Резирвированная вычислительная система

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцееалистимеских

Реслублик (») 478466

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.73 (21) 1903883/18-24 с присоединением заявки №(23) Приоритет

Опубликовано 25.07.75,Бюллетень № 2 (51) М. Кл.

H 05 1с 10/00

6 06 f 15/16

Q 06 f 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (бЗ) УЙК 681.326.7 (088.8) Дата опубликования описания 21 07 75

\ (72) Автор . изобретения

А. М. Махонько (71) Заявитель, (S4) РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при синтезе специализированных вычислительных систем (СВС ) повышенной надежности. 5

Для обеспечения высокой надежности электронные цифровые вычислительные машины (ЭВМ) объединяются в систему. Контроль и коммутация отдельных ЭВМ в системе осуществляются с помощью контроль- !О но-коммутйрующих устройств.

Известна резервированная система из однородных ЭВМ„работающих по одинако:вому алгоритму, содержащая мажоритарный элемент, пропускающий в общий цифровой 16 канал сигналы по большинству, тъ -подсоединенных к нему через вентиль блокировки мажоритарного элемента схем сравнения выходных кодов мажоритарного элемен» та с выходными кодами ЭВМ и вентилей блокировки выходов ЭВМ, управляющие входы которых связаны с выходами схем сравнения, и блок подсчета числа отказавших ЭВМ, блокирующий мажоритарный элемент при выходе иэ строя tl 2 ЭВМ.

В известной системе сигнал на выходе мажоритарного элемента сравнивается с сигналами на выходах всех ЭВМ и таким образом определяется йеЪсправная ЭВМ, на которую по специальной цепи подается сигнал блокировки (останова), Схема блокировки мажоритарного органа предусмо;--. рена для случая, когда в системе остается две или одна ЭВМ. Система начинает рабсъ-. тать, как одиночная ЭВМ. Для системы из трех ЭВМ отключение любой исправной машины вместе с первой отказавшей снижает вероятность последующего отказа системы в два раза.

Однако эти систеМы могут эффективно использоваться только в случае объединения в систему ЭВМ с малой интенсивностью потока сбоев. Сбой в любой ЭВМ приведет к ее отключению. В системе иэ трех ЭВМ любой сбой приведет к отключьнию сразу двух машин.

Бель изобретения — повышение надежности вычислительной системы эа счет исправления результатов вы шсления, искаженных сбоями.

$7;8460 ф

Д остигается это на основе использова ния схемного метода защиты от сбоещ В отличие от программного способа защиты от сбоев (двойной-тройной счет) предложенный метод не требует увеличения быст родействия ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени.

Сущность изобретения состоит в том, что в резервированную систему включанл . ся блоки подсчета числа сбоев и блоки об-: мена. Включение и организация работы блоков подсчета числа сбоев и блоков обмена осуществляются так, что при pl-1 следуюших подряд несовпадениях на выходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-либо ЭВМ последняя не отключается. Считается, что в ЭВМ имеет место сбой. Число следующих подряд несовпадений подсчитывается блоком подсче та, при этом коды, от которых зависят последующие вычисления, в ячейках памяти

ЭВМ, давшей сбой, заменяются одноименными кодами с выхода мажоритарного элемента.

Замена (восстановление) кодов реализуется блоком обмена. Коды, от которых зависят результаты последующих вычислений, снабжаются признаками. Поскольку все ЭВМ реализуют одинаковые алгоритмы,,то адреса ячеек памяти для этих кодов одинаковы во всех машинах. Для удобства формирования адресов коды располагаются одним массивом.

Блок обмена формирует адрес восстанавливаемого кода, принимает с выхода мажоритарного элемента код и засылает его по сформированному адресу в память .машины. Восстановлением кодов устраняются последствия сбоев.

Если число следующих подряд несовпадений сигнала на выходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-ли- бо ЭВМ становится равным fn, ЭВМ считается отказавшей и отключается.

Интенсивность сбоев в 5-10 раз превышает интенсивность отказов и во столько раз реже будут отключаться ЭВМ, так как отключения ЭВМ будут происходить только в результате отказов.

На чертеже приведена структурная схема резервированной вычислительной систем ь из и машин. и числительная система отключает

ЭВМ 1 — 1 и состоит иэ блоков обмеО на 2 — 2 вентилей блокировки выходов

1 И

31 — 3 ; блоков подсчета числа сбоев 4 - 4 ; . схем сравнении 5

1„, 5; мажоритарного элемента 6, собира- j тельной схемы 7, вентиля блокировки мажоритарного элемента, блока подсчета числа отказавших ЭВМ 9; блока выхода (общего цифрового каналЫ) 10; вентили 11 и собирательной схемы 1 2»

Выходы ЭВМ соединены К-разрядными шинами с входами вентилей 3 -3 К1 разрядные выходы вентилей 3 -3» соедии иены с входами мажоритарного элемента 6

Я и оФ1ой группой входов схем сравнения 5

1 5 . Управляющие входы вентилей 3 -3 соединены с выходами сигнала 6 блоков

4 -- 4 . Выходы сигналов d блоков 4

4 соединены с входами собирательнои схемы 7. Выходы сигналов сравнения Ь схем 5 -5псоеаинены с входами установки

1 в нуль блоков подсчета 4 -4, выходи х сигналов несравнения й, соединены со счетными входами блоков 4 -4 и управляюши1 В ми входами блоков обмена 2 -2 . Выходы

И блоков обмена 2 -2 К-разрядными шина1 ми соединены с кодовыми шинами запоми1 наюших устройств ЭВМ. Выходы мажоритарного элемента 6 соединены К-разрядными шинами через вентиль 8 с входами блоков

30 обмена 2 -2, входами схем сравнения

1 fL

5 -5 и К-разрядным входом блока вывоИ, да 10.

Выход собирательной схемы 7 соединен

35 со счетным входом блока подсчета числа отказавших ЭВМ 9. Выход сигнала блока 9 соединен с управляющим входом вентиля 8, а выход сигнала 6 - с управляющим входом вентиля 11. Выходи ЭВМ К-разряд-

40 ными шинами соединены через собирательную схему 12 и вентиль 11 с входом бло-, ка вывода 10.

Резервированная система функционирует

I следующим образом. В исходном состоянии блоки 4 -4 и 9 установлены в нуль.

При этом сигналы С обеспечивают открытое состояние вентилей 3 -3,. сигнал

f открывает вентиль 8, а сигнал < запирает вентиль 11.

В случае отсутствия сбоев и отказов коды на выходе вентиля 8 совпадают с кодами на выходах ЭВМ, Схемы сравнения

5 -5 выдают сигналы в, которые под1

55 тверждают нулевые состояния блоков 4

4 . Вентили 3 -3 остаются открытыми.

fi"

В блок вывода 10 (общий цифровой канал) подаются коды с выходов вентилей 3 -3 „

6О через мажоритарный элемент 6 и вентиль8.

1 ресчета узла 9 равен g -2. Это значит, что после отключения -2 ЭВМ узел 9

I снимает сигналы и f . При этом вентиль 8 закроется, а вентиль 11 откро . ется. Предпоследняя исправная ЭВМ вместе с мажоритарным элементом будет отключена от блока вывода 10, а последняя исправная ЭВМ будет подключена к нему через собирательную схему 12 и вентиль

5 478460

В случае сбоя в какой-либо ЭВМ, например, 1, код на выходе вентили 8 не совпадет с кодом на выходе вентиля 3

Схема сравнения 5 выдает сигнал, несравнения а, который поступит на счетный вход блока 41 и запустит блок обмена 21.

Блок обмена постоянно формирует адреса выдаваемых из ЭВМ кодов, поэтому после выдачи схемой 5 сигнала а в ячейки реэультатов, от которых зависят последующие вычисления ЭВМ 1,будут заноситься неискаженные коды с выхода мажоритарного элемента 6 через вентиль 8 и блок 2

Если число следующих подряд несовпадений кодов с выхода вентиля 8 и вентили

3 будет меньше у, то сигналом сравнения в блок 2» отключится, а блок 4» будет установлен в нулевое состояние до выдачи сигнала переполнения d ..

Если в у последовательных выдачах кодов с ЭВМ на элемент 6 схема 5 бу1 дет выдавать сигнал а, узел 4, имеющий коэффициент пересчета fA, выдает сигнал переполнения Д . Сигнал С при этом будет снят. Вентиль 3 будет закрыт, а

ВМ 1 будет отключена от мажоритар1 ного элемента 6, как неисправная.

Сигнал d поступит HQ блок подсчета числа отказавших ЭВМ 9. Коэффициент пеПредмет изобретения

Резервированная вычислительная систе15 ма, содержащая однородные ЭВМ, мажоритарный элемент, вентиль блокировки ма:коритарного элемента, к управляющему входу которого подсоединен блок подсчета числа отказавших ЭВМ, а к выходу — схемы

20 .сравнения, и вентили блокировки выходов

ЭВМ, управляющие входы которых подсоединены к выходам схем сравнения, о т и и ч а ю щ as с sтем,,что, с целью повышения надежности вычислительной сн25 стемы, она содержит блоки подсчета числа сбоев, входы которых подсоединены к схемам сравнения, а выходы — к управляющим входам вентилей блокировки выходов ЭВМ, 30 и блоки обмена, входы которых нодсоеднно- . ны к выходу вентиля блокировки мажоритарного элемента, выходы подсоединены ко входам запоминающих устройств ЭВМ, а управляющие входы блоков обмена нодсо<.дннены к выходам схем сравнения.

Редактор Е.Гончар

Иад. М If

Тираж

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, ll3035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Заказ ф/b P.

Составитель + нРнвнй

"екPe> И.Карнндашова Корректор Sl.Áðàõíèíà

Резирвированная вычислительная система Резирвированная вычислительная система Резирвированная вычислительная система Резирвированная вычислительная система 

 

Похожие патенты:

Биб^ькэ // 392500

Изобретение относится к области операционной системы мультипроцессорных отказоустойчивых вычислительных систем

Резирвированная вычислительная система

Наверх