Многоканальное резервированное устройство Советский патент 1983 года по МПК G06F11/20 H05K10/00 

Изобретение относится к ралиоэлек rpojJHKe и автоматике и может быть ис (пользовано для автоматического резер вирования радиотехнических систем. : Известно многоканальное резерви рованное устройство, осуществляющее по сигналам с элементов контроля с помощью логических схем и ключевьох .элементов автоматическое переключение на. резерв 1. Недостаток устройства - резкое увеличение объема оборудования при увеличении числа каналов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальная резервированная система содержащая основные и резервные блоки, блок приоритетов, многовходовые элементы ИЛИ, элементы И, блоки конт роля, индикации и перестройки частоты 2 . Недостаток данного устройства неполное использование структурной избыточности для повышения надежности/ поскольку резервные блоки постоянно находятся в рабочем состоянии независимо от того, отказал или нет основной блок. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что многоканальное резервированное устройство, содержащее последователь но соединенные основные блоки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу ка налов резервные блоки и в каждом канале, начиная с третьего, элемент И содержит в каждом канале, начиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каждом канале, начиная с второго, третий элемент ИЛИ и во всех каналах элемент коммутации цепей накала, эле мент коммутации цепей питания, элемент коммутации цепей источника сигнала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока приори тетов, а инверсный выход - с входом блока приоритетов, управляющий вход .элемента коммутации цепей источника .сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах, начиная с второго - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начиная с третьего первый вход второго элемента ИЛИ сое динен с первым входом элемента И, второй вххщ - с вторым входом эле- мента И, третий вход - с выходом три гера, а выход - с управляющим входом элемента коммутации цепей макала второй вход элемента И соединен с выходом триггера предыдущего канала а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего канала, второй вход третьего элемента ИЛИ второго канала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом элемента И третьего канала. На фиг. 1 представлена функцио,нальная схема многоканального резервированного устройства; на фиг.2 то же, .блока приоритетов. Устройство содержит первый элемент ИЛИ 1, блок 2 приоритетов, резервные каналы, каждый из которых содержит триггер 3, элемент 4 коммутации цепей накала, элемент 5 коммутации цепей питания, элемент 6 коммутации цепей источника сигнала. Все каналы, начиная со второго, имеют второй элемент ИЛИ 7, а, начиная с третьего,- третий элемент ИЛИ 8 и элемент И 9, основные блоки 10, блоки 11 контроля, единичные входы 12 триггеров, -резервный блок 13информационные входы 14 занятости каналов, элементы И 15-17, элемент НЕ 18. Принцип действияустройства состоит в том, что при отказа х основных блоков сигналы отказов поступают на блок 2 приоритетов, который управляет включением резервных блоков 13 в соответствии с их приоритетностью. При этом первый канал обладает высшим Приоритетом, а каждый пос.ледующий имеет меньший приоритет по сравнению с предьодущим. В работу включается резервный блок 13, который к моменту очередного отказа имеет высший приоритет из всех свободных резервных блоков. Наличие блока обусловлено необходимостью упорядочения поиска и включения свободных резервных блоков. При поступлении на запросный вход блока прио|ритетов импульса запроса он вьздает сигнал на выходе того канала, который имеет более высокий приоритет относительно других незанятых каналов (при незанятости канала на соответствующем входе блока приоритетов присутствует сигнал высокого уровня). Устройство осуществляет динамическое переключение резервных блоков 13 из состояния ненагруженного резерва (не включены источники сигнала, накала и напряжения питания) в состояние .Облегченного резерва (включен накал), далее в состояние нагруженного резерва (включены источники накала и напряжения питания) и, наконец, в рабочий (включены все источники) . При этом все переключения производятся в строгом соответствии .с приоритетностью. При любом числе и порядке размещения занятых резервных блоков .13 всегда свободный резервный блок 13 с высшим приоритетом находится в нагруженном резерве, с более низким п.Еиоритетом - в облегченном резерве.

а все остальные - в ненагруженном. В исходном состоянии, когда все резервные блоки 13 свободны, первый находится в нагруженном резерве, второй - в облегченном, все остальные - в ненагруженном резерве.

Работа устройства пояснЗгется таблицей, где Р - рабочий режим; Г - нагруженный резерв (горячий резерв); О - обле1ченный резерв; X ненагруженный резерв (холодный резерв) .,

МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВЛН.НОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовав тельно соединенные основные б;1оки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого эле|мента ИЛИ выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу каналов резервные блоки и в каждом канале-, начиная с третьего, элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит в каждом канале, Hiaчиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каяодом канале, начиная с второго, ... I третий элемент ИЛИ и во всех каналах - элемент коммутаций цепей накала, э хеменх коммутации цепей питания элемент коммутации цепей источника сигнала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока приоритетов, а инверсный выход - с входом блока -приоритетов. Управляющий вход элемента коммутации цепей источника сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах, начиная с второго, - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начиная с третьего, первый вхрд второго элемента ИЛИ соединен с первым входом эле мента и, второй вход - с элемента И,третий вход - с выходом (/) триггера,а выход - с управляющим вхо-; дом элемента кс «4утации цепей нака- . ла,второй вход элемента И соединен с выходом триггера предыдущего канала, а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего кана:ла,второй вход третьего элемента ИЛИ второго ка|нала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом элемента И третьего канала.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на все нулевые входы триггеров 3 по информацион ным. входам 14 (занятости поданы сигналы с уровнем логической i свидетельствующие о незанятости каналов (это означает, что все резервные бло ки свободны), На выходах триггеров 3 действуют сигналы с уровнем логического О. На выходах элементов 7, 8 и 9 всех каналов также устанавливаются сигналы с уровнем логического О, Элементы коммутации цепей накала 4 первого и второго каналов и элемент 5 коммутации цепей питания первого канала находится в зам кнутом состоянии, а все остальные элементы 4,5 и 6 коммутации других каналов находятся в разомкнутом состоянии. Это означает, что первый канёш находится в режиме нагруженного резерва, второй - облегченного резер ва, а все остальные - в ненаг руженного резерва. При отказе основного блока 10 с его блока 11 контроля через элемент . ИЛИ 1 на вход блока 2 приоритетов поступает сигнал отказа. На первом .выходе приоритетов появляется сигнал с уровнем логической , кото-, рый поступает на единичный вход 12 .триггера 3 первого канала и изменяет его Состояние. На выходе триггёр1а появляется сигнал с уровнем логической . Этот сигнал поступает: на управляющий вход элемента 6 коммутации цепей источника сигнала первого канала, который срабатывает, включая тем самым, первый резервный, элемент в работу; на вход второго элемента ИЛИ 7 второго канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логической ч поступающий на управляющий вход элемента 5 коммутации цепей питания второго канала, что приводит к срабатыванию последнего и переводу канала в режим нагружённого резерва; на второй вход элемента ИЛИ 8 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логической , который, поступая на управляющий вход элемента 4 коммутации цепей, накала третьего канала, приводит к срабатыванию последнего и переводит третий канал в режим облегченного резерва; на первый вход элемента .И 9 третьего канала. При отказе второго основного блока и поступлении второго сигнала откаэа на. втором выходе блока 2 приоритетов появляется сигнал, который изменяет состояние триггера 3 второго канала.На выходе триггера пойвляется сигнал с уровнем логической который поступает: на управляющий вход элемента 6 коммутации источника сигнала второго канала, который, г срабатывая, переводит канал в режим работы; на первый вход элемента -ИЛИ 7 второго канала и на второй вход элемента ИЛИ 8 третьего канала; на второй вход элемента И 9 третьего канала, Сигналы на входах элемента 9 трет его канала совпадают по уровню, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логической который поступает: на второй вход- элемента 7 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уров нем логической , воздействующий на управляющий вход элемента 5 комму тации цепей питания третьего канала, переводя тем самым этот канал в режим нагруженного резерва на первый вход элемента 8 четвертого канала, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логической , который, воздействуя на управ ляющий вход элемента коммутации цепей накала четвертого канала, приводит к его срабатыванию, что переводит канал в режим облегченного резер ва; на первый вход элемента 9 последующего канала. При,дальнейшем поступлении сигналов отказа работа устройства происхо дит аналогичным образом. С каждым новым сигналом отказа за нимается канал с более низшим приори тетом (т.е. резервный блок этого ка нала) , следующий канал .переводится в режим нагруженного резерва, последующий - в режим облегченного резерва, а все остальные остаются в режиме ненагруженного резерва. Если при этом освобождается резер ный блок более высокого приоритета, то работа устройства протекает следу кхцим образом. Пусть заняты первый и второй кана лы, т.е. резервные блоки этих каналов находятся в работе. При этом тре тий канал находится в нагруженном ре зерве, четвертый в облзтченном, а вс последующие - в ненагруженном резерве. Допустим, что освобождается первы резервный блок. При этом он посылает сигнал освобождения канала с уровнем логической по информационном входу 14 занятости первого канала на нулевой вход триггера 3, который устанавливается в нулевое состояние, т.е. на его выходе устанавливается сигнал с урбвнем логического .О. Этот сигнал поступает: на вход элемента б коммутации цепей источника сигнала первого канала, включая его и, тем самым, переводя первый канал в режим нагруженного резерва; на второй вход элемента 7 второго канала и на первый вход элемента 8 третьего канала, однако состояние выходов этих элементов не изменяется, так как на остальных входах продолжают действовать сигналы с уповнем логической 1 ,с выхода триггера 3 второго канала; на первый вход элемента И 9 третьего канала. Несовпаденке уровней сигналов на входах элемента 9 третьего канала приводит к изменению состояния выхода этого элемента, где теперь уже действует сигнал с.уровнем логического О . Этот сигнал поступает: на второй вход элемента 7. третьего канала, на первом входе которого также действу- . ет сигнал с уровнем логического .О. с выхода триггера 3 этого канала, что приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ 7 сигнала с уровнем логического О, который, поступая, на управляющий вход элементов 5 коммутации цепей питания третьего канала, выключает его, переводя этот канал в режим облегченного резерва; на первый вход элемента ИЛИ 8 четвертого канала, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логического О, который, воздействуя на управляющий вход элемента 4 коммутаций цепей накала этого канала, выключает его, переводя четвертый канал в режим ненагруженного резерва, Состояния элементов последующих каналов не изменяются. Теперь при приходе очередного сигнала отказа происходит включение в работу свободного резервного канала, обладающего более высоким относительно других свободных резервных каналов приорите-. том, в данном случае первого. При этом протекают процессы, аналогичные описанным. Предлагаемое многоканальное резервированное устройство отличает наиболее полное использование структурных возможностей резерва, что достиггается динамическим включением резервных блоков, При этом всё резервные блоки до включения в работу последовательно переходят из режима ненагруженного резерва в режим облегченного и далее в режим нагруженного резерва, При этом сокращается непроизводительный расход ресурса резервных блоков (по сравнению со случаем их использования в нагруженном или облегченном резерве) и значительно сокращается время включения в работу (по сравнению со случаем их использования в ненагруженном резерве), чем достигается повышение нгщежности работы резервированной системы в целом.

Кроме этого, устройство обладает свойством адаптации к конкретным условиям работы, осуществляя переключе;ние режимом работы резервных каналов в зависимости от реальной ситуации,

учитывая состояния, в которых находятся все резервные элементы, каналы устройства, начиная с третьего, выполнены полностью идентичными, что легко позволяет наращивать устройство без дополнительных затрат оборудования, а также облегчает эксплуата)цию и улучшает его ремонтопригодность;

danpDCHbiu бАод

18ход

И

1 ёшод

ДЕ

1S

2Ы

25щод

i ёкод

ЭБ

i Sbixod