Мажоритарно-резервированное устройство Советский патент 1983 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

i 2. Устройство по п. 1, отличающее с я тем, что каждый из индиkaTppoB отказов содержит элемент сраврения, первый ,и второй входы которого Подключены соответственно к первому ta второму входам индикатора отказов, а выход соединен с динамическим входом Д-триггера, вход синхронизации которого

и счетный вход счетчика подключены к входу синхронизации индикатора, а лнверсный выход соединен с входами сброса счетчика и триггера отказа, установочный вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика, а инверсный выход - к выходу индикатора.

1. Л АЖОРИТАРНСиРЕЗЕР,В,ИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резервируемые блоки, подключенные выходами к первым входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами вто рого сумматора единиц и с. выходами индикаторов отказов, выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входакга двоичного сумматора, инверсный выход знакового разряда которого является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью у прощения устройства,выход устройства попключен к вторым входам индикаторов отказов, входы синхронизации которых соединены ш с шиной синхронизации. 00 ГчЭ а:

; Изобретение отнобится к вычиспитель Цой технике и может быть использовано для построения систем с высокими пока;затепями живучести. : Известно резервированное устройство :содержащее резервируемые блоки, подкпю -ченньте к мажоритарному элементу, к индикаторам отказов и блоку перестройки структуры, каждый резервируемый блок содержит элементы И, одноканальный и многоканальный счетчики, элементы контроля, элементы анализа нулевого: состояния и регистр LlJ Недостаток устройства - сложность. Ндикаторов отказов. Известно также резервированное уст ройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные к входам мажоритарноiro элемента и индикаторов отказов, элементы ИЛИ, входы которых соединены :с выходами индикаторов отказов, а вы ходы - с соответствующими входами реверсивного счетчика, который через дешифратор и весовые датчики подклкчен к входам мажоритарного элемента .2J , Недостаток устройства - большие аппа ратурные затраты на блоки контроля, ког да требуется разделить сбои и отказы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мажоритарно-резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные выходами к входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены-с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами второго сумматора единиц и с выходами ин дикаторов отказов, выходы первого сум1 матера единиц и инверсные выходы вто|рого сумматора единиц соединены cooi |ветственно с первыми и вторыми входами I двоичного сумматора, инвррсный вход знакового разряда которого является выходом устройства t 3 3 . Недостатком известного устройства является сложность индикаторов отказов и больщие затраты оборудования на его реализацию, пропорциональные сложности резервируемых блоков. Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат. Поставленная цель достигается тем, что в мажоритарно-резервированном устройстве, содержащем резервируемые бдокн, подключенные выходами к первым входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами второго сумматора единиц и с выходами индикаторов отакзов, выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входами двоичного сумматора, инверсный выход знакового которого является выходом устройства, выход устройства подключен к вторым входам индикаторов отказов, входы синх ронизации которых соединены с шиной синхронизации. Каждый из индикаторов отказов содержит элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам индикатора отказов, а выход соедине / с инормационным входом 2) -триггера, вход синхронизации которого и счетный вход счетчика подключены к входу синхронизации индикатора, «.инверсный выход соеинен с входами сброса счетчика и триггера отказа, установочный вход которого одключен к выходу старшего разряда четчика, а ннверсшлй выход - к выходу ндикатора.

На фиг. 1 приведена блок-чзхема устройства для конкретного случая пятикрат ного резервирования; на фиг, 2 - схема индикатора отказов.

Устройство содержит резервируемые блоки , индикаторы 6-10 отказов, элементы И 11-15, первый 16 и вторсй 17сумматоры единиц, двоичный сумматор 18, шину 19 синхронизации, первые 20, вторые 21 входы индикаторов, входы 22 синхронизации индикатора, элемент 23 сравнения, Т) -триггер 24, счетчик 25, триггер 26 отказа и выходы 27 индикаторов отказов.

Устройство работает следующим образом.

Резервируемые блоки 1-5 формируют выходные сигналы, которые через элементы И 11-15 при наличии сигналов разрешения с выходов соответствующих индикаторов 6-10 отказов поступают на входы сумматора 16. Сигнал разрешения формируется на выходе индикатора отказа при исправности подключенного к нему резервируемого блока. Сумматор 16 формирует двоичный код числа единиц поступающих с выходов элементов И 11-15. Выходной код сумматора 16 поступает на вход первого слагаемого сумматора 18-с монтажным сдвигом на один разряд в сторону старших разрядов, что соответствует удвоению выходного кода сумматора 16. Hfi инверсных выходах сумматора 17 формируется обратный код числа единиц на выходах индикаторов 6-10, который соответствует числу исправных резервируемых блоков. На сумматоре 18 выполняется алгебраическое сложение двоичных кодов, поступающих с сумматоров 16

и l.

Код, формируемый сумматором 17, 1тляется кодом порога Срабатывания, устройства. Для случая пятикратного резервирования при всех исправных резервируемы блоках порог срабатывания равен 5. Поро срабатывания убывает по мере выхода из строя резервируемых блоков. Так, при двух отказавших блоках порог равен 3.

Код, поступающий с выхода сумматоpSf 16, является кодом удвоенной суммы единичных сигналов на выходах элементов И. Для случая пятикратного резер- .вирования при отсутствии нулевых сигнало запрета от индикаторов отказов этот код кгожет принимать значение от 10 (на выходах всех резервируемых блоков единичные сигналы) до О (на выходах всех резервируемых блоков нулевые сигналы).

По мере выхода из строя резервируемых блоков сумма, формируемая сумматором 16, уменьшается за счет того, что по нулевому сигналу с выхода индикатора отказа на выходе соответствующего элемента И фиксируется нулевой потенциал независимо от значения выходного сигнала отказавшего резервируемого блока. Так, при двух отказавших блоках код на выходе сумматора 16 не превышает 6.

На сумматоре 18 вьшолняется сравнение (вычитание) кодов порога и удвоенно суммы единичных сигналов на выходах исправных резервируемых блоков (на выходах элементов И). При наличии на выходах большинства исправных резервируем блоков нулевых сигналов результат сравнения меньше или равен О, а значение зн кового разряда сумматора 18 равно 1.

При наличии на выходах большинства исправных резервируемых блоков единичных сигналов результат сравнения больше нуля, а значение знакового разряда сумматора 18 равно О. В обоих случаях ин.версное значение знакового разряда сумматора 18 является кодом большинства сигналов резервируемых блоков.

Таким образом, устройство реализует мажоритарную функцию 6 из 10 над кодом, поступающим на входы первого слагаемого сумматора 18, что соответствует мажоритарной функции 3 из 5 над сигналами резервируемых блоков.

По мере отказов резервируемых бловов, что фиксируется соответствующими индикаторами отказов, снижается порог срабатьгоания устройства (уменьшается код, формируемый сумматором 17), а отказавшие блоки выводятся из конфигур)ации (по нулевому сигналу с выхода индикатора отказов соответствующий элемент И формирует нулевой сигнал на входе сумматора 16).

Индикатор отказов работает следующим образом.

Элемент 23 сравнения сравнивает значения сигналов, поступающих на вход 20 с выхода резервируемь тх блоков и на вход 21 - с выхода устройства, т.е. выполняет сравнение значений выходного сигнала резервируемого блока и сигнала мажора. Несравнение этих значе Гий свидетельствует о неисправности данного резери1руемого блока, В таком случ по сигналу синхронизации с вкода 22 Л)-триггер 24 устанавливается в нупе.1 вре состояние, а на его инберсном выхЬде присутствует единичный сигнал. сигналом сбрасывается счетчик 25 и триггер 26 отказа (на его инверсном в 1ходе - нулевой сигнал). РеэервируеMbift блок, подключенный к данному инди катору отказа, выводится из конфигура1даи, а порог срабатывания снижается на единину. Для Возврата в конфигурацию резервируемого блока необходимо, чтобы посл дай несколько раз подряд сфорй гаровал Ма своем выходе сигнал, совпадающий со значением кода большинства. ; Необходимое количество совпадений фределяется разрядностью счетчика 25, з)н1ачения которого модифицируются по фгнаиам синхронизации с входа 22, По дЬстежении счетчиком 25 значения, при фтором старший разряд равен единице, сигнал с выхода старшего разряда уста Ti

23

4t 006 наЕяивает триггер 26 отказа в нуль. На инверсном выходе триггера.26 - единичный сигнал. По единичному сигналу на выходе 27 индикатора отказа подключенный к нему резервируемый блок вводится в конфигурацию, а порог срабатывания устройства увеличивается на единицу. Сигнал синхронизации на шине 19 сопровождает кажпуто модификацию состояния резервируемых блоков и для повышения помехоустойчивости задержан относительно момента модификации на время, достаточное для срабатывания элементов И 11-15, сумматоров 16 и 17 и сумматора 18. В предлагаемся устройстве затраты на реализацию индикаторов отказов существенно меньше, чем в -известных устройствах. Причем уменьшение аппаратурных затрат тем существеннее, чем сложнее структура резервируемых блоков.