Резервированный счетчик Советский патент 1983 года по МПК H03K21/34 

вторых структур и элементов И-ИДИ-НЕ первого резервного канала, вторые входы вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ первого резервного канала и третьих структур И элементов И-1ЛИ-НЕ третьего резервного канала соединены с выходом второго элемента И, выходы разр5 дов сметного узла третьего резервного канала соединены соответственно с первыми входаКш третьих структур) И элементов И-ИЛИ-НЕ первого и второго резервных каналов, вторые входы трет ик структур И элементов И-ИЛИ-НЕ которых соединены с выходом первого элемента И.

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЧЕТЧИК, содержащий входную шину, три элемента И и три резервных канала, , каждый из которых содержит счетный узел, мажоритарные элементы - по количеству разрядов счетного узла, элементы И-ИЛИ-НЕ - по количеству разрядов счетного узла, в каждом резервном канале выходы элементов И-ИЛИ-НЕ сое. диненысоогвргсгвеннос вкодами м.ажоригар- ных элементов данног о и дру гих реаервных Ка. налов, выходы мажоритарных элементов соединены с входами установки счетного узла выходы разрядов которого ро&двнены соответственно с первыми входа ми первых структур И элементов ИИЛИ-НБ, тактовый вход счетного узла каждого резервного канала соединён с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности функционирования и расширения его функциональных возможностей, в него введены два элемента задержки, эл&- мент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, формирог ватель заднего фронта импульса, а в каждый резервный канал - элементы НЕ « по количеству разрядов счетного узла, и блок КОНТРОЛЯ; входная шина соеднк на с пепБ. элемента ИЛИ и ч. с входом первого элемента задержки, вь1ход которого соединен с входом формирователя заднего фронта импульса и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с втюрым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющими входами счетных узлов резервных каналов, входы опроса блоков контроля соединены с выходом формирователя заднего импульса, выход блока контроля первого резервного канала соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков контроля второго и третьего резервных каналов и соответственно с пер вым и вторым входами третьего элемента И, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами первых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ резервных каналов, в каждом из которых выходы разрядов счетного узла соединены с первой группой входов блока контроля и соответственно с входами элементов НЕ, выходы которых соединеО ны с второй группой входов блока конто роля, выходь разрядов счётного узла пер о вого резервного канала соединены соот О9 ветственно с первыми входами вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ втсфого и третьего резервных каналов, вторые входы вторых структур И элементов И- / ИЛИ-НЕ которых соединены с выходом третьего элемента И, выходы разрядов счетного узла резервного квмлла соединены соответственно с первыми входами третьих струк- ур И элементов- И-ИЛИ-НЕ третьего резервного ла и соответственно с первыми входа ж

Резервированный счетчик относится к импульсной технике и может быть исполь зован в устройствах цифровой и измерительной техники, в частности в устройст вах отсчета ременных интервалов. Известен резервированный счетчик, в котором уменьшается вероятность сбоя более половины резервных счетчиков в интервале (в паузе) между входными информационными сигналами за счет заполнения этого шетервала гсокочастот ной корректирующей импульсной последовательностыо l , Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокой достоверности выходной инфс эмации. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является резервированный счетчик, содержащий входную шину, шину управления, шины устаг новки, три резервных канала, каждый из которых содержит счетный узел, элемеш- НЕ, элемент И, мажоритарные элементы - по количеству разрядов счёт ного узла, элементы И-ИЛИ-НЕ - по количеству разр5здов счетного узла, в каждом резервном канале выходы элемен тов И-ИЛИ-НЕ соединены соответственно с входами мажоритарных элементов данн го и других резервных каналов, выходы мажоритарных элементов соединены соответственно с первыми входами первых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ, тактовый вход счетного узла каждого р&зервного канала соединен с входной шиной и с первым входом элемента И, вто рой вход которого соединен с вторыми входами первых структур И элементов И-ИЛИ-НЁ и с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с шиной управ ления и с первыми входами вторых струк турИ элементов И-ИЛИ-НЕ, вторые входы вторых структур И которых соединены с шинами установки, выход элемента И соединен с управляющим входом счетного узла, Работает известный резервированный счетчик следующим образом. При появле.нии сигнала на шине управления через элементы И-ИЛИ-НЕ на мажоритарные элементы поступают сигналы с шин установки, при совпадении информации хотя 6t,i по двум входам она избирается мажо ритарными элементами и поступает на BXO«I ды установки счетного узла. При этом на управляющий вход счетного узла поступает через элемент И сигнал параллельного ввода. Таким образом, обеспечивается повышение надежности параллельного ввода информации. При отсутствии сигнала на шине управления разрешается ввод информации по тактовому входу счетного узла и запрещается прохождение информации с шин установки через элементы И-ИЛИ-НЁ. При этом в момент отсутствия информации на входной шине происходит через элемент И разрешение параллельного ввода информации и сигналы с выходов раэрядов счетного узла поступают через элементы И-ИЛИ-НЕ на входы мажоритарных элементов и далее на входы установки счетного узла и выходы 9четчика. Этим исключается возможность сбоев счетных узлов резервных каналов в интервалах (в паузах) между импульсами 2 . Однако устройство характеризуется недостаточно высокой достоверностью выходной информации, обусловленной тем, что коррекция инффмации в одHot4 из резервных каналов, 6существ; яемая в момеяпы паузы между входными импульсами, происходйгг в случае сбоя . канала при условии исправной работы двух других резервных каналов. Если же в результате сбоя двух каналов в момент действия входного импульса или в результате отказа одного канала и сбоя другого канала ложная информация окажется в одинаковых раэрядах двух счетных узлов, то через мажоритарные элементы лояшая информация запишется и в данные разряды счетного узла третьего канала, работаю щего без сбоев и отказов. При этом резервированный счетчик в целом будет:вы давать ложную информацию. Кроме того недостатками устройства являются ограниченные, функциональные возможности, так как устройство не может выдавать информацию о появлении отказа или сбоя в одном или нескольких каналах. Цель изобретения - повышение надеж ности функционирования и расширение фу циональных возможностей счетчика. Поставленная цель достигается тем, что в резервированный счетчик, содержащий входную шину, три элемента И .и три резервных канала, каждый из которых содержит счетный узел, мажоритарные элементы - по количеству разрадов счетного узла, элементы И-ИЛИНЕ - по количеству разрядов счетного узла, в каждом резервном канале выходы элементов И-ИЛИ-НЕ соединены . соответственно с входами мажоритарных элементов данного и других резервных каналов, выходы мажоритарных элемент тов соединены с входами установки счетного узла, выходы разрядов которого соединены соответственно с первыми входами первых структур И эле. ;Ментов И-ИЛИ-НЕ, тактовый вход счетного узла каждого резервного канала соединен с входной шиной, введены два элемента задержки, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, формирователь заднег фронта импульса, а в каждый резервный канал - элементы НЕ - по количеству разрядов счетного узла, и блок контрол входнм шина соединена с первым входом элемента ИЛИ и с входом первого элемента задержки , выход которого соединен с входом формирователя заднего фронта импульса и соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом эл& мента ИЛИ, выход которого соединен :С управляющими входами счетных узпов резервных каналов, входы опроса блоков контроля которых соединены с выходом формирователя заднего фронта импульса, выход блока контроля первого резервного канала соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков контроля второго и третьего резервных каналов и соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторыми входами первых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ резервных каналов, в каждом из которых выходы разрядов счетного узла соединены ,с первой , группой входов блока контроля и соот вет твенно с входами элементов НЕ, выходы которых соединены с второй группой входов блока контроля, выходы разрядов счетного узла первого резервно го канала соединены соответственно с первыми входами вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ второго и третьего резервных каналов вторые входы вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ которых соединены с выходом третьего элемента И, выходы разрядов счетного узла второго резервного канала соединены соответственно с первыми входами третьих структур И элементов №-ИЛИ-НЕ третьего резервного канала и соответст венно с первыми входами вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ первого резервного канала, вторые входы вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ первого резервного канала и третьих структур И элементов И-ИЛИ-НЕ третьего .резервного канала соединены с вь ходом второго элемента И, выходы разрядов счетного узла третьего резервного канала соединены соответственно с первыми входами третьих структур И элементов И-ИЛИ-НЕ первого и второго резервных каналов, воюрые входы третьих структур И элементов И-ИЛИ- НЕ которых соединены с выходом liepвого элемента И. На фиг. 1 приведена блок-схема резервированного счетчика; на фиг. 2 одна из возможных реализаций блока контроля резервного канала резервированного счетчика. Резервированный счетчик (фиг.1) содержит резервные каналы 1.1 - 1. 3, в каждом из которых имеется счетный узел 2, элементы И-ИЛИ-НЕ 3, мажоритарные элементы 4, элементы НЕ 5, блок е контроля, выходы 7, а также 5 содержит элементы 8 и 9 задержки, формирователь 10 заднего фронта импу са, элементы 11 - 13 и элемент ИЛИ элемент ИЛИ-НЕ 15, входную, шину 16 Входная шина 16 соединена с первы входом элемента ИЛИ 14 и с входом элемента 8 задержки, выход которого соединен с входом формирователя 10 заДнего фронта импульса и с входом элемента 9 задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с управляющими входами счетных узлов 2 резервных каналов 1, 1 - 1. 3, входы опроса блоков 6 контроля которых соединены с выходом формирователя 1О заднего фронта импульса, вхо ная шина 16 соединена с тактовыми входами счетных узлов 2 резервных ка налов 1.1 - 1.3, выход блока 6 кон-г роля резервного канала 1.1 соединен с первыми входами элементов И 11 и 12 вторые входы которых соединены соответственно с выходами блоков 6 кон роля резервных каналов 1. 2 и 1. 3 и соединены с входами элемента И 13, выходы элементов И 11 - 13 соеди гнены со входами элемента ИЛИ-КЕ 15 в каждом из резервных каналов 1. 1 1.3, выходы элементов И-ИЛИ-НЕ 3 соединены с соответствующими входами мажоритарных элементов 4 данного и других резервных каналов, выходы маж ритарных элементов 4 соединены с выходами 7 и с входами установки счетн узла 2, выходы разрядов которого со& динены с первой группой входов блока 6 контроля, соединены через элементы НЕ 5 со второй группой входов блока 6 контроля и с первыми входами первых структур И соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ 3, вторые входы п.ервых структур И которых соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ 15, выходы разрядов счетного узла 2 р&зервного канала 1.1 соединены с первыми входами вторых структур И соответствующих элементов И-ИЛИНЕ 3 резервных каналов 1.2 и 1.3, вторые входы вторых структур И эл&ментов И-ИЛИ-НЕ 3 которых соединены с выходом элемента И 13, выходы разрядов счетного узла 2 резервного канала 1.2 соединены с первыми входа ми третьих структур И соответствующи элементов И-ИЛИ-НЕ 3 резервного канала 1. 3, соединены с первыми входами вторых структур И соответствующих элементов РЦИЛИ-НЕ 3 резервно03го канала 1. 1, вторыевходь вторых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 которого соединены с вторыми входами третьих структур И элементов И-ИЛИНЕ 3 резервного канала 1.3 и соединены с:- выходом элемента И 12, выходы раз рядов счетного узла 2 резервного канала 1. 3 соединены с первыми входами 1р|етьих структур И соответствующих элементов И-ИЛИ-НЕ 3 резервных каналов 1. 1 и 1. 2, вторые входы третьих структур И элементов И-ИЛИНЕ 3 которых соединены с выходом эл&мента И 11.. Схема блока 6 контроля для трех раэрядов счетного узла 2 (фиг. 2) содержит элементы И 17.1-17.3 и 18..3, элементы 19.1-19.3 задержки, 21.1-21.3 и 22. 1-22.3, элементы ИЛИ 23.1 и 24, вход 25 опроса, выход 26 блока 6 контроля, входы 27. 1-27. 3 первой группы блока 6 контроля, входы 28.1-28, 3 второй группы блока 6 контроля. I,.. Входы 27,1-27.3 соединены соответственно с первыми входами элементов И 17.1-17.3 и соответственно с первыми входами элементовИ 21.1, 22. 1, 22,2, вход 27.1 соединен с первым входом элемента ИЛИ 23. 1 и с вторым входом элемента И 22.1, вход 27.2 со&динен с вторым входом элемента ИЛИ 23.1, входы 28. 1-28. 3 соединены соответственно с входами элементов 19. 1--19.3 задержки и соответствен : но с первыми входами элементов И 18. 118.3, вход 28. 1 соединен с вторыми входами элементов ТЛ 17.2, 18.2, 17.3 и 18, 3, выход элемента ИЛИ 23, 1 соединен с первым входрм элемен та И 21.2 и вторым входрм элемента 22,2, эход 28.2 соединен с вторым входом элемента И 21. 1 и с третьими входами элементов И 17.3 и 18.3, вход 28. 3 соединен с вторым входом элемента И 21. 2, выхрд элемента 19,1 задержки соединен с вторым входом элемента И 18.1 и через элемент НЕ 20,1 с вторым входом элемента И 17. 1, выход элемента 19. 2 задержки соединен с третьими входами элементов И 18,2 и 22. 1 и через элемент НЕ 20.2 с третьими входами элементов И 21.1 и 17.2, выход элемента 19. 3 задержки соединен с четвертым входом элемен-/ та И 18,3, с третьим входом элемента И 22. 2 и через элемент НЕ 20. С четЪертым входом и третьим входом соотве тственно элементов И 17.3 и 21, 2, третьи входь элементов И 17, 1 и 18, 1, четвертые входы элементов И 21.1, 17,2, 18. 2, 22. 1, 21.2 и 22.2 и пятые входы элементов И 17,3, 18.3 соединены с входом 25, выходы элементов И 17. 17, 3, 18, 1-18. 3, 21.1, 21, 2, 22,1 и 22,2 соединены с входами эле мента ИЛИ 24, выход которого соедине с выходом 26, Резервированный счетчик работает следующим образом, В исходном состоянии - счетные узлы 2 резервных каналов 1.1-1,3 на- ходятся в нулевом состоянии, Элеме ты И 11 - 13 закрыты низкими (запрещающими) потенциалами выходов блоков 6 контроля резервных каналов, С выходов элементов И 11 - 13 поддают ся низкие потенциалы на вторые входы вторых и третьих структур И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 всех резервных каналов. С выхода элемента ИЛИ-НЕ 15. высокий потенциал подается на бторые входы первых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 всех каналов. На управляющие входы счетных узлов 2 подается низкий потенциал с выхода эле. мента ИЛИ 14 , разрешая параллельный вод информации, и сигналы с выходов разрядов счетных узлов 2 .поступают через элементы И-ИЛИ-НЕ 3 на входы мажоритарных элементов 4 и далее на входы 7 и на входы установки счетных-узлов 2, подтверждая их нулевое с то$1ние. Время задержки элементов 8 и и 9 задержки t зад выбирается больше времени переходного процесса счетного узла 2, Длительность импульса формиро теля 1О заднего фронта импульса выбирается из условия Сиф ,. Положительный ишЬормар.конный импул с шины 16 поступает па тактовые вхог ды и через элемент ИЛИ 14 на упра&ляющие входы счетных узлов 2. При этом в- течение действия сигнала на упн равляющем входе счетного узла 2 зап рещается параллельный ввод информации по входам установки с его выходов. По окончании входного информационного икшульса (по заднему фронту) проифСЕ дит изменение состояния счетного : эла2. По заднему фронту входного са, задержанного элементом 8 задерх KSLi формирователь 1О формирует положительный импульс, который лодаетёя на вход опроса блоков 6 контроля сч,ет ОЗ8 ных узлов 2, При исправной работе счетного узла 2 сигнал на выходе блоков 6 контроля отсутствует. По окончании входного импульса, задержанного элементами 8 и 9 задержки, на выходе элемента ИЛИ 14 и на управляющих входах счетных узлов 2 .появляется низкий потенциал и снова разрешается ввод параллельного кода по установочным входам через элементы И-ИЛИ-НЕ 3 и мажоритарные элементы 4, С приходом следующего входного информационного импульса с щины 16 резервированный счетчик работает аналогичным образом. Таким образом, в интервалах (в паузах) между входными информационными импульсами исключается возможность сбоя счетных узлов 2 за счет подачи сигналов с их выходов через элеме ты И-ИЛИ-НЕ 3 и мажоритарные элеме ты 4 на установочные входы, Если, в счетном узле 2, ншхример, первого резервного канала произойдет сбой во время переключения его разрядов (во время переходного процесса) по . заднему фронту импульса на его тактовом входе, то после окончания задержанного импульса на выходе элемента ИЛИ 14 и на управляющем входе счетного узла будет произведена в нем коррекция искажения информации за счет параллельного вво да информации через мажоритарные эле- . менты 4 с выходов счетных узлов двух других исправных каналов. При этом после поступления импульса с выхода формирователя 10 на вход опроса блока 6 контроля первого канала на его выходе и на первом выходе/устройства появит ся положительный импульс, сигнализирующий о происшедшем сбое или появлении неисправности в первом канале. Выходной сигнал блока 6 контроля первого канала не открывает элементы И 11 и и 12 за счет присутствия низких потенциалов на их вторых входах. В случае сбоя счетного узла во второмили в третьем резервных каналах также будет осуществляться коррекция информации в сбившемся канале, при этом дополнительная информация о происшедшем сбое и появившейся неиспраивности будет выдаваться с выхода блока 6 контроля второго или третьего канала, т.е. с второго или третьего выхода устройства. В случае возникновения сбоя (во время переключения разрядов счетного узла по заднему фронту очередного 9 входного импульса) одновременно в дву резервных каналах, например в первом и во втором, положительные импульгсы, равные по длительности выходному импульсу формирователя Ю и сигналнн аирующие о пооисшедшем сбое, появля ются одновременно на выходах блоков контроля первого и второго каналов. Пр этом открывается элемент И 11, выходной импульс которого поступает на вторые входы третьих структур И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 первого и второго каналов, на первые входы которых подается информация с выходов счетного узла 2 третьего канала. На время о 1фывания элемента И 11 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 подается отршатель ный импульс на вторые входы первых структур И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 всех каналов. Информация третьего канала через элементы И-ИЛИ-НЕ 3 первого и второго каналов и мажоритар ные элементы 4 поступает на входы установки счетных узлов 2 всех канало с подавлением разрешения параллельного ввода по окончании задержанного им пульса на выходе элемента ИЛИ 14 и управляющих входах счетных узлов за- ж сится в счетные узлы 2 первого и вт рого каналов и подтверждает состошие третьего канала. При этом отрицатель ный импульс на выходе элемента ИЛИНЕ 15 сигнализирует о прошедшем сбо одновременно в двух каналах. После закрывания элемента И 11 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 15 снова подается положительный потенциал на вторые входы первых структур И элементов ИИЛИ-НЕ 3 всехКаналов и сигналы с в ходов счетных узлов поступают через элементы И-ИЛИ-НЕ. 3 и мажоритарные элементы 4 на их входы установки, подтверждая их состо5шие. При одновременном сбое второго и третьего канала открывается элемент И 13 и в них заносится информац исправного первого канала, а при одновременном сбое первого и третьего каналов открывается элемент И 12 и в них заносится информация второго исправного канала. Блок 6 контроля счетного узла (фиг.2), работает следующим образом. В исходном состоянии, когда все разряды счетного узла находятся в нулевом состоянии, на входах 27. 127. 3 (прямых) блока 6 контроля бу дут низкие потенциалы, а на входах 28,1-28.3 (инверсных) - высокие. 03 При этом элементы И 18 открыты по входам, подключенным к инверсным поразрядным входам, и по входам, подключенным к выходам элементов 19 задержки, и закрыты по входам, подклкненньхм к входу опроса. Элементы И 17 закрыты по входам, подключенным к прямым поразрядным входам, по входам, подключенным к выходам элементов НЕ 20, и по входам, подключенным к входу опроса. Время задержки элементов 19 задержки ад вь1бирается больше длительности импульсов формирователя 1О, поступившего на вход оса., опроса После записи в счетном узле числа 1 на прямом входа 27. 1 первого разряда схемы контроля появляется высокий потенциал, а на инверсном низкий. Элемент И 17.1 в течение времени 2 4 остается закрытым низким потенциалом элемента НЕ 2О. 1. Поэтому первый икшульс опроса не откроет элемент И 17.1, и на выходе элемента ИЛИ 24 и на выходе блока 6 контроля импульс будет отсутствовать. После записи в счетном узле числа -2 вьюокий потенциал появится на прямом входе второго разряда, а низкий - на инверсном. На порвзряШ1ЫХ входах пе{ вого разряда схемы контроля станет исходное состояние. Так как на. время элемент И 17.2 будет оставаться закрытым низким потенциалом элемента НЕ 20.2, а элемент И 18.1 - низким потенциалом элемента 19.1 задержки, второй импульс опроса не пройдет на выход блока контроля. Если,например, после окончания четвертого входного импульса (на шине 16 устройства) третий разряи счетного узла не переключится в единичное состояние, то с приходом четвертого импульса опроса откроется эл&мент И 18. 3 и импульс опроса пройдет через элемент ИЛИ 24 на выход 26 блока 6 контроля. IТйким образом, элементы И 17 и 18 блока 6 контроля контролируют перек- . лючение триггера данного разряда счет ного узла в противоположное состояние при поступлении на его вход импульса переноса с выхода предыдущего В случае нет1ереключения триггера данного разряда в противоположное состояние с приходом на его вход импуиьг са переноса (состояние предьздущих разрядов нулевое) импульс опроса открывает элемент И 17 или 18 данного разряда и гроходит на выход схемы контроля. Элементы И 21 и 22 контролируют непереключение триггера данного разряда счетного узла в противополозкное состо5шие, когда хотя бы один прещду ший разряд находится а единичном соо тоя:1ии. Так, например, если после запи си в счетный узел числа - 2 триггер третьего разряда будет оставаться в нул1ввом состо5юии, то элемент И 21,2 будет закрытнизким потенциалом элемента НЕ 20.3, а элемент И 20. 2 будет закрыт низким потенциалом прямого поразрядного входа схемы контроля. Поэтому второй импульс опроса не Щ}ойдет на выход блока 6 контроля. Если же после окончания второго BXOJ ного импульса в единичное состояние кроме триггера второго разряда счет ного узла установится и триггер треть го разряда, то высоким потенциалом его прямого выхода откроется по na{v вому входу элемент И 22.2, который в течение времени будет открыт по второму входу ылсоким потенциалом элемента 19.3 задержки и по третьему входу будет открыт высоким потенциалом прямого выхода второго разряда, поступающим через элемент ИЛИ 23.1. Поэтому второй импульс опроса пройдет через элемент И 22.2 и элемент ИЛИ 24 на выход схемы контроля. Конструктивные особенности предлагаемого технического решения по сравнению с базовым объектом позволяют повысить достоверность выходной информ шш резервированного счетчика, так как в случае возникновения сбоев повременно в двух каналах осуществляется коррекция информации в этих каналах по исправному третьему каналу, расшиич рить функциональные возможности уст ройства за счет получения дополнительной инфqpм uIИИ при появлении отказов или возникновения сбоев как в одном из каналов резервированного счетчика, так и одновременно в двух каналах.

«Ч