Мажоритарное микропроцессорное устройство

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам повьшения надежности управляющих вычислительных машин. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит в каждом из трех каналов микроЭВМ 1, блок 2 ввода, блок 3 вывода, сдвиговьй регистр 4, элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки, элемент И 7 и общие для всех каналов узел 8 мажоритарного контроля, мажоритарньш элемент 9 и мультиплексор 10. Каждая микроЭВМ 1 выполняет алгоритм устройства по своей программе , получая также иьтульсы от внутреннего генератора. Исходные данные (Л

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (50 4 G 06 F 11/18

L

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СГНРЫТИЯ14

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4200669/24-24 (22) 27.02.87 (46) 15.01.89. Бюл. №- 2 (71.) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.М.Лисенков, Д .В.Шалягин, Г.А.Каэимов, П.Ф.Бестемьянов, И.И.Разинова, Д.В.Врубель и А.Б.Бесков (53) 681.32 (088.8)

I е (56) Коваленко Л.Е, и др. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. — Киев: Техника, 1986, с. 5-8.

Венер Л. Использование микроэлектроники в технике СЦБ и связи. - Железные дороги мира. ¹ 9, 1984, с. 35-37. (54) МАЖОРИТАРНОЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к уст" ройствам повышения надежности управляющих вычислительных машин. Цель изобретения — повышение надежности.

Устройство содержит в каждом из трех каналов микроЭВМ 1, блок 2 ввода, блок 3 вывода, сдвиговый регистр 4, элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки, элемент И 7 и общие для всех каналов узел 8 мажоритарного контроля, мажоритарный элемент 9 и мультиплексор 10. Каждая микроЭВМ 1 выполняет алгоритм устройства по своей программе, получая также импульсы от внутреннего генератора. Исходные данные

1451701 на микроЭВМ 1 поступают через блоки

2. ввода, а результаты выполнения алгоритма вьдаются через блоки 3 вывода. Вся программа работы каждой микроЭВМ разбита на отдельные участки, после выполнения которых результаты по шинам 13 микропроцессорного обмена поступают на остальные микроЭВМ

1, где производится их программное сравнение. Т.к. окончание выполнения участка программы для каждой микроЭВМ 1 различно, то каждая микроЭВМ при вьдаче результата одновременно вьдает сигнал готовности, который поступает на элементы ИЛИ 5 ° При этом сдвиговые регистры 4 соответствующего канала переходят в режим параллельной записи и в них записываются результаты выполнения .фрагмента программы. Кроме того, включаютИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам повышения надежности управляющих вычислительных машин.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит в каждом из трех каналов микроЭВМ 1, блок 2 ввода, блок .3 вывода, сдвиговый регистр

4, элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки и элемент И 7, а также общие для всех каналов узел 8 мажоритарного контроля, мажоритарный элемент 9 и мультиплексор 10. МикроЭВМ 1 соединены с соответствующими блоками 2 и 3, шинами 11 адресов и данных. К блокам

2 подключена входная шина 12 данных и выходные шины 13 микропроцессорного обмена блоков 3. Шины 13 подключены также к D-входам сдвиговых регистров

4. Две из шин 13 соединены с инфор-. мационными входами мультиплексора 10, 25 вход которого подключен к системному выходу 14 устройства. Блоки 2 и 3 всех каналов соединены между собой шинами 15. К блокам 3 подключен мажо- ритарный элемент 9, выход которого соединен. с адресным входом мультися элементы 6 задержки, запирающие элементы И 7. Благодаря этому на узел 8 на период вьдачи информации из микроЭВМ подается сигнал "0". Âðåмя вьдержки элементов 6 выбрано большим, чем максимальная разница во времени выполнения программ микроЭВМ. За это время все микроЭВМ должны обменяться результатами и записать их в сдвиговые регистры 4.

После окончания вьдержки времени элементов 6 все сдвиговые регистры 4 переходят в режим сдвига и записанные в них результаты через элемент

И 7 подаются на блок 17 аппаратного сравнения. Результаты сравнения выдаются на каждую микроЭВМ по соответствующим цепям и в виде сигнала "Тревога" — в цепь 16 управления. 1 ил., табл. плексора 10, В каждом канале выход разрешения записи блока 3 подключен к входу выбора режима сдвигового регистра 4 своего канала и через элементы ИЛИ 5, элементы 6 задержки и элементы И 7 всех каналов — к входам узла 8 мажоритарного контроля, выход

16 которого является выходом аварийного отключения устройства. Второй вход каждого из элементов И 7 соединен с выходом последнего разряда сдвигового регистра 4 своего канала.

Узел 8 содержит блок 17 мажоритарного контроля и генератор 18 тактовых импульсов. Выход генератора 18 явля ется тактовым выходом узла 8 и соединен с тактовыми входами блока 17 и сдвиговых регистров 4 соответственно.

Три выхода 19 блока t7 являются диагностическими для узла 8. Эти выходы подключены к соответствующим входам блока 2 ввода всех каналов.

Устройство работает следующим образом.

Каждая микроЭВМ 1 выполняет алгоритм устройства по своей программе, получая тактовые импульсы от внутреннего несинхронизированного с генераторами двух других микроЭВМ генератора. Исходные данные на микроЭВМ 1

1451701 либо одной или двух из них поясняется таблицей истинности. поступают через блоки 22 вода, а результаты выполнения алгоритма выдаются через блоки 3 вывода. Вся программа работы каждой микроЭВМ разбита на отдельные участки, после выполнения которых результаты по шинам 13 микропроцессорного обмена поступают на остальные микроЭВМ где производится их программное сравнение. Так как окончание выполнения участка программы для каждой из микроЭВМ 1 различно (их внутренние генераторы не синхронизированы), то каждая микроЭВМ при выдаче результата одновременно выдает сигнал готовности, который поступает на элементы ИЛИ 5. При этом сдвиговые регистры 4 соответстующего канала переходят в режим параллельной записи и в них записываются результаты выполнения фрагмента программы.

Кроме того, включаются элементы 6 задержки, запирающие элементы И 7.

Благодаря этому на узел 8 мажоритарного контроля на период выдачи информации из микроЭВМ 1 подается сигнал "0". Время выдержки элемента 6 выбрано большим максимальной разницы во времени выполнения программ микроЭВМ 1. 3а это время все микроЭВМ 1 должны обменяться результатами и записать их в сдвиговые регистры 4.

После окончания выдержки времени . элементов 6 все сдвиговые регистры

4 переходят в режим сдвига и записанные в них результаты через элементы И 7 подаются на блок 17 для аппаратного сравнения. Результаты сравнения выдаются на каждую микроЭВМ 1 пб соответствующим цепям и в виде сигнала "Тревога" — в цепь 16 управления.

Работа устройства для случаев исправных микроЭВМ и отказов. какой5

Формула изобретения

Мажоритарное микропроцессорное устройство, содержащее три канала, каждый иэ которых состоит из микроЭВМ, блока ввода и блока вывода, вхо пы и вьмоды которых соответственно соединены с микроЭВМ шиной адресов и данных, и общую шину входных данных, которая подключена к блокам вво15 да, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, . с целью повышения надежности, в него введены мажоритарный элемент, мультиплексор, узел мажоритарного контроля, один из выходов которого подключен к

20 выходу аварийного отключения устройства, а три диагностических выходак входам блоков ввода, соответствующие выходы которых соединены шинами с блоками вывода своего и двух других каналов, адресные выходы которых че- рез мажоритарный элемент подключены к адресному входу мультиплексора, а вьмодные шины двух из блоков вывода через мультиплексор — к информацион30 ному выходу устройства, и в каждый из каналов введены сдвиговый регистр, элемент ИЛИ, элемент И и элемент задержки, выходы разрешения записи блоков вывода всех каналов подключены

35 к входам выбора режима сдвиговых регистров своего канала и через.элементы ИЛИ всех каналов - к входам элементов задержки, выходы которых подключены к первым входам элементов И, 40 вторые входы которых соогвстственно соединены с выходами последнего разряда сдвиговых регистров„выходы эле- ментов И подключены к входам узла мажоритарного контроля, тактовый вы45 ход которого подключен к так овым входам сдвиговых регистров.

1451701

1. Все микроЭВМ исправны

Выходы узла 8

Входы элемента 9

Выход элемента 9

1-й

2-й

2-й

3-й

3-й канал канал канал канал канал

2. Отказ микроЭВМ 1-ro канала

О Х!

О

0 и »

3. Отказ микроЭВМ 2-го канала

1-й канал

О 0

3-й канал

О

4. Отказ микроЭВМ 3-ro канала!

1, Подключена магистраль

ЭВМ 1-го канала

5. Отказ микроЭВМ любых двух каналов

Составитель И.Алексеев

Техред А.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор И.Рыбченко

Заказ 7081/47 Тираж бб7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1-й канал

О О . О

L I Х

Сигнал аварии !

Х, Х, Х (Выход мультиплексора 10

Подключена магистраль

ЭВМ 1-ro канала

Подключена магистраль

ЭВМ 3-ro канала