Адаптивное резервированное устройство Советский патент 1985 года по МПК G06F11/18 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может найти применение в резервированных системах управления, а также в адаптивных резервированных устройствах. Известно трехканальное резервированное устройство для мажоритарного выбора, содержащее элементы совпадения, связанные с выходом устройства через элементы сборки l . Известно резервированное устройство, содержащее индикаторы отказов мажоритарный элемент, схемы ИЛИ, позволяющие независимо от характера отказов сохранить работоспособность с вероятност1 ю 0,5 после отказа двух резервированных блоков в трехканальной системе 2 . Недостатком этих устройств являют ся ограниченные возможности, обуслов

ленные тем, что устройства не обнаруживают возникшие отказы и сбои.

Наиболее близким по технической сущности является адаптивное резервированное устройство, содержащее блоки адаптации, резервированные блоки, восстанавливающий орган триггеров, элемент ШШ, элементы сравнения, сохраняющее работоспособность до (N-2) отказавших блоков (N - число резервированных блоков) 3J .

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что устройство не имеет разрешающей способности на выявление отказов и сбоев отказавшего канала и в случа сбоев не производит автоматического включения в работу этого канала после восстановления ёгоработоспособно ти.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его помехоустойчивости.

Поставленная цепь достигается тем что устройство, содержащее резервируемые блоки, блоки контроля и индикации, первые входы которых соединены с выходом устройства, вторые входы - с выходами соответствующих резервируемых блоков, а первые выходы - с соответствующим входом первого элемента ШШ, дополнительно содержит второй элемент ИЛИ, двоичный реверсивный счетчик и пороговый элемент, при этом вторые выходы блоков контроля и индикации соединены со

со вторьм входом блока и с первым входом элемента И, выход - со входом первого дифференцирующего элемента и через элемент НЕ - со входом второго дифференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевьм входом триггера и с третьим выходом блока, выход первого дифференцирующего элемента соединен с первым выходом блока и с единичным входом триггера, единичньй выход которого соединен с элементом индикации, а нулевой выход его - со вторым выходом элемента И, выход которого соединен со вторым выходом блока.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из резервируемых блоков 1, блоков 2 Контроля и ивдикации, элементов ШШ 3 и 4, двоичного реверсивного счетчика 5, порогового элемента 6 и выхода 7.

Каждый блок 2 состоит из элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8, элемента НЕ 9, элемента 10 задержки, элемента И 11, дифференциругои их элементов 12 и 13, триггера 14 и элемента 15 индикации.

Счетчик 5 представляет собой операционный элемент, обеспечивающий хранение слова информации и выполнение над ним микрооперации счета. Микрооперация счета состоит в изменении значения слова (состояния). Импульсы, псгступающие на первый вход счетчика, суммируются с содержимым счетчика (суммирующий вход), 4 входами порогового элемента с весами 1, третьи выходы - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выходы двоичного реверсивного счетчика соединены со входами с весом Wj 2 порогового элемента, выход которого соединен с выходом устройства. Кроме того, каждьй блок контроля и индикации содержит элемент НЕ, элемент задержки, два дифференцирующих элемента, элемент И, триггер, элемент индикации и элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого соединен с первьм входом блока, второй вход через элемент задержки а импульсы, поступающие на второй вход, вычитаются (вычитающий вход). Счетчик 5 может бьггь вьтолнен по люб.ой известной схеме ,Nr о 2 i- у где N - число резервированных блоков;Оа -.ближайшее к а большее целее число. Выходное слово образуется выходами старшего (2-1) разряда счетчика 5. Значение младшего разряда двоично го реверсивного счетчика 5 в работе устройства не выводится и выход триггера 14 младшего разряда счетчика со входом 6 не соединяется . Остальные выходы счетчика 5 соединены с соответствующими входами элемента 6, причем i-й выход счетчика 5 соединен со входом элемента 6 с весом W (нумерация выводов в порядке возрастания веса разряда) Элемент 6 имеет N входов с весами 1, соединенных с соответствующими третьими выходами блоков 2 и (2-1), вход с весами , 2 , 2, соединенных с соответствующими выходами счет чика 5. Порог элемента определяется , N + 1 по формуле Т Для мажоритарных схем N - нечетн Устройство работает следующим образом. При правильной работе сигналы с выходов блоков 1 поступают на вторы входы блоков 2. В исходном состоянии триггер 14 находится в состоянии О, на его нулевом выходе сигнал 1 и элемент И 11 открыт для прохожцения сигнала со второго блока блока 2. На первый вход блока 2 поступает сигнал с выхода элемента 6. При правильной работе блоков 1 сигналы на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 равны между собой, на его выходе сигнал равен О, триггер 14 находится в состоянии О, элемент И 11 открыт, элемент 15 показы вает состояние триггера 14. При нарушении правильной работы одного из блоков 1 сигналы поступаю щие на первые и вторые входы блока 2, не равны и на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 появляется сигна 1. Элемент 12 формирует импульс, соответствующий переднему фронту си нала на выходе элемента HEPABHQ3HA4 НОСТЬ 8, этот импульс поступает далее через элемент ИЛИ 3 на суммирующий вход счетчика 5, где производится подсчет числа отказов, и на единичный вход триггера 14, которьй переводится в состояние 1 на его нулевом выходе сигнал О, элемент И 11 закрывается для прохождения сигнала со второго входа блока 2.Элемент 10 предназначен для- задержки сигнала, поступающего на вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 со второго входа блока 12, на время, равное задержке сигнала в элементе И 11 и элементе 6. Это необходимо для предотвращения гонок в схеме, При восстановлении работоспособности резервируемого канала сигнал на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 становится О, на выходе элемента НЕ 9 - 1, и элемент 13 выдает импульс через элемент ИЛИ 4 на вычитающий вход счетчика 5 и на нулевой вход триггера 14. Триггер 14 переводится в состояние О и элемент И 11 открывается для прохождения сигнала со второго входа блока 2, т.е. схема восстанавливает работоспособность блока. Элементы 12 и 13 реагируют на переходы О и 1 и, следовательно, вьщают два импульса, собтветствующие переднему и заднему фронту входного сигнала (соответственно положительной и отрицательной полярности). Однако рабочим является положительный импульс, поэтому отрицательный импульс не изменяет состояния триггера 14 и двоичного реверсивного счетчика 5. С блоков 2 сигналы поступают на входы эл.емента 6, значение сигналов на выходах счетчика 5 равны нулю. Допустим отказал t-и резервируемый блок 1. Соответствующий блок 2 закроет путь прохождению сигнала из неисправного блока 1 на вход элемента. 6 и вьдаст сигнал на элемент ИЛИ 3, в счетчик 5. Значение сигналов на его выходах равно нулю. При каждом последующем отказе соответствующие блоки 2 будут отключать неисправный блок 1 и посыпать сигнал через элемент ИЛИ 3 на суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика 5, который будет считать количество отказов и вьщавать соответствующий код на входы элемента 6. Изменение сигналов на выходе счетчика 5 изменяется на единицу при поступлении четного (по счету) импульса. Например, при числе отказов 2 - двоичный код О...0,01, 3 - 0...001, 4 - 0...010 и так далее. В соответствии со значениями сиг налов на выходах счетчика 5 будет изменяться и порог срабатывания порогового элемента 6. Если произошло восстановление работоспособности блока 1 (в результате его замены или из-за сбоя) соотве ствующий блок 2 включит его в работу и вьдаст сигнал через элемент ИЛИ 4 на вычитающий вход счетчика 5, кото46рый уменьшит хранящийся в нем двоичный код на единицу и соответственно увеличит порог срабатывания элемента 6. Таким образом, схемно-конструкторский анализ предлагаемого устройства показывает, что вьтолнение блоков контроля и индикации, а также введение двоичного реверсивного счетчика, порогового элемента и второго элемента ИЛИ позволяет расширить область применения устройства, обнаруживать как отказы, так и сбои, повысить производительность труда за счет уменьшения времени включения резервируемых блоков после восстанойления, обеспечить помехоустойчивость, повысить достоверность информации, надежность, что ведет к улучшению технических характеристик.

1. АДАПТИВНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резервируемые блоки, блоки контроля и индикации, первые входы которых соединены с выходом устройства, вторые входы - с выходами соответствующих резервируемых блоков, а первые выходы - с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства и повышения его помехоустойчивости, оно содержит второй элемент ИЛИ двоичный реверсивный счетчик и пороговый элемент, при этом вторые выходы блоков контроля и индикации соединены с входами порогового элемента с весами 1 третьи выходы - с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выходы двоичного реверсивного счетчика соединены с входами с весом Wj 2 порогового элемента, выход которого соединен с выходом устройства. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что каждьй блок контроля и индикации содержит элемент НЕ, элемент задержки, два дифференцирующих элемента, элемент i И, триггер, элемент индикации и СЛ элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого соединен с первым входом блока, второй вход через элемент задержки - с вторым входом блока и с первым входом элемента И, выход - с входом первого дифференцирующего элемента и через элемент НЕ - с входом второго дифференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевьм входом триггера и с третьим выходом блока, выход первого дифференцируннцего элемента соединен с первьм выходом блока и с единичньм входом триггера, единичный выход которого соединен с элементом индикации, а нулевой выход его - с вторым выходом элемента И, выход которого соединен с вторым выходом блока .