Резервированное устройство

 

Сущность изобретения: устройство содержит 1 элемен задержки 15.1 вход установки в О 16, 1 синхронизирующий вход 17, в каждом канале 1 резервируемый блок 1,1 группу элементов ИЛИ 2, 1 триггер 3, 1 элемент неравнозначности 4, 1 мажоритарный элемент 5. 1 восстанавливающий блок 6,1 элемент И 7.1 блок контроля 8,1 группу элементов задержки 9, 2 элемента ИЛИ 10,13,2 элемента НЕ 11,12.1 блок взаимной информационной согласованности 14. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 05 К 10/00

Ф ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ .

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ . СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947283/24 (22) 24.06.91 (46).30.07.93. Бюл. ЬЬ 28 (71) Институт проблем управления (72) Э.М. Мамедли, P.ß. Сэмедов и Н.А. Соболев (56) Авторское свидетельство СССР

В 506859, кл. G 06 F 11/00, 1973.

Авторское свидетельство:CCCP

Ря 1785089, кл. Н 05 К 10/00, 17.06.91 (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение в отказоустойчивых вычислительных системах автоматического управления и контроля для повышения их надежности и помехоустойчивости.

Целью изобретения является повышение достоверности выходной информации устройства при неисправностях резервируемых блоков типа ложный "0".

На фиг.1 приведена .функциональная схема резервированного устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока взаимной информационной согласованности.

Резервированное устройство содержит (см.фиг.1) в каждом из Й каналов (e нашем примере N = 4) резервируемый блок 1 (РБ1), группу 2 элементов ИЛИ, содержащей N элементов ИЛИ, триггер 3, элемент 4 неравноэначности (Э Н4), мажоритарн ый эле" мент 5 (МЭ5}, восстанавливающий блок 6 (ВБ6), элемент 7 И. схему 8 контроля нали„„5U„„1830575 А1 (57) Сущность изобретения: устройство содержит 1 элемен задержкй 15, 1 вход установки в "0" 16, 1 синхронизирующий вход

17, в каждом канале 1 резервируемый блок

1, 1 группу элементов ИЛИ 2, 1 триггер 3; 1 элемент неравноэначности 4, 1 мажоритарный элемент 5. 1 восстанавливающий блок

6, 1 элемент И 7, 1 блок контроля 8, 1 группу элементов задержки 9, 2 элемента ИЛИ

10,13; 2 элемента НЕ 11,12. 1 блок взаимной информационной согласованности 14. 2 ил, чия "враждебной." неисправности (СКНВН9), rpynna 9 элементов задержки (ГЭ39), первый элемент 10 ИЛИ, первый элемент 11 НЕ, второй элемент 12 НЕ, второй элемент 13 ИЛИ, блок 14 взаимной информационной согласованности(БВИС14), а также элемент 15 задержки (ЭЗ15). Кроме того. на фиг.1 обозначены: установочный вход 16 устройства: синхронизирующий. вход 17 устройства; информационный выход 18 устройства; rpynna информационных .входов 19-22 блоков 14 взаимной информационной согласованности; группа обменных информационных выходов 23-25 блоков 14 взаимной информационной согласованности; группа обменных информационных входов 26 — 31 блоков 14 взаимной информационной согласованности; группа информационных выходов 32 — 35 блоков 14 взаимной информационной согласованности.

Блок 14 взаимной информационной согласованности каждого канала содержит

1830575 номера

БВИС14 (О) ., . °

° 0 °

0 а ° °

° 0 ° °

1 номера РБ1,от

2 юторых постуIOT $83$JlhTBThI

О ° ° °

° (0)

О е ° . ° . О.

: -. .(о) ° .. 0 (см,фиг,2) регистр 36 и программируемую логическую матрицу 37 {ПЛМ37).

Резервированное устройство работает следующим образом.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, состоящего из четырех каналов. В начале работы триггер 3 и регистр 36 БВИС14 во всех каналах устанавливаются в состояние нОн сигналом начальной установки, поступающим на вход 16 устройства. При этом на прямом выходе триггера 3 устанавливается нулевой потенциал, который поступает íà первые входы элементов ИЛИ группы 2;

Выходы всех РБ1 четырехкратно резервированы, другими словами каждый РБ1 собственный результат вычисления передает с помощью. четырех резервированных шин, Предполагается, что если в РБ1 отсутствует неисправность или возникает только "дружественная" неисправность, то с его резервированных выходов по всем шинам передается одно и тоже значение (О или

1), а если в РБ1 возникает "враждебная" неисправность, то с его резервированных выходов по разным шинам передаются разВо втором раунде с соответствующих выходов 01 — Q4 регистра 36 БВИС

I-го (Г= Га) канапе через группы ооменных информационных выходов 23-25 передаются на группу обменных информационных входов 26-31 БВИС14 )-x (j = 1,4; i A j) каналов результаты вычислений РБ1 к-x (k = 1,4;

i Ф k; i Ф j) каналов. Например, с второго выхода Q2 регистра 36 БВИС14 первого канала через обменный информационный вы- ход 23 передается .на соответствующий обменный информационный вход БВИС14 третьего и четвертого каналов результат вычисления РБ1 второго канала, с третьего выхода Q3 — через обменный информационный. выход 24 передается на соответствующий обменный информационный вход

БВИС14 второго и четвертого каналов результат вычисления РБ1 третьего канала и, наконец, с четвертого выхода 04 — через ные значения (О и 1). В первом раунде результат собственного вычисления с резервированных выходов РБ1 каждого канала, с приходом синхронизирующего импульса по шине 17 устройства, поступа5 ет через ГЭ39 на соответствующие входы

CKHBH8 и через соответствующие элементы ИЛИ группы 2 на соответствующий ин.формационный вход 19-22 БВИС14 всех каналов.

Сначала предположим, что все РБ1 исп-

10 равны, а также предположим, что результаты собственных вычислений во всех РБ1 равны "0". С поступлением синхронизирующего импульса через ЭЗ15 на входы С регистров 36, результаты вычислений, поступающих на информационные входы

19-22 БВИС14 каждого канала, записываются в регистры 36(см.фиг.2). Время задержки элемента 15 определяется суммарным временем выдачи результата вычисления

РБ1 и задержки группы 2 элементов ИЛИ.

При этом на выходах 01 — 04 регистров 36 устанавливаются, соответственно, реэуль-20 таты вычислений Р61 четырех каналов. В результате во всех БВИС14 образуются следующие матрицы: обменный информационный выход 25 передается на соответствующий обменный информационный вход БВИС14 второго и

25 третьего каналов результат вычисления РБ1 четвертого канала. Кроме того, на обменные информационные входы 26 и 27 БВИС14 первого канала с соответствующих обменных информационных выходов БВИС14 второго канала поступают, соответственно, 30 результаты вычислений РБ1 третьего и четвертого каналов, на обменные информационные входы 28 и 29 — с соответствующих обменных информационных выходов . БВИС14 третьего канала поступают, соответственно, результаты вычислений РБ1

35 . второго и четвертого каналов и. наконец, на обменные информационные входы 30 и 31— с соответствующих обменных информационных выходов БВИС14 четвертого канала поступают, соответственно, результаты вы1830575 номера

БВи014 номера ВВИС1 4, от которых были передиц1 результаты

1234 (0) . (0) О

0{0)0

0 О(О) (О). 00) . (О1..

0 . (0)0.

0 . 0(0) (о)о . о (о)о о . о(о). o o(o)o . . .(0). о o(o). о о . (o)J ...(o) номера РВ1, результаты которых были переданы

Y> xt; (! = 1,4) Yj - xj*õj + х1+х1 номера

БВИС14

+х "х 1", (г=1,4;! Ф 1) с т.

C (о о î 01 fo о о о) (о о о 01 to о о о1 результатй номера ввис14 (o) ° .

О ., o.. о... .о.. . (1) номера РБ1,от

1 которых постуют результаты

° ° Э . (О). .. о.

1.; (o).

° . ° ° числений второго и третьего каналов. Аналогично, БВИС14 других каналов осуществ-. ляют обмены между собой. В результате

Далее в БВИС14 всех каналов с помощью

ПЛМ37 в каждом столбце соответствующей матрицы по правилу мажоритарного голосования осуществляется выбор одного значения. При этом на выходах У1-У4.ПЛМ37

БВИС14 l-го канала реализуются следующие функции:

Эти избыточные наборы значений поступают на входы соответствующих ВБ6.

Теперь предположим, что в РБ1 одного .(четвертого) канала возникает "враждебная" неисправность и он передает на сооТветствующий информационный вход

БВИС14 одних (первого и третьего) каналов

После второго раунда на соответствующих .входах ПЛМ37 БВИС14 второго раунда на соответствующих входах

ПЛМ37 БВИС14 всех каналов образуются следующие матрицы: где х и х1 — результаты вычислений РБ1, соответственно, 1-ro и /-го каналов, поступающих в БВИС14 в первом раунде; х и х1"— результат вычисления РБ1 J-го канала, поступающих от БВИС14 М-ыx каналов во втором раунде.

В результате на информационных выхо10 дах 32 — 35 БВИС14 каждого канала образу ются следующие избыточные наборы значений, соответствующих результатам собственных вычислений всех РБ1. значение "0", а на соответствующий информационный вход БВИС14 других (второго и

15 четвертого) каналов — значение "1", В ре5 зультате первого раунда выполнения алгоритма взаимной информационной согласованности на выходах регистров 36

БВИС14 всех каналов образуются следующие матрицы: всех каналов образуются следующие матрицы:

1830575 номера

ЕБИС14 .

4 номера ВВИС1 4, от которых были переданы результаты

1234

1234

1234

1 (О).

2 .(0)0 0

3 . O(O)O . 1 0(0) (0)0 ° О (0)0 0 .

0(0). 0 0(О)0 .

° (О).. О 0(0).

01 .(О) ... (1) номера РБ1, результаты которых бы ли переданы (О). 00 .(О).

0 ° (0)0

О ° О.(1 ) После реализации соответствующих: налов Образуются следующие избыточные функций на выходах 32-35 БВИС14 всех ка- 15 наборы значений; номера ÂÅ6 О 0 О 01 f0 О 0 О) tO 0 O 0) (О 0 0 1 . результаты

Таким образом, в результате осуществления взаимной информационной согласованности на входах ВБ6 исправных каналов образовались одинаковые наборы значений, а на входах ВБ6 неисправного {четвертого) канала содержание набора отличается по сравненИю с другими, Следовательно, "враждебная" неисправность парируется.

Это позволяет принять одинаковое решение BБ6 всех каналов.

Устройство дальше работает следующим

25 образом. Сигналы с выходов ВБ6 всех каналов поступают на соответствующие входы МЭ5 каждого канала, который по принципу большинства совпадающих выбирает одно значение и передает его на первый вход ЭН4.

"Враждебная" неисправность (сбой или от30 каз) в каждом канале обнаруживается с "омощью СКНВИ8. Таблицэ состояний входов и выходов СКНВН8 имеет следующий вид:

1830575

При отсутствии "враждебной" неисправности (этому случаю соответствуют первый и последний коды, установленные на входах

СКНВН8) на выходе У1 CKHBHS повторяется значение, которое установлено на резервированных выходах РБ1 соответствующего канала, а на выходе У2 при этом присутствует нулевой сигнал.. Обнаружение "дружественной" неисправности (сбой или отказ) осуществляется с помощью ЭН4. Это реализуется следующим образом. Время задержки ГЭ39 выбирается таким образом, что на первый и второй входы ЭН4 сигналы поступают одновременно, т.е.

Т9 т2+ F14+ 76+ т5 т8 где t2 — время задержки группы 2 элементов

ИЛИ;

٠— время задержки БВИС14;

t6 — время задержки ВБ6: тЬ вЂ” время задержки МЭ5; хв — время задержки СКНВН8.

При совпадении входных сигналов, и, следовательно, при отсутствии и "дружественной" неисправности на выходе ЭН4 устанавливается нулевой потенциал, который через элемент 11 НЕ и открытый, с низким уровнем потенциала на втором выходе

СКНВН8 через элемент 12 НЕ, элемент 7 И поступает на вход R триггера 3 и подтверждает его нулевое состояние. При несовпаде-. нии входных сигналов, и, следовательно, при присутствии "дружественной" неисправности на выходе ЭН4 устанавливается высокий потенциал, который через элемент

10 ИЛИ поступает на вход S триггера 3 и устанавливает его s единичное состояние.

Кроме того, из таблицы видно, что в случае возникновения "враждебной" неисправности (этому случаю соответствуют с 2-го по

15-ый коды, установленные на входах

СКНВН8) на выходе У2 СКНВН8 формируется единичный сигнал, который через элемент 10 ИЛИ поступает на вход S триггера

3 и также устанавливает его в единичное состояние. При этом высокий потенциал с прямого выхода триггера 3 поступает на первые входы элементов ИЛИ группы 2 и с их выходов проходит на соответствующий вход В Б6 всех каналов и уменьшает его no рог на единицу. Например, если число РБ1 равно семи, а порог ВБ6 равен вести, то после отказа пяти РБ1 пять триггеров 3 подают свои управляющие сигналы через группы 2 элементов ИЛИ и БВИС14 на входы

ВБ6, уменьшая их пороги до единицы, Устройство продолжает работать при двух оставшихся исправных РБ1.

Из приведенного примера следует, что порог ВБ6 должен быть равен (N - 1), что обеспечивает защиту на выходе ВБ6 от отказа типа ложный "0" в случае неисправности одного из двух оставшихся РБ1.

Если триггер 3 срабатывает только вследствие сбоя РБ1, что обнаруживается при формировании Р Б1 но рмал ь ного- сигна- . ла в очередном цикле работы, непосредственно следующим за циклом, в котором зафиксирован сбой, отключенный канал

10 вновь включается в схему устройства. Происходит это следующим образом. При одновременном поступлении одинаковых сигналов на оба входа ЭН4 — с выхода У1

CKHBHS и с выхода МЭ5 — на его выходе

° устанавливается нулевой потенциал, который через элемент 11 НЕ, открытый элемент

15 7 И.и элемент 13 ИЛИ поступает на вход R триггера 3 и возвращает его в состояние "0".

Тем самым разрешается прохождение сигнала с резервированных выходов РБ1 на вход ВБ6 всех каналов через соответствующие БВИС14.

20 Элементы 11 и 12 НЕ и элемент 7 И предотвращает ложную установку в состояние "0" триггера 3. Это происходит следующим образом. В случае возникновения

"враждебной" неисправности на выходе У1

CKHBHS устанавливается нулевой сигнал.

25 Если при этом на выходе МЭ5 также появляется нулевой сигнал, то на выходе ЭН4 устанавливается нулевой потенциал . В связи с тем, что элемент 7 И блокирован низким уровнем сигнала на выходе элемента 12 НЕ, так как на выходе У2 СКНВН8 при этом

30 присутствует. единичный потенциал, единичный сигнал с выхода элемента 11 НЕ на вход R триггера 3 не поступает, следовательно, он свое состояние не изменяет.

Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет парирования неисправностей резервируемых блоков типа ложный "0" повышается достоверность выходной информации. .Формула изобретения

Резервированное устройство, содержащее элемент задержки и в каждом из N каналов резервируемый блок, восстанавливающий блок, триггер, мажоритарный элемент, элемент неравнозначности, группу элементов задержки, блок контроля, первый и второй элементы НЕ, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ и блок взаимной информационной согласованно45 сти, синхронизирующий вход устройства соединен непосредственно с одноименными входами резервируемых блоков всех каналами и через элемент задержки с одноименными входами блоков взаимной

1830575 12 с информационной согласованности всех ка налов, причем в каждом канале первый вход второго элемента ИЛИ соединен с входами установки в "О" устройства и блока взаим ной информационной согласованности, подключенного группой обменных информационных выходов к группам одноименных входов одноименных блоков других каналов, а группой информационных выходов — к группе входов. восстанавливающего блока, выход которого является информационным выходом устройства и соединен с соответствующим входом мажоритарных элементов всех каналов, резервированные выходы резервируемого блока через соответствующие элементы задержки группы подключены к соответствующим входам блока контроля, первый выход которого соединен с первым„входом первого элемента

ИЛИ и через второй элемент НŠ— с первым вхоДом элемента И, а второй выход — с первым входом элемента неравноэначности, связанного вторым входом с выходам мажоритарного элемента, а выходом — с вторым входом первого элемента ИЛИ и через первый элемент НŠ— с вторым входом элемента

И, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, о.т л и ч а ю ще ес я тем, что, с целью повйшения достовер-. ности выходной информации при неисправностях резервируемых блоков типа ложный "О", в каждый канал введена группа элементов

ИЛИ, причем в каждом канале выход каждо1О го элемента ИЛИ группы соединен с соответствующим информационным входом блока взаимной информационной согласованности каждого канала, первый вход — с соответствующим резервированным выходом резервируемого. блока данного канала, а второй вход -с прямым выходом

15 триггера, входы установки и сброса которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ того же канала.

Составитель Э. Мамедли

Редактор С. Коляда Техред М, Моргентал Корректор Н. Милюкова

Заказ 2525 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Резервированное устройство Резервированное устройство Резервированное устройство Резервированное устройство Резервированное устройство Резервированное устройство Резервированное устройство 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для автоматического резервирования радиостанций

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в резервированных отказоустойчивых системах Целью изобретения является повышение надежности системы

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения высоконадежных ЭВМ, комплексов и систем управления объектами и технологическими процессами

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, например резервированных систем для обработки числоимпульсных кодов, устройств для анализа и сравнения импульсных последовательностей и т.д

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, например резервированных систем для обработки число-импульсных кодов, устройств для анализа и сравнения импульсных последовательностей и т.д

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в усилительных устройствах повышенной надежности радиотехнических систем

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для построения дискретных устройств повышенной надежности

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, проектируемых по методу горячего резервирования

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем, проектируемых по методу горячего резервирования

Изобретение относится к преобразовательной технике

Изобретение относится к области радиоэлектроники и автоматики
Наверх