III- 9 Cấu trúc chuyển mạc hở các tổng đài dung lợng nhỏ.
49Bộ phân phố
Bộ phận này làm nhiệm vụ phân phối các lệnh thích hợp để thực thi trên cơ sở các loại thiết bị ngoại vi chuyển mạch, thứ tự u tiên của chúng và các thông tin đa vào. Bộ phân phối lệnh đa tới bộ nhớ chơng trình địa chỉ lệnh cần thiết phải xử lý theo nguyên tắc “Gối - đệm”, tức là trong thời gian thực thi lệnh trớc thì địa chỉ lệnh tiếp theo đã đợc gửi đi tới bộ nhớ chơng trình. Ngoài ra địa chỉ số liệu cần thiết liên quan tới từng lệnh cũng đợc gửi đi từ đây tới bộ nhớ số liệu phiên dịch.
-Bộ ghi phát lệnh :
Khối này làm nhiệm vụ ghi đệm các lệnh cần thực hiện. -Bộ nhớ chơng trình:
Bộ nhớ này ghi lại tất cả các chơng trình cần thiết cho nhiệm vụ điều khiển mà thiết bị điều khiển này đảm nhiệm. Bộ nhớ này thờng có cấu trúc kiểu ROM. Các chơng trình này có thể là các chơng trình xử lý gọi hoặc các chơng trình điều hành và bảo dỡng.
Địa chỉ lệnh tiếp theo Địa chỉ số liệu
49Bộ phân phối Bộ phân phối lệnh Ghi phát lệnh Ghi phát thao tác Bộ nhớ chơng trình Bộ nhớ số liệu phiên dịch
Thiết bị giao tiếp vào ra
Ra Vào
Hình 20: Cấu tạo tổng quát của hệ thống điều khiển. -Bộ nhớ số liệu:
Bộ nhớ số liệu làm nhiệm vụ ghi lại các loại số liệu cần thiết phục vụ cho quá trình thực thi các lệnh. Ngoài số liệu thuê bao, trung kế ... ở các hệ thống xử lý trong tổng đài điện tử nh xử lý điều hành vào bảo dỡng (OMP) có bộ nhớ các số liệu phục vụ công việc điều hành và bảo dỡng, bộ xử lý chuyển mạch thì có các bộ nhớ phiên dịch và tạo tuyến để ghi lại các bảng trạng thái tuyến nối, hồ sơ thuê bao ... ở dạng bán cố định. Ngoài các bộ nhớ này còn có các bộ nhớ tạm thời. Nó chỉ ghi lại cá số liệu cần thiết cho quá trình xử lý gọi, ví dụ các số liệu về địa chỉ thuê bao số liệu về trạng thái thuê bao bận hay rỗi ... Các số liệu này thay đổi trong quá trĩnh xử lý cuộc gọi.
-Bộ ghi phát thao tác:
Thiết bị này làm nhiệm vụ thực thi các thao tác logic và số học theo các lệnh và số liệu thích hợp để đa ra các lệnh điều khiển tơng ứng qua thiết bị giao tiếp vào – ra tới các thiết bị ngoại vi cần điều khiển, nếu lệnh này chỉ thị kết quả một công việc. Trong trờng hợp các lệnh sau khi thực thi ở đây cần phải thực hiện các lệnh tiếp theo để phục vụ một công việc thì bộ ghi phát thao tác chuyển yêu cầu xử lý tiếp tới bộ phận phân phối lệnh và chuyển kết quả xủa lý tới bộ nhớ số liệu cần thiết.
-Thiết bị giao tiếp vào ra:
Thiết bị này làm nhiệm vụ đệm và chuyển các thông tin từ thiết bị ngoại vi vào bộ điều khiển và chuyển các lệnh từ bộ điều khiển tới các thiết bị ngoại vi.
IV-1-2. Quá trình làm việc:
ở các tổng đài điện tử SPC thờng có cấu trúc điều khiển phân bố, vì vậy có thể có 2 hoặc 3 cấp điều khiển.ở mỗi cấp điều khiển cũng đợc tổ chức thành nhiều bộ xử lý theo chức năng của chúng. Vì mỗi bộ xử lý đảm nhiệm một số công việc chung nên chúng có khác nhau về công suất xử lý, tốc độ
làm việc, dung lợng nhớ ... tuy nhiên về cấu trúc khối tổng quát thì giống nhau nh mô tả ở hình 20 để thực hiện các chơng trình hệ thống và chơng trình ứng dụng.
Để thực hiện một thao tác điều khiển, thiết bị điều khiển nhận thông tin từ các thiết bị ngoại vi thông qua thiết bị vào ra đa tới bộ phân phối lệnh. Căn cứ vào từng công việc cụ thể và mức u tiên của nó bộ phân phối lệnh đa địa chỉ lệnh cần thiết tới bộ nhớ chơng trình. Tại đây chơng trình cần đợc thực hiện đợc gọi ra bộ ghi phát đệm.
Đồng thời với việc đa địa chỉ lạnh tới bộ nhớ chơng trình, bộ phân phối lệnh cũng đa địa chỉ số liệu kèm theo cho lệnh đó tới bộ nhớ số liệu. Khi lệnh đợc đa tới bộ ghi phác thao tác thì số liệu tơng ứng cũng đợc đa tới đây. Tại đây lệnh đợc thực thi và kết quả là một thông số lô gíc điều khiển đợc đa ra.
IV-1-3 Thiết bị giao tiếp vào ra.
Thiết bị vào ra làm nhiệm vụ giao tiếp giữa thiết bị ngoại vi và thiết bị điều khiển. Chúng bao gồm một bộ giải mã địa chỉ AD và hệ thống cộng dẫn tin vào. Thông tin từ các thiết bị ngoại vi đa tới ở dạng các tổ hợp mã 16 bits các tổ hợp mã này mang các thông tin cần thiết phải xử lý chúng đợc chuyển qua hệ thống các mạch “ và” vào thiết bị xử lý nhờ lệnh từ bộ xử lý đa ra thông qua bộ giải mã địa chỉ AD.
1 2 3 ... 16 dẫn tin vào lệnh ra 1 2 n ... .... Thiết bị giao Tiếp vào ra ...
Tới thiết bị điều khiển Hình21: Thiết bị giao tiếp vào ra.
Các thông tin sau khi đã đợc xử lý ở bộ xử lý trung tâm đa ra cũng ở các tổ hợp mã 16 bits hoặc 32 bits. Sau khi giải mã tổ hợp mã nhị phân đợc dịch sang dạng thập phân và kết quả là một trong số n đâù ra của bộ giải mã nhận đợc tín hiệu điều khiển để đa tới điểm điều khiển tơng ứng.
IV-2 Các loại cấu trúc điều khiển
ở các tổng đài điện tử SPC, thiết bị tổng đài đợc chia làm hai hệ thống. Hệ thống điện thoại và hệ thống điều khiển. Về mặt cấu trúc thì hệ thống điều khiển đợc chia thành các kiểu, nh mô tả ở hình 22.
Hệ thống điều khiển AD
0 1 k
Hình 22: Các kiểu cấu trúc điều khiển.
IV-3 Các phơng pháp dự phòng cho hệ thống điều khiển.
Để đảm bảo độ an toàn và tin cậy cho quá trình làm việc của tổng đài thì cần thiết phải trang bị dự phòng cho một số hệ thống điều khiển quan trọng, đặc biệt đối với cấp điều khiển trung tâm. Trang bị dự phòng tức là trang bị hai hoặc ba bộ xử lý cho một thiết bị điều khiển. Các bộ xử lý này bao gồm cả đơn vị quản lý trung tâm và các mạch điện bổ trợ nh các loại bộ nhớ, các mạch điện giao tiếp giám sát, phối ghép...Sau đây ta hãy xem xét một số phơng thức dự phòng thờng dùng. IV-3-1 Dự phòng cấp đồng bộ. 53 Hệ thống 1 bộ xử lý Hệ thống nhiều bộ xử lý Hệ thống một cấp
(nhiều bộ xử lý) Hệ thống nhiều cấp (nhiều bộ xử lý) Hệ thống phân chia theo chia theo nhiệm vụ Hệ thống phân chia theo công đoạn dung lợng Hệ thống 2 cấp điều khiển Hệ thống 3 cấp điều khiển Tải cần xử lý PA M M PB
Bộ so sánh P : Bộ xử lý M : Bộ nhớ. C : Tạo nhịp đồng bộ. Hình 23 : Hệ thống dự phòng cặp đồng bộ ở phơng pháp dự phòng cặp đồng bộ, hai bộ xử lý PA và PB đợc sử dụng để xử lý tải cho khu vực nó đảm nhận. Chúng có thể tiếp cận với tất cả các nguồn tải cần xử lý và mỗi bộ xử lý có bộ nhớ riêng của mình. Để hai bộ xử lý làm việc đồng bộ với nhau ngời ta xử dụng bộ tạo nhịp đồng bộ hệ thống còn có bộ so sánh để thực hiện so sánh kết quả xử lý từng lệnh của hai bộ xử lý. Toàn bộ chơng trình điều khiển và số liệu cần thiết phục vụ quá trình thực thi các chơng trình đến đều đợc ghi ở hai bộ nhớ MA và MB
IV-3-2 Dự phòng phân tải:
Sơ đồ nguyên lý ở dạng khối của hệ thống điều khiển làm việc theo ph- ơng thức dự phòng phân tải giới thiệu ở hình 24
~c c Tải cần xử lý PA MA MB PB E x
Ex: Cơ cấu bảo dỡng tự động. Hình24 : Nguyên lý dự phòng phân tải
ở hệ thống dự phòng phân tải ngời ta cũng sử dụng 2 bộ xử lý PA và PB. Mỗi bộ xử lý đều có thể tiếp cận với tất cả các đầu vào ra của nguồn tải mà nó đảm nhiệm. Công việc sử lý gọi cho các cuộc gọi đợc phân bố ngẫu nhiên cho một trong 2 bộ xử lý. Khi một bộ xử lý nào đó đã tiếp nhận một cuộc gọi thì nó đảm nhiệm các công việc xử lý cho tới khi hoàn thành cuộc gọi. Hai bộ xử lý cùng làm việc, nhng xử lý các công việc khác nhau từ một số nguồn tải nhất định nh trờng chuyển mạch, các module thuê bao hoặc trung kế, thiết bị điều hành và bảo dỡng ... Nhờ cơ cấu bảo dỡng tự động Ex để ngăn ngừa tr- ờng hợp cả 2 bộ xử lý cùng tiếp cận tới một thiết bị ngoại vi và kiểm tra quá trình làm việc của chúng.
Mỗi bộ xử lý cũng có một bộ nhớ riêng gồm bộ nhớ chơng trình bộ nhớ phiên dịch và có số liệu. Bộ nhớ chơng trình có nội dung ghi giống nhau. Nh- ng bộ nhớ phiên dịch và số liệu thì có nội dung khác nhau, tuỳ thuộc vào nhiệm vụ tức thời mà nó đảm nhiệm.
Trong trờng hợp có sự cố ở một trong 2 bộ xử lý thì bộ xử lý có sự cố đ- ợc tách ra và toàn bộ tải cần xử lý đợc giao cho bộ xử lý còn lại. Công việc phát hiện bộ xử lý hỏng đợc thiết bị Ex thực hiện thông qua từng bộ xử lý hoặc dùng bộ xử lý này kiểm tra bộ xử lý kia. Khi một bộ xử lý có sự cố thì các cuộcgọi mà bộ sử lý đó đang đảm nhiệm ở giai đoạn hội thoại hoặc ở trạng thái đổ chuông vẫn tiết tục đợc duy trì nhờ bộ xử lý kia.
Phơng thức dự phòng này có u điểm là ở thời gian cao điểm công suất của cả 2 bộ xử lý vẫn đử để xử lý lợng tải lớn. Phơng pháp dự phòng phân tải thờng đợc sử dụng ở cấp điều khiển trung tâm nh cấp xử lý cho điều hành, bảo dỡng hoặc xử lý gọi.
4.3.3 Dự phòng nóng:
Phơng pháp dự phòng nóng là phơng pháp dự phòng đơn giản nhất. Hệ thống điều khiển dùng phơng pháp dự phòng này cũng dùng 2 bộ xử lý PA và PB cùng với các bộ nhớ riêng của nó là MA và MB. Trong đó một trong hai bộ làm việc còn bộ kia để dự phòng. Hai bộ xử lý này độc lập với nhau. Mỗi
bộ xử lý cần có đủ công suất để xử lý toàn bộ tải của khu vực nó đảm nhiệm. Cấu trúc khối của hệ thống điều khiển loại này mô tả ở hình 25
CM: Bộ nhớ chung.
Hình 25: Nguyên lý dự phòng nóng.
ở hệ thống này bộ xử lý dự phòng chỉ làm việc khi bộ xử lý công tác có sự cố. Nh vậy bộ xử lý dự phòng không thể làm việc tức thời ngay sau khi sự cố xảy ra. Để đảm nhiệm công việc đang thực hiện của bộ xử lý có sự cố đòi hỏi bộ xử lý dự phòng phải có đủ điều kiện tiếp nhận công việc, chẳng hạn phải biết các chơng trình đang thực hiện, các giai đoạn của các cuộc gọi đang xử lý, các số liệu tức thời...Nếu không thoả mãn điều kiện này thì khi có sự cố xảy ra tổng đài có thể ngừng làm việc và các cuộc gọi đang tiến hành sẽ bị xoá. Để khắc phục yếu điểm này ngời ta xử dụng một bộ nhớ chung CM. Cả hai bộ xử lý PA và PB đều có thể tiếp cận đợc với bộ nhớ chung. Trạng thái tức thời ghi ở các bộ nhớ của bộ xử lý công tác đợc sao chép vào bộ nhớ chung CM cứ 5s một lần. Nhờ vậy, khi có sự chuyển đổi trạng thái làm việc giữa hai bộ xử lý thì bộ xử lý mới đảm nhận công việc sẽ tiếp nhận các công việc mà bộ xử lý bị hỏng đang đảm nhiệm ở những phần việc sau cùng đã đ- ợc ghi chép ở bộ nhớ chung. Trên cơ bản các cuộc gọi đang đợc thực hiện hoặc đang ở trạng thái đổ chuông có thể đợc duy trì.
Phơng pháp dự phòng này có nhợc điểm là một số công việc đang thực hiện trớc khoảng chu kỳ sao chép của bộ nhớ chung sẽ bị xoá nếu có sự cố xảy ra. Một số tổng đài có dung lợng trung bình hay nhỏ hay sử dụng phơng pháp dự phòng này cho hệ thống điều khiển nh TDX-1B, Ttaien...
Tải cần xử lý
PA PB
4-3-4 Dự phòng N +1:
Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển làm việc theo phơng pháp dự phòng N +1 đợc mô tả ở hình 26. ở hệ thống này có N +1 bộ xử lý, trong đó N bộ xử lý từ P1 tới Pn làm nhiệm vụ xử lý tải tức thời cho hệ thống; một bộ xử lý Pn+1 làm nhiệm vụ dự phòng. ở trạng thái bình thờng bộ xử lý này có thể đảm nhiệm một phần tải để xử lý. Nh vậy, tổng thể N+1 bộ xử lý có năng lực xử lý lớn hơn giá trị tải phát sinh theo thiết kế kỹ thuật.
Trờng hợp có sự cố xảy ra ở một bộ xử lý nào đó thì bộ xử lý dự phòng nhận toàn bộ xử lý có sự cố.
Hình26: Hệ thống điều khiển dự phòng N+1
Phơng thức dự phòng này có u điểm dễ dàng cấu trúc hệ thống theo kiểu Modular, thuận tiện để phát triển dung lợng của hệ thống. Mặt khác ở giờ cao điểm, tải lớn thì M+1 bộ xử lý có thể đảm nhiệm xử lý lợng tải lớn hơn bình thờng. Nh vậy khắc phục đợc hiện tợng ở tải hoặc quá tải cho các bộ xử lý ở thời gian cao điểm này.
Trong các tổng đài điện tử SPC hiện đại, hệ thống điều khiển là một tổ hợp của các hệ thống khác nhau tuỳ thuộc vào kiểu và tính phức tạp của công việc mà nó đảm nhiệm và yêu cầu của chơng trình chuyển mạch. Vì vậy ngời ta cấu trúc nó theo hệ thống nhiều cấp.
Hệ thống điều khiển cần phải có dự phòng để đảm bảo cho tổng đài làm việc tin cậy và liên tục trong mọi tình huống. Phơng pháp dự phòng phân tải là phơng pháp thông dụng để tránh đợc sự gián đoạn hoạt động của toàn bộ