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4.3.3 多機控制系統
控制系統對呼叫的處理過程包括摘機檢測、送撥號音、收號、號碼分析、接續、掛機檢測及拆線等。一次通話可以保持數分鐘乃至數小時，但其間所需CPU處理的時間僅在毫秒數量級，因此一臺CPU可以同時處理大董呼叫。控制系統的呼叫處理能力常以忙時試呼(BusyHourCaUAtempts,BHCA)來衡童。BHCA與衡童交換網絡能力的話務量和說明接口數量的端線數構成了交換機的三個重要性能指標。
控制系統的呼叫處理能力可以用一個線性模型來粗略的估算，根據這個模型可得到處理機在單位時間內的工作時間，稱之為占用率，用i表示，則
t=a+bN
式中《為固定開銷，與呼叫處理次數無關，如各種掃描開銷。6為每個呼叫所需的平均處理時間，不同的呼叫所執行的指令數是不同的，比如中途掛機和完成通話，本局呼叫和出局呼叫等。iV為單位時間內所處理的呼叫總數，即BHCA。
為了保障交換機具有必要的過負荷能力和故障處理能力，通常處理機的占用率不設計成100%,而是保留一定的余量，余量開銷所占的時間一般不低于整個可用時間的5%。控制系統中處理機處理時間的計算和分配是軟件設計中的一項主要內容，圖4-47所示為處理機所承擔任務的時間分配圖。當沒有呼叫時，系統開銷包括固定開銷和填空時間，由于固定開銷與話務負荷無關，不隨呼叫次數而變化，因此是一條平行于橫軸的水平線。填空時間與呼叫處理時間分享剩余的時間，所以隨著呼叫次數的增加，填空時間逐步減少，呼叫處理所占用的時間逐步增加，直到填空時間為零，這時處理機達到滿負荷。當處理機的負荷超過單獨一臺CPU所能承擔的限度時，必須采用多臺CPU共同分擔處理任務，構成多機控制系統。

多機控制系統有集中控制和分散控制兩種基本方法。假設某一交換機的控制系統由n臺處理機組成，它實現/項功能，每一功能由一個程序提供，系統有一個資源，如圖4-48所示。如果在這個系統中，每一臺處理機均能達到全部資源，也能執行所有功能，則這個控制系統稱為集中控制系統。集中控制又稱為負荷分擔。集中控制的優點是每個處今機都具有完全的呼叫處理能力，因而當一臺CPU發生故障時，僅會造成其余CPU負荷增％,總體處理速度下降，而不會引起整個系統停運。它的缺點是操作系統較復雜，軟件規模大，且需要使用特殊的總線控制器。

如果在圖4-48所示的系統中，每一臺處理機只能達到部分資源，只能執行部分功能，則稱為分散控制。分散控制又稱為功能分擔。分散控制的優點是邏輯淸楚，各處理機的操作系統較簡單，且可以根據不同的功能需要逸用不同的處理機。它的缺點是任一CPU發生故障都會引起系統局部或全部癱瘓，此外需要附加的機間通信接口和相應的處理軟件。
功能分擔系統中的一個重要問題是如何分解控制系統所執行的操作或任務，并將它們合理的分配給各處理機。處理機之間的功能分配可能是靜態的，也可能是動態的。靜態分配就是資源和功能分配一次完成，各處理機根據不同分工配備一些專門的硬件和軟件。這樣做提高了穩定性，但降低了靈活性。動態分配是每臺處理機可以執行所有功能，也可以達到所有資源，但根據系統的不同狀態，對資源和功能進行最佳分配。動態分配機制較復雜，因而會降低系統的可靠性。
多機分散控制主要適合大容量的程控交換機，小容量的交換機以單機集中控制更為簡單、經濟。為了保證控制系統的高度可靠，避免因處理機故障引起整個系統停運，
常對主要的控制子系統配有備用處理機，這樣就形成了主備用雙機工作方式。圖4-49給出了雙機結構的基本原理。
來自外設的信號被同時送給控制系統1和控制系統2,由它們同步處理，但僅有一個系統輸出處理結果。在正常情況下，兩臺CPU中的寄存器和存儲器內容完全相同。比較電路實時比較兩個CPU的狀態。例如，在每條指令執行完畢后，比較兩個CPU寄存器中的內容，當出現差異L時，比較電路將發出告警，由操作系統啟動診斷程序，確實料主備用雙機工作方式定有故障的處理機，并使故障處理機進人脫機狀態，進行故癉的進一步處理，暫時由一臺處理機承擔處理任務。

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