单片微机分布控制式时分多路复用器制造技术

一种单片微机分布控制式时分多路复用设备中的数字处理系统，在该系统中采用多个微机，其中部分微机为前置机部分，即通路输入输出部分，每个微机管理一组报路，另一部分微机为后置机部分，即系统收发信号部分，上述微机之间的通信是采用分散网络同步通信方式和／或分级模块备用方式，上述微机可以采用单片机（或部分采用单片机扩展系统）。从而使本系统具有真正分散的、独立的高可靠度结构，通信程序简单，整个系统的处理能力得到提高。（*该技术在1997年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本技术属于电报和低速数据通信的一种传输设备，具体地说是涉及到把若干条电报和低速数据通路采用时间分割的方法在一条模拟话路或数字集合信道上进行多路复用的通信设备，即时分多路复用器系统。时分多路复用器（Time    Division    Multiplex    system，下文中简称TDM系统）是国外60年代开始为了提高话路复用能力，提高报路质量，适应低速数据通信需要而逐步发展起来的一种较为理想的多路传输设备，也是现代和未来低速数据通信不可缺少的多路传输设备。采用传统的频分制设备，如16路、24路音频载报机，则在一条话路上最多只能传输24路50波特电报通路，并且要开通300波特较高速率的通路或改变、组合各种速率时将会相当困难。而300波特通路对于现代数据传输是相当普通和重要的。而时分制设备与频分制设备相比，具有容量大，传输速率高，适应性强等优点，并且由于内部控制和信号处理均数字化，摒弃了复杂的电感、电容等频率元件，不仅宜于生产，性能稳定，而且增加了功能。由于TDM系统是依赖于复杂的逻辑控制和数字信号处理技术工作的，所以只能在微电子工业充分发展的时代才得以实现。我国从70年代开始引进国外时分制设备，特别是近几年随着我国电报通信事业的飞速发展，TDM复用器逐步取代频分制载报机已成为必然的趋势，所以研制和开发新颖的TDM系统也成为十分迫切的课题。参见图1，这是TDM系统的逻辑结构框图。由于电平转换［1］和电源部分［2］都有成熟的电路，一般的调制调解器［3］也有专门的产-->品生产，所以对于一个TDM系统来说，设计的主要对象是控制部分［2］。控制部分［2］实际上就是一个数字信号的处理系统，本系统在满载时最多要同时开通46路电报或数据通路，因此系统的可靠性是一个相当重要的问题，如果系统瘫痪，将造成严重的通信阻塞事故。因此许多机种都采用主备二套完全一样的控制部分，如果主机出故障，备机可以立刻启用。但是这种方法使器件的利用率降低，设备元件增多，成本上升。TDM系统设计中的另一个问题是要求数字处理系统的处理速度相当高。如果每一通路（50波特）的抽样数为单位脉冲的100倍的话，则仅处理收发报接口所需的处理周期约为1/(50Bd×100×46×2)＝2.1μs，而每次抽样如用一般通用计算机来完成起码需要3～10条指令。因此，一般市场可买到的微机难以胜任这一工作。许多国内外的TDM系统采用了几个CPU并行工作或高速的位片机及用集成电路设计成专用处理机等等办法，其共同的特点是使用微机总线集中控制的设计思想，使用的元件（主要指集成片）的数目相当多，这对生产、使用、维护、诊断和工作可靠性都带来许多问题。近年来，随着微处理机的运用和普及，大大完善了TDM系统的各种功能，使TDM系统具有相当的灵活性。例如，意大利FATME公司的ZATF46CD，荷兰菲利蒲的3TR1600，美国通用数据通信工业公司的1223，DATABIT公司的4650，925，ITT瑞典子公司的SRT125，NEC公司的DATAX－TDM－R11，西德西门子公司的UEM302等等都在TDM的数字处理系统中不同程度地采用了微处理机技术。但是上述数字系统都是采用集中-->式的微机控制方式。就国内情况而言，南京通信设备厂自行设计的BZS01型TDM系统尚未使用微机控制，北京邮电部数据研究所研制的TDM系统是国内唯一采用微机程控的，但也是集中控制的方式。随着计算机技术的发展，在现代通信技术中出现了分布控制网络系统的概念，从而使得TDM系统中的控制部分较好地解决了上述问题。首先，在多微机分布控制系统中由若干个独立的微机有机地协调工作，从而大大提高了处理能力，如果一个微机每秒钟能执行400K条指令的话（T＝2.5μs），则十个微机便能同时处理4000K条指令（T＝0.25μs）。其次，由于组成系统的各个微机是独立工作的，故不会由于某一部分的故障而引起整个系统的瘫痪（采用集中控制方式则往往由于总线被拖死而引起瘫痪）。故非群路部分原则上可无须备用，对于群路部分可以采用分级模块备用的方式，与主备机相比，显然大大节约了元器件，降低了成本。有效地提高了系统可靠性。采用分布控制方式尽管会使用较多的CPU，但是，由于CPU在微机中所占的比价很小，因此不必担心微机的成本上升；相反，随着大规模集成电路制造技术的发展，其比价的趋势将继续下降，并且比用较多的外围电路的微机系统的成本反而要低。据现有文献所知，日本KDD公司的SOFTPLEX.101TDM的数字处理系统采用了这种先进的体系结构设计思想－－分布控制方法（参见电机及电子学工程师联合会1981年的全国远距离通信会议报告集第E5.4.1至E5.4.5页上的“对于不透明的TDM设备的软件控制多路处理技术（简称SOFTPLEX.101）。参见附图2，这是SOFTPLEX.101数字处理系统中微机分布控制的结构图，图中打“*”号者均采用微处理机，共计17个，其中通路输入输出单元部分（IOU）采用12个微机，每个微机管4条通路；系统收-->发信号单元采用5个微机，包括调制解调器，多路信号装置，系统控制器，电平转换单元，操作面板单元等，此外还包括电源单元和切换单元。从图中可以看出，该系统有一个重要的特点，即输入输出单元部分的12个微机是独立地分布在系统中的，其中一个发生故障，不会影响整个系统工作，从而提高了工作的可靠性。但是，在集中控制的微机系统中，只要有部分器件失效，就将迫使整个系统瘫痪，从而导致通信中止。另外，在采用分布式控制方式的SOFTPLEX.101系统中，可以有更多的微机协同参与工作，使TDM的功能得到进一步的完善，并能实现系统的自我诊断及系统终端的自动维护等功能。日本KDD公司的SOFTPLEX.101系统中的微机采用MB8861，相当于M6800，微机之间的通信和与外部通路的连接均采用了中断技术，这是该系统的又一个重要特色。微机之间的通信是分布式控制系统设计的关键。另外，信号处理的延时对分布式控制系统也十分敏感，该系统通过采用了中断式总线通信方式较好地解决了这一问题。也就是说，每个微机除了配置必须的EPROM程序存贮器，RAM数据存贮器及外围接口电路外，专门用了优先中断控制器PIL（即MB472），实现中断式的实时快速处理和通信。该系统中主要采用的硬件和软件见附表一。-->表一    输入输出单元和收发信号单元中硬件／软件配置表综上所述可以看出，采用分布式控制方式的SOFTPLEX.101系统的功能和可靠性优于普通的采用集中式控制的数字处理系统，但是SOFTPLEX.101系统也存在下列缺点：第一，在该数字处理系统中采用了16～18个微处理机，故其芯片数量是相当可观的，一个基本的MB8861微机需用六片以上芯片，整-->个系统需用上百片大小规模的集成片，所以出现故障的概率还是较大的，系统的可靠性仍然未得到充分的保证。第二，各个微机之间仍采用总线连接方式，如图2所示，时分多路复用器总线、调制解调器信号总线和系统控制总线，三根总线分别完成系统控制和数据传输的任务，因此，同样会产生由于某一个微机的故障而引起总线失效，导致整机瘫痪。第三，在系统的收发信号单元部分中，来自于输入输出单元（IOU）的46路信号均需通过调制解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时分多路复用设备中的数字处理系统，具有多个微处理机，其中包括用于通路输入输出的前置机和中央处理、同步、辅助管理等部分的后置机，本专利技术的特征在于，上述微处理机之间由分散网络互相连接，所述的分散网络由各个彼此独立的通信线群构成，每一通信线群连接且仅连接在两个对应的微处理机之间，每两个对应的微处理机可以是后置机与后置机，或者是前置机与后置机，在后置机中设置一个发送同步信号的通信同步线群，各个微处理机均备有若干相应的同步线群的输入端连接到上述同步线群上，各微处理机之间通信是在同步线群控制下串行同步通信的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1、一种时分多路复用设备中的数字处理系统，具有多个微处理机，其中包括用于通路输入输出的前置机和中央处理、同步、辅助管理等部分的后置机，本发明的特征在于，上述微处理机之间由分散网络互相连接，所述的分散网络由各个彼此独立的通信线群构成，每一通信线群连接且仅连接在两个对应的微处理机之间，每两个对应的微处理机可以是后置机与后置机，或者是前置机与后置机，在后置机中设置一个发送同步信号的通信同步线群，各个微处理机均备有若干相应的同步线群的输入端连接到上述同步线群上，各微处理机之间通信是在同步线群控制下串行同步通信的。2、据权利要求1所述的数字处理系统，其进一步的特征在于，上述微处理机采用单片微处理机或部分采用单片微处理机的扩展系统。3、据权利要求1所述的数字处理系统，其进一步的特征在于，上述的字处理系统共采用12个微处理机，其中8个负责报路的各种收发报处理功能的为前置机［μp20－μp27］，每一前置机管理一组报路，后置机至少包括四个微处理机，即负责系统和集合装帧与解帧处理的中央处理机［μp11］；完成系统收信集合码流的帧同步码的检测和控制的同步接微机［μp12］；负责监视报路和集合信号的通信测试工作的监视微机［μp10］；管理系统上操作面板、监视系统各个微...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑奇宝，赵景璧，童德在，张嘉华，谢采娣，陈冰如，
申请(专利权)人：上海电信设备三厂，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]