Nghiên cứu cấu trúc và hoạt động tổng đài HOST AXE 810

Đề tài được chia thành ba phần:  Phần I: Cấu trúc phần cứng và chức năng của các khối của tổng đài  Phần II: Hệ thống chuyển mạch  Phần III: Quy trình xử lý cuộc gọi Phần I của đề tà

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sựgiúp đỡ rất nhiệt tình từ phía bạn bè và tập thể lớp 46K - ĐTVT đã giúp đỡ em vềtài liệu tham khảo, đóng góp ý kiến cho em cũng như luôn bên cạnh và động viêncho em trong suốt thời gian 5 năm qua Đặc biệt là sự giúp đỡ rất nhiệt tình của Côgiáo KS Lª ThÞ KiÒu Nga – người trực tiếp hướng dẫn cho em và tập thể kỹ

sư ĐTVT đang công tác tại TT Viễn Thông Hồng Lĩnh – Hà Tĩnh đã hết lòng giúp

đỡ em hoàn thành đồ án này, vì vậy từ đáy lòng em xin gửi lời chân thành cảm ơnsâu sắc nhất tới tất cả mọi người

Nhân cơ hội này cho em được gửi lời cảm ơn tới trường Đại học Vinh, banchủ nhiệm khoa Công Nghệ và các thầy cô trong bộ môn Điện tử - Viễn thông đãtrực tiếp giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt 5 năm qua lời cảm ơn chân thành vàsâu sắc nhất

Em xin chân thành cảm ơn !

Vinh, ngày 10 tháng 05 năm 2010

Bïi §×nh H¶i

MỤC LỤC

Trang

LỜI NÓI ĐẦU 4

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ 6

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TỔNG ĐÀI AXE 14

I.Giới thiệu chung .14

II.Cấu trúc của tổng đài AXE 15

1 Cấu trúc phần cứng 15

2 Bộ giao tiếp vào/ra IOG 19

3 GEM .20

4 GDM .22

5 Sự kết nối GDM vào GEM 24

III.Cấu trúc chức năng AXE 810 25

1 Phần chuyển mạch APT 25

2 Phần điều khiển APZ 27

3 Các hệ thống con trong APZ .29

IV.Hệ thống con bộ xử lý trung tâm 30

1 Chức năng của CPS .30

2 Cấu trúc phần cứng của CPS trong APZ 212 33 32

3 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) 33

3.1 Đơn vị xử lý chỉ dẫn (IPU) 34

3.2 Khối xử lý báo hiệu (SPU) .34

4 Đơn vị bảo dưỡng (MAU) .35

5 Điều khiển nguồn và giao diện bảo dưỡng .35

6 Các trạng thái CP 35

7 Các Bus CP .37

V.Nhóm vào/ra IOG 20 41

1 Nhiệm vụ và chức năng của IOG 20 41

2 Các hệ thống con của IOG 20 41

3 Các thành phần phần cứng của hệ thống IOG 20 .42

CHƯƠNG II: NHỮNG CẢI TIẾN CHÍNH CỦA AXE 810 .45

I.Những thay đổi trong APT 45

II.Những thay đổi trong APZ 46

III.Cấu trúc phần cứng AXE 810 Host Trung tâm 46

IV.Cấu trúc phần mềm .48

CHƯƠNG III: HỆ THỐNG CHUYỂN MẠCH GS 890 50

I.Chuyển mạch nhóm GS 890 50

1 Cấu trúc trường chuyển mạch 50

2 Kết nối ma trận chuyển mạch 51

3 Các cách mở rộng trường chuyển mạch 54

4 Subrack GEM (Generic Ericsson Magazine) .55

II.Kết nối trường chuyển mạch và các thiết bị 57

III.Môđun đồng hồ CL 890 58

CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH THỰC HIỆN CUỘC GỌI 61

I.Cuộc gọi liên đài 61

1 Tiếp nhận cuộc gọi 61

2 Chất vấn dữ liệu thuê bao 62

3 Chọn thanh ghi và cấp âm hiệu mời quay số .62

4 Nhận số quay từ thuê bao, phân tích chữ số đầu tiên 63

5 Phân tích trường hợp tính cước và chọn tuyến ra 64

6 Chọn trung kế ra và kênh trong bộ chuyển mạch nhóm GS 65

7 Gửi số quay ra trung kế 66

8 Đối phương xác nhận chiếm dùng 67

9 Hoàn thành việc thiết lập cuộc gọi 68

10 Giám sát và tính cước cuộc gọi 69

11 Giải tỏa cuộc gọi 70

II.Quy trình xử lý cuộc gọi nội đài 71

III.Các tín hiệu báo hiệu 72

1 Các tín hiệu báo hiệu của R2 .72

2 Các tín hiệu báo hiệu của C7 76

KẾT LUẬN 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

LỜI NÓI ĐẦU

***

Trong cuộc sống hàng ngày thông tin liên lạc đóng một vai trò rất quan trọng

và không thể thiếu được Nó quyết định nhiều mặt hoạt động của xã hội, giúp conngười nắm bắt nhanh chóng các thông tin có giá trị văn hoá, kinh tế, khoa học kỹthuật rất đa dạng và phong phú

Ngày nay với những nhu cầu cả về số lượng và chất lượng của khách hàng sửdụng các dịch vụ viễn thông ngày càng cao, đòi hỏi phải có những phương tiệnthông tin hiện đại nhằm đáp ứng các nhu cầu đa dạng của khách hàng “mọi lúc, mọinơi” mà họ cần

Trong những năm gần đây, lĩnh vực thông tin di động trong nước đã có nhữngbước phát triển vượt bậc cả về cơ sở hạ tầng lẫn chất lượng phục vụ Với sự hìnhthành nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông mới đã tạo ra sự cạnh tranh để thu hútthị phần thuê bao giữa các nhà cung cấp dịch vụ Các nhà cung cấp dịch vụ liên tụcđưa ra các chính sách khuyến mại, giảm giá và đã thu hút được rất nhiều kháchhàng sử dụng dịch vụ Cùng với đó, mức sống chung của toàn xã hội ngày càngđược nâng cao đã khiến cho số lượng các thuê bao sử dụng dịch vụ di động tăng độtbiến trong các năm gần đây

Trên cơ sở những kiến thức tích luỹ trong những năm học tập chuyên ngànhĐiện tử - Viễn Thông tại trường đại học Đại học Vinh và sau thời gian thực tập tạiTrung tâm viễn thông Hồng Lĩnh – Hà Tĩnh và cùng với sự hướng dẫn của Cô giáo

KS Lª ThÞ KiÒu Nga, em đã tìm hiểu, nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt

nghiệp với đề tài “Nghiên cứu cấu trúc và hoạt động Tổng đài Host AXE 810”.

Đề tài được chia thành ba phần:

 Phần I: Cấu trúc phần cứng và chức năng của các khối của tổng đài

 Phần II: Hệ thống chuyển mạch

 Phần III: Quy trình xử lý cuộc gọi

Phần I của đề tài sẽ đề cập tới cấu trúc cơ bản nhất về hệ thống tổng đàiAXE 810

Phần II trình bày các phương thức chuyển mạch chính của tổng đài.

Phần III trình bày các quy trình xử lý cuộc gọi của tổng đài

Nội dung chính được trình bày trong các chương như sau:

 Chương I: Tổng quan tổng đài Host AXE 810

 Chương II: Những thay đổi mới của Host AXE 810

 Chương III: Trình bày hệ thống chuyển mạch

 Chương IV: Quy trình xử lý cuộc gọi

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Cô giáo KS Lª ThÞ KiÒu Nga cùngvới Tổ trưởng tổ kỹ thuật và các kỹ sư ở Trung tâm viễn thông Hồng Lĩnh – HàTĩnh đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Vinh, ngày 10 tháng 05 năm 2010.

Bïi §×nh H¶i

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

***

Trang

Hình 1.1 Cấu trúc tổng quát AXE 810 .15

Hình 1.2 Cấu trúc phần cứng AXE 810 16

Hình 1.3 Subrack CP .17

Hình 1.4 Subrack IOG 20 19

Hình 1.5 Cấu trúc một subrack GEM .20

Hình 1.6 Sơ đồ các board mạch trong GEM 21

Hình 1.7 Kích thước và các bo mạch được gắn trong GDM-H .23

Hình 1.8 Kích thước và các bo mạch được gắn trong GDM-F .23

Hình 1.9 Subrack GDM2-H .23

Hình 1.10 Sự kết nối GDM vào GEM .24

Hình 1.11 Sự kết nối GDM vào GEM .24

Hình 1.12 Hai phần của hệ thống AXE .25

Hình 1.13 Sơ đồ khối cấu trúc hệ thống APT 25

Hình 1.14 Cấu trúc APZ .27

Hình 1.15 Các hệ thống con trong APZ .29

Hình 1.16 Cấu trúc phần cứng CPU .32

Hình 1.17 So sánh giữa bộ xử lý thông thường và APZ 212 .33

Hình 1.18 Thông tin RP song song và nối tiếp .36

Hình 1.19 Các bus CP trong APZ 212 .37

Hình 1.20 MAS 38

Hình 1.21 Thông tin IO – CP .38

Hình 1.22 Xử lý lỗi trong CP .39

Hình 1.23 Hệ thống vào ra IOG 20 .42

Hình 1.24 Nhóm bộ xử lý hỗ trợ SPG .43

Hình 2.1 Sự thay đổi .45

Hình 2.2 Cấu trúc phần cứng .46

Hình 3.1 Bo XDB trong GEM .50

Hình 3.2 Sơ đồ bo mạch XBD .50

Hình 3.3 Ma trận chuyển mạch .51

Hình 3.4 Cáp kết nối ngang và dọc .52

Hình 3.5 Vị trí cáp kết nối trên bo mạch XDB .52

Hình 3.6 Kết nối ma trận chuyển mạch đơn giản .53

Hình 3.7 Mô tả chuyển mạch cuội gọi .54

Hình 3.8 Ví dụ cách mở rộng trường chuyển mạch .54

Hình 3.9 Các khe trong GEM .55

Hình 3.10 Giao diện DL34 .56

Hình 3.11 Kiến trúc điều khiển bên trong GEM .56

Hình 3.12 Cấu trúc phần cứng chuyển mạch nhóm 32K .57

Hình 3.13 Kết nối các thiết bị vào GS890 .58

Hình 3.14 Môđun đồng hồ cung cấp cung cấp thông tin đồng bộ .59

Hình 3.15 Phân phối đồng hồ cho chuyển mạch nhóm GS 890 .59

Hình 4.1 Tiếp nhận cuộc gọi .61

Hình 4.2 Chất vấn dữ liệu thuê bao .62

Hình 4.3 Chọn thanh ghi và cấp âm hiệu mời quay số .63

Hình 4.4 Nhận số quay từ thuê bao, phân tích chữ số đầu tiên .64

Hình 4.5 Phân tích trường hợp tính cước và chọn tuyến ra .65

Hình 4.6 Chọn trung kế ra và kênh trong bộ chuyển mạch nhóm GS .66

Hình 4.7 Gửi số quay ra trung kế .67

Hình 4.8 Đối phương xác nhận chiếm dùng .68

Hình 4.9 Hoàn thành việc thiết lập cuộc gọi .69

Hình 4.10 Giám sát và tính cước cuộc gọi .70

Hình 4.11 Giải tỏa cuộc gọi .71

Hình 4.12 Các tín hiệu hướng đi nhóm I .72

Hình 4.13 Các tín hiệu hướng đi nhóm II .73

Hình 4.14 Ý nghĩa các tín hiệu hướng về nhóm A .74

Hình 4.15 Các tín hiệu hướng về nhóm B .75

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT ***

A

ACM Address Complete Message Bản tin kết thúc việc nhận địa chỉ ACS Adjunct Computer Subsystem Hệ thống con máy tính phụ trợALCPU Alarm Central Processor Unit Bảng giao diện cảnh báo

ALCPU Alarm CPU Bảng xử lý trong hệ thống cảnh báoALEXP Alarm Expansion Bảng mở rộng trong hệ thống cảnh ALU Arithmetic and Logic Unit Đơn vị số học và luận lý

AMB Automatic Maintenance Bus Bus bảo dưỡng tự động

AMU Automatic Maintenance Unit Đơn vị bảo dưỡng tự động

ANC Answer Signal Charge Bản tin trả lời

APG Adjunct Processor Group Nhóm bộ xử lý phụ trợ

APT Telephony Part in AXE Phần chuyển mạch trong AXEAPZ Control Part in AXE Phần điều khiển trong AXE

AT Alphanumeric Terminal Đầu cuối thiết bị ký tự chữ số

CDB Clock Distribution Board Bo mạch phân phối clock

CGB Clock Generation Board Bo mạch tạo ra clock

CHAP Charging Analysis Program Chương trình phân tích tính cướcCHPULSE Pulse Generation Khối phân phối xung

CHS Charging Subsystem Hệ thống con tính cước

CLB Clear Backward Bản tin giải phóng hướng về

CLF Clear Forward Bản tin giải phóng hướng điCLM Module Clock Môđun đồng hồ

CP Central Processor Bộ xử lý trung tâm

CP-A/B Central processor, A-/B-side Bộ xử lý trung tâm mặt A/BCPS Central Processor Subsystem Hệ thống con xử lý trung tâmCPT Central Processor Test Hệ thống kiểm tra bộ xử lý

trung tâm

CPU Central Processor Unit Đơn vị bộ xử lý trung tâm

CTB Central Processor Test Bus Bus kiểm tra bộ xử lý trung tâmC7DR CCS7 Distribution and Routing Khối định tuyến và phân phối báo

hiệuC7LABT CCS7 Label Translation Khối phiên dịch nhãn CCS7C7ST CCS7 Signalling Terminal Đầu cuối báo hiệu

D

DA Digit Analysis Bộ phân tích số

DBS Database Management Subsystem Hệ thống con quản lý cơ sở dữ

liệu DCS Data Communication Subsystem Hệ thống con thông tin dữ liệu

DL Data Link Kết nối dữ liệu

DLEB Digital Link Handler for Existing Xử lý liên kết số cho các bo

Equipment Board mạch thiết bị hiện có

DP Device Processor Bộ xử lý thiết bị

DPC Display and Power Controller Khối kiểm soát nguồn và hiển thị

DS Data Store Bộ lưu trữ dữ liệu

DSU Data Store Unit Khối lưu trữ dữ liệu

E

ECP Echo Canceller Bộ triệt tiếng vọng

EMB Extension Module Bus Bus môđun mở rộng

EMRP Extension Module Regional Bộ xử lý vùng mô-đun mở rộng Processor

ET Exchange Terminal Đầu cuối tổng đài

ETB Exchange Terminal Board Board mạch đầu cuối tổng đài

EX Executive (state) Trạng thái thực thi

FMS File Management Subsystem Hệ thống con quản lý file

G

GDM Generic Device Magazine Magazine thiết bị chung

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

GS Group Switch Chuyển mạch nhóm

GSC GPS System Clock Hệ thống khóa GPS

GSS Group Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch nhóm

I

IPU Instruction Processor Unit Đơn vị xử lý chỉ dẫn

IRB Incoming Reference Board Bo mạch tham chiếu vào

J

JT Junctor Terminal Bộ nối thiết bị đầu cuối

JTC Junctor Terminal Circuit Mạch nối thiết bị đầu cuối

K

KR2 Keyset Code Receiver Thiết lập mã số nhận

KRC Keyset Code Receiver Circuit Thiết lập mã số nhận mạch điện

L

LED Light Emitting Diode Diode phát quang

LI Line Interface Mạch giao tiếp

LIC Line Interface Circuit Mạch điện giao tiếp đường dâyLRB Local Reference Board Bo mạch tham chiếu nội bộLSM Line Switch Module Mô-đun chuyển mạch đườngdây

MAS Maintenance Subsystem Hệ thống con bảo dưỡng

M-AST Modula Announcement Mô-đun đầu cuối dịch vụ cảnh

Service Terminal báo

MCS Man-Machine Communication Hệ thống con thông tin người Subsystem máy

MIA Manual Intervention Allowed Cho phép can thiệp nhân côngMPS Management Platform Subsystem Hệ thống con nền quản lý

P

PHC Program Handling Check Circuit Mạch kiểm tra xử lý chương

trình

R

RA Route Analysis Định tuyến vật lý

RCM Reference Clock Module Môđun tham chiếu đồng hồ

RE Register Đăng ký cuộc gọi

REC Release Complete Message Bản tin thông báo hoàn tất việc

giải tỏa REL Relense Message Bản tin giải tỏa cuộc gọi

RIP Regional Inter Networking Subsystem Hệ thống con liên mạng vùng RLG Release Guard Bản tin bảo vệ

RMS Remote Measurement Subsystem Hệ thống con đo thử từ xa

RP Regional Processor Bộ xử lý vùng

RP4 Regional processor generation 4 Bộ xử lý vùng thế hệ 4

RPB-S Regional Processor Bus, Serial Bus xử lý vùng nối tiếp

RPG3 Regional processor with group Bộ xử lý vùng với giao diện

RPH Regional Processor Handler Khối điều khiển bộ xử lý vùng.RPIO Regional Processor Input Output Board xử lý vùng vào/ra

RPP Regional Processor Platform Nền xử lý vùng

RPS Regional Processor Subsystem Hệ thống con xử lý vùng

RPV RP bus adapter VME Bộ thích ứng biến đổi bus RP

song song thành bus VMERPV2 Regional processor versa module Bộ thích ứng biến đổi bus RP

euro card nối tiếp thành bus VME

RS Reference store Bộ lưu trữ tham chiếu

S

SAM Subsequen Address Message Bản tin địa chỉ kế tiếp

SC Subscriber Catergories Loại sản phẩm thuê bao

SB-WO Standby Working Trạng thái hoạt động dự phòngSCS Subscriber Control Subsystem Phân hệ điều khiển thuê baoSMC/SSC SPU Master/Slave Circuit Mạch SPU chủ/tớ

SPS Support Processor Subsystem Hệ thống con xử lý hỗ trợ SSS Subcriber Switching Subsystem Phân hệ chuyển mạch thuê baoSTC Signalling Terminal Central for Trung tâm kết cuối báo hiệu

TS Time Switch Chuyển mạch thời gian

TSS Trunk and Signalling Subsystem Phân hệ báo hiệu và trung kế

U

UMB Updating and Matching Bus Bus giám sát và cập nhật

UMB-I Updating and Matching Bus - IPU Bus giám sát và cập nhật IPUUMB-S Updating and Matching Bus - SPU Bus giám sát và cập nhật SPU

X

XDB Group Switch Distributed Phân bố chuyển mạch nhóm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TỔNG ĐÀI AXE

I GIỚI THIỆU CHUNG

Tổng đài AXE là tổng đài kỹ thuật số, được sản xuất bởi hãng Ericsson ở ThụyĐiển Hệ thống AXE được thiết kế bằng các công nghệ tiên tiến nhất hiện có vàđược kết hợp nhiều công nghệ viễn thông đặc biệt để đáp ứng nhu cầu truyền thôngtin trên Thế Giới

Cấu trúc hệ thống AXE được phát triển theo hướng môđun, cho phép sự pháttriển theo kiến trúc mở

Việc thiết kế theo khối môđun làm cho việc điều khiển dễ dàng, giảm chi phíhoạt động và linh hoạt trong đáp ứng các thay đổi về thoại, dữ liệu, video, Internet

và thông tin đa phương tiện của thế giới

Tính môđun thể hiện bởi các tính chất:

 Đa chức năng (Multifunctionality): Tính đa chức năng nghĩa là cùng một

hệ thống AXE có thể dùng cho tất cả các ứng dụng, từ các nút nội hạt nhỏ cho đếncác trung tâm chuyển mạch quốc tế lớn

 Môđun ứng dụng (Application modularity): Tính môđun ứng dụng làm

cho việc kết nối các ứng dụng khác nhau trong cùng một nút mạng được dễ dàng

 Môđun chức năng (Functional modularity): Các phần khác nhau của

AXE được định nghĩa theo các chức năng mà chúng thực hiện, nghĩa là các chức

năng này có thể được thêm, xoá hoặc nâng cấp mà không ảnh hưởng đến các phầnkhác của hệ thống

 Môđun phần mềm (Software modularity): Các môđun phần mềm được

lập trình độc lập, các môđun khác nhau tác động qua các giao diện phần mềmchuẩn

 Môđun kỹ thuật (Technological modularity): AXE là một hệ thống mở,

cho phép các chức năng và kỹ thuật mới được thêm vào nếu cần thiết

 Môđun phần cứng (Hardware modularity): Được thiết kế thành các đơn

vị môđun với tính linh hoạt cao trong cài đặt, mở rộng hoặc sắp xếp lại

II CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG AXE

1 Cấu trúc phần cứng

Hình 1.1 Cấu trúc tổng quát AXE 810

Tại mức cao nhất của hệ thống là tổng đài AXE, tổng đài AXE được chiathành hai phần là APZ và APT thuộc mức hệ thống 2

 Hệ điều khiển APZ chịu trách nhiệm về các chức năng hoạt động của hệthống, là hệ thống máy tính điều khiển tổng đài

 Hệ chuyển mạch thoại APT là phần chuyển mạch thoại chịu trách nhiệmđiều khiển lưu thoại, được liên kết với vận hành, bảo dưỡng, tính cước … APTchính là chương trình cài trong máy tính (APZ)

 Mức hệ thống con (Subsystem Level): được chia thành nhiều hệ thống con

để hỗ trợ các ứng dụng và hệ thống điều khiển Các chức năng cĩ liên quan đượcnhĩm lại thành một hệ thống con đơn, ví dụ các chức năng điều khiển lưu lượngđược thiết lập trong hệ thống con điều khiển lưu lượng TCS

 Mức khối chức năng (Function Block Level): Các chức năng trong một hệthống con được tiếp tục chia nhỏ thành các khối chức năng riêng biệt Mỗi khốichức năng tạo thành một thực thể được định nghĩa bao gồm dữ liệu và một giao tiếptín hiệu chuẩn Các khối chức năng là các khối xây dựng cơ bản của AXE và mỗikhối hồn tồn được định nghĩa bởi các giao diện phần mềm và phần cứng đến cáckhối chức năng khác

Đơn vị chức năng

 Mức đơn vị chức năng (Function Unit Level): Mỗi khối chức năng đượccấu tạo bởi nhiều đơn vị chức năng và có thể gồm có:

- Một đơn vị phần cứng

- Một đơn vị phần mềm vùng, để thực hiện các hoạt động như quét các thiết bịphần cứng và xử lý giao thức

- Một đơn vị phần mềm trung tâm hoặc một đơn vị phần mềm hỗ trợ, có nhiệm

vụ thực hiện các chức năng phân tích phức tạp, như thiết lập cuộc gọi trong hệthống

Hình 1.2 Cấu trúc phần cứng AXE 810

Hình 1.3 Subrack CP

Bộ xử lý trung tâm CP (Central Processor): CP được ghép đôi, do đó cung cấp

độ an toàn cao nếu phần cứng bị lỗi cũng như tốc độ xử lý cao Hai bộ xử lý hoạtđộng cùng lúc, nhưng chỉ có một bộ xử lý điều khiển các phần cứng ứng dụng Trong trường hợp CP hoạt động bị lỗi, quyền điều khiển sẽ chuyển cho CP kia(nếu lỗi được xem là nghiêm trọng) với sự tác động là thấp nhất hoặc không có về

- RPBI-S: mỗi mặt CP có 03 board mạch này, board này kết nối đến IOGgiao tiếp giữa CP và IOG, nối với mặt sau APZ, và giao tiếp giữa CP và RPBus.

- IPNAX: IPN (Inter Platform Network): sử dụng IPN ban đầu là nhằm cảitiến việc thực hiện backup (sao chép dự phòng) và nạp lại hệ thống IPN cung cấpkênh thông tin Ethernet tốc độ 100 Mb/s hoặc 1 Gb/s, qua đó tăng việc thực hiệnbackup và nạp lại

- POWC (Power Control unit): Nguồn -48V được nối đến bo mạch CCU ởmặt sau của magazine Nguồn đến CP có thể bị tắt khi nhấn nút POW trên bo mạchPOWC và bo mạch POW (nút POU thực tế trên bo mạch được gọi là POWON/OFF)

Ta có thể kiểm tra đèn các LED có hoạt động không bằng cách nhấn nút LampTest

- SPU (Signal Processor Unit): là đơn vị xử lý tín hiệu, thực hiện công việcquản lý ở APZ 212, đồng thời chuẩn bị cho công việc sẽ thực hiện ở IPU

- IPU (Instruction Processor Unit): là đơn vị xử lý lệnh, SPU báo cho IPUbiết địa chỉ bắt đầu thực hiện các chương trình IPU có đường thâm nhập tới ba khốinhớ là bộ lưu trữ dữ liệu DS (Data Store), bộ lưu trữ chương trình PS (ProgramStore) và bộ lưu trữ tham chiếu RS (Reference Store)

- Dummy unit: sao lưu hệ thống, xử lý nạp số liệu Một bản sao chép nộidung của các bộ lưu trữ CP được sao lưu lại trong phương tiện lưu trữ khác, như đĩaquang

- DSU (Data Store Unit) : lưu trữ dữ liệu, chứa toàn bộ dữ liệu thay đổi củatổng đài

- MAU (Maintenance Unit): khối bảo dưỡng, chỉ có ở CP-B Khởi đầu quátrình kiểm tra các bộ xử lý để phát hiện sự cố phần cứng MAU cũng sẽ quyết địnhphía nào là phía thường trực Nó được nối tới tất cả hai mặt thông qua bus bảodưỡng tự động AMB (Automatic Maintenance Bus) Trong MAU lưu trữ phần mềmMAS hoạt động cùng với đơn vị bảo dưỡng AMU

2 Bộ giao tiếp vào ra IOG

- Board nguồn: Cung cấp nguồn cho tất cả các board mạch trong subrack bằng mặtsau với nguồn vào là 48V,nguồn ra là +5 và +/ - 12 V

- Board CPU60: Với bộ vi xử lý M68060, bộ nhớ sơ cấp trên board là 32MB.CPU60 giao tiếp với bus Ethernet bằng mặt trước, giao tiếp với bus SCSI - 2, bus VME vànguồn bằng mặt sau CPU60 có hai cổng RS232 ở mặt trước để nối với đầu cuối vào ra,cổng này giao tiếp tốc độ 4800baud

- LUM: Line Unit Module, board này chứa bộ vi xử lý Motorola M68060, giaotiếp với nguồn và bus VME ở mặt sau LUM giao tiếp với 4 board con, mỗi boardcon điều khiển một cổng vật lý tới đầu cuối hay đường truyền dữ liệu

- VSA: VME to SCSI - 2 Adapter là board chuyển đổi bus VME thành busSCSI - 2 riêng biệt dùng để giao tiếp với ổ đĩa quang.

- RPV2: Board này giao tiếp với bus RP nối tiếp ở mặt trước và giao tiếp với

bộ nguồn với bus VME ở mặt sau

- ALCPU: Alarm Central Processor Unit là board giao diện cảnh báo, nó có hai cổngV.24 giao tiếp với LUM và quạt gió, kết nối với nguồn và bus VME ở mặt sau

- Giao diện cảnh báo gồm có hai board: ALCPU và ALEXP

+ ALCPU (Alarm CPU) là board xử lý trong hệ thống cảnh báo, nó có cácchức năng điều khiển như: Truyền cảnh báo ra hệ thống bên ngoài, nhận cảnh báongoài từ tổng đài qua vùng kết nối cảnh báo EXRANG 20

+ ALEXP (Alarm Expansion) là board mở rộng trong hệ thống cảnh báo củaIOG 20, được điều khiển bởi ALCPU qua mặt sau Board này có một giao diện từ 1đến 4 bảng cảnh báo (ALD 1 đến ALD 4)

3 GEM (Generic Ericsson Magazine)

Subrack GEM là một phần cứng APT mới của AXE810, dùng cho chuyểnmạch nhóm và các thiết bị khác Subrack này giữ nhiều chức năng APT nền tảng vàquan trọng như: chuyển mạch, đồng bộ, kết cuối tổng đài ET155, bộ chuyển mã,triệt tiếng dội, giao diện với subrack GDM

Nhiều loại thiết bị phần cứng được gắn trong subrack GEM, các phần cứngkhông thuộc GEM thì được gắn trong GDM Mỗi GEM có 26 khe từ 0 đến 25, cáckhe 0,1,24,25 dùng để gắn các bo mạch bắt buộc và có 22 vị trí chung được sử dụng

để gắn bất kỳ bo mạch nào miễn là thích hợp với GEM về kích thước và mặt sau

Hình 1.5 Cấu trúc một subrack GEM

Các bo mạch bắt buộc là:

SCB-RP (Support and Connection Board with RP): luôn luôn gắn ở khe 0 và

25, chịu trách nhiệm kết nối bus xử lý vùng bên ngoài và nguồn Thực hiện chứcnăng giám sát và bảo trì bên trong subrack

XDB (Group Switch Distributed): luôn luôn gắn ở khe 1 và 24, thực hiệnchức năng chuyển mạch cho mặt A và mặt B mỗi bo mạch có dung lượng 16K

Các bo mạch có thể gắn vào 22 vị trí chung là:

ET155 (Exchange Terminal 155Mbit): kết cuối tổng đài tốc độ 155Mbit/s

TRA (Transcode): bộ chuyển mã.

ECP (Echo Canceller): bộ triệt tiếng vọng

DLEB (Digital Link Handler for Existing Equipment Board): xử lý liên kết

số cho các bo mạch thiết bị hiện có

IRB (Incoming Reference Board): bo mạch tham chiếu vào

CGB (Clock Generation Board): bo mạch tạo ra clock

CDB (Clock Distribution Board): bo mạch phân phối clock

LRB (Local Reference Board): bo mạch tham chiếu nội bộ

Có một bus đặc biệt gọi là AUG link ở mặt sau dùng để kết nối 11 khe đầu với

11 khe sau AUG link được sử dụng cho các bo mạch bảo vệ, ví dụ ET155 được gắn

ở khe 2 thì ET155 bảo vệ Được gắn ở khe 13

Bus xử lý vùng (RP bus) và nguồn được phân phối ở mặt sau bởi bo mạchSCB-RP

Tất cả các bo mạch được kết nối đến chuyển mạch nhóm (group switch) bằngmặt sau (backplane) bởi một giao diện mới có tên gọi là DL34 Đây là một giaodiện linh động có dung lượng từ 128 đến 2096 khe thời gian 64kbit/s Nếu là ET155thì cần 63 x 32=2016 khe thời gian, còn ECP thì cần 256 khe thời gian

4 GDM (Generic Device Magazine)

Các bộ xử lý vùng trong subrack GDM hiện tại đang được sử dụng trong phầncứng AXE810 là:

RPG3: được sử dụng để xử lý các loại báo hiệu như SS No7, V5.2

RPP: được sử dụng cho HSL, DTI2 và PCU trong mạng GSM, mạng cố địnhkhông sử dụng

RP4: được sử dụng để điều khiển các bo mạch thiết bị trong subrack GDM

Có 4 loại GDM đang được sử dụng là :

GDM-H: các bo mạch với chiều cao một nữa gồm một cặp RP4, một cặpDLHB và 16 khe cho các bo mạch thiết bị

Hình 1.7 Kích thước và các bo mạch được gắn trong GDM-H

GDM-F: các bo mạch với kích thước đầy đủ gồm một cặp RP4, một cặpDLHB và16 khe cho các bo mạch thiết bị

Hình 1.8 Kích thước và các bo mạch được gắn trong GDM-F

GDM2-H: các bo mạch với chiều cao một nữa gồm hai cặp RP4, mỗi cặpRP4 điều khiển 6 EM, một cặp DLHB

Hình 1.9 Subrack GDM2-H

GDDM-H: giống subrack GDM-H chỉ khác là ở mặt sau của GDDM-H cónhiều bus Ethenet để kết nối RPP (RP with PCI bus) và các bo mạch EPSB(ethernet packet switch board).

5 Sự kết nối GDM vào GEM

Hình 1.10 Sự kết nối GDM vào GEM

Các subrack GDM được kết nối vào subrack GEM bởi bo mạch DLEB trongGEM DLEB là bộ ghép kênh có thể ghép 4 DL3 thành 1 DL34, do đó mỗi DLEB

có thể kết nối 4 subrack GDM

Hình 1.11 Sự kết nối GDM vào GEM

Các bo mạch DLHB ở mặt A thì được kết nối vào bo mạch DLEB ở mặt A,Các bo mạch DLHB ở mặt B thì được kết nối vào bo mạch DLEB ở mặt B

III CẤU TRÚC CHỨC NĂNG AXE 810

AXE chia làm hai phần chính:

- Phần chuyển mạch APT (Telephony part of AXE): chịu trách nhiệmđiều hành lưu thoại, kết hợp với vận hành, bảo dưỡng, tính cước…

- Phần điều khiển APZ (Control part of AXE): điều khiển phần mềm hệthống, các hoạt động vào ra IO…

Bên trong của APT và APZ lại chia ra thành các hệ thống con (Subsystem),mỗi hệ thống con này đảm nhiệm một chức năng xác định Giữa các hệ thống con

có sự kết nối theo những chuẩn giao tiếp Sau đó, hệ thống con lại tiếp tục chiathành các khối chức năng (Function block) Cấp thấp nhất trong hệ thống phân cấptiếp sau khối chức năng là đơn vị chức năng (Funtion unit) Đơn vị chức năng có thể

MÁY TÍNH

THIẾT BỊ CHUYỂN MẠCH

Đường đến/từ các tổng đài khác.

Dữ liệuLệnh

Hình 1.12 Hai phần của hệ thống AXE

CCSGSS

- Phân hệ báo hiệu và trung kế TSS (Trunk and Signalling Subsystem): Phân

hệ này gồm cả phần cứng và phần mềm TSS điều hành báo hiệu và giám sát và cáccuộc nối thông với các tổng đài khác

- Phân hệ chuyển mạch nhóm GSS (Group Switching Subsystem): Phân hệ nàygồm cả phần mềm và phần cứng GSS GS thực hiện các chức năng như lựa chọn,kết nối và ngắt kết nối của đường thoại hoặc đường tín hiệu qua chuyển mạchnhóm, cũng như kết nối hoặc ngắt kết nối các thiết bị điện thoại đến đường thoạihoặc đường tín hiệu Ngoài ra, GS còn cung cấp sự giám sát các đường số kết nốiqua chuyển mạch, cung cấp xung đồng hồ ổn định và chính xác để thực hiện mụcđích đồng bộ mạng Việc chọn đường qua chuyển mạch được thực hiện bằng phầnmềm

- Phân hệ vận hành và bảo dưỡng OMS (Operation & MaintenanceSubsystem): Phân hệ này gồm cả phần cứng và phần mềm, OMS chứa các chứcnăng khác nhau liên quan đến thống kê và giám sát

- Phân hệ chuyển mạch thuê bao SSS (Subcriber Switching Subsystem): Phân

hệ này gồm cả phần cứng và phần mềm SSS điều hành lưu lượng đến và từ mộtthuê bao đã được nối thông với tổng đài

- Phân hệ báo hiệu kênh chung CCS (Common Channel Signalling Subsystem)Phân hệ này gồm cả phần cứng và phần mềm Tồn tại hai loại: Một cho CCITT No7

và một cho R2 CCS chứa các chức năng cho báo hiệu, định tuyến, và giám sát, hiệuchỉnh được gởi đi ở dạng các bản tin theo quy định CCITT No7

- Phân hệ điều khiển lưu thoại TCS (Traffic Control Subsystem): Phân hệ nàychỉ có phần mềm, TCS là phần trung tâm của APT có vai trò như các khai thác viêntrong hệ thống nhân công Điều khiển và phối hợp tất cả những hoạt động chínhtrong những phần khác nhau của hệ thống bao gồm: Các giai đoạn thiết lập, giámsát và giải tỏa cuộc gọi; Chọn tuyến ra; Phân tích các chữ số vào Ngoài ra TCScũng khởi động việc tính cước cuộc gọi và thống kê cuộc gọi Gồm các khối chứcnăng quan trọng: khối chức năng đăng ký RE (lưu trữ các chữ số được gửi đến từthuê bao gọi đi và điều khiển thiết lập cuộc gọi), khối giám sát cuộc gọi CL (giámsát các cuộc gọi đang tiến hành), khối phân tích số DA (chứa các bảng để phân tíchchữ số từ thuê bao), khối phân tích tuyến RA (chứa các bảng để chọn tuyến ra (baogồm các đường tùy chọn) được khối RE ra lệnh)

- Phân hệ tính cước CHS (Charging Subsystem): Phân hệ này chỉ có phầnmềm CHS điều hành các chức năng tính cước cuộc gọi Có hai phương pháp tínhcước cuộc gọi: đếm xung và lập phiếu.

- Phân hệ điều hành OPS (Operator Subsystem): Hệ thống này chỉ có phầnmềm, thực hiện chức năng điều hành nối cuộc gọi của khai thác viên, OPS làm việckết hợp với OTS (Operator Terminal Subsystem) gồm có các bàn khai thác nhâncông (hiện tại không còn phân hệ này trong AXE-106)

- Phân hệ dịch vụ thuê bao SUS (Subcriber Service Subsystem): Chỉ có phầnmềm, cung cấp các dịch vụ thuê bao

- Phân hệ quản lý mạng NMS (Network Management Subsystem): Phân hệnày chỉ có phần mềm, NMS gồm các chức năng giám sát dòng lưu lượng qua tổngđài và để đưa vào dòng này những thay đổi tạm thời

2 Phần điều khiển APZ

Kiến trúc và hệ thống hoạt động là chức năng giống nhau trong tất cả các loạiAPZ 212 Hiện tại, tổng đài AXE 810 Hà Tĩnh là APZ 212 33 nó có khả năng tươngthích nhị phân với tất cả các ứng dụng được thực thi trong APZ Phần lớn các phân

hệ trong APZ đều được sử dụng lại theo phiên bản trước đó mà không có sửa đổi,chỉ có ba phân hệ CPS, MAS và RPS là được nâng cấp

Hình 1.14 Cấu trúc APZ

Phân tích các chức năng trong hệ thống viễn thông chỉ ra rằng các chức năng

đó hoạt động với tần số lặp lại cao như quét phần cứng thường có tính đơn giản

nhưng đòi hỏi một tốc độ của bộ xử lý tương ứng trong tổng đài Thêm vào đó cácchức năng thường kết nối khối điều khiển trực tiếp của chuyển mạch và các đơn vịphần cứng khác Chính sự giải thích trên đã chia APZ thành một bộ xử lý trung tâm

CP và nhiều bộ xử lý vùng RP CP thiết kế để thực hiện các chức năng phức tạpthường có tính phân tích hoặc quản lý RP được thiết kế để thực hiện các chức nănglặp lại đơn giản và được dùng chính cho việc điều khiển trực tiếp các đơn vị phầncứng của các hệ thống chức năng Các CP và RP giao tiếp với nhau bằng tín hiệugửi trên các Bus xử lý vùng RPB

Ngoài ra ở cấp thiết bị còn có các bộ xử lý cấp thấp hơn là bộ xử lý thiết bị

DP DP kết hợp với RP CP hợp thành ba cấp xử lý thực hiện hoàn chỉnh hệ thống

xử lý của đài DP là chân tay của các RP, ví dụ như ở môđun chuyển mạch đườngdây LSM, nó là một bộ xử lý cấp thấp hơn EMRP (là một loại RP) và được EMRPtrực tiếp điều khiển DP ghi nhận trực tiếp các trạng thái ở đầu cuối để báo choEMRP và nhận lệnh từ EMRP để điều khiển bộ phận giao tiếp ở đầu cuối như đóngngắt rơle chuông, đóng ngắt rơle test…

Bộ xử lý trung tâm ghép đôi và hoạt động ở chế độ song song, nghĩa là hai CPcùng thực hiện một công việc giống nhau (hai CP này được gọi là CP-A và CP-B).Kết quả công việc này tiếp tục được so sánh bởi các tín hiệu gửi qua lại giữa hai CPthông qua bus giám sát và cập nhật UMB Nếu có lỗi xảy ra thì đơn vị bảo dưỡngMAU sẽ cảnh báo sau đó MAU có hành động thích hợp để sửa chữa lỗi này

Hoạt động song song của hai CP được thực hiện nhờ các bus RP chia làm hainhánh, một nhánh nối các RP đến CP-A và nhánh còn lại nối các RP đến CP-B,nghĩa là tất cả các RP đều được kết nối tới cả hai CP và tín hiệu có thể được gửi vànhận từ hai CP

Hệ thống vào ra (I/O): APZ cũng chứa các bộ xử lý phụ trợ SP trong hệ thốngI/O Nhiều loại thiết bị có thể được kết nối tới SP như thiết bị ký tự chữ số, mànhình video, máy tính cá nhân, đĩa mềm, đĩa cứng, đĩa quang và thiết bị kênh dữ liệu.Các SP được nối đến RPB giống như các RP Các loại RP sử dụng cho IOG 20 làRPV hoặc RPV2 phụ thuộc vào dạng của RP nối tiếp hay song song

3 Các hệ thống con trong APZ

Hình 1.15 Các hệ thống con trong APZ

APZ được chia thành các hệ thống con, các hệ thống con này gồm hai loại:Các hệ thống con điều khiển (Control subsystems):

 Hệ thống con xử lý trung tâm CPS (Central Processor Subsystem): thựchiện các chức năng xử lý mức cao, xử lý dữ liệu và lưu trữ các chương trình cho cáckhối chức năng trong AXE

 Hệ thống con xử lý vùng RPS (Regional Processor Subsystem): bao gồmcác bộ xử lý vùng RP, có nhiệm vụ xử lý các quá trình lặp lại trong AXE

 Hệ thống con bảo dưỡng MAS (Maintenance Subsystem): các chức năng

xử lý bảo dưỡng tự động, ví dụ phát hiện và phục hồi lỗi của các bộ xử lý trung tâm

 Hệ thống con quản lý cơ sở dữ liệu DBS (Database ManagementSubsystem): bao gồm các chức năng xử lý cơ sở dữ liệu cho các ứng dụng AXE.Các hệ thống con vào/ra (Input/Output subsystems):

 Hệ thống con xử lý hỗ trợ SPS (Support Processor Subsystem): chứa hệthống vận hành để hỗ trợ xử lý file và thông tin dữ liệu SPS giao diện với CP vàcung cấp các chức năng vận hành và bảo dưỡng được yêu cầu bởi các bộ xử lý hỗtrợ SP

 Hệ thống con máy tính phụ trợ ACS (Adjunct Computer Subsystem): chứaphần mềm cho nền xử lý hỗ trợ (Adjunct Processor platform), nó cũng xử lý thôngtin người–máy

 Hệ thống con thông tin mở OCS (Open Communication Subsystem): hỗtrợ các chuẩn thông tin khác nhau cho việc truyền dữ liệu giữa các ứng dụng trongAXE và các hệ thống máy tính bên ngoài

 Hệ thống con quản lý file FMS (File Management Subsystem): chứa cảphần cứng và phần mềm Phần cứng bao gồm các thiết bị như đĩa cứng, đĩa quang

để lưu trữ thông tin file

 Hệ thống con thông tin người–máy MCS (Man-Machine CommunicationSubsystem): xử lý thông tin giữa nhân viên điều hành và hệ thống AXE, thông tin làcác lệnh, các kết quả xuất, cảnh báo…

 Hệ thống con thông tin dữ liệu DCS (Data Communication Subsystem):cung cấp các giao diện vật lý và thông tin, giao thức cho thông tin dữ liệu với AXE

 Hệ thống con liên mạng vùng RIP (Regional Inter NetworkingSubsystem): bao gồm các giao thức như TCP/IP, PPP, UDP, BOOTP, Frame Relay

và TFTP cộng với giao diện chuyển mạch nhóm và các driver Ethernet

 Hệ thống con nền quản lý MPS (Management Platform Subsystem): cungcấp chức năng như WinFiol và các công cụ để quản lý hệ thống AXE

Các hệ thống con như CPS, RPS và MAS có trong tất cả các hệ APZ, có thểđược thay đổi phụ thuộc vào hệ APZ Phần lớn các hệ thống con APZ được tậndụng, không có version của DBS, SPS, FMS, DCS, MCS và OCS; chỉ có CPS,MAS và RPS là nâng cấp

IV HỆ THỐNG CON BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPS)

1 Chức năng của CPS

Bộ xử lý trung tâm APZ 212 33 được thiết kế với điểm nổi bật là khả năng xử

lý cao Nó được sử dụng trong cơ sở chuyển mạch thoại của AXE với nhiều ứngdụng khác nhau cả trong mạng điện thoại cố định và di động So với các thế hệtrước nó (như APZ 212 30), khả năng xử lý của APZ 212 33 tăng 1,7- 2,1 lần vềthời gian Điều này có thể được thực hiện trong phần cứng của bộ xử lý trung tâmbao gồm làm tăng tần số đồng hồ lên 160 MHz trong lõi bộ xử lý

APZ 212 33 sẽ được sử dụng trong node mạng mới hoặc thay thế thiết bị cũkhi yêu cầu dung lượng tăng Nếu đang sử dụng APZ 212 30 có thể nâng cấp lênthành APZ 212 33 một cách dễ dàng bằng cách thay thế một vài bo mạch phầncứng

Tất cả các chức năng phần cứng bộ xử lý trung tâm được mô tả tương tự nhưtrong APZ 212 30.Khả năng thực thi các chỉ thị nhanh hơn và tần số hoạt động tănglên 160 MHz được thực thi trong IPU, một phần của hệ thống được giữ lại như hệthống tần số 80 MHz Các phần cứng khác được giữ lại một phần

CPS bao gồm bộ xử lý trung tâm CP ghép đôi và phần mềm để thực thichương trình quản lý, nạp, phân phối lưu trữ và kiểm tra Các chức năng của CP là:

 Thực thi chương trình và xử lý dữ liệu: phân phối khả năng xử lý giữacác nhiệm vụ (công việc) được thực thi Các nhiệm vụ được ưu tiên dùng bộ đệmcông việc, bảng công việc, hàng đợi thời gian, và các chức năng về thời gian

 Thay đổi chức năng (Function change): quản lý việc thay thế, thêmhoặc xoá các đơn vị phần mềm trong AXE

+ Bộ lưu trữ tham chiếu RS (Reference store) chứa các bảng dùng truy nhập

PS và DS DS và RS có thể được kết hợp trên cùng board mạch in PCB

 Sửa lỗi chương trình: được dùng để sửa lỗi phần mềmngay lập tức CP cũng có chức năng chèn và xoá các sửa lỗi chương trình

 Kiểm tra chương trình: cho phép dò tìm các lỗi tín hiệuphần mềm Nó có thể dùng trong nút kiểm tra để kiểm tra phần mềm hoặc trong núthoạt động để trợ giúp dò tìm các lỗi phần mềm

 Đo thử quá trình nạp bộ xử lý: dùng để phát hiện lượngtải quá khả năng của bộ xử lý

 Thống kê bảo dưỡng: tập hợp thông tin về tình trạng CP

và các sự kiện xảy ra trên APZ

Phần mềm ứng dụng được lưu trữ trong các bộ xử lý trung tâm và được thựcthi bởi chúng Tuy vậy, nhìn từ cấu trúc hệ thống, phần mềm ứng dụng thuộc vềAPT

Tuy không có nhiều tác động giữa phần mềm APZ và phần mềm APT trongquá trình hoạt động bình thường nhưng trong trường hợp APZ lỗi, ví dụ một khối

RP, hoặc trong quá trình thay đổi hoạt động, ví dụ thay đổi kích thước, một số tácđộng giữa APT và APZ sẽ được thực hiện

Khi các khối APT khác nhau thông tin với nhau, thông tin được xử lý bởi cáckhối chức năng APZ Trong các trường hợp như vậy, các khối APZ quản lý đườngthông tin giữa các khối APT và gửi dữ liệu APT theo cả hai hướng mà không cầnbiết nội dung Ta có thể nói rằng các khối APZ đóng vai trò như một ống dẫn (pipe)cho các khối APT

2 Cấu trúc phần cứng của CPS trong APZ 212 33

Hình 1.16 Cấu trúc phần cứng CPU

Trong quá trình hoạt động bình thường, hai CP hoàn toàn giống nhau về phầnmềm và chỉ có một điểm khác về phần cứng là MAU thuộc về CP–B mặc dù nó hỗtrợ CP-A cũng tốt như CP-B

Các phần chính của bộ xử lý trung tâm là:

 Khối đơn vị bộ xử lý trung tâm CPU: gồm khối đơn vị xử lý chỉ dẫnIPU và khối đơn vị xử lý báo hiệu SPU

+ Khối IPU bao gồm 4 khối chức năng là đơn vị xử lý chỉ dẫn (IPC); mạchgiám sát và cập nhật (UMC); bộ nhớ chương trình và tham vấn (PRS) và bộ nhớ dữliệu (DS)

+ Khối SPU bao gồm hai bộ xử lý là SPU master (SMC) và SPU slave (SSC).SPU master có trách nhiệm thông tin về hướng IPU, còn SPU slave chịu tráchnhiệm về hướng RPH

 Khối điều khiển bộ xử lý vùng RPH: nối các bus RP với các CP Nó

có thể có nhiều cấu hình phần cứng khác nhau cho các RP Các RP có thể được kếtnối nối tiếp hoặc song song Cùng một lúc có thể có nhiều RP song song và nối tiếpkết nối đến CP

 Đơn vị bảo dưỡng MAU: có chức năng chính là giám sát các CP và làgiao diện đến hệ thống kiểm tra bộ xử lý trung tâm CPT MAU cũng giám sát cácquạt để làm mát phần cứng CP.

 Giao diện bảo dưỡng MAI và đơn vị điều khiển nguồn POWC, khốikiểm soát nguồn và hiển thị DPC: chức năng chính là giám sát nguồn

3 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU)

Công việc của bộ xử lý được chia thành hai phần riêng biệt, là thực thi chỉ dẫn(chương trình) và quản lý công việc Để đáp ứng các vai trò khác nhau này, CPUcủa APZ 212 được chia thành hai bộ xử lý con là đơn vị xử lý chỉ dẫn IPU và đơn vị

xử lý báo hiệu SPU SPU chịu trách nhiệm quản lý công việc, dựa trên logic ưu tiên,trong khi IPU chịu trách nhiệm về thực thi công việc

Như chúng ta biết, tốc độ xử lý của APZ 212 nhanh hơn khoảng 5 lần so vớiAPZ 211, có 2 lý do là :

 Mỗi bộ xử lý có 2 bộ xử lý con, một cho quản lý công việc và cái cònlại để thực thi chương trình thật sự

 Nhiều công việc có thể được thực hiện song song trong bộ xử lý,trong

APZ 211 có nhiều chuỗi thực hiện công việc nhưng ở APZ 212 chỉ có một chuỗi

Hình 1.17 So sánh giữa bộ xử lý thông thường và APZ 212

Chúng ta hãy xem xét cấu trúc của IPU (với SPU cũng tương tự) Một máytính thông thường thì bộ xử lý chỉ có duy nhất một bus trung tâm cho đường truyềnbên trong, trong khi IPU có đến 3 bus bên trong để truyền dữ liệu

Để cộng hai số trong một bộ xử lý thông thường cần 4 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Truyền số từ ô 1 đến một thanh ghi trong ALU (ALU là mộtđơn vị trong bộ xử lý, có nhiệm vụ thực hiện các hoạt động số học).

Giai đoạn 2: Truyền số từ ô 2 vào một thanh ghi khác trong ALU

Giai đoạn 3: Cộng 2 số trong ALU

Giai đoạn 4: Truyền kết quả đến đơn vị yêu cầu

Trong APZ 212, cả 4 giai đoạn trên đều được thực hiện chỉ trong 1 giai đoạnduy nhất: số từ ô 1 được gửi trên bus A, đồng thời lúc đó số ô 2 được gửi trên bus

B, phép cộng được thực hiện trong ALU, và kết quả sẽ được gửi đi trên bus kết quả(result bus) đến đơn vị yêu cầu

3.1 Đơn vị xử lý chỉ dẫn (IPU)

Cấu trúc của IPU cũng tương tự như trong APZ 212 30 tuy nhiên tần số hoạtđộng tăng lên 160 MHz IPU nhận công việc mới và sẵn sàng thực hiện công việc từSPU Nếu SPU phát hiện ra công việc mới có mức ưu tiên lớn hơn công việc đangthực thi, công việc đang thực thi sẽ dừng lại ngay và công việc mới bắt đầu đượcthực hiện trong IPU

IPU bao gồm các khối chức năng sau:

IPC: mạch xử lý chỉ dẫn

UMC: mạch giám sát và cập nhật

PRS: bộ nhớ chương trình và tham vấn

DS: bộ nhớ dữ liệu

3.2 Khối xử lý báo hiệu (SPU)

SPU điều khiển thông tin CP, gồm các nhiệm vụ điều khiển tất cả các côngviệc trong CPU SPU đưa ra những công việc kế tiếp cho IPU thực hiện và đưa ra

độ ưu tiên thích hợp SPU tích cực bao gồm điều khiển bộ đệm công việc, điềukhiển RP và quét bảng công việc SPU thông tin với MAS và hệ thống kiểm tra CP(CPT) để tìm ra lỗi trong đơn vị bảo dưỡng (MAU)

SPU yêu cầu thông tin tốc độ cao được chia thành hai đơn vị làm việc songsong là master unit-slave unit Những khối này điều khiển bằng vi chương trình vàhoạt động với tốc độ bằng một nửa tốc độ của IPU

Trong giao diện IPU-SPU sự vận chuyển dữ liệu được điều khiển tự động bởiđơn vị phần cứng, tốc độ dữ liệu này bằng với tần số hoạt động của IPU Nhóm 5thanh ghi nhớ (RM) để chuẩn bị chi tiết các công việc mới trong giao diện điềukhiển thông tin SPU-IPU

4 Đơn vị bảo dưỡng (MAU)

Hai CP làm việc song song đồng thời và được giám sát bởi MAU Chức năngchính của khối chức năng MAU là đơn vị bảo dưỡng tự động (AMU) cùng với phầnmềm MAU, phần mềm xử lý vùng MAUR và khối xử lý kiểm tra (TPU)

Các chức năng chính của AMU là điều khiển trạng thái của CP sides, điềukhiển khôi phục lỗi, mở rộng logic với giao diện xử lý tổng đài (PEI)- chức năngnày chỉ thực hiện khi kết nối với phần cứng ngoài

Kết nối TPU trên cơ sở vi xử lý đối với phần mềm phục chợ cùng với phầnmềm MAS Phần mềm CPT và giao diện thông tin MAI trong cả hai CP

AMU điều khiển logic phần cứng trạng thái CP hoạt động và phục hồi CP lỗi

5 Điều khiển nguồn (POWC) và giao diện bảo dưỡng (MAI)

Board POWC có nhiệm vụ thực hiện các chức năng :

 Đăng ký lỗi và báo hiệu lỗi đến MAU

 Giao diện logic cho các port truy nhập kiểm tra trong CPU

 Logic trạng thái hoạt động CPU

 Các chức năng phát và chuyển mạch xung đồng hồ

 Các chức năng giám sát và reset chương trình

 Logic cho việc gửi tín hiệu CPT giữa MAU và SPU

 Logic cho việc xử lý ngắt từ CPT và MAU

 Logic để hỗ trợ truy nhập bộ nhớ trực tiếp trong MAU

 Logic để hỗ trợ ngừng xung đồng hồ trong CPU

 Giao diện để đọc các bo mạch mạch in ID (hệ thống là một phần cứng

tự nhận dạng, nghĩa là nó có thể dò tìm các bo mạch được thực hiện trong cácmagazine Lệnh DPHIP để xuất thông tin bo mạch IDS)

 Logic giao diện cho chỉ thị cho phép can thiệp nhân công MIA

 Giám sát các quạt và nguồn

6 Các trạng thái CP

Bộ xử lý trung tâm được ghép đôi để đảm bảo an toàn, được gọi là CP–A vàCP–B, hai CP này có trạng thái hoạt động khác nhau phụ thuộc vào trạng thái củatoàn hệ thống Trong quá trình hoạt động bình thường, tức khi không có lỗi nghiêmtrọng xảy ra hoặc khi nhân viên vận hành không can thiệp vào hoạt động của APZ,

CP-A ở trạng thái thực thi EX (Executive) và CP-B ở trạng thái hoạt động dự phòngSB-WO (Standby Working).

Hình 1.18 Thông tin RP song song và nối tiếp

Nếu các RP song song có trong hệ thống, chúng được điều khiển bởi CP EX

CP SB-WO thực hiện cùng công việc như CP-EX nhưng nó không điều khiển các

RP song song Tín hiệu được gửi từ CP SB-WO đến các RP song song nhưng khôngđược đọc vào chúng Chúng chỉ kiểm tra parity để dò tìm lỗi bus RP

Nếu các RP nối tiếp có trong hệ thống, các RP được điều khiển bởi một CP mà

CP này được nối vào nhánh bus RP tích cực Bình thường tín hiệu RP được gửi vànhận bởi một CP nối vào bus active Tín hiệu RP nhận được được phân phối đến CPkia qua kết nối chéo giữa các CP

Hoạt động của hai bộ xử lý trung tâm được tiếp tục so sánh bằng việc gửi dữliệu trên UMB từ CP EX đến CP SB-WO Dữ liệu được so sánh để dò tìm lỗi phầncứng CP Nếu lỗi được phát hiện, trạng thái của hai CP sẽ thay đổi Trạng thái nàythay đổi phụ thuộc vào lỗi ở vị trí CP nào, ví dụ khi có lỗi xảy ra trong CP–A thìCP–B sẽ ở trạng thái thực thi EX và CP–A ở trạng thái dừng SB–HA

Chú ý rằng việc so sánh cũng sẽ dò tìm lỗi bus RP song song, khi tín hiệu RPsong song được gửi đến cả hai CP để so sánh chúng

7 Các bus CP

Hình 1.19 Các bus CP trong APZ 212

SPU được nối đến RPH qua các bus vòng RPH nối tiếp RPH là giao diện đếncác RP Để cập nhật và giám sát, SPU và IPU được liên kết đến SPU và IPU tươngứng của CP khác qua bus giám sát và cập nhật UMB (UMB-S và UMB-I) Các busnày ở phía sau mặt máy

SPU và IPU cũng được nối đến đơn vị bảo dưỡng MAU, sử dụng bus kiểm tra

bộ xử lý trung tâm CTB và bus bảo dưỡng tự động AMB Board để kết nối đếnMAU là giao diện bảo dưỡng MAI

AMB được dùng chủ yếu cho gửi/nhận tín hiệu lỗi đến/từ MAU cũng như gửicác tín hiệu trạng thái hoạt động từ MAU đến hai CP Khi CP hoạt động bìnhthường, tức là CP-A là EX và CP-B là SB-WO, MAU ở chế độ bình thường vàAMB bị khoá, nhằm ngăn lỗi từ MAU (nếu có) ảnh hưởng đến CP (CP không cólỗi) Khi một trong hai CP phát hiện ra lỗi, MAU sẽ thông báo qua AMB, lúc nàyMAU chuyển trạng thái sang chế độ tích cực Chỉ trong chế độ tích cực, MAU mới

có thể ra lệnh cho các CP chuyển trạng thái, dừng thực thi công việc, bắt đầu cậpnhật CP lỗi trước đó…

CTB kết nối cả hai CP đến hệ thống CPT, CPT ở trong bộ xử lý trung tâm vàtrong hệ thống I/O Thông tin CPT giữa MAU và hệ thống I/O được thực hiện quabus kiểm tra bộ xử lý PTB

Hình 1.20 MAS

MAS cũng cung cấp hệ thống kiểm tra bộ xử lý trung tâm CPT, cho phép nhânviên vận hành thông tin với hệ thống trong trường hợp thông tin IO bình thườngkhông thể thực hiện được, ví dụ khởi động hệ thống ban đầu hoặc khi có lỗi nghiêmtrọng xảy ra làm hệ thống ngừng hoạt động Hệ thống CPT cũng dùng để xử lý lỗiphần mềm trong phần mềm trung tâm

Bình thường, lệnh được gửi từ hệ thống IO đến CP qua một trong các bus RP.CPT dùng một bus kết nối giữa MAU và hệ thống IO Các đầu cuối thiết bị ký tựchữ số AT trong hệ thống IO có thể được kết nối dùng để thông tin CP

Giao diện vận hành trong phương thức thông tin CPT bao gồm các lệnh vàthông tin xuất tương ứng trong ngôn ngữ chuẩn người–máy (MML) Các lệnh CPTđược dùng cho kiểm tra, dò tìm, nạp các CP và làm cho các CP hoạt động

Hình 1.21 Thông tin IO – CP