Многоканальное резервированное устройство

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРО- , ВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее в каж, дом разряде по числу каналов первые элеь4енты неравнозначности, триггеры и резервируемые блоки, выход каждого из которых соединен в каждсм разряде с сортветствуямцнм входом первого мажоритарного элемента и с первьм входом элемента неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока последующего канала, а выход - к триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход - с соответству1№ ими входами первого элемента ИЩ и первого элемента совпадения , первый вход перврго злемен та И соединен с соответствуюощм ВХОДСМ4 блока свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с вторым входом первого элемента И,.выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, четвертые входы первых элементов сов падения всжх разрядов подключены к выходу блока свертки по модулю 2, отлич ающее ся тем, что, с целью повышения надежности устрой ства ,в каждый разряд введены второй мажоритарный ,элемент, третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент неравнозначности и второй элемент совпсщения, выход первого мажоритарного элемента соединен с перв1 ш входами третьего элемента ЮШ и четвертого элемента неравнозначности , вторые входы которых , подключены к выходу второго мажоритарного элемента, входы которого соединены с выходами соответствующих pe3epBHpyeN&jx блоков, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входот первого инвертора, выход четвертого элемента неравнозначности соединен с четвертым входом первого элe 4eнтa ИЛИ и первым входом второ00 4iii элемента совпадения, второй вход .которого соединен с выходом блока свертки по модулю 2, а выход - с Ю . первым входом четвертого элемента j О ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадесо ния, а выходс вторымВХОДОМ ВТПХЭГО элемента И.

4209 А

СОЮЗ СООЕТСКИХ

И Ь

РЕСПУБЛИК ае 09

3УР H 05 К 10/00ф G 06 Р 11 1

ГОСУдю СтВЕНКЫй НОМИтЕт СССР

Ь И Л Ь

Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3382314/18-24 (22) 07.01.82 (46) 07.08.83. Бюл. В 29 (72) Е .ИВЖуков и Л.И. Шапиро .(53).621.396(088.8) (56) 1. Пирс.у. Построение надежных вычислительных машин. И., "Мир", 1968, с. 49-52.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3316761/24, кл. Н 05 К 10/00, 1981 (прототип).

И AB TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54 ) (57 ) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее в каж дом разряде по числу каналов первые элементы неравнозначности, триггеры и резервируемые блоки, выход каждого из которых соединен в каждом разряде с соответствующим входом первого мажоритарного элемента и с первьм входом элемента неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока последующего канала, а выход — к входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход — с соответствующими входами первого элемента И31Р и первого элемента совпадения, первый вход первого элемента И соединен с соответствующим входом блока свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первьм входом второго элемента И, второй вход ко торого через второй инвертор соединен с вторым входом первого элемента И,.выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, четвертые входы первых элементов совпадения всех разрядов подключены к выходу блока свертки по модулю 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устрой .ства,в каждый разряд введены второй мажоритарный.,элемент, третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент неравнозначностн и второй элемент совпадения, выход первого мажоритарного элемента соединен с первыми входами третьего элемента

ИЛИ и четвертого элемента неравно- g значности, вторые входы которых подключены к выхоцу второго мажоритарного элемента, входы которого соединены с выходами соответствую» щих резервируемых блоков, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого инвертора, выход четвертого элемента неравнозначности соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом блока свертки по модулю 2, а выход - с .нервов входом четвертого элемента

ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения а выход- с вторым входом втг ого элемента И.

1034209

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано в управляющих вычислительных машинах повышенной надежности.

Известно резервированное устройство, в котором для повышения надеж. ности применяется трехкратное резервирование с подключением резервируемых блоков к мажоритарному элементу 31 3.

Недостатком устройства является О резкое уменьшение надежности устройства при отказе одного из резервируемых блоков, вследствие того, что отказ в любом из двух оставшихся блоков приводит к отказу на выходе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальное резервированное устройство, содержащее в каждом разряде по числу каналов элементы неравно- 0 значности, триггеры и резервируемые блоки, выход каждого из которых соединен в каждом разрядес соответствую, щим входом мажоритарного элемента и с первым входом Элемента неравно-, значности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока последующего канала, а выходк входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а вы» ход - с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и первого элемента совпадения, выход мажоритарно го элемента в каждом разряде соединен с первым входом первого элемента И, с соответствующим входом блока 35 свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И,. второй вход которого соединен с входом второго инвертора, вы- 40 ходом соединенного с вторым входом первого элемента И и с выходом элемента совпадения, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам второго эле" 45 мента ИЛИ„ выход которого является выходной шиной устройства, другие входы первых элементов совпадения всех разрядов групп подключены к выходу блока свертки по модулю 2.

В данном устройстве повышение надежности по сравнению с предшествую.. щим устройством обеспечивается за счет осуществления контроля информации, выявления ошибки, возникающей в случае появления отказов двух резервируемых блоков в одной из разрядных групп, и коррекции ошибки 2 .

Однако надежность известного устройства недостаточно. высока вследствие того, что отказ любого мажори- 60 тарного элемента не корректируется, а это приводит к отказу всего уст" ройства.

Цель изобретения - повышение надежности резервированного устройст- 65 ва за счет обеспечения устойчивости .к отказам мажоритарных элементов.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное резервиро-. ванйое устройство, содержащее в каждом разряде по числу каналов первые элементы неравнозначности, триггеры и резервируеьые блоки, выход каждого из которых соединен в каждом разряде с соответствующим входом первого мажоритарного элемента и с первым входом элемента. неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока последующего канала, а выход -. к входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход — с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и первого элемента совпадения, первый вход первого элемента И соединен с соответствующим входом блока свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с вторым входом первого элемента И, выходы первого и второго элементов

И подКлючены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, четвертые входы первых элементов совпадения всех разрядов подключены к .выходу блока свертки по модулю 2, в каждый разряд введены второй мажоритарный элемент, третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент неравнозначности и второй элемент совпадения, выхоД первого мажоритарного. элемента соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента неравнозначности, вторые входы которых поключены к выходу второго мажоритарного элемента, входы которого . соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого инвертора, выход четвертого элемента неравнозиачности соединен с четвертым входом первого элемента

ИЛИ и первым, входом второго элемента совпадения, второй вход которого сое динен с выходом блока свертки по мо-, дулю 2, а вцход - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, а выход — с вто» рым входом второго элемента И.

На,чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для трех каналов резервирования трех разрядов, при этом число рабочих разрядов равно двум, третий разряд является разрядом четности информации. .Многоканальное резервированное устройство содержит резервируемые блоки 1-3 (4-6, 7-9), первые, вторые и третьи элементы 10-12 (13-15, 1618 ), неравиозначности, первые и вто

1034209.рие мажоритарные элементы 19.и 20 (21, 22 и 23, 24), первые, вторые и третьи триггеры 25-27 (28-30, 31-33 i, шину 34 сброса, первые элементы

-ИЛИ 35 (36, 37 ), первые выходные ши= ны 38 (39, 40), первые элементы

41 (42, 43 ) совпадения, третьи элементы ЙЛИ 44 (45, 46 ), четвертые элементы 47 (48, 49) неравнозначнос-. ти, первые инверторы 50 (51, 52), вторые элементы И 53 (54, 55), первые элементы И 56 (57, 58), четвер« тые элементы ИЛИ 59 (60, 61), вторые инверторы 62 (63, 64 ), вторые элементы ИЛИ 65 (бб, 67 ), вторые выходные шины 68 (69,,70),. блок 71 свертки по модулю 2, вторые элементы 72 (73, 74) совпадения и выход 75 контроля по четности.

Выходы резервируемых блоков 1.:- 3 (4 - 6» 7 - 9) подключены к первым и вторым входам элементов 10-12 (13. 15» 16-18), неравнозначности и к первому и второму мажоритарным эле- ментам 19 и 20 (21, 22» 23, 24) . . Выходы третьих- элементов 10-12 (1315» 16-18) неравиозначности соединены с первыми входами триггеров

25 - 27 (28-30» 31-33), вторые входы которых соединены между собой и . с шиной 34 сброса, а выходы подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ 35 (36, 37),, выход которого является первой выходной шиной 38 (39, 40), и к соответствую щим входам первого элемента 41 (42, 43) совпадения. Выход первого мажоритарного элемента 19 (21, 23) подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ 44 ($5, 46) и к первому входу четвертого элемента 47 (48, 49 ) неравнозначности. Вторые входы третьего элемента ЙЛИ 44 (45, 46) и четвертого элемента 47 (48, 49) неравноэначности подключены к выходу второго мажоритарного элемента 20 (23 24). Выход третьего элемента . ИЛИ 44 (45, 46 ) поджлюнен. через первый инвертор 50 (51,. 52) к первому входу второго элемента И 53 (54, 55 и к первому входу первого элемейта

И 56 (57, 58). Выход первого элемента 41 (42, 43) совпадения соединен с первим входом четвертого элемента ИЛИ 59 (60, 61), выход которого через второй инвертор 62 (63, 64 ) соединен с другим входом первого элемента И 56 (57, 58), а также с вторим входом второго элемента

И 53 (54, 55). Выходы вторых элемен-. тов И 53 и 56 (54, 57; 55, 58) подключены к входам второго элемента

ИЛИ 65 (бб, 67 ), выход которого сое .динен q первой выходной шиной 68 (69

70}устройства. Выходы третьих элементов ИЛИ 44 - 46 подключены также к входам блока 71 свертки по »юдулю

2, выход которого соединен с чет вертыми входами первых элементов

41 — 43 совпадения, входаья вторых .элементов 72 - 74 совпадения и с второй выходной шиной 75 устройст ва. Другой вход второго элемента

5 72 (73, 74) совпадения соединен с четвертьм входом первого элемента

HJIH 35 (36; 37) и выходом четвертого элемента.47 (48, 49 ) неравнозначноб "ти, а выход подключен к входу четвер10 того элемента ИЛИ 59 (60. 61).

Устройство работает следующим образом.

При исправной работе всех резервируемых блоков 1-9 и мажоритарных

15 элементов 19-24 с выходов элементов

10-18 неравнозначности и 47-49 выдаются. сигналы "6",при этом триггеры 25-33 находятся в .сброшенном состоянии, в которое они предвари" тельно устанавливаются сигналом с шины 34 сброса. На выходах элементов

ИЛИ 35-37,. соединенных с выходными шинами 38-40, выдаются -сигналы "0", свидетельствующие об отсутствии оши25 бок в разрядах. одновременно на выхо. де блока 71 свертки по модулю 2 выдается сигнал "0, свидетельствую" щий о соответствии значения разряда четности с четностью информационных разрядов, т.е. об отсутствии ошиЗ0 бок на выходах элементов ИЛИ 44-46.

Этот сигнал поступает на входы элементов 41-43 совпадения и входы элементов 72-74 совпадения, на выходах которых ббразуется сигнал "0", коЗ5 торый, проходя через элементы ИЛИ 59

61 и инверторы 62-64, открывает элементы И 56-58 и информация с выходов мажоритарных элементов 19-24 через элементы ИЛИ 44-46, открытые

40 элементы И 56-58 и элементы ИЛИ 6567 поступает на входными шины устройства 68-70.

При отказе одного из мажоритарных элементов, например элемента.

19, с выхода элемента 47 неравнознач-ности выдается сигнал "1". В результате этого на выходе элемента ИЛИ 35 появится сигнал "1". Кроме того, на выходе элемента ИЛИ 44 в зависимос50 ти от типа отказа может появиться ошибочная информация, в результате .чего на выходе блока 71 свертки по модулю 2 устанавливается сигнал "1" . свидетельствунщий о наличии ошибки .в информации, поступающей с выходов элементов ИЛЙ 44-46. Сигнал "1" с .выхода блока 71 свертки по модулю 2 ,поступает на четвертые входы элементов 41-43 совпадения и входы элементов 72-74 совпадения. При этом с вы60 хода элемента 72 совпадения, на дру гой вход которого поступил сигнал

"1" с выхода элемента И 7 неравнозначности, выдается сигнал "1". Этот сигнал, проходя через элемент ИЛИ 59

65 откроет элемент И 53 и закроет эле1034209 мент И 56. Ошибочная инФормация, из мененная *а правильную с помощью инвертора 50, с выхода элемента

ИЛИ 44 пройдет через элемент И 53.

Таким образом, происходит исправление ошибки и на выходной шине б8 информация будет правильной даже прн отказе одного мажоритарного элемента s одной разрядной группе.

Аналогичным образом происходит коррекция ошибки при возникновении

:,отказов двух: резервируемых блоков в одной разрядной .группе. В этом случае при отказе,.например, резервируемых блоков 1 и 2 переключаются в состояние "1" триггеры 25-27 и .эти сигналы поступают на первые три входа элемента 41 совпадения. В результате этого сигнал 1, появляющий. ся на выходе элемента 41 совпадения, проходит через элемент ИЛИ 59 и осуществляет коррекцию разрядной информации аналогично тому, как это ,происходит при отказе мажоритарного элемента.

Таким образом, повышение надежности в предлагаемом устройстве обеспечивается за счет выявления

1О,ошибки, возникающей в случае появле ния отказа мажоритарного элемента в одном из разрядов и коррекции ошибки. Устройство остается работоспособным даже при наличии двух отказов резервируемых блоков или мажоритар.ного элемента в одном as разрядов и одиночных отказах резервируемых блоков в остальных разрядах.

1034209

ВНИИПИ Заказ 5645/бО Тираж 845 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4