Устройство для контроля телефонных линий Советский патент 1993 года по МПК H04M3/22 

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в автоматизированных сетях контроля телефонных линий и таксофонного оборудования.

Цель изобретения - повышение досто- верности контроля и упрощение устройства при построении сетей контроля телефонных линий.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема приемника состояний; на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока регенерации сбоев.

Устройство для контроля телефонных линий содержит блок 1 ввода-вывода, центральный блок 2 управления, периферийные блоки 3.1-3.N управления, блоки 4.1-4 (N+1) диагностики, модем 5 и периферийный канал 6, причем центральный блок 2 управле- ния включает блок 7 памяти, блок 8 последовательного интерфейса, контроллер 9 ввода-вывода, приемник 10 состояний, микроЭВМ 11 и системную магистраль 12, каждый из периферийных блоков 3 уп- равления включает блок 7 памяти, блок 8 последовательного интерфейса, микроЭВМ 11, системную магистраль 12 и блок 13 регенерации сбоев, приемник 10 состояний включает блок элементов И-НЕ 14, шину 15 адрес-данных системной магистрали 13, дешифратор 16, триггер 17, первый, второй и третий инверторы 18-20, элемент И-НЕ 21, элемент И 22 и элемент задержки 23, а блок 11 регенерации сбоев включает первый и второй инверторы 24,25, первый триггер 26, одновибратор 27, повторитель 28, элемент ИЛИ 29, генератор 30, второй триггер 31, блок 32 начального пуска, первый и второй элементы задержки 33, 34, элемент И-НЕ 35, элемент ИЛИ-НЕ 36, третий и четвертый инверторы 37, 38.

Устройство работает следующим образом.

После подачи сетевого напряжения и появления напряжения питания, происходит инициализация работы микроЭВМ 11, как центрального блока 2, так и периферийных блоков 3 управления, которые переходят к выполнению программ, хранящихся в блоках 7 памяти. Программное обеспечение системы состоит из управляющих, рабочих и сервисных программ. Управляющие программы организуют взаимодействие и последовательность выполнения рабочих программ, которые, в свою очередь, управляют автоматическим и согласованным функционированием всех блоков, входящих в устройство. Рабочие программы представляют собой программы двух типов - без

ожидания и с ожиданием. Программа без ожидания выполняется в представляемый промежуток времени последовательно от первой до последней команды. В результате работы такой программы не производится управление медленно действующими блоками, а выполняется обработка данных. Работа программы без ожидания может быть прервана в любой момент. Программа с ожиданием - это программа, состоящая из двух или более частей. При переходе от одной части к другой должен быть выдержан определенный временной интервал. Каждая рабочая программа выполняет определенные функции и управляет одним или несколькими блоками устройства.

Так, например, к управляющим программам относятся программы обработки времени и диспетчер. Поскольку работа системы происходит в реальном масштабе времени, то должны быть выдержаны определенные временные интервалы как при выполнении различных программ, так и при управлении различными блоками устройства. Данная программа обеспечивает необходимые временные интервалы. Кроме того, Она контролирует частоту обращения к программе-диспетчеру. Программа-диспетчер является ядром программного обеспечения системы. Она организует очередь программ, требующих исполнения, управляет последовательностью включения рабочих программ согласно их приоритетам, сохраняет всю необходимую информацию о состоянии прерванной программы и в случае необходимости восстанавливает информацию.

Среди рабочих программ наинизший приоритет имеют тестовые программы. Эти программы образуют комплекс проверочных программ и служат для проверки функционирования микроЭВМ 11, а также сопряженных с ними блоков устройства. Например, задают режимы работы имитатора параметров абонентской телефонной линии, входящего в состав блока 4 диагностики и формирующего некоторые основные неисправности линии.

По результатам работы данной программы делается заключение либо назначаются определенные проверки. Тестовая программа всегда инициализирована, является фоновой программой, которая работает всегда, когда есть время.

Сервисные программы выполняют необходимые функции операционной системы и предназначены для инициализации программного обеспечения, восстановления после обоев, установки режима работы блоков 8 последовательного интерфейса и т. п.

Блоки 8 последовательного интерфейса имеют в своем составе четыре программно доступных регистра:

PC - регистр состояний;

РК - регистр команд;

РА - регистр адреса:

РД - регистр данных.

По программе инициализации в блоке 8 последовательного интерфейса центрального блока 2 управления устанавливается режим контроллера путем установки логической единицы в первый разряд PC, В блоках 8 последовательного интерфейса, периферийных блоков 3 управления устанавливается режим оконечного устройства путем установки логического нуля в первый разряд PC.

При получении от центрального оборудования (блока 1 ввода-вывода) через контроллер 9 команды на проведение проверки некоторой абонентской телефонной линии (АТЛ) эта команда дешифрируется в центральном блоке 2 управления, где определяется, к какой АТС (на фиг. 1 не показаны) данная АТЛ принадлежит. Если контролируемая АТЛ принадлежит АТС, контролируемой центральным блоком 2 управления, то в первый блок 4.1 диагностики, сопряженный с центральным блоком 2 управления, поступает команда на проведение диагностики данной АТЛ. Следует отметить, что каждый из блоков 4 диагностики проводит проверку характеристик АТЛ и определяет следующие виды неисправностей:

- обрыв управляющего провода;

- обрыв и место обрыва одного из проводов АТЛ;

- короткое замыкание проводов АТЛ и место короткого замыкания;

- присутствие на АТЛ и место приложения, посторонних полярностей;

- пониженное сопротивление изоляции АТЛ в паре проводов и по отношению к клеммам станционной батареи;

- неисправность станционного оборудования.

Если же контролируемая АТЛ принадлежит АТС, контролируемой периферийными станциями (периферийными блоками 3 управления исоответствующими блоками 4 диагностики), команда на проведение необходимых проверок поступает в один из периферийных блоков 3 управления через блоки 8 последовательного интерфейса, соединенные периферийным каналом 6. При наличии сигналов готовности микроЭВМ 11 центрального блока 2 управления обращается к блоку 8 последовательного интерфейса данного блока управления, который осуществляет передачу команды контроля

соответствующей периферийной станции. Причем блок 8 последовательного интерфейса центрального блока 2 управления, программно установленный в режим рабо- ты контроллера, передает без пауз команду на прием данных по адресу выбранного периферийного блока 3 управления и указанное в команде количество слов данных. Блок 8 последовательного интерфейса, програм0 мно установленный в режим работы оконечного устройства, к которому адресовано сообщение, принимает информацию и факт приема сообщает контроллеру ответным словом. Причем обмен информацией между

5 блоками 8 последовательного интерфейса и оперативной памятью микроЭВМ 11 осуществляется в режим прямого доступа к памяти. После окончания обмена информацией контроллер и оконечное устройство, участ0 вующие в обмене, вызывают прерывание микроЭВМ 11 соответствующего блока 2 или 3 управления, сообщая ему о выполнении обмена. Через время, отведенное на проведение проверки АТЛ, контроллер пе5 редает команду обмена данными на передачу данных от выбранного оконечного устройства. Оконечное устройство после установления факта достоверности принятого командного слова передает без пауз ответ0 ное слово и указанное в команде количество слов, содержащее информацию о результатах проведенной проверки.

При организации централизованной системы проверки АТЛ связь с центральным

5 пультом управления (не показанным на фиг. 1 вычислительным комплексом более высокого уровня) осуществляется через канал связи, подключаемый к модему 5. При этом программно управляемый модем 5 обеспе0 чивает прием информации из телефонного канала связи, преобразование принятой информации в параллельный вид и ввод в микроЭВМ 11 центрального блока 2 управления словами по 16 бит. Кроме того, модем 5

5 обеспечивает вывод информации из центрального блока 2 управления в параллельном виде, преобразование в последовательный.вид и передачу по телефонному каналу. Причем обмен информа0 цией с микроЭВМ 11 центрального блока 2 управления осуществляется модемом 5 как в режиме требований прерываний, так и в режиме опроса состояния готовности. Передача по каналу связи производится со ско5 ростью 600 бит/с в полудуплексном режиме с однократной относительной фазовой модуляцией. При получении команды на проверку АТЛ от центрального пульта управления, имеющей более высокий приоритет обслуживания, микроЭВМ 11 центрального блока 2 управления обеспечивает выполнение данной команды по алгоритму, описанному выше.

Считывание информации об исправной работе периферийных блоков 3 управления осуществляется микроЭВМ 11 центрального блока 3 управления из приемника 10 состояний (фиг. 2) по соответствующей программе. МикроЭВМ 11 выставляет на шине 15 адрес-данные системной магистрали 12 адрес приемника 10 состояний, который анализируется дешифратором 16 и фиксируется в триггере 17 по управляющему сигналу SYNC (через инвертор 18) системной магистрали 12. Далее по сигналу считывания DIN и наличию единицы на выходе триггера 17 (при совпадении адреса в системной магистрали 12 с адресом приемника 10 сог стояний) обеспечивается через инвертор 20 и элемент И 22 поступление сигнала логической единицы на вторые входы элементов И-НЕ блока элементов И-НЕ 14. Далее с помощью элемента И-НЕ 21 формируется четвертый управляющий сигнал RPLY (ответ) системной магистрали 12, по которому микроЭВМ 11 принимает данные/сигналы исправности, поступающие на первые входы элементов И-НЕ блока 14, выполняющего функцию передатчика. Необходимая задержка сигнала RPLY (для обеспечения необходимых переключений логических элементов) формируется элементом задержки 23, т. е. процедура считывания данных приемника 10 состояний происходит в стандартном магистральном цикле работы микроЭВМ 11 адресное чтение. По второму управляющему сигналу INT обеспечивается (через инвертор .19) начальная установка триггера 17 при инициализации микроЭВМ 11. - . .V,. . . . , :

При длительной работе устройства возможны случайно появляющиеся отказы блоков 3 управления, не связанные с выходами из строя технических средств, вызванные сбоями в работе микроЭВМ 11. часть из которых может быть выявлена программным путем. Однако при работе микроЭВМ 11 в программном режиме могут возникать условия прерывания, обработка которых не предусмотрена стандартным математическим обеспечением.

К таким условиям (фатальным или сбойным состояниям) относятся:

- двойная ошибка при обращении к системной магистрали;

- ошибка при передаче вектора прерывания;

- ошибка при регенерации памяти (при наличии динамического ОЗУ).

В данных ситуациях микроЭВМ 11 (типа Электроника 60) переходит в режим связи с пультовым терминалом, т. е. начинает считывать состояния регистров состояния и

данных пультового терминала и клавиатуры. Таким образом, наличие сбоев данного типа и прекращение программного режима в центральном блоке 2 управления контролируется оператором по пультовому термина0 лу. В периферийных блоках 3 управления контроль прекращения программного режима переход в режим связи с пультовым терминалом, инициализация и выполнение процедуры пуска с последующим выполне5 нием программы, хранящейся в блоках 7 памяти, осуществляет блок 13 регенерации сбоев (фиг. 3). Данный блок формирует также сигнал готовности (исправности) программного режима.

0 При включении питания на первом и втором входах блока 13 регенерации сбоев отсутствуют управляющие сигналы записи (DOUT) и считывания (DIN) системной магистрали 12. На выходах одновибратора 27,

5 второго триггера 31 и выходах блока 13 сигналы нулевого уровня, запрещающие работу микроЭВМ .11, что обеспечивается наличием сигнала логической единицы на выходе блока 32 начального пуска. По окон0 чании установки начального состояния блока 13 на выходе блока 32 начального пуска появляется сигнал логического нуля, разрешающий в итоге работу генератора 30 с внешним запуском. Первым импульсом с

5 выхода генератора 30 производится установка триггера 31 в единичное состояние, что приводит к формированию с помощью элементов И-НЕ 35, ИЛИ-НЕ 36 и инверторов 37, 38 единичных потенциалов ACLO

0 (авария сетевого питания) и DCLO (авария источника питания) на первом и втором выходах блока 13 регенерации сбоев, управляющих процедурой инициализации (пуска) микроЭВМ 11. Причем необходимая задер5 жка появления единичных сигналов обеспечивается элементами задержки 33, 34. После появления сигнала ACLO микроЭВМ 11 переходит к выполнению.выбора режима пуска и далее переходит к выполнению про0 граммы (программный режим). Программный режим характеризуется чередованием циклов записи и считывания в системной магистрали 1.2, что, в свою очередь, приводит к появлению импульсов на первом и

5 втором входах данного блока. Длительность разнесенных по времени управляющих сигналов DIN и DOUT составляет 1...1.5 мкс. Частота следования сигналов DIN составляет примерно 40...50 кГц. Частота следования сигналов DOUT обычно в 3...10 раз

ниже. Наличие данных на выходах инверторов 24 и 25 сигналов приводит к переключениям первого триггера 26, запуску и перезапуску одновибратора 27, осуществляемого как по переднему, так и по заднему фронтам импульсов первого триггера 26. На входе одновибратора 27 появляется устойчивый сигнал логической единицы, блокиру- ющий через элемент ИЛИ 29 работу генератора 30 с внешним запуском и фор- мирующий через повторитель 28 сигнал готовности (исправности).

При наличии одного из перечисленных выше сбоев в периферийных блоках 3 управления микроЭВМ 11 также переходит в ре- жим связи с пультовым терминалом. При отсутствии терминала процесс считывания регистров состояния и данных клавиатуры и терминала приведет к отсутствию в системной магистрали 12 цикла записи (DOUT), что приведет к появлению нулевого потенциала на выходе одновибратора 27 и началу работы генератора 30. Первым импульсом генератора 30 производится установка выходного сигнала второго триггера 31 в нулевое состояние и установка нулевого потенциала на управляющих выходах ACLO,

DCLO. Причем необходимая задержка по установке данных сигналов в состояние логического нуля обеспечивается элементами задержки 33, 34. При этом происходит блокировка работы микроЭВМ 11. Кроме того, на выходе микроЭВМ 11 формируется сигнал установки начального состояния INIT. Вторым импульсом генератора 30 происходит установка выходного сигнала второго триггера 31 в состояние логической единицы, т. е. процесс перезапуска микроЭВМ 11 повторяется. Причем при появлении сигнала логической единицы на выходе DCLO микроЭВМ 11 отвечает снятием активного (нулевого) уровня сигнала INIT. Если микроЭВМ 11 не переходит к программному режиму работы, процесс перезапуска повторяется с периодом

р-, где Fr частота следования импульсов генератора 30.

Следует отметить, что блок 13 регенерации сбоев обеспечивает перезапуск микро- ЭВМ 11 и при зависании (остановке) системной магистрали 12.

Использование: электросвязь. Сущность изобретения: блок 1 ввода-вывода, центральный блок 2 управления, N периферийных блоков 3.1-3.N управления, N+1 блоков 4,1-4 (N+1) диагностики, модем 5 и периферийный канал 6.1-2-4.1, 5-2, 2-6-3. 1-4.2, 6-3.2-4.3,...6-3. N-4. (N+1), 3.1- 2,...,3.N-2. 3 з. п. ф-лы, 3 ил.

.Формула изобретения

каждого из которых соединены с соответствующими абонентскими телефонными линиями, первые сигнальные выходы периферийных блоков управления соединены с соответствующими входами приемника состояний, центральные входы-выходы которого подключены к системной магистрали центрального блока управления, а вторые сигнальные входы-выходы периферийных блоков управления через периферийный канал соединены с периферийным входом-выходом блока последовательного интерфейса, центральные входы-выходы которого и станционные входы-выходы модема подключены к системной магистрали центрального блока управления.

информационными входами-выходами периферийного блока управления, первыми и вторыми сигнальными входами-выходами которого являются соответственно третий выход блока регенерации сбоев и периферийные входы-выходы блока последовательного интерфейса,

А. Устройство по п. 2, отличающее- с я тем, что блок регенерации сбоев содержит первый и второй инверторы, входы которых являются входами блока регенерации сбоев, третий и четвертый инверторы и повторитель, выходы которых являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока регенерации сбоев, блок начального пуска, последовательно соединенные первый триггер, одновибратор, элемент ИЛИ, генератор, второй триггер, первый элемент задержки и элемент И-НЕ, выход которого подключен к входу третьего инвертора, и последовательно соединенные второй элемент задержки и элемент ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу четвертого инвертора, причем выходы первого и второго инверторов подключены к входам соответственно установки и сброса первого триггера, выход которого подключен к второму входу одно- вибратора, выход которого подключен к входу повторителя, выход блока начального пуска подключен к второму входу элемента ИЛИ и к входу сброса второго триггера, информационный вход которого соединён с его инверсным выходом, а прямой выход второго триггера подключен к входу второго элемента задержки и к вторым входам элемента И-НЕ и элемента ИЛИ-НЕ.

Риг.З