数字程控交换机的软件系统.ppt

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1、第四章第四章 数字程控交换机的软件系统数字程控交换机的软件系统大型程控交换机的软件设计大型程控交换机的软件设计工作需要工作需要100200人年人年（100人工作人工作1-2年）。年）。交换机的基本目的：建立和释放呼叫交换机的基本目的：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护、系统安全运行和保护功能第一节第一节 软件的特点及组成软件的特点及组成一.特点（对软件系统的要求）特点（对软件系统的要求）规模大规模大 时实性（时实效率）时实性（时实效率）程序按级别划分，程序按级别划分，在一定时限内要求处理

2、机不失时机的对各种程序进行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，处理，要求处理机有很强的业务处理能力和确保要求处理机有很强的业务处理能力和确保QOS.QOS.多重性多重性(多道程序运行多道程序运行)采用多重处理技术，将若干任务同时处理，反映出采用多重处理技术，将若干任务同时处理，反映出CPUCPU处理软件快的优点。处理软件快的优点。宏观上宏观上:同时处理（并行处理）同时处理（并行处理）微观上微观上:分时处理分时处理业务的不间断性：业务的不间断性：.可靠性高：用可用度衡量可靠性高：用可用度衡量.可扩充性：修改软件适应未来业务需要可扩充性：修改软件适应未来业务需要.可维护性：实现了程

3、序模块化。每个模块相互独立，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、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。增加或删除方便。.双备份：双备份：DSN,DSN,处理机，计费系统处理机，计费系统二.软件组成软件组成 运行软件运行软件 支援软件支援软件（一）运行软件（联机软件或在线软件）（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。指日常操作处理所行中直接使用

4、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经常运行的程序。在交换机的内存和外存中，数量庞大。中，数量庞大。交换系统呼叫处理、管理和维护等全部程交换系统呼叫处理、管理和维护等全部程序和数据的总称。序和数据的总称。包括：包括：*操作系统操作系统*数据库系统数据库系统*应用软件系统应用软件系统 呼叫处理程序呼叫处理程序 管理程序管理程序 维护程序维护程序应用软件系统应用软件系统呼叫处理程序呼叫处理程序管理程序管理程序维护程序维护程序操作系统操作系统中央处理机中央处理机 处理机处理机外围设备外围设备 交换机交换机外围设备外围设备数据库管理系统数据库管理系统数据数据运行软件系统结构运行

5、软件系统结构操作系统：对交换机（尤指处理机）的硬操作系统：对交换机（尤指处理机）的硬 件和软件资源进行管理和调度。件和软件资源进行管理和调度。并为其他软件部分提供支持。并为其他软件部分提供支持。接口：应用软件系统接口：应用软件系统 交换机硬件交换机硬件 （类似于计算机的（类似于计算机的 O.S）数据库系统：对软件系统中大量数据进行集数据库系统：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中管理。实现各部分软件对数 据共享访问及数据保护功能。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。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动态数据：呼叫过程

6、中有许多数据需要暂存且不 断变化。断变化。半固定数据：局数据，用户数据。半固定数据：局数据，用户数据。应用软件系统：直接控制电话、交换维护应用软件系统：直接控制电话、交换维护 和管理的程序。和管理的程序。（1）呼叫处理程序）呼叫处理程序 控制交换机呼叫处理的程序。建立呼叫接续、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。对呼叫进行监视、释放、计费工作。交换状态的管理交换状态的管理 交换资源管理交换资源管理 交换业务管理交换业务管理 交换负荷管理交换负荷管理 摘机摘机挂机控制全过程挂机控制全过程（2）管理程序管理程序对对EXCH的运行进行管理和控制的程序。的运行进行管

7、理和控制的程序。10有有利于软、硬件更新。利于软、硬件更新。20进行计费管理。进行计费管理。30确保确保QOS。如：对话务量的观察如：对话务量的观察 监视用户通话业务监视用户通话业务 对业务的更变对业务的更变（3）维护程序）维护程序 支持操作员对交换机的操作和维护工作的程序。支持操作员对交换机的操作和维护工作的程序。对对EXCH的故障进行检测、诊断、定位和恢复的故障进行检测、诊断、定位和恢复 功能及例行测试功能及例行测试 （二）支援软件（脱机软件）支援软件（脱机软件）为特殊场合的需要而配备的程序。为特殊场合的需要而配备的程序。提供两个重要功能：提供两个重要功能：1.软件开发、生产的工具与环境软

8、件开发、生产的工具与环境 2.先进的软件维护工具与环境先进的软件维护工具与环境包括：包括：a.软件开发支援系统软件开发支援系统b.是用来建立源文件和建立用机器语言的目标文件。是用来建立源文件和建立用机器语言的目标文件。c.源文件的生成程序、编译程序、连接编辑程序、测源文件的生成程序、编译程序、连接编辑程序、测试程序等试程序等d.例：例：（1）源文件的生成程序）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。言的目标程序。（2）编译程序编译程序 或称汇编程序（语言翻译程序），用于对或称汇编程序（语言翻译程序），用于对 局程序

9、进行修改和扩充。局程序进行修改和扩充。（3）连接编辑程序）连接编辑程序 把生成的各种程序和数据进行合理编辑，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。并连接在一起，形成一个便于执行的一套软件。（4）安装测试程序）安装测试程序 局文件生成以后，利用安装测试程序对交局文件生成以后，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。查软件的正确性。b.应用工程支援系统应用工程支援系统c.交换网规则程序、话局工程设计程序、装交换网规则程序、话局工程设计程序、装机工程设计程序、安装测试程序等机工程设计程

10、序、安装测试程序等c.软件加工支援系统软件加工支援系统d.局数据生成程序、用户数据生成程序、交局数据生成程序、用户数据生成程序、交换机程序的组合等换机程序的组合等 d.交换局管理支援系统交换局管理支援系统e.资料的收集和分析、交换局资料的变更、资料的收集和分析、交换局资料的变更、资料的编辑等资料的编辑等f.以上软件是以上软件是EXCH必备的，不同的必备的，不同的EXCH名名称分类不同称分类不同三.数据数据程序与数据分开，编制程序时，不应直接出现数程序与数据分开，编制程序时，不应直接出现数据。（用参数代替）据。（用参数代替）配以不同的数据，程序可以通用配以不同的数据，程序可以通用分为三类分为三类

11、:a.系统数据系统数据b.仅与仅与EXCH系统有关的数据。（通用性强，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）不论交换设备装在何种话局，系统数据不变）c.b.局数据局数据反映局内各种设备的状态和特征的数据。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。与各局的设备情况及安装条件有关的数据。如：各种话路设备的配置如：各种话路设备的配置 中继信令方式中继信令方式 编号方式编号方式 计费方式、路由计划、新业务情况计费方式、路由计划、新业务情况c.用户数据用户数据d.反映用户特征的数据反映用户特征的数据e.如：用户类别、话机类型、服务级别、新业如

12、：用户类别、话机类型、服务级别、新业务、用户设备号码等务、用户设备号码等第二节第二节 程序设计语言程序设计语言语言语言 汇编语言汇编语言 高级语言高级语言CCITT在在70年代初，推荐三种语言作为研制程年代初，推荐三种语言作为研制程控交换设备的国际标准控交换设备的国际标准三种语言：三种语言：SDL ，CHILL ，MMLSDL功能描述语言（图像语言）。用于系统功能描述语言（图像语言）。用于系统 设计初期阶段设计初期阶段 包括：系统功能描述、系统设计、软件设计包括：系统功能描述、系统设计、软件设计 CHILLCCITT高级语言。可直接用来编写程高级语言。可直接用来编写程序，用于软件详细设计编程阶

13、段。包括：软件序，用于软件详细设计编程阶段。包括：软件设计、程序编制、软件检查设计、程序编制、软件检查MML人、机通信语言。主要用于交换机的操人、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、运作、维护、安装及测试。包括：软件调试、运行维护行维护针对针对EXCH生存周期不同阶段而产生，要求有生存周期不同阶段而产生，要求有两种语言的转换和连接（两种语言的转换和连接（SDLCHILL）系统功能说明系统功能说明软件检查软件检查运行和维护运行和维护软件维护软件维护系统设计系统设计软件设计软件设计程序编制程序编制SDLCHILLMMLSDL和和CHILL三种语言的不同使用阶段示意图

14、三种语言的不同使用阶段示意图 第三节第三节 程序的执行管理程序的执行管理由于由于EXCH对各种交换处理都有严格的时限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。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？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，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。是一种任务调度。当许多并发的处理要求等待同一处理机处理时，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。应该将处理资

15、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任务调度分类 实时性差实时性差可稍迟缓可稍迟缓实时性强实时性强处理机必须立即响处理机必须立即响 应应一 程序的执行级别程序的执行级别根据实时性，给任务划分不同级别。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。平时不用，一故障级：反映一些紧急任务。平时不用，一旦发生故障，必须立即执行。旦发生故障，必须立即执行。时钟级（周期级）：反映时钟级（周期级）：反映EXCH在运行中经在运行中经常执行的任务。常执行的任务。基本级：没有固定执行周期，插空处理。基本级：没有固定执行周期，插空处

16、理。故障级高于时钟级故障级高于时钟级根据故障大小根据故障大小 故障具有全局性，紧急处理。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、光告警如：主电源掉电，在主告警盘上发出声、光告警较重要故障。较重要故障。如：如：中央处理系统（计费、话务统计）中央处理系统（计费、话务统计）一般故障。一般故障。如：话路如：话路子系统或子系统或I./O系统出现故障系统出现故障 （打印机、显示器、（打印机、显示器、键盘）键盘）故障级故障级FH_FM_FL_根据实时性根据实时性 时钟级时钟级执行周期实时要求很严格。执行周期实时要求很严格。如：拨号脉冲扫如：拨号脉冲扫描程序描程序8ms10ms启动一次启

17、动一次执行周期实时要求不太严格。执行周期实时要求不太严格。如：如：用户摘用户摘/挂机扫描程序挂机扫描程序100ms200ms启动一启动一次次H_L_根据重要性及影响面大小根据重要性及影响面大小基本级基本级BQ1_BQ2_BQ3没有执行周期，有任务就执行，程序级别最没有执行周期，有任务就执行，程序级别最低。低。二 程序启动方式程序启动方式1 故障级故障级采用故障中断启动（由硬件进行故障识别）采用故障中断启动（由硬件进行故障识别）FHFMFL2 时钟级时钟级采用时钟中断（采用时钟中断（F-150 4ms S1240 5ms）由时钟计数电路向处理机发定时中断请求。由时钟计数电路向处理机发定时中断请求

18、。HL B 等待下次中断等待下次中断每次中断时只执行各级任务中的一小部分每次中断时只执行各级任务中的一小部分（因为程序时限要求不同）（因为程序时限要求不同）。H级级中断中断中断中断L级级L级级FLFHFL故障级任务启动举例故障级任务启动举例 时钟中断时钟中断 时钟中断时钟中断 时钟中断时钟中断时钟中断时钟中断故障级故障级周期级周期级基本级基本级暂停暂停8ms 各级任务执行举例各级任务执行举例3 基本级基本级B由队列启动，先到先服务的原则由队列启动，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各级程序启动由任务调度程序来管理任务调度程序分类任务调度程序分类 H、L级调度程序采用级调

19、度程序采用时间表法时间表法安排每次所执安排每次所执行的任务行的任务B级调度程序采用级调度程序采用队列法队列法安排每次所执行的安排每次所执行的任务任务 第四节第四节 时间表（时间表法任务调度）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。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许多国家采用这种方法作为不同程序周期的控制方法。的控制方法。美国美国 Bell ESS日本日本 F-150 S-1240由由EPROM中一段空间构成中一段空间构成 一 时间表基本概念时间表基本概念1.

20、横向：代表所管理的程序种类，每一位代表一种横向：代表所管理的程序种类，每一位代表一种 2.程序。程序。总位数为处理机字长总位数为处理机字长3.纵向：代表时钟中断周期，每一行代表一定的时纵向：代表时钟中断周期，每一行代表一定的时4.间单位。间单位。2.某行、某位填某行、某位填“1”代表程序执行代表程序执行3.某行、某位填某行、某位填“0”代表程序不执行代表程序不执行3.总行数决定了所管理程序的最大执行周期总行数决定了所管理程序的最大执行周期4.如：时间表中断周期如：时间表中断周期8ms，时间表有时间表有20行，最大执行，最大执5.行周期为行周期为6.20行行160ms 8ms/行行二 具体时间表

21、程序执行控制示例具体时间表程序执行控制示例组成：时间计数器组成：时间计数器 HTMR 有效位（屏蔽表或活动位）有效位（屏蔽表或活动位）HACT 时间表时间表 HTBL 转移表转移表 HJUMP1.时间计数器时间计数器（HTMR ）作用作用也称时间表指示字或指针也称时间表指示字或指针初值为初值为0，每来一次时钟中断加，每来一次时钟中断加1，（读取，（读取一个单元内容）直到最后一行，自动回零。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。间表单元地址计数。2.屏蔽表屏蔽表（HACT）作用作用3.也称活动位或有效位也称

22、活动位或有效位4.表示某一程序是否处于可执行状态，在程序运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。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。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：时间表对应位某一程序执行条件：时间表对应位活动位活动位1 时间表对应位时间表对应位=屏蔽表屏蔽表 对应位对应位3.时间表时间表（HTBL）作用作用时间表共时间表共12行（行（T0T11）时钟中断时钟中断8ms最大执行周期最大执行周期 128ms96ms程序种类程序种类16种（种（015）处理机字长为处理机字长为16位位4.转移表转移表

23、(HJUMP)作用作用5.又称转移表入口地址或任务地址表、功能程又称转移表入口地址或任务地址表、功能程序入口地址表序入口地址表6.用来提供各种程序的起始地址用来提供各种程序的起始地址7.转移表行数转移表行数=时间表位数（每单元字长）时间表位数（每单元字长）8.从时间表中判明某位为从时间表中判明某位为“1”时，以位数为指时，以位数为指针找到转移表，从转移表中得到程序的起始针找到转移表，从转移表中得到程序的起始地址。地址。HACTHTMRHTBL01100000011111114位时间计数器位时间计数器8ms拨号脉冲扫描程序拨号脉冲扫描程序PB代码扫描程序代码扫描程序位间隔扫描程序位间隔扫描程序时

24、间计数器清零时间计数器清零0011521015211115210HJUMP第五节第五节 队列（队列法的任务调度）队列（队列法的任务调度）一一组成：组成：二二 大多数基本级都采用队列法进行调度。由一张大多数基本级都采用队列法进行调度。由一张张任张任三三务表链接而成，采用先进先出原则操作务表链接而成，采用先进先出原则操作FIFO。四四 B 级调度程序的作用：安排三种队列和每种队列级调度程序的作用：安排三种队列和每种队列中任中任五五务的执行顺序。务的执行顺序。a1取出口取出口HPan编入编入 口口TP T1任务表任务表a2a1 T2任务表任务表a3a2 Tn任务表任务表0anBQ1有任务有任务?BQ

25、2有任务有任务?BQ3有任务有任务?停机停机B级调度程序级调度程序BQ1任务表任务表BQ2任务表任务表BQ3任务表任务表YNYNYN B级调度程序简况级调度程序简况二二任务表具体内容任务表具体内容三三 任务表为处理登记表，由其他程序提出来。任务表为处理登记表，由其他程序提出来。四四 如：输入程序中摘机识别发现了某用户摘如：输入程序中摘机识别发现了某用户摘机时，机时，五五将所发现用户的设备号码（将所发现用户的设备号码（EN）送入队列去送入队列去排队。排队。六六分析程序的去话分析一个一个地从队列中取出分析程序的去话分析一个一个地从队列中取出来来七七进行分析。进行分析。三三任务表的特点任务表的特点四

26、四 每张任务表在硬件中（每张任务表在硬件中（RAM）位置随机存位置随机存放，放，五五互不关联，依互不关联，依 靠软件数据（地址码）进行链靠软件数据（地址码）进行链接。接。1.队列的最后一张表为空表（任务空），他的队列的最后一张表为空表（任务空），他的下下2.表地址应填写零。表示队列结束。表地址应填写零。表示队列结束。四四任务表编入队列任务表编入队列五五 由编入程序完成由编入程序完成六六 直接写入空表中直接写入空表中七七 再找一张新的空表作为新的队尾，修改再找一张新的空表作为新的队尾，修改队尾队尾八八 指针指针TP编入程序编入程序从（从（TP）找）找an 写入任务写入任务 及有关数据及有关数据

27、an+1 Tn 0 Tn+1 找找Tn+1表表an+1 TP 结束结束原队尾表的原队尾表的0改为改为an+1设立新队尾标志设立新队尾标志修改队尾指针修改队尾指针五五任务表取出队列任务表取出队列六六 由取出程序完成由取出程序完成七七 修改队首指针修改队首指针HP取出程序取出程序 从从(HP)找找a1 a2 HP 执行执行 T1任务任务 空队列（返回）空队列（返回）BB调度程序调度程序 T1中下表中下表 首址首址=0？找到队首找到队首修改修改HP指针指针NY六六空队列空队列七七特点：特点：HP=TP=ai，而且而且Ti中下表地址为中下表地址为0。0TiaiaiaiHPTP 空队列示意图空队列示意图