存储程序控制原理课件

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1、第四章 存储程序控制原理,主要内容,呼叫处理过程 程控交换控制系统的电路结构 呼叫处理软件 程控交换的软件系统,程控交换：就是存储程序控制信息交换。通过处理机执行和处理存储的程序与数据，控制交换机完成交换的功能。如程控电话交换、数据分组交换。,4.1.1 基本概念,对程控交换机的要求: 高度的可靠性(99.98%) 系统的安全性 技术的先进性 经济实用性 功能多样性 管理维护方便性,4.1.1 基本概念,4.1.2 呼叫处理过程,交换机调查用户类别：一般电话、投币电话、小交换机,收号 号码分析：确定呼叫类别，检查被叫是否限制和空闲 接至被叫用户 向被叫振铃,被叫应答，停振铃和回铃音，开始计费,

2、找到空闲路由，送拨号音，准备收号,主叫挂机，停止计费，向被叫送忙音,被叫挂机，停止计费，向主叫送忙音,一次成功的局内呼叫中交换机处理的各阶段的动作： 1、主叫用户A摘机：程控交换机按一定周期执行用户线扫描程序，对用户电路扫描点进行扫描，检测出摘机呼出的用户后，确定用户（一般用户、小交换机、投币电话等）和话机的类别，弄清是双音频话机还是脉冲话机，以便接上相应的收号器。 2、交换机送拨号音，准备收号：去话分析，找空闲时隙并占用。交换机寻找一个空闲收号器以及它和主叫用户间的路由，再寻找一个主叫用户和信号音间的空闲路由，向主叫用户送拨号音，同时监视收号器的输入信号，准备收号,一次成功的局内呼叫中交换机

3、处理的各阶段的动作： 3、收号：由收号器接收用户所拨号码，收到第一位号后，停送拨号音，并将收到的号码按位存入相应的存储器；对“应收位”、“已收位”进行计数。 4、号码分析：将收到一定位数的号码（号首，一般为3位）送向分析程序进行分析（叫做预译处理），以决定呼叫类别是本局呼叫还是出局呼叫，是否长途，特殊服务呼叫等，并决定该收几位号；检查该呼叫是否应该接通，是否是限制用户。,一次成功的局内呼叫中交换机处理的各阶段的动作： 5. 来话分析接至被叫用户：根据被叫用户数据执行来话分析程序进行来话分析，并检测被叫用户忙闲。如果被叫用户空闲，则测试并预占空闲路由，包括：向主叫用户送回铃音路由，向被叫用户送铃

4、流路由，给出主/被叫用户通话路由。 6. 向被叫用户振铃：向被叫用户振铃，向主叫用户送回铃音；监视主被叫用户状态。在数字交换机中向用户振铃是由用户电路提供铃流的。,一次成功的局内呼叫中交换机处理的各阶段的动作： 7. 被叫应答，双方通话：被叫摘机应答，交换机检测到后，停送振铃信号和回铃音；建立双方的通话路由，开始通话；启动计费设备，开始计费，同时监视主被叫用户状态。 8. 话终挂机、复原：交换机检测到话机挂机后，进行相应的拆线工作。如果交换机检测到主叫先挂机，通话路由复原，停止计费，向被叫送忙音；如果交换机检测到被叫先挂机，通话路由复原，停止计费，向主叫送忙音。,4.1.3 呼叫处理SDL图描

5、述,为什么引入SDL图？ 一个呼叫处理过程是相当复杂的，它包括处理机监视、识别输入信号，然后进行分析、执行任务和输出命令（如振铃、送信号）等。在不同情况下，各种请求都是随机的，且对它们的处理方法也各不相同。例如：同样是挂机，要分是主叫先挂机，还是被叫先挂机，即使是主叫先挂机，还要区分是在什么时候挂机，是拨号中途挂机还是话终挂机。 为了对这些复杂功能用简单的方法来表示，我们采用了SDL（规范化描述语言）图来表示呼叫处理过程。,稳定状态和状态转移 稳定状态：我们把整个接续过程分为若干阶段，将接续过程中稳定不变的阶段称为稳定状态，如空闲、等待收号、收号、振铃、通话、听忙音等。每一阶段用一个稳定状态来

6、标志，各个稳定状态之间由要执行的各种处理来连接。 状态转移：交换机由一个稳定状态变化到另一个稳定状态叫做状态转移。即处理机接受输入信号，执行相应的各种处理。,SDL图是SDL语言中的一种图形表示法。SDL语言是CCITT研制的一种图像语言。SDL语言是以有限状态机（FSM）为基础扩展起来的一种表示方法，它的动态特征是一个激励-响应过程。 SDL图的常用图形符号（P81 图4.2）,规范描述语言（SDL）图简介,描述局内呼叫SDL进程图举例（P82 图4.3） 图中共有6种状态，在每个状态下，任一输入信号可以引起状态转移。在状态转移过程中同时进行一系列动作，并输出相应命令。根据这个描述，我们可以

7、设计所需要的程序和数据。,规范描述语言（SDL）图简介,从图4.3可知：用SDL所画出的图看上去类似通常的程序流程图，但它实际上是一种状态迁移图，是根据呼叫处理过程可能出现的状态和迁移，说明该过程所需的状态转移。 用SDL绘制的状态迁移图非常直观明确，对于理解软件的功能以及研究控制过程都很有用。因此，在程序设计的初期，往往先用SDL来确定对硬件系统的功能要求，在SDL图确定之后，可以设计所需要的程序和数据。,规范描述语言（SDL）图简介,呼叫处理过程,从控制观点，以交换机外部的变换（摘机、拨号、中继线占用）为事件，它是触发状态转移的原因，处理状态转移的工作为任务。 交换机的基本功能就是收集所发

8、生的事件（输入），对得到的事件进行正确的逻辑处理（内部处理），然后向硬件或软件发出要求采取动作的指令（输出）。 交换的自动接续是中央处理机根据话路系统内发生的事件给出相应的指令来完成的。,根据图4-3（P82）的描述，可见一个局内呼叫过程包括以下三部分处理过程： 输入处理（也叫监视处理）：即数据采集部分。识别并接受从外部输入的处理请求和其它有关信号，输入处理的程序叫做输入程序 。,内部处理（分析处理）：即内部数据处理部分。根据输入信号和现有状态进行分析、判别，然后决定下一步任务。分析事件以确定执行何种任务的程序叫做任务分析程序，分析程序主要包括：去话分析、数字分析（号码分析）、状态分析和来话分

9、析四类分析程序。 输出处理（即输出命令部分）：根据分析结果发布一系列控制任务，命令对象可能是内部某一些任务，也可能是外部硬件。,4.2 程控交换控制系统的电路结构,计算机控制系统的一般逻辑结构,外 部 设 备,接口,接口,存储器,存储器,主处理器,控制系统,输入,处理,输出,计算机控制系统的硬件组成 接口 存储器 中央处理器,程控交换机控制系统的工作过程 接收外界信息；如外部设备的状态变化，请求服务的命令等 分析并处理信息； 输出处理结果；如指导外设运行的状态信息或控制信号。 接口：是交换机中唯一与外界发生物理连 接的部分。,外部设备,接口(I/O),输入数据,CPU,输入数据,输出数据,工作

10、数据,程 序,交换网络,存储器,总线,接口 系统,接口系统,控制系统,程控交换机控制系统的电路结构,图中所有电路都跨接在同一总线上，但由于CPU的控制作用，在任何时刻总线上只可能有一个信号传输，即系统中各器件间信号的传递是分时进行的。因此，通过适当的软件设计，系统可在逻辑上实现任意电路之间的独立传输.,尽管控制系统的逻辑组成简单，但它的具体实现却是多样的，这就带来了问题的复杂性。 实际控制系统种种差别主要来自它们所使用的CPU不同。接口电路应能将各种外设输入的信号转变成适合CPU总线传输的信号，从而使CPU 能如同读写存储器那样读写接口电路。 如何设计和选择这些接口电路构成了控制系统硬件设计的

11、一个重要内容 。,4.3 呼叫处理软件,4.3.1 概述 SPC交换系统为实现呼叫建立过程而执行的任务可分为三种类型：输入处理、内部处理和输出处理。在SPC交换系统中，负责这些工作的程序分别叫做：输入程序、任务分析程序、输出程序 。,输入处理 收集话路设备的状态变化和有关信息叫输入处理。 输入处理程序对用户线、中继线以及收号器进行扫描监视，监测识别状态，结果进入队列或相应的存储区供其它程序取用。各种扫描程序都属于输入处理。要针对一定的硬件设备，可与输出处理合称为设备处理。 一般是在中断中执行，主要任务是发现事件而不是处理事件。 为提高效率，通常用汇编语言编写。还广泛采用群处理方式；各种扫描程序

12、都属于输入处理，用扫描来发现外部事件，扫描采集的信息是接续的依据。,内部处理 内部处理是与硬件无直接关系的高一层软件处理 内部处理就是对各种信息进行分析以决定下一步工作。内部处理功能由内部处理程序完成。 内部处理程序的一个共同特点是要通过查表进行一系列的分析和判断，也可称为分析处理 为实现呼叫建立过程的主要任务都在内部处理中完成。,内部处理 内部处理按照处理的信息可以分为 去话分析 号码分析 来话分析 状态分析 内部处理程序的结果可以是启动另一个内部处理程序或者启动输出处理,输出处理 完成话路设备的驱动。各种开关动作，也就是控制话路设备的动作或复元，执行、停止振铃，发码等处理。 输出处理与输入

13、处理一样，都是与硬件有关的低层软件，都要针对一定的设备，故可合称为设备处理。 扫描是处理机的输入信息，驱动是处理机的输出信息。因此，扫描和驱动是处理机在呼叫处理中与硬件联系的两种基本方式。,着眼于一个呼叫处理过程，就是输入处理、内部处理和输出处理的不断循环。硬件执行了输出处理的驱动后，改变了原来的状态，使得硬件设备由一个稳定状态转移到另一个稳定状态。,稳定状态一,稳定状态二,启动原因,输入程序,任务执行（始）程序,输 出 程 序（驱动）,分析程序,任务执行（终）程序,硬件动作,任务的执行,状态转移与软件的关系,4.3.2 扫描与输入,每次扫描操作包括两步 PRLR SR PR LR 本次扫描结

14、果存储器（PR）中的数据与上次扫描结果存储器(LR)中的数据相比较,可得到每个接口监视信号的变化,1,0,1,0,1,0,1,1,1,PR,SR,LR,扫描脉冲,0,1,7,接口 监测 信号,PR: 本次扫描结果存储器 LR：前次扫描结果存储器 SR：状态变化指示存储器,本次扫描存储器（PR）与前次扫描存储器（LR）异或后得0，表示状态未发生变化。每当输入电平变换时，状态变换指示存储器（SR）将相应地置1。 利用状态变化指示存储器（SR）的内容和前次扫描结果存储器的内容相“与”，即SRLR=1，就可进行挂机识别，同理，SR LR =1，可进行摘机识别。用类似的方法也可进行脉冲数字识别。 接收线

15、路信号的处理子进程（如图4.9 P87） 作用：将线路监测扫描获得的电平信号（0或1）结合 时间关系产生便于上层软件处理的“摘机”、 “挂机”、“拍差簧”、“1”、“2”、等代 码或符号。,设：用户在挂机状态时扫描输出为“1”， 用户在摘机状态时扫描输出为“0”， 摘挂机扫描程序的执行周期为100ms。 摘机识别：就是找到从“1”到“0”的变化点。 挂机识别：就是找到从“0”到“1”的变化点。,用户摘挂机识别原理,用户摘挂机识别原理,用户线状态,100ms扫描,这次扫描结果 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1,前次扫描结果 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1,这前 0 0 0 1 0

16、0 0 0 0 0,挂机 1,摘机,1 挂机,0,0,这前 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0,摘机识别,挂机识别,扫描周期的确定,用户呼出扫描周期的确定 用户呼出扫描周期应取适当的值，一般为100ms左右 太长会增加拨号音时延，影响服务质量；太短，则不必要地增加了处理机的时间开销，影响到处理机的处理能力。 接收端，需要快速调整接收门限，以适应不同距离用户的信号衰减 脉冲收号扫描周期 为了正确地采集用户拨号脉冲信息，脉冲收号扫描周期的取定使得在任何一个脉冲的断、续时间内，至少进入一次脉冲扫描,扫描周期的确定,位间隔识别 位间隔的基本功能是判别一位数字的结束。一位数字中的各脉冲间隔较短，而数字间的位间隔则有几百毫秒。 双音