Адаптивная система резервирования работающих устройств резервными Российский патент 2019 года по МПК G06F11/20 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техники и может быть использовано для автоматического включения в работу элементов резервированной системы. Резервируемыми элементами могут быть функционально законченные узлы, блоки аппаратуры системы.

Известно устройство управления переключением резерва [1], которое позволяет подключить резервный элемент системы при выходе из строя основного работающего элемента.

Недостатком данного устройства является невозможность гибкого изменения в динамике работы системы количества основных работающих элементов системы за счет имеющихся резервных элементов и низкая надежность из-за больших аппаратных затрат.

Работа устройства основана на том, что рабочая сеть в своем составе содержит n основных устройств плюс k резервных устройств. Каждый элемент работающей системы выдает еще два сигнала (исправен или неисправен). В случае отказа одного из n элементов системы устройство обеспечивает подключение к сети очередного из исправных k резервных элементов системы.

Задача изобретения - создать устройство, обеспечивающее гибкое и надежное изменение количества основных работающих элементов системы за счет имеющихся резервных элементов и повышение надежности за счет уменьшения аппаратных затрат.

Это решение достигается тем, что в устройство резервирования работающих устройств резервными, содержащее первый элемент И 2, группу вторых элементов И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), группу третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход второго элемента И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) является выходом 15_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) устройства и подсоединен к первому входу третьего элемента И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k),_введены генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, первый счетчик 3, дешифратор 4, триггеры 5_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), элемент ИЛИ 8, регистр 9, схема сравнения 10, второй счетчик 11, элемент задержки 12, пусковой таймер подключения системы 13, элементы НЕ 14_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу первого элемента И 2, выход пускового таймера подключения системы 13 подсоединен к второму входу первого элемента И 2, выход которого подсоединен к входу элемента задержки 12 и к первому входу первого счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 4, i-ый выход (i=1, …, n, n+1, …, n+k) которого подсоединен к первым входам третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) и к первому входу триггера 5_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), второй вход которого подсоединен к выходу элемента НЕ 14_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), вход которого подсоединен к входу 16_i устройства, а выход подсоединен к первому входу второго элемента И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), второй вход которого подсоединен к входу 16_i устройства, выход элемента задержки 12 подсоединен к вторым входам третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход каждого из которых подсоединен к одноименному входу элемента ИЛИ 8, выход которого подсоединен к первому входу второго счетчика 11, выход которого подсоединен к первому входу схемы сравнения 10, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 9, а выход - к второму входу первого счетчика 3 и к второму входу второго счетчика 11.

Проведенный поиск в известной научно-технической литературе не выявил наличие подобных технических решений.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На чертеже (фиг. 1) представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, элемент И 2, счетчик 3, дешифратор 4, триггеры 5_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), элементы И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), элементы И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), элемент ИЛИ 8, регистр 9, схему сравнения 10, счетчик 11, элемент задержки 12, пусковой таймер подключения системы 13, элементы НЕ 14_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выходы 15_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), входы 16_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), вход 17.

Число n хранится на регистре 9 и может быть изменено в динамике работы системы путем перезаписи нового числа n по входу 17 устройства.

Разрядность счетчика 3 обеспечивает возможность подсчета импульсов до значения (n+k), а разрядность счетчика 11 обеспечивает возможность подсчета импульсов до максимального значения n.

Задержка элементом 12 необходима на время надежного срабатывания последовательности элементов 3, дешифратора 4, элемента И 6_i и триггера 5_i

Работа устройства начинается по сигналу ПУСК с выхода таймера подключения системы 13, после чего начинают поступать на второй вход элемента И 2 импульсы с выхода ГТИ 1. С выхода элемента И 2 импульс поступает на вход элемента задержки 12 и на вход счетчика 3, с выхода которого код поступает на вход дешифратора 4.

При исправных элементах системы (присутствует единичный сигнал исправности i-гo элемента системы по входу 16_i импульсом с выхода дешифратора 4 устанавливается одноименный триггер 5_i, сигнал с выхода которого поступает через открытый элемент И 6_i, элемент И 7_i элемент ИЛИ 8 на вход другого счетчика 11. Единичный сигнал с выхода триггера 5_i через элемент И 6_i поступает также на выход 15_i устройства и далее на входной ключ подключения элемента сети.

Когда счетчик 11 досчитает до числа n исправных подключенных в системе устройств, сигнал с выхода схемы сравнения 10 (сигнал равенства) сбросит в ноль счетчики 3 и 11, и процесс далее повторяется.

Неисправное устройство в системе через инвертор 14_i сбрасывает в ноль триггер 5_i, и сигнал с него на другой счетчик 11 не пройдет, а в состав рабочих исправных элементов системы подключится очередной резервный элемент.

Предлагаемая адаптивная система резервирования работающих устройств резервными в составе элементов 1-17 (см. фиг. 1) может быть построено на известных стандартных микросхемах, выпускаемых отечественной промышленностью.

Таким образом, технический результат заявленного изобретения достигается при помощи технических средств (блоков и элементов), упомянутых в описании работы устройства.

Данное устройство обеспечивает повышение надежности и устойчивости функционирования системы в условиях, присущих реальному процессу ее функционирования - в условиях непрерывной динамики и постоянных изменений параметров внешних условий и с учетом влияющих факторов, что существенно расширяет область применения устройства.

Литература

1. SU №1617675, 1990.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Адаптивная система резервирования работающих устройств резервными содержит первый элемент И, группу вторых и третьих элементов И, выход второго элемента И является выходом устройства и подсоединен к входу третьего элемента И, введены генератор тактовых импульсов (ГТИ), счетчики, дешифратор, триггеры, элемент ИЛИ, регистр, схема сравнения, элемент задержки, пусковой таймер подключения системы, элементы НЕ, выход ГТИ подсоединен к входу первого элемента И, выход пускового таймера подключения системы - к входу первого элемента И, выход которого - к входу элемента задержки и к входу счетчика и к входу дешифратора, выход которого - к входам третьих элементов И и к входу триггера и к выходу элемента НЕ, вход которого подсоединен к входу устройства, а выход - к входу второго элемента И и к входу устройства, выход элемента задержки подсоединен к входам третьих элементов И, выход каждого из которых подсоединен к одноименному входу элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входу счетчика, выход которого подсоединен к входу схемы сравнения, второй вход которой подсоединен к выходу регистра, а выход - к входам счетчиков. 1 ил.

Адаптивная система резервирования работающих устройств резервными, содержащая первый элемент И 2, группу вторых элементов И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), группу третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход второго элемента И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) является выходом 15_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) устройства и подсоединен к первому входу третьего элемента И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), отличающееся тем, что в него введены генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, первый счетчик 3, дешифратор 4, триггеры 5_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), элемент ИЛИ 8, регистр 9, схема сравнения 10, второй счетчик 11, элемент задержки 12, пусковой таймер подключения системы 13, элементы НЕ 14_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход ГТИ 1 подсоединен к первому входу первого элемента И 2, выход пускового таймера подключения системы 13 подсоединен к второму входу первого элемента И 2, выход которого подсоединен к входу элемента задержки 12 и к первому входу первого счетчика 3, выход которого подсоединен к входу дешифратора 4, i-й выход (i=1, …, n, n+1, …, n+k) которого подсоединен к первым входам третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k) и к первому входу триггера 5_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), второй вход которого подсоединен к выходу элемента НЕ 14_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), вход которого подсоединен к входу 16_i устройства, а выход подсоединен к первому входу второго элемента И 6_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), второй вход которого подсоединен к входу 16_i устройства, выход элемента задержки 12 подсоединен к вторым входам третьих элементов И 7_i (i=1, …, n, n+1, …, n+k), выход каждого из которых подсоединен к одноименному входу элемента ИЛИ 8, выход которого подсоединен к первому входу второго счетчика 11, выход которого подсоединен к первому входу схемы сравнения 10, второй вход которой подсоединен к выходу регистра 9, а выход - к второму входу первого счетчика 3 и к второму входу второго счетчика 11.