Резервированное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

982006 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150681 (21) 3300965/18-24 (54) м. Nn.

G 06 F 11/20

Н 05 К 10/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 151282, Бюллетень ¹46

Дата опубликования описания 15.12.82 (53) УДК 621. 374. .3(088.8) ««

« (72) Авторы изобретения

В. П. Ярошенко и Е. Ю. Кравченко (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и г1ожет быть использовано при разработке цифровых устройств и вычислительных машин с повышенными требованиями к надежности.

Известно резервированное устройство, содержащее три резервируемых блока, соединенных с мажоритарныгл 10 о блоком, источник разрешающего сигнала, выход которого соединен с соответствующими входагли ключевых элементов, и дополнительные ключевые через которые 3JIBMeHTEil И 15 подсоединены к элементу ИЛИ (1).

Недостаток устройства состоит в неполной определенности исправности канала и в том, что при последовательных отказах в двух каналах вероятность исправной работы всего устройства сохраняется лишь с вероятностью 0,5.

Наиболее близким техническим решением к изобретению яВляется резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, соединенные с индикаторагли отказов и мажоритарным элементогл, переключателЬ режима, управляющий вход которого через диф-, ференцирующую цепочку соединен с выходом счетного триггера, на вход которого через элемент ИЛИ поступают сигналы от индикаторов отказов. При отказе двух каналов переключатель режима отключает выход мажоритарного элеглента и подключит выход исправного канала. При последовательном поступлении двух сигналов от индикаторов отказа на выходе дифференцирующей цепочки появляется сигнал, устанавливающий переключатель режима в состояние, соответствующее отключенному мажоритарному элементу и подключенному исправному каналу (2 3.

Недостаток устройства состоит в тогл, что оно не может восстановить первоначальный принцип работы после отказа двух каналов даже в том случае, если отказы более не наблюдаются (самоустраняющиеся отказы). Кроме того, еслИ отказ в двух каналах наступит одноврегленно, то сигналы от индикаторов отказа воспримутся счетным триггером как один сигнал и не приведут К перестройке структуры устройства.

Цель изобретения — повышение надежности работы резервируемого устройства, в частности обеспечение воэможности восстановления работы

982006 устройства в мажоритарном режиме после исчезновения отказов хотя бы в одном из двух отказавших каналов и сохранения достоверной информации на выходе устройства при одновременном отказе двух каналов, Поставленная цель достигается тем, что резервированное устройство, содержащее индикаторы отказов, переключатель режима, элемент ИЛИ и первый и второй и третий резервируемый блоки, первые выходы которых соединены со входами первого мажоритарного элемента, содержит семь элементов И, элемент НЕ, элемент задержки, источник импульсов опроса и второй мажоритарный элемент, входы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и с единичными выходами соответствующих индикаторов отказов, а выход через четвертый элеглент И вЂ” с нулевым входом переключателя режима и через элемент НŠ— с первым входом пятого элемента И, подключенного выходом к единичному входу переключателя режима, нулевой выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, а единичный выход — со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И и со входами резервируемых блоков, вторые выходы которых соединены с единичными входами индикаторов отказов, а первые выходы — с третьими входами первого, второго и третьего элементов И, выход источника импульсов опроса соединен со вторыми входами чет вертого и пятого элементов И и через элемент задержки — со вторым входом шестого элемента И, связанного выходом с нулевыми входами индикаторов отказов, причем второй вход седьмого элемента и подключен к выходу первого мажоритарного элемента, а выходк первому входу элемента ИЛИ, соеди. ненного вторыми входами с выходами первого, второй и третьего элементов И.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Резервированное устройство содержит первый, второй и третий резервируемые блоки 1-3 (представляющие собой вычислительные машины), элемент 4 задержки, индикаторы 5-7 отказов, выполненные на триггерах исправности, элемент 8 НЕ, первый 9 и второй 10 мажоритарные элементы, первый 11, второй 12, третий 13, шес той 14, седьмой 15, пятый 16 и четвертый 17 элементы .И, переключатель

18 режима, элемент ИЛИ 19 и источник 20 опроса импульсов.

Для индикации исправной работы каналов используется то обстоятельство, что цифровая вычислительная машина по соответствующей программе выдает управляющие сигналы ва внешние устройства строго по времени.

Для этого в составе машины имеется устройство формирования временных интервалов, это же устройство может быть испОльзовано для формирования импульсов опроса, период следования которых равен периоду выдачи управляющих сигналов. Перед выдачей уп10

15 равляющих сигналов во внешние устройства просчитывается контрольный тест с последующей выдачей сигнала прохождения теста каждого канала на соответствующие индикаторы отказов

5-7 каналов, состояния которых определяют режим работы устройства.

Получив информацию об исправности, блоки 1-3 выдают код управляющего сигнала, который через элемент

65 (по большинству), элемент И 15 и элемент ИЛИ 19 поступает на выход устройства. Задержанный элементогл 4 сигнал поступает на вход элемента

И 14, а с выхода этого элемента— на нулевые входы индикаторов 5-7 и производит их сброс. Таким образогл, устройство возвращается в исходное состояние..

В случае отказа в двух каналах сигнал прохождения контрольного тесРезервированное устройство работает в двух решениях, нет отказов или отказ в одном резервируеглом блоке (блок неисправен или произошел сбой) и отказ в двух блоках (два блока неисправны, одновременные неисправность и сбой или сбой в двух блоках).

При наличии отказа в одном резервируемом блоке (или при отсутствии отказа) сигналы прохождения контрольного теста с выходов блоков 1-3 поступают в единичные входы индикаторов 5-7 соответственно и устанавливают их в единичное состояние (при одном отказавшем блоке в единичное состояние не будет установлен соответствующий индикатор отказа). При этом на выходе элемента 10 появится сигнал, соответствующий исправности большинства (или всех) резервируемых блоков и разрешит работу элемента И 17, одноврегленно запретит работу элемента И 16. Сигнал от ис40 точника 20 поступает на входы элементов И 17, 16 и на вход элемент 4, при этом элемент И 17 срабатывает и сбросит (или подтвердит сброс) переключатель 18. Сигнал нулевого

45 выхода переключателя 18 разрешит работу элементов И 14 и 15, одновременно сигнал единичного выхода этого переключателя запретит работу элементов И 11-13 и поступит в блоки

1-3, как сигнал исправности большинства (или .всех) каналов.

982006

Формула изобретения та поступает только из исправного канала, поэтому в единичное состояние установлен только один индикатор отказа (наприг1ер 5) канала, Так как единичные выходы индикаторов

5-7 соединены со входами элементов

И 11-13, соответственно, то на входе одного из элементов И (например на входе элемента И 11) появится разреша1ощий потенциал. На входе элемента 10 появится сигнал, соответствующий неисправности (два индикатора отказов 6 и 7 находится в состоянии соответствующему неисправности), который запретит работу элемента И 17 и разрешит работу элемента 15

И 16.

По приходу сигнала от источника

20 элемент И 16 срабатывает и сигналом, поступающим на единичный вход переключателя 18, устанавливает

его в единичное состояние. Сигнал с нулевого выхода переключателя 18 запрещает работу элеглентов И 14 и 15, тем самым запрещает сброс индикаторов 5-7 и блокирует работу элемента 9. С другой стороны сигнал с единичного выхода переключателя 18 поступает на входы элементов И 11-13 как разрешаюций и одновременно поступает на входы каналов, где воспринимается как сигнал прерывания.

Программа прерывания производит восстановление ячеек оперативной памяти отказавших каналов, повторный просчет контрольного теста а 35 при выходе из программы прерывания разрешается выдача кода управляющего сигнала во внешние устройства.

Так как выходы каналов соединены с входами элементов 11-13 соответственно, то код управляющего сигнала поступит на выход только через тот элеглент И, работа которого разрешена индикатором отказа (в приглере через элемент И 11) и далее через элемент ИЛИ 19.

Если в результате прерывания были восстановлены отказавшие ранее каналы (или один канал), то код управляюцего сигнала может поступить через все (или два) разрешенные элементы И 11-13 и элемент ИЛИ 19 на выход, так как в данном цикле выдачи управляющего сигнала переключатель 18 находится в единичном состоянии и блокирует работу элемента 9.

Сброс переключателя 18 при восстановлении каналов произойдет в следующем цикле выдачи и работа устройства в мажоритарном режиме восстано60 вится

Таким образом, резервиронанное устройство позволяет восстанавливать мажоритарный режим работы после отказа двух резервируемых блоков и последующем самоустранении хотя бы 65 одного из отказов, а также лишнего недостатков известных устройств, не реагирующих на совпадающие по времени отказы н двух блоках. Кроме того, при резерниронании цифровых вычислительных ма111ин с помощью предлагаемого устройства возможно восстановление работоспособности при наличии отказов в трех каналах одноврегленно, но при условии, что хотя бы в одном из каналов был отказ, носящий характер сбоя. Поиск исправного канала при этом осуществляется программными. средствами. Использование мажоритарного и логических элементов для управления переключением мажоритарного и одноканального режимов вместо счетного триггера с дифференцирующей цепочкой, предложенных в прототипе, значительно расширяет воэможности резервированного устройства с точки зрения сохранения работоспособности.

Резервиронанное устройство, содержащее индикаторы отказов, переключатель режима, элемент ИЛИ и первый, второй и третий резервируемый блоки, первые выходы которых соединенных со входами первого мажоритарного элемента, о т л и ч à ю ц е е с я теи, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит семь элементов И, элемент НЕ, элемент задержки, источник импульсов опроса и второй мажоритарный элемент, входы которого соединены с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и с единичными выходами соответствующих индикаторов отказов, а выход через четвертый элемент И с нулевыгл входом переключателя режима и через элемент НŠ— с первым входом пятого элемента II подключенного выходом к единичному входу переключателя режима, нулевой выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, а единичный выход — co вторыии входами первого, второй и третьего элементов И и со входами резервируемых блоков, вторые выходы которых соединены с единичными входами индикаторон отказов, а первые выходы — с третьими входами первого, второго и третьего элементов И, выход источника импульсов опроса соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов H и через элемент задержки — со вторым входом шестого элемента И, связанного выходом с нулевыии входами индикаторов отказон, причем второй вход седьмого элемента

И подключен к выходу первого мажоритарного элемента, а выход — к первому входу .элемента ИЛИ, соединенного

982006

Составитель В. Максимов

Редактор M. Товтин Техред К.Мыцьо Корректор С. Шекмар

Заказ 9713/69 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторыми входами с выходами. первого, второго и третьего элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 413484, кл. G 06 F 11/20, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 411455, кл. G 06 F 1.1/20, 1972.