f^Műszakftlilág
öHCi BUDAPEST
A BHG kvázielektronikus alközpontjai M I K I C S LÁSZLÓ — PATŐ B H G Híradástechnikai Vállalat
K o r u n k ipari forradalma, amelynek egyik legfőbb jellemzője az elektronikai t e r m é k e k megjelenése az élet minden területén, felgyorsította a t e r m é k v á l t á s t a telefonközpontok, különösen a viszonylag kis be r u h á z á s t igénylő, környezettől kevésbé függő al k ö z p o n t o k v i s z o n y l a t á b a n is. A B H G a crossbar rendszerű, alközpontok nagy sorozatú g y á r t á s a és eladása mellett k o r á n é s z r e - ' vette a világ telefoniparának és p i a c á n a k á t a l a k u l á sát, így sikeres fejlesztői tevékenység u t á n 1975-ben elkészült a QA 96 típusú kvázielektronikus alköz pont prototípusa, t á r o l t programvezérléssel. A sikeres gyári vizsgálatok u t á n megjelenhettünk az 1976-os Brno-i őszi gépipari vásáron, amelyen t e r m é k ü n k a r a n y é r m e t nyert. 1977-ben BNV-nagydíjjal t ü n t e t t é k k i QA 96 típusú telefon a l k ö z p o n t u n k a t . A kapcsolóberendezések k ö z p o n t i programvezérlé sének alapjait a B H G fejlesztőapparátusa az ECR 43 típusú k ö z p o n t o k megjelenésével m á r 1968-ban k i dolgozta. Az akkor beszerezhető alkatrészek még nem t e t t é k lehetővé nagysebességű integrált á r a m körök alkalmazását, így gazdaságosan csak a huzalo zott programvezérlés v o l t megoldható, viszonylag kis sebességű, diszkrét á r a m k ö r i elemek a l k a l m a z á sával. / . Az elektronikus vezérlésű k ö z p o n t o k fejlesztése a t á r o l t programvezérlés i r á n y á b a mozdult akkor, amikor hozzáférhetővé v á l t a k a T T L integrált á r a m körök és a n a g y k a p a c i t á s ú félvezető t á r a k . Nagy lökést adott a m u n k á n a k a KGST kooperáció is, hiszen erőinket a vezérlő berendezés fejlesztésére lehetett koncentrálni. A M A T 512 típusú processzor kifejlesztése és sikeres szovjetunióbeli p r ó b a ü z e m u t á n , illetve azzal p á r h u z a m o s a n felkészültünk alközpontjainknál is generációváltásra. A meglevő processzor felhaszná lásával saját k o n s t r u k c i ó b a n és saját fejlesztésű miniswitch kapcsolóelem a l k a l m a z á s á v a l 1975-ben létrehoztuk a kvázielektronikus alközpontcsalád 100—400 v o n a l k a p a c i t á s ú v á l t o z a t á n a k prototípu sát. A nagyobb k a p a c i t á s ú QA 512 típusú k ö z p o n t első m i n t a p é l d á n y á n a k gyári vizsgálatai lezárultak. A fejlesztési tevékenység lezárása u t á n , 1978-ban a QA típusú központokból kísérleti g y á r t á s beindulá sát tervezzük.
y
LAJOS
A tárolt programvezérlésű telefonközpontok fejlesztési koncepciói A T P V k ö z p o n t o k fejlesztésének i n d u l á s a k o r a k ö v e t k e z ő kérdéseket kellett e l d ö n t e n i : — T P V k ö z p o n t o k gazdaságos v o n a l k a p a c i t á s a ; — Centralizált—decentralizált vezérlés alkal mazása; — A vezérlés feladatköre, a logikai funkciók koncentráltsági foka; — Az alkalmazott mikroprocesszor típusa, alap v e t ő tulajdonságai; — Konstrukciós, technológiai kérdések. A t á r o l t programvezérlés előnyei''közismertek a huzalozott programvezérléssel szemben. Ezen elő n y ö k közül legfontosabb a programok egyszerű, hardware módosítás nélküli m e g v á l t o z t a t á s á n a k le hetősége. Ennek e s e t ü n k b e n külön jelentősége volt, hiszen a kifejlesztendő vezérlőberendezést univer zális célokra k í v á n t u k alkalmazni. ( R u r á l - és al központi alkalmazásuk.) Annak ellenére, hogy áz ECR k ö z p o n t o k fejlesz tése k a p c s á n a huzalozott programvezérlés alkalma z á s á b a n megfelelő tapasztalatra t e t t ü n k szert, az új típusú központrendszerek k i a l a k í t á s á n á l a huza lozott programvezérlés megoldás nem j ö h e t e t t szóba. Meg kellett vizsgálnunk azonban a tarolt program vezérlés a l k a l m a z á s á n a k gazdasági következményeit, amelyek elsősorban hozzáférhető alkatrészektől, a vezérlés módjától és főképp a vezérelt k ö z p o n t o k v o n a l k a p a c i t á s á t ó l függnek. : 2—3 évvel ezelőtt 1000 v o n a l k a p a c i t á s alatt nem t a r t o t t á k gazdaságosnak a t á r o l t programvezérlés a l k a l m a z á s á t . Az a z ó t a eltelt időben a nagy-bonyo lultságú integrált áramkörök, elsősorban a mikro processzorok és n a g y k a p a c i t á s ú félvezető t á r a k el terjedése k ö v e t k e z t é b e n ez a szemlélet m e g v á l t o z o t t és ma m á r 100 vonal felett (figyelembe véve a T P V előnyeit) sokan gazdaságosnak t a r t j á k az alkalma zását. Mivel univerzális célú vezérlő egységet k í v á n t u n k létrehozni, amely alsó k a p a c i t á s t a r t o m á n y b a n is gazdaságos (100 vonal),, de képes vezérelni a k á r 4000 vonalas közpotitot is, a centralizált vezérlő alkalmazása nem j ö h e t e t t szóba. A kifejlesztett M A T 512 vezérlőberendezés jképes 512 előfizetőt t a r t a l m a z ó előfizetői blokk vagy 64 t r u n k egységet t a r t a l m a z ó csoportválasztó blokk vezérlésére. Ugyan-
353
akkor alkalmas k b . 400 előfizetőt és a hozzá t a r t o z ó t r u n k á r a m k ö r ö k e t t a r t a l m a z ó komplett alközpont vezérlésére is. Fentiekből adódik, hogy a QA 96 k ö z p o n t b a n max. kiépítésben is 1 db vezérlőt hasz n á l u n k , QA 512 k ö z p o n t b a n decentralizált vezérlési módszerrel az egyes vezérlők k ö z ö t t adatcserélő egységek a l k a l m a z á s á v a l max. 16 vezérlő e g y ü t t működése valósítható meg. A T P V k ö z p o n t o k fejlesztésének lényeges szem pontja a vezérlő berendezés feladatkörének meg h a t á r o z á s a , azaz a logikai funkcióknak a vezérlő berendezés és a funkcionális egységek közötti meg o s z t á s á n a k kérdése. Abban az esetben, ha az összes logikai funkciót a vezérlő berendezésre bízzuk, rend kívül egyszerű funkcionális á r a m k ö r ö k tervezésével s z á m o l h a t u n k , ez azonban megnöveli a vezérlő be rendezéssel szemben t á m a s z t o t t követelményeket m i n d a. sebesség, mind a tároló k a p a c i t á s i r á n t . Amennyiben a logikai funkciók elvégzésének egy része a funkcionális egységekben kerül, bonyolult á r a m k ö r ö k és egyszerűbb vezérlő á r a m k ö r alkalma zásával kell számolni. Mind a r u r á l k ö z p o n t o k n á l , mind az a l k ö z p o n t o k n á l lényeges szempont a csatla kozó á r a m k ö r egyszerűsége, mivel ezek különböző alkalmazási helyei a csatlakozó á r a m k ö r ö k sokfélesé gét jelentik és ezzel újabb igények felmerülésekor tetemes fejlesztési ráfordítást igényelnek. Az egyszerűen k i a l a k í t h a t ó funkcionális á r a m körök előnyei m i a t t ú g y d ö n t ö t t ü n k , hogy a logikai funkciókat teljes egészében a vezérlő berendezésbe építjük be. A T P V k ö z p o n t o k fejlesztésének kezdetén m á r léteztek kereskedelemben k a p h a t ó általános célú mikroprocesszorok, azonban az elmondottak alap
j á n elsősorban a vezérlő berendezéstől elvárt sebes ségkövetelmények m i a t t ezek a l k a l m a z á s á t elve t e t t ü k és speciális, .kapcsolóberendezések vezérlésé re alkalmas, saját fejlesztésű mikroprocesszort dol goztunk k i . Ez a mikroprocesszor olyan speciális utasításkészlettel rendelkezik, amely alkalmas arra, hogy a telefonközpont vezérlési funkcióit kevés lépésben, ezáltal rövid idő alatt tudja lebonyolítani. Az új rendszerű telefonközpontok fejlesztésének nagyon lényeges kérdése az alkalmazott konstrukció és technológia. K o n s t r u k c i ó b a n moduláris felépítésű alumínium profilokból összeszerelhető, a különböző k a p a c i t á s ú és rendeltetésű központokhoz egységesen a l k a l m a z h a t ó megoldást v á l a s z t o t t u n k , mely' alkal mas elektronikus és elektromechanikus elemek be fogadására megfelelő mechanikai stabilitás és — a nagybonyolultságú integrált áramkörök alkalmazása miatt lényeges — kedvező termikus paraméterek biztosítása mellett. Technológiában a h a g y o m á n y o s telefonközpontok tól eltérő, a számítástechnikában alkalmazott elekt ronikus technológiának megfelelő megoldásókat vet t ü k figyelembe, amelyek lehetővé teszik a g y á r t á s nagymértékű automatizálását. QA központok rendszertechnikai felépítése Egy -kapcsolóberendezés alapvetően k é t részből áll, kapcsolómezőből és a vezérlő egységből. A kap csolómezőhöz értjük a hozzá csatlakozó áramköröket is, így p l . az előfizetői á r a m k ö r ö k e t , a fővonali áramköröket,
^•^llliÉillP
iMÉiBllI
IBI
Bit
1. ábra. A B H G kvázielektronikus alközpontja az 1977-es BNV-n. Előtérben a QA 96 típ. alközpont
354
2. ábrd. Ojvonalú kezelőkészlet a QA 96 tlp. alközponthoz v
a kezelői á r a m k ö r ö k e t , a letapogató á r a m k ö r ö k e t , a helyi összekötő á r a m k ö r ö k e t és a kapcsoló mező m ű k ö d t e t é s é t szolgáló interface á r a m k ö r ö k e t is. Kapcsolómező A t á g a b b értelemben v e t t kapcsolómező alapvető elemei a k ö v e t k e z ő k : — gázzal v é d e t t k o n t a k t u s o k b ó l felépített kap csolómátrixok, — miniatűr, nagy é l e t t a r t a l m ú kártyajelfogók (funkcionális áramkörökben), — elektronikus á r a m k ö r ö k ( T T L integrált á r a m körök és diszkrét félvezetők). T á r o l t programvezérlés alkalmazásával lehetővé v á l t a kapcsolómezőn átkapcsolt vezetékek s z á m á nak minimalizálása, mivel az útkeresés funkcióját a vezérlő berendezésbe é p í t e t t és kapcsolómező a k t u á lis állapotát tároló félvezető t á r a k segítségével old j u k meg. Nincs szükség a h a g y o m á n y o s rendszerek ben használt, az egyes funkcionális á r a m k ö r ö k közti információ átvitelhez szükséges ágak átkapcsolására sem. A funkcionális á r a m k ö r ö k a k o r á b b a n elmondot tak szerint nem tartalmaznak logikai funkciók el látásához szükséges elemeket, csak végrehajtó sze repük van, ezáltal rendkívül egyszerűek és kis terje delműek. A kapcsolómező és a funkcionális á r a m k ö r ö k , valamint a vezérlő egységek k ö z ö t t i információ csere lebonyolításához T T L integrált áramkörökből és diszkrét félvezetőkből megvalósított interface
á r a m k ö r ö k e t használunk, amelyek a gyors vezérlő egységek és a lassú elektromechanikai elemek k ö z ö t t i sebesség-, feszültség-, i l l . á r a m s z i n t különbségek k i egyenlítésére szolgálnak (puffer t á r a k , letapogató, m á g n e s - m ű k ö d t e t ő egységek). Vezérlő berendezés A QA k ö z p o n t o k b a n a kvázielektronikus köz pontok s z á m á r a kifejlesztett M A T 512 típusjelű m i k r o p r o g r a m o z h a t ó vezérlőberendezést használjuk fel. Ez á berendezés felépítését és m ű k ö d é s m ó d j á t tekintve egy miniszámítógéphez hasonlítható, a speciális telefonközponti vezérlési funkciók ellátására o p t i m á l t hardware és software kiképzéssel. • A vezérlőberendezés n é h á n y jellemző adata: Memória: félvezető
( R A M , i l l . P R O M t í p u s ú , egy mással csereszabatos, nyomta tott áramköri laponként 2 kbyte tárolókapacitással). A memória max. k a p a c i t á s a 32 kbyte, tetszőleges RAM/ P R O M viszonnyal. Utasításkészlet: max. 255 Az utasítások hossza 1—2—3 byte Szóhosszúság: 8 bit. Gépi ciklusidő: 1,2 ii,sec. Átlagos u t a s í t á s végrehajtási i d ő : 12 ;xsec. Vezérlés: mikroprogramozott Periféria: kijelölhető I/O egységek max. szama: 4096 k é t i r á n y ú , paralel 8 bites a d a t á t v i t e l i busz
355
Címzési m ó d : Programozás:
direkt, indexelt assembly nyelven.
A z ember—gép kapcsolat megvalósítására konzol billentyűzet, vizuális kijelzők, lyukszalag berendezé sek stb. szolgálnak. A programozás megkönnyítésére cross-assembler programot k é s z í t e t t ü n k , amely lehetővé teszi a M A T 512 vezérlőberendezés szimbolikus nyelven t ö r t é n ő p r o g r a m o z á s á t . A szimbolikus nyelven meg í r t programot lefordítja gépi, nyelvre és a vezérlőbe b e t ö l t h e t ő f o r m á b a n lyukszalagra lyukasztja. A cross-assembler program R—20-as számítógépen fut tatható. Konstrukció A konstrukció k i a l a k í t á s á n á l az alábbi alapvető szempontokat v e t t ü k figyelembe: *— moduláris felépítés, — k ö n n y e n g y á r t h a t ó , m i n d k é t típushoz azonos alkatrészek, — a l k a l m a z k o d á s a 19"-os nemzetközileg el fogadott konstrukció rendszerhez, — minimumra s z ű k í t e t t k á r t y a v á l a s z t é k (méret és típus), — dugaszolható á r a m k ö r i égységek, — dugaszolható kábelcsatlakozók az egyes blokk összekötésére, — előnyös esztétikai megjelenés. A k i a l a k í t o t t konstrukció moduláris felépítése lehetővé teszi, hogy az adott konstrukciós szempon tok figyelembevételével a funkcióban és méretben különböző á r a m k ö r i egységek azonos m ó d o n legye
nek beépíthetők. Mindkét k ö z p o n t típushoz extrud á l t , kevés s z á m ú alumínium profilból k i a l a k í t o t t k o n s t r u k c i ó t alkalmazzuk, amely azonos alkatrészek felhasználásával, különböző m é r e t ű és funkciójú k ö z p o n t o k befogadására képes. A K o n t a k t a gyár által g y á r t o t t 19" rendszerű K 0 N T A S E T konstrukciót széleskörűen a l k a l m a z z á k a műszeriparban, vezérléstechnikai és híradástech nikai berendezésekben. A széles k ö r ű alkalmazás lehetővé teszi a nagysorozatú, gazdaságos g y á r t á s t . A nemzetközileg elfogadott 19"-os rendszer alkal m a z á s a perspektivikus, mert különböző kiegészítő berendezések (tápegység, adatrögzítő stb.) nagy s z á m b a n hozzáférhetőek ilyen méretben. A konstruk ció k i a l a k í t á s á n a k lényeges szempontja v o l t a köz pontokhoz alkalmazott kártyaválaszték- minimali zálása. Ez az egységességre való törekvés a konstrukcióban a g y á r t á s gazdaságosságát és a k a r b a n t a r t á s h o z tar talékolt k á r t y á k minimális s z á m á t eredményezi. A k ö z p o n t b a n alkalmazott áramköri egységek duga szolható kivitelben készülnek egységes 64 pontos direkt csatlakozású, wire-wrap dugaszaljzat felhasz nálásával, a nagyobb k á r t y a m é r e t h e z 2 db 64 pon tos dugaszaljzatot h a s z n á l u n k fel. A z egységek k ö z ö t t i kábelezés (perifériális egy ségek és kapcsolómező közötti kábelezés, kezelői készlet bekötés stb.) is a fent e m l í t e t t 64 pontos dugaszaljzat felhasználásává! történik. A k ö z p o n t alapkiépítésében (90 mellékállomási vonal) 1 db vezérlő berendezést, kapcsolómezőt és perifériális egységeket t a r t a l m a z ó , k é t oldalon be ü l t e t e t t szekrényből áll. Központbővítés hasonló m é r e t ű 96 vonalas egységeket t a r t a l m a z ó szekrények
3. ábra. A QA 512 típ. alközpont prototípusa az 1977. évi BNV-n, előtérben a mérnöki pulttal
356
hozzáadásával a szükséges kábelcsatlakozások á t dugaszolásával, az alapkiépítés üzemének megzava rása nélkül t ö r t é n h e t . A bővítési egységek vezérlő berendezést nem tartalmaznak. A QA 96 típusú a l k ö z p o n t kis m é r e t ű , zajtalan működése m i á t t alkalmas arra, hogy p l . irodahelyi ségekben elhelyezhető legyen. Ezen ok m i a t t is külö nös hangsúlyt kapott a konstrukció k i a l a k í t á s a és esztétikai megjelenés. A z eioxált a l u m í n i u m profi lok és a m ű a n y a g fóliával b o r í t o t t lemezborítás ennek a követelménynek megfelel. Technológia A kvázielektronikus k ö z p o n t o k előállítása a bejövő anyagvizsgálattól kezdve a késztermék vizsgálatáig gyakorlatilag minden fázisában különbözik a hagyo m á n y o s telefonközpontok g y á r t á s á t ó l . Részleteiben az alábbi technológiákkal foglalko zunk: — Elektronikus alkatrészek bejövő vizsgálata; — Elektronikus a k t í v és passzív alkatrészek előhajlítása és m é r e t r e v á g á s a ; — Nyomtatott áramkör gyártás; — N y o m t a t o t t á r a m k ö r beültetése; — N y o m t a t o t t á r a m k ö r beforrasztása; — Automatikus k á r t y a v i z s g á l a t ; — Kábelezés; — K ö z p o n t o k végvizsgálata. Az eletronikus alkatrészek beültetés előtti vizsgá l a t á r a rendkívül nagy gondot kell fordítani, mert egy-egy alkatrész hibája m i a t t t ö b b alkatrész is meghibásodhat. Az integrált á r a m k ö r ö k vizsgálatára programozható, félautomata vizsgálóberendezést használunk. Szalagban érkező axiális kivezetésű passzív alkatrészek és diódák vizsgálatára automata vizsgálóberendezést t e r v e z ü n k . A QA k ö z p o n t o k b a n alkalmazott á r a m k ö r ö k rész ben kétoldalon folírozott, l y u k g a l v a n i z á l t alapleme zekre kerülnek. A furatgalvanizált á r a m k ö r i lemezek g y á r t á s á r a ebben az évben nagytermelékenységű üzemet rendezünk be automata fúrógépekkel és galvánsorral. A nyomtatott á r a m k ö r ö k alkatrészek kel való beültetésére félautomata beültető gépek be állítását tervezzük. (A beültetés manuális, optikai kijelzés használatával.) A b e ü l t e t e t t nyomtatott á r a m k ö r ö k forrasztását nagy termelékenységű hullámforrasztó berendezéssel végezzük. A beforrasztott k á r t y á k első fázisban vizuális vizsgálaton mennek á t . A nagybonyolultságú nyomtatott á r a m k ö r i k á r t y á k funkcionális vizsgálata m a n u á l i s módszerrel nem oldható meg, erre a célra számítógépvezérelt, programozható, automata vizsgálóberendezést ter v e z ü n k beállítani. I t t jegyezzük meg, hogy későbbiekben számító gépes á r a m k ö r tervező, g y á r t ó és ellenőrző rendszert k í v á n u n k bevezetni, melynek lényege, hogy az áram köri rajz alapján megtervezi a nyomtatott á r a m k ö r t , produkálja az automata fúrógépek működtetéséhez szükséges információkat, a beültetéshez, valamint az automata k á r t y a v i z s g á l a t h o z szükséges adatokat (pl. lyukszalagon). Ez a megoldás kiküszöböli az egyes programok megírásakor lehetséges hibaforrá
sokat, ugyanakkor a változások minden dokumen táción gyakorlatilag egy időben megjelennek. A QA k ö z p o n t o k kábelezési technológiája a wirewrap eljáráson alapul. A k á r t y a r e k e s z e k kábelezését félautomata, mikroprocesszorral vezérelt huzalozó berendezésen végezzük. A k ö z p o n t o k végvizsgálatára a szokásos univer zális műszereken kívül a M A T 512 vezérlő speciális vizsgálóprogramjai szolgálnak. Ezek a programok első lépésben a kábelezést, majd adott sorrendben az egyes funkcionális egységeket és a kapcsolómezőt vizsgálják le. A vizsgálatot egy speciális, erre a célra kifejlesztett konzol segíti, amelyről egyrészt a vizsgálathoz szükséges adatok és programok í r h a t ó k be, m á s r é s z t a vizsgálat ered m é n y e vizuálisan és lyukszalagon d o k u m e n t á l t for m á b a n jelenik meg.
A QA központok fő paraméterei Átviteltechnikái
jellemzők
Á t v i t t frekvenciasáv B e i k t a t á s i csillapítás h á z i összeköttetésnél fővonali összeköttetésnél kezelő-fővonali összeköttetésnél Lineáris t o r z í t á s a sávon belül Áthallási csillapítás Aszimmetria csillapítás Zajszint Mellékállomási
max. 0,9 dB max. 0,5 dB max. max. min. min. max.
0,9 dB 0,9 dB 80 dB 44 dB 0,5 mV
max. min. min. max.
1200 ohm 50 k o h m 50 k o h m 0,5 JAF
vonalak jellemzői
Hurokellenállás készülékkel együtt Szigetelési ellenállás erek k ö z ö t t egy ér és föld k ö z ö t t kapacitás Fővonalak
300-3400 Hz
jellemzői
Vonalellenállás max. 500 ohm Szigetelési ellenállás m i n . 50 kohm Földpotenciál különbség max. 8 V Hangjelzések frekvenciája és szaggatása k í v á n s á g nak megfelelően Választási
jelzések
Tárcsaimpulzusok sebessége 10±2imp/sec. Impulzusarány 1,7:1—2,3:1 M F T készülékeknél a CCITT Green Book V o L V I . Rec. Q23 ajánlás szerint Tápfeszültség Üzemi feszültség 48V ± 1 0 % hálózati töltéssel akkumulátorról. A többi szükséges feszültséget konverterekkel állít j u k elő. Kltmaíényezők A berendezések a n o r m á l z á r t t é r i klímára vonatkozó előírásoknak felelnek meg.
357
