Устройство для диагностирования многоканальных резервированных систем Советский патент 1984 года по МПК H05K10/00 G05B23/02 G06F11/20 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных резервированных системах для диагностирования их состояния и идентификации источника ошибки. Известно устройство, содержащее мажоритарные элементы и позволяющее выделить достоверный результат по ма жоритарному принципу в многоканальной резервированной cиcтeмet1l. Недостатком такого устройства является невозможность определить источник недостоверной информации. Известно также устройство, содержащее шиныА, В, С, являкщиеся входами устройства, которые непосредственно и через элементы НЕ соединены с вход ми элементов И, выходы элементов И соединены с входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выхода ми устройства. Элементы НЕ, И, ИЛИ вместе со своими связями образуют блок анализа, реализующий логические ФЗ нкции ABC V ABC, ABC V V ABC, ABCV ABC. Это устройство позволяет локализовать источник ошибки в трехканальной резервированной системеП2 Недостатком данного устройства яв ляется низкая надежность, связанная со сложностью устройства. Это обусловлено тем, что с увеличением числа разрядов во столько же раз возрастает количество блоков анализа, являющихся .относительно сложными узлами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее по числу каналов nk -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, блок анализа, выход которого являртся выходом устройства, К г -разрядных блоков совпадения, элемента ИЛИ и п -разрядный счетчик, вход которого соединен с вторым входом устройства, а выходы - с первыми входам блоков совпадения и первыми входами блока анализа, вторые входы каждого - блока совпадения соединены с выходами одноименного разряда всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого - с вторым входом блока анализа Это устройство позволяет определить источник недостоверной информации в п -канальной резервированной системеСзЗ. 03J Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная со сложностью устройства. Цель изобретения - повьшение надежности и упрощение устройства. Для достижения поставленной цели устройство, содержащее по числу каналов hV -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов kn -разрядных блоков совпадения, (n-lj-разрядный счетчик, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первьй вход - с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы блока анализа соединены с выходами счетчика, вход которого соединен с вторым-входом устройства, первые входы каждого блО ка совпадения соединены с шинами . одноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ, жено блоком коммутации и инверторов) причем второй вход устройства непос редственно и через инвертор соединей с вторыми входами каждого блока сой падения и с управляющими входами блока коммутации, информационные вЯо ды которого соединены с выходами счетчика, а выходы - с третьими вхб дами каждого блока совпадения. Блок коммутации содержит (и-1) узел коммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий, элементы ИЛИ, первые вхо;: первого и второго элементов И соединены с прямыми информационными вхо дами, а первые входы третьего и четвертого элементов И - с инверсными информационными входами срответствуящего разряда блока коммутации, втор1 входы первого и четвертого элементов И соединены с первым, а вторые входы второго и третьего элементов И- с вторыми управляющими входами лока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и третьего элементов И, а входы третьего элемента ИЛИ - с выходами второго и четвертого элементов И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутаций. Блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующи-. ми выходами дешифратора, второй вход - с вторым входом блока, а выход - с выходом блока, вход дешиф- .

ратора соединен с первым входом блока анализа.

Принцип, положенный в основу изобретения, рассмотрим на примере диагностирования пятиканальной

Комбинация А В С D Е Наименование

1120503 , 4

(п 5) одноразрядной системы А, В , С,D , Е. Нетрудно заметить, что одноименным неисправностям соответствуют по две взаимно инверсных 5 кодовых комбинации (см.таблицу).

ситуации

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ СИСТЕМ, содержащее по числу каналов п1 -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов kh -разрядных блоков совпадения, {л- -разрядньй счетчйк, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первьй вход - с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы блока анализа .соединены с выходами счетчика, вход которого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого блока совпадения соединены с шинами одноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ, о тл и чающ е е с я тем, что, с целью повьивения надежности и упрощения устройства, оно содержит блок коммутации и инвертор, причем вто: рой вход устройства непосредственно и через инвертор соединен с вторыми едйетшд входами калсдого блока совпадения и с управляющими входами блока коммутации, информационные входы которого соединены с выходами счетчи.ка, a вьпсоды - с третьими входами каждого блока совпадения. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что блок коммутации содержит (п-1) узел коммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, первые входы Первого и второго элементов И соединены с прямыми информационными входами, a первые входы третьего и четвертого элементов И - с инверсными информационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторые ходы первого и четвертого элементов И .соединены с первым, a вторые входы второго и третьего элеменjTOB И - с вторыми управляющими входа- i ми блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами 1C : первого и третьего элементов И, a вхоо ды третьего элемента ИЛИ - с выхо- . О1 дами второго и четвертого элемено оо тов И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутации . 3.Устройство по П.1,о т л ичающееся тем, что блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход - с вторым входом блока, a выход - с выходом блока, вход дешифратора соединен i с первым входом блока анализа.

Очевидно,что для диагностирования еостояния системы достаточно дешифрировать комбинации 1,3,5,...,31, причем общим признаком в этих комб| инациях является наличие нуля в разряде, соответствукяцем каналу А.

Таким образом, на вход блоков совпадения будут подаваться все возможные 32 кодовые комбинации, как это имеет место в прототипе, а на вход блока анализа - только нечетные Благодаря этому появляется возможность уменьшить на единицу разрядность счетчика и существенно упростить дешифратор, входящий в состав блока анализа, поскольку число диагностируемых ситуаций уменьшилось с 2 до 22-.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - блок коммутации; на фиг.З - блок совпадения.

Устройство содержит (h-1) -разрядный сч,етчик 1, блок 2 совпадения, элемент ИЛИ 3, дешифратор 4, группу вентилей 5, блок 6 анализа, инвертор 7, блок 8 коммутации, выходы 9

блоков совпадения, сигнал 10 разрешения для группы вентилей 5, входные k -разрядные шины 11 от каналов, вход 12 устройства от генератора импульсов, блок 13 коммутации.

Блок 8 коммутации содержит узел 13 коммутации одного разряда, элемент И 14, элемент ИЛИ 15, прякые и инверсные входы 16 от счетчика 1, прямые и инверсные выходы 17 блока, коммутации, управляющие входы 18 блока коммутации.

Блок 2 совпадения содержит элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21, элемент НЕ 22 и схему 23 совпадения одного разряда.

Счетчик 1 предназначен для после- довательного перебора всех возможных ситуаций в одном разряде {л-1|-Л канальной резервированной системы. Счетчик имеет прямые и инверсные выходы, изменение его состояния происходит при переходе входного сигнала из 1 в О.

Блок 2 совпадения предназначен для сравнения п -разрядного кода, поступающего от одноименных разрядов всех каналов с кодом иа вторых, третьих- входах, и задачи. сигнала 9 в случае их совпадения. Элемент Ш1И 3 обеспечивает вьздачу сигнала 10 при наличии хотя бы од ,ного сигнала. Дешифратор 4 предназначен для фор мирования сигнала ошибки, соответ ствующего текущему коду на счетчике Дпя упрощения дешифратора на его вход подаются прямой и инверснью коды. Выходам дешифратора приписываются значения в соответствии с приня той идеологией оценки,ситуаций. Например, для системы ЛбССЕ (см.таблицу) коду 0000 приписывается значение Все каналы исправны, коду ОШ Неисправны каналы Аи В, а коду 1111 - Неисправен канал А. вентилей 5 предназначена для передачи сигнала ошибки с дешифр тора 4 на вход устройства при наличи сигнала 10 разрешения. Инвертор .7 предназначен для .инвер тирования входного сигнал 12.блок 8 коммута1даи предназначен для подачи на вход блока 2 совпадения прямого или инверсного кода со счетчика 1 в зависимости от управляющего сигнала. При поступлении единичного сиг нала на первый (второй) управляющий вход 18 код с прямых выходов счетчика 1 поступает на прямые (инверсные выходы блока 8 коммутации, а с инверсных выходов счетчика 1 - на инверсные (прямые) выходы блока 8 ком тации. Устройство работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии счетчик 1 обнулен. На п входных k-разрядных шин 11 поданы коды от п каналов, подлежащих диагностированию. При этом на вход каждого блока 2 сов падения поданы значения одноименных разрядов всех каналов и эти значе НИН не изменяются за полный цикл сче та счетчика 1. Нулевой сигнал с генератора, импульсов, проходя через инвертор 7, поступает на управляющий вход блока 8 коммутации и обеспечивает передачу на его выход прямого кода со счетчика 1. На первьй вход каждого , блока 2 совпадения подан код с одно,именных.разрядов всех п каналов, н третий вход - прямой и инверсный (л-1| -разрядный код с блока 8 комму тации, а на второй вход блока 2 совпадения поступают прямой и инверсный сигналы с входа 12, выполняя функцию п-го сравниваемого разряда. Таким образом, с блока 8 коммутации и входа 12 на вход блока 2 000.«-о. совпадения поступят код и его инверсия . Если в каком-либо разряде диагностируемой системы во всех каналах нули, то на выходе соответствующего блока 2 совпадения появится сигнал 9, которьй, пройдя через элемент ИЛИ 3, откроет вентили 5. Одновременно код j30.o ,, -., .. i:.i . и его инверсия со счетчика 1 поступят на вход дешифратора 4. В результате на его выходе появится единичный сигнал, свидетельствующий об исправной работе всех каналов. Этот сигнал поступит на выход блока 6 анализа, так как группа вентилей 5 открыта. Затем сигнал перейдет в единичное состояние , Состояние счетчика 1 не изменится, а следовательно, в возбужденнном состоянии окажется тот же выход дешифратора 4. Сигнал поступит на второй управляющий вход блока 8 коммутации, в результате чего на его прямых выходах появится код . .00...о ,. и-1 а на инверсных - -j . На прямые входы блоков 2 совпадения будет подан код , а на инверсные . в случае сов-, падения кодов сигнал 10 откроет группу вентилей н сигнал об исправной работе всех каналов поступит на выход устройства. Переход сигнала из единичного состояния в нулевое приведет к прибавлению единицы к содержимому счетчика 1 - он перейдет в состояние 00... 01. В то же время нулевой сигнал откроет передачу прямых кодов со счетчика 1 на прямые входы блока 2 совпадения, инверсных - на инверсные. На прямые входы поступит ос . о КОД , что в пятиканальной системе ABCDE соответствует неисправности канала Е . Если такая кодовая комбинация имеет место в какомлибо разряде, то сигналы 9 и 10 обеспечат появление на выходе устройства соответствукщего сигнала с дешифратора 4. После перехода сигнала с входа 12 в единичное состояние на прямые входы блоков совпадения постуит код, инверсный предьиущему,а имено 11...10,что также способствует несправности канала Б. в дальнейшем будут перебраны последовательно все кодовые комбинации, которые могут возникнуть в одноимен ных разрядах резервированной систем причем коды, соответствующие неисправностям одного и того же канала (каналов), будут появляться .один за другим на входах блоков 2 совпадени при нулевом и единичном состояниях сигнала с входа 12. Отметим, что по следними двумя комбинациями будут 01... -f и ;to... 0 , что соответ г п ствует неисправности канала f . Оценим глубину диагностирования неисправностей. Номер неисправного канала определяется по выходу с бло ка 6 анализа, разряд ,в котором 38 произошла ошибка ,может быть определен по номеру блока 2 совпадения, у которого в данный момент имелся выходной сигнал 9; а характер ошибки определяется значением несовпавшего разряда в неисправном канале. Таким образом, введенные элементы и их связи обеспечивают выявление неисравного канала, при этом повьппается чадежность устройства за счет снижения айпаратурных затрат на блок анализа. Это связано с тем, что в известном устройстве применялся п-ра-рядный счетчик, а в предлагаемом - (п-1)-разрядный счетчик и соответственно дешифратор 2 кодовой комбинации, а не 2 как в известном устройстве.

Фиг. 2 9