FR 2513468 A1 19830325 FR 8117644 A 19810918 1 3468 Dispositif de défense d'un autocommutateur à commande répartie L'invention concerne un dispositif de défense d'un autocommu- tateur à commande répartie Elle est applicable en particulier dans les industries des télécommunications et de la télématique. L'évolution technologique de l'industrie des télécommunica- tions, liée à celle de l'électronique intégrée et à celle de l'infor- matique, a entralné un développement très rapide des services aux utilisateurs et des moyens à la disposition du personnel d'exploi- tation des autocommutateurs L'augmentation de la fiabilité des composants et le développement des moyens de test ont conduit à rechercher des dispositifs de défense capables d'augmenter la qualité de service et de réduire les interventions urgentes et la fréquence des interventions d'entretien normal du matériel. Une défense efficace nécessite des moyens de détection rapide des fautes et de réaction rapide du système, par exemple par bascu- lement sur organe de secours, des moyens de localisation précise des organes incriminés, et des moyens permettant l'action efficace du personnel d'intervention: interfaces de signalisation, moyens d'aide à la réparation. Dans le cas des autocommutateurs à commande par calculateur central, technique la plus développée dans les années 70, la défense est également centralisée: calculateur dupliqué, redondance des or- ganes auxiliaires et du réseau de connexion, moyens spécifiques de test et de signalisation de la partie téléphonique pilotés par le calculateur. On connait aujourd'hui les avantages des systèmes à commande répartie, avantages dûs en particulier à l'évolution des micropro- cesseurs et des logiciels. Une difficulté se présente lorsque l'on cherche un dispositif de défense bien adapté à un système à commande répartie sans perdre aucun des avantages de souplesse d'utilisation et de modularité de celui-ci. En effet dans les systèmes répartis d'une capacité de plu- sieurs milliers de lignes, il est nécessaire d'avoir deux niveaux de commande par microprocesseurs: un premier niveau dans lequel un -2- processeur supervise quelques terminaux ou quelques dizaines de ter- minaux, et un second niveau concernant quelques centaines ou milliers de terminaux, et assurant par exemple l'acheminement, la taxation et l'exploitation Or, un autocommutateur modulaire comporte nécessairement un certain nombre de blocs ou groupes d'équipements, et le deuxième niveau de commande peut être soit intégré à ces groupes, soit extérieur et dans ce cas un processeur de ce niveau n'est pas nécessairement affecté rigidement à un groupe. Dans le cas ou le deuxième niveau est intégré à ces groupes, la défense peut être aisément organisée localement Un système de ce type est décrit par exemple dans la demande de brevet français n O 2 420 262, Système de Commutation Numérique à commande répartie de la Société International Standard Electric Corporation Un incon- vénient de cette solution provient du fait qu'il est nécessaire de dupliquer les processeurs du deuxième niveau. Un système à deux niveau de commande dans lequel le deuxième niveau n'est pas intégré aux modules est décrit dans l'article de SHIMASAKI intitulé "A versatile digital switching system for central office NEAX 61 " (Proceedings du colloque ISS 79 7 au 11 mai 1979, Paris) tome 2, pages 688 à 695 Ce système permet une défense répartie associée à une maintenance centralisée Cependant un tel système a encore des inconvénients sur le plan de la défense car il nécessite des liaisons spécifiques entre les deux niveaux, et d'autre part les processeurs du deuxième niveau ne sont pas banalisés, ce qui nécessite leur duplication. Un autre système à deux niveaux, dans lequel le deuxième niveau est formé de processeurs banalisés par groupes, reliés entre eux et aux processeurs du premier niveau par des liaisons de données à canal sémaphore est décrit dans la demande de brevet français N O 81 068 07 de la demanderesse, "Autocommutateur Temporel à Commande répartie". Le but de l'invention est de réaliser un dispositif de défense, appliqué à un système du dernier type et n'enlevant à celui-ci aucune de ses caractéristiques de modularité et de souplesse. 251 13468 -3- L'invention a pour objet un dispositif de défense d'un auto- commutateur à commande répartie comportant un réseau de connexion temporel, des groupes d'unités de terminaux GUT dans lesquels chaque unité de terminaux UT est reliée au réseau de connexion par des liaisons multiplex et comporte un microprocesseur de gestion des terminaux, un ensemble de commande comportant des unités de commande UC banalisées et des unités de commande de périphériques UCP reliées entre elles par deux liaisons point à point RIT 1, RIT 2, les unités de commande UC étant reliées au réseau de connexion par des liaisons multiplex, et des marqueurs MQ pour la commande du réseau de connexion, chaque unité de commande, chaque unité de commande de périphérique et chaque marqueur comportant un microprocesseur, caractérisé par le fait qu'il est organisé en 3 niveaux: un premier niveau I ayant des moyens de défense internes à chaque microprocesseur permettant la détection des pannes et une prise de décision concernant le traitement en cours, un deuxième niveau II ayant des moyens de gestion de blocs de sécurité qui sont des ensembles fonctionnels susceptibles d'être isolés séparément avec basculement éventuel de la fonction sur un ensemble redondant, un troisième niveau III ayant des moyens de gestion des micropro- cesseurs de l'ensemble de commande et des marqueurs, et des deux liaisons point à point, lesdits moyens comportant deux unités de commande de périphérique identiques ayant en mémoire de masse tout le logiciel de l'autocommutateur. L'invention à également pour objet un dispositif de défense dans lequel le logiciel est organisé en machines logiques reconfi- gurables gérées par les moyens de gestion du troisième niveau, caractérisé par le fait que les fonctions de signalisation des pannes sont centralisées dans une machine logique de maintenance MLM qui reçoit des messages des machines de gestion du deuxième niveau, et émet des messages d'édition de la signalisation. Un mode de réalisation préférentiel de l'invention va être décrit à titre d'exemple L'architecture décrite concerne un auto- commutateur pour applications télématiques, mais certains détails de -4l'exemple donné concernent plus particulièrement un autocommutateur téléphonique. Les figures annexées représentent Figure 1: le diagramme général d'un autocommutateur à archi- tecture répartie, de l'invention. Figure 2: une unité de terminaux d'abonnés, Figure 3 le schéma de principe d'un module de distribution de base de temps, Figure 4: le schéma de principe d'un circuit de base de temps pour groupe d'unités de terminaux, Figure 5: une unité de commande banalisée, Figure 6: une unité-de commande de périphériques, Figure 7: un exemple de répartition du logiciel, Figure 8: un diagramme général d'organisation de la défense, Figure 9: un schéma montrant la répartition des tâches de défense. L'autocommutateur à réseau de connexion temporel représenté de manière simplifiée à la figure 1, comporte les organes suivants Des groupes d'unités de terminaux GUT 1 à GU Tn comportant des unités UT de terminaux d'abonnés, de circuits analogiques et numériques, de terminaux auxiliaires de signalisation, d'émission de tonalités et de films parlants, d'essais de lignes d'abonnés et de circuits, de circuits de conférence, etc Un réseau de connexion central à un seul étage de commutation, organisé en plans indépendants, par exemple quatre plans RXA à RXD. Les chiffres donnés ici et dans la suite sont de simples exemples destinés à préciser un mode de réalisation ou à simplifier la repré- sentation. Un ensemble de commande à architecture répartie formé de groupes d'unités de commande GUC 1, GUC 2 constitués chacun d'unités de commandes UC identiques, comportant chacune un microprocesseur Ces unités de commande sont banalisées L'ensemble de commande comporte aussi une, ou plusieurs, unités de commande de périphériques UC Pl à UCP 4; ces unités peuvent être identiques aux précédentes, mais elles ne sont pas banalisées complètement du fait qu'elles compor- _ 25 _ tent des coupleurs Cl, C 2 C 8, de liaison avec les périphériques : Disques d 1, d 2; terminaux de dialogue TL 1 à TL 4; des dérouleurs de bande magnétique BM; liaisons de données LD par l'intermédiaire des modems MOD). Les liaisons qui interconnectent ces organes sont les suivantes: Les unités de terminaux UT sont reliées à chaque plan RXA à RXD du réseau de connexion par une liaison multiplex, duplex, par exemple une liaison multiplex à 32 voies de 8 e b Il y a donc quatre liai- sons multiplex et les unités de terminaux UT d'un même groupe sont reliées en parallèle aux quatre liaisons multiplex. Les unités de commande UC sont également reliées au réseau de connexion par des liaisons multiplex, à raison d'une liaison par groupe de commande GUC vers chaque plan Les messages échangés entre unités de commande UC et unité de terminaux UT empruntent des voies temporelles des liaisons multiplex reliées par le réseau de connexion d'une manière semipermanente et reconfigurable On réalise ainsi des canaux de transmission de données d'un débit de 64 keb/s qui sont utilisés suivant une procédure du type HDLC, définie par le CCITT, norme 150. Les unités de commande UC et de commande de périphériques UCP sont reliées entre elles par une liaison point à point, doublée pour des raisons de sécurité, RIT 1, RIT 2 Il s'agit d'une liaison série uti- lisant également une procédure HDLC L'accès à la liaison est géré par un distributeur, DR 1, DR 2, respectivement qui délivre les auto- risations d'émission et supervise la durée d'utilisation. Chaque liaison RIT 1 et RIT 2 comporte cinq paires de fils vers chaque station raccordée, assurant les fonctions d'appel, d'autori- sation d'accès, d'horloge, d'émission et de réception Sur chaque paire les signaux sont transmis en mode bipolaire. Chaque plan RXA à RXD du réseau de connexion central, comporte par exemple quatre commutateurs temporels CX associés chacun à un marqueur MQ et un à module de distribution de signaux MD; chaque marqueur MQ comporte un microprocesseur; les marqueurs sont pilotés par les unités de commande UC, par l'intermédiaire des liai- sons point à point RIT 1, RIT 2- 13468 _ 6 - Toutes les unités cités plus haut UT, UC, UCP, MQ disposent d'un circuit ER d'émission/réception de messages de type HDLC, par exemple de circuits de type MC 6854 de la société MOTOROLA ou 8273 de la société INTEL. Des coupleurs AR, permettent l'accès des unités de commande UC et des unités de commande de périphériques UCP aux liaisons RIT 1 et RIT 2 et des coupleurs AM permettent l'accès aux unités de commande UC aux canaux MIC; les coupleurs AR et AM permettent un accès en mode sémaphore et sont par exemple du type décrit dans la demande de brevet français déjà citée de la demanderesse. Pour les unités de terminaux, il faut également disposer d'un étage de commutation dans chaque unité de terminaux UT pour per- mettre de connecter un terminal quelconque à une voie temporelle de l'une quelconque des liaisons multiplex qui desservent cette unité. Un exemple d'unité de terminaux d'abonnés est montré à la figure 2 Chaque terminal T 1 à Tp est formé d'un circuit de ligne CL, comportant des moyens d'alimentation, de protection, de supervision de boucle et d'injection de sonnerie, et d'un circuit FCD de filtrage et de codage analogique/numérique (CODEC) Chaque terminal est relié à un abonné AB 1 à A Bp, respectivement. L'unité de terminaux est pilotée par un microprocesseur mp relié à quatre liaisons multiplex MX par un circuit d'émission/ré- ception ER L'étage de commutation est dans cet exemple une matrice d'aiguillage MCX de type spatial, reliée par les liaisons multi- plex MX aux plans RXA à RXD du réseau de connexion. L'aiguillage temporel est réalisé au niveau des circuits de filtrage et de codage par synchronisation sur la voie choisie, sous commande du microprocesseur Celui-ci pilote également les circuits de ligne CL par l'intermédiaire d'un interface IS de supervision et de commande. Pour des raisons de défense et de modularité, les liaisons entre le réseau de connexion central et les groupes d'unités de terminaux GUT et de commande GUC sont organisées en faisceaux F (figure 1), chaque faisceau regroupant deux liaisons multiplex, une liaison de distribution d'horloge et une liaison de synchronisation. I 3468 -7 - Les faisceaux F sont reliés figure 1 au répartiteur RR du réseau de connexion, et, dans chaque groupe d'unités de terminaux GUT et de commande GUC, à un circuit d'horloge et de synchronisation CBT, dupliqué. Chaque groupe d'unités est relié par deux faisceaux F distri- buant les quatre liaisons multiplex d'accès aux quatre plans du réseau de connexion. Chaque circuit d'horloge de synchronisation CBT distribue l'ensemble des signaux de temps aux unités du groupe, par une liaison commune LC dupliquée, comportant deux liaisons multiplex. Une base de temps générale BTG est formée de trois oscilla- teurs O 51, O 52, O 53; elle est par exemple du type décrit dans le brevet français N O 2 390 856 de la demanderesse. Chaque oscillateur délivre un signal d'horloge H, H 2, H 3, ainsi qu'un signal de synchronisation de trame SY 1, SY 2, SY 3 d'une fréquence égale à la fréquence de trame des liaisons multiplex. La distribution synchrone des signaux d'horloge et de synchro- nisation à l'ensemble des organes du central est réalisée par les modules de distribution de signaux MD, figure 1 qui effectuent un choix majoritaire des couples de signaux d'horloge et de synchroni- sation reçus des trois oscillateurs, un contrôle de faute, et une distribution vers r destinataires, via r liaisons, Dl à Dr, par module. La figure 3 montre un exemple de module de distribution de signaux MD Les signaux de synchronisation SY 1 SY 2, SY 3 et d'hor- loge H 1, H 2, H 3 des trois oscillateurs sont reçus par deux circuits de choix majoritaires, respectivement, formés chacun de trois portes ET, et d'une porte OU, portes ET-P 1, P 2, P 3 et porte OU P 51 pour les signaux de synchronisation, portes ET-P 4, P 5, P 6 et porte P 52 pour les signaux d'horloge. La porte OU P 51 alimente des amplificateurs A 1 à travers une bascule Bl activée par le front descendant du signal majoritaire issu de la porte OUP 52 via l'inverseur I Un détecteur de faute DF relié à la sortie des portes OU-P 51, P 52 et de la bascule B 1, et à l'entrée d'un afficheur AF, permet de signaler les fautes de distri- bution Naturellement les oscillateurs ont leur propre moyen de dé- tection de fautes Un registre d'échanges Rl et des portes ET d'accès P Al à PA 3 permettent la supervision du module de distri- bution de signaux MD par un microprocesseur MP associé La porte ET-PA 2 reçoit un signa;de lecture lec et une adresse ad du micro- processeur MP; la porte ET-PA 3 est reliée en sortie au bus B du microprocesseur MP La porte OU-P 52 alimente des amplificateurs A 2 qui délivrent des signaux d'horloge H, les amplificateurs Ai déli- vrant des signaux de synchronisation SY Chaque liaison Dl à Dr comporte un signal d'horloge et un signal de synchronisation Dans une réalisation préférée, les modules de distribution de signaux MD sont situés dans les alvéoles du réseau de connexion, et la super- vision est faite par les microprocesseurs des marqueurs. Au niveau d'un groupe d'unités de terminaux GUT, chaque cir- cuit d'horloge et de synchronisation CBT est relié à un module de distribution de signaux MD et à deux liaisons multiplex MX soit en fait à deux liaisons sortantes LS et deux liaisons entrantes LE Les deux circuits d'horloge et de synchronisation CBT d'un groupe sont reliés à des plans différents du réseau de connexion et à des modules de distribution de signaux MD indépendants Ces circuits d'horloge et de synchronisation CBT comportent comme représenté figure 4 un circuit de base de temps interne BT, qui élabore les signaux de synchronisation SYT et les signaux d'horloge hl à h 4 nécessaires aux unités de terminaux UT, ainsi que des circuits de synchronisation C 51 à C 54 des liaisons multiplex. Les circuits de synchronisation C 51 et C 52 sont insérés entre les deux liaisons multiplex sortantes LS et les deux liaisons multi- plex entrantes de terminaux LTE Les circuits de synchronisation C 53 et C 54 sont insérés entre les deux liaisons multiplex de sortie de terminaux LTS et les deux liaisons entrantes LE. En outre les liaisons sortantes LS sont échantillonnées par des bascules B 2 et B 3 pilotées par les signaux d'horloge H. Les circuits de synchronisation CS sont formés d'un registre tampon R 2, d'un multiplexeur MR dont l'adresse K est câblée de manière à introduire un déphasage constant, qui dépend du type -9 d'unités de terminaux du groupe concerné, et d'une bascule de sortie B 4. Deux faisceaux supplémentaires F fournissent à partir du répartiteur RR les signaux d'horloge H et de synchronisation SY aux distributeurs DR 1 et DR 2 pour leur permettre l'élaboration des signaux d'horloge des liaisons point à point RIT qui relient les unités de commande UC. Les deux faisceaux F desservant un même organe sont complète- ment indépendants, car leurs liaisons proviennent de plans diffé- rents En outre les modules correspondants sont desservis par des alimentations distinctes. Le choix du faisceau actif peut être réalisé indépendamment par le microprocesseur de chaque unité de terminaux Celui-ci possède en effet son propre oscillateur. Supposons par exemple qu'un groupe d'unités de terminaux GUT soit supervisé par une unité de commande UC qui effectue une explo- ration cyclique de toutes les unités de terminaux UT qu'elle super- vise Une panne quelconque du faisceau actif sera détectée par les unités UT qui ne recevront plus de signaux d'exploration et qui alors changeront de faisceau actif et de canal de liaison avec l'unité de commande UC Cette unité de commande UC aura connaissance du changement en identifiant le canal sur lequel elle recevra la réponse à son exploration. Ces principes sont appliqués à tous les types d'unités de terminaux: abonnés, circuits, auxiliaires de signalisation, de dis- tribution de tonalité et de machines parlantes, unités d'essais de lignes et de joncteurs. Une unité de commande UC est représenté schématiquement sur la figure 5. Une unité de commande UC comporte les organes, reliés à un bus système SBUS: une carte microprocesseur CPU, des cartes mémoires telles CM 1 à CM 4, une carte coupleur AR avec les liaisons RIT 1 et RIT 2, une carte coupleur AM avec les quatre liaisons multiplex qui des- lt 3468 - servent un groupe d'unités de commande GUC. Les cartes CPU, AR, AM et le bus S-BUS sont décrits dans la demande de brevet citée plus haut. Une unité de commande de périphérique UCP représentée schéma- tiquement sur la figure 6 a une architecture analogue à celle des unités de commande UC, et elle comporte des coupleurs de périphé- riques tels que: Coupleur de bandes magnétiques CBM associé à une logique de formatage FG qui pilote quatre dérouleurs DB 1 à DBV. Coupleur CD de disque d. Coupleur programmable de liaisons de données CLP gérant par exemple quatre liaisons à double sens LP exploitables séparément en mode synchrone ou asynchrone. Un coupleur CX 25 de liaisons LX 25 en procédure X 25 définie par le CCITT. Dans cette application les unités de commande de périphérique UCP ne sont pas reliées au réseau de connexion (pas de coupleur AM). Un microprocesseur a accès au bus système S-BUS et à un bus résident, non représenté, pour la gestion des ressources implantées sur la carte microprocesseur CPU: Mémoire morte contenant le logi- ciel d'initialisation, mémoire vive, registres, temporisation Ce microprocesseur est par exemple le circuit 8086 de la société INTEL. Le logiciel est réparti de par la nature du système Il est organisé en machines logiques, qui sont des sous-ensembles du logi- ciel vus comme des unités de commande indépendantes, ne communiquant avec l'environnement que par échanges de messages Les machines lo- giques correspondent à des fonctions logiquement indépendantes traitement d'appels téléphoniques, gestion de fichiers, interpré- tation de commandes opérateur, gestion de l'heure, L'ensemble de commande est de ce fait remplacé du point de vue de l'utilisateur par un réseau de machines logiques Cette généralisation de l'architecture du matériel est motivée par deux considérations: La communication par messages existe nécessairement entre unités de commande puisque celles-ci ne disposent pas de mémoire commune, 43468 _ 11 - On a distingué machine logique et machine physique car, pour des raisons économiques, on est amené à regrouper sur une unité de commande plusieurs fonctions indépendantes pour utiliser au maximum le volume mémoire et la puissance de calcul Les fonctions sont regroupées à la génération du système. Certaines machines logiques peuvent être répétées dans plu- sieurs microprocesseurs Par exemple, il existe 1 à 32 machines logiques de traitement d'appels téléphoniques gérant chacune un cer- tain nombre d'abonnés et de circuits vers d'autres centraux On peut ainsi accroître la capacité de l'autocommutateur par adjonction d'unités de commande supplémentaires. L'adressage des machines logiques est fait par nom plutôt que par adresse physique L'envoi d'un message à une machine logique s'effectue de la même manière, que le destinataire soit dans la même unité de commande ou dans une autre De cette manière, les reconfi- gurations sont transparentes à la plupart des programmes. Les machines logiques ont les caractéristiques suivantes Ce sont des unités d'édition de lien et de chargement; Ce sont des ensembles de tâches (processus asynchrones), les messages sont adressés à des tâches dans les machines logiques, A chaque tâche sont associées deux files d'attente de messages une file de requête et une file de réponses aux requêtes, Les tâches d'une même machine logique peuvent, elles aussi, commu- niquer entre elles par échanges de messages. Le système d'exploitation est réalisé par un noyau résident qui est répété sur chaque unité de commande On y trouve: Une séquence d'initialisation en mémoire morte capable de charger le reste du noyau résident, à l'initialisation. Un système de gestion des tâches et des échanges qui constitue J '? système d'exploitation Il est lui-même constitué de deux sous-en- sembles: un ensemble de services assurant la gestion des échanges, la ges- tion de la mémoire, la gestion des tâches Cet ensemble comprend des primitives appelées par les machines logiques envoi de messages, 12 attente de requêtes, de réponses, connexion d'une procédure à une interruption (une telle pro- cédure communique par messages avec les autres tâches de la machine logique à laquelle elle appartient), lecture d'informations diverses: N O de tâche courante, heure une machine logique de supervision incluse systématiquement dans chaque microprocesseur au démarrage C'est elle qui rend les services liés à la gestion du microprocesseur, en particulier: charger une machine logique dans l'unité de commande et l'activer, indiquer o se trouvent les machines logiques implantées dans les autres microprocesseurs, supprimer une machine logique, redémarrer l'unité de commande, mettre à jour son horloge. Par ailleurs, la machine logique de supervision assure des fonctions de test et de défense de l'unité de commande, de gestion de données et d'aide à la mise au point. La répartition du logiciel en machines logiques et en tâches qui peuvent communiquer entre elles par messages, le destinataire étant reconnu par un code d'identification (numéro de machine logique, numéro de tâche) indépendant de l'implantation physique, permet de configurer le système au départ, et de le reconfigurer après une modification ou en cas de panne d'une unité de commande. Pour cela l'implantation des machines logiques est pilotée par une machine logique de gestion du réseau de commande, MLR, le réseau de commande étant constitué par l'ensemble de commande, les liaisons point à point RIT 1 et RIT 2, et les distributeurs DR 1 et DR 2 Pour connaître l'état du système et commander les reconfigurations, la machine logique de gestion du réseau de commande interroge périodi- quement tous les microprocesseurs Dans chaque microprocesseur est implantée un tâche de maintenance qui effectue des tests internes et indique à la machine logique de gestion MLR l'état du micropro- cesseur. 13468 13 - L'ensemble du logiciel est stocké sur un disque dupliqué pour des raisons de sécurité Les deux disques sont gérés par des micro- processeurs distincts Au moment de l'initialisation, les séquences d'initialisation des deux microprocesseurs avec disque décident, par échange de message temporisé, lequel doit démarrer en devenant le microprocesseur maître La séquence d'initialisation de ce dernier charge: le système de gestion des tâches et des échanges, une machine logique assurant la gestion des fichiers, la machine logique de gestion du réseau de commande. La machine logique de gestion du réseau de commande interroge les séquences d'initialisation des autres microprocesseurs pour dé- terminer ceux qui sont présents, constitue une carte du réseau et alloue les machines logiques aux microprocesseurs. On a représenté à la figure 7 une implantation concernant un central téléphonique moyen, et la configuration du logiciel en fonc- tionnement normal On a représente quatre unités de commande de périphérique, UC Pl à UCP 4, dont deux avec disque d 1, d 2 et terminal de dialogue TL 1, TL 2, et deux avec chacune deux dérouleurs de bande BM Il y a N unités de commande UC pour le traitement des appels, une unité de commande de secours UC n+ 1, et éventuellement une seconde unité de commande de secours UC n+ 2 La configuration représentée comporte le système de gestion des tâches et des échanges déjà cité, et désigné par SGTE, ainsi que les machines logiques suivantes MDP: machine logique de manipulation de données physiques, qui gère l'accès aux tables internes d'un microprocesseur par les différentes machines logiques de ce micropro- cesseur. MLP: machine logique de conversion logique-physique, implantéedans l'unité de commande de périphérique maitre, permet la conversion des données logiques sur disques en données uti- lisées par les programmes, par exemple les programmes d'exploitation. MLR: machine logique de gestion du réseau de commande, implantée sur l'unité de commande de périphérique mattre, Uc P 1. 13468 1 > 4 - MLRE: machine logique de gestion du réseau de commande, je même type que la précédente, implantée sur l'unité de commande de périphérique esclave UCP 2 et qui permet de su- perviser l'unité de commande de périphérique maître. MGF: machines logiques de gestion des fichiers disques, MGFE respectivement maftre et esclave. MPA: machines logique de chargement des programmes amovibles. Ces programmes qui concernent des commandes opérateur, sont stockés sur disque et ils peuvent être chargés sur un microprocesseur quelconque, par exemple sur l'unité de com- mande de secours UC n+ 1 lorsque celle-ci n'est pas utilisée pour le traitement d'appels. * MMR: machine logique moniteur, qui gère l'enchalnement des programmes d'exploitation. MGO: machine logique de gestion des terminaux opérateurs. MGT: machine logique de gestion des terminaux T, implantée dans uneunitédecommande UC,gèreuncertainnombredegroupesd'unités de terminaux constituant un supergroupe. MTA: machine logique de traitement d'appel, qui comporte en outre des tâches d'interface, notamment avec les machines MTR, MSV, MOT, MLM. MTR: machine logique de traduction centralisée comportant les tables trop importantes pour être implantées dans toutes les machines MTA. MSV: machine logique de sauvegarde permettant de ne pas perdre les communications en cours en cas de panne d'une unité de commande UC et basculement sur l'unité de commande de secours. MNA: machine logiques de traitement de service (numérotation MAE abrégée, appel enregistré, renvoi temporaire, réveil). MRT MRV MGX machine logique de gestion du réseau de connexion, des liaisons multiplex et des bases de temps. - MOT: machine logique d'observation de trafic MLM: machine logique de maintenance centralisant la signalisation des défauts et la gestion des alarmes. MES: machine logique pilote des essais (systématiques. et à la demande). MBM: machine logique de gestion de bandes magnétiques. HDL: machines logiques de gestion des accès aux périphériques (Handler). MTD Machine logique de gestion de lignes de transmission données. La défense représentée figure 8, est organisée en trois niveaux: La défense du réseau de commande, réalisée au niveau des micropro- cesseurs munis d'un disque (UC Pl et UCP 2), par les machines de gestion MLR et MLRE. La défense du réseau de parole, au niveau d'une unité de commande UC ou d'une unité de commande de périphérique UCP dans laquelle est implantée la machine logique MGX, et au niveau d'unités de commande comportant les autres machines ayant la charge de la gestion des unités de terminaux et les coupleurs de périphériques (MGT, MBM, MGO, MGF, MLM, MTD). La défense des unités de terminaux UT et des coupleurs des unités de commande de périphériques, au niveau des microprocesseurs de ces unités. Cette architecture représentée à la figure 8, montre les organes redondants permettant une reconfiguration, et les machines logiques gestionnaires. Dans le système suivant l'invention, les équipements sont ré- partis en deux ensembles: Un ensemble de blocs fonctionnels susceptibles d'être isolés (blocs de sécurité). Chacun des blocs fonctionnels suivants constitue un bloc de sécu- rité: unité de commande de périphérique UCP, unité de commande UC, 16 chaque liaison RIT, chaque commutateur CX, chaque liaison multiplex, chaque unité de terminaux UT, chaque terminal T, chaque périphérique BM, d, TL, liaison de données LD. Les ensembles fonctionnels non susceptibles d'être isolés et uti- lisés en redondance: oscillateurs O 51 à O 53, modules de distri- bution de signaux (MD), convertisseurs d'alimentation CVA, dans le cas o ceux-ci sont dupliqués. La description qui a été faite du système et du schéma général de la défense permet de comprendre comment sont réalisées les fonc- tions déjà citées de détection, défense, localisation des fautes, signalisation, aide à la réparation On retrouve pour les fonctions une répartition en trois niveaux: local I, -gestionnaire II, cen- tral III, comme représenté figure 9. Les tests de détection de panne sont décentralisés dans tous les microprocesseurs du système et les coupleurs de périphériques, au niveau local. La défense se situe à deux niveaux au niveau local I, c'est-à-dire au niveau du microprocesseur qui a détecté une faute, une action est réalisée qui concerne la suite à donner au traitement qui a donné lieu à la faute: reprise, abandon, réinitialisation du matériel, libération des moyens utilisés Pour cela on distingue deux types de fautes: les fautes récupérables, c'est-à-dire celles pour lesquelles la défense locale entreprend une reprise (RESET ou RETRY) et qui deviennent des fautes récupérées, en cas de réussite, ou des fautes mortelles, en cas d'échec (nombre de reprises supérieures à un seuil); les fautes non récupérables, pour lesquelles la défense locale libère les ressources utilisées par le test: cas du test actif de communication, ou test passif de connexion. au niveau du gestionnaire II, est traité l'aspect système de la défense: mises hors service des blocs de sécurité, reconfiguration. Le gestionnaire est informé des actions entreprises par la défense locale, donc du type de faute: - par messages d'évènements spontanés pour les périphériques infor- 17 - matiques et leurs coupleurs, par les réponses ou absence de réponse aux messages de scrutation (polling) émis par la défense locale, pour les organes de commande. Ce choix s'explique, par le fait qu'on ne peut pas se fier à un message de faute émis spontanément par un organe de commande en panne. Le gestionnaire tient à jour des tables d'état des équipements gérés, et des compteurs de fautes récupérées lui permettant de décider l'isolement des équipements en cas de dépassement de seuil du nombre de fautes. la localisation permet d'identifier le sous-ensemble en faute, nommé bloc de réparation, constitué d'un petit nombre de cartes de circuits imprimés, le plus souvent une seule carte Lorsqu'un bloc de réparation coïncide avec un bloc de sécurité, il suffit de traduire l'adresse fonctionnelle en adresse géographique (travée, bâti, alvéole rainure) Dans les autres cas, la machine logique de gestion du bloc de sécurité concerné utilise des résultats de tests soit par recoupement de plusieurs tests, soit par lancements de tests complémentaires. Le niveau central III regroupe la signalisation et la gestion des alarmes: la signalisation: la machine logique de maintenance MLM est infor- mée, par les gestionnaires des fautes détectées et des actions de défense réalisées, et elle provoque l'édition de messages de faute sur téléimprimeur et de clichés de faute sur bande magnétique. Pour cela, la machine logique de maintenance MLM utilise une table de description topologique de tous les équipements Le ta- bleau 1 montre les principaux messages des machines gestionnaires à la machine logique de maintenance MLM, et les principaux messages émis par elle concernant la signalisation et les actions de défense prises au niveau des machines logiques gestionnaires Tâche parti- culière TGA de gestion des alarmes et d'un panneau d'alarmes, Le panneau d'alarme regroupe des indicateurs lumineux indiquant le degré d'urgence de l'alarme et l'identité de l'équipement en faute. Pour les fautes dans les blocs de sécurité, la tâche TGA utilise les _ 18 - données fournies par le gestionnaire La remise à zéro des indi- cateurs est effectuée suite aux tests de validation de réparation. Pour les modules de distribution de signaux MD, les changements d'états sont signalés à la tâche TGA par la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX Enfin pour les convertisseurs et climatiseurs, les contacts de signalisation de ces appareils sont observés cycliquement par un coupleur spécial CAC qui dialogue avec la tâche TGA. D'autre part l'aide à la réparation fait appel d'une part à des programmes amovibles PA de maintenance chargés en machine logique de chargement de programmes amovibles, MPA à la demande d'un opérateur, et activés par la machine logique moniteur MMR, et d'autre part à des programmes de test PDT chargés en mémoire d'un microprocesseur destinataire, activés par la machine logique de ges- tion du réseau de commande MLR. Alarmes distributeurs (conv) MGT Défaut UT, T Défaut UC, RIT Défaut LR, commutateur Défaut disque Défaut station BM Défaut console TTY MGX Défaut canal (non ventilé) TABLEAU 1 Positionnement d'alarmes MACHINE LOGIQUE DE MAINTENANCE Remise à zéro d'alarme Mise en faute BS, suite à une alarme Edition message d'alarme Edition message de faute, d'anomalie Accès aux tables de description Topo- logique de la Configuration Edition du BS ou BR en panne Demande de chargement, activ PDT en UC Compte rendu d'exécution PDT ou PA Rangement clichés de faute/BM Demande d'exécution d'un P A. maintenance ou d'un PDT Inhibition, autorisation Clichés/BM MLR MGX MGF MBM MGO d'alarmes Panneau MGF MLR MGX MGT S l M MGO MGO MGO MGO MLR MGO MGO MGO MBM ru en - os ao Dans la figure 9, le bloc inférieur, messages d'anomalies MAN, montre la détection et la défense associée aux anomalies détectées par les programmes utilisateurs Les messages d'anomalie sont trans- mis à la machine logique de gestion du réseau de commande qui les filtre avant signalisation. Une détection d'anomalie par un programme autre qu'un pro- gramme de maintenance donne lieu à une action de défense, définie dans le programme (reprise, RESET), Un message d'anomalie est ensuite acheminé vers la machine logique de gestion du réseau de commande MLR précisant l'identification du programme ayant détecté l'anomalie et le contexte. Les principaux moyens permettant la détection des pannes vont être décrits à titre d'exemple. Les dispositifs de contrôle implantés dans le matériel assu- rent une première couverture de surveillance: les contr 8 les de parités (mémoires vives des unités de commande UC) et de redondance cyclique CRC des chemins principaux d'informations: liaisons RIT, coupleurs AM, coupleurs disque, permettent d'éviter la propa- gation des fautes dans le système, grâce à leurs temps de réponse rapide (quelques dizaines de microsecondes). Des "chiens de garde" contrôlent les durées d'occupation des chemins principaux d'informations et libèrent ceux-ci en cas de débordement. Les tests exécutés par logiciel sont implantés en mémoire des microprocesseurs: tests d'initialisation, en partie en mémoire PROM, tests périodiques ou systématiques en programmes résidents, tests à la demande des machines gestionnaires ou à la demande d'un opérateur, par programmes résidents ou chargés à partir du disque maître. Tests du réseau de commande Tests d'initialisation La séquence d'initialisation SI de chaque microprocesseur contient un contr 8 le simplifié de l'ensemble carte microprocesseur CPU, mémoire, coupleur AR rebouclé, test organisé pour la locali- sation de la carte en panne. 2 3468 21 - Le coupleur AM est testé en rebouclant des informations sur un intervalle de temps de chaque canal de commande. Les liaisons RIT sont testées par envois de messages sur l'une d'elle à tous les processeurs actifs, puis sur l'autre liaison. Tests périodiques scrutation: les microprocesseurs sont interrogés périodi- quement par la machine logique de gestion du réseau de comman- de MLR. Test d'éveil (tests de parité des programmes en mémoire PROM) Ces tests sont exécutés par le système de ges- tion des tâches et des échanges SGTE. Tests à la demande Ceux-ci sont chargés à partir du disque, à la demande de l'opé- rateur, puis transférés et activés dans le microprocesseur désigné, préalablement bloqué manuellement. La machine logique de gestion du réseau de commande MLR assure le contrôle d'exécution, par temporisation. Tests du réseau de connexion Tests d'initialisation Un test d'initialisation (en mémoire PROM de chaque marqueur) contenant le contrôle du microprocesseur de la carte CPU, de sa mémoire RAM, des cartes coupleurs AR en rebouclé, constitue l'amorce du logiciel du marqueur MQ. Tests à l'utilisation Les machines logiques de traitement d'appel MTA commandent, en phase de décrochage du demandeur, un contrôle actif du chemin de conversation incluant le réseau. Tests périodiques Intégrés dans les marqueurs test périodique d'éveil du marqueur. test passif des connexions établies dans un quart de plan -du réseau de connexion: celui-ci effectue la comparaison, en entrée et sortie du réseau de connexion Intégrés dans les machines logiques de gestion des terminaux MGT. scrutation périodique des unités de terminaux UT, à travers le 3468 22 - réseau de connexion. répartition des différents groupes d'unités de terminaux GUT sur les plans et les liaisons Dl à Dr de distribution de signaux. Tests à la demande Marqueur: test de liaison RIT et coupleur AR en rebouclé. Test de conformité des mémoires d'un commutateur élémentaire. test actif d'un chemin déterminé, obtenu par rebouclages dans deux unités de terminaux UT quelconques pour les intervalles de temps de conversations, ou par rebouclages internes dans un coupleur AM et une unité de terminaux UT, pour les intervalles de temps des canaux de commande. Le test préventif des chemins pilotés par la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX fait appel aux machines logi- ques de gestion des terminaux MGT pour les commandes de rebouclage et de bouclages internes des coupleurs AM et unités de terminaux UT. Test de localisation A la suite d'une détection de panne par un test préventif sur un chemin comprenant plusieurs blocs de sécurité, la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX active des tests de lever de doute (ce afin de déterminer le bloc de sécurité à mettre hors service: CB ou UT), en effectuant des tests actifs sur des "parties" du chemin défaillant. Test d'un commutateur Le test, par un opérateur, d'un commutateur hors service, se traduit par l'exécution des tests de la carte microprocesseur, des mémoires, ainsi que des tests actifs des mémoires tampon équipant celui-ci; ces tests sont résidents en mémoire PROM des marqueurs. Unités de terminaux UT Tests d'initialisation Intégrés en unité de terminaux UT des tests de parité du contenu de la mémoire PROM fonctionnelle, de la mémoire vive RAM, exécutés dans l'amorce de chaque unité de termi- naux UT, permettent un contrôle du microprocesseur. les ordres émis par la machine logique de gestion des terminaux MGT sont contrôlés en conformité par les unités de terminaux. 13468 23 _ Intégrés en machine logique de gestion des terminaux MGT a l'initialisation d'une unité de terminaux UT, la machine logique MGT vérifie la capacité de celle-ci à dialoguer sur les quatre canaux de commande (un sur chaque liaison multiplex), en commandant des basculements du canal utilisé. Tests à l'utilisation les contr 8 les actifs de communication (avec rebouclage interne en unités de terminaux) effectués en phase de décrochage du demandé, vérifient le bon fonctionnement du chemin de données (codeur/déco- deur, AMPLIS,) Tests périodiques: tests d'éveil en mémoire PROM des unités de terminaux Tests à la demande de la machine logique d'essais gérant les essais de terminaux, MES Ces essais sont effectués par des robots localisés dans des unités de terminaux particulières. Disque et coupleur (gérés par la machine logique de gestion des fichiers disques, MGF). Tests d'initialisation programme amovible lancé par l'opérateur, sur le disque (esclave) remis en service: ce test vérifie l'écriture et la lecture de profils complémentaires sur toute la capacité du disque, avant de procéder à la duplication du disque maître. test des états de disque positionnés dans le coupleur. Tests à la demande de l'opérateur: tests de cohérence entre les deux disques. Dérouleur de bande BM + coupleur (gérés par la machine logique de gestion de bandes magnétiques, MBM) Test d'initialisation Test des états d'un dérouleur de bande, fourni par le coupleur du dérouleur. Test à la demande de l'opérateur Programmable amovible de test de localisation. Terminal de dialogue TL + Coupleur (gérés par la machine de gestion des terminaux opérateurs MGO) Il 3468 24 - test d'initialisation Test des états d'un terminal de dialogue TL, fourni par le coupleur de ce terminal Test à la demande de l'opérateur Programme amovible de test de localisation. Détection d'anomalies du logiciel Par les programmes opérationnels Ceux-ci procèdent à des contrôles de cohérence d'états, d'in- formations diverses, comme par exemple: message en provenance d'un équipement ou d'une machine logique inconnus du système, état non conforme d'un équipement, * reprises réussies, Par les programmes de test préventif du logiciel Ceux-ci s'appliquent aux Programmes, données et aux fichiers. Ces contrôles se font par comparaison des tables et des fichiers avec leurs images en disque, par comparaison des tables et des fichiers des disques maître et esclave entre eux, par rapport au matériel: revue de conformité des états d'équipe- ments. Un exemple d'action par exemple par la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX est donné ci-après, dans les cas de détection de défauts: Faute signalée par un marqueur en réponse à la scrutation d'acqui- sition des résultats de tests. la faute concerne le test de bouclage liaison RIT/coupleur AR: la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX avertit la machine logique de gestion du réseau de commande MLR. Dans les autres cas, la machine logique MGX exécute des tests de levée de doute, isole le bloc de sécurité en cause, puis avertit les machines logiques de gestion de terminaux MGT dont le canal de commande peut être concerné par le défaut. '3468 - faute signalée par la machine logique de traitement d'appel, MTA, ou la machine logique de gestion des terminaux MGT à la machine logique de gestion du réseau de connexion MGX par des messages rela- tifs aux défauts détectés par les tests qu'elles ont exécutés, et impliquant le réseau; la machine MGX procède alors à la détermi- nation du bloc de sécurité concerné par corrélation d'indices multi- ples; cela permet d'isoler une liaison multiplex (non réponse sur un canal de un ou plusieurs groupes d'unités de terminaux GUT) ou un quart de plan (défauts signalés par les contrôles actifs de communi- cation et par les tests intégrés dans les marqueurs MQ). Le système décrit permet de tirer le meilleur parti des avan- tages d'un autocommutateur modulaire à commande répartie Les pannes et anomalies sont détectées le plus près possible de leur origine La défense opère au niveau local et ne fait appel au niveau supérieur que lorsqu'il y a une incidence extérieure à un organe. La défense a la même organisation fonctionnelle que le système et utilise les mêmes liaisons Elle agit sur la reconfiguration de sous-ensembles fonctionnels (les blocs de sécurité). 13468 26 - REVENDICATIONS 1/ Dispositif de défense d'un autocommutateur à commande répartie comportant un réseau de connexion temporel, des groupes d'unités de terminaux (GUT) dans lesquels chaque unité de terminaux (UT) est reliée au réseau de connexion par des liaisons multiplex et comporte un microprocesseur de gestion des terminaux, un ensemble de commande comportant des unités de commande (UC) banalisées et des unités de commande de périphériques (UCP), reliées entre elles par deux liai- sons point à point (RIT 1, RIT 2), les unités de commande (UC) étant reliées au réseau de connexion par des liaisons multiplex, et des marqueurs (MQ) pour la commande du réseau de connexion, chaque unité de commande, chaque unités de commande de périphérique et chaque marqueur comportant un microprocesseur, caractérisé par le fait qu'il est organisé en 3 niveaux: un premier niveau (I) ayant des moyens de défense internes à chaque microprocesseur permettant la détection des pannes et une prise de décision concernant le traitement en cours, un deuxième niveau (II) ayant des moyens de gestion de blocs de sécurité qui sont des ensembles fonctionnels susceptibles d'être isolés séparément avec basculement éventuel de la fonction sur un ensemble redondant, un troisième niveau (III) ayant des moyens de gestion des micro- processeurs de l'ensemble de commande et des marqueurs, et des deux liaisons point à point, lesdits moyens comportant deux unités de commande de périphérique identiques ayant en mémoire de masse tout le logiciel de l'autocommutateur. 2/ Dispositif de défense suivant la revendication 1 dans lequel le logiciel est organisé en machines logiques reconfigurables gérées par les moyens de gestion du troisième niveau, caractérisé par le fait que les fonctions de signalisation des pannes sont centralisées dans une machine logique de maintenance (MLM) qui reçoit des messages des machines de gestion du deuxième niveau, et émet des messages d'édition de la signalisation. 3/ Dispositif de défense suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le premier niveau comporte: des dispositifs de détec- 3468 27 - tion rapide, des tests d'initialisation en mémoire PROM pour le contrôle des circuits du microprocesseur, de sa mémoire, de son interface avec les liaisons point à point, et des tâches de mainte- nance comportant des logiciels de test activés soit périodiquement par le microprocesseur soit à la demande du deuxième niveau. 4/ Dispositif de défense suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le deuxième niveau est formé de machines logiques dialoguant par messages avec les tâches de maintenance des microprocesseurs du premier niveau et avec la machine logique de maintenance (MLM). 5/ Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les trois niveaux dialoguent entre eux et avec la machine de maintenance par les liaisons point à point et les liaisons multi- plex. 6/ Dispositif de défense suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le deuxième niveau comporte une machine logique de ges- tion du réseau de connexion (MGX) gérant des blocs de sécurité formés chacun d'un commutateur du réseau de connexion et des blocs de sécu- rité formés d'une liaison multiplex. 7/ Dispositif de défense suivant la revendication 4 dans lequel une fonction de localisation permet d'identifier un bloc de réparation responsable d'une faute, caractérisé par le fait que les machines du deuxième niveau comportent des tâches de localisation opérant sur trois types de résultats de tests, résultats de tests de détection de faute, résultats de tests multiples permettant une localisation par recoupement, résultats de tests complémentaires activés par une machine du deuxième niveau pour lever un doute dans la localisation. 8/ Dispositif suivant la revendication 7 comportant un panneau de signalisation d'alarmes provenant soit de fautes de blocs de sécu- rité gérés par les machines du deuxième niveau, soit de pannes sur des convertisseurs d'alimentation de l'autocommutateur, caractérisé par le fait que le panneau est géré par une tâche (TGA), de la machine logique de maintenance (MLM), recevant les informations d'alarme des machines logiques du deuxième niveau et d'un coupleur spécialisé observant des contacts de signalisation inclus dans les convertisseurs.