Устройство для мажоритарного выбора сигналов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для работы в высоконадежных резервированных устройствах. Цель изобретения - повышение достоверности выдачи верного результата. Устройство содержит три регистра, три элемента сравнения, три элемента И, три элемента ИЛИ - НЕ, мажоритарный блок, мажоритарный элемент, три двухпозиционных переключателя. Сущность изобретения состоит в повышении достоверности выдачи абоненту верного результата за счет исключения возможности влияния ложного сигнала отказа одного из резервных блоков на формирование выходного кода. Если средства контроля одного из резервируемых блоков выдают сигнал отказа, а сам блок при этом выдает код, совпадающий с кодом одного из двух других каналов, то считается, что сигнал отказа был сформирован неверно. Сигнал отказа в этом случае игнорируется, регистр данного блока не переводится в нулевое (единичное) состояние и код, выдаваемый данным блоком, учитывается при формировании выходного кода. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для работы в высоконадежных резервированных устройствах.

Наиболее близким по достигаемому положительному эффекту к изобретению является устройство для мажоритарного выбора сигналов.

Недостатком данного устройства является низкая достоверность выдачи верного результата, которая определяется следующим. В устройстве предполагается, что сигналы контроля резервируемых блоков всегда выдают достоверную информацию о состоянии блоков. Однако необходимо учитывать, что и аппаратура диагностирования может отказывать, а следовательно, на входах контроля может появиться сигнал "отказ", когда соответствующий блок находится в исправном состоянии, и наоборот. Этот факт становится еще более очевидным, если учесть, что диагностирующая аппаратура может занимать до 30% объема оборудования вычислительного блока. В случае формирования одним из резервируемых блоков ложного сигнала "отказ" абонент может получить ложный сигнал (код).

Целью изобретения является повышение достоверности выдачи верного результата.

Сущность изобретения состоит в повышении достоверности выдачи абоненту верного результата за счет исключения возможности влияния ложного сигнала отказа одного из резервных блоков на формирование выходного кода.

Другими словами, если средства контроля одного из резервируемых блоков выдают сигнал отказа, а сам блок при этом выдает код, совпадающий с кодом одного из двух других каналов, то считается, что сигнал отказа был сформирован неверно. Сигнал отказа в этом случае игнорируется, регистр данного блока не переводится в нулевое (единичное) состояние и код, выдаваемый данным блоком, учитывается при формировании выходного кода.

На фиг.1 приведена функциональная схема заявляемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема мажоритарного блока.

Устройство (фиг. 1) содержит первый 1, второй 2 и третий 3 регистры, первый 4, второй 5 и третий 6 элементы сравнения, первый 7, второй 8 и третий 9 элементы И, мажоритарный элемент 10, мажоритарный блок 11, первый 12, второй 13 и третий 14 элементы ИЛИ-НЕ, информационные входы 15-17, входы 18-20 контроля, вход 21 синхронизации, информационный выход 22, первый, второй и третий двухпозиционные переключатели 23, 24, 25.

Мажоритарный блок 11 (фиг. 2) содержит коммутатор 26, дешифратор 27, мажоритарный элемент 28. Информационные входы блока 11 подключены к входам мажоритарного элемента 28 и к соответствующим входам коммутатора 26. Выход мажоритарного элемента 28 подключен к соответствующему входу коммутатора 26.

Регистры 1-3 предназначены для приема и хранения информации от соответствующих резервируемых блоков. Запись информации в регистры 1-3 осуществляется по заднему фронту импульсов с входа 21. В регистрах 1-3 имеются входы установки в нулевое и единичное состояние. Если переключатель 23(24, 25) стоит между выходами элемента И 7(8, 9) и входом R, то по приходе единичного сигнала все разряды регистра 1(2, 3) устанавливаются в нулевое состояние. Если переключатель 23(24, 25) стоит на входе S, то по единичному сигналу все разряды устанавливаются в единичное состояние.

Элементы 4-6 сравнения предназначены для сравнения кодов, выдаваемых резервируемыми блоками на входы 15-17. На элемент 4 сравнения поступают коды с входов 15, 16, на элемент 5 сравнения - с входов 16, 17 и на элемент 6 сравнения - с входов 15, 17. Таким образом, на элементах сравнения осуществляется попарное сравнение кодов от всех резервируемых блоков. На выходах элементов 4-6 сравнения появляются единичные сигналы в случае совпадения кодов. Работа элементов 4-6 сравнения разрешается только тогда, когда на входы 18-20 поступают сигналы отказа не более чем от одного отказавшего резервируемого блока.

Элементы И 7-9 предназначены для управления подачей сигналов на установочные входы регистров 1-3 соответственно. Разрешается проход сигналов отказа с входов 18-20 в случае, если в устройство поступило два таких сигнала, и в случае, когда в устройство поступил один сигнал отказа, но все коды, выдаваемые резервированными блоками, различные. В этом случае на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 будет единичный сигнал, который и открывает элементы И 7-9.

Мажоритарный элемент 10 предназначен для выдачи нулевого сигнала в случае, когда в устройство по входам 18-20 поступают два и более сигнала отказа каналов.

Мажоритарный блок 11 предназначен для выдачи достоверного кода на выход 22 в соответствии с управляющими сигналами, поступающими на его входы 23, 24. Код "ОО" соответствует мажоритарному режиму обработки сигналов, поступающих на информационные входы. Код "10" свидетельствует о том, что работоспособным остается только первый резервированный блок, а следовательно, его информацию необходимо выдавать на выход 22. Код "11" соответствует состоянию, когда работоспособен только второй блок, код "01" - третий резервируемый блок.

Элемент ИЛИ-НЕ 12 предназначен для выдачи единичного сигнала, когда из трех резервируемых блоков два отказали и один из них третий. Элемент ИЛИ-НЕ 13 предназначен для выдачи единичного сигнала в случае, когда из трех резервированных блоков два отказали и один из них первый. Элемент ИЛИ-НЕ 14 предназначен для выдачи единичного сигнала в случае, когда в устройство от резервируемых блоков поступают несовпадающие коды.

Устройство работает следующим образом.

В начальном состоянии регистры 1-3 обнулены, на входах 18-20 контроля нулевые сигналы, свидетельствующие о том, что резервируемые блоки исправны и находятся в работоспособном состоянии. На выходе мажоритарного элемента 10 единичный сигнал, который разрешает работу элементов 4-6 сравнения. На выходах элементов ИЛИ-НЕ 12, 13 также нулевые сигналы, которые поступают на управляющие входы мажоритарного блока 11. По нулевому коду мажоритарный блок 11 работает в режиме мажоритирования кодов, поступающих на его информационные входы.

Резервируемые блоки выдают информацию в виде параллельных кодов на входы 15-17. По заднему фронту синхросигнала с входа 21 эти коды записываются в соответствующие регистры 1-3. Кроме того, они поступают на входы элементов 4-6 сравнения, где попарно сравниваются.

Для параллельной работы устройства необходимо, чтобы коды на информационные входы 15-17 и сигналы контроля с входов 18-20 поступали в паузах между импульсами с входа 21.

При отказе одного из блоков соответствующий единичный сигнал появляется на одном из входов 18-20. Но если в устройство поступило два одинаковых кода, о чем свидетельствует единичный сигнал на выходе одного из элементов 4-6 сравнения, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 нулевой сигнал. Этот сигнал запрещает установку регистра отказавшего канала в нулевое (единичное) значение. Неверный код с выхода этого регистра маскируется мажоритарным блоком 11.

Если в устройство поступает три разных кода (например, один блок отказал, а другой дал сбой), то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 14 единичный сигнал. Этот сигнал открывает элементы И 7-9, и сигнал контроля отказавшего канала устанавливает соответствующий регистр в нулевое состояние (единичное). Устройство в этом случае на выходе 22 формирует выходной сигнал предпочтительного состояния, равный тому, который установлен на выходе регистра неработоспособного блока (если переключатель 23(24, 25) установлен между выходом элемента И 7 (8, 9) и входом R, то выходы регистра 1 (2, 2) устанавливаются в состояние "0", если переключатель установлен с выхода элемента И 7 (8, 9) на S вход регистра 7 (8, 9), то его разряды устанавливаются в состояние "1"). Таким образом, схема позволяет получить на выходе либо "0", либо "1", т.е. то предпочтительное значение, которое является менее опасным для данного конкретного объекта управления.

При появлении сигналов об отказе двух любых блоков на выходе мажоритарного элемента 10 появляется нулевой сигнал, который запрещает работу элементов 4-6 сравнения и открывает элементы ИЛИ-НЕ 12, 13. Если остается работоспособным первый блок, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 единичный сигнал, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 единичные сигналы. В случае отказа второго и первого блоков на выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 нулевой сигнал, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 - единичный. Управляющие коды, поступая на входы 29, 30 мажоритарного блока 11, переключают его из режима мажоритирования в режим коммутации на выход информационного сигнала исправного блока.

Таким образом, введение группы элементов сравнения позволяет не воспринимать ложный сигнал отказа, выдаваемый одним из резервируемых блоков.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЖОРИТАРНОГО ВЫБОРА СИГНАЛОВ, содержащее первый и второй элементы ИЛИ - НЕ, подключенные выходами соответственно к первому и второму управляющим входам мажоритарного блока, связанного первой, второй и третьей группами информационных входов с группой выходов соответственно первого, второго и третьего регистров, группы информационных входов которых являются соответственно первым, вторым и третьим информационными входами устройства, служащими для подключения информационных выходов резервируемых блоков, мажоритарный элемент, первый, второй и третий входы которого являются соответствующими контрольными входами устройства, служащими для подключения сигнальных выходов о работоспособном состоянии соответствующих резервируемых блоков, выход мажоритарного блока является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что в устройство введены три элемента сравнения, третий элемент ИЛИ - НЕ, три двухпозиционных переключателя и три элемента И, инверсный выход мажоритарного элемента связан с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ - НЕ и с входами разрешения сравнения первого, второго и третьего блоков сравнения, подключенных выходами равенства к соответствующим входам третьего элемента ИЛИ - НЕ, соединенного выходом с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, подключенных выходами к входам соответственно первого, второго и третьего двухпозиционных переключателей, каждый из которых связан первым и вторым выходами с установочными входами соответственно нулевого и единичного состояний соответствующего регистра, входы разрешения записи первого, второго и третьего регистров объединены и являются входом синхронизации устройства, первые группы информационных входов первого и третьего элементов сравнения объединены и являются первым информационным входом устройства, первая группа информационных входов второго блока сравнения и вторая группа информационных входов первого блока сравнения объединены и являются вторым информационным входом устройства, вторые группы информационных входов второго и третьего блоков сравнения объединены и являются третьим информационным входом устройства, инверсные входы первого и второго элементов ИЛИ - НЕ являются соответственно третьим и первым контрольными входами устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2