專利名稱:單片微機(jī)分布控制式時(shí)分多路復(fù)用器的制作方法
本發(fā)明屬于電報(bào)和低速數(shù)據(jù)通信的一種傳輸設(shè)備，具體地說是涉及到把若干條電報(bào)和低速數(shù)據(jù)通路采用時(shí)間分割的方法在一條模擬話路或數(shù)字集合信道上進(jìn)行多路復(fù)用的通信設(shè)備，即時(shí)分多路復(fù)用器系統(tǒng)。
時(shí)分多路復(fù)用器(Time Division Multiplex system，下文中簡(jiǎn)稱TDM系統(tǒng))是國(guó)外60年代開始為了提高話路復(fù)用能力，提高報(bào)路質(zhì)量，適應(yīng)低速數(shù)據(jù)通信需要而逐步發(fā)展起來的一種較為理想的多路傳輸設(shè)備，也是現(xiàn)代和未來低速數(shù)據(jù)通信不可缺少的多路傳輸設(shè)備。采用傳統(tǒng)的頻分制設(shè)備，如16路、24路音頻載報(bào)機(jī)，則在一條話路上最多只能傳輸24路50波特電報(bào)通路，并且要開通300波特較高速率的通路或改變、組合各種速率時(shí)將會(huì)相當(dāng)困難。而300波特通路對(duì)于現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸是相當(dāng)普通和重要的。而時(shí)分制設(shè)備與頻分制設(shè)備相比，具有容量大，傳輸速率高，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且由于內(nèi)部控制和信號(hào)處理均數(shù)字化，摒棄了復(fù)雜的電感、電容等頻率元件，不僅宜于生產(chǎn)，性能穩(wěn)定，而且增加了功能。由于TDM系統(tǒng)是依賴于復(fù)雜的邏輯控制和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)工作的，所以只能在微電子工業(yè)充分發(fā)展的時(shí)代才得以實(shí)現(xiàn)。我國(guó)從70年代開始引進(jìn)國(guó)外時(shí)分制設(shè)備，特別是近幾年隨著我國(guó)電報(bào)通信事業(yè)的飛速發(fā)展，TDM復(fù)用器逐步取代頻分制載報(bào)機(jī)已成為必然的趨勢(shì)，所以研制和開發(fā)新穎的TDM系統(tǒng)也成為十分迫切的課題。
參見圖1，這是TDM系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖。由于電平轉(zhuǎn)換[1]和電源部分[2]都有成熟的電路，一般的調(diào)制調(diào)解器[3]也有專門的產(chǎn)品生產(chǎn)，所以對(duì)于一個(gè)TDM系統(tǒng)來說，設(shè)計(jì)的主要對(duì)象是控制部分[2]?？刂撇糠諿2]實(shí)際上就是一個(gè)數(shù)字信號(hào)的處理系統(tǒng)，本系統(tǒng)在滿載時(shí)最多要同時(shí)開通46路電報(bào)或數(shù)據(jù)通路，因此系統(tǒng)的可靠性是一個(gè)相當(dāng)重要的問題，如果系統(tǒng)癱瘓，將造成嚴(yán)重的通信阻塞事故。因此許多機(jī)種都采用主備二套完全一樣的控制部分，如果主機(jī)出故障，備機(jī)可以立刻啟用。但是這種方法使器件的利用率降低，設(shè)備元件增多，成本上升。
TDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)問題是要求數(shù)字處理系統(tǒng)的處理速度相當(dāng)高。如果每一通路(50波特)的抽樣數(shù)為單位脈沖的100倍的話，則僅處理收發(fā)報(bào)接口所需的處理周期約為 1/(50Bd×100×46×2) ＝2.1μs，而每次抽樣如用一般通用計(jì)算機(jī)來完成起碼需要3～10條指令。因此，一般市場(chǎng)可買到的微機(jī)難以勝任這一工作。許多國(guó)內(nèi)外的TDM系統(tǒng)采用了幾個(gè)CPU并行工作或高速的位片機(jī)及用集成電路設(shè)計(jì)成專用處理機(jī)等等辦法，其共同的特點(diǎn)是使用微機(jī)總線集中控制的設(shè)計(jì)思想，使用的元件(主要指集成片)的數(shù)目相當(dāng)多，這對(duì)生產(chǎn)、使用、維護(hù)、診斷和工作可靠性都帶來許多問題。
近年來，隨著微處理機(jī)的運(yùn)用和普及，大大完善了TDM系統(tǒng)的各種功能，使TDM系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)撵`活性。例如，意大利FATME公司的ZATF46CD，荷蘭菲利蒲的3TR1600，美國(guó)通用數(shù)據(jù)通信工業(yè)公司的1223，DATABIT公司的4650，925，ITT瑞典子公司的SRT125，NEC公司的DATAX-TDM-R11，西德西門子公司的UEM302等等都在TDM的數(shù)字處理系統(tǒng)中不同程度地采用了微處理機(jī)技術(shù)。但是上述數(shù)字系統(tǒng)都是采用集中式的微機(jī)控制方式。就國(guó)內(nèi)情況而言，南京通信設(shè)備廠自行設(shè)計(jì)的BZS01型TDM系統(tǒng)尚未使用微機(jī)控制，北京郵電部數(shù)據(jù)研究所研制的TDM系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)唯一采用微機(jī)程控的，但也是集中控制的方式。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在現(xiàn)代通信技術(shù)中出現(xiàn)了分布控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的概念，從而使得TDM系統(tǒng)中的控制部分較好地解決了上述問題。首先，在多微機(jī)分布控制系統(tǒng)中由若干個(gè)獨(dú)立的微機(jī)有機(jī)地協(xié)調(diào)工作，從而大大提高了處理能力，如果一個(gè)微機(jī)每秒鐘能執(zhí)行400K條指令的話(T＝2.5μs)，則十個(gè)微機(jī)便能同時(shí)處理4000K條指令(T＝0.25μs)。其次，由于組成系統(tǒng)的各個(gè)微機(jī)是獨(dú)立工作的，故不會(huì)由于某一部分的故障而引起整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓(采用集中控制方式則往往由于總線被拖死而引起癱瘓)。故非群路部分原則上可無須備用，對(duì)于群路部分可以采用分級(jí)模塊備用的方式，與主備機(jī)相比，顯然大大節(jié)約了元器件，降低了成本。有效地提高了系統(tǒng)可靠性。
采用分布控制方式盡管會(huì)使用較多的CPU，但是，由于CPU在微機(jī)中所占的比價(jià)很小，因此不必?fù)?dān)心微機(jī)的成本上升;相反，隨著大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，其比價(jià)的趨勢(shì)將繼續(xù)下降，并且比用較多的外圍電路的微機(jī)系統(tǒng)的成本反而要低。
據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)所知，日本KDD公司的SOFTPLEX.101TDM的數(shù)字處理系統(tǒng)采用了這種先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想一一分布控制方法(參見電機(jī)及電子學(xué)工程師聯(lián)合會(huì)1981年的全國(guó)遠(yuǎn)距離通信會(huì)議報(bào)告集第E5.4.1至E5.4.5頁上的“對(duì)于不透明的TDM設(shè)備的軟件控制多路處理技術(shù)(簡(jiǎn)稱SOFTPLEX·101)。參見附圖2，這是SOFTPLEX·101數(shù)字處理系統(tǒng)中微機(jī)分布控制的結(jié)構(gòu)圖，圖中打“＊”號(hào)者均采用微處理機(jī)，共計(jì)17個(gè)，其中通路輸入輸出單元部分(IOU)采用12個(gè)微機(jī)，每個(gè)微機(jī)管4條通路;系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)單元采用5個(gè)微機(jī)，包括調(diào)制解調(diào)器，多路信號(hào)裝置，系統(tǒng)控制器，電平轉(zhuǎn)換單元，操作面板單元等，此外還包括電源單元和切換單元。從圖中可以看出，該系統(tǒng)有一個(gè)重要的特點(diǎn)，即輸入輸出單元部分的12個(gè)微機(jī)是獨(dú)立地分布在系統(tǒng)中的，其中一個(gè)發(fā)生故障，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)工作，從而提高了工作的可靠性。但是，在集中控制的微機(jī)系統(tǒng)中，只要有部分器件失效，就將迫使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，從而導(dǎo)致通信中止。另外，在采用分布式控制方式的SOFTPLEX·101系統(tǒng)中，可以有更多的微機(jī)協(xié)同參與工作，使TDM的功能得到進(jìn)一步的完善，并能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我診斷及系統(tǒng)終端的自動(dòng)維護(hù)等功能。
日本KDD公司的SOFTPLEX·101系統(tǒng)中的微機(jī)采用MB8861，相當(dāng)于M6800，微機(jī)之間的通信和與外部通路的連接均采用了中斷技術(shù)，這是該系統(tǒng)的又一個(gè)重要特色。微機(jī)之間的通信是分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。另外，信號(hào)處理的延時(shí)對(duì)分布式控制系統(tǒng)也十分敏感，該系統(tǒng)通過采用了中斷式總線通信方式較好地解決了這一問題。也就是說，每個(gè)微機(jī)除了配置必須的EPROM程序存貯器，RAM數(shù)據(jù)存貯器及外圍接口電路外，專門用了優(yōu)先中斷控制器PIL(即MB472)，實(shí)現(xiàn)中斷式的實(shí)時(shí)快速處理和通信。該系統(tǒng)中主要采用的硬件和軟件見附表一。
表一 輸入輸出單元和收發(fā)信號(hào)單元中硬件/軟件配置表 綜上所述可以看出，采用分布式控制方式的SOFTPLEX·101系統(tǒng)的功能和可靠性優(yōu)于普通的采用集中式控制的數(shù)字處理系統(tǒng)，但是SOFTPLEX·101系統(tǒng)也存在下列缺點(diǎn)第一，在該數(shù)字處理系統(tǒng)中采用了16～18個(gè)微處理機(jī)，故其芯片數(shù)量是相當(dāng)可觀的，一個(gè)基本的MB8861微機(jī)需用六片以上芯片，整個(gè)系統(tǒng)需用上百片大小規(guī)模的集成片，所以出現(xiàn)故障的概率還是較大的，系統(tǒng)的可靠性仍然未得到充分的保證。
第二，各個(gè)微機(jī)之間仍采用總線連接方式，如圖2所示，時(shí)分多路復(fù)用器總線、調(diào)制解調(diào)器信號(hào)總線和系統(tǒng)控制總線，三根總線分別完成系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜蝿?wù)，因此，同樣會(huì)產(chǎn)生由于某一個(gè)微機(jī)的故障而引起總線失效，導(dǎo)致整機(jī)癱瘓。
第三，在系統(tǒng)的收發(fā)信號(hào)單元部分中，來自于輸入輸出單元(IOU)的46路信號(hào)均需通過調(diào)制解調(diào)器微機(jī)和多路信號(hào)裝置微機(jī)，在這兩個(gè)微機(jī)中，每個(gè)微機(jī)又有6個(gè)以上的芯片，所以如果它們之中的任何一個(gè)發(fā)生故障均會(huì)引起整個(gè)系統(tǒng)的通信中斷。
第四，難以精確確定上百片芯片的故障位置。盡管SOFTPLEX·101系統(tǒng)有一個(gè)專門系統(tǒng)控制微機(jī)，但它只能對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的任何一個(gè)微機(jī)的整體故障進(jìn)行監(jiān)控和測(cè)試，而不能監(jiān)測(cè)到每一個(gè)微機(jī)的內(nèi)部故障(如微機(jī)中的某個(gè)CPU，EPROM，RAM及PIC等)。這些內(nèi)部的系統(tǒng)組織均連接在同一總線上，任何一個(gè)發(fā)生故障都會(huì)使整個(gè)微機(jī)失效，這也是造成不可靠的又一個(gè)因素。再則，MB8861是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的微機(jī)，所有設(shè)備均通過一個(gè)高速(千萬分之五秒寬的脈沖)總線，故極易受到干擾，造成死機(jī)。
綜上所述，盡管SOFTPLEX·101采用了分布控制方式，但是系統(tǒng)中的微機(jī)相互牽連程度仍較大，故可靠性仍不能達(dá)到更高的數(shù)量級(jí)上。
所以本發(fā)明的任務(wù)是提供一種更為可靠的，采用更為完善的分布式微機(jī)控制方式的TDM的數(shù)字處理系統(tǒng)，本發(fā)明的進(jìn)一步目的是在上述數(shù)字處理系統(tǒng)中用單片機(jī)代替由多個(gè)芯片組成的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)微處理機(jī)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明的上述目的是分別通過分散網(wǎng)絡(luò)同步通信方式、分級(jí)模塊備用方式和采用單片機(jī)三個(gè)方面的技術(shù)措施加以實(shí)現(xiàn)的，這三個(gè)技術(shù)措施是相互獨(dú)立的，即可以只采用其中任意一項(xiàng)或二項(xiàng)技術(shù)措施，也可以同時(shí)采用三項(xiàng)技術(shù)措施。下面對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思及三項(xiàng)技術(shù)措施分別加以介紹在一種時(shí)分多路復(fù)用傳輸設(shè)備的數(shù)字處理系統(tǒng)中采用多個(gè)微機(jī)，其中部分微機(jī)為前置機(jī)部分，即通路輸入輸出部分，每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路;另一部分微機(jī)為后置機(jī)部分，即系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)部分，在本發(fā)明中，上述數(shù)字處理系統(tǒng)進(jìn)一步具有以下特征一、上述前置機(jī)和后置機(jī)中的微機(jī)相互之間的通信均采用分散網(wǎng)絡(luò)同步方式，即這些通信線群(所謂線群是一個(gè)或數(shù)個(gè)通信線的集合)相互之間都是獨(dú)立的，只擔(dān)任所連接的兩個(gè)微機(jī)之間的通信，后置機(jī)中的微機(jī)之間的通信采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)微機(jī)均可同其它若干微機(jī)通信，前置機(jī)中的微機(jī)之間原則上是沒有通信的，它們中的每一個(gè)微機(jī)只能與后置機(jī)中相應(yīng)的微機(jī)進(jìn)行單線通信，即采用輻射狀結(jié)構(gòu);必須著重指出的是上述微機(jī)之間的通信均采用分散網(wǎng)絡(luò)通信方式而不是總線方式;
另外，上述各個(gè)微機(jī)之間的通信是串行同步的，即將各個(gè)前置機(jī)中的微機(jī)中的若干位一組的數(shù)據(jù)采用串行方式逐個(gè)發(fā)送出去，并在后置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)分別設(shè)置一通信同步線群，(上述通信同步線群分別通過一個(gè)電阻與前置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)相連)。
二、本發(fā)明的后置機(jī)的微機(jī)采用分級(jí)模塊備用方式，即將后置機(jī)中的微機(jī)模塊劃分成二組，一組為基本性能組，即為第一級(jí);另一組為輔助性能組，即為第二級(jí)，當(dāng)用于執(zhí)行基本性能的微機(jī)模塊發(fā)生故障時(shí)，由執(zhí)行輔助性能的模塊頂替工作，即這些模塊先放棄執(zhí)行其輔助性能，全速面向一級(jí)模塊所執(zhí)行的任務(wù);
在上述系統(tǒng)中的各個(gè)微機(jī)中執(zhí)行分級(jí)模塊備用方式的自控程序和互控程序是通過各個(gè)微機(jī)模塊中所含有的軟件來執(zhí)行的，參與模塊故障檢測(cè)和切換控制的微機(jī)必須在三個(gè)或三個(gè)以上。對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)微機(jī)，確定是否切換某一模塊，是通過自己和其它微機(jī)送來的測(cè)試結(jié)果按照少數(shù)服從多數(shù)的原則來確定的。上述各個(gè)微機(jī)中的軟件可以具備如圖6所示的三大功能層，圖中為任意二個(gè)通過傳輸線群相連接的微機(jī)內(nèi)部所具有的三個(gè)功能層。
功能應(yīng)用層，就是微機(jī)為了完成各個(gè)自身任務(wù)而編制的子程序的集合;
功能管理層，它是比功能應(yīng)用層更高的一個(gè)層，它主要用來執(zhí)行監(jiān)視各種機(jī)器標(biāo)志狀態(tài)，安排子程序間的秩序，調(diào)度工作進(jìn)展，啟用軟件包等管理工作;
數(shù)據(jù)通信層，它是比功能管理層再高的一個(gè)層次，由于本系統(tǒng)中采用中斷傳輸，而中斷線直接同通信同步線群相連，因而不受管理程序的控制，數(shù)據(jù)通信功能是中斷服務(wù)程序的一部分，它將其它微機(jī)送來的命令數(shù)據(jù)接受下來后送到指定的存貯單元，而管理程序和應(yīng)用程序是根據(jù)這些命令和數(shù)據(jù)來作出其進(jìn)展判斷的。
三、上述前置機(jī)和后置機(jī)的微機(jī)采用單片機(jī)。例如，INTEL公司的MCS-48或51系列中的真正單片機(jī)8749或8049、80c49、80c51、8751等。這種單片機(jī)在一片集成芯片上擁有一個(gè)完整的微處理機(jī)。配上必要的晶體和電容即可獨(dú)立工作。
當(dāng)然，如果使用含有單片微處理機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)構(gòu)成上述的分布控制式系統(tǒng)也不偏離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)。
為了將上述發(fā)明構(gòu)思進(jìn)一步解釋清楚，下面再給出一個(gè)較為具體的實(shí)例如圖3所示是本發(fā)明中的微機(jī)分布控制的結(jié)構(gòu)方案。整個(gè)TDM系統(tǒng)由12個(gè)微機(jī)構(gòu)成，并將這些微機(jī)分成前置機(jī)和后置機(jī)兩部分，其中一部分微機(jī)[μp20-μp27]為前置機(jī)部分，主要負(fù)責(zé)報(bào)路信號(hào)(在下述實(shí)施例中為46路)的接收和發(fā)送，其中每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路(在下述實(shí)施例中為6路)，即通過圖中的輸入線群和輸出線群使每個(gè)微機(jī)與外部用戶發(fā)報(bào)終端和收?qǐng)?bào)終端相連接。后置機(jī)中四個(gè)微機(jī)[μp00]，[μp10]，[μp11]，[μp12]分別為中央處理微機(jī)[μp11]，用于從線群1上接收由各個(gè)后置機(jī)[μp20-μp27]發(fā)送的各路發(fā)報(bào)集合信號(hào)并進(jìn)行裝幀，加入同步碼后通過線群5送至同步接口微機(jī)[μp12]，該微機(jī)還用于從線群5上接收由同步接口微機(jī)[μp12]送來的收?qǐng)?bào)集合信號(hào)，并進(jìn)行解幀再通過線群1送至各個(gè)前置機(jī)相應(yīng)的各個(gè)報(bào)路上;
同步接口微機(jī)[μp12]，用于執(zhí)行對(duì)收信集合碼流的幀同步碼的檢測(cè)和控制，執(zhí)行與調(diào)制解調(diào)器收發(fā)信高速集合碼流的通信工作;
監(jiān)視微機(jī)[μp10]，用于通信線群2與前置機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)，以監(jiān)視報(bào)路集合信號(hào)是否發(fā)生畸變等業(yè)務(wù)通信管理工作;同時(shí)，還通過線群5(備用線)與同步接口微機(jī)[μp12]相連接;
管理控制微機(jī)[μp00]，用于通過線群3和線群4與TOM系統(tǒng)中前置機(jī)和后置機(jī)中的每一個(gè)微機(jī)進(jìn)行通信，以便監(jiān)視各個(gè)微機(jī)的工作狀態(tài)并加以測(cè)試診斷，同時(shí)它還與操作面板相連接，以便操作人員通過管理控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)直接進(jìn)行控制和對(duì)話，管理控制微機(jī)僅用于測(cè)試，并不參與正常通信。
上述前置機(jī)和后置機(jī)中的微機(jī)相互之間的通信均采用單線群網(wǎng)絡(luò)同步方式，即采用分散通信線群方式而不是采用總線方式，這些通信線群相互之間都是獨(dú)立的，即只擔(dān)任所連接的兩個(gè)微機(jī)之間的通信，與其它微機(jī)的通信線群互不影響，即由與相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)微機(jī)之間的通信線群組成互不交錯(cuò)的通信網(wǎng)絡(luò);
如圖3所示，后置機(jī)中的四個(gè)微機(jī)之間的通信是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)微機(jī)均可同其它三個(gè)微機(jī)通信。前置機(jī)之間是沒有相互通信的，它們中的每一個(gè)只能分別與后置機(jī)中的中央處理微機(jī)[μp11]、管理微機(jī)[μp00]和監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]進(jìn)行相互通信，即采用輻射狀結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參見圖4，表示前置機(jī)中的8個(gè)微機(jī)[μp20-μp27]與后置機(jī)中的某一個(gè)微機(jī)[μp11]之間的通信線的輻射狀結(jié)構(gòu)連接方式即微機(jī)[μp20]，[μp21]，[μp22]，[μp23]，[μp24]，[μp25]，[μp26]，[μp27]分別通過通信線群C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8與中央處理微機(jī)[μp11]相連接。如將上述中央處理微機(jī)[μp11]換成管理微機(jī)[μp00]或監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]，其連接方式也完全相同。
本系統(tǒng)中的各個(gè)微機(jī)之間的通信是串行同步的，由于前置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)與后置機(jī)中的中央處理微機(jī)[μp11]，管理微機(jī)[μp10]或監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]之間是采用單線群通信，故若要把八位一組的數(shù)據(jù)字發(fā)送出去，必須采用串行方式逐個(gè)進(jìn)行。同時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)的接收問題并為簡(jiǎn)化通信控制程序和使各微機(jī)能騰出更多的時(shí)間和空間有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)它們分別設(shè)置了一根通信同步線群，該通信同步線群分別通過電阻R0至R7與前置機(jī)中的8個(gè)微機(jī)[μp20-μp27]相連，從而可利用軟件使系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)微機(jī)的定時(shí)時(shí)標(biāo)校準(zhǔn)于同一基準(zhǔn)點(diǎn)上。必須指出的是，[μp11]，[μp10]，[μp00]分別有各自的通信同步線群，構(gòu)成系統(tǒng)的具有同一基準(zhǔn)的通信同步線群。這樣，即使它們中的一個(gè)微機(jī)發(fā)生故障，仍能維持整個(gè)系統(tǒng)的通信同步時(shí)鐘。綜上所述，每個(gè)微機(jī)的通信是同步進(jìn)行的，并按照規(guī)定時(shí)隙逐一發(fā)送和逐一接收。
參見圖5，這是圖4中的前置機(jī)中的8個(gè)微機(jī)與后置機(jī)中的一個(gè)微機(jī)之間的串行同步時(shí)序圖當(dāng)位于通信通步線的同步脈沖信號(hào)的后沿時(shí)，8個(gè)前置機(jī)對(duì)準(zhǔn)在第一時(shí)序上，把8位數(shù)據(jù)的第一位DBx0(DBxo表示DB10、DB20……DB80)發(fā)送出去，隨后每隔一個(gè)時(shí)序把DBx0-BDx7逐位發(fā)送完畢。需要指出的是，在通信同步線與前置機(jī)中的每個(gè)微機(jī)相連時(shí)均增加的隔離電阻R，是為了防止前置機(jī)中某一個(gè)微機(jī)對(duì)通信同步線發(fā)生鉗位現(xiàn)象。
在圖3所示的后置機(jī)中的四個(gè)微機(jī)中，如果中央處理機(jī)發(fā)生故障，就通過監(jiān)視微機(jī)來執(zhí)行中央處理微機(jī)的上述功能而放棄本身監(jiān)視各微機(jī)通信業(yè)務(wù)的任務(wù)(暫時(shí)放棄這些輔助功能不會(huì)影響系統(tǒng)的通信工作)，也就是說，監(jiān)視微機(jī)取中央處理微機(jī)而代之，通過線群2接受由各個(gè)前置機(jī)[μp20-μp27]發(fā)送的發(fā)報(bào)集合信號(hào)，并進(jìn)行匯總并加入同步碼后經(jīng)線群5(備用)送到同步接口微機(jī)，并從同步接口微機(jī)送來的收?qǐng)?bào)集合信號(hào)進(jìn)行解幀后再通過線群2送至各個(gè)前置機(jī)相應(yīng)的報(bào)路上。
如果同步接口微機(jī)發(fā)生故障，則也通過監(jiān)測(cè)微機(jī)來替代同步接口微機(jī)執(zhí)行對(duì)收信集合碼流的幀同步碼的檢測(cè)和控制，并執(zhí)行與調(diào)制解調(diào)器收發(fā)信高速集合碼流的通信工作，這時(shí)中央處理微機(jī)裝幀解幀的集合信號(hào)經(jīng)線群7送到監(jiān)測(cè)微機(jī)。
至于中央處理微機(jī)，同步接口微機(jī)和監(jiān)視微機(jī)之間的控制程序是通過各個(gè)微機(jī)中的自控程序和各個(gè)微機(jī)之間的相互控制程序來實(shí)現(xiàn)的，也就是說確定某一個(gè)微機(jī)是否發(fā)生了故障，不僅僅依靠其自身發(fā)出的出錯(cuò)信號(hào)，而且還必須至少有另兩個(gè)微機(jī)中的任一個(gè)也發(fā)出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，以少數(shù)服從多數(shù)的原則才能判定該微機(jī)發(fā)生了故障，并由另一個(gè)微機(jī)來代替執(zhí)行發(fā)生了故障的微機(jī)的功能。
在上述系統(tǒng)中的12個(gè)微機(jī)中自控程序和互控程序是通過各個(gè)微機(jī)中所含有的軟件來實(shí)現(xiàn)的，但是由于前置機(jī)[μp20]至[μp27]是功能完全相同的模塊，因此整個(gè)系統(tǒng)只需包括五個(gè)不同的軟件包，即前置機(jī)共用一個(gè)軟件包，后置機(jī)中的每個(gè)單片各用一個(gè)軟件包。盡管每個(gè)軟件完成的任務(wù)不同，但是它們必須具有圖6中所示的三大類功能或三個(gè)層。圖中為任意二個(gè)通過傳輸線群相連接的微機(jī)內(nèi)部所有的軟件應(yīng)具備的三大類功能層。
至于前置機(jī)和后置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)中的軟件的具體設(shè)計(jì)，由于已超出本說明書應(yīng)當(dāng)加以解釋的范圍，故不再贅述。
從上述本系統(tǒng)中的分級(jí)模塊備用方式的設(shè)計(jì)中可以看出一、在后置機(jī)部分中，因中央處理微機(jī)[μp11]，同步接口微機(jī)[μp12]，是完成本系統(tǒng)基本功能的群落部分，故為一級(jí)模塊;而監(jiān)視微機(jī)[μp10]是輔助功能模塊，即為二級(jí)模塊。當(dāng)中央處理微機(jī)[μp11]發(fā)生故障時(shí)，則由監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]激活其內(nèi)部用于執(zhí)行中央處理微機(jī)[μp11]的功能的軟件，從而放棄其自身的監(jiān)測(cè)工作而執(zhí)行中央處理微機(jī)[μp11]的功能。在監(jiān)測(cè)微機(jī)內(nèi)部還裝有同步接口微機(jī)[μp12]的備用軟件，當(dāng)同步接口微機(jī)[μp12]發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)測(cè)微機(jī)則同樣把同步接口微機(jī)的工作接過來。本發(fā)明所以將群路工作部件[μp11]和[μp12]的備用軟件同時(shí)安裝在監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]內(nèi)，這是因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)視微機(jī)[μp10]所失去的某些功能并不影響系統(tǒng)基本的通信工作，并且二個(gè)備用軟件包裝在一起便于調(diào)用。從中可以看出，本系統(tǒng)不管是否發(fā)生哪個(gè)模塊損壞，所有正常部件均各盡其負(fù)，滿載工作。(不象一般的主備系統(tǒng)中的備用部件在系統(tǒng)正常時(shí)不參加工作)。因此提高了系統(tǒng)資源的利用率。
二、必須指出的是，本發(fā)明所述分布的后置機(jī)數(shù)量在大于3時(shí)，可以有效地避免因其中某一個(gè)微機(jī)故障而引起第一類、第二類錯(cuò)誤造成的模塊誤切換。在一般雙機(jī)備用系統(tǒng)中，有時(shí)處于不工作狀態(tài)的備機(jī)發(fā)生故障，錯(cuò)誤地把正常工作的主機(jī)撤換下來，產(chǎn)生誤倒換，這稱為第一類錯(cuò)誤;有時(shí)，在工作中的主機(jī)發(fā)生了故障，應(yīng)倒換至備用機(jī)工作，但由于主機(jī)故障監(jiān)視部分和切換控制部分本身也有障礙，導(dǎo)致主機(jī)自診和互診失靈，造成該倒換而沒有倒換。即發(fā)生第二類錯(cuò)誤。這兩類錯(cuò)誤出現(xiàn)，概率不是很大，然而一旦產(chǎn)生將使系統(tǒng)癱瘓。在本發(fā)明所述系統(tǒng)中，三個(gè)以上微機(jī)參與檢測(cè)，并把相互測(cè)試的結(jié)果通知他方，如果某一微機(jī)發(fā)生第一類錯(cuò)誤，要求切換主模機(jī)取而代之，但是，主模塊將自診和其他兩個(gè)微機(jī)(其中一個(gè)發(fā)生錯(cuò)誤)對(duì)自己的測(cè)試結(jié)果一分析，顯然，產(chǎn)生切換的表決為1∶2，即自己和另一個(gè)好的微機(jī)均表示不要切換，因此系統(tǒng)避免了第一類錯(cuò)誤造成的誤切換。同樣，當(dāng)主模塊發(fā)生第二類錯(cuò)誤，即本身不能工作卻誤認(rèn)為好不退出系統(tǒng)工作，這時(shí)備用模塊和另一個(gè)微機(jī)以2∶1的優(yōu)勢(shì)判定有故障的主模塊應(yīng)該撤換下來(在前述分散通信網(wǎng)絡(luò)中，通知其他微機(jī)繞過該有故障的模塊而工作)。從而避免了第二類錯(cuò)誤。
由上可知，本發(fā)明的分級(jí)模塊備用方式不會(huì)產(chǎn)生雙機(jī)備用系統(tǒng)中的第一類、第二類錯(cuò)誤，有效地提高了可靠性。
此外、這種由單片機(jī)構(gòu)成的分布控制式系統(tǒng)都具有二個(gè)明顯的特點(diǎn)，首先，系統(tǒng)絕大部分的高速指令處理過程均在單片機(jī)內(nèi)部完成，如果單片機(jī)與擴(kuò)展的外圍電路連接的話，那么，兩者之間僅發(fā)生信息上的交換。第二個(gè)特點(diǎn)，是系統(tǒng)具有的模塊化程序非常高，因?yàn)榛旧弦粋€(gè)微機(jī)模塊對(duì)應(yīng)一塊芯片，這是一般系統(tǒng)所不能達(dá)到的。
綜上所述，本發(fā)明所提供的三大技術(shù)措施使本發(fā)明的分布控制系統(tǒng)具有真正分散的、獨(dú)立的、互不影響的高可靠度結(jié)構(gòu)，并且，各個(gè)微機(jī)通信程序也較為簡(jiǎn)單，使整個(gè)TDM系統(tǒng)處理能力得到提高。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例的細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的說明，從而使本發(fā)明中的TDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚。其中附圖1為一般的TDM系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖;
附圖2為SOFTPLEX·101中微機(jī)分布控制的結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖3為本發(fā)明中的微機(jī)分布控制的結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖4為本發(fā)明中前置機(jī)中的8個(gè)微機(jī)與后置機(jī)中的任一個(gè)微機(jī)之間的通信線的連接方式;
附圖5為圖4中前置機(jī)中的8個(gè)微機(jī)與后置機(jī)中的任一個(gè)微機(jī)之間的串行同步時(shí)序圖;
附圖6為本發(fā)明中各個(gè)微機(jī)中所含有的軟件的功能層結(jié)構(gòu)方案;
附圖7為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路布線圖，由于本圖較大，故劃分成a.b.c.d.e.f六個(gè)部分，其排列順序如下 附圖8為R.101建議(B)方案速率組合圖。
下面結(jié)合附圖7來說明本發(fā)明實(shí)施例的電路布線圖。本實(shí)施例是一種采用非透明的，按照國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)1984年紅皮書中的R.101建議設(shè)計(jì)的時(shí)分多路復(fù)用器系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中的12個(gè)微機(jī)[μp00]，[μp10]，[μp11]，[μp12]，和[μp20-μp27]選用了INTEL公司MCS-48系列中的真正單片機(jī)8749。當(dāng)然也可以選用其它型號(hào)的單片機(jī)，如8751，80c49，80c51等。這種單片機(jī)在一片集成芯片上擁有一個(gè)完整的微處理機(jī)，內(nèi)部有CPU和2K字節(jié)的EPROM，128字節(jié)的數(shù)據(jù)存貯器，一個(gè)CTC定時(shí)器，一個(gè)中斷輸入口和三個(gè)8位輸入輸出接口，再配上一個(gè)適當(dāng)?shù)木w和四個(gè)電容即能工作起來。如圖所示，其中電容C51至C47為12個(gè)微機(jī)的振蕩電容，電容C93至C104為上電清零電容，電容C81至C92為電源濾波電容。采用單片微機(jī)的優(yōu)越性是顯然的，它把微機(jī)的六部分合而為一，從而提高了可靠性和模塊化程度。
上述各微機(jī)所具有的內(nèi)外通路線(和線群)以及具體連接方式及作用詳見表二。
表二各微機(jī)所具有的內(nèi)外通路線
在通信同步線群與各微機(jī)的連接處加有隔離電阻R68至R88，在輸入線群與接口板的連接處，每一根線上加有RC信號(hào)濾波器R1至R50和C1至C50。線群6每一根線上加有RC信號(hào)濾波器R51至R58和C75至C78。圖中觸發(fā)器[3]、與非門[1]是同步接口微機(jī)[μp12]的中斷電路。發(fā)信時(shí)鐘TSETo經(jīng)與非門[1]的引腳2和3至觸發(fā)器[3]的D端，其輸出經(jīng)與非門[1]的引腳4至同步接口微機(jī)[μp12]的中斷輸入端
INT而產(chǎn)生發(fā)信中斷。同樣，接收時(shí)鐘RSETo送至觸發(fā)器[3]的D端和與非門[1]的引腳4至同步接口微機(jī)[μp12]的中斷輸入端
INT產(chǎn)生收信中斷。同步接口微機(jī)[μp12]的TRo和RRo對(duì)上述[3]集成片中的兩個(gè)觸發(fā)器進(jìn)行中斷復(fù)位。由門電路[2]和D觸發(fā)器[4]組成監(jiān)測(cè)微機(jī)[μp10]的備用中斷電路。
在圖中的電源輸入端部分，電阻R89與發(fā)光兩極管D1作為+5V電源指示。電容C105至C110是+5V電源的濾波電容。
管理微機(jī)[μp00]由于需要大量的接口和數(shù)據(jù)存貯空間，故接成擴(kuò)展型的。它通過擴(kuò)展口通信線p20至P23和PROG與擴(kuò)展芯片8243，即[JC5]連接，管理微機(jī)[μp00]的擴(kuò)展控制線，PROG，A8至A11及
CS1(P26)，
CS2(P25)是控制操作面板的驅(qū)動(dòng)線。電容C80是[JC5]的電源濾波電容。[JC6]是管理微機(jī)外帶的CMOS靜態(tài)數(shù)據(jù)存貯器6116，所有速率數(shù)據(jù)均貯存在其內(nèi)部。管理微機(jī)[μp00]的讀寫線(
WR)，數(shù)據(jù)通信線(DB0-DB7)分別與外帶數(shù)據(jù)存貯器[JC6]的
OE，
WE和O1-O8相連，構(gòu)成數(shù)據(jù)傳送操作。管理微機(jī)[μp00]的DB0-DB7和ALE引腳連至地址鎖存器373[JC7]產(chǎn)生A0～A7地址線，它們與管理微機(jī)[μp00]的P20至P22組成外帶數(shù)據(jù)存貯器[JC6]的11根地址線，以選擇數(shù)據(jù)讀寫的物理地址。管理微機(jī)[μp00]的P23(即A11)經(jīng)CMOS門[8]連至數(shù)據(jù)存貯器[JC6]的片選線
CE上，以控制數(shù)據(jù)讀寫時(shí)有效。D2，D3，R60和3V電池組成外帶數(shù)據(jù)存貯器[JC6]的保持電源。當(dāng)系統(tǒng)關(guān)機(jī)或斷電后，CMOS存貯器仍不失電，這樣每次輸入的速率數(shù)據(jù)不會(huì)失掉，反向器[JC8]在斷電時(shí)仍工作，這時(shí)其門輸出為“1”，保證[JC6]不處在選中狀態(tài)。C79是濾波電容。
由于本實(shí)施例僅用了如此少的芯片一20塊芯片，故第一次把整個(gè)TDM系統(tǒng)的所有控制部分的電路做在一塊印刷板上，從而構(gòu)成TDM系統(tǒng)的核心-微機(jī)板。為了使系統(tǒng)能與通路終端的電平相兼容，本系統(tǒng)還配有帶光電隔離的接口電平轉(zhuǎn)換板。每塊安排二個(gè)通路的接口單元，共24塊。本系統(tǒng)的集合信號(hào)經(jīng)線路接口板成為一個(gè)符合CCITT·V28建議的數(shù)據(jù)接口，與標(biāo)準(zhǔn)的V26調(diào)制解調(diào)器聯(lián)接，可發(fā)送和接收線路音頻信號(hào)。考慮到微處理機(jī)系統(tǒng)對(duì)電源要求高這一事實(shí)，本系統(tǒng)采用具有較高抗干擾能力的直流開關(guān)電源，并在輸入電源±24伏入口加兩個(gè)電源濾波器，由于本系統(tǒng)的微機(jī)的指令和數(shù)據(jù)高速碼流均在集成芯片內(nèi)部流通，芯片之間最高的數(shù)據(jù)流速率不超過2.4Kbit/s，也就是信號(hào)能量分布在相當(dāng)小的低頻范圍內(nèi)(一般微機(jī)速率大于1000Kbit/s)，其干擾的分布概率小得多，再加上電源的抗干擾措施，有效地解決設(shè)備的受干擾“死機(jī)”問題，這樣也就提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
本發(fā)明所述的TDM系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖，與圖1所示的基本相同，如圖所示，它由作為控制部分[2]的微機(jī)板，電平轉(zhuǎn)換接口[1]，電源[4]及調(diào)制解調(diào)器[3]和機(jī)架等五大部件組成。由于本發(fā)明主要是涉及作為本設(shè)備控制部分的微機(jī)板，所以對(duì)其它各部分的詳細(xì)情況就不再贅述。
從上述單片微機(jī)分布控制式時(shí)分多路復(fù)用器系統(tǒng)中還可以看出下列特點(diǎn)第一，前置機(jī)部分中的每個(gè)微機(jī)只管理6條報(bào)路而不是更多，這是因?yàn)槭艿轿C(jī)本身速度和容量的限制。因?yàn)?條根路一收一發(fā)，每個(gè)脈沖如取樣100次，則共取樣速率為6×2×100×50＝1200×50＝60KC，而在一次取樣中要完成二次加法(合成計(jì)數(shù)，比特計(jì)數(shù))，二至四次判決，二條傳數(shù)指令，共需6～8條字令，故要求指令周期為T＝ 1/(60，000×(6～8)) ＝2-～2.8μs由于在本發(fā)明的實(shí)施例中，12片微機(jī)均采用INTEL公司的MCS-48系列單片機(jī)8749。由于8749的單周期指令的指令周期為1.38μs，故尚留有30%～50%的余量，這對(duì)今后進(jìn)一步開發(fā)來說是必要和適當(dāng)?shù)?。另?749的ROM，RAM，I/O引腳也不適于管理更多的通路，否則就要采用擴(kuò)展方式。這樣就會(huì)失去單片機(jī)結(jié)構(gòu)分明這樣的特點(diǎn)。
其次，從可靠性講，如一個(gè)單片機(jī)管理的通路太多，一旦該機(jī)發(fā)生故障，就要影響較多的通路，從而失去了分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。
再則，從通路組合特性來講，這樣可以使相互之間的牽連最少。參見圖8，只有當(dāng)12路(或更多)為一組時(shí)，才能在一組內(nèi)(如第一組與第五組的12路)中完成50-300波特的各種組合而與其它組無關(guān)，顯然，這樣的分組路數(shù)太多。如果6路為一組時(shí)(即圖中分組)，只有200波特與其它組發(fā)生牽連。如4路一組或8路一組會(huì)比本發(fā)明分組有更多的牽連。而本發(fā)明采用6路一組，前置機(jī)正好8個(gè)，前置機(jī)與后置機(jī)一次傳數(shù)即為八位(一個(gè)完整的字)，這樣對(duì)數(shù)據(jù)的傳送、裝幀和解幀都十分方便。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分多路復(fù)用設(shè)備中的數(shù)字處理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用多個(gè)微機(jī)，其中部分微機(jī)為前置機(jī)，即通路輸入輸出部分，每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路，另一部分微機(jī)為后置機(jī)，即系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)部分，本發(fā)明的特征在于，上述前置機(jī)和后置機(jī)中的微機(jī)之間的通信均采用分散網(wǎng)絡(luò)同步方式，即這些微機(jī)通信線群之間都是獨(dú)立的，只擔(dān)任所連接的兩個(gè)微機(jī)之間的通信，后置機(jī)中的微機(jī)之間的通信采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)微機(jī)均可同其它若干個(gè)微機(jī)通信，前置機(jī)中的每一個(gè)微機(jī)只能與后置機(jī)中相應(yīng)的微機(jī)進(jìn)行通信，即采用輻射狀結(jié)構(gòu)；同時(shí)，上述各個(gè)微機(jī)之間的通信是串行同步的，即將各個(gè)前置機(jī)中的微機(jī)中的若干位一組的數(shù)據(jù)采用串行方式逐個(gè)發(fā)送出去，并在后置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)分別設(shè)置一通信同步線群，上述通信同步線群分別通過一個(gè)電阻與前置機(jī)中的各個(gè)微機(jī)相連，各微機(jī)均在一個(gè)時(shí)鐘基準(zhǔn)上同步通信。
2.一種時(shí)分多路復(fù)用的傳輸設(shè)備中的數(shù)字處理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用多個(gè)微機(jī)，其中部分微機(jī)為前置機(jī)，即通路輸入輸出部分，每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路，另一部分微機(jī)為后置機(jī)，即系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)部分，本發(fā)明的特征在于，上述后置機(jī)中的微機(jī)采用分級(jí)模塊備用方式，即將后置機(jī)中的微機(jī)模塊劃分成二組，一組為基本性能組，即為第一級(jí);另一組為輔助性能組，即為第二級(jí)，當(dāng)用于執(zhí)行基本性能的微機(jī)?？彀l(fā)生故障時(shí)，由執(zhí)行輔助性能的模塊頂替工作，即這些模塊先放棄執(zhí)行其輔助性能，全速面向一級(jí)模塊所執(zhí)行的任務(wù);在上述系統(tǒng)中的各個(gè)微機(jī)中執(zhí)行分級(jí)模塊備用方式的自控程序和互控程序是通過各個(gè)微機(jī)模塊中所含有的軟件來執(zhí)行的。參與模塊故障檢測(cè)和切換控制的微機(jī)必須在三個(gè)或三個(gè)以上。對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)微機(jī)，確定是否切換某一模塊，是通過自己和其他微機(jī)送來的測(cè)試結(jié)果按照少數(shù)服從多數(shù)的原則判決的。
3.據(jù)權(quán)利要求
2所述的數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于，上述各個(gè)微機(jī)中的軟件具備以下三大功能層功能應(yīng)用層，就是微機(jī)為了完成各個(gè)自身任務(wù)而編制的子程序的集合;功能管理層，它是比功能應(yīng)用層更高的一個(gè)層，它主要用來執(zhí)行監(jiān)視各種機(jī)器標(biāo)志狀態(tài)，安排子程序間的秩序，調(diào)度工作進(jìn)展，啟用軟件包等管理工作;數(shù)據(jù)通信層，它是比功能管理層再高的一個(gè)層次，由于本系統(tǒng)中采用中斷傳輸，而中斷線直接同通信同步線群相連，因而不受管理程序的控制，數(shù)據(jù)通信功能是中斷服務(wù)程序的一部分，它將其它微機(jī)送來的命令數(shù)據(jù)接受下來后送到指定的存貯單元，而管理程序和應(yīng)用程序是根據(jù)這些命令和數(shù)據(jù)來作出其進(jìn)程判決的，即決定是否要轉(zhuǎn)向某個(gè)子程序，要不要改變應(yīng)用程序中的某個(gè)參數(shù)等。
4.一種時(shí)分多路復(fù)用的傳輸設(shè)備中的數(shù)字處理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用多個(gè)微機(jī)，其中部分微機(jī)為前置機(jī)，即通路輸入輸出部分，每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路，另一部分微機(jī)為后置機(jī)，即系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)部分，本發(fā)明的特征在于，上述微機(jī)均采用單片微處理機(jī)或部分采用單片機(jī)的擴(kuò)展系統(tǒng)。
5.據(jù)權(quán)利要求
1所述的數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于，上述后置機(jī)中的微機(jī)采用分級(jí)模塊備用方式，即將后置機(jī)中的微機(jī)模塊劃分成二組，一組為基本性能組，即為第一級(jí);另一組為輔助性能組，即為第二級(jí)，當(dāng)用于執(zhí)行基本性能的微機(jī)模塊發(fā)生故障時(shí)，由執(zhí)行輔助性能的模塊頂替工作，即這些模塊先放棄執(zhí)行其輔助性能，全速面向一級(jí)模塊所執(zhí)行的任務(wù);在上述系統(tǒng)中的各個(gè)微機(jī)中執(zhí)行分級(jí)模塊備用方式的自控程序和互控程序是通過各個(gè)微機(jī)模塊中所含有的軟件來執(zhí)行的。參與模塊故障檢測(cè)和切換控制的微機(jī)必須在三個(gè)或三個(gè)以上。對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)微機(jī)，確定是否切換某一模塊，是通過自己和其他微機(jī)送來的測(cè)試結(jié)果按照少數(shù)服從多數(shù)來表決的。
6.據(jù)權(quán)利要求
1或5所述的數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于，上述微機(jī)均采用單片微處理機(jī)或部分采用單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。
7.據(jù)權(quán)利要求
6所述的數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于，上述各個(gè)微機(jī)中的軟件具備以下三大功能層功能應(yīng)用層，就是微機(jī)為了完成各個(gè)自身任務(wù)而編制的子程序的集合;功能管理層，它是比功能應(yīng)用層更高的一個(gè)層，它主要用來執(zhí)行監(jiān)視各種機(jī)器標(biāo)志狀態(tài)，安排子程序間的秩序，調(diào)度工作進(jìn)展，啟用軟件包等管理工作;數(shù)據(jù)通信層，它是比功能管理層再高的一個(gè)層次，由于本系統(tǒng)中采用中斷傳輸，而中斷線直接同通信同步線群相連，因而不受管理程序的控制，數(shù)據(jù)通信功能是中斷服務(wù)程序的一部分，它將其它微機(jī)送來的命令數(shù)據(jù)接受下來后送到指定的存貯單元，而管理程序和應(yīng)用程序是根據(jù)這些命令和數(shù)據(jù)來作出其進(jìn)程判決的，即決定是否要轉(zhuǎn)向某個(gè)子程序，要不要改變應(yīng)用程序中的某個(gè)參數(shù)等。
8.據(jù)權(quán)利要求
5或7所述的數(shù)字處理系統(tǒng)，其特征在于，上述數(shù)字處理系統(tǒng)共采用12個(gè)微機(jī)，其中前置機(jī)中的微機(jī)為8個(gè)[μp20-μp27]，其中每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路，其中的輸入線群和輸出線群使每個(gè)微機(jī)與外部用戶發(fā)報(bào)終端和收?qǐng)?bào)終端相連接，后置機(jī)中至少包括四個(gè)微機(jī)，即中央處理微機(jī)[μp11]，用于從線群1上接收由各個(gè)前置機(jī)[μp20-μp27]發(fā)送的各路發(fā)報(bào)集合信號(hào)并進(jìn)行裝幀，加入同步碼后通過線群5送至同步接口微機(jī)[μp12]，該微機(jī)還用于從線群5上接收由同步接口微機(jī)[μp12]發(fā)送的收?qǐng)?bào)集合信號(hào)并進(jìn)行解幀，再通過線群1送至各個(gè)前置機(jī)相應(yīng)的各個(gè)報(bào)路上;同步接口微機(jī)[μp12]，用于執(zhí)行對(duì)收信集合碼流的幀同步碼的檢測(cè)和控制，執(zhí)行與調(diào)制解調(diào)器收發(fā)信高速集合碼流的通信工作;監(jiān)視微機(jī)[μp10]，用于通過線群2與前置機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)，以監(jiān)視報(bào)路和集合信號(hào)是否發(fā)生畸變等業(yè)務(wù)通信管理工作;同時(shí)，還通過線群5(備用線)與同步接口微機(jī)[μp12]相連接;管理控制微機(jī)[μp00]，用于通過線群3和線群4與TDM系統(tǒng)中前置機(jī)和后置機(jī)中的每一個(gè)微機(jī)進(jìn)行通信，以便監(jiān)視各個(gè)微機(jī)的工作狀態(tài)并加以測(cè)試診斷，同時(shí)它還與操作面板相連接，以便操作人員通過管理控制微機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)直接進(jìn)行控制和對(duì)話，管理控制微機(jī)僅用于測(cè)試并不參與正常通信;在上述四個(gè)微機(jī)中如果中央處理微機(jī)發(fā)生故障，就通過監(jiān)測(cè)微機(jī)來執(zhí)行中央處理微機(jī)的上述功能而放棄本身監(jiān)視各微機(jī)通信業(yè)務(wù)的任務(wù)，也就是說，監(jiān)測(cè)微機(jī)取代中央處理微機(jī)接受由各個(gè)前置機(jī)[μp20-μp27]發(fā)送的發(fā)報(bào)集合信號(hào)，并進(jìn)行匯總，加入同步碼，再經(jīng)線群5(備用)送到同步接口微機(jī)，并從同步接口微機(jī)送來的收?qǐng)?bào)集合信號(hào)進(jìn)行解幀后再通過線群2送至各個(gè)前置機(jī)相應(yīng)的報(bào)路上;如果同步接口微機(jī)發(fā)生故障，則也通過監(jiān)測(cè)微機(jī)來執(zhí)行對(duì)收信集合碼流的幀同步碼的檢測(cè)和控制并執(zhí)行與調(diào)制解調(diào)器收發(fā)信高速集合信號(hào)的通信工作;這時(shí)中央處理微機(jī)的裝幀解幀的集合信號(hào)經(jīng)線群7送到監(jiān)測(cè)微機(jī)。中央處理微機(jī)，同步接口微機(jī)和監(jiān)視微機(jī)之間的控制程序是通過各個(gè)微機(jī)中的自控程序和各個(gè)微機(jī)之間的互控程序來實(shí)現(xiàn)的，也就是說，確定某一個(gè)微機(jī)是否發(fā)生了故障，不僅僅依靠其自身發(fā)出的出錯(cuò)信號(hào)，而且還必須至少有另兩個(gè)微機(jī)中的任一個(gè)也發(fā)出錯(cuò)信號(hào)時(shí)，才能判定該微機(jī)是否發(fā)生了故障并由另一個(gè)微機(jī)來代替執(zhí)行發(fā)生了故障的微機(jī)的功能。
專利摘要
一種單片微機(jī)分布控制式時(shí)分多路復(fù)用設(shè)備中的數(shù)字處理系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中采用多個(gè)微機(jī)，其中部分微機(jī)為前置機(jī)部分，即通路輸入輸出部分，每個(gè)微機(jī)管理一組報(bào)路；另一部分微機(jī)為后置機(jī)部分，即系統(tǒng)收發(fā)信號(hào)部分，上述微機(jī)之間的通信是采用分散網(wǎng)絡(luò)同步通信方式和/或分級(jí)模塊備用方式，上述微機(jī)可以采用單片機(jī)(或部分采用單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng))。從而使本系統(tǒng)具有真正分散的、獨(dú)立的高可靠度結(jié)構(gòu)，通信程序簡(jiǎn)單，整個(gè)系統(tǒng)的處理能力得到提高。
文檔編號(hào)H04J3/00GK87104733SQ87104733
公開日1988年3月16日 申請(qǐng)日期1987年7月4日
發(fā)明者鄭奇寶, 趙景硅, 童德莊, 張嘉華, 謝采娣, 陳冰如 申請(qǐng)人:上海電信設(shè)備三廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan