程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)的軟件.ppt

1、第四章 程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)的軟件,4.1 程控交換軟件的概述 4.2 運(yùn)行軟件的一般結(jié)構(gòu) 4.3 程序的級(jí)別及調(diào)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(diǎn) 程控交換軟件的基本特點(diǎn)是：實(shí)時(shí)性強(qiáng)，具有并發(fā)性，適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性和可維護(hù)性要求高。 1實(shí)時(shí)性強(qiáng) 程控交換機(jī)是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。 2并發(fā)性和多道程序運(yùn)行 在一部交換機(jī)上，往往不僅有多個(gè)用戶同時(shí)發(fā)出呼叫請(qǐng)求，還同時(shí)有多個(gè)用戶正在進(jìn)行通話。,圖4-1 多個(gè)進(jìn)程實(shí)例共用一個(gè)程序代碼,3可靠性要求高 程控交換機(jī)應(yīng)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(yùn)行。 4能方便地適應(yīng)

2、交換機(jī)的各種條件:一個(gè)程控交換機(jī)要面對(duì)大量規(guī)模不同、對(duì)交換機(jī)功能要求不同、運(yùn)行環(huán)境不同的交換局。 5軟件的可維護(hù)性要求高:交換軟件的另一個(gè)特點(diǎn)是具有相當(dāng)大的維護(hù)工作量。,4.1.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的特點(diǎn)及其結(jié)構(gòu) 程控交換軟件的一個(gè)基本要求是容易追加新的功能及適應(yīng)不同的條件。,圖4-2 動(dòng)作驅(qū)動(dòng)程序的流程圖,圖4-3 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的流程圖,圖4-4 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)程序的一般結(jié)構(gòu),4.1.3 有限狀態(tài)機(jī)（FSM）和有限消息機(jī)（FMM）的概念 系統(tǒng)的有限狀態(tài)機(jī)描述是指能將系統(tǒng)（或進(jìn)程）的狀態(tài)定義為有限個(gè)狀態(tài)，然后描述在每個(gè)狀態(tài)下受到某個(gè)外部信號(hào)激勵(lì)時(shí)系統(tǒng)作出的響應(yīng)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移的情況。,圖4-5 FSM結(jié)構(gòu)的示

3、意圖,4.1.4 在交換軟件設(shè)計(jì)中應(yīng)用的三種類型的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 在程控交換機(jī)軟件的開發(fā)、運(yùn)行和維護(hù)階段，一般要用到三種類型的語(yǔ)言：規(guī)范描述語(yǔ)言（SDL）、各種高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言、人機(jī)對(duì)話語(yǔ)言（MML）。,1規(guī)范描述語(yǔ)言 規(guī)范描述語(yǔ)言（SDL）是原CCITT建議的一種高級(jí)語(yǔ)言，主要用來(lái)說(shuō)明電話交換系統(tǒng)的行為。 （1）系統(tǒng)定義 系統(tǒng)名字 信號(hào)定義 信號(hào)表定義 信道定義 數(shù)據(jù)定義 模塊定義,（2）模塊定義 模塊定義包含以下項(xiàng)目： 模塊名字 信號(hào)定義 信號(hào)表定義 信號(hào)路由定義 信道到路由的連接 進(jìn)程定義 數(shù)據(jù)定義,（3）進(jìn)程定義,圖4-8 SDL/GR描述進(jìn)程的主要符號(hào),2匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言 （1）匯

4、編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言是面向處理機(jī)動(dòng)作過(guò)程的語(yǔ)言 （2）高級(jí)語(yǔ)言 3人機(jī)對(duì)話語(yǔ)言（MML） （1）輸入信息人機(jī)命令 （2）輸出語(yǔ)言,4.2 運(yùn)行軟件的一般結(jié)構(gòu) 4.2.1 運(yùn)行軟件的基本結(jié)構(gòu) 程控交換機(jī)的運(yùn)行軟件指存放在交換機(jī)處理機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)交換機(jī)的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行處理的程序和數(shù)據(jù)的集合。,圖4-10 運(yùn)行軟件結(jié)構(gòu),4.2.2 局?jǐn)?shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù) 1局?jǐn)?shù)據(jù) 局?jǐn)?shù)據(jù)用來(lái)描述交換機(jī)的配置及運(yùn)行環(huán)境，主要包含以下內(nèi)容： 配置數(shù)據(jù) 交換局的號(hào)碼翻譯規(guī)則 路由中繼數(shù)據(jù) No.7信令數(shù)據(jù) 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù) 新業(yè)務(wù)提供情況,2用戶數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù)用來(lái)說(shuō)明用戶的情況，每個(gè)用戶都有其特有的用戶數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容： 用戶電

5、話號(hào)碼、用戶設(shè)備碼 用戶線類別 話機(jī)類別 用戶的服務(wù)等級(jí) 用戶對(duì)新業(yè)務(wù)的使用權(quán)及用戶已登記的新業(yè)務(wù) 用戶計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù),4.2.3 操作系統(tǒng)、呼叫處理程序以及維護(hù)管理程序 1操作系統(tǒng) 2呼叫處理程序 3維護(hù)管理系統(tǒng),4.3 程序的級(jí)別及調(diào)度 4.3.1 程序的優(yōu)先級(jí)、各類程序的特點(diǎn)及驅(qū)動(dòng)方式 程控交換機(jī)軟件的最基本特點(diǎn)是并發(fā)性和實(shí)時(shí)性，并發(fā)性是指在系統(tǒng)中存在多道被激活的作業(yè)，實(shí)時(shí)性是指系統(tǒng)對(duì)外界出現(xiàn)的事件必須在規(guī)定時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)，否則將丟失有關(guān)信息而導(dǎo)致呼叫處理的失敗。,1中斷級(jí) 中斷級(jí)程序有兩個(gè)重要特點(diǎn)，一個(gè)是實(shí)時(shí)性要求高，在事件發(fā)生時(shí)必須立即處理；另一個(gè)是事件發(fā)生的隨機(jī)性，即事件何時(shí)發(fā)生事先無(wú)法

6、確定。 2時(shí)鐘級(jí) 時(shí)鐘級(jí)程序用于處理實(shí)時(shí)性要求較高的工作（按照一定周期執(zhí)行）。 3基本級(jí) 基本級(jí)程序的功能是對(duì)外部發(fā)現(xiàn)的各種事件進(jìn)行處理。,4.3.2 時(shí)鐘級(jí)程序的調(diào)度 時(shí)鐘級(jí)調(diào)度程序是由時(shí)鐘中斷啟動(dòng)的。 1表格結(jié)構(gòu) 2調(diào)度程序流程,圖4-11 比特型時(shí)間表,2調(diào)度程序流程,圖4-12 調(diào)度程序流程圖,4.3.3 處理機(jī)占用率計(jì)算,圖4-13 時(shí)鐘級(jí)與基本級(jí)的執(zhí)行,4.3.4 基本級(jí)程序的調(diào)度 1進(jìn)程的概念 進(jìn)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(xiàn)而引入的。 進(jìn)程具有如下性質(zhì)： 進(jìn)程包含了數(shù)據(jù)和運(yùn)行于其上的程序。 同一程序同時(shí)運(yùn)行于不同數(shù)據(jù)集合上時(shí)，構(gòu)成不同的進(jìn)程。 若

7、干個(gè)進(jìn)程可以是相互交往的。 進(jìn)程可以并發(fā)地執(zhí)行。,2進(jìn)程的狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換 等待狀態(tài)：等待某個(gè)事件的發(fā)生。 就緒狀態(tài)：等待系統(tǒng)分配處理機(jī)以便運(yùn)行。 運(yùn)行狀態(tài)：占有處理機(jī)正在運(yùn)行。 每個(gè)進(jìn)程在執(zhí)行過(guò)程中，任意時(shí)刻當(dāng)且僅當(dāng)處于上述三種狀態(tài)之一。,圖4-14 進(jìn)程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換,3進(jìn)程控制塊 第類：標(biāo)識(shí)信息。用于標(biāo)識(shí)一個(gè)進(jìn)程，如進(jìn)程名（與進(jìn)程定義相對(duì)應(yīng)的程序名），進(jìn)程號(hào)碼等。 第二類：說(shuō)明信息。用于說(shuō)明進(jìn)程情況，如說(shuō)明進(jìn)程狀態(tài)，等待原因，進(jìn)程程序存放位置，進(jìn)程數(shù)據(jù)存放位置等信息。 第三類：現(xiàn)場(chǎng)信息。用于保留進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)存放在處理機(jī)中的內(nèi)容，如通用寄存器，控制寄存器的內(nèi)容，程序狀態(tài)字等。 第四類：資源信息。用

8、于說(shuō)明有關(guān)該進(jìn)程所占用的存儲(chǔ)器或外設(shè)資源的記錄和連接信息等。,4進(jìn)程通信 處理一個(gè)呼叫（或業(yè)務(wù)）需要多個(gè)進(jìn)程配合完成，進(jìn)程之間需要相互通信。 消息發(fā)送原語(yǔ)的功能為： 在消息緩沖塊中填上發(fā)送該消息的進(jìn)程所在的處理機(jī)標(biāo)識(shí)和進(jìn)程標(biāo)識(shí)。 確定消息路由。 根據(jù)已確定的消息路由發(fā)送消息。,消息等待原語(yǔ)的功能： 保存現(xiàn)場(chǎng) 將該進(jìn)程排入等待隊(duì)列，然后轉(zhuǎn)入調(diào)度程序調(diào)度就緒隊(duì)列中優(yōu)先級(jí)最高的進(jìn)程運(yùn)行。,5進(jìn)程調(diào)度 進(jìn)程調(diào)度程序的功能就是從就緒隊(duì)列中挑選一個(gè)進(jìn)程到處理機(jī)上運(yùn)行。 （1）進(jìn)程調(diào)度算法 先來(lái)先服務(wù)方法 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法 分級(jí)調(diào)度 （2）進(jìn)程調(diào)度程序,圖4-16 進(jìn)程調(diào)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(gè)呼叫同時(shí)要求一個(gè)處理機(jī)進(jìn)行處理和處理機(jī)在同一時(shí)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(shí)間內(nèi)完成，即呼叫處理程序必須具有實(shí)時(shí)性。 1用戶呼出階段 2數(shù)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(jī)中作業(yè)調(diào)度的一般流程,4.4.2 呼叫處理程序的基本組成及層次結(jié)構(gòu),圖4-18 呼叫處理程序的分層結(jié)構(gòu),第一個(gè)層次是設(shè)備控制程序（硬件接口程序），它們是終端硬件設(shè)備與信令程序、呼叫控制程序之間的接口軟件。 處于第二個(gè)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(jié)構(gòu)如圖4-19所示。,圖4-19 呼叫處理程序的基本結(jié)構(gòu),圖4-19 呼叫處理程序的基本結(jié)構(gòu),4.4.3 呼叫處理中用到的數(shù)據(jù) 1暫時(shí)性數(shù)據(jù) （1）呼叫控制塊 （2）設(shè)備表 （3）資源狀態(tài)表,圖4-20 呼叫控制塊結(jié)構(gòu),2半固定數(shù)據(jù) （1）用戶數(shù)據(jù) 用戶數(shù)據(jù)描述了用戶的全部信息，每一個(gè)用戶都有自己的用戶數(shù)據(jù)。用戶數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容： 用戶電話號(hào)碼及設(shè)備碼； 用戶使用狀況； 用戶線類別（如普通、投幣、用戶交換機(jī)等）； 用戶發(fā)話等級(jí)； 用戶話機(jī)類型； 新業(yè)務(wù)使用情況； 計(jì)費(fèi)類別。,（2）局?jǐn)?shù)據(jù) 局?jǐn)?shù)據(jù)主要有數(shù)字分析表、路由和中繼數(shù)據(jù)、計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)等。 數(shù)字分析表 前綴分析表 地址翻譯表 路由、中

11、繼數(shù)據(jù) 計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù),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(jī)掃描程序,圖4-22 掃描程序流程圖,（2）撥號(hào)數(shù)字的接收?qǐng)D4-23 雙音多頻收號(hào)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(jìn)程,圖4-25 用戶線存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),狀態(tài)信息：記錄用戶當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。 記發(fā)器號(hào)碼：在收號(hào)階段，將為用戶分配相應(yīng)的收號(hào)器，該處記錄其號(hào)碼，以便在收號(hào)完畢后歸還。 號(hào)碼存儲(chǔ)區(qū)指針：在收號(hào)階段，用戶線管理程序要申請(qǐng)一個(gè)空閑的存儲(chǔ)塊，用來(lái)存儲(chǔ)接收到的號(hào)碼，此處用來(lái)存放指向號(hào)碼存儲(chǔ)區(qū)的指針。 信令分配信息：用來(lái)記錄對(duì)該用戶線的驅(qū)動(dòng)信息。 呼叫控制塊號(hào)碼：用來(lái)記錄該用戶

12、線使用的呼叫控制塊號(hào)碼，用戶線處理進(jìn)程向呼叫控制進(jìn)程發(fā)送的消息中，應(yīng)包括與該用戶線對(duì)應(yīng)的呼叫控制塊的號(hào)碼，以便任務(wù)調(diào)度程序?qū)⒋讼l(fā)送給與此用戶線對(duì)應(yīng)的呼叫控制進(jìn)程。,圖4-26 簡(jiǎn)化SDL/GR圖,2中繼線路信令處理程序 （1）局間數(shù)字型線路信令 （2）出中繼數(shù)字線路信令處理程序 數(shù)字中繼線路信令的掃描與驅(qū)動(dòng),圖4-27 掃描存儲(chǔ)器（SCN）和上次掃描值存儲(chǔ)器（LSCN）的結(jié)構(gòu),圖4-28 對(duì)30路中繼的線路信令進(jìn)行掃描的程序流程圖, 數(shù)字線路信令的驅(qū)動(dòng) 出中繼數(shù)字線路信令處理進(jìn)程,圖4-29 出中繼數(shù)字線路信令處理進(jìn)程的簡(jiǎn)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(jī)上的實(shí)現(xiàn) （1）實(shí)施No.7信令系統(tǒng)時(shí)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(shí)現(xiàn)，有的由軟件實(shí)現(xiàn)。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(jí)軟、硬件功能劃分,第三級(jí)和第四級(jí)的功能由軟件實(shí)現(xiàn)。 （2）No.7信令在S1240系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn),圖4-32 No.7四級(jí)功能在S1240系統(tǒng)中的分布示意圖,No.7信令的第一級(jí)功能是數(shù)字中繼模塊（DTM）和公共信道信號(hào)模塊（CCSM）之間通過(guò)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)DSN中的半永久通路相連的一個(gè)時(shí)隙，即一個(gè)64 kbit/s的數(shù)據(jù)通道。 第二級(jí)信號(hào)鏈路功能由CCMS信號(hào)終端中的硬件和軟件實(shí)

14、現(xiàn)。 第三級(jí)的消息處理功能由CCSM中的軟件實(shí)現(xiàn)。信號(hào)網(wǎng)管理功能由SACE N7中的軟件實(shí)現(xiàn)。 第四級(jí)電話用戶（TUP）功能由駐存在DTM中的軟件實(shí)現(xiàn)。 No.7信令模塊CCSM,圖4-33 CCSM硬件結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn),圖4-34 NEAX61中No.7信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),No.7的第一級(jí)功能由數(shù)字中繼接口（DTI）、時(shí)分?jǐn)?shù)字網(wǎng)（TDNW）以及No.7信令接口（N7SI）完成。 No.7的第二功能級(jí)的功能由公共信道信號(hào)控制器（CCSC）完成。 No.7的第三級(jí)和第四級(jí)功能由駐存在專用信號(hào)處理機(jī)（CCSP）和呼叫處理機(jī)（CL

15、P）及維護(hù)管理處理機(jī)（OMP）中的軟件來(lái)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(hào)”狀態(tài)可能收到的消息有“掛機(jī)”、“久不撥號(hào)”或“預(yù)譯號(hào)碼”。,圖4-36 呼叫控制進(jìn)程簡(jiǎn)化SDL圖（1）,圖4-37 呼叫控制進(jìn)程簡(jiǎn)化SDL圖（2）,圖4-38 呼叫控制進(jìn)程出局呼叫時(shí)從數(shù)字分析后至出局通話狀態(tài)時(shí)的簡(jiǎn)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(duì)鍵法時(shí)表格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2去話分析 去話分析的最后結(jié)果一般應(yīng)包括： 收號(hào)設(shè)備類型號(hào)； 應(yīng)執(zhí)行的任務(wù)號(hào)碼； 下一狀態(tài)號(hào)碼。 3來(lái)話分析 被叫用戶的用戶數(shù)據(jù)； 被叫用戶的狀態(tài)； 主叫用戶的某些數(shù)據(jù)。