Устройство контроля и управления реконфигурацией

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3753? 12/24-24 (22) 07.06.84 (46) 23.02.86.Бюл. У 7 (72) В.Н.Середа, В.С.Харченко, Г.Н.Тимонькин, С.Н.Ткаченко и О.И.Плясов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 463972, кл. G 06 F 11/18, 1975.

Авторское .свидетельство СССР

9 411455, кл. С 06 F 11/18, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 1040632, кл. Н 05 К 10/00, 1982. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

И УПРАВЛЕНИЯ РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ, со- . держащее формирователь тестов, блок мажоритирования, блок сравнения, регистр контроля, регистр управления, первый — седьмой элементы И, причем выход "Эталон" формирователя тестов и выход блока мажоритирования соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первыми входами первого — четвертого элементов И,выход Тест формирователя тестов соединен с выходом "Тест" устройства, первый — третий информационные входы которого соединены соответственно с первым — третьим информационными входами блока мажоритирования, первый — четвертый выходы регистра управления соединены с вторыми входами соответственно первого — четвертого элементов И, выходы которых соединены с первым — четвертым информационными входами регистра контроля соответственно, пятый выход регистра управления и первый выход регистра (511 4 Н 05 К 10/00 G 06 F 11/18 контроля соединены с первыми входами пятого и шестого элементов .И соответственно, второй — четвертый выходы регистра управления соединены с первым — третьим управляющими входами блокамажоритирования соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит триггер, генератор импульсов, элемент ИЛИ, причем вход "Пуск" устройства и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход которого соединен с входом генератора импульсов, первый выход генератора импульсов соединен с первым синхровходом формирователя тестов, синхровходом регистра контроля и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым синхровходом регистра управления и первым входом .элемента ИЛИ, второй вход генератора импульсов соединен с вторым входом шестого и первым входом седьмого элементов И, а также с вторым синхровходом формирователя тестов, выход "Конец контроля которого соединен с третьим входом шестого и вторым входом седьмого элементов И, выход шестого элемента И соединен с вторым синхровходом регистра управления, пятый выход которого соединен с первым выходом Конец контро- . ля" устройства, первый выход регистра контроля соединен с инверсным входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым выходом

"Конец контроля" устройства и вторым входом элемента ИЛИ, второй — четвер1213554

2 тый выходы регистра контроля соединены соответственно с первым — третьим информационными входами регистра управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем,что формирователь тестов содержит счетчик адреса, блок памяти и регистр тестов, причем первый и второй синхровходы формирователя тестов соединены соответственно со счетным входом счетчика адреса и синхровходом регистра тестов, выходы "Эталон", "Тест" и

"Конец контроля" которого являются одноименными выходами формирователя, выход счетчика адреса соединен с входом адреса блока памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра тестов.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок мажоритирования содержит группу мажоритарных элементов, группу элементов ИЛИ, первую — третью группы элементов И . и элемент ИЛИ-НЕ,причем первый управляющий вход блока мажоритирования сое-, динен с первыми входами элементов . И первой группы и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управляющим", входом группы мажоритарных элементов, второй .управляющий вход блоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах для контроля резервируемых блоков и выбора работоспособной конфигурации.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— функциональная схема формирователя

° тестов,а на фиг. 3 - функциональная схема блока мажоритирования.

Устройство контроля и управления реконфигурацией (фиг. 1) содержит резервируемые блоки 1 - 3, формирователь 4 тестов, блок 5 мажоритиро5

15 ка мажоритирования соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первыми входами элементов И второй группы, третий управляющий вход блока мажоритирования соединен с третьим входом элемента ИЛИ-HE и первыми входами элементов И третьей группы, первый информационный вход блока мажоритирования соединен с первыми информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, второй информационный вход блока мажоритирования соединен со вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы, третий информационный вход блока мажорйтирования соединен с третьими информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с третьими входами элементов ИЛИ группы, выходы мажоритарных элементов группы соединены с четвертыми. входами элементов

ИЛИ группы, выходы которых соединены с выходом блока мажоритирования. вания, регистр 6 контроля, регистр

7 управления, блок 8 сравнения, триггер 9, генератор 10 импульсов, элементы И 11 — t7, элемент ИЛИ 18, вход 19 пуска, первый 20 и второй

21 выходы результатов контроля устройства, выходы эталонов 22 и тестов 23 формирователя 4 тестов, выходы 24 — 27 регистра 7 управления, выход 28 "Конец контроля" формирователя 4 тестов, а также первый

29 и второй 30 выходы генератора

10 импульсов. Выход 22 "Эталон" формирователя 4 тестов и выход блока 5 мажоритирования соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 сравнения, выход которого соединен с первыми входами

1213554 элементов И-11 — 14. Выход 23

"Тест" формирователя 4 тестов соединен с выходом тестов управления (входами резервируемых блоков 1-3) первый — третий информационные входы которого соединены соответственно с первым — третьим информационными входами блока 5 мажоритирования.Выхо. ды 24-27 регистра 7 управления соединены с вторыми входами элементов

И 11-14 соответственно выходы кото7 рых соединены с первым — четвертым информационными входами регистра 6 контроля соответственно. Пятый выход 20 регистра 7 управления и первый выход регистра 6 контроля соединены с первыми входами пятого

15 и шестого 16 элементов И соответственно. Второй 25 — четвертый

27 выходы регистра 7 управления соединены с первым — третьим управляющими входами блока 5мажоритирования соответственно. Вход 19 пуска устройства и выход элементаИЛИ 18 соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера 9, выход которого соединен с входом генератора 10 импульсов, Первый выход 29. генератора 10 импульсов соединен с первымвходом синхронизации формирователя 4 тестов, входом синхронизации регистра 6 контроля и вторым входом пятого элемента И 15, выход которого соединен с первым входом синхронизации регистра 7 управ ления и первым входом элемента ИЛИ 18.

Второй выход 30 генератора 10 импуль-. сов соединен с вторым входом шестого

16 и первым входом седьмого 17 элементов И, а также с вторым входом синхронизации формирователя 4 тестов, выход 28 "Конец контроля" которого соединен с третьим входом шестого

16 и вторым входом седьмого 17 элементов И. Выход шестого элемента И

16 соединен с вторым входом синхронизации регистра 7 управления, пятый выход которого соединен с первым выходом 20 "Конец контроля" устройства. Первый выход регистра контроля соединен с инверсным входом седьмого элемента И 17, выход которого соединен с вторым выходом 21 "Конец контроля устройства и вторым входом элемента ИЛИ 18. Второй — четвертый выходы регистра 6 контроля соединены с первым — третьим информационными входами регистра 7 управления соответственно.

Формирователь 4 тестов (фиг. 2) содержит счетчик 31 адреса, блок 32 памяти (ПЗУ) и регистр 33 тестов.

Первый и второй входы синхронизации

5 формирователя 4 тестов соединены соответственно со счетным . входом счетчика 31 адреса и входом синхронизации регистра 33 тестов, выходы "Эталон", "Тест" и "Конец контроля" которого являются выходами 22, .23 и 28 соответственно "Эталон"

"Тест" и "Конец контроля формирователя 4 тестов соответственно. Выход. счетчика 31 адреса соединен с входом адреса блока 32 памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра 33 тестов.

Блок 5 мажоритирования (фиг. 3) содержит группу 34 мажоритарных эле20 ментов, группу 35 элементов ИЛИ, группу 36-38 элементов И и элемент

ИЛИ-НЕ 39. Первый управляющий вход

25 блока 5 мажоритирования соединен с первыми входами элементов И первой группы 36 и элемента ИЛИ-НЕ 39, выход которого соединен с управляющим входом группы 34 мажоритарных элементов. Второй управляющий вход

26 блока 5 мажоритирования соединен

ЗО с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 39 н первыми входами элементов И второй группы 37. Третий управляющий вход

27 блока 5 мажоритирования соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 39 и первыми входами элементов И третьей группы 38. Первый информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с первыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и .

40 вторыми входами элементов И первои . группы 36, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ. группы 35. Второй информационный вход блока. 5 мажоритнрования соеди45 нен с вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и вторыми входами элементов И второй группы 37, выходы которых соединены с вторыми входами элементов о ИЛИ группы 35. Третий информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с третьими информационными входами мажоритарных элементов груп-. пы 34 и вторыми входами элементов

И третьей группы 38,. выходы которых соединены с третьими входами элементов ИЛИ группы 35. Выходы мажоритарных элементов группы 34 соецинены

1213554 с четвертыми входами элементов ИЛИ группы 35, выходы которых соединены с выходом блока 5 мажоритирования.

Формирователь 4 тестов (фиг. 2) предназначен для формирования тестсигналов на объекты контроля, эталон-, ных реакций .и сигнала конца контроля.

На входы формирователя 4 тестов подаются тактовые импульсы с выходов

29 и 30 генератора 10. По первому 10 тактовому импульсу в счетчик 31 адреса записывается единица. Полученный при этом единичный набор с его выхода поступает на .адресный вход

ПЗУ 32 предназначенный для хранения 15 программы тестового контроля. ПЗУ 32 разделено на зоны хранения тест-сигналов эталонных реакций и микрооперации конца контроля. Оно представляет собой запоминающее устройство статического типа. Информация, считанная из ПЗУ 32, поступает на Пвход регистра 33, предназначенного для приема, хранения и выдачи.информации. Запись информации в регистр

33 осуществляется по заднему фронту тактового импульса, поступающего на С-вход регистра 33 с выхода 30 генератора 10. Тест-сигналы поступают на вход 23, эталонные реакции — ЗО на в ход 22, а сигнал конца команды — на выход конца команды формирователя 4.

Счетчик 31 имеет коэффициент пересчета, равный длине тестовой последовательности, после считывания которой очередным импульсом, поступившим на вход +1, возвращается в исходное состояние.

Блок 5 мажоритирования (фиг. 3) предназначен для мажоритарной обработки сигналов, выдаваемых резервируемыми блоками 1-3, либо для подключения на выход работоспособных резервируемых блоков в соответ- 45 ствии с управляющими сигналами, поступающими на его управляющие входы с выходов 25-27 регистра 7 управления. Выходные сигналы резервируемых блоков 1-3 поступают на входы групп элементов И 36 — 38 соответственно, а также на входы группы 39 мажоритарных элементов. Если все управляющие сигналы с выходов 25-27 регистра 7 равны нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 39 формируется единич ный сигнал, разрешающий функционирование группы 34 мажоритарных элементов, В результате этого на выход блока 5 через группу 35 элементов

ИЛИ поступают только выходные сигналы, формируемые группой 34 мажоритар ных элементов.

Если один из управляющих сигналов равен единице, то через элемент

ИЛИ-НЕ 39 он запрещает функционирование группы 34 мажоритарных элементов и разрешает через соответствующую группу 36 и 37 элементов И и группу 35 элементов ИЛИ подключение выхода блока 5 к выходу одного из резервируемых блоков (1-3).

Регистр 6 контроля предназначен для запоминания результатов контроля. Первый разряд регистра 6 предназначен для запоминания результатов контроля резервированной системы в мажоритарной конфигурации,а второй— четвертый разряды - для запоминания результатов контроля резервируемых блоков 1-3 соответственно. Регистр построен на синхронных RS-триггерах.

Запись информации в регистр 6 осуществляется по заднему фронту тактового импульса с выхода 29 генера- тора 10. Информация о результатах контроля поступает на S-входы соответствующих разрядов регистра 6 через элементы И 11-14, которые управляются выходными сигналами регистра

7 управления.

Регистр 7 управления предназначен для формирования сигналов, управляющих блоком 5 мажоритирования и элементами И 11-15. Он задает последовательность проверки резервированной системы, управляет записью результатов контроля в регистр 6 и управляет конфигурацией резервированной системы по результатам ее контроля. Регистр 7 построен по схеме регистра сдвига, имеющего входы параллельной записи информации.

Запись информации во второй — четвертый разряды регистра 7 осуществляется через входы D 2 — D 4 этик разрядов по заднему фронту синхроимпульса, поступающего на вход С1 с выхода элемента И 15. Сдвиг числа, записанного в регистре 7, осу.ществляется по заднему фронту синхроимпульса, формируемого элементом

"И 16 и поступающего на вход С2. Выходы 24- 27 регистра 7 являются выходами первого — четвертого разрядов соответственно. Выход пятого разряда подключен к выходу 20 устройства. При начальной установке второй — пятый разряды регистра устанавливаются в ноль, а первый разряд — в единицу (цепи и входы начальной установки регистра 7 условно не показаны) °

Блок .8 сравнения предназначен для сравнения выходных сигналов резервированной системы с эталоном.

При совпадении реакции системы с эталоном на его инверсном выходе формируется нулевой сигнал, а в противном случае - единичный.

Триггер 9 предназначен для управления генератором 10 импульсов. Он срабатывает по сигналу пуска, поступающего на вход 19 устройства и единичным выходным сигналом разрешает работу генератора 10. В исходное состояние триггер 9 возвращается сигналами с выхода элементов И 15 и 17, которые поступают на его

-вход через элемент. ИЛИ 18 и соответствуют концу цикла контроля.

Генератор 10 импульсов формирует две последовательности сдвинутых друг относительно друга синхроимпуль сов, обеспечивающих синхронизацию работы устройства. Он работает только при едничном сигнале íà его управляющем входе.

Элемент И 15 формирует импульс, который в конце цикла контроля осуществляет запись его результатов в регистр 7 и останавливает работу устройства, возвращая в исходное состояние триггер 9.

Элемент И 17 формирует сигнал об окончании цикла контроля, который возвращает в исходное состояние триггер 9 и поступает на выход 21 устройства, сигнализируя об окончании цикла контроля и правильной работе резервируемой системы в мажоритарной конфигурации.

Элемент И 16 формирует сигнал сдвига на вход С2 регистра 7 при окончании очередного цикла контроля.

Устройство контроля и управления реконфигурацией работает следующим образом.

В исходном состоянии все элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии, за исключением младшего разряда регистра 7, в результате чего на выход 24 регистра 7 поступает единичный сигнал (цепи установки в исходное состояние условно не показаны).

213554

Работа устройства начинается после поступления на вход 19 устройства сигнала "Пуск", по которому тригер 9 переключается в единичное состояние и запускает генератор 10 импульсов.

Так как на входы блока 5 мажоритирования поступают нулевые сигналыс выходов

25-27 регистра 7, блок 5 реализует функцию мажоритирования выходных сигналов резервируемых блоков 1-3.

Таким образомфунционирование устройства начинается с контроля правильности функционирования резервированной системы в мажоритарной конфигурации. Это первый режим рабо- . ты устройства, Первый тактовый. импульс с выхода

30 генератора 10 поступает на вход формирователя 4 тестов и по его задне20 му фронту в регистр 33 (фиг. 2) записывается первая тестовая команда, которая хранится в блоке 32 памяти по нулевому адресу. В результате этого на входы резервируемых блоков 1-3 с выхода 23 формирователя 4 поступает тест и реакция резервируемых блоков

1-3 после мажоритирования в блоке 5 подается на вход блока 8 сравнения..

Одновременно с выхода 22 формирователя 4 на другой вход блока 8подается эталонная реакиця ° Если сформированный блоком 5 и эталонный сигналы совпадают, то на инверсном выходе 8 формируется нулевой .сигнал (в противном случае — единичный), который

35 поступает через открытый элемент

И 11 на вход St регистра 6.

После этого на выходе 29 генератора 10 формируется первый тактовый

40 импульс, сдвинутый относительно импульса на выходе 30 на время, необходимое для формирования реакции на первый тест и поступления сигнала с выхода блока 8 на вход S1 регистра 6. Этот тактовый импульс

45 своим задним фронтом записывает;единицу в разряд $1 регистра 6, если реакция неверна, или ноль, если система исправна. Одновременно по заднему фронту этого же импульса в 0 счетчик 31 (фиг. 2) добавляется единица, и из блока 32 памяти считывается очередная тест-команда.

Затем, по очередной паре тактовых импульсов с выходов 30 и 29 генера55 тора 10 в регистр 33 записывается считанная из блока 32 тест-команда, а в разряд S1 регистра 6 записывается единица, если .реакция резерви1213554 рованной системы неверна. В противном случае разряд $1 регистра 6 остается в предыдущем состоянии.

В дальнейшем устройство работает аналогично описанному до тех пор, пока из блока 32 памяти формирователя 4 считывается в регистр 33 последняя тест-команда., В отличие от предыдущих тест-команд она содержит микрооперацию "Конец контроля", по которой устанавливается в единичное состояние младший разряд регистра 33 и на выходе 28 формирователя 4.появляется единичный сигнал, который поступает на входы элементов И 16 и 17. Очередной тактовый импульс с выхода 29 генератора 10 записывает в единицу в разряд 81 регистра 6, если реакция системы на последний тест неверна, и возвращает в нулевое состояние счетчик 31.

Если контролируемая система, состоящая из резервируемых блоков

i-3 и блока 5 мажоритирования, исправна в мажоритарной конфигурации, то в разряде S1 регистра 6 записывается ноль, и выходным сигналом этого разряда элемент И 16 закрывается, а элемент И 17 открывается.

Тогда очередной импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент

И 17 на выход 21 устройства, сигнализируя о конце контроля и исправности системы в мажоритарной конфигурации, и на .вход R-триггера 9, прекратив работу устройства. . Если же система неисправна, то на одной из тест-проверок в разряд Si регистра 6 записывается единица, и единичный сигнал с выхода этого разряда закрывает элемент

И 21 и открывает элемент И 16. Тогда импульс с выхода 30 генератора

10 проходит через элемент И 16 на вход С 2 регистра 7 и сдвигает единицу из первого разряда во второй.

Одновременно он записывает в регистр

33 первую тест-команду . На выходе

25 регистра 7 появляется единичный сигнал, который открывает элемент

И 12 и переключает блок 5 мажоритирования в режим, при котором выход резервируемого блока 1 подключается к входу блока 8 сравнения. Таким образом, устройство переходит во

1О

55 второй режим — режим контроля резервируемого блока 1.

Работа устройства в этом режиме аналогична описанному с той разницей, что результат контроля записывается в разряд S2 регистра 6. В последней тест-команде : выдается сигнал конца контроля, который открывает элемент И 16 (элемент И 17 закрыт единичным сигналом с выхода разряда

81 регистра 6), очередной тактовый импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 16 на вход С 2 регистра 7 и сдвигает находящуюся в нем единицу в третий разряд. На выходе 26 регистра 7 появляется единичный сигнал, который переводит устройство в третий режим— режим контроля резервируемого блока

После проверки работоспособности блока 2 устройство переключается в режим контроля блока 3 (четвертый режим). По окончании этого режима в регистре 6 (разряды S2 — 84)содержится информация об исправности всех трех резервируемых блоков. После появления сигнала конца контроля, ча выходе 28 формирователя 4 очередной импульс с выхода 30 генератора

10 проходит через элемент И 16 и сдвигает единицу в последний пятый разряд регистра 7. С его выхода единичный сигнал поступает .на выход

20 устройства, сигнализируя о конце контроля и выходе системы из мажоритарной конфигурации . Одновременно этот сигнал открывает элемент И 15, и очередной импульс с выхода 29 генератора 10 проходит через элемент

И 15 на вход Cf регистра 7 и вход триггера 9. В результате этого в регистр 7 переписывается из регистра 6 инверсный код, который определяет настройку блока 5, которая обеспечивает работоспособное состояние резервируемой системы, а триггер 9 возвращается в исходное состояние и прекращает работу устройства.

Использование изобретения позволяет повысить оперативность контроля и экономичность устройств осуществляющих проверку и управление реконфигурацией резервированных систем.

1213554

1213554

27Ж 2f

Составитель В.Максимов

Редактор О.Головач Техред О.Ващишина Корректор М.Самборская

Закаэ 787/62 Тираж 767 .Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий "

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

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