Мажоритарное устройство

 

МЙЖ0РИТАРНОЕ..УСТРОЙСТВО, соде|яка1вее в каждом из трех каналов резервируемый блок и реверсивный счетчик, выходы информационных разрядов которого через первый элемент ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И второй вход которого соединен с выходом знакового разряда счетчика, а выход - с соответствуюьапх вхоцехм восстанавливающего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью по вышения надежности устрс ства, . iоно содержит в каждом канале вто; роА элемент ИЛИ, элемент задержки, I элемент НЕ и второй и третий элементы И, первые входы которых сое- , динены с выходсм соо ветствуияцёго резервируемого блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с первым входе второго элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с суммируияцим входом счётчика, вычитающий вход кото рого соединен с выходом восстсшав . ливакяцего блока, с вгарам входом второго элемента И через элемент НЕ - с вторым входом .третьего элемента И. Ф сь 00 о:

(Ю ПЗИ

Г

Р(к« дф) ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMWKT СССР

Л ИВЮО и (21) 3340120/18-24 (22) 25. 09. 81 .. .(46) 23.05.83. Бюл.. -В 19 (72) Г.Г.Солодовников g В.И.Бакуменко (53) 621.324 (088 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 495767, кл. G 06 F 11/00, 1972.

2. Авторское .свидетельство СССР

В 622210, кл. Г 06 Р ll/00, 1976.

3. Авторское. свидетельство СССР

9 744581, кл ° G 06 F 11/00, 1978 (прототий) . (54 ) (57) ИАЖЮРИ1АРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее в каждом из трех каналов резервируемый блок и реверсивный счетчик, выходы информационных . разрядов которого через первый элемент.ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И,. второй вход которого соединен с выходом знако.вого разряда счетчика, а выход — с

3Щ) Н 03 K ..19/23У Н 05 К 10/06;

G 06 Р ll 18 соответствук щим входом восстанавливающего блока, о-т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьиаения надежности устройства, оно содержит в каждом канале вто; рой элемент ИЛИ, элемент задержки, . элемент НЕ и второй и третий элементы И, первые входЫ которых сое- . динены с выходом соответствующего резервируемого блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента

ИЛИ соединен с суммирующим входом счетчика, вычитающий вход кото I рого соединен с выходом восстанав.,ливающего блока, . c вторым входом второго элемента И через элемент

HE — с вторым входом .третьего эле:мента И.-.

1019636

Изобретение относится к автомати-; .ке и вычислительной техникф и может быть использовано при .построении цифровых устройств различного назначения при повькаениых требованиях к их надежности.

Известно адаптивное мажоритарное устройство, содержащее блоки контро.« ля, входы которых соединены с выходами резервируемых блоков, соответствующими информационными входами и выходом восстанавливающего блока, и блоки адаптации, выходы которых .соединены с соответствующими управляющими входами восстанавливающего блока, а входы - с одноименными выходами блоков контроля. (1j.

Недостатком этого устройства является то, что оно становится неработоспособным, если выходные сигналы резервируемых блоков несинхронизированы между собой.

Известно также устройство для мажоритарного выбора сигналов, содержащее источники входных сигналов, подключенные через элемент

ИЛИ-НЕ и элемент задержки к выходным блокам, в состав которых входят триггеры и элементы И(2}.

Недостатком такого устройства является то, что оио не допускает сбоев в работе лишь при равенстве значений длительности входных сигналов значению постоянной времени элемента задеркки.

Наиболее близким по технической .сущности,к изобретению является мажоритарнре устройство, содержащее три реверсивных счетчика, выходы информационных разрядов каждого из которых через соответствующий элемент ИЛИ соединены с первыми входами соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с выходом знакового разряда данного счетчика, выходы элементов

И соединены с соответствующими входами восстанавливающего блока, выход которого соединен с вычитающимн входами реверсивных.счетчиков (3).

Недостатком известного устрой,ства является низкая надежность, обусловленная сбоями в работе реверсивных счетчиков в случае одновременного поступления импульсов на суммирующий и вычитающий входы.

Такой случай возможен тогда, когда время задержки сигнала иа эле.ментах устройства совпадает с— временем рассинхронизации соседних каналов.

Цель изобретения - повышение надежности функционирования устройства за счет исключения одновременного поступления импульсов на суммирующий и вычитающий входы любого из..трех ханаанов.

Укаэанная цель достигается тем,, что в каждый канал мажоритарного устройства, содержащий резервиро ванный блок, реверсивный счетчик, выходы информационных разрядов которого через первый элемент

ИЛИсоединены с первым входом первого элемента И, другой вход которого. соединен с выходом знакового разряда счетчика, а выход10 с соответствующим входом восстанавливающего блока, введены второй элемент ИЛИ, элемент задержки, элемент НЕ и второй и третий элементы И, первые входы которых .соединены с выходом соответствующего резервируемого блока, выход второго элемента И через элемент задержки соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом восстанавливающего блока, с вторым входом второго элемента И. и через элемент НЕ - с вто1жм входом третьего элемента И.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого мажоритарного устЗ0 ройства.

Мажоритарное устройство содержит резервируемые блоки 1, вторые элементы И 2, элементы 3-задержки, элементы НЕ 4, третьи элементы

35 И 5, вторые элементы ИЛИ 6, реверсивwe счетчики 7, первые элементы

ИЛИ 8, первые элементы И 9, восстанавливающий блок 10.

Принцип работы устройства в ис40 правтГом состоянии заключается в том, что за определенное время при синхронной работе резервируемых блоков на выход устройства проходит число импульсов, равное числу поступивших от блоков, а в зависимости от вариантов рассинхронизации каналов устройства — число импульсов, равное числу, поступивших от резервируемых блоков двух из трех каналов устройства, или среднее из трех

50 число импульсов. Таким образом,. устройство мажоритирует выходные сигналы резервируемых блоков.

Устройство работает следующим образом.

Если исходное состояние реверсивных счетчиков 7 нулевое, à z знаковых разрядах - единицы, с:оответствующие положительным числам, то при одновременном

60 поступлении с .резервируемых блсков . 1 импульсах сигналов они через соединенные последовательно элементы И 5 и элементы ИЛИ 6 поступают на суммирующие входы счетчиков 7 соответствующих каналов и во всех 1019636 счетчиках записывается положнтель; ное число +1, на выходе всех

:,элементов И 9 появляются разрешающие уровни и появляется сигнал на выходе восстанавливающего блока

10..Этот сигнал. поступает. на выход 5 мажоритарного устройства и на вычитающие, входы всех счетчиков 7, устанавливац их в исходное состояние. При этом количество импульсов, прошедших на выход устройства, рав- щ няется количеству импульсов, поступивших от резервируемых блоков 1. возможные случаи несинхронной работы резервируемых блоков l могут быть рассмотрены в трех вариантах: первый вариант - вйкодные скгналй резервируемых блоков 1 .двух каналов синхронизированы, i-выходной сигнал резервируемого блока Х третьего канала рааскнхронизирован по откоше"..

:нию к ним, прк-этом время рассинх, ронкэации может быть бояьше нлк меньше периода еледованкя импульсов кто рой вариант вйходные сигналы резервируеьиис.блоков 1 всех трех каналов рассинхронкэкрованы на 2 величину, не превьацмощую периода следования импульсов;третий вариантвыходные сигналы резервируемых блоков 1 всех .трех каналов,содержащие равные количества импульсов, расскнх-39 ронизированы на величину, превышающуюнесколько периодов следования импульсов.

При первом варианте рассинхрони-" ЗЯ зации каналов устрсйство работает следующим образом.

Импульсы с выходов резервируе: вих блоков 1, работающих синхронно, поступают через соединенные последовательно элементы И 5 и элементы

ИЛИ 6 на суммирующие входы счет-. чиков 7 к в счетчиках 7 записывается положительное число. +1,открываются элементы и 9. и появляется сигнал на 45 выходе восстанавливающего блока

10 . Этот сигнал поступит на выход мажоритарного устройства и на выМитающие входы всех счет-чиков 7, . устанавливая два Hs них в нулевое состояние, а в одном запишется отрицательное число -1. Если время рассинхронизацик каналов не превышает одного периода следования. импульсов, то импульс, появившийся на выходе N рассинхрониэированиого резервируемого блока 1, пройдет на суммирующий вход счетчика 7 через элементы

И 5 и ИЛИ 6 и установит его в нулевое состояние до момента появле- е0 ния следующих импульсов на выходах синхронизированных реэервируемюс блоков . В случае совпадения момента . появления импульса на выходе.фассин»ронизкрованного резервируемого блока 1 с моментом появления импульса на выходе устройства импульс, устанавливаю - . щий счетчик 7 рассинхроннзированного канала в нулевое состояние, поступит на его суммирующий вход через . соединенные последовательно элемен-; ты И 2, элементы 3 задержки и элементы ИЛИ 6.

При этом, если время задержки на элементе 3 будет равно времени . рассинхронизации каналов, то счетчик 7 рассинхронизированного канала будет все равно установлен в нулевое состояние задержанным импульсом, поскольку импульс на еговычитающий вход поступит с задерж- . кой на время распространения, сигнала через счетчик 7, элемент ЙЛИ 8 и

:восстанавливающий блок 10. Указанное время задержки преваиаает speмя переключения счетчика 7 из состояния -1 в нулевое.

Если, время рассинхронизацки каналов превышает один период следования импульсов, устройство работает

° аналогично рассмотренному случаю.

Но при этом к моменту появления первого импульса на выходе резервируемого блока 1 расскнхрониэированного канала в счетчике 7 этого будет записано число меньше -1.

Поскольку с выходов резервируе- агаг» блоков 1 всех трех каналов ноступает на один цикл работы одинаковое количество: импульсов, то ,по окончанию цикла работы устройства все счетчики устанавливаются

:в исходное состояние.

Прй первом варианте рассинхронизацик каналов количество импульсов, прошедших на выход устройства. за определенное время, равняется ,количеству импульсов, поступкашцс с выходов резервируевы» блоков, Работающих синхронно.

При втором варианте расскнхронизации каналов устрОйство работает следующим образом.

Импульс, появившийся на выходе резервируемого блока 1 первым, пройдет через элементы И 5 и ЙЛИ 6 и запишется в соответствующий. .счетчик 7, но на выход устройства он пройдет только после того, как появится импульс на выходе резервируемого блока 1 другого канала.

После этого выходной сигнал устрой: ства, появившийся на выходе восс танавливающего блока 10, поступит на вычитающие входы реверсивных счетчиков 7 всех трек каналов к установит два из них внулевое .сос:тояние, а в одном запишется отри4 цательное число -1.. Если в момент поступления сигнала на вычитающне входы счетчиков 7 на выходе одного .или нескольких резервируемых блоков

1 атоявятся сигналы, то они пройдут

1019636

Составитель В.Максимов

Редактор В.Лазаренко Техред C,Ìèãóíîâà . Корректор,М.Демчик

««» » «»»»» °

3акаэ 3726/53 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на суммируюшие входы счетчиков 7 через последовательно включенные элементы И 2, элементы 3 задержки и элементы ИЛИ 6. Время задержки . сигналов на элементах 3 задержки выбирается большим длительности 5 сигналов от резервируемых блоков 1.

После появления импульса на выходе резервируемого блока третьего канала реверсивный счетчик 7 этого канала установится также в нулевое состояние, но выходное состояние . устройства не изменится. . Если в момент появления сигнала на выходе устройства появляется импульс на выходе резервируемого 35 блока третьего канала, то этот импульс проходит на суммирующий вход счетчика 7 с задержкой на элементе 3. Если время задержки на элементе 3 при этом будет равно 20 времени рассинхронизации резервируемого блока третьего канала с резер вируемым блоком 1, выходной сигнал которого вызывает появление сигнала на выходе устройства, реаерсивный счетчик 7 третьего канала (как указывалось выше) все равно будет установлен в нулевое состояние.

При втором варианте рассинхрониэации каналов количество импульсов, прошедших на выход устройства за определенное время, равняется количеству импульсов, поступивших с выходов двух иэ трех резервируемых блоков устройства.

При третьем варианте рассинхрони- З5 зации каналов устройство работает следующим образом.

Если импульсы на выходе резервируемЫх блоков 1 появляются последо» вательно. соответственно в первом, 46 втором и третьем каналах, то к моменту появления импульсов на выходе резервируемого блока 1 второго канала в счетчике 7 первого канала будет записано число + 1. Импульсы с выхода резервируемого блока l второго канаЛа проходят на выход устройства и на вычитающие входы счетчиков 7 всех трех каналов . К моменту появления импульсов на выходе резервируемого блока 1 третьего канала в счетчике 7 первого канала будет записано число не менее

+1, в счетчике 7 третьего каналачисло меньше -1,а счетчик 7 второго канала будет находиться в исходном состоянии.

По окончании цикла работы устройства, определяемого максимальным временем работы резервируемых блоков 1,. счетчики 7 всех трех каналов установятся а исходное состояние.

При третьем варианте рассинхронизации каналов за определенное время с выходов резервируемых блоков 1 поступит количество импульсов соответственно и, п, и ., При этом на выход устройства пройдет количест- . во импульсов и g

В предлагаемом мажоритарном устройстве для задержки импульсов, поступающих с выхода устройства на суммирующие входы реверсивных счетчиков 7, могут быть использованы линии задержки типа ЛЗТ. Причем вы« бор конкретного типа линии задержки должен осуществляться as соображений превышения временем задержки значении длительности импульсов от резервируемых блоков. Например, при длительности импульсоа t=-3,0 мкс в качестве элементов 3 задержки могут быть использованы линии задержки ЛЭТ-4,0 - 1200 со значением времени задержки т =4,0 мкс.

Таким образом, а результате задержки сигналов, поступающих на суммирующие входы счетчиков 7, относительно сигналов, поступающих на их вычитающие входы, сбои в работе счетчиков исключаются1т.е.мажоритар- ное устройство работает надежно при произвольной величине рассинхронизации сигналов от резервируемых блоков соседних каналов.

Технико-зкономический эФФект от использования изобретения заключается в том что устройство позволяет резервировать аппаратуру, работа которой незасннхронизирована между собой, на входные, сигналы не накладывается никаких ограничений, что во многих случаях йозволяет упрос-: тить резервируемые системы в целом.,