Мажоритарно-резервированное устройство Советский патент 1984 года по МПК H05K10/00 G05B9/03 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, в которых обнаружение и исправление ошибок осуществляется с помощью мажоритарных схем, и может быть использовано при проектировании вычислительных систем повыщенной надежности. Известно мажоритарно-резервированное устройство, использующее трехкратное мажорирование, содержащее три одинаковых мажорируемых блока и трехвходовый мажоритарный элемент, причем выход каждого мажорируемого блока соединен с соответствующим входам мажоритарного элемента, реализующего функцию m XiXjVX, X ХХэУХг-Х5,где Xi; Хэ - входы мажорируемых блоков 1. Недостаток известного устройства заключается в том, что в нем не предусмотрена диагностика неисправностей общих входов мажорируемых блоков (например, в случае обрыва или короткого замыкания одного из входных контактов общих входов устройства). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехканальное мажоритарно-резервированное устройство, которое содержит три одинаковых резервируемых блока, каждый из которых может содержать п выходных цепей, п мажоритарных элементов по числу выходных цепей блоков, генератор импульсов, счетчик, два дещифратора, четыре мультиплексора, элементы ИЛИ, индикаторы неисправности цепи и элемента. Каждый выход резервируемого блока соединен с соответствующим входом соответствующего мажоритарного элемента 2. Недостатком этого устройства является невозможность установить факт неисправности одного или нескольких общих входов мажорируемых блоков (в прототипе это резервированные блоки). Цель изобретения - повыщение контролепригодности устройства за счет обеспечения диагностирования его группы входов. Поставленная цель достигается тем, что в мажоритарно-резервированное устройство, содержащее первый элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, группа входов устройства соединена с группами входов первого, второго и третьего резервируемых блоков, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и с вторыми входами третьего, первого и второго элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, введены второй и третий элементы ИЛИ, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый и второй элементы НЕ, первый вход устройства соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И и через первый элемент НЕ - с первыми входами шестого и седьмого элементов И, второй вход устройства соединен с вторыми входами пятого и седьмого элементов И и через второй элемент НЕ - с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выходы пятого, шестого, четвертого и седьмого элементов И соединены соответственно с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьими входами первого, второго и третьего элементов И и является вторым выходом устройства, группа входов устройства соединена с группами входов третьего элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ. Вновь введенные элементы И, ИЛИ и НЕ обеспечивают возможность работы каждого резервируемого блока в автономном режиме, т.е. действием управляющих сигналов на первый и второй входы устройства запрещается режим мажорирования, и на первый вход устройства поступают результаты прохождения тестовых сигналов с группы входов устройства либо через восьмой элемент И (при единичных значениях управляющих и тестовых сигналов), либо через девятый элемент И (при нулевых значениях управляющих и тестовьгх сигналов). При исправных общих входах группы входов устройства на первом выходе устройства присутствует сигнал, значение которого совпадает со значением поданных управляющих и тестовых сигналов. В случае неисправности хотя бы одного из общих входов группы входов устройства значение сигнала на первом выходе устройства противоположно поданным управляющим и тестовым сигналам. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 резервируемые блоки, первый 4, второй 5 и третий б элементы И, первый элемент ИЛИ 7, выход которого является первым выходом устройства. Груп.па входов устройства соединена с группами входов резервируемых блоков (с 1 по 3). Выходы первого 1, второго 2 и третьего 3 резервируемых блоков соединены соответственно с первыми входами первого 4, второго 5 и третьего 6 элементов И и с вторыми входами третьего 6, первого 4 и второго 5 элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ 7. Устройство содержит также второй 8 и третий 9 элементы ИЛИ, четвертый 10, пятый 11, щестой 12, седьмой 13, восьмой 14 и девятый 15 элементы И, первый 16 и второй 17 элементы НЕ. Первый вход устройства соединен с первыми входами четвертого I о и пятого 11 элементов И и через первый элемент НЕ 16 с первыми входами шестого 12 и седьмого 13 элементов И. Второй вход устройства соединен с вторыми входами пятого И и седьмого 13 элементов И и через второй элемент НЕ 17 с вторыми входами четвертого 10 и шестого 12 элементов И. Выходы пятого 11, шестого 12, четвертого 10 и седьмого 13 элементов И соединены соответственно с первыми входами восьмого 14 и девятого 15 элементов И, с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 8, выход которого соединен с третьими входами первого 4, второго 5 и третьего 6 элементов И и является вторым выходом устройства. Группа входов устройства соединена с группами входов третьего элемента ИЛИ 9 и восьмого элемента И 14, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ 7. Выход третьего элемента ИЛИ 9 соединен с вторым входом девятого элемента И 15, выход которого соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ 7.

В качестве резервируемых блоков 1, 2 и 3 могут быть сумматоры, умножители, делители, элементы И, ИЛИ и т.д.

В устройстве резервируемыми блоками 1, 2 и 3 являются элементы И, реализующие функцию конънкций.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме на группу входов устройства поступают входные сигналы, а на его первый и второй входы подают код «10 либо «01. Элементы И 4, 5 и б осуществляют мажорирование выходов блоков 1, 2 и 3. При этом сигналы на выходах элементов И 11 и 12 равны нулю, а сигнал на выходе элемента ИЛИ 8 равен единице Следовательно, элементы И 14 и 15 закрыты нулевым потенциалом с выходов элементов И 11 и 12 соответственно, а единичный потенциал с элемента ИЛИ 8 осуществляет мажорирование выходов блоков 1, 2 и 3 по следующему логическому управлению:

YBbW YrY,vY,. Y,VY,. Y, где УВЫХ сигнал на первом выходе устройства;

Yj,Y, у-сигналы на выходах цифровых автоматов 1, 2 и 3 соответственно.

Выход из строя любого блока 1, 2 или 3 не приводит к изменению функции на первом

выходе устройства. На втором выходе устройства в рабочем режиме должен быть единичный сигнал. Присутствие на втором выходе нулевого сигнала указывает на неисправность либо первого и второго входов 5 устройства, либо одного из следующих элементов: ИЛИ 8, И 10, НЕ 17, НЕ 16, И 13. В режиме контроля устройство работает следующим образом.

На все входы устройства подают пооче0 редно две тестовые последовательности.

В первом тестовом режиме на группу входов, первый и второй входы устройства подают нулевые сигналы. При этом на выходе элемента И 12 образуется единичный потенциал, а на выходах элемента И 11 и

5 элемента ИЛИ 8 нулевой потенциал, который блокирует работу элементов И 4, 5 и 6. Если общие входы группы входов устройства исправны, то на первом выходе устройства будет нулевой сигнал. Если один из общих входов группы неисправен таким образом, что на нем все время присутствует единичный сигнал, то этот единичный сигнал пройдет через элемент ИЛИ 9, через открытый элемент И 15, через элемент ИЛИ 7 на первый выход устройства.

5 Во втором тестовом режиме на первый, второй входы и группу входов устройства подаются единичные сигналы. При этом на выходах элементов И 12 и ИЛИ 8 будет нулевой потенциал, а на выходе элемента И 11-единичный потенциал. Нулевой потенциал

0 на выходе элемента ИЛИ 8 блокирует элементы И 4,5 и 6. Элемент И 15 заблокирован нулевым потенциалом с выхода элемента И 12. При исправных входах группы входов устройства на первом выходе устройства присутствует единичный сигнал. Если же на

каком-нибудь из входов группы входов устройства присутствует нулевой сигнал (результат неисправности входов устройства, например короткое замыкание одного из входов), то на выходе элемента И 14 будет

0 нулевой сигнал, который вызовет появление на первом выходе устройства нулевого сигнала, указывающего на неисправность либо выходов группы входов устройства, либо резервируемых блоков 1, 2 и 3.

По сравнению с прототипом изобретение

5 кроме автоматической проверки цифровых автоматов и мажоритарного элемента обеспечивает автоматический контроль общих входов цифровых автоматов.

группа, входов

1-й выход

МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, группа входов устройства соединена с группами входов первого, второго и третьего резервируемых блоков,, выходы которых соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и с вторыми входами третьего, первого и второго элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения контролепригодности устройства за счет обеспечения диагностирования его группы входов, в устройство введены второй и третий элементы ИЛИ, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый и второй элементы НЕ, первый вход устройства соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И и через первый элемент НЕ - с первыми входами шестого и седьмого элементов И, второй вход устройства соединен с вторыми входами пятого и седьмого элементов И и через второй элемент НЕ - с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, выходы пятого, шестого, четвертого и седьмого элементов И соединены соответственно с первыми входами восьмого и девятого элементов И и с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого соедиI нен с третьими входами первого, второго и третьего элементов И и является вторым выW ходом устройства, группа входов устройства соединена с группами входов третьего элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом девятого элемента И, выход которого соединен с пятым входом первого элемента ИЛИ. оо со со