专利名称：数字交换机中可靠的附属的信息发送与恢复的系统和方法
技术领域：
本发明总的说是涉及数字交换的系统，如声音和数据交换机，特别是涉及在分布式交换环境中使用了多个控制处理器的系统。更确切地说，本发明是涉及用于分布式多个系统单元的监视信息发送和有限控制的数字交换机中的一个准独立的系统和方法。
通用的现有技术的数字时分交换系统是一个分层的、两个平面的结构，该结构包含核心的双套中央控制器(CC)，接着是中央信息控制器(CMC)，然后是合适的网络模块(NM)以及输入输出控制器(IOC)。这种通用的系统结构也是本发明的系统和方法所工作的结构。在1980年7月15日授予加尼尔(Gagnier)等人的美国专利4，213，201中公布了这种现有技术的系统，本发明参考了这一点。
罗伯特·伍德(RobertWood)在一篇题为“DMS-100技术的进展”的文章中给出了这类交换系统的有用的概述，此文章发表在1983年的“Telesis”杂志第10卷第3期第六页。
在上面提到的加尼尔(Gagnier)等人的美国专利中，系统单元严格地受中央控制器(CC)控制。例如，中央信息控制器(CMC，
图14)具有有限数量的很好定义的状态，却没有独立的处理能力。然而，在技术发展的过程中，目前数字交换系统已有分布式处理，而信息交换器(MS)有它自己的处理器和它自己的固件和软件。交换网络模块(NM)也同样如此。
因此，在交换系统中分布式处理意味着有许多处理器，如果要保持系统很高的可靠性，就意味着当它工作不正常时，各个处理器都能够高度可靠地使系统无效和/或恢复。
本发明提供了独立于主信息发送(Messaging)系统的附属控制的信息发送，该附属控制信息发送工作在交换层中相同层的处理器控制的系统模块的外部。当然，每层仍然依赖于它上面一层的操作完整性，而整个系统取决于层次结构开头的计算模块(CM)的正常。(可以控制的层次数目在一层里和在层次数目上都可以扩充)。由于每个单独层有两个平面或双重模块，而系统只用一个平面工作，所以工作的可靠性实际上是很高的。
根据本发明，提供了一个在分布式数据处理系统内工作的附属信息发送系统，该分布式数据处理系统有许多个部件模块，每个部件模块都包括一个控制数据的处理器，每个部件模块通过数据链路与其它部件模块通讯。附属信息发送系统包括(a)通过一条上述的数据链路发送重复的编码信息的装置;
(b)从上述一条数据链路中提取该重复编码信息的装置;以及(c)用于辨认和译码上述重复的编码信息及根据该重复的编码信息直接控制一个预先确定的控制数据的处理器的信息译码装置。
根据本发明的方法的目标，在部件模块之间有数据发送链路的分布式数据处理系统内，可靠的附属信息发送的方法包含下列步骤(a)通过一条上述的数据链路重复地发送一个编码信息;
(b)提取上述重复的编码信息;
(c)使上述重复编码信息经一个预先确定的软件滤除程序处理，然后确认或拒绝它;以及
(d)在上述的分布式数据处理系统中，根据确认的重复编码信息控制一个预先确定的数据处理器。
现结合附图详细地叙述本发明的优选实施例，这些附图是图1是体现本发明的系统和方法的数字交换器的方块图;
图2是示于图1中的本发明的复位模块的方块原理图;
图3是图1中标有R/T方块的接收器部份的方块原理图;
图4是图1中标有R/T方块的发送器部份的方块原理图;以及图5是由图2中复位模块的处理器执行带外数据滤波功能的流程图。
参考附图的图1，图中所示的数字交换系统包含三个双重(0平面和1平面)的层次部件计算模块(CM)10和11;信息交换器(MS)12和13和网络模块(NM)14和15(正如早先提到过的，层次更深和更宽是可能的)。计算模块10和11是基于控制模块的相同的32位处理器，它们同步和连续地工作，虽然在任何给定时刻两个CM10和11中只有一个有控制交换的作用。交换的控制不中断地从CM10和11中的一个移到另一个，这种转移或者是应远处操作员请求通过视频终端(VDT)16和17的其中之一进行，或者由软件自动地进行，否则处在控制中的CM将失去正常工作。
虽然任何时候CM10和11中只有一个处在控制中，但信息交换器(MS)12和13两者也同时工作，且主要用作从控制CM10或11到网络模块(NM)14和15的8比特带内(IB)信息发送通路，网络模块14和15也同时工作。MS12和13还将带内控制信息传送到外部的输入输出控制器(IOC)18，这表示要控制备用的数据存贮设备19，该设备又可以包含交换系统的图象数据，当发生严重故障时，这些数据对重新引导该系统来说是必要的。
NM14和15通过线模块(LM)22和23与交换系统的最终用户相连接，图1中画出了两个用户站20和21。
CM10和11、MS12和13、NM14和15以及IOC18通过接收器/发送器模块(R/TM)24至41通讯。例如，R/TM24与MS12中的R/TM26互连以及MS13中的R/TM27互连。在本实施方案中，R/TM是一种光学的接收器/发送器。R/TM之间是通过光纤链路互连的，链路长度可达1公里，以49.152MHZ的速率串行地传送复用的数据。
图1中剩下的模块即复位模块(RM)，在本发明的附属信息发送和恢复的系统中，RM是一个关键部件。RM42至RM47的每一个复位模块都处在有关的CM、MS或NM的中央处理单元(CPU)直接控制下，并受它们的控制输出，CM、MS或NM的每一个模块都有一个按照分布式处理系统结构的CPU。考虑计算模块、信息交换器或网络模块的内部细节已超出本发明的范围，只要知道每个模块有一个CPU，该CPU通过有关的复位模块(RM)来的硬连接线可以被复位和使无效。
图2以详细的方块表示了复位模块(RM)，它包含微处理器50(例如，英特尔(INTEL)的8031)，为了可靠、用正常的复位时钟51每逢第24秒复位该微处理器，除非在某种条件下时钟被禁止。可擦式可编程序只读存贮器(EPROM)和随机存贮器(RAM)52存贮微程序(firmware)和数据。带外(OOB)数据移位和锁存接口53从0平面和1平面的R/TM各自的接收器接收分路的信息数据比特，这些信息数据比特在附属的信息发送和恢复系统中传递命令，并被称为带外(OOB)数据，因为它们不是通过信息交换器12和13在CM和NM之间传递的带内(IB)8比特数据字的一部份。数据比特在R/TM间是以10比特字传送，其中8比特(带内)处在主分布式处理器的控制下，剩余两比特在它们到目的地RM的路上是不会被改变的。这两比特中的一比特是OOB比特(链路比特)，另一比特是备用比特。OOB数据在R/T模块中的系统模块之间进行多路复用和分路成数据流(如图3和图4所示)。为在附属的信息发送系统中保持命令通讯的可靠性，这样做是必要的。R/T模块是严格的硬件模块，在整个交换系统中，它是双重和多路复用/分路的相同的数据流。如果RM附属于CM，如在RM42和43中的情况，则双通用异步接收发送器(UART)54(例如，英特尔公司的82530)起着与视频终端和远端链路调制解调器接口的作用。最后，CPU接口55将处理器50与相关的CM、MS或NM的CPU接口，这视情况而定。接口55也有一个存贮识别RM标号的识别符可编程只读存贮器(IDPROM)。该存贮器中也有可指明RM属于CM、MS还是NM以及是在0平面还是1平面的信息。处理器50除了它通常的控制功能外，还执行OOB数据软件滤除功能，以保证它的合法性。这将在以后叙述附属的信息发送系统的操作时结合图5描述。
现转到图3，图3画出了R/T模块的接收器部份。光纤进入光纤混合器60，在那里接收到的光信号再输出到接收光纤接口61，接收光纤接口61的输出是带内信息比特和OOB串行数据。后者在串/并转换器62中转换成并行数据，并锁存到计算模块10或11械拇砥髯芟撸≒-BUS)上，但它只用于维护。串行OOB数据经过选择开关64加到RM的0输入或RM的1输入，如图2所示，这取决于R/T模块连到哪一平面。因此，每个RM接收OOB数据的两个输入(在正常操作下，两个输入是一样的)，一个来自于0平面，一个来自于1平面。
图4表示R/T模块的发送器部份。OOB数据由CM或MS的处理器加到处理器总线上，并锁存在锁存器70中，进入并/串转换器71，然后送到发送光纤接口72并经混合器60送到光纤上。人们应当明白OOB数据是由CM(10或11)的处理器产生，发送到层次结构中的下一层，即到MS12和13。MS12和13又将它发送到再下一层，即到NM14和15。MS将只根据从CM来的指令输出OOB信息。这就使OOB数据的发送取决于CM或MS中的控制处理器是否正常。但是，那无损于附属的信息发送系统的可靠性，因为若CM10和11两者都不工作了，则无论怎样整个系统将不工作。若MS12和13两者都不工作了，则整个交换系统也将同样不工作。但是接收到的OOB数据的结果是不同的;一个复位模块，例如RM45经过R/T模块37和39中的一个从CM10和11两者之一中接收到一个有效的OOB命令，则它仍能使与它连接的MS13无效或复位。反之，OOB命令不能使CM10或11中的处理器无效或复位，只有操作员能通过VDT终端16或17做此事。实际上，在正常操作下，附属于CM的RM42和43对从VDT终端16和17发送的数据是透明的。这些情况和有关的细节将在下面叙述的本发明的附属的信息发送方法的上下文中更好地理解。
只要交换系统正常工作，本发明的信息发送和恢复系统便以严格透明的监视方式工作。为此，若因某种原因，交换系统损坏，则操作员首先必须用各自的VDT和有关的复位模块(16/42或17/43)使主CM(10或11)停止。此后，用主CM复位和重新启动信息交换器12和13。如果需要的话，网络模块14和15也通过MS12和13复位。正如上面提到的，恢复信息发送是通过附属的带外链路进行的，任何一个分布式处理器的损坏都不可能破坏这些链路，因此复位命令将不送到不正常的处理器。
在图1所示的优选的配置中，只有分别属于计算模块10和11上的复位模块42和43有VDT终端16和17。复位模块是透明的，并在VDT和CM间来回传送字符。直到输入一个指定的命令字符(通常情况是“\”)，使复位模块进入命令收集方式。然后将接收到的字符放在16比特缓冲器中;例如，为了复位CM，要输入下面的命令\BOOT<cr>，这里<cr>是输入键。复位模块的固件将请求YES/NO的确认，当确认为YES时，复位脉冲将通过CPU接口55输出，而复位模块在VDT上显示出BOOTINITIATED。
下面是系统支持的命令例子的操作码和参数操作码参数作用\BOOTCOLD(定义)引起冷复位，从海量存贮器装入和启动死系统。
\BOOTWARM引起工作系统的复位而不用重新装入。
\JAM迫使工作的CMCPU不动作。
\RELEASEJAM释放强迫的抑制，允许动作。
\RESTART给CMCPU非可掩蔽的中断，使热复位软件重新开始(不用装入)可以输入到VDT上的任何命令也可以通过CM中的处理器输入。CM可用这种方法初始化它自己的复位(例如，在重新装入的尝试失败后)，而后面的交换将在CM和RM之间进行。
CM到RM\BOOTCOLD)RM到CMPLEASECONFIRM)这种机器-机器的交CM到RMYES)换实际上都以十六进RM到CMBOOTINITIATED)制码进行在交换的最后序列期间，CPU接口55已将复位脉冲加到计算模块中的处理器上。于是CPU本身已被复位。
从CM和MS到较低层的复位模块的OOB数据链路是单方向的。有两条OOB链路终接在每个复位模块上，CM或MS的每一平面出一条。用于在子系统部件上强迫控制的命令码是通过OOB链路发送，并由复位模块检测和实行。原则上，能从VDT输入的任何命令都可以由OOB链路发送。命令由三个字节组成一个同步字符，一个操作码和一个参数码。每个字节前有一个空闲码。当命令要求YES/NO的确认时，后面必须确认。由于发送每个字节要200毫秒，最坏情况下具有确认的命令的时间是2.4秒。在RT模块之间，多路复用光发送链路在125微秒的帧期间有512个带内通路。在一个帧内OOB字节发送4次，至少持续200毫秒。复位模块对由R/T模块提供给它的OOB数据每1毫秒取样一次。复位模块接收到的OOB数据在由图5中以流程图形式表示的固件程序累加前被滤除了。结果是处理器50开始注意输入的OOB字节、其门限是收到的最后3个字节必须相同;在16个相同的字节后，软件将该字节看作是合法的，并且存贮该字节。合法命令的接收顺序必须如下7F同步字符7F操作码7F参数这里7F是用16进制数表示的空闲码。
权利要求
1.一种在分布式数据处理系统内工作的附属信息发送系统，该分布式数据处理系统有多个部件模块，每个部件模块包含一个控制数据的处理器，并通过数据链路与其它部件模块通讯，此附属信息发送系统包含(a)通过一条上述的数据链路发送编码信息的装置；(b)从上述的一条数据链路中提取上述编码信息的装置；(c)信息译码装置，用于识别和译码上述编码信息，并根据上述编码信息直接控制一个预定的控制数据的处理器。
2.一种在分布式数据处理系统内可靠的附属信息发送的方法，该分布式数据处理系统在它的部件模块之间具有数据传输链路，该方法包含下列步骤(a)通过一条上述数据链路发送编码信息;(b)提取上述编码信息;(c)使上述编码信息经预定的软件滤除程序处理，然后确认或拒绝该编码信息;(d)根据确认的编码信息，在上述分布式数据处理系统中控制一个预定的数据处理器。
3.如权利要求1中定义的系统，用于提取上述编码信息的装置包括用于接收、存贮和转送上述编码信息的部分比特的装置，上述编码信息至少在两个预定的和独立的比特位置中发送，每一个在上述数据链路的两个独立的比特位置上。
4.如权利要求3中定义的系统，信息译码装置包括一个存贮的标号，此标号在上述的分布式数据处理系统内用于识别信息译码装置的位置。
5.如权利要求4中定义的系统，信息译码装置还包括一个可编程的局部数据处理器，以便对上述编码信息的部分比特进行软件滤除操作。
6.如权利要求5中定义的系统，根据编码信ⅲü瓜喙卦ざǖ氖荽砥魑扌Щ蚋次唤猩鲜鋈砑顺僮髦螅鲜隹杀喑痰木植渴荽砥骺梢灾苯涌刂葡喙卦ざǖ目刂剖荽砥鳌
7.如权利要求6中定义的系统，信息译码装置还包括正常的复位装置，以便连续地周期地复位上述可编程的局部数据处理器，除非复位被禁止。
8.如权利要求5、6或7中定义的系统，提取上述编码信息的装置还包括一个异步接收器-发送器，用于把上述编码信息转发到上述分布式数据处理系统的输入/输出终端。
9.如权利要求1、3或4中定义的系统，上述分布式数据处理系统包括一个主计算模块，此主计算模块通过一个中间信息交换模块控制多个电话交换网络模块。
10.如权利申请5、6或7中定义的系统，上述分布式数据处理系统包括一个主计算模块，此主计算模块通过一个中间的信息交换模块控制多个电话交换网络模块。
11.如权利要求2中定义的可靠的附属信息发送的方法，其特征在于步骤(a)还包括通过上述数据链路的另一链路独立地发送上述编码信息。
12.如权利要求11中定义的可靠的附属信息发送的方法，其特征在于步骤(b)还包括把从上述那条数据链路中提取的该编码信息与从上述另一条数据链路中提取的编码信息进行比较。
13.如权利要求2、11或12中定义的可靠的附属信息发送的方法，上述预定的软件滤除程序包括比较预定数量的提取的连续编码信息，如果相同，，则继续比较，直至一个更大的预定数的编码信息，如果与上次提取的更大的预定数量的编码信息相同，则把最近比较的编码信息作为合法的信息进行存储。
全文摘要
本发明公开了在一个有主流带内数据通道的数字交换机中分布式数据处理环境里的附属的带外发送信息的系统和方法。该系统包含独立的复位模块，该模块译码和确认带外信息，以实现分布式处理器的紧急控制功能，例如，复位和抑制一个不正常的处理器。
文档编号H04Q11/04GK1033327SQ8810912
公开日1989年6月7日 申请日期1988年10月8日 优先权日1987年10月8日
发明者斯蒂芬·勒蒂 申请人:北方电信有限公司