Методическая разработка занятия «Структура центрального управляющего устройства ЦУУ АТСКЭ «Квант»

Министерство образования и науки Донецкой Народной Республики

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Донецкий техникум промышленной автоматики имени А.В. Захарченко»

                   МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

                              открытого занятия

на тему: «СТРУКТУРА ЦЕНТРАЛЬНОГО УПРАВЛЯЮЩЕГО    УСТРОЙСТВА ЦУУ АТСКЭ «КВАНТ»

ПМ 03 Телекоммуникационные системы

с дисциплины МДК.03.01 «Технология монтажа и обслуживания телекоммуникационных систем с коммутацией каналов»

 Специальность   11.02.11 «Сети связи и системы коммутации»

                                                                                                |

                                                          2022 г.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

Тема занятия : «Структура центрального управляющего устройства ЦУУ АТСКЭ  «Квант»

Цель занятия :

Методическая:

-усовершенствовать методику организации деятельности студентов на занятии с применением ТЗН, информационно-компьютерных технологий.

Дидактическая:

- систематизировать, обобщить и сформировать теоретические знания по назначению и функциям центрального управляющего устройства АТСКЕ"Квант"

- расширять знание из специальности, формировать умение самостоятельно применять приобретенные знания во время технологической и производственной практики.

Воспитательная:

- анализировать умственную деятельность студентов;

- воспитывать целенаправленность, добросовестное отношение к труду;

- способствовать развития интереса и стремления к глубокому пониманию вопросов, что изучают.

Вид занятия : лекция

Тип занятия : систематизирующая лекция

Форма и методы проведения занятия : интерактивна интерактивная лекция с применением ТСО, компьютерных технологий.

Междисциплинарные связи:

 Обеспечивающие – электронная техника, теория электрических цепей и сигналов, информатика.

 Обеспечечиваемые - оборудование информационных сетей предприятий и их техническое обслуживание, учебная профессиональная практика, технологическая практика, производственная практика, а также для обеспечения выполнения профессиональных и социально-производственных задач деятельности.

Методическое обеспечение:

 - учебная и рабочая программа по дисциплине «Системы коммутации в электросвязи»;

 - методическая разработка занятия;

 - опорный конспект лекций;

 - тестовые задания на ПК;

 - карточки проверки усвоения материала:

   Наглядное обеспечение:

   1 Структурная схема АТСКЭ «Квант»

   2 Структурная схема ЦУУ АТСКЭ «Квант»

   3 Схема диспетчеризации программы

   4 Тезы МПП

   Технические средства обучения: персональные компьютеры, проектор, тезы           МПП, учебная установка квазиэлектронной АТСКЭ «Квант».

   Используемая литература:

   1. А. В. Танька «Основы цифровой коммутации» Одесса, 1996, с. 43-44.

   2. Г. С. Гайворонская Основы построения сетей и систем телефонной связи Одесса, 1997, с.79-81

   3. В.А. Жогло, А.А. Иванова Квазиэлектронная АТС «Квант».- М. Радио и связь, 1987г. С.34-38.

интерактивная лекция с применением ТСО, компьютерных технологий.

СОДЕРЖАНИЕ И ХОД ЗАНЯТИЯ

1 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ:

- отметка в журнале отсутствующих;

- проверка готовности к занятию студентов, аудитории, оборудование.

2 АКТУАЛИЗАЦИЯ ОПОРНЫХ ЗНАНИЙ

   (Используется накопительная система оценивания знаний)

2.1 Электронное тестирование

      Студентам предлагается выполнить тестовые задания на ПК (см. Приложения) по проверке полученных знаний по изученной ранее теме: техническая характеристика. АТСКЭ «Квант». Тестовые задания состоят из 10 вопросов, время на ответы ограничено.

     Ответы на каждый вопрос представлены в 3-х вариантах, один из которых является правильным. Правильные ответы носят однозначный характер. Среди неправильных ответов есть ответы, содержательно близкие к правильному ответу и требуют углубленного смыслового анализа. После ответов на все вопросы теста проводится авто оценивания согласно критериев:

Проведение тестового контроля и проверка результатов ответов осуществляется с помощью ПК и программного обеспечения.

2.2 Опрос у доски

Вопрос: Групообразование блока абонентских линий БАЛ 01.

Ожидаемый ответ студента:

На АТСКЭ «Квант» применяется два типа блоков БАЛ: БАЛ01 и БАЛ02

БАЛ02 применяется на конечных телефонных станциях малой емкости, где нагрузка на 1 абонентскую линию не превышает Уа.л = 0,1 Эрл.

БАЛ01 - коммутационный двухзвенный блок со сжатием и параметрами

 64× 64 × 32 × 32 × 2.

Для построения блока используется МСФ1 с параметрами 8 × 8 × 2. Для построения звена А используется 8 МСФ1, для построения звена В задействуется 4 МСФ1.

На входы звена А включено 64 АК, размещенных на четырех ТЭЗах по 16 АК на каждом. В выхода блока БАЛ включены 16 ИШК и 16 ВШК.

Количество входов в коммутатор звена В в 2 раза меньше, чем в коммутатор звена А за счет того, что каждые два выхода коммутатора звена А проключаются на 1 вход коммутатора звена В. группообразования блоков БАЛ на рисунке 1

                             Рисунок 1 - Группообразование блоков БАЛ

Вопрос: Группообразование блока соединительных линий БСЛ 06.

Ожидаемый ответ студента:

БСЛ - двухзвенный блок, предназначенный для концентрации нагрузки, с параметрами 64 × 64 × 64 × 64 × 2.

Построенный на МСФ1 8× 8 × 2, для построения звеньев С и Д используется 8 МСФ1.

На входы звена С включаются 32 ИШК и 16 перемычек СС, предназначенные для организации входящей связи от других АТС. В выхода блока БСЛ включены 32 ВШК, а в остальное 32 пар ПБ, ИК, ВК, РД, количество которых рассчитывается исходя из нагрузки, возникающей на телефонной станции.

Существует 5 типов блоков БСЛ:

БСЛ02 - используется как БИЛ, имеет звена С и Д. Звено С построено на МСФ3, звено Д на МСФ4.

БСЛ03 - используется как БВЛ, имеет звена Е и F, построенный на МСФ2.

БСЛ04 - используется в краевых ТС малой вместимости, имеет звена С и Д.

БСЛ06 - используется как БСЛ и БИЛ, имеет звена С и Д. построенный на МСФ1.

БСЛ07 - используется как БВЛ, имеет звена Е и F, построенный на МСФ1.

                                Рисунок 2 - Группообразование блоков БСЛ

2.3 Письменный опрос

 Вопрос: Структурная схема ОС «Квант» средней емкости. Процесс установления внутристанционного соединения.

Ожидаемый  ответ студента:

             Рисунок 3- Структурная схема ОС «Квант» средней емкости

     Все объекты станций КВАНТ имеют точки, сканеров. Точка, сканера, является транзисторный ключ. Все комплекты на станции сканируются. При вызове абонентом станции в его АК замыкается точка, сканера, и машина, обратившись к своей памяти, выдает команду проключить следующий тракт:

«АК, звено А-В БАЛ, ИШК, звено C-D БСЛ, ПБ».

       В ПБ выдается команда «проключить сигнал станции». Получив «Ответ станции», абонент приступает к набору номера, принимается ПБ и выдается в регистр машины. Машина выдает команды «Разрушить изначально создан тракт» и «проключить следующий:

«АК, звено А-В БАЛ, ИШК, звено C-D БСЛ, ВШК, звено В-А БАЛ, АК».

       В ВШК подается команда «проключить ПВ и КПВ». После ответа вызываемого абонента, выдается команда «Отключить ПВ и КПВ и проключить разговорное соединение проводов».

       Из ИШК поступает питание в микрофон вызывающего абонента, а ВШК питает абонента.

       При поступлении отбоя от одного из абонентов машиной выдается команда «Разрушение ранее созданного тракта», а абонент не дал отбой, получает зуммер «Занято» со своей АК.

Вопрос: Структурная схема ЦС «Квант». Процесс установления входящего соединения.

Ожидаемый ответ студента:

                     Рисунок 4 - Структурная схема ЦС «Квант»

     При входящем соединении с другой станции в ВК принимается вызов и передается в ЦУУ. ЦУУ выдает команду проключить тракт:

«ВК звено E-F БВЛ, С-Д БСЛ, РП». РП принимает номер абонента Б и передает его ЦУУ. Машина выдает команды «Разрушить изначально создан тракт» и «проключить следующий: «ВК звено E-F БВЛ, С-Д БСЛ, ВШК, звено В-А БАЛ, АК».

       В ВШК подается команда «проключить ПВ и КПВ». После ответа вызываемого абонента, выдается команда «Отключить ПВ и КПВ и проключить разговорное соединение проводов».

       Из ИШК поступает питание в микрофон вызывающего абонента, а ВШК питает абонента.

      При поступлении отбоя от одного из абонентов машиной выдается

команда «Разрушение ранее созданного тракта», а абонент не дал отбой, получает зуммер «Занято» со своей АК.

Вопрос: Структурная схема ОС «Квант» малой емкости. Процесс установления исходящего соединения.

Ожидаемый ответ студента:

               Рисунок-5 Структурная схема ОС «Квант» малой емкости

Все объекты станций КВАНТ имеют точки, сканеров. Точка, сканера, является транзисторный ключ. Все комплекты на станции сканируются. При вызове абонентом станции в его АК замыкается точка, сканера, и машина, обратившись к своей памяти, выдает команду проключить следующий тракт:

«АК, звено. А-В БАЛ, ИШК, звено. C-D БСЛ, ПБ».

В ПБ выдается команда «проключить сигнал станции». Получив «Ответ станции», абонент приступает к набору номера, принимается ПБ и выдается в регистр машины. Машина выдает команды «Разрушить изначально создан тракт» и «проключить следующий:

«АК, звено А-В БАЛ, ИШК, звено C-D БСЛ, ИК, связь с другой станции». Все остальные действия по установлению соединения берет на себя входящая станция, после ответа абонента Б абонент А получает питание у микрофона из своего ИШК.

2.4. Фронтальная беседа

1. Почему станция «Квант» называется квазиэлектронные?

2. Чем отличаются коммутационные блоки БСЛ? (БСЛ 03, БСЛ 04, БСЛ 06,

БСЛ 07)

 3. Откуда абонент А получает «Ответ станции»?

 4. Какие функции выполняет ПБ?

 5. Какие функции выполняет ИШК, ВШК?

 6. Назовите составляющие ЦУУ.

 7. С какой скоростью работает ЦУУ?

 8. Назовите объем памяти ЦУУ.

 3 ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

Тема: «Структура центрального управляющего устройства ЦУУ АТСКЭ «Квант»

 3.1 План занятия

 1 Общая структура программ

 2. Расположение программ по блокам памяти

 3. Диспетчеризации программ.

 4. Принципы программирования.

 3.2  Изложение  нового материала

       Лекция предполагает раскрытие темы: «Структура центрального управляющего устройства ЦУУ АТСКЭ «Квант»

   Процесс установления соединения в системе коммутации АТСКЭ «Квант», выстроен на материале, который был предоставлен в предыдущих темах: «Техническая характеристика системы АТСКЭ «Квант». Состав оборудования АТСКЭ «Квант», и углубляется и расширяется в дальнейшем при прохождении производственной практики, в период подготовки к сдаче Государственного квалификационного экзамена.

   Для реализации принципа наглядности значительная часть содержания лекции перекодирована в визуальную форму для представления студентам через технические средства (ПК, проектор станцию ​​АТСКЭ «Квант»).

   При изучении нового материала студентам предлагается вспомнить основные технические характеристики системы коммутации АТСКЭ «Квант».         После определения основных функций и состава оборудования станции АТСКЭ «Квант» анализируются принципы установления соединения основные этапы. В связи с этим, с участием студентов делается вывод об актуальности изучения процесса установления соединения в системах коммутации. Эта часть лекции представлена ​​в форме презентации на мультимедийном проекторе.

3.2.1 Задачи:

   - знать назначение ЦУУ;

   - знать функции ЦУУ;

   - знать структуру построения ЦУУ.

   - уметь анализировать этапы процесса установления соединения.

1 Общая структура программ

 Термины и определения:

Команда - элементарное представление цифровой ЭУМ, что предполагает выполнение некоторой операции, в команде указывается информация о коде операции, об адресе операнда.

Операнд - это объект, над которым выполняется логическая операция.

адрес результата

«0» - там, где находится операнд операционного регистра;

«1» - результат в памяти.

Система команд - это совокупность всех возможных типов команд реализованных в данной цифровой ЭУМ.

Алгоритм - это точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых исходных данных к искомому результату.

Программа вычислительной машины - это алгоритм, записанный воспринимаемой вычислительной машиной

Данные - информация, преобразования которой выполняет ЭВМ по заданной программе или используемая в процессе выполнения программы.

                                       Рисунок 1-Структцурна схема ЦУУ

Общая структура программ.

Типичная программа ПЗУ.

Постоянные данные ПЗУ.

Полупостоянных данные ППЗУ.

Переменные данные ОЗУ.

Постоянные данные - первая страница памяти 20000 - 200FF, таблицы меток развития обработки вызова.

Полупостоянных данные - набор абонента, таблица типичного заполнения кодов ДВО.

Переменные данные - данные конкретных соединений (сохраняются на время соединения).

2  Размещение программ по блокам памяти

Вопрос:

Из каких структурных блоков состоит ЭУМ?

Ожидаемый ответ студента:

ЭУМ состоит из трех системных блоков: БНЗ- блок начального запуска;

ПРЦ -процессор; БЗУ- блок запоминающего устройства

 Вопрос:

 Какие функции выполняет процессор?

Ожидаемый ответ студента:

Процессор выполняет все команды и микропрограммы, а также обработку всех типов прерывания.                                                                    

Вопрос:

 Какие функции выполняет БЗУ?

Ожидаемый ответ студента:

Блок запоминающего устройства хранит память станции в 8 блоках памяти.

Следует отметить адреса блоков памяти и охарактеризовать программы, которые в них хранятся.

Нулевой основной блок - отражает данные текущего состояния телефонной периферии. Это переменные данные, которые создаются и уничтожаются в процессе работы станции.

Контрольные суммы нулевого основного блока не снимают, поскольку текущее состояние ТП все время меняется.

Первый основной блок - 1/3 программы, а остальные ППЗУ, первая страница памяти ПСП, область ПЗУ 20000-262FF - расположены программы обработки вызова. Область ППЗУ 26300-373FF - расположены станционные данные, то есть данные, описывающие конкретную АТС, нумерация, сигнализация, комплектация, маршрутизация.

                                             Рисунок 2- Схема распределения программ

Первый дополнительный блок - основные программы обработки вызова, все основные виды связи, некоторые ДВО.

Второй дополнительный блок - программы ввода вывода (сканирование и управление ТП) и некоторые виды ДВО.

Третий дополнительный блок - программы операционной системы, программы поиска путей и комплектов.

Четвертый дополнительный блок - абонентские данные.

Пятый дополнительный блок - программа диагностики и технического обслуживания.

Шестой дополнительный блок - вспомогательные директивы, программа вывода на дисплей, программа статистики или учета телетрафика, тесты.

 3 Диспетчеризация программ

-Размещение программ по уровням.

-Приоритет программ по уровням и на одном машинном уровне. Особо отметить, что маркировкой (планированием) периодических программ занимается главный диспетчер. При наступлении прерывания от таймера, запускается главный диспетчер, который является программой обработки прерывания от таймера, и который на основании срабатывания программы счетчиков времени выставляет заявки

монитором 1-го и 2-го уровня на выполнение соответствующих рабочих программ.

Главный диспетчер заканчивает работу тем, что передает управление монитора 1-го уровня, который поочередно запускает те программы, на которые поступили заявки, после чего происходит продолжение первичной программы 2-го уровня. Запуском программы второго уровня управляет монитор 2-го уровня. После выполнения программ 2-го уровня управления получает монитор фона, под управлением которого выполняются фоновые задачи, например программа выполнения директив. Фоновый режим заканчивается очередным прерыванием от таймера, и все повторяется

снова.

 4  Принципы программирования

Вопрос: Что такое программное обеспечение?

Ответ: Программное обеспечение - это совокупность всех программ постоянных и полупостоянных данных реализующих алгоритмы работы АТС, находящихся в памяти ЭУМ.

Для объяснения принципов программирования рассмотрим однопрограммный режим работы управляющего устройства, на примере введения в память одной программы, которая обслуживает одного абонента. При этом на АТС необходимо решить задачу установления соединения между двумя абонентами. Программа состоит в машинных кодах.

Стабильные состояния УУ:

- ожидание вызова

- ожидание набора номера;

- посылка дерзкого сигнала;

- ожидание ответа вызванного абонента

- разговор и т.д.

Необходимо отметить, что переход из одного состояния в другое осуществляется под влиянием событий, происходящих, например:

- абонент снял м / т, трубку

- абонент набрал номер;

- абонент ответил;

- абонент положил м / т трубку

- сработал таймер.

Все это наглядно представляется с помощью диаграммы переходов состояний ДПС.

Рассмотреть ДПС внутристанционные связи.

       Отметить, что характерной особенностью ГНС является то, что она представляет собой замкнутый граф, который начинается с начального состояния и заканчивается обязательно в начальном состоянии, очень мощным средством проверки начальных механических требований к системе на полноту и ясность, то есть отсутствие тупиковых состояний, что очень важно при разработки программного обеспечения.

4 ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ

Первичное закрепление материала проводится в процессе изложения путем создания и разрешения проблемных ситуаций в процессе беседы, применение наглядности.

Воспроизводящее, творческое закрепление осуществляется в процессе демонстрации плакатов по ДПС и диспетчеризации программ.

5 ИТОГИ ЗАНЯТИЯ

      5.1 Выводы по изучению темы

      5.2 Замечания по усвоению студентами материала

      6 ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

      6.1 Изучить материал в соответствии с планом лекции.

      6.2 Ответить на контрольные вопросы.

      6.3 Дополнить конспект лекций, используя литературу: АТСКЭ «Квант».

     -Я. Я. Лочмелис, В.О. Жогло и др. Радио и Связь, 1987г., Стр. 113-130.

     6.4 Домашняя самостоятельная работа на тему: «Построение блока запоминающего устройства». Задачи и методические указания к их выполнению.

Вопрос самостоятельной работы:

1 Построение блока запоминающего устройства

Необходимо:

1. Изучить учебный материал литература  Под редакцией Я.Я Лочмелиса. Квазиэлектронная АТС «Квант». М: Радио и связь, 1982г.,   стр. 75-77

2. В конспекте:

2.1  Кратко законспектировать назначение блока ЗУ в АТСКЭ.

2.2 Зарисовать в конспекте временные диаграммы режима регенерации ЗУ

2.3 Ответить на контрольные вопросы

Учебный материал для самостоятельной работы

          Блок ЗУ состоит из ТЭЗ СЗУ, ФАТ и 16 ТЭЗ МПП.  Элемент замены МПП представляет собой однородный массив из 36   микросхем динамической памяти, состоящей из четырех ли­неек, каждая емкостью 4К девяти разрядных слов (восемь разря­дов информационных и один для проверки четности ЗУ). Слово, содержащее 16 разрядов, образуется при одновременном считыва­нии информации из микросхем, расположенных на двух ТЭЗ МПП, один из которых предназначен для хранения младшего байта, а другой — старшего.

        Максимальный объем ЗУ равен 128К 16-разрядных слов. Весь блок ЗУ разделен на восемь блоков по 16 слов в каждом. Прямая адресация возможна к трем блокам ЗУ емкостью 48К-

Указанные восемь блоков ЗУ содержат следующие адреса:

Блок 0 осн., адрес 00000 — 173FF;

Блок 1 осн., адрес 20000 — 373FF;

Блок 1 ... 6 доп., адрес 40000 — 573FF.

         Для переключения блоков с второго по седьмой используется регистр выбора блоков ВБ. Информация в регистр ВБ может быть занесена программно.

        Адрес текущей ячейки памяти хранится в адресном регистре. Для сохранения информации, записанной в блоке ЗУ, необходи­мо производить регенерацию содержимого ячеек памяти с перио­дом регенерации 1 ... 2 мс. Для этой цели используются счетчик и автомат регенерации.

      Счетчик последовательно формирует необходимые адреса. В автомате регенерации формируются сигналы КА и РЕГ.

Сигнал КА используется для работы с блоком ЗУ, а РЕГ — для работы с процессором.

     В режиме записи и чтения текущий адрес с адресного регист­ра     приходит на коммутатор адреса, а в режиме регенерации ком­мутатор адреса подключает адресные входы микросхем ЗУ к вы­ходам счетчика регенерации. Коммутатор последовательно переби­рает все строчные адреса четырех линеек.

                Рисунок 1 - Временные диаграммы режима регенерации ЗУ

       Для записи информации в блок ЗУ на ТЭЗ СЗУ формируют­ся сигналы записи либо считывания и ВК в соответствии с времен­ной диаграммой формирователя адресных токов. На ТЭЗ ФАТ расположены схемы контроля четности, которые позволяют про­вести побайтно контроль четности информации.

       Регистр блокировки на ТЭЗ ФАТ позволяет побайтно блокиро­вать четность, для этого используются М [9, А]. При неправиль­ном считывании какой-либо ячейки памяти в процессор выдается сигнал аварийного прерывания ВАП с указанием в регистре РСП [А, В] неисправного байта.

Информация с выхода ТЭЗ МПП записывается в буферный ре­гистр по сигналу ЗБР. Чтобы считать информацию из БР, необ­ходимо подать сигнал БРМ.

         На ТЭЗ СЗУ размещен маломощный формирователь напря­жения минус 5 В для смещения подложки БИС ЗУ. Опорным для формирования является напряжение +12 В. Формирователь ис­пользует в своей работе тактовые импульсы, вырабатываемые на ГТИ. Поэтому при необходимости отключить ТЭЗ СЗУ либо ГТИ предварительно требуется в соответствующей кассете БЗУ отклю­чить источник питания +12 В.

         Для исполнения программы автоматического начального запу­ска предназначен ТЭЗ НЗТ, представляющий собой полупостоянную полупроводниковую память со стиранием информации ультрафиолетовыми лучами. В качестве элементов памяти на ТЭЗ НЗТ используются микросхемы 573РФ2. Данный ТЭЗ дает воз­можность после включения первичного электропитания в ЦУУ про­вести загрузку оперативной памяти и обеспечить начальный за­пуск. После выдержки времени, достаточной для приведения схем ЦУУ в исходное состояние, ЦУУ автоматически переходит на программу начального запуска с адресом 60000. На ТЭЗ НЗТ раз­мещены программы чтения-записи информации с накопителя на гибком магнитном диске НГМД, с кассетного магнитофона, прог­раммы выравнивания ЗУ и программы установки в исходное состояние ТЭЗ УСК.

Кроме того, на ТЭЗ НЗТ записан ряд вспомогательных прог­рамм: тесты ЗУ, процессора, двухмашинной работы и ряд сервис­ных программ, используемых при отладке программного обеспе­чения.

  Контрольные вопросы

1.   Из каких ТЭЗ состоит БЗУ?

2.   Что из себя представляет МПП?

3.   Сколько ТЭЗ МПП в одном БЗУ?

4.   Для чего предназначен ТЭЗ НЗТ?