Многоканальное резервированное устройство

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВЛН .НОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовав тельно соединенные основные б;1оки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого эле|мента ИЛИ выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу каналов резервные блоки и в каждом канале- , начиная с третьего, элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства , оно содержит в каждом канале, Hiaчиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каяодом канале, начиная с второго, ... I третий элемент ИЛИ и во всех каналах - элемент коммутаций цепей накала , э хеменх коммутации цепей питания элемент коммутации цепей источника сигнала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока приоритетов , а инверсный выход - с входом блока -приоритетов. Управляющий вход элемента коммутации цепей источника сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах , начиная с второго, - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начиная с третьего, первый вхрд второго элемента ИЛИ соединен с первым входом эле мента и, второй вход - с элемента И,третий вход - с выходом (/) триггера,а выход - с управляющим вхо-; дом элемента кс «4утации цепей нака- . ла,второй вход элемента И соединен с выходом триггера предыдущего канала, а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего кана:ла,второй вход третьего элемента ИЛИ второго ка|нала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом элемента И третьего канала.

СОК) 3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

И9) (Н) 5(51) С Об ) 11/20 Н 05 К 10 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3408553/18-24 (22) 15 ° 03.82 (46) 15.09.83. Вюл. Р 34 (72} И.В.Кабашкин (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского; Комсомола (53) 681.325 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 546887; кл. G Об F ll/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 886644 кл. G 06,F 11/20, 1979 (прототип) . (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАН,НОЕ УСТРОЙСТВОМ содержащее последова» тельно соединенные основные блоки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу ка-. налов резервные блоки и в каждом ка, нале-, начиная с третьего, элемент И, о т л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит в каждом канале, начиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каждом канале, начиная с второго, третий элемент ЙЛИ и во всех каналах - элемент коммутации цепей накала, элемент коммутации цепей питания, элемент коммутации цепей источника сигнала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока при" оритетов, а инверсный выход — с входом блока приоритетов, управляющий вход элемента коммутации цепей источника сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах, начиная с второго, — с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключвн к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начиная с третьего, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с первым вкодом элемента И, второй вход - с вторым ахо- . дом элемента И,третий вход» с выходом . триггера,а выход - с управляющим вхо-, дом элемента коммутации цепей нака- . .ла,второй вход элемента И .соединен с выходом триггера предыдущего канала, а выход — с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего канала, второй вход третьего элемента ИЛИ второго ка нала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом элемента И третьего канала.. 1042024

Изобретение относится к радиоэлектронике и автоматике и может быть ис|польэовано для автоматического резер-, вирования радиотехнических систем.

Известно многоканальное резерви рованное устройство, осуществляющее по сигналам с элементов контроля с помощью логических схем и ключевых элементов автоматическое переключение на резерв (1).

Недостаток устройства — резкое увеличение объема оборудования при увеличении числа каналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является MHG» гоканальная резервированная система, 15 содержащая основные и резервные блоки, блок приоритетов, многовходовые элементы ИЛИ, элементы И, блоки контроля, индикации и перестройки частоты (2), 20

Недостаток данного устройства неполное использование структурной избыточности для повышения надежности, поскольку резервные блоки постоянно находятся в рабочем состоянии независимо от того, отказал или нет основной блок.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что многоканальное резервированное устройство, .содержащее последовательно соединенные основные блоки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу каналов резервные блоки и в каждом канале, начиная с третьего, элемент И, содержит в каждом канале, начиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каж- 40 дом Канале, начиная с второго, третий элемент ИЛИ и во всех каналах элемент коммутации цепей накала, элемент коммутации цепей питания, элемент коммутации цепей источника сиг- 45 нала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока приоритетов, а инверсный выход - с входом блока приоритетов, управляющий вход ,элемента коммутации цепей источника .сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах, начиная с второго — с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которо" го подключен к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и

so всех каналах, начиная с третьего, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход — с вторым входом элемента И, третий вход — с выходом тригЕО гера, а выход - с управляющим входом элемента коммутации цепей макала., второй вход элемента И соединен с выходом триггера предыдущего канала, а выход — с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего канала, второй вход третьего элемента ИЛИ второго канала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом эле- мента И третьего канала.

На фиг. 1 представлена функцио,.нальная схема многоканального резер вированного устройства> на фиг.2 то же, блока приоритетов.

Устройство содержит первый элемент ИЛИ 1, блок 2 приоритетов, резервные каналы, каждый из которых содержит триггер 3, элемент 4 коммутации цепей накала, элемент 5 коммутации цепей питания, элемент б коммутации цепей источника сигнала. Все каналы, начиная со второго, имеют второй элемент ИЛИ 7, а, начиная с третьего, — третий элемент ИЛИ 8 и элемент И 9, основные блоки 10, бло" ки 11 контроля, единичные входы 1 2 триггеров, .резервный блок 13 информационные входы 14 занятости каналов, элементы И 15-17, элемент НЕ 18.

Принцип действия устройства состоит в том, что при отказах основных блоков сигналы отказов поступают на блок 2 приоритетов, который управляет включением резервных блоков 13 в соответствии с их приоритетностью.

При этом первый канал обладает высшим йриоритетом| а каждый последующий имеет меньший приоритет по сравнению с предыдущим. В работу включается резервный блок 13, который к моменту очередного отказа имеет высший приоритет из всех свободных резервных блоков. Наличие блока обусловлено необходимостью упорядочения поиска и включения свободных резервных блоков, При поступлении на запросный вход блока приоритетов импульса запроса он выдает сигнал на выходе того канала, который имеет более высокий приоритет относительно других незанятых каналов (при незанятос. ти канала на соответствующем входе блока приоритетов присутствует сигнал высокого уровня).

Устройство осуществляет динамическое переключение резервных блоков 13 из состояния ненагруженного резерва (не включены источники сигнала, накала и напряжения питания) в состояние облегченного резерва (включен накал), далее в состояние нагруженного резерва (включены источники накала и напряжения питания) и, наконец, в рабочий режим (включены все источники).

При этом все переключения производятся в строгом соответствии .с приоритетностью. При любом числе и порядке размещения занятых резервных блоков

13 всегда свободный резервный блок

13 с высшим приоритетом находится в нагруженном резерве, с более низким приоритетом — в облегченном резерве, 1042024

В резервных блоков в порядке убывания приоритетов

Р отказов

Освобождается

Исходное состояние (1+1)-й

1-й резервный блок

P P

Г P

0 Г

Х 0

P ... P Г

P ... Г . 0

Г ... 0 У

0 ... Х Х

X Х

Х ... Х Х

Х Х

X Х

Х .. ° Х Х а все остальные — в ненагруженном.

В исходном состоянии, когда все резервные блоки 13 свободны, первый находится в нагруженном резерве, второй — в облегченном, все остальныев ненагруженном резерве.

Устройство работает следукщим образом.

В исходном состоянии на все нулевые входы триггеров 3 по информацион- 40 ным входам 14 (занятости поданы сигналы с уровнем логической 1 свидетельствукщие о незанятости каналов (это означает, что все резервные блоки свободны). На выходах триггеров 45

3 действуют сигналы с уровнем логического 0 . На выходах элементов

7, 8 и 9 всех каналов также устанавливаются сигналы с уровнем логического 0 . Элементы коммутации цепей накала 4 первого и второго каналов и элемент 5 коммутации цепей пи-. тания первого канала находиться в зам-. кнутом состоянии, а все остальные элементы 4, 5 и 6 коммутации других каналов находятся в разомкнутом состоянии. Это означает, что первый канал находится в режиме нагруженного резерва, второй — облегченного резерва, а все остальные - в режиме неиаг-. руженного резерва.

При отказе основного блока 10 с его блока 11 контроля через элементИЛИ 1 на вход блока 2 приоритетов поступает сигнал отказа. На первом .выходе приоритетов появляется сиг- б5

Работа устройс тва пояс н явтс я таблицей, где P — рабочий режим1

à — нагруженный резерв (горячий резерв) 0 « облег ченный резерв) X —ненагруженный резерв (холодный резерв). нал с уровнем логической 1, кото-> рый поступает на единичный вход 12 триггера 3 первого канала и изменяет

его состояние. На выходе триггера по" является сигнал с уровнем логической 1 . Этот сигнал поступает: на управлякщий вход элемента б коммутации цепей источника сигнала первого канала, который срабатывает, включая тем самым, первый резервный элемент в работу на вход второго элемента

ИЛИ 7 второго канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логической 1 поступающий на управляющий вход элемента 5 коммутации цепей питания второго канала, что приводит к срабатыванию песледнего и пе реводу канала в режим нагруженного резерва1 на второй вход элемента ИЛИ

8 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логичес» кой 1, который, поступая на управляющий вход элемента 4 коммутации цепей, накала третьего канала, привоцит к срабатыванию последнего и переводит третий канал в режим облегченного резерва; на первый вход элемен- та .И 9 третьего канала.

При отказе второго основного блока и поступлении второго сигнала от, 104 2024 каза на. втором выходе блока 2 приоритетов появляется сигнал, который изменяет состояние триггера 3 второго канала. На выходе триггера появляется сигнал с уровнем логической 1, который поступает: на управляющий вход элемента б коммутации источника сигнала второго канала, который, срабатыная, переводит канал в режим ,работы; на первый вход элемента ИЛИ

7 второго канала и на второй вход 10 элемента ИЛИ 8 третьего канала> на второй вход элемента И 9 третьего канала.

Сигналы на нходах элемента 9 третьего канала совпадают по уровню, что 15 приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логической 1 который поступает: на второй вход элемента 7 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уров- 0 нем логической 1, воздействующий на управляющий вход элемента Б коммутации цепей питания третьего канала, переводя тем самым этот канал в режим нагруженного резерва на первый вход элемента 8 четнертого канала, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логической 1, который, ноздейстнуя на управляющий вход элемента коммутации цепей накала четвертого канала, приводит к его срабатыванию, что переводит канал н режим облегченного резерва; на первый вход элемента 9 последующего канала, При.дальнейшем поступлении сигналов отказа работа устройства происходит аналогичным образом.

С каждым новым сигналом отказа занимается канал с более низшим приоритетом (т.е. резервный блок этого ка-40 нала), следующий канал .переводится в режим нагруженного резерва, последующий — в режим облегченного резерва, а нсе остальные остаются н режиме ненагруженного резерва. 45

Если при этом освобождается резернный блок более высокого приоритета, то работа устройства протекает следующим образом. Пусть заняты перный и второй кана-50 лы, т.е. резервные блоки этих каналов находятся в работе. При этом третий канал находится в нагруженном резерве, четвертый в облегченном, а все

55 последующие — в ненагруженном резерДопустим, что освобождается первый резервный блок. При этом он посылает сигнал освобождения канала с уровнем логической 1 » по информационному) входу 14 занятости первого канала на 60 нулевой вход триггера 3, который устанавливается в нулевое состояние, т.в. на его выходе устанавливается сигнал с урдвнем логического . 0 .

Этот сигнал поступает на нход эле- 65 мента б коммутации цепей источника сигнала первого канала, включая его и, тем самым, переводя первый канал н режим нагруженного резерва; на второй вход элемента 7 второго канала и на первый вход элемента 8 третьего канала, однако состояние выходов этих элементов не изменяется, так как на остальных входах продолжают действо" вать сигналы с уповнем логической 1,с выхода триггера 3 второго ка" нала1 на первый вход элемента И 9 третьего канала.

Несовпадение уровней снгналон на входах элемента 9 третьего канала приводит к изменению состоя -гия выхода этого элемента, гдв теперь уже действует сигнал с,уровнем логического 0 .

Этот сигнал поступает. на второй вход элемента 7 третьего канала, на первом входе которого также действует сигнал с уровнем логического 0 . с выхода триггера 3 этого канала, что приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ 7 сигнала с уровнем логического 0, который, поступая. на управляющий вход элементов 5 коммутации цепей питания третьего канала, выключает его, переводя этот ка" нал в режим облегченного резерва> на первый вход элемента ИЛИ 8 четвертого канала, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логического 0, который, воздействуя на управляющий вход элемента 4 коммутаций цепей накала этого канала, выключает его, переводя четвертый канал в режим ненагруженного резерва °

Состояния элементов последующих каналов не изменяются. Теперь при приходе очередного сигнала отказа происходит включение в работу свободного резервного канала, обладающего более высоким относительно других свободных резервных каналов приорите-. том, в данном случае первого, При . этом протекают процессы, аналогичные описанным.

Предлагаемое многоканальное рвзерниронанное устройство отличает наиболее полноЕ использование структурных возможностей резерна, что достигается динамическим включением резервных блоков. При этом все резервные блоки до включения в работу последовательно переходят из режима ненагруженного резерва н режим облегченного и далее в режим нагруженного резерва.

При этом сокращается непроизводительный расход ресурса резервных блоков (по сравнению со случаем их использования н нагруженном или облегченном резерве) и значительно сокращается время включения в работу (по сраннению со случаем йх использования н ненагруженном рвзерне), чем достигает. 1 042024 ся повышение надежности работы резервированной системы в целом.

Кроме этого, устройство обладает свойством адаптации к конкретным условиям работы, осуществляя переключе- 5 ние режимом работы резервных каналов в зависимости от реальной ситуации, учитывая состояния, в которых находятся все резервные элементы, каналы устройства, начиная с третьего, выполнены полностью идентичными, что легко позволяет наращивать устройство без дополнительных затрат оборудования, а также облегчает эксплуата цию и улучшает его ремонтопригодность;

1042024

Состанитель A.Ïëàêñ

Техред М. Костик Корректор О.Билак

Редактор М.Келемеш

Филиал ППП Патент,, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Закаэ 7129/49 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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