專利名稱：用于信息包交換的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及計算機之間的通訊，具體地涉及一種帶有兩個控制單元和全由四根通訊總線互連的多達三十四個(信息)包交換器的新而有效的運程計算機系統(tǒng)。
眾所周知，遠程計算機系統(tǒng)采用多個計算機終端，這些終端可由一根電話線或其它通訊線互連起來，以根據(jù)存貯在系統(tǒng)的不同裝置和不同地址的不同程序傳送和處理信息。
本發(fā)明涉及一種包交換系統(tǒng)，這種系統(tǒng)用于采用包交換技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)中作為交換中心和集中器。由該系統(tǒng)形成的網(wǎng)絡(luò)中心根據(jù)虛擬線路技術(shù)進行包交換。使用這種技術(shù)，包交換網(wǎng)絡(luò)無需在兩個用戶之間建立實際的連接就能控制兩計算機用戶之間的通訊。
由于網(wǎng)絡(luò)中心中存在的存貯器和重發(fā)裝置，用戶在通訊進行時通過虛擬電路彼此保持連接?？傮w上，該系統(tǒng)執(zhí)行的功能如下控制功能;
通訊功能;
(信息)包交換功能;和人機通訊功能。
控制功能的目的是要管理整個系統(tǒng)的服務(wù)并監(jiān)督整個系統(tǒng)的操作。通訊功能的目的在于與用戶終端和其它網(wǎng)絡(luò)中心交換信息，以建立、維護和切斷通訊。包交換功能的目的是在虛擬輸入電路和虛擬輸出電路之間貯存、處理和傳輸信息包。人機通訊功能的用途是實現(xiàn)操作人員與系統(tǒng)間為操作和維護目的而進行的交互作用和對話。
該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)建筑在分布功能和分布負載(load)原理之上。根據(jù)分布功能原理，該中心是由專門執(zhí)行前述不同功能的單元構(gòu)成的。根據(jù)分布負載原則，系統(tǒng)將信息分割，將負載分給它的功能單元的各個部分共同進行處理，并且在系統(tǒng)的可靠性需要的場合配備多余的(冗余)單元。使得在正常工作情況下，把信息處理負載分攤給各個單元進行，而在特殊情況下，它們中的一個可以處理系統(tǒng)的所有負載。
因此，本發(fā)明的一個目的是要提供一種由通過總線連接的多個處理單元組成的包交換系統(tǒng)。
因此，本發(fā)明提供了一種用于包交換的電子系統(tǒng)，它包括四根主通訊總線;兩個連至所述公共通訊總線的控制單元，每個單元能夠獨立地保持系統(tǒng)工作、執(zhí)行系統(tǒng)的測量和統(tǒng)計以及控制系統(tǒng)的多個外圍設(shè)備;一個連接至所述兩個控制單元以接受和顯示從控制單元來的信息的控制臺;多個包交換器，每一個連到所述公共通訊總線，每一個用于控制從系統(tǒng)的用戶處來的數(shù)據(jù);通過線路接口控制數(shù)據(jù)的接收和傳輸;控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌粨Q器以及至少一個所述控制單元;和控制自身的內(nèi)部維護、測試和統(tǒng)計。
這樣配備的系統(tǒng)能接收和處理從多個位置來的信息，可以克服多種故障情況保持系統(tǒng)運行。
在所附權(quán)利要求書中陳述了本發(fā)明的各種新穎特征。為了更好地理解本發(fā)明，更好地理解采用本發(fā)明而獲得的工作優(yōu)點及特殊目的，下面參照附圖對本發(fā)明的一個較佳實施例作詳細的描述。
附圖中

圖1是顯示本發(fā)明的包交換系統(tǒng)的總體布置的示意框圖，圖2是本發(fā)明的包交換系統(tǒng)較詳細的框圖。
本發(fā)明的系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)如圖1所示。在這個系統(tǒng)布置中，控制功能指派給控制單元1和2，通訊和包交換功能指派給包交換器3、4、5，而人機通訊功能指派給組成控制臺6的輔助單元。內(nèi)部信息傳輸總線7執(zhí)行系統(tǒng)不同單元之間的相互通訊。
中心采用一種多重處理結(jié)構(gòu)，其中，各個處理單元通過一個公共信息傳輸系統(tǒng)相互之間進行通訊。該中心的布置如圖2所示。
中心的各處理功能采用一種類型的處理單元來實現(xiàn)，這種處理單元可以根據(jù)中心的需要，按積木式或組合式的方法加以擴展。該處理單元由一個帶有邏輯線路、有關(guān)的外圍設(shè)備、存貯器及一定數(shù)量用于裝置之間連接的接口的微處理機組成。
根據(jù)裝置是用于人機通訊的外圍設(shè)備，還是傳輸線路，處理單元分別稱為控制單元1、2，或者包交換器3、4、5。
每個處理單元能通過公共總線7與其它單元通訊。為了提高通訊中的可靠性和速度，設(shè)置了四根總線7a-7d。所述總線的啟用(access)由總線啟用外圍設(shè)備27、28、46、47和48控制。包含人機通訊所需的獨立外圍設(shè)備單元的控制臺6通過適當(dāng)?shù)耐鈬涌谶B到控制單元1和2。傳輸線路分配給包交換器或計算機3、4、5，通過下面將要說明的線路接口板31、32、33和它們相連。
控制單元的功能為監(jiān)督系統(tǒng)的工作;系統(tǒng)的自動維護;系統(tǒng)外圍設(shè)備的控制;匯集系統(tǒng)的測試和統(tǒng)計。
在中心正常工作時，執(zhí)行這些功能所帶來的負載分配給兩個控制單元1、2。在出現(xiàn)故障的情況下，單個控制單元1或2能執(zhí)行所有功能。為了對付出故障時的情況，控制單元1、2中的每一個都各自知道另一個的工作狀態(tài)。
每個控制單元1、2在內(nèi)部采用了一根局部總線14、15，外圍設(shè)備通過它們與處理機相連通。處理機16或17執(zhí)行存貯在其局部存貯器18或19中的控制程序。外圍裝置通過其相應(yīng)的接口連到局部總線，為了交換信息，它們借助中斷控制外圍設(shè)備20、21使處理機中斷。這些外圍裝置包括一個外圍存貯器22、一個通訊事件(incidence)發(fā)生寄存器單元23、一個控制和顯示單元24、一個報警單元25和一個時鐘26，并組成系統(tǒng)控制臺。
外圍存貯器22是一個大容量存貯裝置，幫助系統(tǒng)的編程。通訊事件發(fā)生寄存器單元23存貯所有發(fā)生在中心工作中的通訊事件。控制和顯示單元允許操作人員與機器進行交互對話。報警單元25包含系統(tǒng)的聲光報警。時鐘26使得各個獨立處理單元的時鐘同步，并借助顯示器顯示出本地時間。在公共總線的兩側(cè)都有阻抗匹配器10、11、12和13。
可連至每個控制單元的外圍設(shè)備的最大數(shù)目為44。
同其余單元傳輸信息時公共總線的啟用由稱為總線啟用外圍設(shè)備27、28、29、46、47和48的裝置進行控制。
包交換器的基本功能是控制從用戶和網(wǎng)絡(luò)來的通訊;通過線路接口控制數(shù)據(jù)的接收/發(fā)送;依靠公共總線控制各包交換器本身之間以及和其它包交換器之間的數(shù)據(jù)傳輸;依靠公共總線處理與任何一個控制單元交換來的控制和監(jiān)督信息;維護子系統(tǒng);進行系統(tǒng)測量并匯集子系統(tǒng)統(tǒng)計值。
一個網(wǎng)絡(luò)中心可以配備高達34個包交換器。包交換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與控制單元相同。例外的是，控制單元不進行包交換，沒有線路接口，而包交換器有這樣的接口，有時還可能有外圍設(shè)備接口。
因此，包交換器由一個連接一個處理機37、38和39的局部總線34、35或36和一個局部存貯器40、41或42組成，如果單元執(zhí)行管理功能的話，還包括外圍接口(未畫出)。
通訊線路通過線路接口連到包交換器，這些線路接口專門和種種標準的通訊線路配合使用，例如，同步、異步、高級數(shù)據(jù)鏈路控制/同步數(shù)據(jù)鏈路控制、用戶電報(電傳)等等?？蛇B接至一個包交換器的線路的最大數(shù)目取決于這些線路的速度及其傳輸模式，一般在11到44之間。
上面描述的具體結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)編程的硬件。這些硬件提供了在不同單元之間傳輸信息和系統(tǒng)編程的基本裝置以執(zhí)行控制、監(jiān)督和包交換功能。
下面描述系統(tǒng)的各獨立單元之間信息的傳輸。
當(dāng)一個外圍設(shè)備或線路接口27-31從其關(guān)聯(lián)的外圍設(shè)備或線路接收到一個控制信號對接口表示信息塊傳輸行將開始時，它通過中斷控制外圍設(shè)備20、21、43、44或45分別使處理機16、17、37、38或39中斷。
處理機為通過所述接口直接傳送信息塊至局部存貯器而為接口的直接存貯器訪問作準備，在局部存貯器中，處理機指定局部存貯器的存貯空間18、19、40、41或42，并為了在必要時鏈接一個塊而組織直接存貯器存取(訪問)。
在完成每個塊的傳輸時，接口使處理機再次中斷，告之該塊的長度。當(dāng)處理機將整個塊安排在其局部存貯器中時，它處理這個信息，并準備將該塊傳輸給適當(dāng)?shù)哪康膯卧Ｔ搯卧梢允峭粏卧蛄硪惶幚韱卧?。在傳輸給另一處理單元的情況下，在傳輸前，處理機要弄清楚(肯定)目的單元是否能夠接收這個塊。
在肯定這點之后，處理機請求其總線啟用外圍設(shè)備27、28、46、47或48占用一根公共總線(7a、7b、7c或7d)。
源單元的啟用總線外圍設(shè)備通過公共總線發(fā)出目的處理單元的總線啟用外圍設(shè)備的地址和其自身的地址。在識別其地址后，目的總線啟用外圍設(shè)備驗證在目的處理機的局部存貯器中有否指派給該源處理機的可用空間。目的總線啟用外圍設(shè)備使其電路準備直接存貯器存取(訪問)，并將此通知源總線啟用外圍設(shè)備。然后，源單元的啟用總線外圍設(shè)備通過直接存貯器存取從存貯器取出信息塊，并將它送到目的單元的總線啟用外圍設(shè)備，后者在驗證了循環(huán)冗余碼后通過直接存貯器存取把數(shù)據(jù)放入其局部存貯器中。一旦傳輸完成，目的處理機將其可用性(待用狀態(tài))通知源處理機。
如果被傳輸?shù)膲K必須通過一個線路接口或一個外圍接口，則從局部存貯器到所述接口的數(shù)據(jù)傳輸類似于上面描述的在相反方向上的傳輸。單元之間為控制或監(jiān)督目的而進行的信息傳輸通過對配備在獨立總線啟用外圍設(shè)備中的輸入/輸出寄存器進行讀出或直接寫入來實現(xiàn)。
控制單元執(zhí)行對公共總線的監(jiān)督、控制和維護功能。
網(wǎng)絡(luò)中心中的程序按照以下類別構(gòu)成系統(tǒng)基本操作程序;通訊線路控制程序;應(yīng)用程序;用于開發(fā)和控制中心的程序;實用和輔助程序;測試和維護程序。
系統(tǒng)基本操作程序操作系統(tǒng)的設(shè)備，也就是系統(tǒng)的處理機、存貯器和輸入/輸出部件。這些程序執(zhí)行的主要活動如下。
任務(wù)管理是整個操作系統(tǒng)的基本活動。藉此，根據(jù)每個任務(wù)的優(yōu)先權(quán)和再入口，任務(wù)被啟動、準備、封鎖或延遲，并控制任務(wù)之間以及和中斷系統(tǒng)間的信息的交換。
對于錯誤的矯正，借助于系統(tǒng)的冗余部件和容錯部件，有程序可以避免系統(tǒng)的一些故障，并將不可矯正的故障通知操作人員。
對于存貯器管理，系統(tǒng)有專門用于開發(fā)局部存貯器的控制活動的程序。
總線管理組織系統(tǒng)中公共和局部總線的應(yīng)用，隨時注意包交換器和控制單元來的中斷請求。
中斷控制程序隨時注意中斷請求，注意其掩蔽和優(yōu)先權(quán)，并將它們通向打算中的接收者。
輸入(加載)和轉(zhuǎn)貯(dumping)管理，考慮負載和程序的轉(zhuǎn)貯，既考慮局部存貯器中來自/轉(zhuǎn)到外圍設(shè)備的存貯器中，也考慮來自/轉(zhuǎn)到另一個網(wǎng)絡(luò)中心。
系統(tǒng)生成既考慮參數(shù)生成也考慮系統(tǒng)的動態(tài)重組。
外圍設(shè)備控制程序?qū)ｉT用于系統(tǒng)每個外圍設(shè)備的操作，這里所指的外圍設(shè)備包括線路接口、外圍存貯器、控制和顯示單元24、事件發(fā)生寄存器單元23和報警單元25。
通訊線路控制程序具有控制系統(tǒng)支持的不同的線路規(guī)約的功能，將從線路來的信息傳輸給必須處理它的幾個應(yīng)用處理機的功能，和從應(yīng)用處理機接收它們提供的信息并通過指定的線路傳輸該信息的功能。
這些程序所要執(zhí)行的基本任務(wù)是，采用X25過程操作高速線路，采用BSC透明和不透明過程、RETD雙I過程和終端控制過程操作高于1200bps、同步或異步的中速線路。
應(yīng)用程序有其自身的實體，與它們所在的特定數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的種種不同功能特性聯(lián)系在一起。應(yīng)用程序的基本功能是從線路控制程序接收線路提供的信息并加以處理，然后將處理所產(chǎn)生的信息傳輸給線路控制程序。
從類型分，有兩種類型的應(yīng)用、線路集中和交換，應(yīng)用程序執(zhí)行的部分任務(wù)是合并(壓縮)和拆開數(shù)據(jù)、信息包處理、控制包產(chǎn)生和處理和信息處理路徑選擇。
用于開關(guān)和管理中心的程序具有下列功能便利程序的開發(fā)，這意味著編譯、匯編、調(diào)試和試驗;提供把中心作為一個開發(fā)中心、一個網(wǎng)絡(luò)管理中心、一個附加服務(wù)中心使用所必需的媒介。借助于這一組程序，就可以把本系統(tǒng)用于管理之中。
實用和輔助程序的功能是在中心實際工作過程中為系統(tǒng)的測試、統(tǒng)計和系統(tǒng)工作特性的外部控制獲取信息，和便利中心的工作。這些程序執(zhí)行的部分任務(wù)是檢查/變更局部或外圍存貯器;觀察線路、中心或網(wǎng)絡(luò)的信息處理;跟蹤通過系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的信息包;從網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、子系統(tǒng)、應(yīng)用、任務(wù)、中心和終端獲得測試值和統(tǒng)計值;以及從局部或外圍存貯器或局部輸入/輸出外圍設(shè)備或遠距離控制中心進行動態(tài)轉(zhuǎn)貯。部分任務(wù)在中心的工作過程中在線執(zhí)行，其余的任務(wù)根據(jù)中心工作期間實時收集的數(shù)據(jù)離線執(zhí)行。
測試和維護程序作用在于為系統(tǒng)的保護性維護提供手段，以及在發(fā)生故障并檢測出來后，即使是在最不利的條件下也能為消除故障和進行正確運行試驗提供最充分的手段。
這類程序不需要是常駐的，它們可以通過操作裝入(輸入)。這類程序可以分成兩大類機器專用程序，不管是否在基本操作系統(tǒng)的控制下運行，都不可能與其它程序的運行重疊;服務(wù)試驗程序，在操作系統(tǒng)的控制下，可以和別的運行中的程序同時運行。
所有程序都是模塊和結(jié)構(gòu)式數(shù)據(jù)，能夠在包交換器和控制單元中執(zhí)行。
區(qū)分開執(zhí)行所有處理子系統(tǒng)共享功能的程序和執(zhí)行特定于某些處理子系統(tǒng)的功能的程序是必要的。
任何處理子系統(tǒng)的程序模式通過從上述不同程序組中隨時挑選那些執(zhí)行有關(guān)處理子系統(tǒng)委托它做的那些功能的程序而獲得。
系統(tǒng)的具體組件可以是容易得到彼此相容且適合系統(tǒng)整體的處理機、接口等。
上面詳細地描述了本發(fā)明的一個實施例，用以說明本發(fā)明的應(yīng)用。可以理解，本發(fā)明也可以用其他方式實施，但它們?nèi)月湓谒綑?quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于包交換的電子系統(tǒng)，其特征在于，它包括四根主公共通訊總線；兩個連到所述公共通訊總線的控制單元，每一個都能單獨地使系統(tǒng)運行，執(zhí)行系統(tǒng)的測試和統(tǒng)計，并控制系統(tǒng)的多個外圍設(shè)備；一個連到所述兩個控制單元的控制臺，用以接收并顯示從它們來的信息；多個包交換器，每一個連到所述公共通訊總線，用于控制從系統(tǒng)的用戶處來的數(shù)據(jù)；采用線路接口控制數(shù)據(jù)的接收和傳輸；控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌粨Q器和至少一個所述控制單元；以及控制自身的內(nèi)部維護、測試和統(tǒng)計。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，有多達34個所述包交換器連到所述公共通訊總線。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個所述控制單元包括一根局部總線，一連到所述局部總線以執(zhí)行控制程序的微處理機，一連到所述局部總線以存貯數(shù)據(jù)和控制程序的局部存貯器，一連到所述局部總線和所述微處理機以控制所述微處理機的啟動和停止的中斷控制外圍設(shè)備，兩個總線啟用外圍設(shè)備，每一個將局部總線與兩根公共總線連接，以建立單元與公共總線之間的通訊，以及把局部總線與控制臺相連并連接到其它外圍設(shè)備的44個外圍接口。
4.如權(quán)利要求1、2和3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個所述包交換器包括一根局部總線，一連到所述局部總線以執(zhí)行控制程序的微處理機，一連到所述局部總線以存貯數(shù)據(jù)和控制程序的局部存貯器，一連接在局部總線和微處理機之間以控制所述微處理機的啟動和停止的中斷控制外圍設(shè)備，兩個總線啟用外圍設(shè)備，每一個將局部總線與兩根公共總線相連接以建立單元和公共總線之間的通訊，1到44個線路接口，將線路連到局部總線，以接收從系統(tǒng)用戶來的數(shù)據(jù)或把數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)用戶。
5.如權(quán)利要求3或4中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，在控制單元或包交換器中的所述局部存貯器都是模塊式的，可擴展到高達1兆字節(jié)的容量，并連接到每個所述包交換器的局部總線。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，它包括四根公共通訊總線，連到所述兩個控制單元中的每一個，和所述多個包交換器中的每一個。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制臺包括一個用以提供時鐘脈沖的時鐘，一個在有故障出現(xiàn)時動作以指示故障發(fā)生的報警單元，一個用以在所述控制臺中局部地存貯數(shù)據(jù)的外圍存貯器，一個用以記錄所述控制臺和任何一個所述控制單元之間通訊的發(fā)生的通訊事件發(fā)生寄存器單元，一個用于將信息和數(shù)據(jù)顯示給所述控制臺的操作人員的顯示器。
全文摘要
一種包交換的電子系統(tǒng)，用以處理來自多個用戶的數(shù)據(jù)，它包括兩對形成四條主通訊線路的公共通訊總線7a-7d，和兩個連到這四根通訊總線的控制單元1、2。一個信息及控制臺6連到控制單元，用以接收和提供信息并為操作人員顯示。例如多達34個包交換器3、4等也連到四根共用通訊總線，以控制來自用戶的數(shù)據(jù)和信號；利用線路接口27、28、46、47、48控制數(shù)據(jù)的接收和傳輸；控制包交換器之間控制數(shù)據(jù)的傳送；處理控制信息及監(jiān)督與一個或每一個控制單元的交換；維護各個包交換器；對每一個包交換器進行測試和統(tǒng)計。
文檔編號H04Q3/54GK1043596SQ8810859
公開日1990年7月4日 申請日期1988年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月12日
發(fā)明者安東尼奧·岡多拉斯·桑切斯 申請人:西班牙電話有限公司