Многоканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой

 

Соаз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е в669501

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (2) Заявлено 08 07 76 (21) 2383503/18 — 24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

2 (5l) М. Кл.

Н 05 К 10/00

G 06 F ll/00

Государственный квинтет

СССР пв лелем иеевретеннй и вткритий

Опубликовано 25 06 79 Бюллетень: № 23

Дата опубликования описания 29.06.7g (5З) УЙК 621.327 (088,8) (72) Авторы изобретения

Э. О. Вольфовский, И. И. Трофимов, В, Ф. Малеев и M. Д. Грузд (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в цифровых устройствах различного назначения, например в электронных цифровых вычислительных машинах, устройствах передачи данных, системах автоматического контроля при повышен- 5 ных требованиях к их надежности.

Известно резервированное устройство, содержащее в кажцом канале резервируемые блоки и управляемые мажоритарные блоки, связанные между собой общей шиной управления, с помощью которой производится перестройка структуры резервированного устройства (1!.

Однако в таком устройстве возможна лишь частичная проверка входов мажоритарного элемен15 та. Это обусловлено тем, что как при совместнои, так и при независимой работе каналов резервированного устройства часть входов мажоритарного элемента остается неразличимой, что не позволяет провести нх полную проверку; в связи с этим

2à снижается надежность устройства.

Известен также вычислйтельный комплекс, включаюпд1й однотипные вычислительные машины, разделенные на секции, схемы сборок и Gno2

kv межсекционных связей, которые содержат мажоритарные блоки, коммутаторы и обходные клапаны 121. В таком комплексе не обеспечивается проверка входов мажоритарных блоков в блоках межсекционных связей. Это обусловлено наличием обходных клапанов, предназначенных для передачи информации из одной машины в соседние в обход мажоритарного элемента; в результате снижается надежность комплекса.

Наиболее близко к предлагаемому изобретению многоканальйое резервированное устройство с перестраиваемой структурой, содержащее в каж-. дом канале резервируемые блоки, регистр конт- . роля, блок управленют и мажоритарные блоки, информационные входы которых соединены c соответствующими информационными входами мажоритных блоков в других каналах (31 Однако в этом устройстве для управления. мажоритарными элементами требуется значительное количество (четыре) внешних сигналов управления, что особенно проявляется прн большом числе мажоритарных блоков в каждом канале. Кроме того, устройство не обеспечивает локализацию неисправности, если число мажоритарных блоков в каж669501 з дом канале велико. Это обусловлено тем, что для задания режимов обмена всех мажоритарных блоков в устройстве используется один и тот же блок задания режимов обмена. При этом в каждом режиме обмена, предназначенном для проверки соогветствующего входа каждого из мажоритарных блоков, образуется нерезервированная цепь, содержащая последовательно соединенные резервируемые блоки и мажоритарные блоки; отказ в выходном мажоритарном блоке приводит к тому, что все предыдущие мажоритарные блоки не могут быть проверены. Это обусловлено недостаточной глубиной диагностики неисправностей в устройстве, что в результате приводит к снижению надежности устройства. Использование индивидуальных блоков задания режимов обмена приводит к еще боль шему усложнению устройства и снижению его надежности; неисправность в блоке задания режимов обмена приводит к исключению возможности проверки мажоритарных эле- 2О ментов и резервируемых блоков устройства.

Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежности, в частности, путем увеличения глубины диагностики устройства при реализации устройств с несколькими последовательно 25 соединенными резервируемыми блоками.

Это достигается тем, что многоканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой содержит ключи, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих зО резервируемых блоков, а выходы — с информационными входами соответствующих мажоритарных блоков, первые управляющие входы — с единичными выходами соответствующих разрядов регистра контроля, а второй управляющий вход первого ключа соединен с нулевым выходом первого разряда регистра контроля, управляющий вход которого соединен с одноименным управляющим выходом блока управления, информационные выходы которого соединены с соответ- 4О ствующими информационными входами регистра контроля в каждом канале.

На чертеже дана функциональная схема предлагаемого многоканального резервированного устройства с перестраиваемой структурой. 45

Устройство представляет собой, например, трехканальное устройство обмена управляющей IIBM и содержит в каждом канале 1 регистр 2 контроля, блок 3 управления с управляющими выходами 4, 5, 6, резервные узлы 7, а в каждом из ре- о зсрвных узлов 7 —. резервируемый блок 8, ключ

9 и мажоритарный блок 10. Входами устройства являются входы 11 входных резервных узлов 7, а выходами — выходы 12 мажоритарных блоков

l0 выходных резервных узлов 7. Ключ 9 может быть выполнен, например, в виде двух элементов

И 13, соединенных с входами элемента ИЛИ 14; мажоритарный блок 10 -- в виде четырех элемен;гов И 15, соединенных с входами элемента ИЛИ

16. Такая структура элементов 9 и 10 соответствует их выполнению, например, на потенциальных элементах в базисе И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ.

Многоканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 контроля находится в нулевом состоянии, при этом сигналы с его выходов, поступающие на управляющие входы ключей 9 и мажоритарных блоков 10, не приводят к переключению узла. Устройство в этом случае функционирует в мажоритарном режиме.

На его входы 11 поступают сигналы из ЦВМ, которые после преобразования в устройстве поступают на выходы 12, например, для управления каким-либо абонементом ЦВМ.

Для обнаружения отказов проводится профилактический контроль устройства, при профилактическом контроле устройство функционирует в режиме имитации отказов типа "ложный 0" резервнаго узла 7, в режиме имитации отказов типа

"ложная 1™ и в режиме проверки средств контроля. Для имитации отказов типа "ложный 0" в резервном узле 7 используются управляющие входы мажоритарного блока 10, В данном режиме на входы 11 каналов устройства по программе подается предварительная команда, например, из процессора ЦВМ для разрешения записи информации в регистр 2 контроля первого канала, При этом на управляющих выходах 4 во всех каналах устройства формируется разрешающий сигнал. Так как выход 4 соединен с управляющим входом регистра 2 контроля только в первом канале, последующая запись информации, которая также идентична во всех трех каналах многоканального резервированного устройства, производится только в регистр 2 контроля первого канала. Код, записываемый в регистр 2 контроля первого канала выбирается так, чтобы обеспечить фармирова. ние сигнала только на одном иэ выходов регистра 2 контроля для имитации отказов типа "ложный 0" на выходе одного из мажоритарных блоков 10, например, на выходе мажоритарного блока 10 первого канала во входном резервном узле 7. Отказ тина "ложный 0" на выходе мажоритарного блока 10 во входном резервном узле 7 первого канала приводит к откаэу и последующего резервного узла 7 в первом канале, Дальнейшее функционирование многоканального резервированного устройства происходит при двух остав-, шихся последующих подключаемых резервных узлах 7 ва втором и третьем каналах; после этого подается тест, предназначенный для проверки функционирования многоканального резервированного устройства: на входы 11 поступают испытательные сигналы, и выходы 12 используются для контроля выходных сигналов. Если во входном резервном узле 7 второго или третьего каналов на выходе мажоригарнага блока 10 имеется

669501.

5 отказ типа "ложный 0", то он обнаруживается по отсутствию сигнала на выходах 12 устройства при прохождении теста. Аналогичная ситуация будет и в случае, если отказ типа "ложный 0" имеется во втором или третьем каналах в резервируемом

5 блоке 8 или в ключах 9 последующего резервного узла 7, соединенного с выходом входного резервного узла 7. Отказы типа "ложный 0" во входных элементах И 15 мажоритарного блока 10 последующего резервного узла 7 не обнаруживаются. Для выявления их производится поочередная имитация неисправностей типа "ложный 0" на выходе мажоритарного блока 10 в последующем резервном узле 7 каждого канала, в том числе и первого, При этом сначала формируется предварительная команда для разрешения записи (например, в регистр 2 контроля второго канала), что приводит к появлению разрешающего сигнала на выходе 5 во всех трех каналах. Затем во все три канала подается информация, которая фиксирует. 2р ся только в регистре 2 контроля второго канала.

Если же проверяется первый канал коследующего резервного узла 7, то при записи информации в регистр 2 контроля первого канала подтверждается состояние разряда, в который ранее вносилась информация для имитации отказа типа

"ложный 0" во входном резервном узле 7 первого канала. Порядок проверки работоспособности устройства с помощью теста после каждой операции имитации отказа типа "ложный 0" аналогичен зо описанному выше, На этом первый цикл проверки в режиме имитации отказов типа "ложный 0" заканчивается.

Второй и третий циклы проверки происходят аналогично первому. При этом также сначала имитируется отказ типа "ложный 0" соответственно во входном резервном узле 7 второго канала— для второго цикла проверки, а потом во входном резервном узле 7 третьего канала — для третьего цикла. После этого осуществляется поочередная имитация отказов типа "ложный 0" на выходе мажоритарного блока 10 в последующем резервном узле 7 каждого канала . в том же порядке, как и в первом цикле проверки. Проверки остальных резервных узлов 7 осуществляются так же, как проверка двух рассмотренных резервных узлов

7. В результате этой проверки контролируется работоспособность резервированного устройства при исправных резервных узлах 7 в двух любых каналах.

Для проверки отказов типа "ложный 0" резер. вируемого блока 8 во входном резервном узле

71 а также отказов типа "ложный 0" во входных элементах И 15 мажоритарного блока 10 этого резервного узла используется второй управляющий, вход первого ключа 9, с помощью которого имитируются отказы типа ложньш 0" на его входе.

В связи с тем, что ключ 9 инвертирует фазу сигнала, на его второй управляющий вход подается сиг6 нал с нулевого выхода первого разряда регистра

2 контроля. Проверка входного резервного узла

7 в этом режиме производится с помощью двум управляющих входов — второго управляющего входа ключа 9 и управляющего входа мажоритарного блока 10 этого резервного узла.

В режиме имитации отказов типа "ложная 1" используются управляющие входы ключа 9 в каждом резервном узле 7. Проверка в режиме имитации отказов типа "ложная Г проводится по аналогии с режимом имитации отказов типа

"ложный 0 . При этом сначала имитируется отказ типа "ложная Г с помощью управляющего входа ключа 9 в предыдущем резервном узле 7 в одном канале, и: проводится тест с целью про. верки работоспособности устройства. Затем поочередно в каждом канале имитируется отказ типа "ложная Г последующего. резервного узла

7. Как и ранее, после каждой имитации отказа последующего резервного узла 7 в каком-либо канале проводится тест с целью определения работоспособности устройства, В результате такой проверки контролируется любой отказ типа "ложная Г на любом участке резервного узла 7 в каждом канале, в том числе и отказы типа

"ложная Г во входных элементах И 15 мажоритарного блока 10 каждого канала. Этот режим эквивалентен режиму, при котором контролируется отсутствие. срабатывания устройства при од. ном исправном резервном узле 7 в каком-либо одном канале.

Режим проверки средств контроля кредназна ается для проверки работоспособности всех связей регистра 2 контроля с управляющими входами ключа 9 и мажоритарного блока 10. В этом режиме проводится имитация двух отказов типа

"ложный 0" или типа "ложная Г для каждого резервного узла 7. Число комбинаций каналов выбирается так, чтобы обеспечить в каждом канале проверку функционирования связи от регистра к соответствующему управляющему входу, Если число каналов равно трем, то число комбинаций каналов для проверки каждого входа регистра 2 контроля во всех трех каналах должно быть равно двум, например, 1-2, 2-3, или 1-2, 1-3, или 1-3, 2-3. Зля обеспечения записи информации в регистр 2 контроля до момента переключения резервного узла 7 на выходе регистра 2 контроля каждого канала предусматривается элемент задержки (на чертеже не показан), длительность задержки должна быть достаточной для надежной фиксации кода, записы. ваемого в регистре 2 контроля (это важно, например, в случае, если переключение приводит к прекращению функционирования устройства).

Восстановление работоспособности устройства в режиме имитации отказов типа "ложный 0" или

"ложная Г в случае неисправности, а также в ре669501

Ц11ИИПИ Заказ 3679/48 . Тираж 943 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 жиме проверки средств контроля после имитации двух отказов типа "ложный 0" или двух отказов типа "ложная 1" осуществляется подачей в каждый канал устройства сигнала сброса (цепь его на чертеже не показана).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить не только неисправный канал устройства, но и любой неисправный резервный узел 7. Это увеличивает диагностические возможности устройства, а следовательно, существенно to улучшает его эксплуатационные характеристики.

Кроме того, предлагаемое устройство имеет простые средства контроля, так как резервные узлы имеют два управляющих входа вместо четырех, что облегчает конструктивное размещение мажоритарных блоков и позволяет уменьшить габариты устройства. Отказ средств контроля, например, в каком-либо разряде регистра контроля исключает возможность контроля только одного резервного узла, а не всего устройства. 20

Технико-зкономический эффект от применения предлагаемого изобретения определяется теми потерями, которые предотвращаются в системе за счет своевременного обнаружения и устранения отказавших элементов. 25

Формула изобретения

Многоканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой, содержащее в каждом канале резервируемые блоки, регистр контроля, блок управления и мажоритарные блоки, информационные входы которых соединены с соответствующими информационными входами мажоритарных блоков в других каналах, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности, оно содержит ключи, информационные входы которых соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков, а выходы — с информационными входами соответствующих мажоритарных блоков, первые управляющие входы — с единичными выходами соответствующих разрядов регистра контроля, а второй управляющий вход первого ключа соединен с нулевым выходом первого разряда регистра контроля, управляющий вход которого соединен с одноименным управляющим выходом блока управления, информационные выходы которого соединены с соответствующими информационными входами регистра контроля в каждом канале.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 476565, кл. G 06 F 11/00, 19.01,73, 2. Авторское свидетельство СССР N 308430, кл. G 06 F 15/16, 20.04.70.

3, Авторское свидетельство СССР Х 413485, кл, 6 06 F 11/00, 17.12.71.