通信工程师交换技术控制系统的结构与特点

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　　4.3.2 控制系统的结构与特点
控制系统的工作过程常具有下述标准模式。
1）接收外界信息，如外部设备的状态变化、请求服务的命令或信令消息等。
2）分析并处理信息，即在计算机内部对接收到的信息进行分析处理。
3）输出处理结果，输出驱动外设的控制信号或指导外设运行的状态信息等。
SPC控制系统中，外设输人的信号暂时存储在存储器，由处理器在适当的时刻读出和处理，其输出过程与输人过程相似。图4-45给出了计算机控制系统的一般逻辑结构和电路结构。接口的作用是将外来信息转变成适合处理器处理的数据形式，或反之。接口数据写人存储器的过程常需借助于处理器，这既可以由接口中独立的处理器完成，也可由控制系统的主处理器完成。接口数据的读取和存储有相应的操作程序，常称为接口驱动程序。接口驱动程序的调用有查询方式和中断方式，两种方式对外界信号的响应速度不同。査询方式时，接口驱动程序由操作系统定时调用，其优点是可以在操作系统控制下运行，因而管理比较容易。

它的缺点是对外界变化的响应有一定的延时。此外，无论外界信号是否发生了变化，查询过程必须定期进行，占用较多CPU时间，效率低。在中断方式下，接口驱动程序由接口信号变化产生中断调用，其优点是实时性强，且仅在外界信号到达时启动程序，效率较髙。它的缺点是中断的随机性很大，被中断程序的环境必须得到妥善保护，因此中断处理方式相对较复杂。实际应用中应根据输入信号的实时性要求及处理器的负荷来决定接口驱动程序的调用方式。
计算机控制系统的硬件常有固定的组成：接口（1/0)、存储器（MEM)和中央处理器(CPU),其逻辑组成是简单的，但具体实现却是多样的。实际控制系统的种种差别，主要来自它们使用的CPU的不同。目前各半导体制造商生产的CPU,在总线结构、控制方式及传输时序等方面无统一标准，因而不同的CPU常要求使用不同的外设接口电路。接口电路必须将外设输人的信号转变成适合CPU总线传输的信号，使CPU能如同读写存储器那样读写接口电路。因此，接口电路的设计除了要考虑外设的特性，还与连接的总线有关。实际程控交换机的控制系统可由多个CPU组成，各CPU总线之间，外设与各CPU总线之间存在着大量的接口，如何设计和选择这些接口是硬件系统设计的一个重要内容。
图4-46给出了计算机控制系统的常见接口，这些接口连接的外设不同，输人信号形式不同。随着交换机接口种类的增加，控制系统的对应接口也会相应增加。可以看到，用户接口提取的带外信令被直接送人控制系统，带内信令则通过交换网络送人控制系统。带外信令及振铃控制均是0/1开关信号，仅需lbit表示，控制系统中的相应接口应能将来自多个用户接口监测信令合并为适合总线传输的8位或16位并行数据。带内信令当采用PCM编码时，控制系统的PCM信令I/O必须具有适当的传输速率，如当PCM信令为TS,6单路信令时，I/O应工作于64kbit/s速率。此外，I/O应能将来.自交换网络的串行数据转换为适合总线传输的并行数据。当带内信令采用MF编码时，控制系统的MFI/0应能将相应的DTMF信号或MFC信号转换成若干位（通常是4位）的二进制码字，并行输出。接续控制1/0提供交换机

CPU控制交换网络的接口。大多数的集成电路交换芯片都提供了控制接口，当这些接口与控制总线相兼容时，交换芯片可直接跨接到CPU总线上。计费I/O单向输出计费信息至计.费系统。维fI/O提供了操作、维护人员访问季统软件的人口。计费系统、维护终端与控制系统之间的k息传输，完全是计算机之间的通信，可以采用多种方式来实现。最常见的是采用RS-232来传输，传递的信息可以是ASCII字符形式，也可以是二进制编码形式。
存储器用来存储程序、工作数据和动态数据。程序存储器通常禁止写搡作，工作数据存储器仅允许通过维护终端接口访问或读写，动态数据则是实时变化的，一般存储在RAM中。为了节省存储器空间，一些不常运行的程序，比如脱机诊断程序，通常存储在外部磁带或磁盘中，仅在需要时调人内存。一些基础程序和数据也可能固化在ROM中。
与一般计算机控制系统相比，交换机的SPC控制系统有下列特点。
1）接口种类多，输人数据量大，实时性强。
2）接口信号形式多，有ASCII字符形式，二进制编码形式、半字节和整字节等。
3）控制系统的CPU和I/O等硬件的设计应以恰好满足需要为目标，以此换取可靠性和处理速度的提高及成本的下降。
4）系统必须高度可靠，长期24小时连续运行。
根据上述特点，程控交换机常使用专门的CPU和I/O集成电路。

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