Мажоритарно-резервированное устройство с контролем резервируемых блоков

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к средствам контроля логических устройств. С целью расширения области применения устройство содержит группы 2-1, 2-2, 2-3 элементов И, дешифратор 3, первый элемент ИЛИ 10, группу 16 элементов ИЛИ, мажоритарные элементы 8 и 12, соединенные с первым, вторым и третьим резервируемыми блоками 4-1, 4-2, 4-3, синхровходы которых объединены между собой, причем выход элемента И первой группы 2-1 подключен к входу первого резервируемого блока 4-1, три элемента 1-1, 1-2, 1-3 коммутации, четыре шинных формирователя 5,6-1,6-2, 6-3, блок 9 контроля выходных данных, блок 11 контроля синхронности сигналов "Ответ", блок 13 контроля синхронности запросов прерывания, элемент 15 задержки, регистр 14 неисправностей, формирователь 7 сигнала готовности к работе с ЭВМ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИН (19) (11) Ai.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Шона гагпаанасти

Шона се ьмага ара ню запроса прерыбаная (1)аг,! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4277376/24-24 (22) 06.07.87 (46) 07.02,90. Бюл. 11- 5 (72) Г.А.Исаев и А.И.Пономарев (53) 62-5.621.3. 19(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

h» i 1 17643, кл. С 06 F 11/26, 1984.

Авторское свидетельство СССР

9 1261487, кл . G 06 F 11/ 18, 1986. (54) MNKOPHTAPНО-PE3EPВИРОВАННОЕ

УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛЕМ РЕЗЕРВИРУЕМЫХ БЛОКОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам контроля логических устройств. С целью расширения области применения устройство содержит группы 2. 1 — 2.3 элементов И, дешифра(51) 5 G 06 F 11/18 Н 05 К 10/00

2 тор 3, первый элемент ИЛИ 10, . груп- пу 16 элементов ИЛИ, мажоритарные элементы 8 и 12, соединенные с первым, вторым и третьим резервируемыми блоками 4.1 — 4.3,синхровходы которых объединены между собой, причем выход элемента И первой группы 2;1 подключен к входу первого резервиру емого блока 4.1, три элемента 1,,1

1,3 коммутации, четыре шинных формирователя 5 и 6. 1 — 6;3, блок 9 контроля выходных данных, блок 11 контроля синхронности сигналов .Ответ

Il н блок 13 контроля синхронности запросов прерывания, элемент 15 задержки, регистр 14 неисправностей, формиро- и ватель 7 сигнала готовности к рабо" те с ЭВМ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил .

1541609

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам -контроля логических устройств.

Цель изобретения — полнота конт5 роля и распирение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности режима самоконтроля. .На фиг.1 представлена блок-схема 1О устройства; на фиг.2 — функциональная схема формирователя готовности; на фиг.3 — функциональная схема блока контроля синхронности сигналов Ответ"; на фиг.4 — временная диаграмма работы формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ при отсутствии сигналов "Ответ" от мажоритарно-резервированных блоков; на фиг.5 — то же„ при наличии сигнала

"Ответ" от мажоритарно-резервированных блоков.

Устройство (фиг,1) состоит из эле- ментов 1.1-1.3 коммутации, группы

2.1-2.3 элементов И, дешифратора 3 25 резервируемых блоков 4. 1-4.3, шинных формирователей 5 и 6.1-6.3, фор-! мирователя 7 сигнала готовности к работе с ЭВМ, мажоритарного элемента

8, блока 9 контроля синхронности,выходных данных, элемента ИЛИ 10, блока

11 контроля синхронности сигналов, "Ответ", мажоритарного элемента 12, блока 13 контроля синхронности запросов прерывания, регистра 14 неис правностей, элемента 15 задержки и группы 16 элементов ИЛИ.

Формирователь 7 сигнала готовности к работе с 3BN (фиг,2) содержит элемент ИЛИ 17, элемент И 18, элемент 19 задержки, элемент ИЛИ 20, триггеры 21 и 22 и индикатор 23.Формирователь 7 сигнала готовности к работе с ЗВИ предназначен для выдачи сигнала по шине Готовность" при отсутствии сигнала "Ответ" от резервируемых блоков через время 5 мкс (определяемое элементом задержки) после прохождения назна- енного времени появления сигнала. "Ответ".

Блоки 9, 11 и 13 контроля синхронности (фиг.3) содержат элементы 24.124.3 сравнения,при этом входы А элементов сравнения подключены к входу

4 контроля синхронности блока, а входы В элементов 24.1-24.3 сравнения

55 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элементов сравения, выходы которых подключены к выходу блока контроля сихронно— сти. Блоки 9, 11 и 13 предназначе— ны для определения рассогласования во времени выходных сигналов между резервируемыми блоками. Формирователь 7 содержит элемент 25 задержки.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подключается между

ЭВМ, работающей в интерфейсе .связи, и резервируемыми блоками, работающими синхронно по трем каналам в том же интерфейсе. Устройство размножает канал связи с ЗВМ в три синхронных канала в сторону резервируемых блоков, объединяет три канала связи от резервируемых блоков в один в сторону ЭВМ и при этом контролирует синхронность выходных сигна лов резервируемых блоков с зацанным допуском на рассогласовании каналов. При этрм информация о неисправностях или рассогласовании каналов связи записывается в регистр 14, который при записи хотя бы одной неисправности выставляет седьмой уро-вень запроса прерывания в интерфейс связи с ЭВМ для организации чтения регистра 14 электронно-вычислительной машиной.

Код адреса (фиг,1) из одноканальной шины адреса интерфейса связи поступает на три группы элементов И

2.1-2.3, которые размножают шину адреса в три синхронные шины адреса, по которым коды адресов синхронно поступают на: входы резервируемых блоков 4.1-4.3.

В режиме "Вь1вод" код данных нз одноканальной двунаправлечнок шины данных интерфекса связи, ". огровождаемый сигналом нВывод по пине управления интерфейса связи, поступает на вход-выход формирователя 5, с выхода которого по фронту сигнала

"Вывод код данных приходит на входы шинных формирователей 6.1-6.3, которые размножают шику данных в три синхронных канала шин данных. По фронту сигнага "Вывод коды данных проходят синхронно через входы-выходы шинных формирователей 6.1-6,3. на двунаправг..еннь .е пины данных соответствующих каналов резервируемых блоков 4.1-4.3, которые выставляют сигнал Ответ на вторых выходах что является признаком тога что коды

15 данных приняты. Сигналы Ответи по ступают на входы элемента ИЛИ 10, с выхода которого обобщенный сигнал

"Ответя поступает на четвертый вход формирователя 7 (фиг.2). В этом случае работа формирователя 7 поясняется временной диаграммой (фиг.5). В формирователе сигнал "Ответ" поступает на вход элемента ИЛИ 20, с выхода которого сигнал поступает на Rвходы триггеров 21 и 22, сбрасывая ,их прямые выходы в нуль. При этом на шине готовности интерфейса свяlI II зи устанавливается сигнал Готов уровнем логической "1". Точно также сигнал "Готов" устанавливается на шине готовности по сигналу "Сброс" шины управления интерфейса связи, приводящему формирователь готовности в исходное состояние. Так как на выходе триггера 22 присутствует сигнал логического "0", индикатор

23 не светится.

В режиме "Ввод" (фиг.1) по шине управления из интерфейса связи HK

1 выставляется сигнал "Ввод", поступающий на входы резервируемых блоков 4,1-4.3, которые синхронно выставляют коды данных на входах-выll Il ходах по фронту сигнала Ввод

Коды данных поступают на входы-выходы шинных формирователей 6. 1

6.3. По фронту сигнала "Ввод" коды данных проходят на выход шинных формирователей 6.1-6.3 и на вход мажоритарного элемента 8, объединяющего три синхронных канала кодов данных в один Ito принципу "два из трех" и передающего на группу входов элемента ИЛИ 16. С группы выходов элемента ИЛИ 16 код данных приходит на вход шинчого формирователя 5 и по фронту сигнала "Ввод" поступает на шину данных интерфейса связи. При выдаче кода данных из резервируемых блоков 4.1-4.3 на вторых выходах указанных блоков выставляется сигнал Ответ", подтверждающий достоверность данных и устанавливающий, н как описывалось выше, сигнал Готов" на шине готовности интерфейса

41609 связи, fl и

При отсутствии сигналов Ответ на вторых выходах резервируемых блоков 4. 1-4.3 работа формирователя 7 поясняется временной диаграммой (фиг.4). При наличии признаков обращения к резервируемым блокам 4.1—

4.3 по интерфейсу связи в четвертом или шестом разряде шины данных присутствует сигнал уровня логической

"1", поступающий на первый или второй вход элемента ИЛИ 17 (фиг.2), с выхода которого сигнал логического

"0" поступает на первый вход эле-мента И 18. При наличии сигнала

"Синхро Ф1" уровнем логического

"0 в шине управленчя интерфейса связи на втором входе элемента И 18 сигнал логической "1" гроходит. на вход элемента 19 и S-вход триггера

21. На инверсном выходе триггера 21 и шине готовности устройства устанавливается сигнал Не готов низким уровнем., Одновременно на прямом выходе триггера 21 устанавливается сигнал высокого уровня, поступающий íà D-вход триггера 22 через элемент 25 задержки. Элемент 19 задержки по фронту сигнала на входе запускается и через 5,0 мкс HB вы;тоде элемента 19 задержки появляется фронт сигнала, который с выхода поступит на С-входы триггеров 21 и 22.

По фронту сигнала в триггер 21 запишется логический "0 и на инверсном выходе триггера 21 и на шине гстовности устройства устанавливается сигнал "Готов" BblcoKQI 0 уровня. На выходе триггера 22 при этом появляется логическая "1" и светится индикатор 23, сигнализирующий об отсутствии сигналов "Ответ" от резервируемых блоков 4.1-4.3. Сигналы запросов прерываний с выходов резерви-. руемых блоков 4.1-4.3 (фиг.1) синхронно поступают на входы мажоритар- ного элемента 12, с выхода которого сигналы запросов прерывания поступают на шину запросов прерывания интерфейса связи.

При наличии неисправностей или временных рассогласований между выходными сигналами мажоритарно-резервируемых блоков 4. 1-4.3 устройство работает следующим образом.

Коды данных, приходящих с выходов шинных формирователей 6.1-6.3 на входы мажоритарного элемента 8, поступают также на первый, второй и третий входы блока 9, а на четвертый вход блока 9 приходит мажоритарный код данных. В блоке 9 происходит сравнение кодов данных каждого из шинных формирователей 6. 1-6.3 с мажоритированным кодом данных с выхо154t609

15

25

35

45

50 да мажоритарного элемента 8. При наличии временного рассогласования между кодами данных на выходах шинных формирователей 6.1-6.3 и мажо-. ритированными сигналами неисправности выдаются с выхода блока 9 на установочный вход регистра 14 неисправностей.

Аналогично происходит анализ синхронности и исправности каналов мажоритарно-резервированных блоков

11 п по сигналам Ответ и запросам прерывания. Анализ сигналов "Ответ" производится в блоке 11, сигналов запросов прерывания в блоке 13. С выходов блоков 11 и 13 сигналы неисправностей поступают в другие установочные входы регистра 14 неисправностей соответственно.

Запись неисправностей в регистр

14 производится по фронту сигнала, Поступающего на тактовый вход регистра 14 неисправностей с выхода эле1 ента 15 задержки. Элемент 15 заПускается сигналом "Ответ", посту1 ающим íà его вход, и задерживает

1 момент записи неисправностей в регистр 14 на время, равное периоду сннхрочастоты 12, для исключения

Записи незначительных рассогласований между сигналами, определяемыми . различием параметров цифровых микросхем. При записи хотя бы одной неисправности в регистр 14 по фронту сигнала записи регистр неисправности выставляет запрос прерывания на втором выходе. С второго выхода регистра 14 запрос прерывания постуает на шину седьмого уровня запроов прерывания элементов 1 коммутации (интерфейса связи) .При обращении к регистру 14 неисправностеи со стороны элементов 1 коммутации (интерфейса связи) на шине адреса находится код адреса регистра 14.

Код адреса поступает на вход дешифратора 3. При,наличии кода РР, на входе дешифратора 3 и сигнала "Ввод" на синхровходе дешифратора 3 на его выходе появляется сигнал Ч1,РЕГ.НЕИСПР, приходящий на пятый вход регистра 14 неисправностей, с выхода которого байт неисправностей поступает на группу 16 элементов ИЛИ. С выхода группы 16 элементов ИЛИ байт нЕиспраВностей поступает на вход шинного формирователя 5 и по сигналу "Ввод",байт неисправностей передается с входа/выхода шинного формирователя 5 в шину данных элементов 1 коммутации (интерфейса связи

ИК). При этом сигнал "Ответ" вырабатывается формирователем готовности (фиг.2) через 5,0 мкс после прихода фронта сигнала "Ввод".

Невыявление неисправностей при проверке резервируемых блоков 4.1

4.3 может быть результатом неисправности самого устройства, т.е, невыполнения им своих основных функций.

Для осуществления самоконтроля устройства в его состав введены элементы 1. 1-1.3 коммутации, которые позволяют производить блокировку каналов, имитируя тем самым неисправность одного из резервируемых блоков 4.1-4.3.< При этом замыканием .! одного из элементов 1.1-1.3 коммутации блокируется выдача кодов адреса с выходов одного из элементов

И 2.1-2.3 на вход одного из резервируемых блоков 4.1-4,3. При этом выходные сигналы будут поступать из двух резервируемых блоков в устройство. Информация о неисправности одного канала будет поступать в регистр 14 неисправности и. далее в интерфейс связи.

Блоки 9, 11 и 13 содержат по три элемента 24 сравнения (фиг.3) . На входы А элементов 24 сравнения поступают мажоритированные или обобщенные сигналы. На входы В элементов 24 сравнения приходят сигналы соответствующих каналов с первого, второго и третьего входов данного блока.

Производится сравнение сигналов на.входах А и В и при несовпадении сигналов на входах, на выходах элементов 24 сравнения появляются сигналы неисправностей, которые собираются в шины неисправностей блоков 9, 11 и t3 (фиг. l) Шины неисправностей блоков соециняются с соответствующими установочными входами регистра 14 неисправностей.

Использование изобретения позволит производить проверку функционирования высоконадежных трехканальных мажоритарно-резервированных блоков, используя для этой цели одну 3BN, работающую в интерфейсе

ИК 1. Наличие в устройстве программно-доступного для чтения регистра неисправностей позволяет с помощью

1541609

ЭБХ получать информацию о неисправностях проверяемых мажоритарно-резервированных блоков. Наличие в устройстве формирователя готовности по-5 зволяет во время проверки мажоритарно-резервированных блоков исключить переход ЭВМ в режим бесконечного ожидания сигнала "Готов". Наличие в устройстве блокировок каналов позволяет проконтролировать само устройство. Таким образом, использование изо бретения позволит проводить полную и автоматическую проверку мажоритарно-резервированных блоков. 15

Формула изобретения

1. Мажоритарно-резервированное устройство с контролем резервируемых блоков, содержащее первую группу элементов И, дешифратор, элемент

ИЛИ, группу элементов ИЛИ и первый мажоритарный элемент, первая, вторая и третья группы входов, первый, второй и третий входы соединены с группами выходов первого, второго и .третьего резервируемых блоков, синхровходы которых объединены, группа выходов элементов И первой груп- 30 пы подключена к группе входов первого резервируемого блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью полноты контроля и расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения воэможности режима самоконтроля, оно содержит первый, второй и третий элементы коммутации, вторую и третью группы элементов И, первый, второй, третий

40 и четвертый шинные формирователи, второй мажоритарный элемент, блок контроля синхронности выходных данных, блок контроля синхронности сигналов Ответ, блок контроля синхрон- 45 ности запросов прерывания, элемент задержки, регистр неисправностей и формирователь сигнала готовности к работе с ЭВМ, группа входов элементов всех групп И и группа входов дешифратора соединены с шиной адреса устройства, первая-третья группы входов блока контроля синхронности прерывания запросов соединены с группами выходов первого, третьего резервируемых блоков соответственно, вторые входы элементов всех групп И подключены к выходам соот* ветствующих элементов коммутации, входы которых соединены с общей и.иной, выходы элементов И второй и третьей групп подключены к входам соответственно второго и третьего резервируемых блоков, группы входов †выход первого-третьего резервируемых блоков соединены с группами входов-выходов одноименных шинных формирователей, группы выходов которых подключены соответственно к первой, второй и третьей группам входов блока контроля синхронности выходных данных, выход которого соединен с первым установочным входом регистра неисправностей, группа выходов которого подключена к г ервой группе входов элементов ИЛИ группы, вторая группа входов которого соединена с группой выходов второго мажоритарного элемента и четвертой группой входов блока контроля синхронности выходных данных, группа выходов элементов ИЛИ группы подключена к группе входов четвертого шинного формирователя, группа входов-выходов которого соединена с шиной данных устройства, два разряда которой подключены к первому и второму входам формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ,группа выходов четвертого шинного формирователя соединена с группами входов первого, второго и третьего шинных формирователей, четвертая группа вхо. дов блока контроля синхронности saпросов прерывания подключена к группе выходов мажоритарного элемента и к шине запросов прерывания устройства, синхровходы резервируемых блоков соединены с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого шинных формирователей, третьим входом формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ„ управляющим входом дешифратора и с шиной управления, выход дешифратора подключен к входу управления чтением регистра неисправностей, второй и третий установочные входы которо.го соединены с выходом блока контроtt 11 ля синхронности сигналов Ответ и с выходом блока контроля синхронности запросов прерывания, первый, второй и третий входы блока контро11 t1 ля синхронности сигналов Ответ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и с выходами одноименных резервируемых блоков, груп1541609!

D пы выходов первого-третьего шинных формирователей соединены с соответствующими группами входов второго мажоритарного элемента, выход формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ подключен к шине готовности устройства, выход регистра неисправностей соединен с шиной за просов прерываний устройства, четвертый вход формирователя сигнала готовности к работе с ЭБМ подключен к выходу элемента ИЛИ, входу элемента задержки и четвертому входу кон11 и троля синхронности сигналов Ответ выход элемента задержки соединен с тактовым входрм регистра неисправностей.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигнала готовности к работе с

ЭВМ содержит первый и второй элементы HIIH, элемент И, одновибратор, элемент задержки, первый и второй триггеры и индикатор, первый и второй входы первого элемента ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам формирователя, выход первого элемента ИЛИ соединен с

5 первым входом элемента И, второй вход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ и к третьему входу формирователя, выход элемента И соединен с входом одновибратора и с входом первого триггера, D-вход которого подключен к общей шине, C-вход соединен с выходом одновибратора и с С-входом второго триггера, а Y -вход подключен к R-входу второго триггера и к выходу второго элемента ИЛИ, D-вход второго триггера соединен с выходом элемента задержки, вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, 20 -инверсный выход которого является выходом формирователя, выход второго триггера подключен к входу индикатора, выход которого соединен с общей шиной, а второй выход второго

25 элемента ИЛИ подключен к четвертому входу формирователя.

1541609

0m мажор

&пса

&n

Ч

Rowan

1541609

Шин

Составитель В,Максимов

Редактор А.Козориз Техред Л.Олийнык . Корректор С.Шекмар

Заказ 28! Тираж 568 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

11 11