Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn Chơng Kỹ thuật điều khiển I Tổng quan : Đối với tổng đài điện cơ, chức báo hiệu, xử lý gọi, tính cớc đợc thực dựa vào số liệu đợc ghi sở đấu nối cứng mạch với phần tử logic Nhờ hoạt động tiếp điểm rơle mà chức logic định trớc đợc thực hiện, nh vậy, cần phải thay đổi số liệu đa số liệu bổ sung để thay đổi trình điều khiển thay đổi nghiệp vụ thuê bao cần phải thay đổi cách đấu nối cứng Việc bất tiện, có không thực đợc Đối với tổng đài điện tử số SPC, số vi xử lý đợc dùng để điều khiển chức tổng đài Việc điều khiển đợc thực thông qua việc thi hành loạt lệnh ghi sẵn nhớ Trình tự thực thao tác chuyển mạch đợc lu mạch nhớ dới dạng lệnh chơng trình sau thực thao tác chuyển cách kích hoạt mạch sở nhiều lần Vì vậy, số liệu trực tiếp thuộc tổng đài nh số liệu hồ sơ thuê bao, bảng phiên dịch địa chỉ, thông tin tạo tuyến, tính cớc, thống kê gọi đợc lu trữ lại nhớ nh đơn vị băng từ, đơn vị đĩa từ Các chơng trình điều khiển xử lý điều khiển thiết bị tổng đài nh ngoại vi thuê bao, ngoại vi báo hiệu, trờng chuyển mạch, ngoại vi trao đổi ngời-máy, thiết bị tính cớc đợc lu trữ lại nhớ Các số liệu chơng trình bổ sung, sửa đổi thay cách dễ dàng thông qua thiết bị giao tiếp ngời máy nh bàn phím máy vi tính Điều tạo khả linh hoạt cao trình điều hành tổng đài ã Yêu cầu phần cứng phần mền điều khiển : Tổng đài điện tử số SPC đợc điều khiển xử lý chơng trình, chơng trình phải có tính thông minh thật xử lý phải có khả đáp ứng để thực chức điều khiển ã Xư lý d÷ liƯu thêi gian thùc : VÝ dụ : Một ngời lái xe với độ an toàn giao thông cao giác quan, suy nghĩ tập trung vào việc lu thông đờng Tất biến cố, kiện xảy đờng đợc ghi nhận xử lý đầu để có thao tác thích hợp tức Sự xác định tình giao thông, xử lý định thao th¸c, thùc hiƯn c¸c thao t¸c Êy lËp tøc gọi xử lý thời gian thực Trong tổng đài đòi hỏi nh vậy, tức phải điều khiển theo thời gian thực nhng tốc độ nhanh nhiều lần Hàng trăm ngàn thao tác giây phải đợc thực Đặc điểm thao tác thờng đơn giản có tính đơn điệu nh : quét tất đờng dây thuê bao, trung kế để xác định tín hiệu nhấc máy Tuy nhiên có số thao tác phức tạp nh chọn đờng dẫn chuyển mạch để thiết lập gọi, bảo dỡng Bài giảng môn Tổng đài ®iƯn tư Trang 3.1 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn II Cấu trúc phần cứng hệ thống điều khiển tổng đài SPC : II.1 Cấu trúc chung : II.1.1 Sơ đồ khối : Địa lệnh Bộ phân phèi lƯnh Ghi ph¸t thao t¸c Ghi ph¸t lƯnh Bé nhớ chơng trình Địa số liệu Địa vào Bộ nhớ số liệu phiên dịch Thiết bị giao tiếp vào Ra Vào Từ thiết bị cần điều khiển đa tới Hình 3-1 : Cấu trúc chung hệ thống điều khiển II.1.2 Chức : ã Bộ phân phối lệnh : Phân phối lệnh thích hợp để thực thi sở loại thiết bị ngoại vi chuyển mạch, thứ tự u tiên chúng thông tin đa vào Nó đa tới nhớ chơng trình địa lệnh cần thiết phải xử lý theo nguyên tắc gói đệm, tức là, thời gian thực thi lệnh địa lệnh đà đợc ghi tới nhớ chơng trình Ngoài ra, số liệu cần thiết liên quan đến lệnh đợc gởi từ đến nhớ số liệu va phiên dịch ã Bộ ghi phát lệnh : Làm nhiệm vụ ghi đệm lệnh cần thực ã Bộ nhớ chơng trình : Nhiệm vụ ghi lại tất chơng trình cần thiết cho nhiệm vụ điều khiển mà đảm nhận Bộ nhớ thờng có cấu trúc kiểu ROM Các chơng trình chơng trình xử lý gọi bảo dỡng vận hành ã Bộ nhớ số liệu phiên dịch : Ghi lại loại số liệu cần thiết phục vụ cho trình thực lệnh Ngoài số liệu nh thuê bao, trung kế hệ thống xử lý tổng đài điện tử nh xử lý điều hành bảo dỡng (OMP) có nhớ số liệu phục vụ công việc điều hành bảo dỡng, xử lý chuyển mạch có nhớ số liệu phiên dịch, tạo tuyến để ghi lại bảng trạng Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.2 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn thái tuyến nối, hồ sơ thuê bao dới dạng bán cố định.Ngoài nhớ này, có nhớ tạm thời, ghi lại số liệu cần thiết cho qu¸ trinh xư lý gäi, vÝ dơ sè liƯu địa thuê bao, số liệu trạng thái thuê bao bận hay rỗi Các số liệu thay đổi trình xử lý gọi ã Bộ ghi phát thao tác : Làm nhiệm vụ thực thi thao tác logic số học theo lệnh số liệu thích hợp để đa lệnh điều khiển tơng ứng, qua thiết bị giao tiếp vào tới ngoại vi điều khiển lệnh thị tới kết công việc Trong trờng hợp lệnh sau thực thi cần phải thực lệnh để phục vụ công việc ghi phát thao tác chuyển yêu cầu xử lý tới phân phối lệnh chuyển kết tới nhớ số liệu cần thiết ã Thiết bị giao tiếp vào : Làm nhiệm vụ đệm chuyển thông tin từ thiết bị ngoại vi vào nhớ điều khiển chuyển lệnh từ nhớ điều khiển tới thiết bị ngoại vi II.1.3 Nguyên lý làm việc : Tổng đài số SPC thờng có cấu trúc điều khiển phân bố ®ã cã nhiỊu bé xư lý, cã kh¸c chức xử lý, công suất lu lợng nhng chúng có cấu trúc tổng quát nh Để thực thao tác điều khiển, thiết bị điều khiển nhận thông tin từ thiết bị ngoại vi thông qua thiết bị vào tới phận phân phối lệnh Căn vào công việc cụ thể mức u tiên mà phận phân phối lệnh đa địa cần thiết tới nhớ chơng trình Tại đây, chơng trình cần thực đợc gọi từ ghi phát đệm Thông thờng, lệnh đợc gọi ghi ghi phát lệnh địa lệnh đà đợc chuyển giao tới nhớ chơng trình Khi lệnh lu ë bé ghi ph¸t lƯnh chun tíi bé ghi ph¸t thao tác lệnh ứng với địa vừa lu đợc đa đến ghi phát lệnh địa lệnh lại đợc chuyển đến nhớ chơng trình Quá trình tiếp tục nh Đồng thời với việc đa địa tới nhớ chơng trình, phân phối lệnh đa địa sè liƯu kÌm theo cho lƯnh ®ã tíi bé nhí số liệu Khi lệnh đợc đa tới ghi phát thao tác số liệu tơng ứng đợc đa tới Tại lệnh đợc thực thi kết thông số điều khiển đợc đa Thông số logic kết công việc xử lý đợc chuyển tới thiết bị ngoại vi thực công việc Nếu cha phải kết công việc thông số đợc ghi lại nhớ số liệu cho lệnh sau thông báo việc cho phân phối lệnh Bộ phân phối lệnh định tiếp tục thực lệnh để hoàn thành công việc hay tạm dừng cha đủ số liệu cần thiết II.2 Các loại cấu trúc điều khiển: Tuỳ theo dung lợng phơng thức điều khiển đợc phân bố cấp điều khiển khác mà điều khiển trung tâm sử dụng đơn xử lý hay đa xử lý Bài giảng môn Tổng đài điện tư Trang 3.3 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn II.2.1 Cấu trúc điều khiển đơn xử lý : Toàn hoạt động tổng đài đợc điều khiển bé xư lý nhÊt Do ®ã bé vi xử lý bị hỏng dẫn đến ngừng làm việc toàn hệ thống Để nâng cao độ tin cậy cần phải có hệ thống dự phòng Liên lạc khối vi xử lý với module tổng đài đờng truyền số liệu riêng Bộ xử lý liên lạc với điều khiển ngoại vi loại bus : thông tin điều khiển Bus ®iỊu khiĨn bao gåm bus ®Þa chØ, bus ®iỊu khiĨn thông báo Bộ xử lý can thiệp vào giai đoạn thiết lập gọi gọi phải xử lý qua nhiều lần trớc kết thúc ã Ưu điểm : Đơn giản, can thiệp vào tổng đài vị trí, thực chức cố định suốt thời gian hoạt động tổng đài ã Nhợc điểm : Phần mềm phức tạp, phải dùng nhiều lệnh ngắt, khả mở rộng dung lợng tổng đài, thích hợp tổng đài dung lợng nhỏ Memory Bộ xử lý I/O Điều khiển ngoại vi Giao tiếp đầu cuối Trờng chuyển Hình 3-2 : Cấu trúc đơn xử lý II.2.2 Cấu trúc đa xử lý : Phần lớn, tổng đài dung lợng ;lớn ngày sử dụng cấu trúc đa xử lý Nó khắc phục nhợc điểm đơn xử lý, nhiên việc tơng thích gữa xử lý gặp khó khăn Xét mặt vị trí, ta phân loại nh sau : ã §iỊu khiĨn tËp trung : C¸c bé xư lý cã cấp độ, vai trò chúng nh Họat động xử lý đợc điều khiển điều khiển phối hợp hoạt động Mỗi xử lý có nhớ riêng Các xử lý làm việc theo kiểu phân chia tải động, nghĩa lu lợng xử lý không cố định xử lý đảm nhiệm toàn trình gọi xử lý Do đặc điểm tập trung nên việc điều khiển toàn hoạt động tổng đài phụ thuộc yếu tố thời gian (thời gian ảnh hởng trực tiếp đến dung lợng) ã Ưu điểm : Bài giảng môn Tổng đài ®iƯn tư Trang 3.4 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn - Tận dụng hết suất - Trao đổi xử lý nhỏ ã Nhợc : - Mỗi xử lý làm hết công việc tổng đài, nên cần nhiều lệnh ngắt, nhớ cần lu trữ lọai phần mềm cho xử lý Do đó, đợc áp dụng đợc áp dụng phần Memory chung I/O Điều khiển phối hợp hoạt động P1 M1 Pn Mn Điều khiển ngoại vi Giao tiếp thuê bao & trung kế Mạng chuyển mạch Hình 3-3 : Điều khiển tập trung ã Điều khiển phân tán : XLTT XLSB1 XLSB1 XLSB1 XLSB2 XLSB2 XLSB2 Hình 3-4 : Điều khiển phân tán Trong điều khiển phân tán tồn xử lý trung tâm gọi Master, giải qut nh÷ng nhiƯm vơ cã tÝnh chÊt chung cđa hƯ thèng vµ ủ nhiƯm sè nhiƯm vơ cã tÝnh chất phận cho xử lý sơ Độ phức tạp tải điều khiển trung tâm đợc cảu thiện không cần xử lý vấn đề đơn giản không yêu cầu thời gian mà chúng đợc cung cấp số liệu đà đợc xử lý s¬ bé ViƯc xư lý s¬ bé thùc hiƯn theo nhiều cấp Các xử lý thực chức đơn giản không quan trọng vấn đề thời gian đợc đặt cấp thấp cđa cÊu tróc Chóng cã nhiƯm vơ chun th«ng tin cÇn thiÕt sư dơng cho viƯc xư lý ë cÊp cao Vị trí cao đơn vị xử lý trung tâm Những sở để phân chia chức cấp xử lý khác Trong điện thoại độ phức tạp tần suất chức điều khiển thay đổi phạm vi rộng (Mối quan hệ tần suất độ phức tạp đợc biểu diễn nh hình 3-5) Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.5 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn + Đoạn biểu diễn điều khiển có độ phức tạp thấp, nhng hay xảy Ví dụ : Việc giám sát đờng dây, chọn đờng rỗi, điều khiển chuyển mạch + Đoạn ứng với việc phân tích số liệu, chọn hớng rối chức quản lý gọi + Đoạn ứng với chức khai thác xử lý lỗi Những vấn đề phức tạp nhng xảy Tần suất Độ phức tạp Hình 3-5 Quan hệ tần suất độ phức tạp So với điều khiển tập trung phần giao tiếp hệ thống có t mạnh có tính module Master giữ vai trò điều khiển hệ thống thông tin slaver Có thể nói master giao điểm lu lợng, điểm yếu điều khiển Việc xử lý nhiều trình song song mà phải đảm bảo trình đồng tránh va chạm khó khăn Tuy nhiên, có tính module cao, nên việc thay thế, mở rộng phối hợp với công nghệ phần cứng thuận tiện Từ đẫn đến sở phân chia theo chức cấp khác A, Phân theo chức : Bộ nhớ trung tâm ĐKTT I/O Điều khiển phối hợp hoạt động M1 P1 M2 P2 Giao tiếp thuê bao trung kế M3 P3 Trờng chuyển mạch Hình 3-6 : Phân theo chức Mỗi chức hệ thống đợc giao cho nhóm xử lý Các xử lý đến lợc chúng lại làm viƯc theo bé chia t¶i VÝ dơ : P1:Bé xư lý gọi Đảm nhiệm khâu giám sát thuê bao P2:Bộ xử lý báo hiệu, hoạt động nh ghi phát Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.6 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn P3: Xư lý chun mạch, điều khiển mạng chuyển mạch Điều khiển trung tâm làm nhiệm vụ điều hành xử lý sơ bộ, làm công việc xử lý vận hành bảo dỡng Bộ xử lý trung tâm đơn xử lý hay đa xử lý ã Ưu điểm : - Viết phần mềm có hệ thống, chuyên môn hoá - Kiểm tra công việc dễ dàng - Bộ xử lý có nhơ riêng lu phần mềm riêng nên việc đánh địa đơn giản - Phù hợp với dung lợng lớn ã Nhợc điểm : - Trao đổi số liệu xử lý phải cẩn thận - Số lợng xử lý không phụ thuộc vào dung lợng tổng đài mà phụ thuộc vào số chức năng, tổng đài có dung lợng nhỏ không tận dụng hết khả xử lý - Khi tính toán phải tính đến khả tải lớn hệ thống, xử lý không hỗ trợ - Khi xử lý hỏng toàn hệ thống ngừng hoạt động B, Phân theo module : Bộ nhớ trung Điều khiển trung tâm I/O Điều khiển phối hợp họat ®éng Module Giao tiÕp thuª bao Module Giao tiÕp trung kế Module Trờng chuyển mạch Hình 3-7 : Phân theo module Các module tổng đài ( Giao tiếp thuê bao, giao tiếp trung kế, trờng chuyển mạch ) có xử lý riêng để xử lý hầu hết chức module, toàn hệ thống điều khiển trung tâm đảm trách ã Ưu điểm : Việc phát triển dung lợng dễ dàng, việc thay ®ỉi, ®iỊu chØnh, kiĨm tra, ®o thư lµ thn tiƯn ã Nhợc điểm : Bài giảng môn Tổng đài điện tư Trang 3.7 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn ViƯc trao đổi thông tin module thông qua đờng truyền số liệu không thuận tiện Trong thực tế, ngời ta dùng phơng thức tổ hợp, tức vấn đề đơn giản theo module phức tạp dùng chức II.3 Điều khiển trung tâm trao đổi vi xử lý : II.3.1 Điều khiển trung tâm : Tùy theo dung lợng tổng đài phơng thức điều khiển mà điều khiển trung t©m cã thĨ sư dơng mét hay nhiỊu bé xư lý Th−êng c¸c bé xư lý cc gäi cã møc −u tiªn ngang nhau, cã chän bé xư lý chđ Nã cã nhiƯm vơ ph¸t hiƯn, xử lý lỗi Đôi khi, thân không chức xử lý gọi Quyền làm chủ đợc trao cho bé xư lý cc gäi tiÕp theo t−¬ng ứng với mức u tiên xác định trớc.Việc điều hành điều khiển vào sử dụng xử lý riêng Để tránh nhiều xử lý tiếp nhận gäi cïng lóc, ng−êi ta sư dơng bit cê để làm cho xử lý thực chức hoạt động cấm xử lý khác Phân bố điều khiển xử lý trung tâm theo phơng thức có u điểm xử lý giống nên mở rộng tổng đài tốn hệ thống bị tải ã Nhợc điểm : Mỗi xử lý phải có toàn phần mềm hệ thống, xác suất xảy đụng độ nhiều Lỗi xảy điều khiển trung tâm quan trọng có nhiều nguyên nhân gây lỗi Để đảm bảo độ tin cậy điều khiển trung tâm, cần thực biện pháp chống lỗi thích hợp, ngăn chặn lỗi lan truyền cần có hệ thống dự phòmg Chọn kiểu dự phòng quan trọng lựa chọn cấu hình hệ thống II.3.2 Sự trao đổi thông tin xử lý : Sự tổ chức phơng thức trao đổi thông tin nhớ vi xử lý chúng với điều quan trọng tổng đài Lợng tin tức trao đổi Tỷ lệ phân chia chức ă Hình 3-8 : Quan hệ lợng tin tức trao đổi xử lý tỷ lệ phân chia chúng Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.8 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn Đối với điều khiển phân bố, phơng thức trao đổi tin cấp có tác động đến khối lợng thông tin cần truyền Nó chức xử lý xử lý sơ Tác động phân bố chức vào khối lợng tin cần truyền thể đồ thị Hình 3-8 Lợng thông tin cần truyền xử lý giảm ta tăng tỷ lệ phân chia chức cho cấp xử lý sơ Không áp dụng phơng thức trao đổi thông tin trực tiếp cấp Việc trao đổi thông tin cấp điều khiển đợc thực đờng truyền số liệu riêng, thông qua trờng chuyển mạch Khi dùng đờng truyền riêng, xử lý giao tiếp với qua hệ thống bus Hệ thống bus đợc phân cấp ứng với cấp điều khiển Trờng chuyển mạch TS16 Bộ xử lý đờng dây Xử lý gọi Bộ xử lý Hình 3-9 : Truyền thông tin chínhcác xử lý Thông tin xử lý đợc gởi luồn PCM vào khe thời gian TS16 Ka/Kb 0,5 Sè bé xư lý H×nh 3-10 : Mèi quan hƯ gi÷a tû sè kinh phÝ và20 xử lý số 10 15 Trong : Ka : Phơng thức dùng đờng truyền số liệu riêng, Kb : qua trờng chuyển mạch Đối với tổng đài có dung lợng nhỏ, ngời ta dùng phơng thức đờng truyền số liệu riêng, không qua trờng chuyển mạch có tính kinh tế ngợc lại Các vấn đề liên quan đến việc tổ chức nhớ, xuất phát từ yêu cầu lu trữ khối lợng lớn liệu chung dùng cho chức điều khiển Trong hệ thống đa xử lý, trạng thái chạy đua xử lý thờng xuyên xảy ra, thời điểm, xử lý cần đến loạt liệu Trong trờng hợp này, xử lý phải ợc hàng chờ đợi, điều làm giảm hiệu suất chúng Nếu điều khiển trung tâm thực phơng thức phân theo chức năng, xác suất xảy va chạm nhỏ hơn, phần mền chØ dïng cho mét bé xö lý hay mét nhãm xử lý Phần chơng trình đợc lu trữ Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.9 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn nhớ riêng xử lý sơ Số chức xử lý cấp dới nhiều dẫn đến tăng tải tăng dung lợng nhớ xử lý cấp Trong hệ thống phân bố theo tải, tất chơng trình số liệu chung cho xử lý, vậy, thờng áp dụng phơng pháp lu trữ chơng trình số liệu nhớ chung Tuy nhiên, chơng trình trang bị độc lập cho tất xử lý Thời gian chờ đợi xử lý tiếp tục giảm nh số liệu chung đợc phân thành nhiều khối độc lập, việc truy nhập đến chúng đợc thực đồng thời Các mạch điều khiển phối hợp hoạt động bảo đảm chức Viẹc phân chia khối nhớ phải tuân theo quy định : chơng trình hay số liệu đợc ghi mọt khối không đợc triệt tiêu Việc giảm thời gian chờ đợi xử lý có nghià đà tăng hiệu suất họat động xử lý III Cơ cấu dự phòng: Để đảm bảo độ tin cậy cao an toàn trình làm việc, số cấp điều khiển phải trang bị dự phòng Tức trang bị hay cho xử lý cho thiết bị điều khiển Các xử lý bao gồm đơn vị xử lý trung tâm mạch điện hổ trợ nh loại nhớ, mạch điện giao tiếp, giám sát, phối hợp III.1 Dự phòng cấp đồng : Tải cần xử lý Pa C Pb Ma ~ Mb H×nh 3-11 : Dù phòng cấp đồng Trong : C: Tạo nhịp ®ång hå M: Bé nhí P: Bé xư lý Hai xử lý Pa, Pb đợc xử dụng để xử lý tải cho khu vực chúng đảm nhiệm Pa, Pb có nhớ Ma Mb riêng để tiếp cận tới toàn tải cần lý Hai xử lý đảm nhiệm công việc để xử lý đồng với nhau, kết đợc so sánh với Nếu khác, chơng trình phán đoán lỗi tiến hành để phát xử lý có lỗi thời gian ngắn Bộ xử lý lại tiếp tục công việc Nhợc : Trờng hợp có lỗi phần mềm phát lúc kết xử lý giống Mặt khác, công suất phải đủ lớn để xử lý toàn tải khu vực chúng đảm nhiệm Do đó, hiệu suất sử dụng không cao Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.10 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn III.2 Dự phòng phân tải : Tải cần xử lý Pa Pb Ma Mb Ex H×nh 3-12 : Dù phòng phân tải Ex : Cơ cấu bảo dỡng tự động Hai xử lý làm công việc khác nhau, từ số ngồn tải định Nhờ chức bảo dỡng tự động EX để ngăn ngừa hai tiếp cận thiết bị ngoại vi kiểm tra trình chúng Mỗi xử lý có nhớ riêng gồm nhớ chơng trình , nhớ phiên dịch nhớ số liệu Trong nhớ chơng trình có nội dung giống Hai xử lý đợc phân tải ngẫu nhiên, không trùng nhờ Ex giám sát Khi xảy cố toàn tải tập trung vào xử lý lại, hỏng tự động tách Ưu: Thời gian cao điểm công suất hai xử lý đẩm bảo đợc klu lợng lớn Thờng đợc sử dụng cấp tổng đài cấp cao III.3 Dự phòng nóng : Tải cần xử lý Pa Ma Pb Cm Mb H×nh 3-13 : Dù phòng nóng Hai xử lý Pa, Pb có công suất đủ lớn để đảm nhiệm toàn công việc thuộc khu vực Trong hai làm việc dự phòng Hai xử lý độc lập Thông thờng xử lý dự phòng làm việc tức thời sau xảy cố Để khắc phục ngời ta sử dụng nhớ chung CM mà hai xử lý điều tiếp Bài giảng môn Tổng đài ®iƯn tư Trang 3.11 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn cận Các trạng thái tức thời ghi vào CM nhờ xử lý dự phòng lấy thông tin cách tức thời dể hoạt động sau xảy cố Nhợc : Một số công việc thực trớc khoảng chu kỳ chép nhớ chung đà bị xoá cố xảy III.4 Dự phòng n+1: P1 đến Pn làm nhiƯm vơ xư lý t¶i tøc thêi cho hƯ thèng, xử lý Pn+1 để dự phòng Bình thờng xử lý đảm nhận số công việc Khi xảy cố Pn+1 tiếp tục công việc xử lý có cố ¦u: DƠ dµng cÊu tróc hƯ thèng theo module, thn tiện phát triển hệ thống có dung lợng lớn Mặt khác, cao điểm Pn+1 xử lý bớt số công việc tránh tợng tải Tải cần xử lý P1 P2 Pn Pn+ P1 P2 … Pn Pn+ Bé nhí chung H×nh 3-14 : Dự phòng n+1 Trong loại dự phòng dự phòng phân tải đợc xử dụng nhiều Nó tránh đợc gián đoạn hoạt động Bình thờng lực xử lý lại cao yêu cầu, nh không xảy ứ tải IV Cấu trúc phần mềm tổng đài : IV.1 Khái niƯm chung : TÝnh chÊt quan träng cđa cc gäi lu trữ làm chậm lại đợc Tại thời điểm lại có nhiều gọi cần đợc đáp ứng ngay, cần có thao tác thiếu chuẩn xác không kéo theo làm trì hoÃn gọi khác, trầm trọng hơn, làm ngừng hệ thống Từ đó, phần mền tổng đài điện tử số SPC cần phải thỏa mÃn yêu cầu sau : - Chơng trình phải đợc thi hành thời gian thực - Các trình liên quan đến thiết lập gọi, trì, giải phóng phải đợc xử lý song song để tăng độ xác - Phải giữ vững thông tin tình huống, chí chấp nhận mức độ giảm chất lợng - Chuẩn đoán xử lý lỗi cần phải nhanh chóng xác Điều giúp hệ thống khôi phục hoạt động đợc nhanh chóng, không để ứ đọng thông tin - Phần mềm phải linh họat, dễ thay đổi để thuận tiện cho việc phát triển dịch vụ thuê bao Bài giảng môn Tổng đài ®iƯn tư Trang 3.12 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn - Dữ liệu phải có cấu trúc gọn nhẹ nhng ®Çy ®đ, cho viƯc truy cËp thËt nhanh chãng xác IV.2 Các vấn đề thiết kế phần mềm : IV.2.1 Các đặc tính chủ yếu phần mềm : Phần mềm tổng đài SPC phải có hệ điều hành thời gian thực Nó phải có khả xử lý đồng thời số lợng lớn gọi, đồng thời, phải có đặc tính riêng để đảm bảo dịch vụ điện thoại không bị ngắt vận hành më réng hƯ thèng • TÝnh thêi gian thùc : Phần mềm phải đáp ứng đợc khả xử lý lu lợng đà định trớc đặc tính dịch vụ Các khả xử lý lu lợng xử lý tổng đài đợc biểu thị số lợng gọi đợc xử lý giây ã Chất lợng dịch vụ : Đợc đánh giá qua hai thông số : - - ã Phần trăm gọi rơi so với gọi thành công mức tải đà đợc định trớc vấn đề bên tổng đài nh sai lỗi xử lý tắc nghẽn hệ thống Phần trăm gọi phải chờ tín hiệu mời quay số lâu thời gian chờ đà định trớc Đa chơng trình : Các xử lý điều khiển tổng đài SPC hoạt động theo kiểu đa chơng trình có nghĩa nhiều công việc đợc hoạt hóa đồng thời (hầu hết liên quan đến xử lý gọi) Ví dụ, tổng đài có 30000 đờng, có 3000 gọi đợc tiến hành tiến trình đàm thoại, có 500 gọi đà đợc giải phóng, có nghĩa 3500 công việc đợc thực đồng thời Ngoài ra, hệ thống giám sát, quản lý gọi nhí, ®Ĩ xt hiƯn bÊt kú mét thay ®ỉi môi trờng điện thoại bên ngoài, có liên quan đến gọi trạng thái đợc thay đổi theo ã Bộ lu giữ chơng trình : Trong phần lớn tổng đài SPC, kích cỡ tổng thể chơng trình đợc kết hợp với lín h¬n nhiỊu so víi kÝch cì cđa bé nhớ Do đó, tạo chơng trình thờng trú nhớ chính, nhiên, chơng trình thực đợc th−êng tró bé nhí Do ®ã, ®Ĩ ®−a khả sử dụng tốt nhớ, phần sống chơng trình hệ thống chơng trình áp dụng đợc lu giữ cố định nhớ chính, tất chơng trình không họat hóa đợc lu nhớ kho lu giữ gọi nhớ lớn nh ổ đĩa, băng từ Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.13 Ngời so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn IV.2.2 VỊ cÊu tróc : Hệ thống phải đợc thiết kế theo kiểu từ xuống, phân định hệ thống con, module chức năng, đơn vị chơng trình, thủ tục cách rõ ràng, cho tồn đờng để thâm nhập vào khâu ã Module hóa chức : Một phần mềm đợc coi module hóa tốt đợc xây dựng từ module độc lập nhau, ứng với mét sè øng dơng cã thĨ lùa chän mét ch−¬ng trình tơng ứng khác Nó cho phép tránh đợc va chạm module dễ dàng việc chuẩn đóan, phát sai sót ã Không gian vùng nhớ xác định : Điều xác định yếu tố cần thiết cho hoạt động tốt module chức năng, chẳng hạn nh việc phân chia sử dụng nhớ, phơng thức trao đổi thông tin module Điều đảm bảo hoạt động độc lập module, dẫn đến chuẩn hóa giao diện module Mọi thông tin só liệu, phần cững, phần mềm thuộc module đợc truy cập qua giao tiếp module với module cấp Sù truy nhËp nµy cµng Ýt cµng tèt Sù ghÐp lỏng module nh hạn chế tác ®éng cđa c¸c sai sãt, t¸c ®éng cđa sù thay đổi công nghệ phần cứng Đạt đợc tối đa khả sử dụng nhiều lần module sể tăng hiệu suất sử dụng IV.2.3 Phân chia chơng trình : Nếu phân chia chơng trình theo chức phần mềm tổng đài bao gồm hai loại sau : - Phần mềm vận hành - Phần mềm hỗ trợ ã Phần mềm vận hành : Là tổ hợp chơng trình cần thiết để vận hành tổng đài Nó đợc phân tiếp nh sau : - Các chơng trinh hệ thống - Các chơng trình áp dụng Các chơng trình hệ thống hầu nh tơng đơng với hệ thống điều hành máy tính thông thờng Phần mềm hệ thống gồm chơng trình phù hợp với công viƯc vËn hµnh vµ sư dơng bé xư lý theo chơng trình áp dụng Các chơng trình áp dụng nh điều khiển xử lý gọi, quản lý bảo dỡng tổng đài ã Phầm mềm hỗ trợ : Gồm chơng trình hợp ngữ, nạp mô chúng đợc cài đặt vị trí trung tâm thờng gọi trung tâm phần mềm, để phục vụ nhóm tổng đài SPC Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.14 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn Phần mô tả tổ chức tổng quát đặc tính chủ yếu phần mềm vận hành tổng đài SPC IV.2.4 Các chơng trình hệ thống : Các chơng trình hệ thống hoạt động nh giao tiếp phần cứng tổng đài chơng trinh áp dụng Chúng quản trị phối hợp hoạt động đặc tính phần cứng chơng trình áp dụng Để thực đợc điều phải đảm bảo chức khác sau : ã Lịch trình công việc : Phân chia thời gian xử lý cho nhiều công việc áp dụng (chơng trình) khác phù hợp với mức u tiên đà định trớc Chơng trình hệ thống đợc gọi lịch trình Lịch trình phần trung tâm hệ điều hành, điều khiển việc thực chơng trình áp dụng Nó định xử lý phải điều khiển chơng trình Sau chơng trình đà đợc thực xong, chơng trình hàng chờ, điều khiển phải gởi tín hiệu trở lại cho lịch tình để hòan thành hoạt động vào / yêu cầu chờ Lịch trình thực chức cách hàng chơng trình chờ để thực Máy tính thiết bị tuần tự, thực lệnh thời điểm, chơng trình đợc hoạt hóa thời điểm mà Còn tất chơng trinh khác phải chờ để nhận tín hiệu từ CPU Trong thời gian chờ, thông tin trạng thái thời chúng đợc giữ hàng chờ để chạy ã Hàng chờ để chạy : Hàng chờ để chạy đợc tổ chức nh sau : Mỗi chơng trình thời sẵn sàng để đợc thực có khối gọi khối mô tả hàng chờ để chạy Trong khối mô tả ghi nội dung số ghi, trạng thái thị (quá tải, thị 0), giá trị đếm chơng trình (hớng tới lệnh đợc thực chơng trình giá trị u tiên Địa khối thị hàng chờ đợc lu từ (địa ký hiệu READY) Lịch trình tiếp tục quét từ READY để biết địa khối đà cóp đỉnh hàng Từ READY Địa khối Địa khối thứ Các nội dung ghi Chỉ thị trạng thái Bộ đếm chơng trình Mức u tiên Khối Địa khối thứ Các nội dung ghi Chỉ thị trạng thái Bộ đếm chơng trình Mức u tiên Khối thứ Các nội dung ghi Chỉ thị trạng thái Bộ đếm chơng trình Mức u tiên Kết thúc mô tả hàng chờ khối Hình 3-15 : Hàng chờ để chạy Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.15 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn ã Hàng chờ khối tự : Các khối đợc sử dụng hàng chờ để chạy đợc lấy từ hàng chờ khối tự Hàng chờ nắm giữ khối tự cần thiết cho hàng chờ để chạy, hàng chờ đồng hồ hàng chờ khác hệ thống Từ READY Địa khối Địa khối thứ Khối FREE Địa khối thứ Khối FREE thứ Kết thúc mô tả hàng chờ khối Hình 3-16 : Hàng chờ khối tự Địa khối hàng chờ đợc lu trữ từ (địa ký hiệu FREE) Khi chơng trình đợc bắt đầu theo yêu cầu RUN, khối đợc lấy từ hàng chờ khối FREE Khối đợc lấy cài thông tin cần thiết gồm mức u tiên nó, để chơng trình chạy đợc Sau đó, khối đợc chèn vào vị trí tơng ứng hàng chờ để chạy, phụ thuộc vào mức u tiên, mức u tiên cao khối đợc gần với đỉnh hàng chờ Lịch trình chọn chơng trình có mức u tiên cao để thực Đó chơng trình với khối mô tả nằm đỉnh hàng chờ sẵn sàng để chạy Trớc bắt đầu chơng trình, lịch trình thiết lập yêu cầu thị trạng thái đến giá trị đợc biểu thị khối mô tả Từ đó, lệnh nhảy đợc thực hiện, chuyển điều khiển đến địa đếm đa khối mô tả Sau đó, chơng trình thực lệnh nó, lệnh tiếp lệnh kia, đạt tới điểm mà tạo yêu cầu để đa tới hệ thống điều hành Nếu yêu cầu chờ khối chuyển khỏi hàng đồng hồ Nếu yêu cầu chạy chơng trình khối đợc chèn vào hàng chờ để chạy vị trí thích hợp hàng yêu cầu kết thúc sau lệnh đà đợc thực khối hàng chờ để chạy đợc chuyển khỏi đợc đặt vào hàng chờ khối tự do, thông thờng vị trí đỉnh hàng chờ tự do, vậy, không cần tìm kiếm toàn hàng chờ khối cuối ã Ngắt : Khi xuất hện ngắt, chơng trình chạy dừng vòng điều khiển ngắt lu giữ nội dung ghi khối mô tả đỉnh hàng chờ để chạy Vòng ngắt tạo yêu cầu chạy, tạo nên khối để chèn vào hàng chờ để chạy đỉnh hàng chờ Vòng ngắt chuyển ự kiện điều khiển tới kịch trình sau đà thực ngắt cách thích hợp Lịch trình chọn chơng trình có mức u tiên cao để thực hiện, tức chơng trình đà đợc hoạt hóa xuất ngắt Một chơng trình có mức u tiên cao ngắt chơng trình có mức u tiên thấp hơn, nhng chiều ngợc lại Các chơng trình có mức u tiên không bị ngắt lẫn hoạt động theo nguyên lý FIFO Bài giảng môn Tổng đài ®iƯn tư Trang 3.16 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn Khi chơng trình không hoạt động, hàng chờ rỗng Trong trờng hợp này, lịch trình tiến hành vòng rỗi, đó, tạo đo kiểm lặp đỉnh hàng chờ với từ READY Chỉ có cách để thoát khỏi vòng rỗi thực ngắt đồng hồ thời gian thực từ thiết bị vào Khi đó, khối mô tả từ hàng chờ đồng hồ hàng chờ thiết bị vào chuyển hàng chờ để chạy ã Quản trị hoạt động vào : Các chơng trình hệ thống để quản trị hoạt động vào thờng đợc gọi quản trị thiết bị vào Chúng lạ chọn vòng đấu nối hệ thống với thiết bị ngoại vi Có điều khiển cho loại thiết bị ngoại vi cấu hình phần cứng để chuyển số liệu thiết bị nhớ Các chức quản trị gồm : - Phân nhiệm nhớ thiết bị ngoại vi để hoạt hóa trình - Bảo vệ hệ thống từ sai lỗi phần cứng phần mềm - Quản trị thông tin ngời-máy - Cung cấp việc xâm nhập đến số liệu mô tả trạng thái hệ thống IV.2.5 Các chơng trình áp dụng : Các chơng trình áp dụng phân thành loại : ã Các chơng trình xử lý gọi : Các chơng trình xử lý gọi có nhiệm vụ thiết lập, giám sát, giải phóng tính cớc cho gọi phù hợp với đặt tónh dịch vụ điện thọai ã Các chơng trình quản lý : Thực chức giám sát, đo lờng lu lợng, đo kiểm đờng thuê bao, trung kế, thay đổi số liệu bán cố định có liên quan đến đờng thuê bao, trung kế, xác định cấu hình phần cứng tổng đài, thay đổi số liệu bảng phiên dịch, bảng tạo tuyến, lu giữ số liệu dịch vụ nh dịch vụ quay tắt, chuyển gọi ã Các chơng trình bảo dỡng : Thực chức nhận biết lỗi vị trí lỗi biện pháp đo kiểm phần cứng tổng đài, bao gồm thân xử lý IV.2.6 Cập nhật phần mềm hành : Mục đích tổng đài thiết lập giải phóng gọi điện thọai Chức quan trọng phần mềm vận hành xử lý gọi Xử lý gäi bao gåm nhËn biÕt phÝa chđ gäi, xư lý tín hiệu, tìm đờng gọi qua mạng chuyển mạch, biên dịch địa số, tính cớc, giám sát cuối giải phóng gọi đà hoàn thành Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.17 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn Mặc dù xư lý gäi chiÕm phÇn chÝnh thêi gian xư lý, nh−ng phÇn mỊm chØ chiÕm 15% tỉng thĨ phÇn mềm vận hành Quản lý 25% Bảo dỡng 40% Xử lý gäi 15% B¶o d−ìng HƯ thèng 20% HƯ thèng Xử lý gọi Quản lý Hình 3-17 : Tỷ lệ chơng trình tổng đài SPC Các chơng trình quản lý bảo dỡng chiếm 2/3 tổng thể phần mềm Điều quan trọng chức quản lý bảo dỡng kích cỡ phần mềm tơng ứng phát triển theo ngày, đó, tổng đài ngày phức tạp IV.3 Các module phần mềm : Nêu phân theo module, phần mềm đợc phân nh sau : IV.3.1 Module điều khiển : Module chơng trình đợc viết cho khối điều khiển Nó đợc nạp vào nhớ ROM khối CPU đảm nhiệm việc cảnh báo hệ thống, báo hiệu, sửa sai, quản lý việc trao đổi thông tin phối hợp hoạt động bé xư lý, qu¶n lý thêi gian khëi lËp hƯ thống, quản lý trờng chuyển mạch, giao tiếp đờng dây, giao tiếp máy tính, điều khiển cổng vào ra, bus nhớ khối IV.3.2 Module giao tiếp đờng dây : Module đợc thiết kế cho xử lý đờng dây (LP) để thực chức sau : Quản lý thuê bao, quét số liệu trạng thái thuê bao, trung kế Tất trạng thái thuê bao, trung kế đợc lu trữ nhớ liệu RAM Thực chất ô nhớ nhớ RAM tranh phản ảnh trình trạng bận rỗi thuê bao, trung kế ứng với địa tơng ứng Ví dụ thuê bao bận ô nhớ có giá trị rỗi có giá trị Việc quét nhận biết trạng thái đợc quét theo chu kỳ quét, nên số liệu nhớ RAM bị thay đổi theo chu kỳ CPU thực việc thay đổi số liệu ghi RAM lệnh đợc ghi sẵn ROM Ngoài module có chơng trình thu nhận số quay từ thuê bao, phân tích điều khiển mạch chốt đầu để cấp tín hiệu cho thuê bao IV.3.3 Module liên lạc nội : Khi thuê bao nhấc máy, tổng đài nhận biết đợc trạng thái thuê bao phát âm mời quay số Sau đó, thuê bao chủ gọi quay số thuê bao bị gọi, tổng đài nhận biết số Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3.18 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn quay, phân tích điều khiển chuyển mạch nối tới thuê bao bị gọi cấp tín hiệu chuông cho thuê bao bị gọi, đồng thời phát âm hồi âm chuông thuê bao chủ gọi Khi thuê bao bị gọi nhấc máy, tín hiệu chuông hồi âm chuông bị cắt, đàm thoại bắt đầu Khi hai thuê bao đặt máy, thuê bao nhận đợc âm báo bận từ tổng đài Để tránh lỗi xảy giảm thời gian chờ đợi, chơng tình đếm thòi gian từ nhấc máy đến bắt đầu quay số Nếu thời gian mà thuê bao không quay số thuê bao nhận đợc âm báo bận mời đặt máy xuống Khi thuê bao bị gọi đổ chuông thời gian định trớc đó, tổng đài tự động cắt khuông gởi âm báo bận tới thuê bao chủ gọi IV.3.4 Module liên lạc : Khi thuê bao muốn gọi phải quay số gọi trung kế Nếu trung kế rỗi, thuê bao nghe âm mời quay số từ tổng đài bên báo cho thuê bao biết đà nối thông đợc với trung kế bên Tiến trình tiếp tục diễn gần giống nh− cc gäi néi h¹t Khi cc gäi kÕt thóc, chơng trình trở lại trạng thái ban đầu Khi có gọi từ bên vào, tổng đài xác định xem thuê ao bận hay rỗi mà phát tín hiệu báo hiệu thích hợp cho tổng đài phía thuê bao chủ gọi biết, tiến trình tiếp sau giống nh gọi nội hạt Ngoài ra, có chơng trình phục vụ kiểm tra đờng dây trung kế điện thoại viên, trung kế nghiệp vụ Điện thoại viên, kỹ thuật viên có khả nghe xen muốn kiểm tra đờng dây IV.3.5 Module nhận biết xử lý lỗi : Họat động dựa cấu trúc chơng trình để đánh giá, xử lý lỗi, tự sửa chữa tù phơc håi IV.3.6 Module giao tiÕp m¸y tÝnh : Đảm nhận nhiệm vụ mô lại chức xử lý gọi tổng đài Bài giảng môn Tổng ®µi ®iƯn tư Trang 3.19 ... đơn xử lý hay đa xử lý Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3. 3 Ngời soạn: Nguyễn Duy Nhật Viễn II.2.1 Cấu trúc điều khiển đơn xử lý : Toàn hoạt động tổng đài đợc điều khiển xử lý Do vi xử lý... thiệp vào tổng đài vị trí, thực chức cố định suốt thời gian hoạt động tổng đài ã Nhợc điểm : Phần mềm phức tạp, phải dùng nhiều lệnh ngắt, khả mở rộng dung lợng tổng đài, thích hợp tổng đài dung... động tổng đài phụ thuộc yếu tố thời gian (thời gian ảnh hởng trực tiếp đến dung lợng) ã Ưu điểm : Bài giảng môn Tổng đài điện tử Trang 3. 4 Ng−êi so¹n: Ngun Duy NhËt ViƠn - TËn dơng hÕt suất - Trao