第六章 数字程控交换机的软件系统

2008通信工程系王琳珠现代交换原理第六章程控交换机的软件系统考核内容掌握:1.软件特点及组成2.程序级别的划分3.任务调度程序分类4.进程调度机制2008通信工程系王琳珠现代交换原理﹡大型程控交换机的软件设计工作需要100-200人年(100人工作1~2年)。﹡交换机的基本目的:建立和释放呼叫﹡软件主要任务:控制交换机运行。呼叫处理、管理和维护、系统安全运行和保护功能2008通信工程系王琳珠现代交换原理第一节软件的特点及组成一.特点（对软件系统的要求）﹡规模大﹡时实性(时实效率)程序按级别划分，在一定时限内要求处理机不失时机的对各种程序进行处理，要求处理机有很强的业务处理能力和确保QoS2008通信工程系王琳珠现代交换原理﹡多重性(多道程序运行)采用多重处理技术，将若干任务同时处理，反映出CPU处理软件快的优点。宏观上:同时处理(并行处理)微观上:分时处理2008通信工程系王琳珠现代交换原理﹡业务的不间断性可靠性高:用可用度衡量可扩充性:修改软件适应未来业务需要可维护性:实现了程序模块化。每个模块相互独立，将功能分割成许多分功能和子功能。每一功能用一段程序实现。由于程序结构层次清楚，修改、调用、增加或删除方便。双备份:DSN,处理机，计费系统2008通信工程系王琳珠现代交换原理二.软件组成运行软件支援软件(一)运行软件(联机软件或在线软件)*指存放在交换机处理系统中，交换机在运行中直接使用的软件。指日常操作处理所经常运行的程序。在交换机的内存和外存中，数量庞大。交换系统呼叫处理、管理和维护等全部程序和数据的总称。2008通信工程系王琳珠现代交换原理*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2008通信工程系王琳珠现代交换原理应用软件系统呼叫处理程序管理程序维护程序操作系统中央处理机处理机外围设备交换机外围设备数据库管理系统数据运行软件系统结构2008通信工程系王琳珠现代交换原理——操作系统对交换机(尤指处理机)的硬件和软件资源进行管理和调度。并为其它软件部分提供支持。接口:应用软件系统——交换机硬件(类似于计算机的O.S-OperatingSystem)2008通信工程系王琳珠现代交换原理——数据库系统对软件系统中大量数据进行集中管理。实现各部分软件对数据共享访问及数据保护功能。﹡数据:是程序执行的环境和依据。动态数据:呼叫过程中有许多数据需要暂存且不断变化。半固定数据:局数据，用户数据。2008通信工程系王琳珠现代交换原理——应用软件系统直接控制电话、交换维护和管理的程序。2008通信工程系王琳珠现代交换原理(1)呼叫处理程序控制交换机呼叫处理的程序。建立呼叫接续、对呼叫进行监视、释放、计费工作。交换状态的管理交换资源管理交换业务管理交换负荷管理摘机挂机控制全过程2008通信工程系王琳珠现代交换原理(2)管理程序对EXCH的运行进行管理和控制的程序。10有利于软、硬件更新。20进行计费管理。30确保QoS。如:对话务量的观察监视用户通话业务对业务的更变……2008通信工程系王琳珠现代交换原理(3)维护程序支持操作员对交换机的操作和维护工作的程序。对EXCH的故障进行检测、诊断、定位和恢复功能及例行测试。2008通信工程系王琳珠现代交换原理(二)支援软件(脱机软件)为特殊场合的需要而配备的程序。提供两个重要功能:1.软件开发、生产的工具与环境2.先进的软件维护工具与环境2008通信工程系王琳珠现代交换原理a.软件开发支援系统用来建立源文件和建立用机器语言的目标文件。源文件的生成程序、编译程序、连接编辑程序、测试程序等。例:(1)源文件的生成程序用高级语言或汇编语言编成的源程序翻译成机器语言的目标程序。2008通信工程系王琳珠现代交换原理(2)编译程序或称汇编程序(语言翻译程序)，用于对局程序进行修改和扩充。(3)连接编辑程序把生成的各种程序和数据进行合理编辑，并连接在一起，形成一个便于执行的一套软件。2008通信工程系王琳珠现代交换原理(4)安装测试程序局文件生成以后，利用安装测试程序对交换系统进行全面测试，模拟各种呼叫状态，检查软件的正确性。2008通信工程系王琳珠现代交换原理b.应用工程支援系统交换网规则程序、话局工程设计程序、装机工程设计程序、安装测试程序等。c.软件加工支援系统局数据生成程序、用户数据生成程序、交换机程序的组合等。2008通信工程系王琳珠现代交换原理d.交换局管理支援系统资料的收集和分析、交换局资料的变更、资料的编辑等。以上软件是EXCH必备的，不同EXCH名称分类不同2008通信工程系王琳珠现代交换原理三.数据程序与数据分开，编制程序时，不应直接出现数据(用参数代替)。配以不同的数据，程序可以通用分为三类:a.系统数据仅与EXCH系统有关的数据。(通用性强，不论交换设备装在何种话局，系统数据不变)2008通信工程系王琳珠现代交换原理b.局数据反映局内各种设备的状态和特征的数据。与各局的设备情况及安装条件有关的数据。例如:各种话路设备的配置局间环境的参数(局向数，每局中继器)接用户交换机编号方式、特服情况、复原方式交换机类别、接非话终端种类和数量计费方式、路由计划、新业务情况……2008通信工程系王琳珠现代交换原理c.用户数据反映用户特征的数据。例如:用户类别、话机类别、服务级别、新业务、用户计费类别、用户费率等级、各种号码(用户电话簿号、用户设备号、时隙号、局号、密码)等2008通信工程系王琳珠现代交换原理第二节程序设计语言语言汇编语言高级语言*CCITT在70年代初，推荐三种语言作为研制程控交换设备的国际标准*三种语言:SDL、CHILL、MML2008通信工程系王琳珠现代交换原理*三种语言SDL(SpecificationandDescriptionLanguage)CHILL(CCITTHigh-LevelLanguage)MML(Man-MachineLanguage)2008通信工程系王琳珠现代交换原理SDL—功能规格和描述语言(图像语言)用于系统设计初期阶段包括:系统功能描述、系统设计、软件设计2008通信工程系王琳珠现代交换原理状态面状态号1.状态2.输入3.输出4.判别5.任务2008通信工程系王琳珠现代交换原理CHILL—CCITT高级语言可直接用来编写程序，用于软件详细设计编程阶段。包括:软件设计、程序编制、软件检查2008通信工程系王琳珠现代交换原理MML—人机通信语言主要用于交换机的操作、维护、安装及测试。包括:软件调试、运行维护针对EXCH生存周期不同阶段而产生，要求有两种语言的转换和连接(SDL—CHILL)2008通信工程系王琳珠现代交换原理SDLCHILLMMLSDL和CHILL三种语言的不同使用阶段示意图系统功能说明系统设计软件设计程序编制软件检查运行和维护软件维护2008通信工程系王琳珠现代交换原理第三节程序的执行管理由于EXCH对各种交换处理都有严格的时限要求，因而按照这个时限要求为处理机工作安排出合理的执行计划，这就需要程序的执行和管理。什么叫程序的执行管理？*实际上是对处理机工作时间进行管理和分配，是一种任务调度。2008通信工程系王琳珠现代交换原理当许多并发的处理要求等待同一处理机处理时，应该将处理资源分配给哪一项要求。*处理机要周期性根据程序轻重缓急确定级别任务调度分类:实时性强—处理机必须立即响应实时性差—可稍迟缓2008通信工程系王琳珠现代交换原理一.程序的执行级别*根据实时性，给任务划分不同级别。故障级:反映一些紧急任务。时钟级(周期级):反映EXCH在运行中经常执行的任务。基本级:没有固定执行周期，插空处理。*故障级高于时钟级*根据故障大小2008通信工程系王琳珠现代交换原理故障级FH—故障具有全局性，紧急处理。如:主电源掉电，在主告警盘上发出声光告警FM—较重要故障。如:中央处理系统(计费、话务统计)FL—一般故障。如:话路子系统或I/O系统出现故障(打印机、显示器、键盘)2008通信工程系王琳珠现代交换原理根据实时性时钟级H—执行周期实时要求很严格。如:拨号脉冲扫描程序8ms~10ms启动一次L—执行周期实时要求不太严格。如:用户摘/挂机扫描程序100ms~200ms启动一次2008通信工程系王琳珠现代交换原理*根据重要性及影响面大小基本级BQ1—BQ2—BQ3没有固定执行周期，有任务就执行，程序级别最低。2008通信工程系王琳珠现代交换原理二.程序启动方式1.故障级采用故障中断启动(由硬件进行故障识别)*FH－FM－FL2.时钟级*采用时钟中断(如:F-1504msS12405ms)由时钟计数电路向处理机发定时中断请求。*H－L－B等待下次中断2008通信工程系王琳珠现代交换原理*每次中断时只执行各级任务中的一小部分(因为各程序时限要求不同)。2008通信工程系王琳珠现代交换原理H级中断中断L级L级FLFHFL故障级任务启动举例2008通信工程系王琳珠现代交换原理时钟中断故障级周期级基本级暂停8ms各级任务执行举例8ms8ms2008通信工程系王琳珠现代交换原理3.基本级B*由队列启动，先到先服务的原则FIFO*各级程序启动由任务调度程序来管理*任务调度程序分类:H级调度程序L级调度程序B级调度程序2008通信工程系王琳珠现代交换原理*H、L级调度程序采用时间表法安排每次所执行的任务*B级调度程序采用队列法安排每次所执行的任务2008通信工程系王琳珠现代交换原理第四节时间表(时间表法任务调度)*EXCH处理程序有各种不同的执行周期，采用时间表是一种简便而又有效的控制方法。*许多国家采用这种方法作为不同程序周期的控制方法。美国BellESS日本F-150上海贝尔S-1240*由EPROM中一段空间构成2008通信工程系王琳珠现代交换原理一.时间表基本概念1.横向:代表所管理的程序种类，每一位代表一种程序。总位数为处理机字长。纵向:代表时钟中断周期，每一行代表一定的时间单位。2.某行、某位填“1”代表程序执行某行、某位填“0”代表程序不执行2008通信工程系王琳珠现代交换原理3.总行数决定所管理程序的最大执行周期。例如:时间中断周期8ms，时间表有20行，最大执行周期为8ms/行x20行=160ms2008通信工程系王琳珠现代交换原理8ms10117654321011111111111101010101010110000000000010000000000010234567892008通信工程系王琳珠现代交换原理二.具体时间表程序执行控制示例组成:时间计数器HTMR有效位(屏蔽表或活动位)HACT时间表HTBL转移表HJUMP2008通信工程系王琳珠现代交换原理1.时间计数器(HTMR)作用*也称时间表指示字或指针*初值为0，每来一次时钟中断加1，(读取一个单元内容)直到最后一行，自动回零。*计数器读出数据作为时间表地址码，对时间表单元地址计数。2008通信工程系王琳珠现代交换原理2.屏蔽表(HACT)作用*也称活动位或有效位*表示某一程序是否处于可执行状态，在程序运行过程中灵活设置，提供附加控制。如:暂停某项程序(测试)或关闭某项群扫描。*某一程序执行条件:时间表对应位^活动位=1时间表对应位=屏蔽表对应位2008通信工程系王琳珠现代交换原理3.时间表(HTBL)作用*时间表共12行(T0~T11)时钟中断8ms最大执行周期12x8ms=96ms*程序种类16种(0~15)处理机字长为16位2008通信工程系王琳珠现代交换原理4.转移表(HJUMP)作用*又称转移表入口地址或任务地址表、功能程序入口地址表*用来提供各种程序的起始地址*转移表行数=时间表位数(每单元字长)*从时间表中判明某位为“1”时，以位数为指针找到转移表，从转移表中得到程序的起始地址。2008通信工程系王琳珠现代交换原理HACTHTMRHTBL0110000001111111时间计数器清零T00T1152101521T1115210HJUMP4位时间计数器8ms11T2拨号脉冲扫描程序PB代码扫描程序位间隔扫描程序2008通