Абонентские пункты систем передачи данных

Общегосударственная автоматизированная система сбора и обработки информации для учета, планирования и управления будет создаваться на основе государственной системы вычислительных центров и единой автоматизированной сети связи страны (ЕАСС). В настоящее время ведется работа, по организации ЕАСС и общегосударственной системы передачи данных.

Материальную основу последней составляют средства передачи данных - специальное оборудование и программное обеспечение. Основным техническим средством связи пользователя с ЭВМ (ВЦ) является абонентский пункт (АП), показанный на рисунке. Структура и алгоритм работы АП существенно влияют на эффективность системы передачи данных, определяя ее быстродействие, надежность, достоверность и другие характеристики.

Задачи, решаемые АП, можно разбить на две большие группы в соответствии с требованиями сети связи и пользователя (абонента). Решения сетевых задач, в частности обеспечение алгоритмической совместимости АГ1 с центрами коммутации сообщений, концентраторами, центрами коммутации каналов, отличаются многочисленными вариантами. Не менее разнообразны решения задач второй группы.

В связи с многообразием функциональных задач АП и вариантов их решения абонентские пункты, входящие в состав системы передачи данных, построены на основе микро-ЭВМ "Электроника С5-01". При работе с микро-ЭВМ всегда имеется возможность быстрой замены специальной программы для выполнения той или иной индивидуальной задачи - достаточно поставить вместо одного ПЗУ другое, с новой программой, или же воспользоваться оперативной памятью, причем основное оборудование остается одно и то же.

Путем смены плат ПЗУ или наращивания памяти можно создавать модификации АП с различным алгоритмом функционирования и набором устройств ввода-вывода. Аналогичная замена в устройстве аппаратной логики влечет за собой изменение проводного монтажа в большей части опытного образца системы. В обычных разработках достижение конечного результата часто связано с, изготовлением и переделкой ряда опытных образцов, а это дорогостоящий и длительный процесс.

Многофункциональность задач АП и необходимость обеспечения работы в реальном масштабе времени требуют наличия в микро-ЭВМ разветвленной системы прерываний, осуществления режима мультипрограммирования, организации системы команд микро-ЭВМ, позволяющей работать с байтами.

Рассмотрим реализацию указанных требований в программном АП, построенном на основе микро- ЭВМ «Электроника С5-01».

Организация управления решением задач и обменом, с внешними устройствами осуществляется в АП с помощью диспетчерской системы.

Единицей целевого программного обеспечения АП является задача, инициируемая с помощью системы прерываний. Общение задач с диспетчерской системой осуществляется на языке макрокодов. Задачи АП, определяемые его алгоритмом функционирования, делятся на четыре группы в зависимости от уровня прерывания. Задачи внутри группы не прерывают друг друга. Чем меньше номер группы, тем выше приоритет входящей в нее задачи.

Самым высоким приоритетом обладает задача первой группы ПУЛЬТ, инициируемая с частотой 1 Гц, в функции которой входит контроль за состоянием органов управления и определение возможности выдачи информации на внешние устройства.

Вторая группа включает в себя задачи: УПРАВЛЕНИЕ, ЛИНЕЙНАЯ ЗАДАЧА и ТАЙМАУТ.

Задача УПРАВЛЕНИЕ определяет режим работы АП: автономный, контроль, работа с каналом связи, ввод информации.

ЛИНЕЙНАЯ ЗАДАЧА непосредственно управляет обменом информации по каналу связи. Она состоит из восьми процедур, которые выполняют различные действия но установлению и разрыву соединения, обработке информации и передаче ее в канал связи.

Для контроля правильности выполнения процедур управления и передачи данных применяются специальные временные интервалы - таймауты, реализуемые задачей ТАЙМАУТ. Длительность используемых таймаутов различна в зависимости от их назначения.

Третья группа состоит из задач ввода данных с пишущей машинки и фотосчитывателя для передачи в канал связи. Используя ОЗУ микро-ЭВМ, можно провести редактирование данных при подготовке.

Задачи четвертой группы, имеющие самый низкий приоритет, выполняют функции подготовки блоков данных при передаче сообщений, а также декодирования и вывода информации на внешние устройства.

Задачи, обеспечивающие передачу данных, организованы таким образом, что ввод и подготовка блока данных происходят одновременно с передачей в канал связи очередного блока. При приеме сообщений декодирование очередного блока происходит параллельно с приемом последующего или выводом на внешнее устройство предыдущего блока.

Приведенное структурное разбиение по группам и приоритетам в соответствии с принятой тактикой диспетчирования позволило создать целевое программное обеспечение, реализующее многообразные функции АП на ЭВМ с быстродействием 103операций/с. Благодаря высокоразвитой системе прерываний удалось наилучшим образом организовать целевые задачи, распределить между ними приоритеты и вычислительные мощности.

Реализация всех преимуществ программного метода построения АП в значительной мере определяется содержанием и качеством выполнения системы математического обеспечения. Из общих требований к системе следует выделить:

- безошибочность программ и технологической документации;
- создание средств автоматизации процесса разработки и отладки программ и микропрограмм;
- модульный принцип организации, эффективность, надежность, простоту в эксплуатации.

Разработанное для микро-ЭВМ "Электроника С5-01" математическое обеспечение предоставляет программисту возможность записать целевые задачи АП на программном и микропрограммном уровне с использованием языков символического кодирования (автокода и микроавтокода) и отладить алгоритмы на универсальных ЭВМ.

Выполнение работ по отладке программ АП потребовало создания комплекса отладочных средств. Для АП с объемом ЗУ от 2 до 10 К отладочным может служить комплекс средств, включающий микро-ЭВМ с достаточным объемом внешней памяти, устройство ввода программ, программы загрузки и резидентные средства автоматизации программирования и отладки программ микро-ЭВМ.

Следующей модификацией отладочных средств является макетирующая система на основе комплекса АП - ЭВМ типа М-220. Это система стационарного типа, используемая для отладки программ АП и их совершенствания, с использованием моделей реальных каналов связи. Такая система прошла успешные испытания при разработке первого программного АП на основе микро-ЭВМ "Электроника С5-01".

Созданные для микро-ЭВМ средства автоматизации процесса разработки и отладки программ на универсальных ЭВМ позволяют отработать алгоритмы функционирования АП без изготовления и испытания макетов узлов, блоков и аппаратуры в целом, что значительно снижает затраты материальных и производственных ресурсов, повышает эффективность и качество разработки.

Результаты испытаний программного абонентского пункта дают основание заключить, что применение микро-ЭВМ в качестве основного функционального узла АП позволило:

- снизить производственные затраты при проектировании;
- сократить затраты средств и времени на разработку;
- исключить до 12000 соединений, что резко увеличивает надежность и соответственно сокращает затраты на эксплуатационное обслуживание;

- уменьшить потребляемую мощность втрое по сравнению с аппаратным решением АП;
- уменьшить габариты и массу аппаратуры;
- повысить производительность труда оператора АП за счет расширения набора сервисных услуг, предоставляемых абонентам;

- снизить стоимость АП;
- исключить наиболее трудоемкий этап при производстве абонентских пунктов - изготовление и настройку плат и блоков с электроэлементами;
- решить проблему массового изготовления оконечного оборудования для нижнего звена систем передачи данных.

При существующей тенденции снижения стоимости оконечного оборудования более экономичной является децентрализация обработки и вычислений с помощью "интеллектуальных" АП. При этом минимизируются затраты на системы за счет оптимального использования каналов связи.

Дальнейшее совершенствование микро-ЭВМ семейства "Электроника С5", увеличение их быстродействия и объема подключаемой памяти позволит создать "интеллектуальные" АП с различными скоростями передачи (от 200 до 9600 бит/с) и широким набором периферийных устройств.