Многоканальное устройство управления резервированной системой

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>744571

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт, свид-ву Р 526893 (22) Заявлено 090178 (21) 2567894/18-24 (51) М. }Ь. с присоединением заявки №

G 06 F 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300680. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.80 (53) УДК 681.14 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.П. Шевелкин и И,Л. Шуранов (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано при разработке многоканальной аппаратуры, обладающей высокой надежностью, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в (1).

В основном изобретении описано многоканальное устройство управления резервированной системой, содержащее коммутаторы, управляющие подачей питания и входами резервных блоков,, канала управления, входы которйх соединены с соответствующими выходами 15 блоков устройства и коммутаторов, тактовыми и установовчными входами устрбйства, а выходы каналов формируют канальные выходы устройства и управляют коммутаторами, в состав каждого канала при этом входят первый элемент ИЛИ, формирующий выход канала, группа элементов И-НЕ, группа элементов И и второй элемент ИЛИ, составляющие схему определения неисправности, первый и второй счетчики с дещифраторами, первый и второй элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй триггеры и первый и второй мультиплексоры,обес.— печивающие работу устройства по принципу скользящего резерва

Недостатки известного устройства заключаются в том, что схема определения неисправности каждого канала не чувствительна к однотипным двойным неисправностям вида постоянная ложная 1 или;постоянный ложный 0 на выходах, работающих на данный канал блоков. Вероятность возникновения подобных неисправностей значительна при замещении блоков в неисправном канале, так как в первом цикле поиска может производиться последовательное подключение каждого из блоков общего холодного резерва в пару к неисправному блоку. Данная вероятность при этом возрастает с увеличением времени работы устройства, особенно для аппаратуры, в которой не производится восстановление (резерва. Указанный недостаток, При-. водящий к полному отказу канала, снижает надежность известного устройства.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройст3 744571 4 во управления резервированной системой о авт.св. У 526893 в каждый . канал устройства введены счетчик триг гера, элемент задержки, элемент И, при этом установочный вход счетчика, вход элемента задержки и единичный вход триггера соединены с выходом второго элемента ИЛИ, счетный вход счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ канала, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика и является входом канала, причем первый вход элемента И соединен с выходом элемента задержки, второй вход элемента И подключей-"к выходу триггера, а выход элемента И подсоединен к дополнительному входу второго элемента ИЛИ канала.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Многоканальное устройство управления резервированной системой содержит резервные блоки l — 1„, коммутаторы

?„ 2,, каналы 3„ - 3„, а каждый канал содержит элемент ИЛИ 4, группу

5 элементов И-НЕ, группу 6 элементов

И, элементы ИЛИ, 7, 8, триггер 9, элемент И 10, счетчик 11, дешифратор 12, мультиплексор 13, элемент

ИЛИ 14, триггер 15, элемент И 16, счетчик 17, дешифратор 18, мультиплексор .19. На чертеже обозначено:

20 и 21 — группы соответственно входов и выходов устройства; 22-23— входй устройства; 24„ - 24, — выходы каналов. Кроме того, каждый канал содержит дополнительный блок 25i определения неисправности для i-го канала, состоящий из счетчика 26, элемента 27 задержки, триггера 28 и элемента И 29.

Устройство работает следующим образом, Выходные канальные сигналы с блоков 1 — 1 резервируемой системы поступают на соответствующие первые группы входов каналов -- на элементы

ЙМЙ 4 = для канала 31 и на первые входы элементов группы 5 элементов

И-НЕ, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ 4, выходом

24 данного канала и вторым входом дополнительного блока 25; определения неисправности — счетным входом счетчика 26. Сигналы несовпадения с выходом элементов группы 5 элементов

И-НЕ поступают на первые входы элементов группы 6 элементов И, вторые входы которых соединены со второй группой входов соответствующего канала, соединенной с запускающими выходами коммутаторов 2 — 2 и запускаемыми входами резервируемых блоков 1„ — 1 . С выходов элементов группы 6 элементов И сигналы не" совпадения поступают на входы элемента ИЛИ 8, дополнительный вход которого подключен к выходу блока 25i восходу элемента И 29. С выхода элемента ИЛИ 8 сигналы проходят на единичный вход триггера 9 и первый вход блока 25; соединенные в блоке

25i с установочным входом счетчика

26, входом элемента 27 задержки и единичным входом триггера 28, единичный выход которого разрешает прохождение сигнала несовпадения с выхода элемента задержки через элемент И

29 на выход блока 25 .

Единичный выход триггера 9 разрешает прохождение через элемент И 10 на счетный вход первого счетчика 11 пачки тактовой частоты данного канала с тактового входа 23 устройства.

С выходов каждого разряда счетчика., 15 11 сигналы поступают на первый дешифратор 12, управляющий вход которого соединен с нулевым выходом триггера

9. Кроме того, выходы счетчика 11 соединены с первой группой входов

gp первого мультиплексора 13, вторая группа входов которого подключена к запускающим входам коммутаторов

2 — 2„, а выход через элемент ИЛИ

14 управляет нулевым входом триггера

9. Импульс переноса с последнего разряда счетчика 11 поступает на единичный вход второго триггера 15, единичный выход которого разрешает прохождение через элемент И 16 на счетный вход второго счетчика 17 пачки тактовой частоты данного канала с тактового входа 23 устройств а. С выходов каждого разряда счетчика 17 сигналы поступают на второй дешифратор 18, управляющий вход которого соединен с нулевым выходом триггера 15.

Кроме того, выходы счетчика 17 соединены с первой группой входов второго мультиплексора 19, вторая группа входов которого подключена

4О к запускающим выходам коммутаторов

2А — 2„, а выход через.,элемент ИЛИ

7 управляет нулевым входом триггера

15. Выходы дешифраторов 12 и 18 в зависимости от состояния счетчиков 11

45 и 17 управляют подачей общего и канального питания с коммуторов 2 -2 на блоки 1 — 1, включая их и подключая к соответствующим каналам, а также управляют соответствующими канальными входами группы входов 20 устройства. )

Установка исходного состояния устройства осуществляется подачей соответствующего сигнала с установочного входа 22 устройства на нулевые входы

55 триггеров 9 и 15 через элементы ИЛИ, соответственно 14 и 7, на входы установки исходного состояния счетчиков

11 и 17, а также на первый нулевой вход триггера 28, второй нулевой вход

gp которого управляется выходом счетчика 26. Тактовый вход 23 устройства выдает пачки канальных тактовых частот, разделенных по времени.

Пусть в начальный момент времени, после прохождения сигнала установки

744571 б элемент ИЛИ 7 на нулевой вход триггера 15. Нулевое состояние триггера

15 открывает дешифратор 18, производя тем самым через соответствующие коммутаторы из 2 - 2„ замещение неисправного блока. данного канала.

Если в процессе замещения блоков, работающих на канал 3, произошло подключение ранее отключенного илинеисправного блока из резерва в пару к неисправному, а неисправность дан-: ных блоков однотипна — вида постоянного ложного 0 или постоянной ложной 1, то сигнал неисправности на дополнительный вход элемента

ИЛИ 8 выдаст дополнительный блок 25; определения неисправности ° При нормальном функционировании устройства управления блок 25 не выдает сигналов неисправности в связи с тем, что счетчик 26, считающий выбранйое число импульсных сигналов выходной последовательности, подает сигнал на нулевой вход триггера 28 до того, как сигнал неисправности с выхода элемента ИЛИ 8 пройдет через элемент с установочного входа 22 устройства, триггеры 9, 15, 28 установлены в нулевое состояние, счетчики 11 и 17 находятся в таких состояниях, при которых дешифраторы 12 и 18, выходы которых открыты нулевыми выходами 5 триггеров соответственно 9 и 15, выдают на коммутаторы 2 и 2п сигналы, подключающие к каналу 31 два блока из 1) 1 и разрешающие прохождение на их вход входного сигнала по входу канала 3 1 и з группы 2 0 входов

10 устройства. При исправном состоянии рабочих блоков канала 3;основной узел определения неисправностей, выполненный иэ группы 5 элементов И-НЕ, группы 6 элементов И и элемента ИЛИ

8, не-выдает сигнала на единичные входы триггеров 9 и 28. Последний, сохраняя нулевое состояние; запреща ет прохождение сигнала от элемента

27 задержки через элемент И 29 на 20 выход дополнительного блока определения неисправности и далее на допол- нительный вход элемента ИЛИ 8. Триггер 9 также сохраняет свое нулевое состояние, и, следовательно, на счет-25 ные входы счетчиков 11 и 17 не поступают импульсы из пачки тактовой частоты данного канала, и они сохраняют свои исходные состояния. В итоге два блока из 1 — 1, первоначально 30 подключенные к каналу 3, остаются включенными. Аналогично исходное состояние сохраняется и для остальных (к — 1) каналов системы.

Пусть, вследствие неисправности 35 одного из блоков 1 — 1п, например, работающих на канал 3;, узел определения неисправностей канала выдает на единичный вход триггера 9 сигнал, перебрасывая его в состояние 1 40 и открывая тем самым элемент И 10 для прохождения импульсов из пачки тактовой частоты данного канала на счетный вход счетчика 11, а также выдавая сигнал на дешифратор 12, запрещающий прохождение с его выходом 45 команд на коммутаторы 2 — 2 на время поиска невключенного блока из резерва системы,и отключая при этом первый из двух блоков, работающих на канал 31 устройства. Кроме того, сиг-50 нал с выхода элемента ИЛИ 8 поступает на первый вход дополнительного блока определения неисправностей-на вход установки-нуля счетчика 26, вход элемента 27 задержки и вход уста-55 новки 1 триггера 28.

Счетчик 26 при. этом считает число импульсных сигналов выходной последовательности данного канала, а триггер

28 открывает элемент И 29 для прохож- 60 дения сигнала неисправности от элемента 27 задержки на дополнительный вход элемента ИЛИ 8. С каждым тактом тактовой частоты счетчик ll меняет свое состояние и осуществляет через 65

Первую группу входов мультиплексора

13 последовательный опрос последнего с целью выборки невключенного блока иэ (n — 2к) резервных блоков, Когда состояние счетчика будет соответствовать коду невклвченного блока, Мультиплексор выдает сигнал через элемент ИЛИ 14 на нулевой вход триггера 9, перебрасывая его в состояние 0 и запрещая тем самым прохождение через элемеНт И 10 тактовой частоты на счетный вход счетчика 11, фиксируя этим данное состояние последнего, соответствующее коду найденного невключенного блока резерва. С нулевого выхода триггера 9 при этом на вход дешифратора 12 поступает сигнал, разрешающий прохождение с его выхода команды на коммутаторы 2 — 2п подключая тем самым найденный блок к данному канаЛу. Если в канале сбой произошел из-за неисправности второго блока, то в этом случае произойдет перепдлнение" счетчика 11, на единичный вход триггера 15 пройдет импульс переноса с выхода последнего разряда счетчика 11 ° Единичное состояние триггера 15 открывает элемент И 16 для прохождения импульсов канальной . тактовой частоты на Счетный вход счетчика 17, а также отключает дешифратор 18, выдающий команды управления на коммутаторы 21 — 2„, на время поиска невключенного блока из резерва взамен отключенного второго . блока канала 3; . Поиск невключенного блока из резерва осуществляется счетчиком 17 через первую группу входов мультиплексора 19. Когда состояние счетчика 17 будет соответствовать коду невключенного блока, мультиплексор 19 выдаст сигнал через

744571

27 задержки и элемент И 29 на дополнительный вход элемента И 29. В то же время, если в процессе замещения оказались подключенными блоки с неисправностями типа ложная 1 или

" 0, то счетчик 2б не обнулит триггер 28 и, следовательно, предыдущий сигнал неисправности,,пройдя через элемент 27 задержки,и открытый единичным состоянием триггера 28 элемент И 29, поступит на дополнительный вход элемента ИЛИ 8 и далее на единичный вход триггера 9, открывая тем самым новый цикл работы схемы замещения неисправных блоков. Количество состояний счетчика 2б должно соответствовать суммарной величине, состоящей из максимального количества ложных импульсных сигналов выходной последовательности, допустимых в процессе замещения отключенного блока, и минимального числа импульс- 20 ных сигналов с выхода нормально . функционирующего канала за выбранное время контроля вновь подключенного резервного блока. Время задержки элемента 27 должно превышать величину максимально воз ложного времени работы устройства переключения до момента замещения отключенного блока канала, просуммированного с временем ; контроля вновь подключенного блока, 30

Элемент 27 задержки может быть при

" " этбм выполнен непосредственно в виде линии задержки, в виде времязадающе го кипп-реле, формирующего временной уйравляющий строб, а также в виде чисто цифрового элемента-счетчика, формирующего заданный временной ин тервал методом, например", подсчета числа тактов тактовой частоты с момента поступления на вход блока

25; сигнала неисправности.

Аналогично работают остальные каналы системы.

Таким образом, введение в каждый канал дополнительного блока определения неисправности, содержащего новые 4 элементы, управление которым осушествляется непосредственно выходом канала, а запуск — первым сигналом неисправности, позволило устранить нечувствительность схемы определения неисправности известного устройства к однотипным двойным отказам вида постоянной ложной 1 или постоянного ложного 0 на выходах работающих на данный канал блоков, а следовательно, уменьшить вероятность полного отказа канала, особенно проявляющуюся у известного устройства при большом времени его работы в аппаратуре, в которой не производится восстановление резерва. Устранение указанных недостатков известного устрой-, ства позволило расширить область его применения, а также, в итоге, увеличить надежность резервированной системы в целом, Формула изобретения

Многоканальное устройство управления резервированной системой по авт. св. 9526893, от ли чающее с я тем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал устройства введены счетчик триггера, элемент задержки, элемент И, при этом установочный вход счетчика, вход элемента задержки и единичный вход триггера соединены с выходом второго элемента ИЛИ, счетный вход счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ канала, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика и является входом канала, причем первый вход элемента И соединен с выходом элемента задержки, второй вход элемента И подключен к .выходу триггера, а выход элемента И подключен к дополнительному входу второго элемента ИЛИ канала, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 52б893, кл. G 06 F 9/00, 1975 (прототип) .