通信工程师交换技术考试多机控制系统

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4.3.3 多机控制系统
控制系统对呼叫的处理过程包括摘机检测、送拨号音、收号、号码分析、接续、挂机检测及拆线等。一次通话可以保持数分钟乃至数小时，但其间所需CPU处理的时间仅在毫秒数量级，因此一台CPU可以同时处理大董呼叫。控制系统的呼叫处理能力常以忙时试呼(BusyHourCaUAtempts,BHCA)来衡童。BHCA与衡童交换网络能力的话务量和说明接口数量的端线数构成了交换机的三个重要性能指标。
控制系统的呼叫处理能力可以用一个线性模型来粗略的估算，根据这个模型可得到处理机在单位时间内的工作时间，称之为占用率，用i表示，则
t=a+bN
式中《为固定开销，与呼叫处理次数无关，如各种扫描开销。6为每个呼叫所需的平均处理时间，不同的呼叫所执行的指令数是不同的，比如中途挂机和完成通话，本局呼叫和出局呼叫等。iV为单位时间内所处理的呼叫总数，即BHCA。
为了保障交换机具有必要的过负荷能力和故障处理能力，通常处理机的占用率不设计成100%,而是保留一定的余量，余量开销所占的时间一般不低于整个可用时间的5%。控制系统中处理机处理时间的计算和分配是软件设计中的一项主要内容，图4-47所示为处理机所承担任务的时间分配图。当没有呼叫时，系统开销包括固定开销和填空时间，由于固定开销与话务负荷无关，不随呼叫次数而变化，因此是一条平行于横轴的水平线。填空时间与呼叫处理时间分享剩余的时间，所以随着呼叫次数的增加，填空时间逐步减少，呼叫处理所占用的时间逐步增加，直到填空时间为零，这时处理机达到满负荷。当处理机的负荷超过单独一台CPU所能承担的限度时，必须采用多台CPU共同分担处理任务，构成多机控制系统。

多机控制系统有集中控制和分散控制两种基本方法。假设某一交换机的控制系统由n台处理机组成，它实现/项功能，每一功能由一个程序提供，系统有一个资源，如图4-48所示。如果在这个系统中，每一台处理机均能达到全部资源，也能执行所有功能，则这个控制系统称为集中控制系统。集中控制又称为负荷分担。集中控制的优点是每个处今机都具有完全的呼叫处理能力，因而当一台CPU发生故障时，仅会造成其余CPU负荷增％,总体处理速度下降，而不会引起整个系统停运。它的缺点是操作系统较复杂，软件规模大，且需要使用特殊的总线控制器。

如果在图4-48所示的系统中，每一台处理机只能达到部分资源，只能执行部分功能，则称为分散控制。分散控制又称为功能分担。分散控制的优点是逻辑淸楚，各处理机的操作系统较简单，且可以根据不同的功能需要逸用不同的处理机。它的缺点是任一CPU发生故障都会引起系统局部或全部瘫痪，此外需要附加的机间通信接口和相应的处理软件。
功能分担系统中的一个重要问题是如何分解控制系统所执行的操作或任务，并将它们合理的分配给各处理机。处理机之间的功能分配可能是静态的，也可能是动态的。静态分配就是资源和功能分配一次完成，各处理机根据不同分工配备一些专门的硬件和软件。这样做提高了稳定性，但降低了灵活性。动态分配是每台处理机可以执行所有功能，也可以达到所有资源，但根据系统的不同状态，对资源和功能进行最佳分配。动态分配机制较复杂，因而会降低系统的可靠性。
多机分散控制主要适合大容量的程控交换机，小容量的交换机以单机集中控制更为简单、经济。为了保证控制系统的高度可靠，避免因处理机故障引起整个系统停运，
常对主要的控制子系统配有备用处理机，这样就形成了主备用双机工作方式。图4-49给出了双机结构的基本原理。
来自外设的信号被同时送给控制系统1和控制系统2,由它们同步处理，但仅有一个系统输出处理结果。在正常情况下，两台CPU中的寄存器和存储器内容完全相同。比较电路实时比较两个CPU的状态。例如，在每条指令执行完毕后，比较两个CPU寄存器中的内容，当出现差异L时，比较电路将发出告警，由操作系统启动诊断程序，确实料主备用双机工作方式定有故障的处理机，并使故障处理机进人脱机状态，进行故瘅的进一步处理，暂时由一台处理机承担处理任务。

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