专利名称：用于信息包交换的电子系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及计算机之间的通讯，具体地涉及一种带有两个控制单元和全由四根通讯总线互连的多达三十四个(信息)包交换器的新而有效的运程计算机系统。
众所周知，远程计算机系统采用多个计算机终端，这些终端可由一根电话线或其它通讯线互连起来，以根据存贮在系统的不同装置和不同地址的不同程序传送和处理信息。
本发明涉及一种包交换系统，这种系统用于采用包交换技术的数据通讯网络中作为交换中心和集中器。由该系统形成的网络中心根据虚拟线路技术进行包交换。使用这种技术，包交换网络无需在两个用户之间建立实际的连接就能控制两计算机用户之间的通讯。
由于网络中心中存在的存贮器和重发装置，用户在通讯进行时通过虚拟电路彼此保持连接。总体上，该系统执行的功能如下控制功能;
通讯功能;
(信息)包交换功能;和人机通讯功能。
控制功能的目的是要管理整个系统的服务并监督整个系统的操作。通讯功能的目的在于与用户终端和其它网络中心交换信息，以建立、维护和切断通讯。包交换功能的目的是在虚拟输入电路和虚拟输出电路之间贮存、处理和传输信息包。人机通讯功能的用途是实现操作人员与系统间为操作和维护目的而进行的交互作用和对话。
该系统的结构建筑在分布功能和分布负载(load)原理之上。根据分布功能原理，该中心是由专门执行前述不同功能的单元构成的。根据分布负载原则，系统将信息分割，将负载分给它的功能单元的各个部分共同进行处理，并且在系统的可靠性需要的场合配备多余的(冗余)单元。使得在正常工作情况下，把信息处理负载分摊给各个单元进行，而在特殊情况下，它们中的一个可以处理系统的所有负载。
因此，本发明的一个目的是要提供一种由通过总线连接的多个处理单元组成的包交换系统。
因此，本发明提供了一种用于包交换的电子系统，它包括四根主通讯总线;两个连至所述公共通讯总线的控制单元，每个单元能够独立地保持系统工作、执行系统的测量和统计以及控制系统的多个外围设备;一个连接至所述两个控制单元以接受和显示从控制单元来的信息的控制台;多个包交换器，每一个连到所述公共通讯总线，每一个用于控制从系统的用户处来的数据;通过线路接口控制数据的接收和传输;控制数据传输到其它包交换器以及至少一个所述控制单元;和控制自身的内部维护、测试和统计。
这样配备的系统能接收和处理从多个位置来的信息，可以克服多种故障情况保持系统运行。
在所附权利要求书中陈述了本发明的各种新颖特征。为了更好地理解本发明，更好地理解采用本发明而获得的工作优点及特殊目的，下面参照附图对本发明的一个较佳实施例作详细的描述。
附图中
图1是显示本发明的包交换系统的总体布置的示意框图，图2是本发明的包交换系统较详细的框图。
本发明的系统的基本组织结构如图1所示。在这个系统布置中，控制功能指派给控制单元1和2，通讯和包交换功能指派给包交换器3、4、5，而人机通讯功能指派给组成控制台6的辅助单元。内部信息传输总线7执行系统不同单元之间的相互通讯。
中心采用一种多重处理结构，其中，各个处理单元通过一个公共信息传输系统相互之间进行通讯。该中心的布置如图2所示。
中心的各处理功能采用一种类型的处理单元来实现，这种处理单元可以根据中心的需要，按积木式或组合式的方法加以扩展。该处理单元由一个带有逻辑线路、有关的外围设备、存贮器及一定数量用于装置之间连接的接口的微处理机组成。
根据装置是用于人机通讯的外围设备，还是传输线路，处理单元分别称为控制单元1、2，或者包交换器3、4、5。
每个处理单元能通过公共总线7与其它单元通讯。为了提高通讯中的可靠性和速度，设置了四根总线7a-7d。所述总线的启用(access)由总线启用外围设备27、28、46、47和48控制。包含人机通讯所需的独立外围设备单元的控制台6通过适当的外围接口连到控制单元1和2。传输线路分配给包交换器或计算机3、4、5，通过下面将要说明的线路接口板31、32、33和它们相连。
控制单元的功能为监督系统的工作;系统的自动维护;系统外围设备的控制;汇集系统的测试和统计。
在中心正常工作时，执行这些功能所带来的负载分配给两个控制单元1、2。在出现故障的情况下，单个控制单元1或2能执行所有功能。为了对付出故障时的情况，控制单元1、2中的每一个都各自知道另一个的工作状态。
每个控制单元1、2在内部采用了一根局部总线14、15，外围设备通过它们与处理机相连通。处理机16或17执行存贮在其局部存贮器18或19中的控制程序。外围装置通过其相应的接口连到局部总线，为了交换信息，它们借助中断控制外围设备20、21使处理机中断。这些外围装置包括一个外围存贮器22、一个通讯事件(incidence)发生寄存器单元23、一个控制和显示单元24、一个报警单元25和一个时钟26，并组成系统控制台。
外围存贮器22是一个大容量存贮装置，帮助系统的编程。通讯事件发生寄存器单元23存贮所有发生在中心工作中的通讯事件。控制和显示单元允许操作人员与机器进行交互对话。报警单元25包含系统的声光报警。时钟26使得各个独立处理单元的时钟同步，并借助显示器显示出本地时间。在公共总线的两侧都有阻抗匹配器10、11、12和13。
可连至每个控制单元的外围设备的最大数目为44。
同其余单元传输信息时公共总线的启用由称为总线启用外围设备27、28、29、46、47和48的装置进行控制。
包交换器的基本功能是控制从用户和网络来的通讯;通过线路接口控制数据的接收/发送;依靠公共总线控制各包交换器本身之间以及和其它包交换器之间的数据传输;依靠公共总线处理与任何一个控制单元交换来的控制和监督信息;维护子系统;进行系统测量并汇集子系统统计值。
一个网络中心可以配备高达34个包交换器。包交换器的内部结构与控制单元相同。例外的是，控制单元不进行包交换，没有线路接口，而包交换器有这样的接口，有时还可能有外围设备接口。
因此，包交换器由一个连接一个处理机37、38和39的局部总线34、35或36和一个局部存贮器40、41或42组成，如果单元执行管理功能的话，还包括外围接口(未画出)。
通讯线路通过线路接口连到包交换器，这些线路接口专门和种种标准的通讯线路配合使用，例如，同步、异步、高级数据链路控制/同步数据链路控制、用户电报(电传)等等。可连接至一个包交换器的线路的最大数目取决于这些线路的速度及其传输模式，一般在11到44之间。
上面描述的具体结构是系统编程的硬件。这些硬件提供了在不同单元之间传输信息和系统编程的基本装置以执行控制、监督和包交换功能。
下面描述系统的各独立单元之间信息的传输。
当一个外围设备或线路接口27-31从其关联的外围设备或线路接收到一个控制信号对接口表示信息块传输行将开始时，它通过中断控制外围设备20、21、43、44或45分别使处理机16、17、37、38或39中断。
处理机为通过所述接口直接传送信息块至局部存贮器而为接口的直接存贮器访问作准备，在局部存贮器中，处理机指定局部存贮器的存贮空间18、19、40、41或42，并为了在必要时链接一个块而组织直接存贮器存取(访问)。
在完成每个块的传输时，接口使处理机再次中断，告之该块的长度。当处理机将整个块安排在其局部存贮器中时，它处理这个信息，并准备将该块传输给适当的目的单元。该单元可以是同一单元或另一处理单元。在传输给另一处理单元的情况下，在传输前，处理机要弄清楚(肯定)目的单元是否能够接收这个块。
在肯定这点之后，处理机请求其总线启用外围设备27、28、46、47或48占用一根公共总线(7a、7b、7c或7d)。
源单元的启用总线外围设备通过公共总线发出目的处理单元的总线启用外围设备的地址和其自身的地址。在识别其地址后，目的总线启用外围设备验证在目的处理机的局部存贮器中有否指派给该源处理机的可用空间。目的总线启用外围设备使其电路准备直接存贮器存取(访问)，并将此通知源总线启用外围设备。然后，源单元的启用总线外围设备通过直接存贮器存取从存贮器取出信息块，并将它送到目的单元的总线启用外围设备，后者在验证了循环冗余码后通过直接存贮器存取把数据放入其局部存贮器中。一旦传输完成，目的处理机将其可用性(待用状态)通知源处理机。
如果被传输的块必须通过一个线路接口或一个外围接口，则从局部存贮器到所述接口的数据传输类似于上面描述的在相反方向上的传输。单元之间为控制或监督目的而进行的信息传输通过对配备在独立总线启用外围设备中的输入/输出寄存器进行读出或直接写入来实现。
控制单元执行对公共总线的监督、控制和维护功能。
网络中心中的程序按照以下类别构成系统基本操作程序;通讯线路控制程序;应用程序;用于开发和控制中心的程序;实用和辅助程序;测试和维护程序。
系统基本操作程序操作系统的设备，也就是系统的处理机、存贮器和输入/输出部件。这些程序执行的主要活动如下。
任务管理是整个操作系统的基本活动。藉此，根据每个任务的优先权和再入口，任务被启动、准备、封锁或延迟，并控制任务之间以及和中断系统间的信息的交换。
对于错误的矫正，借助于系统的冗余部件和容错部件，有程序可以避免系统的一些故障，并将不可矫正的故障通知操作人员。
对于存贮器管理，系统有专门用于开发局部存贮器的控制活动的程序。
总线管理组织系统中公共和局部总线的应用，随时注意包交换器和控制单元来的中断请求。
中断控制程序随时注意中断请求，注意其掩蔽和优先权，并将它们通向打算中的接收者。
输入(加载)和转贮(dumping)管理，考虑负载和程序的转贮，既考虑局部存贮器中来自/转到外围设备的存贮器中，也考虑来自/转到另一个网络中心。
系统生成既考虑参数生成也考虑系统的动态重组。
外围设备控制程序专门用于系统每个外围设备的操作，这里所指的外围设备包括线路接口、外围存贮器、控制和显示单元24、事件发生寄存器单元23和报警单元25。
通讯线路控制程序具有控制系统支持的不同的线路规约的功能，将从线路来的信息传输给必须处理它的几个应用处理机的功能，和从应用处理机接收它们提供的信息并通过指定的线路传输该信息的功能。
这些程序所要执行的基本任务是，采用X25过程操作高速线路，采用BSC透明和不透明过程、RETD双I过程和终端控制过程操作高于1200bps、同步或异步的中速线路。
应用程序有其自身的实体，与它们所在的特定数据传输网络的种种不同功能特性联系在一起。应用程序的基本功能是从线路控制程序接收线路提供的信息并加以处理，然后将处理所产生的信息传输给线路控制程序。
从类型分，有两种类型的应用、线路集中和交换，应用程序执行的部分任务是合并(压缩)和拆开数据、信息包处理、控制包产生和处理和信息处理路径选择。
用于开关和管理中心的程序具有下列功能便利程序的开发，这意味着编译、汇编、调试和试验;提供把中心作为一个开发中心、一个网络管理中心、一个附加服务中心使用所必需的媒介。借助于这一组程序，就可以把本系统用于管理之中。
实用和辅助程序的功能是在中心实际工作过程中为系统的测试、统计和系统工作特性的外部控制获取信息，和便利中心的工作。这些程序执行的部分任务是检查/变更局部或外围存贮器;观察线路、中心或网络的信息处理;跟踪通过系统和网络的信息包;从网络、系统、子系统、应用、任务、中心和终端获得测试值和统计值;以及从局部或外围存贮器或局部输入/输出外围设备或远距离控制中心进行动态转贮。部分任务在中心的工作过程中在线执行，其余的任务根据中心工作期间实时收集的数据离线执行。
测试和维护程序作用在于为系统的保护性维护提供手段，以及在发生故障并检测出来后，即使是在最不利的条件下也能为消除故障和进行正确运行试验提供最充分的手段。
这类程序不需要是常驻的，它们可以通过操作装入(输入)。这类程序可以分成两大类机器专用程序，不管是否在基本操作系统的控制下运行，都不可能与其它程序的运行重叠;服务试验程序，在操作系统的控制下，可以和别的运行中的程序同时运行。
所有程序都是模块和结构式数据，能够在包交换器和控制单元中执行。
区分开执行所有处理子系统共享功能的程序和执行特定于某些处理子系统的功能的程序是必要的。
任何处理子系统的程序模式通过从上述不同程序组中随时挑选那些执行有关处理子系统委托它做的那些功能的程序而获得。
系统的具体组件可以是容易得到彼此相容且适合系统整体的处理机、接口等。
上面详细地描述了本发明的一个实施例，用以说明本发明的应用。可以理解，本发明也可以用其他方式实施，但它们仍落在所附权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种用于包交换的电子系统，其特征在于，它包括四根主公共通讯总线；两个连到所述公共通讯总线的控制单元，每一个都能单独地使系统运行，执行系统的测试和统计，并控制系统的多个外围设备；一个连到所述两个控制单元的控制台，用以接收并显示从它们来的信息；多个包交换器，每一个连到所述公共通讯总线，用于控制从系统的用户处来的数据；采用线路接口控制数据的接收和传输；控制数据传输到其它包交换器和至少一个所述控制单元；以及控制自身的内部维护、测试和统计。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，有多达34个所述包交换器连到所述公共通讯总线。
3.如权利要求1或2中任一项所述的系统，其特征在于，每个所述控制单元包括一根局部总线，一连到所述局部总线以执行控制程序的微处理机，一连到所述局部总线以存贮数据和控制程序的局部存贮器，一连到所述局部总线和所述微处理机以控制所述微处理机的启动和停止的中断控制外围设备，两个总线启用外围设备，每一个将局部总线与两根公共总线连接，以建立单元与公共总线之间的通讯，以及把局部总线与控制台相连并连接到其它外围设备的44个外围接口。
4.如权利要求1、2和3中任一项所述的系统，其特征在于，每个所述包交换器包括一根局部总线，一连到所述局部总线以执行控制程序的微处理机，一连到所述局部总线以存贮数据和控制程序的局部存贮器，一连接在局部总线和微处理机之间以控制所述微处理机的启动和停止的中断控制外围设备，两个总线启用外围设备，每一个将局部总线与两根公共总线相连接以建立单元和公共总线之间的通讯，1到44个线路接口，将线路连到局部总线，以接收从系统用户来的数据或把数据传送到系统用户。
5.如权利要求3或4中任一项所述的系统，其特征在于，在控制单元或包交换器中的所述局部存贮器都是模块式的，可扩展到高达1兆字节的容量，并连接到每个所述包交换器的局部总线。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括四根公共通讯总线，连到所述两个控制单元中的每一个，和所述多个包交换器中的每一个。
7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制台包括一个用以提供时钟脉冲的时钟，一个在有故障出现时动作以指示故障发生的报警单元，一个用以在所述控制台中局部地存贮数据的外围存贮器，一个用以记录所述控制台和任何一个所述控制单元之间通讯的发生的通讯事件发生寄存器单元，一个用于将信息和数据显示给所述控制台的操作人员的显示器。
全文摘要
一种包交换的电子系统，用以处理来自多个用户的数据，它包括两对形成四条主通讯线路的公共通讯总线7a-7d，和两个连到这四根通讯总线的控制单元1、2。一个信息及控制台6连到控制单元，用以接收和提供信息并为操作人员显示。例如多达34个包交换器3、4等也连到四根共用通讯总线，以控制来自用户的数据和信号；利用线路接口27、28、46、47、48控制数据的接收和传输；控制包交换器之间控制数据的传送；处理控制信息及监督与一个或每一个控制单元的交换；维护各个包交换器；对每一个包交换器进行测试和统计。
文档编号H04Q3/54GK1043596SQ8810859
公开日1990年7月4日 申请日期1988年12月12日 优先权日1988年12月12日
发明者安东尼奥·冈多拉斯·桑切斯 申请人:西班牙电话有限公司