通信工程師交換技術控制系統(tǒng)的結構與特點

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　　4.3.2 控制系統(tǒng)的結構與特點
控制系統(tǒng)的工作過程常具有下述標準模式。
1）接收外界信息，如外部設備的狀態(tài)變化、請求服務的命令或信令消息等。
2）分析并處理信息，即在計算機內部對接收到的信息進行分析處理。
3）輸出處理結果，輸出驅動外設的控制信號或指導外設運行的狀態(tài)信息等。
SPC控制系統(tǒng)中，外設輸人的信號暫時存儲在存儲器，由處理器在適當?shù)臅r刻讀出和處理，其輸出過程與輸人過程相似。圖4-45給出了計算機控制系統(tǒng)的一般邏輯結構和電路結構。接口的作用是將外來信息轉變成適合處理器處理的數(shù)據(jù)形式，或反之。接口數(shù)據(jù)寫人存儲器的過程常需借助于處理器，這既可以由接口中獨立的處理器完成，也可由控制系統(tǒng)的主處理器完成。接口數(shù)據(jù)的讀取和存儲有相應的操作程序，常稱為接口驅動程序。接口驅動程序的調用有查詢方式和中斷方式，兩種方式對外界信號的響應速度不同。査詢方式時，接口驅動程序由操作系統(tǒng)定時調用，其優(yōu)點是可以在操作系統(tǒng)控制下運行，因而管理比較容易。

它的缺點是對外界變化的響應有一定的延時。此外，無論外界信號是否發(fā)生了變化，查詢過程必須定期進行，占用較多CPU時間，效率低。在中斷方式下，接口驅動程序由接口信號變化產生中斷調用，其優(yōu)點是實時性強，且僅在外界信號到達時啟動程序，效率較髙。它的缺點是中斷的隨機性很大，被中斷程序的環(huán)境必須得到妥善保護，因此中斷處理方式相對較復雜。實際應用中應根據(jù)輸入信號的實時性要求及處理器的負荷來決定接口驅動程序的調用方式。
計算機控制系統(tǒng)的硬件常有固定的組成：接口（1/0)、存儲器（MEM)和中央處理器(CPU),其邏輯組成是簡單的，但具體實現(xiàn)卻是多樣的。實際控制系統(tǒng)的種種差別，主要來自它們使用的CPU的不同。目前各半導體制造商生產的CPU,在總線結構、控制方式及傳輸時序等方面無統(tǒng)一標準，因而不同的CPU常要求使用不同的外設接口電路。接口電路必須將外設輸人的信號轉變成適合CPU總線傳輸?shù)男盘枺笴PU能如同讀寫存儲器那樣讀寫接口電路。因此，接口電路的設計除了要考慮外設的特性，還與連接的總線有關。實際程控交換機的控制系統(tǒng)可由多個CPU組成，各CPU總線之間，外設與各CPU總線之間存在著大量的接口，如何設計和選擇這些接口是硬件系統(tǒng)設計的一個重要內容。
圖4-46給出了計算機控制系統(tǒng)的常見接口，這些接口連接的外設不同，輸人信號形式不同。隨著交換機接口種類的增加，控制系統(tǒng)的對應接口也會相應增加?？梢钥吹剑脩艚涌谔崛〉膸庑帕畋恢苯铀腿丝刂葡到y(tǒng)，帶內信令則通過交換網(wǎng)絡送人控制系統(tǒng)。帶外信令及振鈴控制均是0/1開關信號，僅需lbit表示，控制系統(tǒng)中的相應接口應能將來自多個用戶接口監(jiān)測信令合并為適合總線傳輸?shù)?位或16位并行數(shù)據(jù)。帶內信令當采用PCM編碼時，控制系統(tǒng)的PCM信令I/O必須具有適當?shù)膫鬏斔俾剩绠擯CM信令為TS,6單路信令時，I/O應工作于64kbit/s速率。此外，I/O應能將來.自交換網(wǎng)絡的串行數(shù)據(jù)轉換為適合總線傳輸?shù)牟⑿袛?shù)據(jù)。當帶內信令采用MF編碼時，控制系統(tǒng)的MFI/0應能將相應的DTMF信號或MFC信號轉換成若干位（通常是4位）的二進制碼字，并行輸出。接續(xù)控制1/0提供交換機

CPU控制交換網(wǎng)絡的接口。大多數(shù)的集成電路交換芯片都提供了控制接口，當這些接口與控制總線相兼容時，交換芯片可直接跨接到CPU總線上。計費I/O單向輸出計費信息至計.費系統(tǒng)。維fI/O提供了操作、維護人員訪問季統(tǒng)軟件的人口。計費系統(tǒng)、維護終端與控制系統(tǒng)之間的k息傳輸，完全是計算機之間的通信，可以采用多種方式來實現(xiàn)。最常見的是采用RS-232來傳輸，傳遞的信息可以是ASCII字符形式，也可以是二進制編碼形式。
存儲器用來存儲程序、工作數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。程序存儲器通常禁止寫搡作，工作數(shù)據(jù)存儲器僅允許通過維護終端接口訪問或讀寫，動態(tài)數(shù)據(jù)則是實時變化的，一般存儲在RAM中。為了節(jié)省存儲器空間，一些不常運行的程序，比如脫機診斷程序，通常存儲在外部磁帶或磁盤中，僅在需要時調人內存。一些基礎程序和數(shù)據(jù)也可能固化在ROM中。
與一般計算機控制系統(tǒng)相比，交換機的SPC控制系統(tǒng)有下列特點。
1）接口種類多，輸人數(shù)據(jù)量大，實時性強。
2）接口信號形式多，有ASCII字符形式，二進制編碼形式、半字節(jié)和整字節(jié)等。
3）控制系統(tǒng)的CPU和I/O等硬件的設計應以恰好滿足需要為目標，以此換取可靠性和處理速度的提高及成本的下降。
4）系統(tǒng)必須高度可靠，長期24小時連續(xù)運行。
根據(jù)上述特點，程控交換機常使用專門的CPU和I/O集成電路。

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