Мажоритарно-резервированное устройство

 

1. Л АЖОРИТАРНСиРЕЗЕР ,В,ИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резервируемые блоки, подключенные выходами к первым входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами вто рого сумматора единиц и с. выходами индикаторов отказов, выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входакга двоичного сумматора, инверсный выход знакового разряда которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью у прощения устройства,выход устройства попключен к вторым входам индикаторов отказов, входы синхронизации которых соединены ш с шиной синхронизации. 00 ГчЭ а:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

0 А

„„SU„i, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ шее резервируемые блоки, подключенные выходами к первым входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами вто рого сумматора единиц и с, выходами индикаторов отказов, выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входами двоичного сумматора, инверсный выход знакового разряда которого является выходом устройства, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью упрошения устройства, выход устройства подключен к вторым входам индикаторов отказов, входы синхронизации которых соединены с шиной синхронизации. (2 1 ) 2892967/18-24 (22 ) 1 2.03.80 (46) 30.07.83. Бюл. % 28 (72) В, А. Исаенко, В, А. Калиничев и В, М. Тафель (53 ) 681.3 25 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

hh 478310, кл. 506F 11/18, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР

N. 315-180, кл. 606F 11/18, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2950708/24, кл. Н 05 К 10/00, 1979 (прототип). (54) (57) 1. МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕР,ВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержаэ(д) Н 05 К 10/00; G 06 F 1 1/18

2. Устройство по п, 1, о т л и ч а - и счетный вход счетчика подключены к

lo ul е е с я тем, что каждый из инди- входу синхронизации индикатора, а,инКвторов отказов содержит элемент срав- версный выход соединен с входами сбро нения, первый и второй входы которого са счетчика и триггера отказа, устаноподключены соответственно к первому вочный вход которого подключен к выхои второму, входам индикатора отказов, а ду старшего разряда счетчика, в выход соединен с динамическим входом инверсный вы код - к выходу индиD-триггера, вход синхронизации которого квтора, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения систем с высокими пока зателями живучести.

Известно резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, подклю ченные к мажоритарному элементу, к ин» дикаторам отказов и блоку перестройки структуры, каждый резервируемый блок содержит элементы И, одноканальный и многоканальный счетчики, элементы контроля, элементы анализа нулевого, состояния и регистр (1$ .

Недостаток устройства - сложность ндикаторов отказов.

Известно также резервированное уст- ройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные к входам: мажоритарного элемента и индикаторов отказов, элементы ИЛИ, входы которых соединены с выходами индикаторов отказов, а выходы - с соответствующими входами реверсивного счетчика, который через дешифратор и весовые датчики подключен к входам мажоритарного элемента (2$ .

Недостаток устройства — большие аппвратурные затраты на блоки контроля, когда требуется разделить сбои и отказы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мажоритарно-резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные выходами к входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами второго сумматора единиц и с выходами ин дикаторов отказов, выходы первого сум;:матора единиц и инверсные выходы вто;рого сумматора единиц соединены соот ветственно с первыми и вторыми входами

: двоичного сумматора, инверсный вход знакового разряда которого является выходом устройства Э .

Недостатком известного устройства является сложность индикаторов отказов и большие затраты оборудования на его реализацию, пропорциональные сложности резервируемых блоков.

Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в мажоритарно-резервированном устройстве, содержашем резервируемые блоки, подключенные выходами к первым

15 входам индикаторов отказов и элементовИ, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами второго сумматора единиц и с выходами индикаторов отакзов, 20 выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входами двоичного сумматора, инверсный выход знакового разряда ю25 торого является выходом устройства, :выход устройства подзлючен к вторым входам иначкаторов отказов, входы синх ронизвции которых соединены с шиной синхронизации.

3(Каждый иэ индикаторов отказов содержит элемент сравнения, первый и вто» рой входы которого подключены соответственно к первому и второму входам индйкатора отказов, в выход соединен с ин35 формационным входом 1) -триггера, вход синхронизации которого и счетный вход счетчика подключены к входу синхронизации индикатора, а. инверсный выход сое4О динен с входами сброса счетчика и тригге рв отказа, установочный вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика, а инверсный выход - к выходу индикатора.

3 1032

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для конкретнсх.о случая пятикратного резервирования; на фиг. 2 - схема индикатора отказов.

Устройство содержит резервируемые блоки 1 5, индикаторы 6-10 отказов, элементы И 11-15, первый 16 и второй

17сумматоры единиц, двоичный сумматор 18, шину 19 синхронизации, первые

20, вторые 21 входы индикаторов, вхо- 30 ды 22 синхронизации индикатора, элемент 23 сравнения, 3 -триггер 24, счетчик 25, триггер 26 отказа и выходы 27 индикаторов отказов.

Устройство работает следующим образом.

Резервируемые блоки 1-5 формируют выходные сигналы, которые через элементы И 1 1-15 при наличии сигналов разрешения с выходов соответствующих индика- у0 торов 6-10 отказов поступают на входы сумматора 16. Сигнал разрешения формируется на выходе индикатора отказа при исправности подключенного к нему резервируемого блока. Сумматор 16 формирует 25 двоичный код числа единиц, поступающих с выходов элементов И 11-15. Выходной код сумматора 16 поступает на вход первого слагаемого сумматора 18. с мон тажным сдвигом на один разряд в сторо- З0

° ну старших разрядов, что соответствует удвоению выходного кода сумматора 16.

На инверсных выходах сумматора 17 формируется обратный код числа единиц на выходах индикаторов 6-10, который

35 соответствует числу исправных резервируемых блоков. На сумматоре 18 выпа няется алгебраическое сложение двоичных кодов, поступающих с сумматоров 16 и 17.

Код, формируемый сумматором 17, является кодом порога срабатывания ус ройства.,Пля случая пятикратного резервирования при всех исправных резервируемых блоках порог срабатывания равен 5. Порог45 срабатывания убывает по мере выхода из строя резервируемых блоков. Так, при двух отказавших блоках порог равен 3.

Код, поступающий с выхода сумматорй 16, является кодом удвоенной суммы единичных сигналов на выходах элементов И. Пля случая пятикратного резервирования при отсутствии нулевых сигналов запрета от индикаторов отказов этот код может принимать значение от 10 (на 55 выходах всех резервируемых блоков единичные сигналы) до О (на выходах всех резервируемых блоков нулевые сигналц).

600 4

По мере выхода из строя резервируемых блоков сумма, формируемая сумматорсм

16, уменьшается за счет того, что по нулевому сигналу с выхода индикатора отказа на выходе соответствующего элемента И фиксируется нулевой потенциал независимо от значения выходного сигнала отказавшего резервируемого блока.

Так, при двух отказавших блоках код на выходе сумматора 16 не превышает 6.

На сумматоре 18 выполняется сравнение (вычитание) кодов порога и удвоенной суммы единичных сигналов на выходах исправных резервируемых блоков (на выходах элементов И), При наличии на выходах большинства исправных резервируемых блоков нулевых сигналов результат сравнения меньше или равен О, а значение знакового разряда сумматора 18 равно 1.

При наличии на выходах бопьшинства исправных резервируемых блоков единичных сигналов результат сравнения больше нуля, а значение знакового разряда сумматора 18 равно О. В обоих случаях ин,версное значение знакового разряда сумматора 18 является кодом большинства сигналов резервируемых блоков.

Таким образом, устройство реализует мажоритарную функцию 6 иэ 10» над кодом, поступающим на входы первого слагаемого сумматора 18, что соответствует мажоритарной функции 3 нэ 5 над сигналами резервируемых блоков.

По мере отказов резервируемых бповов, что фиксируется соответствуюшими индикаторами отказов, снижается порог срабатывания устройства (уменьшается код, формируемый сумматором 17), а отказавшие блоки выводятся иэ конфигурации (по нулевому сигналу с выхода ин> дикат эра отказов соответствующий элемент И формирует нулевой сигнал на входе сумматора 16).

Индикатор отказов работает следующим образом.

Элемент 23 сравнения сравнивает значения сигналов, поступающих на вход 20 с выхода резервируемых блоков, и на вход 21 - с выхода устройства, т.е, выполняет сравнение значений выходного сигнала резервируемого блока и сигнала мажора, Несравнение этих значений свидетельствует о неисправности данного резервируемого блока. В таком случае по сигналу синхронизации с вхола 22

Э-триггер 24 устанавливается в нуле Рог..Г

Составитель, В. Максимов

Редактор Н. Сташишина Техред A.Áàáèíåï Корректор Л

Заказ 5424/60 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 вое состояние, а на его инверсном выходе присутствует единичный сигнал.

Зтим сигналом сбрасывается. счетчик 25 и: триггер 26 отказа (на его инверсном выходе - нулевой сигнал). Резервируе- 5 мый блок, подключенный к данному индикатору отказа, выводится из конфигурации, а порог срабатывания снижается на единицу.

Яля возврата в конфигурацию резервйруемого блока необходимо, чтобы последHRA нескопько p&3 подряд сформировап на своем выходе сигнал, совпадающий со значением кода большинства, Необходимое копичество совпадений определяется разрядностью счетчика 25, эиачения которого модифицируются по сигналам синхронизации с входа 22. По достижении счетчиком 25 значения, при котором старший разряд равен единице, сигнап с выхода старшего разряда устанавливает триггер 26 отказа в нуль. На инверсном выходе триггера.26 - единичный сигнал. По единичному сигналу на выходе 27 индикатора отказа подключенный к нему резервируемый блок вводится в конфигурацию, а порог срабатывания устройства увеличивается на единицу.

Сигнал синхронизации на шине 19 сопровождает каждую модификацию состояния резервируемых блоков и дпя повышения помехоустойчивости задержан относительно момента модификации на время, достаточное дпя срабатывания элементов

И 11-15, сумматоров 16 и 17 и сумматора 18, В предлагаемом устройстве затраты на реализацию индикаторов отказов существенно меньше, чем в .известных устройствах. Причем уменьшение аппаратурных затрат тем существеннее, чем сложнее структура резервируемых блоков.