Bài giảng Tổng đài điện tử - Chương 3: Kỹ thuật điều khiển

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

Ch−¬ng 3

Kü thuËt ®iÒu khiÓn

I.

Tæng quan :

§èi víi c¸c tæng ®µi ®iÖn c¬, c¸c chøc n¨ng b¸o hiÖu, xö lý cuéc gäi, tÝnh c−íc...®−îc

thùc hiÖn dùa vµo c¸c sè liÖu ®−îc ghi trªn c¬ së ®Êu nèi cøng c¸c m¹ch víi c¸c phÇn tö

logic. Nhê sù ho¹t ®éng cña c¸c tiÕp ®iÓm r¬le mµ c¸c chøc n¨ng logic ®Þnh tr−íc ®−îc thùc

hiÖn, nh− vËy, khi cÇn ph¶i thay ®æi sè liÖu hoÆc ®−a sè liÖu míi bæ sung ®Ó thay ®æi qu¸

tr×nh ®iÒu khiÓn hoÆc thay ®æi c¸c nghiÖp vô thuª bao th× cÇn ph¶i thay ®æi c¸ch ®Êu nèi

cøng. ViÖc ®ã lµ rÊt bÊt tiÖn, cã khi kh«ng thùc hiÖn ®−îc.

§èi víi tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC, mét sè bé vi xö lý ®−îc dïng ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c chøc

n¨ng cña tæng ®µi. ViÖc ®iÒu khiÓn ®−îc thùc hiÖn th«ng qua viÖc thi hµnh mét lo¹t c¸c lÖnh

ghi s½n trong bé nhí. Tr×nh tù thùc hiÖn thao t¸c chuyÓn m¹ch ®−îc l−u trong m¹ch nhí d−íi

d¹ng lÖnh ch−¬ng tr×nh sau ®ã thùc hiÖn thao t¸c chuyÓn b»ng c¸ch kÝch ho¹t c¸c m¹ch c¬

së nhiÒu lÇn. V× vËy, c¸c sè liÖu trùc tiÕp thuéc tæng ®µi nh− c¸c sè liÖu vÒ hå s¬ thuª bao,

c¸c b¶ng phiªn dÞch ®Þa chØ, c¸c th«ng tin vÒ t¹o tuyÕn, tÝnh c−íc, thèng kª c¸c cuéc

gäi...®−îc l−u tr÷ l¹i trong bé nhí nh− ®¬n vÞ b¨ng tõ, ®¬n vÞ ®Üa tõ. C¸c ch−¬ng tr×nh ®iÒu

khiÓn trong c¸c bé xö lý ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ cña tæng ®µi nh− ngo¹i vi thuª bao, ngo¹i vi

b¸o hiÖu, tr−êng chuyÓn m¹ch, ngo¹i vi trao ®æi ng−êi-m¸y, thiÕt bÞ tÝnh c−íc...còng ®−îc l−u

tr÷ l¹i trong c¸c bé nhí. C¸c sè liÖu vµ ch−¬ng tr×nh nµy cã thÓ bæ sung, söa ®æi hoÆc thay

thÕ mét c¸ch dÔ dµng th«ng qua c¸c thiÕt bÞ giao tiÕp ng−êi m¸y nh− bµn phÝm vµ m¸y vi

tÝnh. §iÒu nµy t¹o kh¶ n¨ng linh ho¹t cao trong qu¸ tr×nh ®iÒu hµnh tæng ®µi.

•

Yªu cÇu phÇn cøng vµ phÇn mÒn ®iÒu khiÓn :

Tæng ®µi ®iÖn tö sè SPC ®−îc ®iÒu khiÓn bëi c¸c bé xö lý vµ c¸c ch−¬ng tr×nh, c¸c

ch−¬ng tr×nh ph¶i cã tÝnh th«ng minh thËt sù vµ c¸c bé xö lý ph¶i cã kh¶ n¨ng ®¸p øng ®Ó

thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn.

•

Xö lý d÷ liÖu trong thêi gian thùc :

VÝ dô : Mét ng−êi ®ang l¸i xe víi mét ®é an toµn giao th«ng cao th× mäi gi¸c quan,

suy nghÜ cña anh ta ®Òu tËp trung vµo viÖc l−u th«ng trªn ®−êng. TÊt c¶ c¸c biÕn cè, sù kiÖn

x¶y ra trªn ®−êng ®Òu ®−îc anh ta ghi nhËn vµ xö lý trong ®Çu ®Ó cã nh÷ng thao t¸c thÝch

hîp nhÊt trong tøc th×. Sù x¸c ®Þnh c¸c t×nh huèng giao th«ng, xö lý vµ quyÕt ®Þnh thao th¸c,

thùc hiÖn c¸c thao t¸c Êy ngay lËp tøc gäi lµ xö lý thêi gian thùc.

Trong tæng ®µi còng ®ßi hái nh− vËy, tøc lµ ph¶i ®iÒu khiÓn theo thêi gian thùc nh−ng

tèc ®é nhanh h¬n nhiÒu lÇn. Hµng tr¨m ngµn thao t¸c trªn mét gi©y ph¶i ®−îc thùc hiÖn. §Æc

®iÓm cña c¸c thao t¸c nµy lµ th−êng ®¬n gi¶n vµ cã tÝnh ®¬n ®iÖu nh− : quÐt tÊt c¶ c¸c

®−êng d©y thuª bao, trung kÕ ®Ó x¸c ®Þnh tÝn hiÖu nhÊc m¸y . Tuy nhiªn vÉn cã mét sè thao

t¸c lµ phøc t¹p nh− chän ®−êng dÉn trong chuyÓn m¹ch ®Ó thiÕt lËp cuéc gäi, b¶o d−ìng …

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.1

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

II.

CÊu tróc phÇn cøng hÖ thèng ®iÒu khiÓn tæng ®µi SPC :

II.1. CÊu tróc chung :

II.1.1.

S¬ ®å khèi :

§Þa chØ lÖnh tiÕp theo

§Þa chØ sè liÖu

Bé ph©n phèi lÖnh

Ghi ph¸t thao t¸c

Ghi ph¸t lÖnh

§Þa chØ

vµo ra

Bé nhí sè liÖu vµ

phiªn dÞch

Bé nhí ch−¬ng tr×nh

ThiÕt bÞ giao tiÕp vµo ra

Ra

Vµo

Tõ c¸c thiÕt bÞ cÇn ®iÒu khiÓn ®−a tíi

H×nh 3-1 : CÊu tróc chung hÖ thèng ®iÒu khiÓn.

II.1.2.

Chøc n¨ng :

• Bé ph©n phèi lÖnh :

Ph©n phèi lÖnh thÝch hîp ®Ó thùc thi trªn c¬ së c¸c lo¹i thiÕt bÞ ngo¹i vi chuyÓn m¹ch,

thø tù −u tiªn cña chóng vµ th«ng tin ®−a vµo. Nã ®−a tíi bé nhí ch−¬ng tr×nh ®Þa chØ lÖnh

cÇn thiÕt ph¶i xö lý theo nguyªn t¾c “gãi ®Öm”, tøc lµ, trong thêi gian thùc thi lÖnh nµy th× ®Þa

chØ lÖnh tiÕp theo ®· ®−îc ghi tíi bé nhí ch−¬ng tr×nh. Ngoµi ra, c¸c sè liÖu cÇn thiÕt liªn

quan ®Õn tõng lÖnh còng ®−îc gëi ®i tõ ®©y ®Õn bé nhí sè liÖu va phiªn dÞch.

• Bé ghi ph¸t lÖnh :

Lµm nhiÖm vô ghi ®Öm c¸c lÖnh cÇn thùc hiÖn.

• Bé nhí ch−¬ng tr×nh :

NhiÖm vô ghi l¹i tÊt c¶ c¸c ch−¬ng tr×nh cÇn thiÕt cho nhiÖm vô ®iÒu khiÓn mµ nã

®¶m nhËn. Bé nhí nµy th−êng cã cÊu tróc kiÓu ROM. C¸c ch−¬ng tr×nh nµy cã thÓ lµ ch−¬ng

tr×nh xö lý gäi hoÆc b¶o d−ìng vËn hµnh.

• Bé nhí sè liÖu vµ phiªn dÞch :

Ghi l¹i c¸c lo¹i sè liÖu cÇn thiÕt phôc vô cho qu¸ tr×nh thùc hiÖn lÖnh. Ngoµi nh÷ng

sè liÖu nh− thuª bao, trung kÕ... ë c¸c hÖ thèng xö lý trong tæng ®µi ®iÖn tö nh− xö lý ®iÒu

hµnh vµ b¶o d−ìng (OMP) cã bé nhí sè liÖu phôc vô c«ng viÖc ®iÒu hµnh vµ b¶o d−ìng, bé

xö lý chuyÓn m¹ch th× cã c¸c bé nhí sè liÖu phiªn dÞch, t¹o tuyÕn ®Ó ghi l¹i c¸c b¶ng tr¹ng

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.2

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

th¸i tuyÕn nèi, hå s¬ thuª bao...d−íi d¹ng b¸n cè ®Þnh.Ngoµi c¸c bé nhí nµy, cßn cã c¸c bé

nhí t¹m thêi, nã chØ ghi l¹i c¸c sè liÖu cÇn thiÕt cho qu¸ trinh xö lý gäi, vÝ dô sè liÖu vÒ ®Þa chØ

thuª bao, sè liÖu vÒ tr¹ng th¸i thuª bao bËn hay rçi. C¸c sè liÖu nµy thay ®æi trong qu¸ tr×nh

xö lý cuéc gäi.

• Bé ghi ph¸t thao t¸c :

Lµm nhiÖm vô thùc thi c¸c thao t¸c logic vµ sè häc theo c¸c lÖnh vµ sè liÖu thÝch hîp

®Ó ®−a c¸c lÖnh ®iÒu khiÓn t−¬ng øng, qua thiÕt bÞ giao tiÕp vµo ra tíi ngo¹i vi ®iÒu khiÓn

nÕu lÖnh nµy chØ thÞ tíi kÕt qu¶ c«ng viÖc. Trong tr−êng hîp c¸c lÖnh sau khi thùc thi ë ®©y

cÇn ph¶i thùc hiÖn c¸c lÖnh tiÕp theo ®Ó phôc vô mét c«ng viÖc th× bé ghi ph¸t thao t¸c

chuyÓn yªu cÇu xö lý tiÕp theo tíi bé ph©n phèi lÖnh vµ chuyÓn kÕt qu¶ tíi bé nhí sè liÖu

nÕu cÇn thiÕt.

• ThiÕt bÞ giao tiÕp vµo ra :

Lµm nhiÖm vô ®Öm vµ chuyÓn c¸c th«ng tin tõ thiÕt bÞ ngo¹i vi vµo bé nhí ®iÒu khiÓn

vµ chuyÓn lÖnh tõ bé nhí ®iÒu khiÓn tíi thiÕt bÞ ngo¹i vi.

II.1.3.

Nguyªn lý lµm viÖc :

Tæng ®µi sè SPC th−êng cã cÊu tróc ®iÒu khiÓn ph©n bè vµ do ®ã cã nhiÒu bé xö lý,

tuy cã kh¸c nhau vÒ chøc n¨ng xö lý, c«ng suÊt vµ l−u l−îng nh−ng chóng ®Òu cã cÊu tróc

tæng qu¸t nh− trªn.

§Ó thùc hiÖn mét thao t¸c ®iÒu khiÓn, thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nhËn th«ng tin tõ thiÕt bÞ

ngo¹i vi th«ng qua thiÕt bÞ vµo ra tíi bé phËn ph©n phèi lÖnh. C¨n cø vµo tõng c«ng viÖc cô

thÓ vµ møc −u tiªn cña nã mµ bé phËn ph©n phèi lÖnh ®−a ®Þa chØ cÇn thiÕt tíi bé nhí

ch−¬ng tr×nh. T¹i ®©y, ch−¬ng tr×nh cÇn thùc hiÖn ®−îc gäi ra tõ bé ghi ph¸t ®Öm. Th«ng

th−êng, khi mét lÖnh ®−îc gäi ra vµ ghi vµ bé ghi ph¸t lÖnh th× ®Þa chØ lÖnh tiÕp theo ®· ®−îc

chuyÓn giao tíi bé nhí ch−¬ng tr×nh. Khi lÖnh l−u ë bé ghi ph¸t lÖnh chuyÓn tíi bé ghi ph¸t

thao t¸c th× lÖnh øng víi ®Þa chØ võa l−u sÏ ®−îc ®−a ®Õn bé ghi ph¸t lÖnh vµ ®Þa chØ cña lÖnh

tiÕp theo l¹i ®−îc chuyÓn ®Õn bé nhí ch−¬ng tr×nh. Qu¸ tr×nh cø tiÕp tôc nh− vËy.

§ång thêi víi viÖc ®−a ®Þa chØ tíi bé nhí ch−¬ng tr×nh, bé ph©n phèi lÖnh còng ®−a

®Þa chØ sè liÖu kÌm theo cho lÖnh ®ã tíi bé nhí sè liÖu. Khi lÖnh ®−îc ®−a tíi bé ghi ph¸t

thao t¸c th× sè liÖu t−¬ng øng còng ®−îc ®−a tíi ®©y. T¹i ®©y lÖnh ®−îc thùc thi vµ kÕt qu¶ lµ

mét th«ng sè ®iÒu khiÓn ®−îc ®−a ra. Th«ng sè logic nµy nÕu lµ kÕt qu¶ cña mét c«ng viÖc

xö lý th× nã ®−îc chuyÓn tíi thiÕt bÞ ngo¹i vi thùc hiÖn c«ng viÖc. NÕu ch−a ph¶i lµ mét kÕt

qu¶ c«ng viÖc th× th«ng sè nµy ®−îc ghi l¹i ë bé nhí sè liÖu cho lÖnh sau vµ th«ng b¸o viÖc

nµy cho bé ph©n phèi lÖnh. Bé ph©n phèi lÖnh sÏ quyÕt ®Þnh tiÕp tôc thùc hiÖn lÖnh tiÕp theo

®Ó hoµn thµnh c«ng viÖc hay t¹m dõng v× ch−a ®ñ sè liÖu cÇn thiÕt.

II.2. C¸c lo¹i cÊu tróc ®iÒu khiÓn:

Tuú theo dung l−îng vµ ph−¬ng thøc ®iÒu khiÓn ®−îc ph©n bè ë c¸c cÊp ®iÒu khiÓn

kh¸c nhau mµ bé ®iÒu khiÓn trung t©m cã thÓ sö dông lµ ®¬n xö lý hay ®a xö lý.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.3

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

II.2.1.

CÊu tróc ®iÒu khiÓn ®¬n xö lý :

Toµn bé ho¹t ®éng cña tæng ®µi ®−îc ®iÒu khiÓn b»ng mét bé xö lý duy nhÊt. Do ®ã

khi bé vi xö lý nµy bÞ háng th× dÉn ®Õn sù ngõng lµm viÖc cña toµn bé hÖ thèng. §Ó n©ng cao

®é tin cËy cÇn ph¶i cã hÖ thèng dù phßng. Liªn l¹c gi÷a khèi vi xö lý víi c¸c module cña tæng

®µi b»ng ®−êng truyÒn sè liÖu riªng.

Bé xö lý liªn l¹c víi ®iÒu khiÓn ngo¹i vi b»ng 2 lo¹i bus : th«ng tin vµ ®iÒu khiÓn. Bus

®iÒu khiÓn bao gåm bus ®Þa chØ, bus ®iÒu khiÓn th«ng b¸o. Bé xö lý nµy can thiÖp vµo mäi

giai ®o¹n thiÕt lËp cuéc gäi vµ mçi cuéc gäi ph¶i xö lý qua nã nhiÒu lÇn tr−íc khi kÕt thóc.

• ¦u ®iÓm :

§¬n gi¶n, can thiÖp vµo tæng ®µi chØ ë mét vÞ trÝ, thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng cè ®Þnh

trong suèt thêi gian ho¹t ®éng cña tæng ®µi.

• Nh−îc ®iÓm :

PhÇn mÒm phøc t¹p, ph¶i dïng nhiÒu lÖnh ng¾t, kh«ng cã kh¶ n¨ng më réng dung

l−îng tæng ®µi, chØ thÝch hîp tæng ®µi dung l−îng nhá.

Memory

Bé xö lý

I/O

§iÒu khiÓn ngo¹i vi

Giao tiÕp

®Çu cuèi

Tr−êng

chuyÓn

H×nh 3-2 : CÊu tróc ®¬n xö lý.

II.2.2.

CÊu tróc ®a xö lý :

PhÇn lín, c¸c tæng ®µi dung l−îng ;lín ngµy nay ®Òu sö dông cÊu tróc ®a xö lý. Nã

kh¾c phôc nh÷ng nh−îc ®iÓm cña ®¬n xö lý, tuy nhiªn viÖc t−¬ng thÝch g÷a c¸c bé xö lý lµ

gÆp khã kh¨n.

XÐt vÒ mÆt vÞ trÝ, ta cã thÓ ph©n lo¹i nh− sau :

•

§iÒu khiÓn tËp trung :

C¸c bé xö lý cã còng mét cÊp ®é, vai trß cña chóng lµ nh− nhau. Häat ®éng cña c¸c

bé xö lý ®−îc ®iÒu khiÓn bëi bé ®iÒu khiÓn phèi hîp ho¹t ®éng. Mçi bé xö lý cã bé nhí riªng.

C¸c bé xö lý lµm viÖc theo kiÓu ph©n chia t¶i ®éng, nghÜa lµ l−u l−îng cña mçi bé xö

lý kh«ng cè ®Þnh vµ mçi bé xö lý ®¶m nhiÖm toµn bé qu¸ tr×nh cña c¸c cuéc gäi do nã xö lý.

Do ®Æc ®iÓm tËp trung nªn viÖc ®iÒu khiÓn toµn bé ho¹t ®éng cña tæng ®µi phô thuéc

yÕu tè thêi gian (thêi gian ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn dung l−îng).

• ¦u ®iÓm :

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.4

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

- TËn dông hÕt n¨ng suÊt.

- Trao ®æi gi÷a c¸c bé xö lý lµ nhá nhÊt.

• Nh−îc :

- Mçi bé xö lý lµm hÕt c«ng viÖc cña tæng ®µi, nªn cÇn rÊt nhiÒu lÖnh ng¾t, vµ trong

bé nhí cÇn l−u tr÷ c¸c läai phÇn mÒm cho bé xö lý .Do ®ã, nã rÊt Ýt ®−îc ¸p dông hoÆc chØ

®−îc ¸p dông mét phÇn.

Memory

chung

I/O

§iÒu khiÓn phèi hîp ho¹t ®éng

P

1

M

1

Pn

Mn

§iÒu khiÓn ngo¹i vi

Giao tiÕp thuª

bao & trung kÕ

M¹ng chuyÓn

m¹ch

H×nh 3-3 : §iÒu khiÓn tËp trung.

•

§iÒu khiÓn ph©n t¸n :

XLTT

XLSB1

XLSB2

H×nh 3-4 : §iÒu khiÓn ph©n t¸n.

Trong ®iÒu khiÓn ph©n t¸n lu«n tån t¹i mét bé xö lý trung t©m gäi lµ Master, gi¶i

quyÕt nh÷ng nhiÖm vô cã tÝnh chÊt chung cña hÖ thèng vµ uû nhiÖm 1 sè nhiÖm vô cã tÝnh

chÊt bé phËn cho xö lý s¬ bé.

§é phøc t¹p vµ t¶i ®iÒu khiÓn trung t©m cã thÓ ®−îc c¶u thiÖn nÕu kh«ng cÇn xö lý

nh÷ng vÊn ®Ò ®¬n gi¶n hoÆc kh«ng yªu cÇu vÒ thêi gian mµ chóng ®−îc cung cÊp nh÷ng sè

liÖu ®· ®−îc xö lý s¬ bé. ViÖc xö lý s¬ bé thùc hiÖn theo nhiÒu cÊp.

C¸c bé xö lý thùc hiÖn nh÷ng chøc n¨ng ®¬n gi¶n hoÆc kh«ng quan träng ë vÊn ®Ò

thêi gian th× ®−îc ®Æt ë cÊp thÊp nhÊt cña cÊu tróc. Chóng cã nhiÖm vô chuyÓn th«ng tin cÇn

thiÕt sö dông cho viÖc xö lý ë cÊp cao h¬n. VÞ trÝ cao nhÊt lµ ®¬n vÞ xö lý trung t©m.

Nh÷ng c¬ së c¨n cø ®Ó ph©n chia chøc n¨ng ë c¸c cÊp xö lý rÊt kh¸c nhau. Trong

®iÖn tho¹i ®é phøc t¹p vµ tÇn suÊt cña c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn thay ®æi trong ph¹m vi

réng. (Mèi quan hÖ gi÷a tÇn suÊt vµ ®é phøc t¹p ®−îc biÓu diÔn nh− h×nh 3-5).

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.5

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

+ §o¹n 1 biÓu diÔn nh÷ng ®iÒu khiÓn cã ®é phøc t¹p thÊp, nh−ng hay x¶y ra. VÝ dô :

ViÖc gi¸m s¸t ®−êng d©y, chän ®−êng rçi, ®iÒu khiÓn chuyÓn m¹ch...

+ §o¹n 2 øng víi viÖc ph©n tÝch sè liÖu, chän h−íng rèi vµ c¸c chøc n¨ng qu¶n lý

cuéc gäi.

+ §o¹n 3 øng víi chøc n¨ng khai th¸c vµ xö lý lçi. Nh÷ng vÊn ®Ò nµy rÊt phøc t¹p

nh−ng Ýt x¶y ra.

TÇn suÊt

1

2

3

§é phøc t¹p

H×nh 3-5 Quan hÖ gi÷a tÇn suÊt vµ ®é phøc t¹p.

So víi ®iÒu khiÓn tËp trung phÇn giao tiÕp cña hÖ thèng cã t− duy m¹nh h¬n vµ cã

tÝnh module. Master gi÷ vai trß ®iÒu khiÓn hÖ thèng vµ mäi th«ng tin gi÷a c¸c slaver. Cã thÓ

nãi master lµ giao ®iÓm cña mäi l−u l−îng, do ®ã ®©y còng lµ ®iÓm yÕu cña ®iÒu khiÓn nµy.

ViÖc xö lý qu¸ nhiÒu qu¸ tr×nh song song mµ ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh ®ång bé vµ tr¸nh va

ch¹m lµ khã kh¨n. Tuy nhiªn, do cã tÝnh module cao, nªn viÖc thay thÕ, më réng vµ phèi hîp

víi c«ng nghÖ phÇn cøng míi lµ thuËn tiÖn.

Tõ ®ã ®Én ®Õn nh÷ng c¬ së ph©n chia theo chøc n¨ng ë c¸c cÊp kh¸c nhau.

A, Ph©n theo chøc n¨ng :

Bé nhí trung t©m

§KTT

§iÒu khiÓn phèi hîp ho¹t ®éng

M2 P2 M3

I/O

P3

M1

P1

Giao tiÕp thuª bao vµ

trung kÕ

Tr−êng chuyÓn

m¹ch

H×nh 3-6 : Ph©n theo chøc n¨ng.

Mçi mét chøc n¨ng cña hÖ thèng ®−îc giao cho mét nhãm bé xö lý. C¸c bé xö lý nµy

®Õn l−îc chóng l¹i lµm viÖc theo bé chia t¶i.

VÝ dô :

P1:Bé xö lý cuéc gäi. §¶m nhiÖm kh©u gi¸m s¸t thuª bao.

P2:Bé xö lý b¸o hiÖu, ho¹t ®éng nh− bé ghi ph¸t.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.6

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

P3: Xö lý chuyÓn m¹ch, ®iÒu khiÓn m¹ng chuyÓn m¹ch.

§iÒu khiÓn trung t©m lµm nhiÖm vô ®iÒu hµnh c¸c bé xö lý s¬ bé, ®«i khi nã cßn lµm

c«ng viÖc xö lý vËn hµnh vµ b¶o d−ìng. Bé xö lý trung t©m cã thÓ lµ ®¬n xö lý hay ®a xö lý.

• ¦u ®iÓm :

- ViÕt phÇn mÒm cã hÖ thèng, cã thÓ chuyªn m«n ho¸.

- KiÓm tra c«ng viÖc dÔ dµng.

- Bé xö lý cã bé nh¬ riªng vµ chØ l−u phÇn mÒm riªng m×nh nªn viÖc ®¸nh ®Þa chØ lµ

®¬n gi¶n.

- Phï hîp víi dung l−îng lín.

• Nh−îc ®iÓm :

- Trao ®æi sè liÖu gi÷a c¸c bé xö lý ph¶i cÈn thËn.

- Sè l−îng c¸c bé xö lý kh«ng phô thuéc vµo dung l−îng tæng ®µi mµ phô thuéc vµo

sè chøc n¨ng, khi tæng ®µi cã dung l−îng nhá th× kh«ng tËn dông hÕt kh¶ n¨ng cña bé xö lý .

- Khi tÝnh to¸n ph¶i tÝnh ®Õn kh¶ n¨ng t¶i lín nhÊt cña hÖ thèng, v× c¸c bé xö lý kh«ng

hç trî nhau.

- Khi mét bé xö lý háng th× cã thÓ toµn bé hÖ thèng ngõng ho¹t ®éng.

B, Ph©n theo module :

Bé nhí trung

§iÒu khiÓn trung t©m

I/O

§iÒu khiÓn phèi hîp häat ®éng

Module Giao

tiÕp thuª bao

Module

Tr−êng chuyÓn

m¹ch

Module Giao

tiÕp trung kÕ

H×nh 3-7 : Ph©n theo module.

C¸c module cña tæng ®µi ( Giao tiÕp thuª bao, giao tiÕp trung kÕ, tr−êng chuyÓn

m¹ch...) ®Òu cã bé xö lý riªng ®Ó xö lý hÇu hÕt chøc n¨ng cña module, toµn bé hÖ thèng nµy

do ®iÒu khiÓn trung t©m ®¶m tr¸ch.

• ¦u ®iÓm :

ViÖc ph¸t triÓn dung l−îng lµ dÔ dµng, viÖc thay ®æi, ®iÒu chØnh, kiÓm tra, ®o thö lµ

thuËn tiÖn.

• Nh−îc ®iÓm :

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.7

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

ViÖc trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c module th«ng qua ®−êng truyÒn sè liÖu lµ kh«ng

thuËn tiÖn.

Trong thùc tÕ, ng−êi ta dïng ph−¬ng thøc tæ hîp, tøc lµ nh÷ng vÊn ®Ò ®¬n gi¶n th×

theo module phøc t¹p th× dïng chøc n¨ng.

II.3. §iÒu khiÓn trung t©m vµ sù trao ®æi gi÷a c¸c bé vi xö lý :

II.3.1.

§iÒu khiÓn trung t©m :

Tïy theo dung l−îng tæng ®µi vµ ph−¬ng thøc ®iÒu khiÓn mµ bé ®iÒu khiÓn trung t©m

cã thÓ sö dông mét hay nhiÒu bé xö lý.

Th−êng c¸c bé xö lý cuéc gäi cã møc −u tiªn ngang nhau, cã khi chän ra 1 bé xö lý

chñ. Nã cã nhiÖm vô ph¸t hiÖn, xö lý lçi. §«i khi, b¶n th©n nã kh«ng cßn chøc n¨ng xö lý

cuéc gäi. QuyÒn lµm chñ ®−îc trao cho bé xö lý cuéc gäi tiÕp theo t−¬ng øng víi møc −u tiªn

x¸c ®Þnh tr−íc.ViÖc ®iÒu hµnh vµ ®iÒu khiÓn vµo ra sö dông bé xö lý riªng.

§Ó tr¸nh nhiÒu bé xö lý tiÕp nhËn cuéc gäi cïng 1 lóc, ng−êi ta sö dông bit cê ®Ó lµm

cho bé xö lý thùc hiÖn chøc n¨ng trªn ho¹t ®éng vµ cÊm c¸c bé xö lý kh¸c.

Ph©n bè ®iÒu khiÓn c¸c bé xö lý trung t©m theo ph−¬ng thøc trªn cã −u ®iÓm lµ c¸c

bé xö lý gièng nhau nªn më réng tæng ®µi Ýt tèn kÐm vµ hÖ thèng Ýt bÞ qu¸ t¶i.

• Nh−îc ®iÓm :

Mçi bé xö lý ph¶i cã toµn bé phÇn mÒm hÖ thèng, x¸c suÊt x¶y ra ®ông ®é nhiÒu

h¬n.

Lçi x¶y ra ë bé ®iÒu khiÓn trung t©m rÊt quan träng vµ cã nhiÒu nguyªn nh©n g©y ra

lçi. §Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy cña bé ®iÒu khiÓn trung t©m, cÇn thùc hiÖn c¸c biÖn ph¸p chèng

lçi thÝch hîp, ng¨n chÆn lçi lan truyÒn vµ cÇn cã hÖ thèng dù phßmg. Chän kiÓu dù phßng lµ

quan träng trong lùa chän cÊu h×nh hÖ thèng.

II.3.2.

Sù trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c bé xö lý :

Sù tæ chøc vµ ph−¬ng thøc trao ®æi th«ng tin gi÷a c¸c bé nhí vµ vi xö lý cña chóng

víi nhau lµ ®iÒu quan träng trong tæng ®µi.

L−îng tin tøc trao ®æi

Tû lÖ ph©n chia chøc

¨

H×nh 3-8 : Quan hÖ gi÷a l−îng tin tøc trao ®æi gi÷a c¸c bé xö lý vµ tû lÖ ph©n chia gi÷a chóng.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.8

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

§èi víi ®iÒu khiÓn ph©n bè, ph−¬ng thøc trao ®æi tin gi÷a c¸c cÊp cã t¸c ®éng ®Õn

khèi l−îng th«ng tin cÇn truyÒn. Nã chÝnh lµ chøc n¨ng xö lý cña bé xö lý s¬ bé.

T¸c ®éng cña ph©n bè chøc n¨ng vµo khèi l−îng tin cÇn truyÒn thÓ hiÖn ë ®å thÞ ë

H×nh 3-8.

L−îng th«ng tin cÇn truyÒn gi÷a c¸c bé xö lý gi¶m nÕu ta t¨ng tû lÖ ph©n chia chøc

n¨ng cho c¸c cÊp xö lý s¬ bé.

Kh«ng ¸p dông ph−¬ng thøc trao ®æi th«ng tin trùc tiÕp trong cïng 1 cÊp. ViÖc trao

®æi th«ng tin gi÷a c¸c cÊp ®iÒu khiÓn cã thÓ ®−îc thùc hiÖn trªn ®−êng truyÒn sè liÖu riªng,

hoÆc th«ng qua tr−êng chuyÓn m¹ch. Khi dïng ®−êng truyÒn riªng, c¸c bé xö lý giao tiÕp víi

nhau qua hÖ thèng bus. HÖ thèng bus ®−îc ph©n cÊp øng víi cÊp ®iÒu khiÓn .

Tr−êng

chuyÓn

m¹ch

TS16

Xö lý cuéc

gäi

Bé xö lý

®−êng d©y

Bé xö lý

chÝnh

H×nh 3-9 : TruyÒn th«ng tin gi÷a c¸c bé xö lý.

Th«ng tin gi÷a c¸c bé xö lý ®−îc gëi trªn c¸c luån PCM vµo khe thêi gian TS16.

Ka/Kb

1

0,5

Sè bé xö lý

H×nh 3-10 : Mèi quan hÖ gi÷a tû sè kinh phÝ vµ sè bé xö lý.

5

10

15

20

Trong ®ã :

Ka : Ph−¬ng thøc dïng ®−êng truyÒn sè liÖu riªng, Kb : qua tr−êng chuyÓn m¹ch.

§èi víi c¸c tæng ®µi cã dung l−îng nhá, ng−êi ta dïng ph−¬ng thøc ®−êng truyÒn sè

liÖu riªng, kh«ng qua tr−êng chuyÓn m¹ch lµ cã tÝnh kinh tÕ h¬n vµ ng−îc l¹i.

C¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn viÖc tæ chøc bé nhí, xuÊt ph¸t tõ yªu cÇu l−u tr÷ mét khèi

l−îng lín d÷ liÖu chung dïng cho c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn. Trong hÖ thèng ®a xö lý, tr¹ng

th¸i ch¹y ®ua gi÷a c¸c bé xö lý lµ th−êng xuyªn x¶y ra, v× cïng mét thêi ®iÓm, c¸c bé xö lý

cã thÓ cÇn ®Õn mét lo¹t d÷ liÖu. Trong tr−êng hîp nµy, c¸c bé xö lý ph¶i îc s¾p hµng chê

®îi, ®iÒu nµy lµm gi¶m hiÖu suÊt gi÷a chóng. NÕu bé ®iÒu khiÓn trung t©m thùc hiÖn ph−¬ng

thøc ph©n bé theo chøc n¨ng, th× x¸c suÊt x¶y ra va ch¹m sÏ nhá h¬n, v× mét phÇn mÒn chØ

dïng cho mét bé xö lý hay mét nhãm bé xö lý nµo ®ã. PhÇn ch−¬ng tr×nh nµy sÏ ®−îc l−u tr÷

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.9

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

t¹i c¸c bé nhí riªng cña c¸c bé xö lý s¬ bé. Sè chøc n¨ng xö lý cÊp d−íi cµng nhiÒu th× dÉn

®Õn sù t¨ng t¶i vµ t¨ng dung l−îng bé nhí cña c¸c bé xö lý cÊp nµy.

Trong hÖ thèng ph©n bè theo t¶i, tÊt c¶ c¸c ch−¬ng tr×nh vµ sè liÖu chung cho c¸c bé

xö lý, v× vËy, th−êng ¸p dông ph−¬ng ph¸p l−u tr÷ c¸c ch−¬ng tr×nh vµ sè liÖu trong bé nhí

chung. Tuy nhiªn, nh÷ng ch−¬ng tr×nh cã thÓ trang bÞ ®éc lËp cho tÊt c¶ c¸c bé xö lý.

Thêi gian chê ®îi cña c¸c bé xö lý cßn tiÕp tôc gi¶m nÕu nh− c¸c sè liÖu chung ®−îc

ph©n thµnh nhiÒu khèi ®éc lËp, vµ viÖc truy nhËp ®Õn chóng ®−îc thùc hiÖn ®ång thêi. C¸c

m¹ch ®iÒu khiÓn phèi hîp ho¹t ®éng b¶o ®¶m chøc n¨ng nµy. ViÑc ph©n chia khèi nhí ph¶i

tu©n theo quy ®Þnh : c¸c ch−¬ng tr×nh hay sè liÖu ®−îc ghi trong cïng mät khèi kh«ng ®−îc

triÖt tiªu nhau. ViÖc gi¶m thêi gian chê ®îi cña c¸c bé xö lý cã nghi· lµ ®· t¨ng hiÖu suÊt

häat ®éng cña c¸c bé xö lý ®ã.

III.

C¬ cÊu dù phßng:

§Ó ®¶m b¶o ®é tin cËy cao vµ an toµn trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, mét sè cÊp ®iÒu

khiÓn ph¶i trang bÞ dù phßng. Tøc lµ trang bÞ 2 hay 3 cho bé xö lý cho thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn.

C¸c bé xö lý bao gåm c¶ ®¬n vÞ xö lý trung t©m vµ c¸c m¹ch ®iÖn hæ trî nh− c¸c lo¹i

bé nhí, m¹ch ®iÖn giao tiÕp, gi¸m s¸t, phèi hîp...

III.1. Dù phßng cÊp ®ång bé :

T¶i cÇn xö lý

Pa

Pb

C

Ma

Mb

~

H×nh 3-11 : Dù phßng cÊp ®ång bé.

Trong ®ã :

C: T¹o nhÞp ®ång hå.

M: Bé nhí.

P: Bé xö lý.

Hai bé xö lý Pa, Pb ®−îc xö dông ®Ó xö lý t¶i cho khu vùc chóng ®¶m nhiÖm.

Pa, Pb cã c¸c bé nhí Ma vµ Mb riªng ®Ó cã thÓ tiÕp cËn tíi toµn bé t¶i cÇn ö lý.

Hai bé xö lý cïng ®¶m nhiÖm 1 c«ng viÖc ®Ó xö lý ®ång bé víi nhau, kÕt qu¶ ®−îc so

s¸nh víi nhau. NÕu kh¸c, ch−¬ng tr×nh ph¸n ®o¸n lçi sÏ tiÕn hµnh ®Ó cã thÓ ph¸t hiÖn ra bé

xö lý cã lçi trong thêi gian ng¾n nhÊt. Bé xö lý cßn l¹i tiÕp tôc c«ng viÖc cña m×nh.

Nh−îc : Tr−êng hîp cã lçi ë phÇn mÒm th× kh«ng thÓ ph¸t hiÖn v× lóc nµy cã thÓ kÕt

qu¶ cña 2 bé xö lý lµ gièng nhau. MÆt kh¸c, c«ng suÊt ph¶i ®ñ lín ®Ó xö lý toµn bé t¶i khu

vùc chóng ®¶m nhiÖm. Do ®ã, hiÖu suÊt sö dông kh«ng cao.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.10

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

III.2. Dù phßng ph©n t¶i :

T¶i cÇn xö lý

Pa

Pb

Ma

Mb

Ex

H×nh 3-12 : Dù phßng ph©n t¶i.

Ex : C¬ cÊu b¶o d−ìng tù ®éng.

Hai bé xö lý lµm 2 c«ng viÖc kh¸c nhau, tõ mét sè ngån t¶i nhÊt ®Þnh. Nhê chøc n¨ng

b¶o d−ìng tù ®éng EX ®Ó ng¨n ngõa c¶ hai tiÕp cËn mét thiÕt bÞ ngo¹i vi vµ kiÓm tra qu¸

tr×nh cña chóng.

Mçi bé xö lý cã c¸c bé nhí riªng gåm bé nhí ch−¬ng tr×nh , bé nhí phiªn dÞch vµ bé

nhí sè liÖu. Trong ®ã bé nhí ch−¬ng tr×nh cã néi dung gièng nhau.

Hai bé xö lý ®−îc ph©n t¶i ngÉu nhiªn, vµ kh«ng trïng nhau nhê bé Ex gi¸m s¸t. Khi

x¶y ra sù cè th× toµn bé t¶i tËp trung vµo bé xö lý cßn l¹i, bé háng tù ®éng t¸ch ra.

¦u: Thêi gian cao ®iÓm th× c«ng suÊt cña hai bé xö lý vÉn ®Èm b¶o ®−îc kl−u l−îng

lín. Th−êng ®−îc sö dông ë c¸c cÊp tæng ®µi cÊp cao.

III.3. Dù phßng nãng :

T¶i cÇn xö lý

Pa

Pb

Cm

Ma

Mb

H×nh 3-13 : Dù phßng nãng.

Hai bé xö lý Pa, Pb cã c«ng suÊt ®ñ lín ®Ó ®¶m nhiÖm toµn bé c«ng viÖc thuéc khu

Trong ®ã mét trong hai bé lµm viÖc cßn bé kia dù phßng. Hai bé nµy xö lý ®éc lËp

Th«ng th−êng bé xö lý dù phßng kh«ng thÓ lµm viÖc tøc thêi ngay sau khi x¶y ra sù

vùc.

nhau.

cè. §Ó kh¾c phôc ng−êi ta sö dông bé nhí chung CM mµ c¶ hai bé xö lý ®iÒu cã thÓ tiÕp

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.11

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

cËn. C¸c tr¹ng th¸i tøc thêi ghi vµo CM nhê ®ã bé xö lý dù phßng cã thÓ lÊy th«ng tin mét

c¸ch tøc thêi dÓ ho¹t ®éng ngay sau khi x¶y ra sù cè.

Nh−îc : Mét sè c«ng viÖc ®ang thùc hiÖn tr−íc kho¶ng chu kú sao chÐp cña bé nhí

chung ®· bÞ xo¸ nÕu sù cè x¶y ra.

III.4. Dù phßng n+1:

P1 ®Õn Pn lµm nhiÖm vô xö lý t¶i tøc thêi cho hÖ thèng, bé xö lý Pn+1 ®Ó dù phßng.

B×nh th−êng bé xö lý nµy cã thÓ ®¶m nhËn mét sè c«ng viÖc. Khi x¶y ra sù cè th× Pn+1 tiÕp

tôc c«ng viÖc cña bé xö lý cã sù cè nµy.

¦u: DÔ dµng cÊu tróc hÖ thèng theo module, thuËn tiÖn ph¸t triÓn hÖ thèng cã dung

l−îng lín. MÆt kh¸c, ë giê cao ®iÓm th× Pn+1 cã thÓ xö lý bít mét sè c«ng viÖc tr¸nh hiÖn

t−îng qu¸ t¶i.

T¶i cÇn xö lý

P1

P2

Pn Pn+

…

Bé nhí

chung

P2

Pn Pn+

H×nh 3-14 : Dù phßng n+1.

Trong c¸c lo¹i dù phßng trªn th× dù phßng ph©n t¶i ®−îc xö dông nhiÒu nhÊt. Nã

tr¸nh ®−îc sù gi¸n ®o¹n ho¹t ®éng. B×nh th−êng th× n¨ng lùc xö lý cña nã l¹i cao h¬n yªu

cÇu, nh− vËy kh«ng x¶y ra ø t¶i.

IV.

CÊu tróc phÇn mÒm cña tæng ®µi :

IV.1. Kh¸i niÖm chung :

TÝnh chÊt quan träng cña cuéc gäi lµ kh«ng thÓ l−u tr÷ vµ lµm chËm l¹i ®−îc. T¹i mét

thêi ®iÓm l¹i cã nhiÒu cuéc gäi cÇn ®−îc ®¸p øng ngay, nÕu chØ cÇn cã mét thao t¸c thiÕu

chuÈn x¸c hoÆc kh«ng tøc th× th× cã thÓ kÐo theo lµm tr× ho·n hoÆc mÊt c¸c cuéc gäi kh¸c,

trÇm träng h¬n, cã thÓ lµm ngõng c¶ hÖ thèng. Tõ ®ã, phÇn mÒn cña 1 tæng ®µi ®iÖn tö sè

SPC cÇn ph¶i tháa m·n nh÷ng yªu cÇu sau :

- Ch−¬ng tr×nh ph¶i ®−îc thi hµnh trong thêi gian thùc.

- C¸c qu¸ tr×nh liªn quan ®Õn thiÕt lËp cuéc gäi, duy tr×, gi¶i phãng ph¶i ®−îc xö lý

song song ®Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c.

- Ph¶i gi÷ v÷ng th«ng tin trong mäi t×nh huèng, thËm chÝ chÊp nhËn mét møc ®é

gi¶m chÊt l−îng nµo ®ã.

- ChuÈn ®o¸n vµ xö lý lçi cÇn ph¶i nhanh chãng vµ chÝnh x¸c. §iÒu nµy gióp hÖ

thèng kh«i phôc ho¹t ®éng ®−îc nhanh chãng, kh«ng ®Ó ø ®äng th«ng tin.

- PhÇn mÒm ph¶i linh häat, dÔ thay ®æi ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc ph¸t triÓn c¸c dÞch

vô thuª bao.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.12

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

- D÷ liÖu ph¶i cã cÊu tróc gän nhÑ nh−ng ®Çy ®ñ, sao cho viÖc truy cËp thËt nhanh

chãng vµ chÝnh x¸c.

IV.2. C¸c vÊn ®Ò vÒ thiÕt kÕ phÇn mÒm :

IV.2.1. C¸c ®Æc tÝnh chñ yÕu cña phÇn mÒm :

PhÇn mÒm cña tæng ®µi SPC ph¶i cã hÖ ®iÒu hµnh thêi gian thùc. Nã ph¶i cã kh¶

n¨ng xö lý ®ång thêi mét sè l−îng lín c¸c cuéc gäi, ®ång thêi, nã ph¶i cã c¸c ®Æc tÝnh riªng

®Ó ®¶m b¶o c¸c dÞch vô ®iÖn tho¹i kh«ng bÞ ng¾t khi vËn hµnh hoÆc c¶ khi ®ang më réng hÖ

thèng.

•

TÝnh thêi gian thùc :

PhÇn mÒm ph¶i ®¸p øng ®−îc kh¶ n¨ng xö lý l−u l−îng ®· ®Þnh tr−íc vµ c¸c ®Æc tÝnh

cña dÞch vô. C¸c kh¶ n¨ng xö lý l−u l−îng cña c¸c bé xö lý tæng ®µi ®−îc biÓu thÞ trong sè

l−îng cuéc gäi ®−îc xö lý trong 1 gi©y hoÆc 1 giê.

•

ChÊt l−îng cña dÞch vô :

§−îc ®¸nh gi¸ qua hai th«ng sè :

- PhÇn tr¨m c¸c cuéc gäi r¬i so víi c¸c cuéc gäi thµnh c«ng t¹i møc t¶i ®· ®−îc

®Þnh tr−íc v× c¸c vÊn ®Ò bªn trong tæng ®µi nh− sai lçi trong xö lý t¾c nghÏn trong

hÖ thèng.

- PhÇn tr¨m c¸c cuéc gäi ph¶i chê tÝn hiÖu mêi quay sè l©u h¬n thêi gian chê ®·

®Þnh tr−íc.

•

§a ch−¬ng tr×nh :

C¸c bé xö lý ®iÒu khiÓn trong tæng ®µi SPC ho¹t ®éng theo kiÓu ®a ch−¬ng tr×nh cã

nghÜa lµ nhiÒu c«ng viÖc ®−îc ho¹t hãa ®ång thêi (hÇu hÕt liªn quan ®Õn xö lý gäi). VÝ dô,

trong tæng ®µi cã 30000 ®−êng, th× cã thÓ cã 3000 cuéc gäi ®ang ®−îc tiÕn hµnh ë tiÕn tr×nh

®µm tho¹i, trong khi ®ã cã 500 cuéc gäi ®· ®−îc gi¶i phãng, cã nghÜa lµ 3500 c«ng viÖc ®ang

®−îc thùc hiÖn ®ång thêi. Ngoµi ra, hÖ thèng gi¸m s¸t, qu¶n lý mäi cuéc gäi trong bé nhí, ®Ó

khi xuÊt hiÖn bÊt kú mét thay ®æi nµo trong m«i tr−êng ®iÖn tho¹i bªn ngoµi, cã liªn quan

®Õn cuéc gäi th× tr¹ng th¸i cña nã còng ®−îc thay ®æi theo.

•

Bé l−u gi÷ ch−¬ng tr×nh :

Trong phÇn lín c¸c tæng ®µi SPC, kÝch cì tæng thÓ cña mäi ch−¬ng tr×nh ®−îc kÕt

hîp víi nhau lín h¬n nhiÒu so víi kÝch cì cña bé nhí chÝnh. Do ®ã, kh«ng thÓ t¹o mäi

ch−¬ng tr×nh th−êng tró trong bé nhí chÝnh, tuy nhiªn, mét ch−¬ng tr×nh chØ cã thÓ thùc hiÖn

®−îc chØ khi nã th−êng tró trong bé nhí. Do ®ã, ®Ó ®−a ra kh¶ n¨ng sö dông tèt nhÊt cña bé

nhí, th× chØ nh÷ng phÇn sèng cña c¸c ch−¬ng tr×nh hÖ thèng vµ c¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông

míi ®−îc l−u gi÷ cè ®Þnh trong bé nhí chÝnh, cßn tÊt c¶ c¸c ch−¬ng tr×nh kh¸ kh«ng häat hãa

®−îc l−u ngoµi bé nhí chÝnh trong c¸c kho l−u gi÷ ngoµi cßn gäi lµ c¸c bé nhí lín nh− æ ®Üa,

b¨ng tõ…

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.13

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

IV.2.2. VÒ cÊu tróc :

HÖ thèng ph¶i ®−îc thiÕt kÕ theo kiÓu tõ trªn xuèng, ph©n ®Þnh c¸c hÖ thèng con, c¸c

module chøc n¨ng, c¸c ®¬n vÞ ch−¬ng tr×nh, c¸c thñ tôc mét c¸ch râ rµng, sao cho chØ tån t¹i

mét con ®−êng duy nhÊt ®Ó th©m nhËp vµo mét kh©u nµo ®ã.

•

Module hãa c¸c chøc n¨ng :

Mét phÇn mÒm ®−îc coi lµ module hãa tèt nÕu nã ®−îc x©y dùng tõ c¸c module ®éc

lËp nhau, øng víi mét sè øng dông cã thÓ lùa chän mét ch−¬ng tr×nh t−¬ng øng kh¸c nhau.

Nã cho phÐp tr¸nh ®−îc nh÷ng “va ch¹m” gi÷a c¸c module vµ dÔ dµng h¬n trong viÖc chuÈn

®ãan, ph¸t hiÖn c¸c sai sãt.

•

Kh«ng gian vïng nhí x¸c ®Þnh :

§iÒu nµy x¸c ®Þnh nh÷ng yÕu tè cÇn thiÕt cho sù ho¹t ®éng tèt cña mäi module chøc

n¨ng, ch¼ng h¹n nh− viÖc ph©n chia sö dông bé nhí, ph−¬ng thøc trao ®æi th«ng tin gi÷a

c¸c module … §iÒu nµy ®¶m b¶o sù ho¹t ®éng ®éc lËp gi÷a c¸c module, dÉn ®Õn sù chuÈn

hãa vÒ giao diÖn gi÷a c¸c module. Mäi th«ng tin vÒ sã liÖu, phÇn c÷ng, phÇn mÒm thuéc mét

module chØ cã thÓ ®−îc truy cËp qua giao tiÕp cña module ®ã víi module cÊp trªn cña nã. Sù

truy nhËp nµy cµng Ýt cµng tèt. Sù ghÐp láng cña c¸c module nh− vËy sÏ h¹n chÕ t¸c ®éng

cña c¸c sai sãt, t¸c ®éng cña sù thay ®æi c«ng nghÖ phÇn cøng.

§¹t ®−îc tèi ®a kh¶ n¨ng sö dông nhiÒu lÇn mét module sÓ t¨ng hiÖu suÊt sö dông.

sau :

- PhÇn mÒm vËn hµnh.

- PhÇn mÒm hç trî.

•

PhÇn mÒm vËn hµnh :

nh− sau :

- C¸c ch−¬ng trinh hÖ thèng.

- C¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông.

C¸c ch−¬ng tr×nh hÖ thèng hÇu nh− t−¬ng ®−¬ng víi hÖ thèng ®iÒu hµnh cña mét

m¸y tÝnh th«ng th−êng. PhÇn mÒm hÖ thèng gåm c¸c ch−¬ng tr×nh phï hîp víi c«ng viÖc

vËn hµnh vµ sö dông bé xö lý theo c¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông.

C¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông nh− ®iÒu khiÓn xö lý gäi, qu¶n lý vµ b¶o d−ìng tæng ®µi.

•

PhÇm mÒm hç trî :

Gåm c¸c ch−¬ng tr×nh hîp ng÷, n¹p vµ m« pháng … chóng ®−îc cµi ®Æt ë vÞ trÝ trung

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.14

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

PhÇn nµy m« t¶ tæ chøc tæng qu¸t vµ c¸c ®Æc tÝnh chñ yÕu cña phÇn mÒm vËn hµnh

trong tæng ®µi SPC.

IV.2.4. C¸c ch−¬ng tr×nh hÖ thèng :

C¸c ch−¬ng tr×nh hÖ thèng ho¹t ®éng nh− giao tiÕp gi÷a phÇn cøng cña tæng ®µi vµ

c¸c ch−¬ng trinh ¸p dông. Chóng qu¶n trÞ vµ phèi hîp c¸c ho¹t ®éng vµ c¸c ®Æc tÝnh cña

phÇn cøng vµ c¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông. §Ó thùc hiÖn ®−îc ®iÒu nµy ph¶i ®¶m b¶o c¸c chøc

n¨ng kh¸c nhau sau :

•

LÞch tr×nh c«ng viÖc :

nhau phï hîp víi møc −u tiªn ®· ®Þnh tr−íc. Ch−¬ng tr×nh hÖ thèng ®−îc gäi lµ mét lÞch

tr×nh ¸p dông. Nã quyÕt ®Þnh bé xö lý sÏ ph¶i ®iÒu khiÓn ch−¬ng tr×nh nµo. Sau khi ch−¬ng

tr×nh ®· ®−îc thùc hiÖn xong, hoÆc ch−¬ng tr×nh vÉn cßn trong hµng chê, ®iÒu khiÓn ph¶i gëi

tÝn hiÖu trë l¹i cho lÞch t×nh ®Ó hßan thµnh ho¹t ®éng vµo / ra hoÆc yªu cÇu chê.

LÞch tr×nh thùc hiÖn chøc n¨ng cña nã b»ng c¸ch s¾p hµng mäi ch−¬ng tr×nh ®ang

chê ®Ó thùc hiÖn. M¸y tÝnh lµ mét thiÕt bÞ tuÇn tù, nã chØ cã thÓ thùc hiÖn mét lÖnh t¹i mét

thêi ®iÓm, vµ v× thÕ chØ mét ch−¬ng tr×nh cã thÓ ®−îc ho¹t hãa t¹i mét thêi ®iÓm mµ th«i. Cßn

tÊt c¶ c¸c ch−¬ng trinh kh¸c ph¶i chê ®Ó nhËn tÝn hiÖu tõ CPU. Trong thêi gian chê, th«ng tin

vÒ tr¹ng th¸i hiÖn thêi cña chóng ®−îc gi÷ trong “hµng chê ®Ó ch¹y”.

•

Hµng chê ®Ó ch¹y :

Hµng chê ®Ó ch¹y ®−îc tæ chøc nh− sau :

Mçi ch−¬ng tr×nh hiÖn thêi s½n sµng ®Ó ®−îc thùc hiÖn cã mét khèi gäi lµ khèi m« t¶

trong hµng chê ®Ó ch¹y. Trong khèi m« t¶ nµy ghi mäi néi dung vµ chØ sè c¸c thanh ghi,

tr¹ng th¸i bé chØ thÞ (qu¸ t¶i, bé chØ thÞ 0…), gi¸ trÞ bé ®Õm ch−¬ng tr×nh (h−íng tíi lÖnh tiÕp

theo ®−îc thùc hiÖn trong ch−¬ng tr×nh vµ gi¸ trÞ −u tiªn. §Þa chØ cña khèi chØ thÞ ®Çu tiªn

trong hµng chê ®−îc l−u trong mét tõ (®Þa chØ ký hiÖu READY). LÞch tr×nh tiÕp tôc quÐt tõ

READY ®Ó biÕt ®Þa chØ khèi ®· cãp t¹i ®Ønh cña hµng.

Tõ READY

§Þa chØ khèi ®Çu

tiªn

§Þa chØ khèi thø 2

§Þa chØ khèi thø 3

0

C¸c néi dung thanh ghi

ChØ thÞ tr¹ng th¸i

Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh

Møc −u tiªn

C¸c néi dung thanh ghi

ChØ thÞ tr¹ng th¸i

Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh

Møc −u tiªn

C¸c néi dung thanh ghi

ChØ thÞ tr¹ng th¸i

Bé ®Õm ch−¬ng tr×nh

Møc −u tiªn

KÕt thóc m« t¶ hµng chê

cña c¸c khèi

Khèi ®Çu tiªn

Khèi thø 2

H×nh 3-15 : Hµng chê ®Ó ch¹y.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.15

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

•

Hµng chê cña c¸c khèi tù do :

C¸c khèi ®−îc sö dông trong hµng chê ®Ó ch¹y ®−îc lÊy tõ hµng chê cña c¸c khèi tù

do. Hµng chê nµy ®Çu tiªn n¾m gi÷ c¸c khèi tù do cÇn thiÕt cho hµng chê ®Ó ch¹y, hµng chê

®ång hå vµ c¸c hµng chê kh¸c trong hÖ thèng.

Tõ READY

§Þa chØ khèi ®Çu

tiªn

§Þa chØ khèi thø 2

§Þa chØ khèi thø 3

Khèi FREE thø 2

0

Khèi FREE ®Çu tiªn

KÕt thóc m« t¶ hµng

chê cña c¸c khèi

H×nh 3-16 : Hµng chê c¸c khèi tù do.

§Þa chØ cña khèi ®Çu tiªn trong hµng chê ®−îc l−u tr÷ trong mét tõ (®Þa chØ ký hiÖu

FREE). Khi mét ch−¬ng tr×nh ®−îc b¾t ®Çu theo yªu cÇu RUN, th× mét khèi ®−îc lÊy ra tõ

hµng chê cña c¸c khèi FREE. Khèi ®−îc lÊy ra nµy sÏ cµi c¸c th«ng tin cÇn thiÕt gåm c¶

møc −u tiªn cña nã, ®Ó ch−¬ng tr×nh cã thÓ ch¹y ®−îc. Sau ®ã, khèi nµy ®−îc chÌn vµo vÞ trÝ

t−¬ng øng trong hµng chê ®Ó ch¹y, phô thuéc vµo møc −u tiªn, møc −u tiªn cµng cao th×

khèi cµng ®−îc s¾p gÇn víi ®Ønh hµng chê.

LÞch tr×nh sÏ lu«n chän ch−¬ng tr×nh cã møc −u tiªn cao nhÊt ®Ó thùc hiÖn. §ã lµ

ch−¬ng tr×nh víi khèi m« t¶ n»m t¹i ®Ønh cña hµng chê s½n sµng ®Ó ch¹y. Tr−íc khi b¾t ®Çu

ch−¬ng tr×nh, lÞch tr×nh sÏ thiÕt lËp mét yªu cÇu vµ bé chØ thÞ tr¹ng th¸i ®Õn c¸c gi¸ trÞ ®−îc

biÓu thÞ trong khèi m« t¶. Tõ ®ã, mét lÖnh “nh¶y” ®−îc thùc hiÖn, chuyÓn ®iÒu khiÓn ®Õn ®Þa

chØ do bé ®Õm ®−a ra trong khèi m« t¶. Sau ®ã, ch−¬ng tr×nh sÏ thùc hiÖn c¸c lÖnh cña nã,

lÖnh nµy tiÕp lÖnh kia, cho ®Õn khi nã ®¹t tíi ®iÓm mµ ë ®ã t¹o ra mét yªu cÇu ®Ó ®−a tíi hÖ

thèng ®iÒu hµnh. NÕu lµ yªu cÇu “chê” th× c¸c khèi cña nã sÏ chuyÓn ra khái hµng ®ång hå.

NÕu lµ yªu cÇu “ch¹y” ®èi víi ch−¬ng tr×nh nµy th× mét khèi míi ®−îc chÌn vµo trong hµng

chê ®Ó ch¹y t¹i vÞ trÝ thÝch hîp trong hµng vµ nÕu lµ yªu cÇu kÕt thóc th× sau khi mäi lÖnh ®·

®−îc thùc hiÖn c¸c khèi cña nã trong hµng chê ®Ó ch¹y ®−îc chuyÓn ra khái vµ ®−îc ®Æt vµo

hµng chê c¸c khèi tù do, th«ng th−êng t¹i vÞ trÝ ®Ønh cña hµng chê tù do, do vËy, kh«ng cÇn

t×m kiÕm toµn bé hµng chê cña khèi cuèi cïng.

•

Ng¾t :

Khi xuÊt hÖn ng¾t, ch−¬ng tr×nh ®ang ch¹y sÏ dõng vµ vßng ®iÒu khiÓn ng¾t sÏ l−u

gi÷ néi dung cña c¸c thanh ghi… trong khèi m« t¶ t¹i ®Ønh cña hµng chê ®Ó ch¹y. Vßng ng¾t

cã thÓ t¹o ra mét yªu cÇu “ch¹y”, t¹o nªn khèi míi ®Ó chÌn vµo hµng chê ®Ó ch¹y còng cã

thÓ t¹i ®Ønh cña hµng chê nµy. Vßng ng¾t sÏ chuyÓn ù kiÖn ®iÒu khiÓn tíi kÞch tr×nh sau khi

®· thùc hiÖn ng¾t mét c¸ch thÝch hîp. LÞch tr×nh sÏ chän ch−¬ng tr×nh cã møc −u tiªn cao

nhÊt ®Ó thùc hiÖn, tøc lµ ch−¬ng tr×nh ®· ®−îc ho¹t hãa khi xuÊt hiÖn ng¾t.

Mét ch−¬ng tr×nh cã møc −u tiªn cao h¬n cã thÓ ng¾t ch−¬ng tr×nh cã møc −u tiªn

thÊp h¬n, nh−ng kh«ng cã chiÒu ng−îc l¹i. C¸c ch−¬ng tr×nh cã cïng møc −u tiªn kh«ng bÞ

ng¾t lÉn nhau vµ ho¹t ®éng theo nguyªn lý FIFO.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.16

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

Khi mäi ch−¬ng tr×nh kh«ng ho¹t ®éng, hµng chê sÏ rçng. Trong tr−êng hîp nµy, lÞch

tr×nh sÏ tiÕn hµnh vßng rçi, t¹i ®ã, nã t¹o c¸c ®o kiÓm lÆp t¹i ®Ønh cña hµng chê víi tõ

READY. ChØ cã mét c¸ch ®Ó tho¸t ra khái vßng rçi lµ thùc hiÖn ng¾t ®ång hå thêi gian thùc

hoÆc tõ thiÕt bÞ vµo ra. Khi ®ã, mét khèi m« t¶ tõ hµng chê ®ång hå hoÆc hµng chê thiÕt bÞ

vµo ra sÏ chuyÓn ra hµng chê ®Ó ch¹y.

•

Qu¶n trÞ ho¹t ®éng vµo ra :

C¸c ch−¬ng tr×nh hÖ thèng ®Ó qu¶n trÞ c¸c ho¹t ®éng vµo ra th−êng ®−îc gäi lµ qu¶n

trÞ thiÕt bÞ vµo ra. Chóng lµ sù l−¹ chän c¸c vßng ®Êu nèi hÖ thèng víi c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi.

Cã mét bé ®iÒu khiÓn cho tõng lo¹i thiÕt bÞ ngo¹i vi trong cÊu h×nh phÇn cøng ®Ó chuyÓn sè

liÖu gi÷a thiÕt bÞ vµ bé nhí chÝnh.

C¸c chøc n¨ng qu¶n trÞ gåm :

- B¶o vÖ hÖ thèng tõ c¸c sai lçi phÇn cøng vµ phÇn mÒm.

- Qu¶n trÞ th«ng tin ng−êi-m¸y.

IV.2.5. C¸c ch−¬ng tr×nh ¸p dông :

•

C¸c ch−¬ng tr×nh xö lý gäi :

C¸c ch−¬ng tr×nh xö lý gäi cã nhiÖm vô thiÕt lËp, gi¸m s¸t, gi¶i phãng vµ tÝnh c−íc

cho cuéc gäi phï hîp víi c¸c ®Æt tãnh cña dÞch vô ®iÖn thäai.

•

C¸c ch−¬ng tr×nh qu¶n lý :

Thùc hiÖn chøc n¨ng gi¸m s¸t, ®o l−êng l−u l−îng, ®o kiÓm ®−êng thuª bao, trung

kÕ, thay ®æi c¸c sè liÖu b¸n cè ®Þnh cã liªn quan ®Õn ®−êng thuª bao, trung kÕ, x¸c ®Þnh cÊu

h×nh phÇn cøng cña tæng ®µi, thay ®æi sè liÖu trong b¶ng phiªn dÞch, b¶ng t¹o tuyÕn, l−u gi÷

c¸c sè liÖu cña dÞch vô nh− dÞch vô quay t¾t, chuyÓn gäi.. .

•

C¸c ch−¬ng tr×nh b¶o d−ìng :

Thùc hiÖn chøc n¨ng nhËn biÕt lçi vµ vÞ trÝ lçi b»ng biÖn ph¸p ®o kiÓm phÇn cøng cña

IV.2.6. CËp nhËt phÇn mÒm hiÖn hµnh :

Môc ®Ých c¬ b¶n cña mét tæng ®µi lµ thiÕt lËp vµ gi¶i phãng c¸c cuéc gäi ®iÖn thäai.

Chøc n¨ng quan träng nhÊt cña phÇn mÒm vËn hµnh lµ xö lý gäi. Xö lý gäi bao gåm nhËn

biÕt phÝa chñ gäi, xö lý tÝn hiÖu, t×m ®−êng gäi qua m¹ng chuyÓn m¹ch, biªn dÞch ®Þa chØ vµ

c¸c con sè, tÝnh c−íc, gi¸m s¸t… vµ cuèi cïng lµ gi¶i phãng cuéc gäi ®· hoµn thµnh.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.17

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

MÆc dï xö lý gäi chiÕm phÇn chÝnh thêi gian xö lý, nh−ng phÇn mÒm chØ chiÕm 15%

trong tæng thÓ phÇn mÒm vËn hµnh.

Qu¶n lý

25%

B¶o

d−ìng

40%

Xö lý gäi

15%

HÖ thèng

20%

B¶o d−ìng HÖ thèng

Xö lý gäi Qu¶n lý

H×nh 3-17 : Tû lÖ c¸c ch−¬ng tr×nh trong tæng ®µi SPC.

C¸c ch−¬ng tr×nh qu¶n lý vµ b¶o d−ìng chiÕm 2/3 cña tæng thÓ phÇn mÒm. §iÒu

quan träng cña c¸c chøc n¨ng qu¶n lý vµ b¶o d−ìng lµ kÝch cì cña phÇn mÒm t−¬ng øng

ph¸t triÓn theo tõng ngµy, do ®ã, tæng ®µi còng ngµy cµng phøc t¹p.

IV.3. C¸c module chÝnh cña phÇn mÒm :

IV.3.1. Module ®iÒu khiÓn chÝnh :

Module ch−¬ng tr×nh nµy ®−îc viÕt cho khèi ®iÒu khiÓn chÝnh. Nã ®−îc n¹p vµo bé

nhí ROM trªn khèi nµy. CPU ®¶m nhiÖm viÖc c¶nh b¸o hÖ thèng, b¸o hiÖu, söa sai, qu¶n lý

viÖc trao ®æi th«ng tin vµ phèi hîp ho¹t ®éng gi÷a c¸c bé xö lý, qu¶n lý thêi gian khëi lËp hÖ

cæng vµo ra, c¸c bus vµ c¸c bé nhí trong khèi.

sau : Qu¶n lý thuª bao, quÐt sè liÖu vÒ tr¹ng th¸i cña thuª bao, trung kÕ. TÊt c¶ c¸c tr¹ng

th¸i cña thuª bao, trung kÕ ®−îc l−u tr÷ trong bé nhí d÷ liÖu RAM. Thùc chÊt c¸c « nhí cña

bé nhí RAM lµ bøc tranh ph¶n ¶nh tr×nh tr¹ng bËn rçi cña thuª bao, trung kÕ øng víi nh÷ng

®Þa chØ t−¬ng øng. VÝ dô thuª bao bËn th× « nhí ®ã sÏ cã gi¸ trÞ ‘0’ cßn nÕu rçi th× cã gi¸ trÞ ‘1’.

ViÖc quÐt nhËn biÕt tr¹ng th¸i ®−îc quÐt theo chu kú quÐt, nªn c¸c sè liÖu trong bé nhí RAM

còng bÞ thay ®æi theo chu kú. CPU thùc hiÖn viÖc thay ®æi c¸c sè liÖu ghi trong RAM b»ng

lÖnh ®−îc ghi s½n trong ROM.

tÝch vµ ®iÒu khiÓn c¸c m¹ch chèt ®Çu ra ®Ó cÊp c¸c tÝn hiÖu cho thuª bao.

IV.3.3. Module liªn l¹c néi bé :

Khi thuª bao nhÊc m¸y, tæng ®µi nhËn biÕt ®−îc tr¹ng th¸i nµy cña thuª bao vµ ph¸t

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.18

Ng−êi so¹n: NguyÔn Duy NhËt ViÔn

tæng ®µi.

§Ó tr¸nh lçi cã thÓ x¶y ra vµ gi¶m thêi gian chê ®îi, mét ch−¬ng t×nh con sÏ ®Õm thßi

gian tõ khi nhÊc m¸y ®Õn khi b¾t ®Çu quay sè. NÕu qu¸ thêi gian mµ thuª bao kh«ng quay sè

Khi thuª bao bÞ gäi ®æ chu«ng qu¸ thêi gian ®Þnh tr−íc nµo ®ã, th× tæng ®µi còng sÏ tù

IV.3.4. Module liªn l¹c ra ngoµi :

Khi thuª bao muèn gäi ra ngoµi ph¶i quay sè gäi ra trung kÕ. NÕu trung kÕ rçi, thuª

víi trung kÕ bªn ngoµi. TiÕn tr×nh tiÕp tôc diÔn ra gÇn gièng nh− cuéc gäi néi h¹t. Khi cuéc

gäi kÕt thóc, ch−¬ng tr×nh trë l¹i tr¹ng th¸i ban ®Çu.

Khi cã cuéc gäi tõ bªn ngoµi vµo, tæng ®µi x¸c ®Þnh xem thuª ao cña nã lµ bËn hay

rçi mµ ph¸t nh÷ng tÝn hiÖu b¸o hiÖu thÝch hîp cho tæng ®µi phÝa thuª bao chñ gäi biÕt, tiÕn

tr×nh tiÕp sau ®ã gièng nh− cuéc gäi néi h¹t.

trung kÕ nghiÖp vô… §iÖn tho¹i viªn, hoÆc kü thuËt viªn cã thÓ cã kh¶ n¨ng nghe xen khi

IV.3.5. Module nhËn biÕt vµ xö lý lçi :

Häat ®éng dùa trªn cÊu tróc cña ch−¬ng tr×nh ®Ó ®¸nh gi¸, xö lý lçi, tù söa ch÷a vµ

tù phôc håi.

IV.3.6. Module giao tiÕp m¸y tÝnh :

§¶m nhËn nhiÖm vô m« pháng l¹i chøc n¨ng xö lý cuéc gäi cña tæng ®µi.

Bµi gi¶ng m«n Tæng ®µi ®iÖn tö

Trang 3.19

Bài giảng Tổng đài điện tử - Chương 3: Kỹ thuật điều khiển - Nguyễn Duy Nhật Viễn