Устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы Советский патент 1984 года по МПК G06F11/18 

СХ)

о

4

:о

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено для контроля работоспобности мажоритарно-резервированных систем, а также для управления режимом обмена между отдельными каналами (блоками) резервированных систем.

По основному aiBT.CB. № 744578 известно устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы, содержащее в каждом канале управляемый мажоритарный блок, соединенный с управляемыми мажоритарными блоками других каналов, группу счетчиков сбоев, запоминающий элемент и схему сравнения, входы которой соединены.с управляемым мажоритарным блоком, с выходом управляемого мажоритарного блока и с первыми выходами группы счетчиков сбоев, вторые выходы которых через запоминающий элемент соединены соответственно с входами управляемого мажоритарного, блока, вькоды схемы сравнения подключены соответственно к входам группы счетчиков сбоев Cl 3.

Недостаток устройства заключается в том, что оно не осуществляет проверки на наличие ложных 1 на выходах одного или двух каналов мажоритарно Рвзервированной системы, вследствие этого при наличии ложной 1 на выходе одного из каналов ва других канала квалифицируются им как неисправные и исключается обмен с ними информацией. При наличии ложной 1 на выходах двух любых каналов третий канал рассматриваетя как неисправный, исключается с им обмен и на выход мажоритарноезервированной системы проходят ожные 1.

Цель изобретения - повышение надежности мажоритарно-р е з ер вированной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резёрворованной системы введен блок прерывания, входы которого соединены с соответствующими выходами группы счетчиков сбоев и схемы сравнения, а выходы - с соответствующими входами группы Счетчиков сбоев и резервируемых блоков.

... На фиг. 1 представлена блок-схема мажоритарно-резервированной системы

864322

на фиг. 2 - схема устройства для управления режимом обмена мажоритарнорезервированной системы.

Мажоритарно-резервированная сис5 тема (фиг. 1) содержит арифметические блоки 1, 2 и 3, управляемый мажоритарный блок 4, блок 5 управления режимом обмена и блок 6 мажоритарных связей, построенный на уп10 равляемых мажоритарных блоках 4. Каждый из арифметических блоков 1, 2 и 3 содержит сумматор 7, блок 8 местного, управления, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 15 регистры, шины 13 занесения первого числа в первый 9 и третий 11 регистры, шины 14 занесения второго числа во второй 10 и четвертый 12 регистры, шину 15 сигнала Начало опера20 ции, шину 16 сигнала Конец операции, шины 17 выходов блока 5 управления режимоя обмена, шины 18 и 19 выходов соответственно .первого 9 и второго 10 регистров, ши25 ны 20 результата операции, выполненной блоками 1, 2 и 3, шины 21 сигналов с блока 8 местного управления на блок 5 управления режимом обмена об окончании очередного такта 30 проверки, шины 22 и 23 сигналов прерывания с блока 5 управления режимом обмена на блоки 8 местного управления блоков 1, 2 и 3, шины 24, 25 и 26 результата суммирования 35 сумматоров 7 соответственно блоков 1, 2 и 3.

Устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы (фиг. 2) содержит 40 управляемый мажоритарный блок 4 и блок 5 управления режимом обмена. Управляемый мажоритарный блок 4 выполнен на элементах И 27-30, НЕ 31 и ИЛИ 32. Блок 5 управления режимом 45 обмена включает запоминающий элемент 33, блок 34 прерьшания, группу счетчиков 35 сбрев и схему 36 сравнения. Блок 34 прерывания содержит элемент ИЛИ 37, счетчик 38 тактов про50 верки, элемент И 39 и дешифратор 40. Группа счетчиков 35 сбоев включает счетчики , а схема 36 сравнения построена на элементе ИЛИ 42 и элементах запрета. Дешифратор 40 имеет выходы 44-48.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Начало операции, поступающий одновременно на шину 15 бло3ков 1, 2 и 3, запускает блоки 8 ме ного управления на вьлолнение операции. Сигналы с блоков 8 местного управления проходят на первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12 регистры, сумматор 7 и устанавлива ют их в исходное состояние. Далее блок 8 местного управления формиру ет сигналы, по которым заносятся поступающие соответственно по шинам 13 и 14 коды первого и второго чисел в первый 9 и третий 11, второй 10 и четвертый 12 регистры. Далее по сигналам с блока 8 местного управления первое число с выхода 18 первого 9 регистра, а второе число с выхода 19 второго 10 регистра последовательно поступают на сумматоры 7. С выходов 24, 25 и 26 блоков 1, 2 и 3 результат суммироваНИИ поступает по шинам 24, 25 и 26 обмена на блок 5 управления режимом обмена и управляемый мажоритарный блок 4. При наличии на шинах 24, 25 и 26 кодовых сигналов О, а также в момент паузы между кодовыми сигналами элементы запрета схемы 36 сравнения на выходе сигналов не вырабатывают. Счетчики сбоев 1 4 .находятся в таком состоянии, что с их левых выходов сигналы на запрещающие входы элементов запрета не поступают.- С правых выходов счетчиков 41:,-41, сбоев на запоминающий элемент 33 (например, многоустойчивьй триггер) поступают сигналы, которые удерживают его в coctoянии, обеспечивающем обмен всех трех блоков 1,2 и 3. При этом сигналы обмена проходят Через элементы И 27, 29 и 30 управляемого мажоритарного блока 4. При наличии на шинах 24„ 25 и 26 кодовых сигналов 1 устройство работает аналогично. В этом случае на разрешающие входы элементов 43i-43х запрета поступает сигнал с выхода элемента ИЛИ 42, а на запрещаю щие входы - сигналы, поступающие по шинам 24, 25 и 26, а также с выхода управляемого мажоритарного яблока 4. На выходах элементов 43i43. сигналы отсутствуют. В таблице представлены сочетания обнаруживаемых отказов в режиме обмена всех блоков 1, 2 и 3 (ситуации 1-6) и в режиме обмена двух бло 2 например блоков 2 и 3 (ситуаковции 7-9). Для каждой ситуации .в 1-й строке таблицы указаны сигналы на выходах 24, 25 и 26 в рабочем режиме, а во 2-й и 3-й или только во 2-й - сигналы соответственно в 1-м и 2-м или только в 1-м тактах проверки. Если на выходе 24 блока 1 (ситуации 1) кодовый сигнал О, а на выходах 25 и 26 других - 1, то сигнал с элемента ИЛИ 42 поступает на разрешающий вход элемента 43 запрета и вызывает срабатывание последнего. В счетчике 41 фиксируется первый сбой. С целью проверки истинности кодовых сигналов на выходах 24, 25 и 26 сигнал с элемента 43 запрета поступает,кроме того,на элемент ИЛИ 37 блока 34 прерывания. С выхода последнего сигнал поступает н вход счетчика 38 тактов проверки и первьй вход элемента И 39, на второй вход которого подается низкий уровень с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки. .Сигнал через элемент И 39 не проходит. Счетчик 38 тактов проверки переводится в такое состояние, что на его выходе 23 появляется высокий уровень, а на выходе 22 остается низкий, т.е. счетчик 39 тактов проверки переведен из состояния 00 в состояние 01. Уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блоки 8 местного управления. Работа каждого из блоков 8 местого управления организована таким образом, что перёд очередным тактом суммирования анализируются сигналы на шинах 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена. В ситуации 1 указанные сигналы соответствуют комбинации 01 - первому такту проверки работоспособности блоков 1, 2 и 3. В результате анализа блок 8 местного управления прекращает дальней- ; шее суммирование (устанавливая, например, для этого счетчик тактов , Суммирования блоков 8 (не показан) в состояние, соответствующее конечному числу тактов суммирования) И организует режим проверки. Для этого сигналами с блока 8 в первый 9 регистр заносится код числа 101010.. .01, во второй 10 регистр - 110101..10, далее осуществляется последоваельное поразрядное суммирование. На S выходах 24, 25 и 26 должны быть в каждом такте суммирования О. Если .в предыдущем рабочем такте (вызвавшем переход в режим проверки) на вы ходах 25 и 26 были истинные 1, а на выходе 24 блока 1 - ложньй О то на выходе элементов запрета сигналов в первом такте провер ки (п тактов суммирования) не будет и в счетчике 41 остается зафиксированный сбой блока 1. Через п тактов суммирования блок 8 местного управления с учетом состояния 01 выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом не вырабатывает сигнал Конец операции на выходе 16, а вы рабатывает сигнал на выходе 21, пос тупающий на блок 5 управления режи мом и устанавливающий счетчик 38 тактов проверки в состояние 10. По сигналам этой комбинации блок 8 местного управления организует второй такт проверки. В первый 9 регистр заносится код числа 10101..01 а во второй 10 регистр - 01010..10, и далее осуществляется последовательное поразрядное суммирование. На входах 24, 25 и 26 должны быть в кажгэм такте суммирования 1. При появлении во втором такте проверки (п тактов суммирования) кодовых сигналов 1 на вьсходе элемента 43 запрета сигнал не вьтрабатывается. По окончании п тактов сум мирования во втором такте проверки также на выходе 16 не вырабатывается сигнал Конец операции, а на выходе 21 вырабатьшается сигнал, который поступает на блок 5 управления режимом и устанавливает счетчик 38 тактов проверки в состояние 00. Сигнал с выхода 49 счетчика 38 поступает на счетчик 41 сбоев и устанавливает его в исходно состояние. Один сбой считается случайным. Блок 8 местного управления с учетом анализа состоянии выходов 23 и 22. блока 5 управления режимом обмена организует дальнейшую работу суммирование поступивших ранее чисел. Для этого по сигналам с блока 8 местного управления первое число из третьего 11 регистра заносится в первый 9 регистр, а второе число из четвертого 12 - во второй 10 регистр, и далее осуществляется 2 суммирование чисел . По окончании п тактов и при наличии комбинации 00 с блока 5 управления режимом обмена блок 8 местного управления вырабатывает на выходе 16 сигнал Конец операции. Результат операции фиксируется во втором 10 регистре и далее вьщается через блок 6 мажоритарных связей. Если же во втором такте проверки сигнал на выходе 24 блока 1 снова отсутствует (ситуация 2) в любом такте суммирования, то элемент 43запрета вырабатывает сигнал, и в счетчике 41 фиксируется второй сбой. На левом выходе последнего появляется сигнал, который подается на запрещающий вход элемента 43 запрета, запрещая его срабатьгоание при поступлении последующих сигналов с элемента ИЛИ 42. На правом выходе счетчика 41 сигнал отсутствует. Состояние запоминающего элемента 33 изменяется таким образом, что запре1цается обмен неработоспобного блока 1 с исправными блоками 2 и 3, т.е. запрещается прохождение сигналов обмена через элементы И 29 и 30 управляемого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных связей (последний управляется также запоминающим элементом 33, цепи управления не показаны) .. Сигнал с выхода элемента 43 запрета поступает кроме того4через элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов проверки, переводя его из состояния 10 (второй такт проверки) в состояние 00, и на первый вход элемента И 39, который закрыт по второму входу низким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение второго такта проверки (например, изменением состояния счетчика тактов суммирования до конечного значения). Блок 8 вырабатывает сигналы, по которым первое число заносится из третьего 11 в первый 9 регистры, второе число из четвертого 12 во вто рой 10 регистр, и далее осуществляется выполнение операции. По окончании п тактов суммирования и при наличии кодовой комбинации 00 с блока 5 управления режимом обмена блок 8 местного управления вырабатывает сигнал Конец операции на выходе 16. Результат операции находится во втором 10 регистре и далее выдается через блок 6 мажоритарных связей, управляемый сигналами с шин 17 блока 5. Предположим, что на выходах 25 и 26 блоков 2 и. 3 ложные 1, а н выходе 24 блока 1 - истинньй О (ситуация 3). Если в первом такте проверки снова на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 будут ложные 1 на лю бом из п тактов суммирования, то эл 43 запрета вырабатывает сигна мент 41 фиксируется второй В счетчике сбой (ложные сбои блока 1), на его правом выходе сигнал отсутствует, и с группы счетчиков 35 сбоев на де шифратор 40 схемы 34 прерывания подаютсА сигналы, соответствующие ком бинации 0110. С элемента 43 запрета сигнал проходит через элементы ИЛИ 37 и И 39 (состояние счетчика 38 тактов проверки 01 - первый такт проверки, на выходе 23 высокий уровень, открьюающий И 39 по втором входу) также на дешифратор 40 блока 34 прерывания. На выходе 48 дешифратора 40 появляется сигнал, которьй устанавливает счетчики 4 Ц и 41д в исходное состояние, а сигна с выходов 45 и 46 переводят лы счетчики 41. и 412 запоминающий элемент 33 в состояние, обеспечиваю щее запрет режима обмена исправного блока 1 с неисправными блоками 2 и 3, т.е. прохождение сигналов обмена через элементы И 27, 29, 30 Сигнал исправного блока 1 проходит через элемент И 28 управляемого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных связей. Счетчик 38 тактов проверки сигналом с элемента 43 запрета через ИЛИ 37 переводится из состояние 01 в состояние 00. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом поступают на блок 8 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение первого и второго тактов 328 проверки. Блок 8 вырабатывает управляющие сигналы, по котйрым первое число заносится из третьего 11 регистра в первый 9, второе число из четвертого 12 - во второй 10 регистр, и далее осуществляется суммирование. По окончании п тактов и при наличии кодовой комбинации 00 с блока 5 управления режимом обмена блок 16 местного управления на выходе 20 вьфабатывает сигнал Конец операции. Результат операции фиксируется во втором 10 регистре. Предположим, что на выходе 24 блока 1 кодовый сигнал 1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - О. Сигнал с элемента ИЛИ.42 поступает на разрешающие входы элементов 43о и 43,, запрета и последние срабатывают, фиксируя в счетчиках 412 41j.первьй сбой блоков 2 и 3. Далее осуществляется проверка истинности кодовых сигналов на выходах 24, 25 и 26. Сигнал со схемы 36 сравнения запускает блок 34 прерывания; которьй переводит блоки 1, 2 и 3 в режим проверки. Пусть на выходе 24 блока 1 истинная 1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - ложные О (ситуация 4). При появлении в первом такте проверки (п тактов суммирования) на выходах 24, 25 и 26 всех трех блоков кодовых сигналов О состояние элементов устройства не меняется. Блок 8 местного управления с учетом состояния 01 выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом не вырабатывает на выходе 16 сигнал Конец операции, а вырабатывает на .выходе 21 сигнал, которьй устанавливает счетчик 38 тактов проверки в состояние 10. Блок 8 местного управления ранее paccMOTj)eHHbiM образом организует второй такт проверки. Если во втором такте проверки на выходах 24, 25 и 26 всех блоков 1, 2 и 3 1, то сигналом с выхода 21 блока 8 местного управления счетчик 38 тактов проверки устанавливается в состояние 00. Сигналом с его выхода 49 счетчики 41, и 41- устанавливаются в исходное состояние (один сбой считается случайным). Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления.

анализируются, и блоки 1, 2 и 3 переводятся в рабочий режим, осуществляя выполнение операции.

Бели же во втором такте проверки на вькодах 25 и 26 блоков 2 и 3 снова будут кодовые сигналы О (ситуация 5) на любом из тактов суммирования, то в счетчиках 41х, Alg фиксируется второй сбой, отсутствуют высокие уровни на их правых вькодах, и запоминающий элемент 33 переводится в состояние, исключающее обмен исправного канала 1 с неисправными каналами 2 и 3. Сигнал исправного канала 1 проходит через элемент И 28 мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных связей.

Сигнал с элементов 432 Ч апрта поступает,кроме того,через элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов .проверки, переводя его из. состояния 10 в состояние 00, и на первый вход элемента И 39, который закрыт по второму входу низким уровнем с выхода 23 счетчика ,38 тактов проверки. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления, анализируются, в результате чего прекращается дальнейшее выполнение второго такта проверки, и блок 1 указанным образом переходи в рабочий режим.

Предположим, что на выходе 24 блка 1 ложная 1, а на выходах 25, 2 .блоков 2 и 3 - истинные О. В предыдущем рабочем такте (вызвавшем переход блоков 1, 2, 3 в режим проверки) сигнал со схемы 36 сравнения запустил блок 34 прерьгаания, элемент И 39 подготовлен к работе по второму входу высоким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки (состояния счетчика 01 первый такт проверки).

Если в первом такте проверки на выходе 24 блока 1 кодовый сигнал 1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 И 3 - кодовый сигнал О (в любом из п тактов суммирования), то сигнал с элемента ИЛИ 42 поступает на разрешающие, входы элементов 43, и 43- запрета, последние срабатывают и фиксируют в счетчиках 412 и 41д второй сбой блоков 2 и 3 (ложные сбои). С группы счетчиков 35 сбоев на дешифратор 40| блок 34 прерывания подаются уровни.

соответствукицие комбинации 1000. Одновременно сигнал со схемы 36 сравнения проходит через элементы ИЛИ 37, И 39 на дешифратор 40

5 блока 34 прерывания, сигнал с выхода 48 которого устанавливает счетчики в исходное состояние, а сигнал с выхода 47 устанавливает счетчик 41 сбоев в состояние, соотO ветствующее фиксации в нем второго сбоя. Запоминающий элемент 33 переводится в состояние, когда запрещается обмен неработоспособного блока 1 с исправными блоками 2 и 3.

5 Обмен осуществляется через элемент И 27 управляемого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарных связей.

Счетчик 38 тактов проверки сигна0 лом со схемы 36 сравнения переводится из состояния 01 в состояние 00. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8

5 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение первого и второго тактов

0. проверки и указанным образом (например, как в ситуации 3) исправные блоки переводятся в рабочий режим. Устройство в режиме обмена двух блоков, например блоков 2 и 3 (си5 туации 7-9), после отключения блока 1 работает так же.

Например, в ситуации 9 элемент 43 запрета заблокирован высоким уровнем с левого выхода счетчиQ ка 41 сбоев и не реагирует на поступающие последукяцие сигналы. Поэтому на первом такте проверки в счетчике 4Ь сбоев фиксируются два сбоя подряд блока 3, что квалифицирует, ся как отказ блока 2 типа ложная 1. С этой целью сигналом с выхода 48 дешифратора 40 счетчики . ус танавливаются в исходное положение, а затем сигналами с выходов 46 и 47 счетчики 4Ц и 41- переводятся в состояние, соответствующее фиксации в них двух сбоев подряд. Запоминающий элемент 33 переводится в состояние, запрещающее обмен неработоспособных блоков 2 и 1 (ранее отключенного) с исправным блоком 3. Сигнал обмена проходит через элемент И 29 управляемого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарных связей. 11 Проверка исправности управляемого мажоритарного блока 4 производится так же. Блоки 1, 2 и 3 переходят в режим проверки. При неисправности (наличии на выходе ложных О) управляемого мажоритарного блока 4 на правом выходе счетчика 41 сбоев появляется низкий уровень, который изменяет состояние запоминающего элемента 33 таким образом, что элементы И 27, 28, 29, 30 не готовы к работе по одному из выходов, т.е. производится отключение управляемого мажоритарного блока 4, Для задания различных режимов обмена программным или иным путем изменяется состояние запоминающего элемента 33. В этом случае вначале сигналами (цепи сигналов не показаны) соответствующие счетчики 32 сбоев переводятся в состояние, эквивалентное фиксации в них двух сбоев подряд того блока или тех блоков 1, 2 и 3, обмен с которым или с которыми предполагается исключить. На правьЬс выходах соответствующих счетчиков 41 -4 К сбоев появляются сигналы, которые переводят запоминающий элемент 33 -в состояние, обеспечивающее тот или иной режим обмена. I. Таким -образом, введение в известное устройство схемы прерывания позволяет повысить надежность функционирования мажоритарно-резервированной системы путем дополнительного контроля на наличие ложных кодовых сигналов 1 и автоматической перестройки системы на исправные элементы при осуществлении непрерывного контроля.

108643214

13

Продолжение таблицы

УСТРОЙСТВО ДЛЯУПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОБМЕНА МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ по авт. св. №744578, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем контроля на наличие ложных сигналов 1, оно содержит блок прерывания, входы которого соединены с соответствующими выходами группы счетчиков сбоев и схемы сравнения, а выходы - с соответствующими входами группы .счетчиков сбоев и резервируемых блоков.