FI87508C - Multiprocessor-centralstyrenhet foer ett foermedlingssystem, saerskilt ett telefonfoermedlingssystem - Google Patents

Description

1 87508 Välitysjärjestelmän, etenkin puhelunvälitysjärjestelmän multi-prosessori-keskusohjausyksikkö

Keksintö lähtee patenttivaatimuksen johdanto-osassa mainitusta multiprosessori-keskusohjausyksiköstä.

Patenttivaatimuksen johdanto-osan mukaiset keskusohjausyksiköt, jotka muodostetaan siis suurehkosta määrästä prosessoreita tai vast, laskimia - joissa ei ole omia paikallismuisteja tai joilla on omat paikallismuistit - kaikille prosessoreille tai vastaavasti laskimille yhteisen väyläjärjestelmän avulla, ovat olleet jo vuosia keskustelun kohteena, niitä on kehitetty eri tavoin ja toteutettu, joka tapauksessa osaksi, vähintään kokeellisesti. Niitä voidaan käyttää etenkin erittäin suuressa puhelunvälitys-järjestelmässä, jossa yksittäiset, yhtä yhteyttä varten kulloinkin tarvittavat käsittelyvaiheet kestävät lyhyen ajan, usein ainoastaan muutamia tahteja, mutta joissa on suoritettava usein erittäin suuri määrä välitysteknisiä toimintoja simultaanisti tai vast, kvasisimultaanisti useita samanaikaisia yhteyksiä varten, kuten esim. tilaajan valvonta kuulokkeen noston ja kutsunu-meronvalinnan suhteen, tienhaut, tieniäpikytkentä, signaaliäänet, maksujen laskenta, ilmoitukset, mitä erilaisimmat apuvälineet jne. Tällaisilla keskusohjausyksiköillä on oltava siis suuri käsittelykapasiteetti sekä erittäin suuri käytettävyys, siis mahdollisesti vain minuutteja tai sekunteja kokonaishukka-aikaa vuotta kohden. Sekä korkeat käsittelykapasiteetit, korkea käytettävyys että laitteisopanoksen säästöt ovat sinänsä tunnettuja tällaisten multiprosessori-keskusohjausyksikköjen tehtäviä.

Väyläjärjestelmät, jotka mahdollistavat erilaisten prosessoreiden valinnaisen pääsyn niihin liitettyyn päämuistiin välitys-elimien avulla, ovat sinänsä tunnettuja erilaisina muunnelmina. Näissä on olemassa myös erittäin mukavia, monipuolisia, erittäin varmoja väyläjärjestelmiä, joissa on kaksinkertaistetut väylät ja suuri käytettävyys, vrt. esim. esijulkaisematon DE-hakemus-julkaisu 33 28 405.

Ottaen huomioon päämuistin varauksen kokonaiskeston vähentäminen yksittäisen prosessorin pääsyn avulla ja mahdollisuus jakaa kuormitus mahdollisimman tasaisesti yksittäisille prosessoreil- 2 87508 le, joka on puolestaan suhteellisen suuren kokonaiskuormituksen hallinnan edellytys, sisältävät patenttivaatimuksen johdannon mukaisessa moniprosessori-keskusohjausyksikössä kaikkien prosessorien paikallismuistit täysin vastaavia identtisiä ohjelmapät-kiä. Prosessoreilla on ohjattavana ainakin suurin piirtein sama tehtävä-käsittelyaskelien luettelo. Ohjelmapätkissä on kyse sellaisista, jotka tavallisimmin ja/tai häiriötilanteissa välttämättä ovat tarpeen, mitä vastoin päämuisti tallentaa harvoin tarvittavien ohjelmapätkien lisäksi myös dataa koskien suurta joukkoa senhetkisiä yhteyksiä. Näitä tekniikan tason mukaisia asioita on kuvattu esimerkiksi patentissa US-4 115 866, julkaisussa Ericsson Review Band 54, nr 2, 1977, sivut 77-85, julkaisussa International Switching Symposium, 25-29 October 1976, "paper 412-3", sivut 1-8, ja julkaisussa HET PITT-BEDRIJF, Band XVIII, Nr 4, December 1973, sivut 283-286.

Keksinnön tehtävänä on varmistautua kuvatunlaisessa moniproses-sori-keskusohjausyksikössä siitä, että yhden prosessorin pudotessa pois on kokonaiskäytön häiriö mahdollisimman pieni.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosan mukaisilla toimenpiteillä.

Keksintöä selitetään lähemmin erään suoritusesimerkin avulla, joka on esitetty kuviossa.

Kuvio esittää keskusohjausyksikköä, jossa esim. kaksitoista prosessoria CP sekä useita prosessoreita IOC toimivat yhdessä väylä järjestelmän B:CMY kautta päämuistin CMY kanssa. Varmuussyistä on väyläjärjestelmä kaksinkertaistettu, vrt. BrCMYO ja B:CMY1, mahdollisesti myös prosessorit CP/IOC.

Mieluummin olennaisesti keskenään rakenteeltaan samanlaiset prosessorit CP suorittavat, ainakin kun esiintyy riittävästi yhteysvaatimuksia, simultaanisesti kulloinkin välitysteknisiä, varmuusteknisiä ja/tai käyttöteknisiä toimintoja. Jokainen prosessori CP sisältää varsinaisen, muutoin samoin kaksinkertaistetun prosessoriyksikön PU lisäksi prosessoriyksilöllisen paikal-lismuistin LMY etenkin tietoja varten, jotka se tarvitsee erityisen välitysteknisen toiminnan käsittelemiseksi yhtä kahden mielivaltaisen välitysjärjestelmän tilaajan välistä yhteyttä i 3 87508 varten. Nänr.ä tiodol voi olla (.älä väri.on kut nuttu edo I I ä päa-muistista CMY . Edelleen pa i ka 1 I i smu i s L i t. I.MY sisältävät prosessorin useimxniten/kii reel 1 isimmin tarvitsemat ohjelmaosat. Koska useiden prosessoreiden on käsiteltävä identtinen tai pitkälti identtinen tehtävien luettelo, esim. jotta ne voivat ratkaista itsenäisesti kaikki mahdollisesti esiintyvät, vä 1 i tystekni set. tehtävät, tallentavat niiden pa ikä 11ismuistit LMY - ainakin osittain - identtisiä ohjelmaosia. Mieluummin ne tallentavat tällöin kulloinkin ne ohjelmaosat, jotka tarvitaan Iin i » i öl apank-sessa kyseisen prosessor in käynnistämiseksi ja virhennl ministustn varten, niin että tällaisissa häiriötapauksissa ei tarvita ensin aikaavieviä pääsyjä päämuistiin CMY.

Prosessoreilla IOC on kahdeksan erityistä ulostuloa 0-7, joissa on väylät B:I0C, joiden kautta ne kommunikoivat 10-yksikköjen IOP ja puhelunvä 1 itysjärjestelmän oheisyksikköjen MBG, esim. johtoryhmäoh jausten, äänigeneraattori?iden , maksuni ask.int.en jne. kanssa.

Kuviossa esitetyssä esimerkissä on väyläjärjestelmään B:CMY liitetty päärnuisti. CMY muodostettu nel jästä erilaisesta, tämän . lisäksi itse kulloinkin varmuussyistä kaksinkertaistetusta muistipankista MBO ... MB3. Ne tallentavat tärkeimmät tiedot kaikista välitysjärjestelmän yhteyksistä sekä harvemmin tarvit-. tavat, sekä - myös häiriötapauksissa - ne ohjelmaosat, joita prosessorit eivät enää tarvitse kiireellisesti/heti. Periaat-teessä voi kaikilla prosessoreilla CT/IOC olla pääsy väylä-*·*- järjestelmän B:CMY kautta päämuistin CMY kaikkiin tietoihin tai vast, muistipankkien MB kaikkiin tietoihin, mikäli - esim. rajoittamalla osoitteita - oikeutus pääsyyn ei ole : : rajoitettu.

*... Kuvio esittää edelleen puhel unväl i tys jär jestelmän oheisyksiköt.

*** MBG, jotka vaikuttavat välillisesti tai välittömästi välitys- *:* verkoston johtoihin, esiin, tienhakujen, 1 äpi ky tkennän, siqna- loinnin jne. puitteissa. Nämä oheisyksiköt MBG on kaksinker- 4 87508 taistettu tässä, vrt. johtojen risteilyt. Niissä on esitetty esimerkissä omat IO-yksiköt, vrt. IOP:MB. Muita tällaisia IO-yksikköjä on liitetty paikallisväyliin B:IOC, vrt. IOP, jotka on yhdistetty kulloinkin tosin muihin tällaisiin oheisyksikköihin, mutta joita ei selvyyden vuoksi ole enää esitetty kuviossa.

Nämä IO-yksiköt IOP:MB...IOP tai vast, niiden paikallisväylät B:IOC on yhdistetty IO-prosessoreiden IOC kautta, vrt. IOCO, IOC1, väyläjärjestelmään B:CMY. Nämä IO-prosessorit IOC voivat toimia ennen kaikkea väyläjärjestelmän B:CMY olosuhteiden sovittamiseksi luetteloon. Pisteillä esitetään kuviossa, että voi olla järjestetty myös muita tällaisia IO-prosessoreita IOC, etenkin hyvin suurissa välitysjärjestelmissä.

Oheisyksiköt, vrt. MBG ovat yhdistettävissä kulloinkin eri prosessoreihin CP, tapauksesta riippuen eri tavoin jaetusti ja/tai myös yhdistettävissä päämuistiin CMY tai vast, sen muistipankkien MB osiin. Näiden yhteyksien kautta voidaan suorittaa ilmoituksia ja/tai kyselyjä oheisyksiköistä MBG ja ilmoituksia ja/tai kyselyjä tällaisiin oheisyksikköihin MBG. Oheisyksikön MBG välitystekniset ilmoitukset ja/tai kyselyt jaetaan tällöin mieluummin autonomisesti niihin yhdistetyn IO-yksikön IOP kautta kutsua kohden siten, että kulloinkin kyseessä oleva IO-yksikkö IOP, kun se saa kutsun oheisyksi-köstä MBG, jakaa tälle kutsuvalle oheisyksikölle MBG yhden prosessoreista CP tai vast, päämuistin CMY tai vast. MB osan tai vast, antaa sen jaettavaksi väyläjärjestelmän B:CMY kautta. Tämä erityisen prosessorin ja/tai päämuistin CMY/MB erityisen osan jako esim. kahdelle oheisyksikölle MBG (1 yhteys varaa esim. kaksi MBG:tä)tailennetään sitten vielä tietokenttään, jolloin tämä tietokenttä voi olla sijoitettu myös päämuistin CMY muistipankkiin MB. Näiden tietokenttään tapahtuvien tallennusten avulla etenkin kulloinkin kyseessä olevien oheis-yksikköjen MBG kulloinkin kyseessä olevan IO-yksikön IOP myötävaikutuksella kaikki kyseisten oheisyksikköjen MBG myöhemmät ilmoitukset tai kyselyt, jotka seuraavat tätä kutsua,voidaan 5 87508 lähettää kulloinkin samaan, edellä jaettuun prosessoriin CP tai vast, samaan päärnuistin osaan MB, jotta siinä voidaan jatkaa kyseisiä vä 1 i t.ys t ekn i s i ä Loimi iltoja ja/tai rekisteröintejä, jotka on laukaistu kutsulla. Tällainen autonominen jako kutsua kohden mahdollistaa kaikkien prosossoreidon CP lähes tasaisen kuormituksen vaiitysteknisi 11ä toiminnoilla - ainakin tätä jakoa voidaa siten ohjata kulloinkin kyseisten prosessoreiden CP hetkellisen kuormituksen mukaisesti niin, että kutsua seuraavat ilmoitukset ja/tai kyselyt voidaan käsitellä todella kulloinkin nopeasti jollakin prosessorilla, jolla on vielä riittävästi vapaata kapasiteettiä.

Tämän multiprosessori-keskusohjausyksikön yksittäisten elinten -esim. prosessoreiden CP, muisti pankkien MB tai vast, päärnuistin CMY, IO-prosessoreiden IOC, joilla voi olla esim. myös erilainen määrä paikallisia järjestelmäväyliä B:IOC (vrt. IO-proses-sorin IOCO ulostulot 0...7) - rakenne voi ollakulloinkin sinänsä mielivaltainen. Niiden on sovittava valitun väyläjärjestelmän B:CMY liitäntään tai vast, ne on sovitettava sen rakenteeseen tai vast, toimintatapaan.

Oheisyksiköt voi vat omata samoin sinänsä mioi ivaI I nisen inken-··' teen mielivaltaisilla toiminnoilla varustettuna. Ne voivat olla : sekä laiteteknisiä elimiä että oheiselinten välitysteknisiä ] *·· osatoimintoja, jotka elimet suorittavat erilaisten toimintojen : : suuremman kömpieksin. Huolimatta vaadittavasta suuresta käy- ·*· tettävyydestä liittää yleensä, kun nämä ohei sei imet liitetään .·.·. kaksinkertaistamattomien, siis yksinkertaisena esiintyvien 10- yksikköjen I0P:MB kautta 10-prosessoreihin IOC, kun nämä oheis-_ ; elimet, vrt. MBG, on liitetty itsenäisesti risteilyjen kautta, '...* vrt. kuvio. Nämä IO-yksiköt IOP ja/tai niihin kuuluvat 10- prosessorit IOC voivat omata itsenäisesti ylimääräisiä tarkas- : *· tustoimintoja virheisiin perustuvien kontrolloimattomien pää- : : ay juu vu I kuut l .un I seka I prosessoreihin C’l‘ ju pääluu i s L I I n CMY/MIJ.

r. 87508 Tällä hetkellä kehitetyssä kuvion mukaisessa ns i hi«"m k i ssä on käytetty prosessoreina CP kulloinkin SAB 80286-mikro-prosessoreita, joiden käytössä on 16 Mtavun fysikaalinen osoitetila. Prosessoreita lOC varten on käytetty kulloinkin 8086-moduule ja . Prosessorit on miel uuniini n kaksinkertaistettu virhetunnistuksen parantamiseksi, niitä käytetään rinnakkai-sesti ja ne voidaan siten katkaista kulloinkin vain pareittain.

Prosessorin tai vast, prosnssoriparin jäädessä näin pois toiminnasta kaikki ne yhteydet ovat vaarassa tai häiriintyneitä, joita sillä hetkellä käsitellään sillä. Paikallisissa pro-sessoriyksilöl 1 isissä muisteissa I.MY on tallennettu kulloinkin niiden dynaamiselle toiminnalle tärkeimmät ohjelmaosat ja niiden senhetkiselle käsittelyvaiheelle tärkeät paikallistiedot. Vaarantumisten tai vast, häiriöiden tekemiseksi mahdollisimman pieniksi tallentaa keksinnön mukaisesti kyseisen prosessorin CP paikallinen muisti LMY, joka ohjan kulloinkin yhden yhteyden kyseessä olevaa senhetkistä käsittelyvaihetta, yleensä tai aina vain sellaisia tietoja, joita tarvitaan erityisesti kahden mielivaltaisen välitysjärjestelmän tilaajan yhtä yhteyttä varten senhetkiseen käs i. ttel yvaiheeseen, esim. t.ien-\[l hakuun, jolloin kuitenkin päämuisti CMY tallentaa tiedot hyvin

: ·.. useista senhetkisistä yhteyksistä. Paikallinen muisti LMY

tallentaa siis - kaikkien välitysjärjestelmän tilaajien eri-tyisiä yhteyksiä koskevien välitysteknisten toimintojen, esim. tienhaun, läpiky tkennän , maksujen laskennan, kuurtel uään i oli jaoksen, kutsunumeronvastaanoton ja -mulel leenkoodauksen, yht.eys-. . tien muodostuksen jne. suorittamiseksi - kulloinkin vain Lni- ; * vittavat tiedot yhtä yhteyttä varten, jota se juuri käsittelee.

* Jos kyseinen prosessori CP jää todella pois toiminnasta, silloin häiriytyy korkeintaan tämä yksi yhteys, jota se juuri käsittelee, mutta eivät muut. Jaottaessa töitä eri. prosessoreille CP, *. joissa on omat paikal1ismuistit LMY, voidaan kyseinen toimin- nasta pois jäänyt prosessori CP hypätä yli niin kauan, kunnes sille on saatu korvaus tai se on saatettu kuntoon.

i 7 87508

Mikäli lisäksi paikallisiin muisteihin LMY tallennetut tiedot tallennetaan myös vielä päämuistiin CMY, voidaan periaatteessa jopa nämä tiedot kirjata tällaisen toiminnasta-poisjäännin yhteydessä päämuistista jälleen toisen prosessorin CP paikalliseen muistiin LMY, minkä johdosta, joka tapauksessa usein, kyseessä oleva käsitelty yhteys voidaan käsitellä vielä jälkikäteen toiminnastapoisjäännistä huolimatta.

Claims (1)

1. 8 87508 Patenttivaatimus Välitysjärjestelmän, etenkin puhelunvälitysjärjestelmän, multiprosessori-keskusohjausyksikkö, jossa on - väylä järjestelmä (B:CMY), johon on liitetty oman paikal-lismuistin (LMY) sisältävät prosessorit (CP, IOC) ja joka jaetaan peräkkäin eri prosessoreille (esim. CPI, CPx, IOCO), ja - väylä järjestelmään (B:CMY) liitetty päämuisti (CMY), johon prosessoreilla (CP, IOC) on pääsy väyläjärjestelmän (B:CMY) kautta väyläjärjestelmän (B:CMY) jakojen mukaisesti, ja jossa - välitysteknisten toimintojen, jotka koskevat kaikkia välitysjärjestelmän tilaajien erityisiä yhteyksiä, esim. tien-haku, läpikytkentä, maksujen laskenta, kuunteluääniohjaus, kutsunumeron vastaanotto ja -uudelleenkoodaus, yhteystien-muodostus, suorittamiseksi, - kaikkien prosessoreiden (CP) paikallismuistit (LMY), joiden on ohjattava ainakin pitkälti tehtävien/käsittelyvaihei-den samaa luetteloa, tallentavat jatkuvasti vastaavasti identtiset, nimittäin näiden prosessoreiden (CP, IOC) useimmiten ja/tai häiriöissä kiireellisimmin tarvitsemat ohjelmaosat, mutta päämuisti (CMY) tallentaa harvemmin tarvittavien ohjelmaosien lisäksi vielä tietoja senhetkisten yhteyksien suuresta määrästä, tunnettu siitä, että paikallismuistit (LMY) tallentavat ajoittain vielä sellaiset ei-identtiset tiedot, jotka ovat tarpeen erityisesti kahden mielivaltaisen välitysjärjestelmän tilaajan yhtä ainoaa yhteyttä varten senhetkiseen käsittelyvaiheeseen, esim. tienhakuun. Centralstyrenhet med flera processorer för en televäxel, särskilt en telefonväxelstation, omfattande - ett bussystem (B:CMY), tili vilket processorer (CP, IOC) med var sitt lokalt minne (LMY) är anslutna, och tili vilket olika processorer (t.ex. CP1, CPx, IOCO) i tur och ordning är anslutna, i 9 87508 - ett till bussystemet anslutet primärminne (CMY), tili vil-ket processorerna (CP, IOC), i motsvarighet tili tilldelnin-gar av bussystemet (BjCMY), har ätkomst i tur och ordning via detta bussystem (B:CMY), och i vilken - för genomförande av växeltekniska funktioner relaterande tili alla särskilda förbindelser frän växelabonnenterna, säsom vägsökning, uppkoppling, avgiftsbestämning, tonsig-nalstyrning, nummermottagning, nummeromkodning och förbin- delseuppkoppling, - de lokala minnena (LMY) i alla processorer (CP), vilka ätminstone i huvudsak är avsedda att styra samma katalog av behandlingsuppgifter/behandlingssteg, ständigt lagrar i motsvarighet därtill identiska programsteg, nämligen de oftast, och/eller vid störningar angelägnaste programsteg, som er-fordras av dessa processorer (CP, IOC), medan primärminnet (CMY), utöver mera säilän erforderliga programavsnitt, är anordnat att även lagra data beträffande ett stort antal sädana förbindelser, kännetecknad av att dess-utom tidvis även sädana, icke-identiska data, som speciellt erfordras för en enda förbindelse mellan tvä godtyckliga växelabonnenter vid ett aktuellt behandlingssteg, t.ex. för vägsökning, är lagrade i de lokala minnena (CMY).