调度就是调度合适的程序占用处理机 调度策略 程序调度是实现系统并发处理的关键之一。调度可分为静态调度和动态调度。 静态调度是把处理机时间等分一组连续的时间片，不能很好地反映系统中各任务的实时性情况，处理机使用效率不高。动态调度则完全按各程序的优先级进行的。 动态调度能合理地反映各任务的实时性情况，处理机使用效率高,程序调度 程序级别 如何把大量的呼叫处理和其它处理合理安排，既能达到时间分割多重处理，使各项任务在效果上能同时进行，又能满足实时处理要求，使各项任务按其紧急程度有次序地执行，这是执行管理程序中的任务调度要解决的问题。,每一个程序在执行的时候，都要按照其实时性的要求规定一个执行级别。实时处理是呼叫接续对处理方式提出的要求。为了达到这一要求，对程序执行划分为故障级、时钟级和基本级三种执行级别。见下表,时钟级调度 时钟中断发生后，进入时钟级调度管理程序 任务：确定本次时钟中断应调度那些时钟级进程，满足各种时钟及进程的不同周期性要求 通常以一种时钟中断为时基