Устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы Советский патент 1983 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

Изобретение относится к вычислктелькоЯ технике и быть использовано для управления режимом обмена iviaxgLjy OT.qeJjbubJivm каналами резервированных систем, в частност для автоматизации научных исследований,, а также з автоматизированны снстамак упраалякия технологическими процессрми 2 микроэлектронике о

Иээеслно устройство управления резервирсваняок системы содержащее счетл-ок J. соединенный с дешифратором; вкмоды которого через элементы ИЛИ подсоединены к переключателяь ПЕтания резервированнвлх блоков, злемеиШ и. ИЛИ, схемы несовпадегшй,; эы годды резервируемых .блокои г епосредетвенно к через элеман гга ИЛИ подключены к выхо- дам схем иесовггадения, выходы которых соединены сг входами элементов И/ а вторые последних -- к шинам питания peэapвиpye tыx блоков ,

Недостаток устройства - отключение одного из резервируемых .блоков системы при .возникновении 3 кем одиночного сбоя.

Известно также устройство, содержащее дешифратор,- выходы которого соединены с входами.соответотвуквдих элемейтов ИЛИ,- а входы - с BbtxoAaiviH регистра. б.лок запрета режимов -осглена;, счетчик сбоев и блок анализа,; первый и второй входы котороз о соединены с соответствующими вьиодшпи регистра и дешифратора, а зыкоды - с первыми входами регистра, счетчика сбоев и блока, запретес1 режимов обмена второй вход блока запрета режимов обмена - ;: соответству1ош,им входом регистра.; а .гретий; четвертый и пятый зхогкл - с соотзетствующим.и выходами дешифратора 2 „

Недостатком устройстЪа является то, что проверка работоспособности мажорнтарно-резарзированяой системы осуществляется только в специальном режиме прозерк:ч, что требует отключения из рабочего режима в результате чего снижается произвдительность ci-iCTeiviEv, Кроме того, отсутствует постоянный контроль, вследствие чего возможно функционирование м,ажоритарно-резервирован ной CHCTeivSH в iM-ежпроверочном периоде при наличии неисправности, а это снижает надежность работы системьи

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее три канала управления,, причем в каждом канале управления имеется управляемый мажоритарный блок, соелиненный с управляемьами мажоритарными блоками других каналов,, и группу счетчиков

сбоев, запоминающие элементы и схемы сравнения в каждом канале, входы схемы сравнения соединены с управляемыми мажоритарными блоками, выходом управляемого мажоритарного 5 блока и первыми выходами счетчиков сбоев, вторые выходы которых через запоминающий элемент соединены соотв€;тственно с входами управляемого мажоритарного бЛока, вы0 ходы схеь(ы сравнения подключены соответственно к входам группы счетчиков сбоев з .

Недостатком извсстнога устройства являе1тся то, что неисправный

S канал выявляется за два цикла

появления кодовых сигналов, поскольку один сбой считается случайным. Такая организация управления в некоторых случаях приводит к не0 правильной передаче информации.. Например, если неисправен перВ1ай канал управления и он передал, будучи н«;исправным,одну кодовую ком5инацр Ю, а при передаче следую5 цэй кодовой комбинации произошел случайный сбой во втором канале управления, то на выходе устройства мохкет поугаиться неправильная информация Кроме того, устройство не

0 имеет средств стимуляции тестовой последовс1тельности импульсов, контроль работоспособности осуществляется в р€:зультате функционирования мажоритарно-резервированной система при помощи входных кодовых комбинаций, которые могут и не содержать необходимые для полной проверки работоспособности сигналы. Причем устройство осуществляет запрет информацией с отказавшим

0 каналом управления, не заменяя его дополнительны, наличие которого значительно усложнило бы конструкцию устройстЕ;а. При каждом отключении отказав 1161 го канала управления до5 стовернос:ть информации на выходе устройстЕ.Э понижается.

При угравлении сложными технологг-гческими: процессами, особенно экспериментами, и автоматизации на0 учных исследований необходима надежная ра.бота устройств управления ввиду богъших временных и энергетически.х затрат на каждый эксперимент, которые усугубляются возника5 квдей иногда невозможностью продолгкения или повторного воспроизведения исследований.

Появление в каналах управления ложных комбинаций сигналов приводит

„ к снижению достоверности результатов, а иногда и невозможности достижения требуемых параметров исследуемых объектов. Поэтому важ- ным элементом процесса управления является своевременная и полная ди5 агностика устройства управления

по всем необходим1 1м тестовым комбинациям в процессе работы при помщи встроенных средств стимуляции, получивших широкое распространение в тестовой аппаратуре. Это повышает надежность функционирования всей системы за счет увеличения безотказности и бессбойности в работе.

Цель изобретения - повьлшение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы, содержащее управляемый мажоритарный блок, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих резервируемых каналов, группу счетчиков сбоев, соединенных через запоминающий элемент с выходами сигналов ошибок управляемого мажоритарного блока, введены четв.ертый резервируемый канал, элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ и формирователь стимулируквдих воздействий, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом элемента И, второй вход - с выходом суммарного сигнала ошибки управляемого мажоритарного блока, выходы - с входами резервируемых каналов и вторым входом элемента ИЛИ, выход которог соединен с входом управляемого мажоритарного блока и входом элемента НЕ, вьаход которого соединен с входом запоминающего элемента и входами группы счетчиков сбоев, выходы которых соединены с управляющими входами управляемого мажоритарного блока, соответствующий информационный вход которого соединен с высходом четвертого резевируемого блока, а выход - с вторы входом элемента И, выход которого соединен с выходом устройства.

На фиг. 1 представлена блоксхема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя стимулирующих воздействий; на фиг. 3 - схема управляемого мажоритарного блока.

Устройство (фиг. 1) содержит резервируемые каналы 1.1-1.4, имеющие выводы 2.1-2.4, по которым поCTynaej: входная информация или тестовые комбинации с формирователя стимулирующих воздействий. На вход приходят синхронизирующие импульсы резервируемых каналов (СИК), котор также, как и синхронизирующие импульсы формирователя 3 стимулирукиц воздействий (СИФ) , поступают на эл мент ИЛИ 5, выход которого соединен с управляемым мажоритарным блоком .6 и элементом НЕ 7. Управляемый мажоритарный блок 6 соединен

с формирователем 3 стимулирующих воздействий, запоминакяцим элементом 8, состоящим из трех триггеров, группой счетчиков 9.1-9.3 сбоев, а также с элементом И 10. Выход 11

элемента И 10 является выходом устройства.

Формирователь 3 (фиг.2) имеет в своем составе триггер 1-2 управления, на установочный вход S 13 кото0 рого подается суммарный сигнал ошибки с управляемого мажоритарного блока б (фиг. 1). Выход триггера 12 соединен с одновибратором 14, на вход 4 которого подаются СИК. Вы5 ход одновибратора 14 соединен с входами 15.1-15.4 элементов И-НЕ 16.1-16.4 с открытым коллектором и входом 15.5 генератора СИФ 17. На вход 4 элемента НЕ 18 подаются СИК, выход элемента НЕ 18 соеди0нен с входами 19.1-19.4 элементов И-НЕ 16.1-16.4 с открытым коллектором и входом 19.5 генератора СИФ 17. Выход 20 генератора СИФ 17 соединен

с с входом счетчика СИФ 21, вход 19.6 которого соединен с элементом НЕ Ig. Выход счетчика СИФ 21 соединен с установочным входом R триггера 12 и входом генератора 17. Выходы 2.1-2.4 элементов И-НЕ f6,l;-16,4 объ0единены с входами 2.1-2.4 резервируемых каналов 1.1-1.4 (фиг. 1),

Управляемый мажоритарный блок 6 (фиг. 3) содержит коммутатор 22 с информационными входами 23.1-23.4

5 и управляющими входами 23.5-23.7 и выходами 24.1-24.3, соединенными с дешифратором 25, имеющим синхронизирующий вход 26. Выходом дешифратора 25 является восьмиразряд0 ная шина 27.1-27.8, соединенная с элементами И 28.1-28.3 и 29. На выходах 30.1-30.3 элементов И 28.128.3 формируются сигналы трех ошибок в 1.1-1.3 резервируемых каналах

5 в соответствии с уравнениями

F( аЬс 1- абс ; (1) Fj аЬс аЬс ; (2) Р, аЬс. (3) На выходе 31 элемента И 29 формируется уровень выходного сигна0ла блока 6 (фиг. 1) в соответствии с уравнением

у аЬс+аЬс+аЬс+аЬс. (4) Элемент И 32 соединен с выходами 30.1-30.3 элементов И 28.1-28.3

5 и формирует на выходе суммарный сигнал ошибки Р в соответствии с уравнением

Fo FiF2- 3- (5) Процесс функционирования уст0 ройства при управлении режимом обмена мажоритарно-резервированной системы включает работу при поступлении на входы 2.1-2.4 резервируемых каналов 1.1-1.4 информаци5 онных сигналов (режим 1) и работу .

при поступлении на выходы 2,1-2.4 резервируемых каналов 1.1-1.4 тестовых сигналов с формирователя 3 (режим 3).

В режиме 1 на входы каналов 1,.1-1,4 (при этом в работе участвуют три из четырех каналов, например, 1.1-1.3) поступают информационные сигналы. При исправной работе каналов 1.1-1.3 суммарный сигнал ошибки FQ не формируется, информация с выхода 31 (фиг. 3) блока 6 (фиг 1) поступает на элемент И 10 (фиг, 1), управляемую СИК. При эт.ом на выходе 11 элемента И 10 появляется информационный сигнал. Если по какому-либо выходу резервируемых каналов 1,11.3 уровень выходного сигнала не совпадает с двумя другими, то формируется суммарный сигнал ошибки FO в соответствии с уравнением (5) разрешающий работу формирователя 3 По сигналу ошибки FN (где ,3) в резервируемом канале элемент 8 разблокировывает счетчик сбоев группы счетчиков 9.1-9.8 сбоев соответствующих каналов 1.1-1.3. На выходе элемента И 10 появляется информационный сигнал, соответствующий состоянию большинства выходов каналов управления.

При работе в режиме 2 триггер 12 (фиг. 2) находится с положении Включено, разрешая по окончании СИК запуск одновибратора 14, Запоминающий элемент 8 (фиг. 1) разблокировывает соответствующий счетчик сбоев группы счетчиков сбоев 9.1-9 По окончании СИК на входе 4 элемента И 10 блокируется и запускается формирователь 3. При этом на входы /2.1-2.4 подается комбинация ,.Все единицы, а на элемент ИЛИ 5 - первый СИФ от генератора СИФ 17 , (фиг. 2). Второй СИФ тактирует на входах 2.1-2.4 каналов СИФ 1.1-1.4 комбинацию Нее нули. По окончании второго СИФ счетчик 21 -(фиг. 2) запрещает работу генератора СИФ 17 и устанавливает триггер 12 в положение Выключено , Если на выходах 30.1-30.3 (фиг. 3) блока 6 (фиг.1) во время действия СИФ не формируются сигналы ошибок FQ и FN , то коммутатор 22 (фиг. 3) не подключает дополнительный канал управления , например 1,4, а элемент 8 возвращается в исходное состояние после второго СИФ, Сбой в резервируемых каналах 1.1-1.3 в этом случае считается случайным. Если во время действия СИФ формируются сигналы ошибок FQ HpN причем номер канала совпадает с разблокированным счетчиком сбоев группы счетчиков 9.1-9.3 сбоев, то последний формируют команду, по которой происходит подклю.чение дополнительного резервируемого канала 1.4 при помощи коммутатора 22 (фиг. 3). Элемент 6 (фиг. 1), группа счетчиков 9.1-9.3 и формирователь 3 после второго СИФ возвращаются в исходное состояние, а дополнительный резервируемый канал 1.4 згшимает позицию (номер) отключенного резервируемого канала, который в этом случае признается неисправным.

Такая организация устройства для управления режимом обмена ма- . жоритарно-резервированной системы позволяет в процессе ее эксплуатации осуществить непрерывный контроль и диагностику без подключения дополнительных тестирующих устройств и контрольно-измерительны приборов. Описанная организация режимов работы устройства накладывает определенные требования к длительности промежутка между СИК, заключающиеся в том, что в этот интервал времени должны уложиться два СИФ. Это в некоторых случаях снижает производительность устройства, В частности, при наличии одиночных сбоев, которые считаются случайнЕЛМИ, производительность пред лагаемого устройства зависит от частоты следования СИК и может быть ниже, чем у известного устройства. Для выявления неисправного канала в предлагаемом устройстве требуется интервал времени, равный промежутку времени между передними фронтами двух соседних СИК, а в известном усройстве к этому промежутку добавляется как минимум длительность СИК, а в некоторых случаях - при отсутствии соответствующей комбинации на входах каналов управления/ может потребоваться и несколько периодов. при работе сбоев в каналах упраления производительность предлагаемого устройства не уступает производительности известного устройства поскольку в этом случае обмен управляющими сигналами может производиться без приведенных ограничений (цепи обмена управляющими сигналами зависят от конкретной реа.пизации, в частности от интерфейса применяем ЭВМ,} поэтому на фиг, 1-3 эти цепи не показаны),

Формирователь 3 (фиг, 2) работае следующим образом.

Во время действияСИК работа формирователя 3 блокируется по входам 19.1-19,4 (фиг. 2) элементов И-НЕ 16,1-16,4 с открытым коллектором. Триггер 12 .при подаче на установочн вход 5 сигнала ошибки FQ Формирует на выходе разрешающий потенциал, поступающий на вход одновибратора 14, который запускается задним фронтом СИК, поступающим на вход 4 и через

элемент НЕ 18 на вход генератора 17 и вход счетчика 21, разрешая их работу. Для запуска генератора 17 необходимо также наличие высокого уровня сигнала на входе 15.5. Первый СИФ тактирует комбинацию Все единицы на выходах 2.1-2.4, второй - Все нули. СИФ поступают на элемент ИЛИ 5 и счётчик 21, который после второго СИФ запрещает работу генератора 17 и сбрасывает по установочному входу R триггер 12. С этого момента форкмрователь 3 стимулируюцих воздействий находится в исходном состоянии, элементы И-НЕ 16.1-16.4 блокированы по входам 15.1-15.4, при этом к входам 2.12.4 подан высокий импеданс.

Использование предлагаемо-го устройства позволяет повысить надежность функционирования мажоритарнорезервированной системы путем непрерывного автоматического контроля и активной самодиагностики благодаря наличию встроенного формирователя стимулирующих воздействий с внутреннил контурами контроля, а также за счет автоматической перестройки, на исправные элементы.

положительный эффект достигается в результате возросшей безот15 казности и бессбойности мажоритарно-резервированной систе. мы.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОБМЕНА МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ, содержащее управляемый мажоритарный блок, информационные входы которого соединены с выходами соответствующих резервируемых каналов, группу счетчиков сбоев,i; соединенных через запоминающий элемент с выходами сигналов ошибок управляемого мажоритарного блока, отлич ающеес я тем, что, с целью повьаиения надежности, в него введены четвертый резервируемый канал,.элемент И, элемент ИЛИ, элемент НЕ и формирователь стимулирующих воздеГ.ствий, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом элемента И, второй вход - с выходом суммарного сигнала ошибки управляемого мажоритарного блока, выходы - с входами резервируемых каналов и вторьам входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом управляемого мажоритарного блока и входом элемента НЕ, выход которого соединен с входом запоминающего элемента и входами группы счетчиков (Л сбоев, выходы которых соединены с управлякядими входами управляемого мажоритарного блока, соответств тощий информационный вход которого соединен с выходом четвертого резервируемого блока, а выход - с вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходом Устройства ел 00 о :. Ч