П. 2.2 ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МПС ДЛЯ СИСТЕМ ПДС

В первую очередь МП и микроЭВМ находят применение в таком оборудовании систем ПДС как оконечное (телеграфные аппараты, абонентские пункты), концентраторы нагрузки, аппаратура сопряжения (АС), контролирующие автоматы При разработке перспективного оборудования приходится решать задачи выбора элементной базы и структуры МПС, заниматься программной реализации и ряда функции указанных систем Логическую структуру, состав технических и программных средств МПС определяет множество реализуемых ею взаимосвязанных функций пользовательских, приемопередачи, обмена с УВВ, управляющих, сервисных, контроля и др

Типовая структура МПС содержит в виде функциональных блоков МП, устройства памяти (ОЗУ, ПЗУ, ППЗ), обьединенные общей шиной (системной магистралью), к которой через программируемые связные адаптеры (ПСА) подключаются линии связи, а через специальные интерфейсные БИС или контроллеры УВВ (клавиатура, дисплей, печатающее устройство, трансмиттер, реперфоратор и др.) и органы управления (панель, шаговые двигатели и т. д. Примеры таких структур можно найти в раз При недостаточно высоком быстродействии МП к магистрали может быть подключено еще несколько фуик цнопально специализированных МП, работающих самостоятельно или под управлением первого микропроцессора Например, современные телеграфные аппараты с МП управлением (Япония), (ГДР) и некоторые другие) имеют в своем составе по два МП, так как к микроЭВМ однопроцессорного телеграфного аппарата предъявляются довольно высокие требования по быстродействию (до 10° ), времени обработки прерывании (80 мкс), емкости ПЗУ (до 4 Кбайт) и т. д. При этом на один из МП возложены функции орга шпации режимов работы, передачи приема сообщении, предварительной заготовки перфоленты, автонабора номера вызываемого абонента, на другой — управление мозаичным печатающим устройством и клавиатурой |[П. 2.4] В случае ограниченной пропускной способности магистрали и возникновении «конфликтов» при обращении к ней для отдельных МП могут быть дополнительно организованы локальные магистрали.

При программной реализации аппаратных функций отдельных узлов и блоков системы ПДС следует учитывать разнообразие, особенности, число операций, выполняемых в этих узлах и блоках в процессе передачи приема дискретных сообщений Существо программной реализации состоит в замене реальных аппаратных средств (электромеханического узла, набора ИС и т. п. на типовой ПАМ, который реализует требуемый алгоритм обработки согласно программе, записанной в ЗУ. Если, например, в ЗУ ПАМ заложить алгоритм, представленный структурной схемой рис то такой модуль будет воспроизводить работу маркера и регистра станции коммутации. Похожий алгоритм реализуют некоторые АПК систем ДЭС при автоматической маршрутизации сообщений Операции по выработке команд на организацию местного или исходящего соединения предусматривают выделение во введенном в ЭВМ шестизначном маршрутном индексе определенных разрядов и сравнение их с некоторыми «образцами»

Рис. П. 2.1. Укрупненная структурная схема алгоритма автоматической маршрутизации сообщения

В системе команд большинства МП есть операции с маской, команды обмена информацией между регистрами, команды условных и безусловных переходов, операции сдвига, которые позволяют разработать программу, реализующую обработку маршрутного индекса по указанному алгоритму Подобным же образом можно было бы программным путем воспроизвести и ряд других операций управляющего устройства станции коммутации, передав в конечном счете все его функции одной микроЭВМ (разумеется, если ЭВМ обладает быстродействием и емкостью ЗУ, достаточными для последовательною выполнения всех этих операции в реальном масштабе времени).

Действительно, если ПАМ должен воспроизвести функции допустимое время выполнения равно и для реализации в МПС функции требуется выполнить Щ элементарных операций (типа регистр — регистр), то действительные затраты времени МПС на реализацию всех этих функций со ставят

где w — быстродействие МП, — показатель совместимости процессов обработки при реализации в МПС различных

Сопоставив отпущенный на выполнение функций лимит времени (при максимально возможной скорости передачи сообщения) с действительными его затратами можно определить требуемое быстродействие МПС число микропроцессоров необходимое для реализации заданных функции в реальном масштабе времени

где — ближайшее к числу но не меньше его целое число Конечно, для таких расчетов необходимо предварительно детализировать структурную схему реализуемого алгоритма на уровне элементарных операций или команд МП Таким образом, производительность МПС должна быть согласована со скоростью передачи и зависит от сложности реализуемого в МПС алгоритма обработки

Естественной элементов базой при построении ПАМ являются МПК БИС, имеющие в своем составе процессорные, интерфейсные и другие вспомогательные. БИС, ориентированные на управление периферийными устройствами, обработку прерываний и т. д. При разработке перспективного оборудования систем ПДС к БИС МПК предъявляется ряд специфических требований Они должны быть ориентированы на обработку в реальном времени непрерывного потока пакетов, имеющих определенную структуру Для обеспечения работы оконечных пунктов систем ПДС в режиме одновременной двусторонней передачи МПС должна до пускать мультипрограммный режим обработки данных Большое разнообразие алгоритмов обработки дискретных сообщений предполагает наличие у МПС совершенной операционной системы, достаточно обширной системы команд средств универсальной обработки файлов Объем программной памяти МПС дол жен превышать несколько килобайт, а оперативная память должна иметь емкость, достаточную для создания требуемых информационных массивов Для уменьшения числа последовательно параллельных циклов обработки сннхросигналов (в аппаратуре ДУМКА их разрядность составляет 12 бит) разрядность МП должна быть не менее 8 16 Минимизация затрат на создание высокопроизводительных МПС обеспечивается только при наличии транслятора с символического языка на машинный Большие интегральные схемы МПК должны допускать круглосуточную работу Указанным требованиям в основном удовлетворяют БИС МПК и некоторые другие Например, с использованием пяти БИС серии (МП, тактовый генератор, программируемый интервальный таймер, контроллер прерываний и БИС ввода вывода) построен адаптивный приемопередатчик для телеграфных оконечных пунктов Пример программной реализации осуществляющего прием дискретных сигналов с адаптивной коррекцией линейных межсимвольных искажении приведен в необходимый для корректора высокопроизводительный проблемно ориентированный сигнальный процессор строится на универсальных БИС широкого применения с разрядно модульной организацией МПК и на одиокристалльных умножителях — аккумуляторах типа

Программная реализация любого узла, блока, устройства систем ПДС, выполненного на основе МПС (микроЭВМ), обеспечивает оборудованию такие преимущества, как многофункциональность, гибкость, унифицируемость, универсальность Многофункциональность МПС характеризуется способностью одного комплекта программно аппаратных средств выполнять обработку по нескольким алгоритмам Например, на основе одной микроЭВМ можно построить универ сальный интегрированный телеграфно факсимильный терминал, в рамках одной МПС совместить функции датчика испытательных текстов и измерителя краевых искажении, встроенную МПС электронного телеграфного аппарата заставить дополнительно выполнять функции автоматическою вызывного концентратора и т. п. Гибкость, модифицируемость микропроцессорного оборудования достигается за счет доработки управляющей программы или использовании различных ее частей либо вводом других исходных параметров передачи Посредством таких изменений, затрагивающих только программное обеспечение, но не аппаратные средства, можно, например, в УПС изменить скорость передачи, вид модуляции, адаптировать универсальную КОЛ к конкретным условиям эксплуатации на местной, зоновой или магистральной сети перейти стартстопной передачи к синхронной, сменить 5 элеменшый код на 7- или -элементный и т. д. Единая элементная база, построение всей аппаратуры на одинаковых ПЛМ создают основу для унификации всего оборудования системы ПДС, чем будет диктоваться однородность конструкторских решении, достигаться простота обслуживания и сопряжения различного оборудования между собой и с сетями ЭВМ, создавайся предпосылки для централизованной разработки ПО, обеспечиваться сокращение сроков и стоимости разработок систем ПДС

Однако программная реализация по сравнению с аппаратной на жесткой логике обладает существенным недостатком — более низким быстродействием и, как следствие, более высокими требованиями к производительности базовых БИС Вместе с тем, при аппаратной реализации оборудование получается негибким, наблюдается пропорциональная зависимость между числом выполняемых функций и объемом аппаратных средств Следовательно, аппаратная и программная реализации хорошо дополняют друг друга и разумное их сочетанно позволяет снизить требования к быстродействию МПС Если реализуемые алгоритмы консервативны и требуют от элементной базы высокого быстродействия, то предпочтительнее их аппаратная реализация И наоборот, при ограниченных скоростях и необходимости изменять какие либо параметры передачи более целесообразной будет программная реализация В реальных условиях к оптимальному решению приводит комбинированная программно аппаратная реализация, подтверждением чему является разработка АПК систем ДЭС