Устройство контроля и управления реконфигурацией Советский патент 1986 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

1

тый выходы регистра контроля соединены соответственно с первым - третьи информационными входами регистра управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем,что формирователь тестов содержит счетчик адреса, блок памяти и регистр тестов,причем первый и второй синхровходы формирователя тестов соединены соответственно со счетным входом счетчика адреса и синхровходом регистра тестов, выходы Эталон, Тест и Конец контроля которого являются одноименными выходами формирователя, выход счетчика адреса соединен с входом адреса блока памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра тестов.

3. Устройство по П.1, от л и- чающееся тем,что блок мажори- тирования содержит группу мажоритарных элементов,группу элементов ИЛИ, первую - третью группы элементов И . и элемент ИЛИ-НЕ,причем первый управляющий вход блока мажоритирования сое динен с первыми входами элементов И первой группы и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управля- ющим /входом группы мажоритарных элементов, второй .управляющий вход блоИзобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах для контроля резервируемых блоков и выбора работоспособной Конфигурации .

Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.

На фиг 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема формирователя тестов,а на фиг. 3 - функциональная схема блока мажоритировання.

Устройство контроля и управления реконфигурацией (фиг. 1) содержит резервируемые блоки 1 - 3, формирователь 4 тестов, блок 5 мажоритиро3554

ка мажоритирования соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первыми входами элементов И второй группы, третий управляющий вход блока мажоритирования соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ и первыми входами элементов И третьей группы, первый информационный вход блока мажоритирования соединен с первыми информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, второй информационный вход блока мажоритирования соединен со вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с вторьми входами элементов ИЛИ группы, третий информационный вход блока мажоритирования соединен с третьими информационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И третьей группы, выходы которых соединены с третьими входами элементов ИЛИ группы, выходы мажоритарных элементов группы соединены с четвертыми входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с выходом блока мажоритирован1ия.

вания, регистр 6 контроля, регистр 7 управления, блок 8 сравнения, триггер 9, генератор 10 импульсов, элементы И 11 - 17, элемент ИЛИ 18,

вход 19 пуска, первый 20 и второй 21 вьпсоды результатов контроля устройства, выходы эталонов 22 и тестов 23 формирователя 4 тестов, выходы 24-27 регистра 7 управления,

выход 28 Конец контроля формирователя 4 тестов, а также первый 29 и второй 30 выходы генератора 10 импульсов. Выход 22 Эталон формирователя 4 тестов и выход блока 5 мажоритирования соединены соответственно с первым и вторым входами блока В сравнения, выход которого соединен с первыми входами

элементов И-11 - 14. Выход 23 Тест формирователя 4 тестов соеинен с выходом тестов управления (входами резервируемых блоков 1-3) первый - третий информационные входы которого соединены соответственно с первьм - третьим информационными входами блока 5 мажоритирования.Выхо- ы 24-27 регистра 7 управления соединены с вторыми входами элементов И 11-14 соответственноJвыходы кото- рык соединены с первым - четвертым информационными входами регистра 6 контроля соответственно. Пятый выход 20 регистра 7 управления и первый выход регистра 6 контроля соединены с первыми входами пятого 15 и шестого 16 элементов И соответственно. Второй 25 - четвертый 27 выходы регистра 7 управления соединены с первым - третьим управляющими входами блока 5 мажоритирования соответственно.Вход 19 пуска устройства и выход элемента ИЛИ 18 соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера 9, выход которого соединен с входом генератора 10 импульсов, Первый выход 29 генератора 10 импульсов соединен с первым входом синхронизации формирователя 4 тестов, входом синхронизации регистра б контроля и вторым входом пятого элемента И 15, выход которого соединен с первым входом синхронизации регистра 7 управления и первым входом элемента ИЛИ 18., 35 и первьми входами элементов И третьВторой выход 30 генератора 10 импуль-г сов соединен с вторым входом шестого 16 и первым входом седьмого 17 элементов И, а также с вторым входом синхронизации формирователя 4 тестов, выход 28 Конец контроля которого соединен с третьим входом шестого 16 и вторым входом седьмого 17 эле- ментов И. Выход шестого элемента И 16 соединен с вторым входом синхронизации регистра 7 управления, пятый выход которого соединен с первым выходом 20 Конец контроля устройства. Первый выход регистра контроля соединен с инверсным входом седьмого элемента И 17, выход которого соединен с вторым выходом 21 Конец контроля устройства и вторым входом элемента ИЛИ 18. Второй - четвертый выходы регистра 6 контроля соединены с первым - третьим информационными входами регистра 7 управления соответственно.

40

45

50

55

ей группы 38. Первый информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с первыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и вторыми входами элементов И первой группы 36, выходы KOTopfejx соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы 35. Второй информационный вход блока 5 мажоритирования Соединен с вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и вторыми входами элементов И второй группы 37, выходы котойых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы 35. Третий информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с третьими информационньпчи входами мажоритарных элементов груп-. пы 34 и вторыми входами элементов И третьей группы 38, выходы которых соединены с третьими входами элементов ИЛИ группы 35. Выходы мажоритарных элементов группы 34 соединены

Формирователь 4 тестов (фиг. 2). содержит счетчик 31 адреса, блок 32 памяти (ПЗУ) и регистр 33 тестов. Первый и второй входы синхронизации

формирователя 4 тестов соединены соответственно со счетным . входом счетчика 31 адреса и входом синхронизации регистра 33 тестов, выходы Эталон, Тест и Конец контроля которого являются выходами 22, 23 и 28 соответственно Эталон, Тест и Конец контроля формирователя 4 тестов соответственно.Выход, счетчика 31 адреса соединен с входом

адреса блока 32 памяти,выход которого соединен с информационным входом регистра 33 тестов.

Блок 5 мажоритирования (фиг. 3) содержит группу 34 мажоритарных элементов, группу 35 элементов ИЛИ, группу 36-38 элементов И и элемент ИЛИ-НЕ 39. Первый управляющий вход

25блока 5 мажоритироваыия соединен с первыми входами элементов И первой группы 36 и элемента ИЛИ-НЕ 39, выход которого соединен с управляющим входом группы 34 мажоритарных элементов. Второй управлякяций вход

26блока 5 мажоритирования соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 39

и первыми входами элементов И второй группы 37, Третий управляющий вход

27блока 5 мажоритирования &оединен с третьим входом элемента ШШ-НЕ 39

ей группы 38. Первый информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с первыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и вторыми входами элементов И первой группы 36, выходы KOTopfejx соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы 35. Второй информационный вход блока 5 мажоритирования Соединен с вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34 и вторыми входами элементов И второй группы 37, выходы котойых соединены с вторыми входами элементов ИЛИ группы 35. Третий информационный вход блока 5 мажоритирования соединен с третьими информационньпчи входами мажоритарных элементов груп-. пы 34 и вторыми входами элементов И третьей группы 38, выходы которых соединены с третьими входами элементов ИЛИ группы 35. Выходы мажоритарных элементов группы 34 соединены

5

с четвертыми входами элементов ИЛИ группы 35, выходы которых соединены с выходом блока 5 мажоритирования.

Формирователь 4 тестов (фиг. 2) предназначен для формирования тест- сигналов на объекты контроля, эталон ных реакций и сигнала конца контроля На входы формирователя 4 тестов подаются тактовые импульсы с вькодов 29 и 30 генератора 10. По первому тактовому импульсу в счетчик 31 адреса записывается единица. Получен ный при этом единичный набрр с его выхода поступает на адресный вход ПЗУ 32 предназначенный для хранения программы тестового контроля. ПЗУ 32 разделено на зоны хранения тест-сигналов эталонных реакций и микроопера ции конца контроля. Оно представляет собой запоминающее устройство статического типа. Информация, считанная из ПЗУ 32, поступает на D- вход регистра 33, предназначенного для приема, хранения и выдачи.информации. Запись информации в регистр 33 осуществляется по заднему фронту тактового импульса, поступающего на С-вход регистра 33.. .с.ыхода 30 генератора 10. Тест-сигналы поступают на вход 23, эталонные реакции на 22, а сигнал конца команды - на выход конца команды формирователя 4.

Счетчик 31 имеет коэффициент пересчета, равньм длине тестовой последовательности, после считывания которой очередным импульсом, поступившим на вход +1, возвращается в исходное состояние.

Блок 5 мажоритирования (фиг. 3) предназначен для мажоритарной обработки сигналов, выдаваемых резервируемыми блоками 1-3, либо для подключения на выход работоспособных резервируемых блоков в соответствии с управляющими сигналами, поступающими на его управляющие входы с выходов 25-27 регистра 7 управления. Выходные сигналы резервируемых блоков 1-3 поступают на входы групп элементов И 36 - 38 соответственно, а также на входы группы 39 мажоритарных элементов. Если все управля- ищие сигналы с выходов 25-27 регистра 7 равны нулю, то на выходе элемента Ш1И-НЕ 39 формируется единичный сигнал, разрешающий функционирование группы 34 мажоритарных элемен-

2135546

тов. в результате этого на выход блока 5 через группу 35- элементов ИЛИ поступают только выходные сигналы, формируемые группой 34 мажоритар- 5 ных элементов.

-. Если один из управляющих сигналов равен единице, то через элемент Ш1И-НЕ 39 он запрещает функционирование группы 34 мажоритарных элемен- 0 тов и разрешает через соответствующую группу 36 и 37 элементов И и группу 35 элементов ИЛИ подключение выхода блока 5 к выходу одного из резервируемых блоков (1-3).

15 Регистр 6 контроля предназначен для запоминания результатов контроля. Первый разряд регистра 6 предназначен для запоминания результатов контроля резервированной системы в

20 мажоритарной конфигураций,а второй - четвертый разряды - для запоминания результатов контроля резервируемых блоков 1-3 соответственно. Регистр построен на синхронных RS-триггерах.

25 Запись информации в регистр 6 осуществляется По заднему фронту тактового импульса с выхода 29 генера- тора 10. Информация о результатах контроля поступает на S-входы соот- 30 ветствующих разрядов регистра 6 через элементы И 11-14, которые управляются выходными сигналами регистра 7 управления.

Регистр 7 управления предназна35 чен для формирования сигналов, управляющих блоком 5 мажоритирования и элементами И 11-15. Он зада ет последовательность проверки резервированной системы, управляет записью

40 результатов контроля в регистр 6 и управляет конфигурацией резервированной системы по результатам ее контроля. Регистр 7 построен по схеме регистра сдвига, имеющего вхо45 ды параллельной записи информации. Запись информации во второй - четвертый разряды регистра 7 осуществляется через входы D 2 - D 4 этих разрядов по заднему фронту синхро50 импульса, поступающего на вход С1 с выхода элемента И 15. Сдвиг числа, записанного в регистре 7, осуществляется по заднему фронту синхроимпульса, формируемого элементом

55 И 16 и поступающего на вход С2. Выходы 24-27 регистра 7 являются выходами первого - четвертого разрядов соответственно. Выход пятого

разряда подключен к выходу 20 устройства. При начальной установке второй - пятый раз{)яды регистра устанавливаются в ноль, а первьй разряд - в единицу (цепи и входы начальной установки регистра 7 условно не показаны).

Блок .8 сравнения предназначен для сравнения выходных сигналов резервированной системы с эталоном. При совпадении реакции системы с эталоном на его инверсном выходе формируется нулевой сигнал, а в противном случае - единичньй.

Триггер 9 предназначен для управления генератором 10 импульсов. Он срабатывает по сигналу пуска, поступающего на вход 19 устройства и единичным выходным сигналом разрешает работу генератора 10. В исходное состояние триггер 9 возвращается сигналами с выхода элементов И 15 и 17, которые поступают на его

-вход через элемент ИЛИ 18 и соответствуют концу цикла контроля.

Генератор 10 импульсов формирует две последовательности сдвинутых друг относительно друга синхроимпуль |Сов, обеспечивающих синхронизацию работы устройства. Он работает только при едничном сигнале на его управляющем входе.

Элемент И 13 формирует импульс, который в конце цикла контроля осуществляет запись его результатов в регистр 7 и останавливает работу устройства,возвращая в исходное состояние триггер 9.

Элемент И 17 формирует сигнал об окончании цикла контроля, который возвращает в исходное состояние триггер 9 и поступает на выход 21 устройства, сигнализируя об окончании цикла контроля и правильной работе резервируемой системы в мажоритарной конфигурации.

Элемент И 16 формирует сигнал сдвига на вход С2 регистра 7 при окончании очередного цикла контроля.

Устройство контроля и управления реконфигурацией работает следующим образом.

В исходном состоянии все элемент памяти устройства находятся в нулево состоянии, за исключением Младшего разряда регистра 7 в результате чег на выход 24 регистра 7 поступает единичный сигнал (цепи установки в исхоное состояние условно не показаны).

20

25

2135548

Работа устройства начинается после поступления на вход 19 устройства сигнала Пуск, по которому тригер 9 переключается в единичное состояние

5 и запускает генератор 10 импульсов. Так как на входы блока 5 мажоритирова- i ния поступают нулевые сигналы с выходов 25-27 регистра 7, блок 5 реализует функцию мажоритирования выходных

JO сигналов резервируемых блоков 1-3. . Таким образомфунционирование устройства начинается с контроля правильности функционирования резервированной системы в мажоритарной

)5 конфигурации. Это первый режим рабо- . ты устройства.

Первый тактовый импульс с выхода 30 генераторд 10 поступает на вход формироваггеля 4 тестов и по его заднему фронту в регистр 33 (фиг. 2) записывается первая тестовая команда, которая хранится в блоке 32 памяти по нулевому адресу. В результате этого на входы резервируемьк блоков 1-3 с выхода 23 формирователя 4 поступает тест, и реакция резервируемых блоков 1-3 после мажоритирования в блоке 5 подается на вход блока 8 сравнения.. Одновременно с выхода 22 формирователя 4 на другой вход блока 8 подается : эталонная реакиця. Если сформированный блоком 5 и эталонньй сигналы совпадают, то на инверсном выходе 8 формируется нулевой сигнал (в противном случае - единичньй), который поступает через открытьй элемент И 11 на вход S1 регистра 6.

После этого на выходе 29 генератора 10 формируется первьй тактовьй импульс, сдвинутьй относительно импульса на выходе 30 на время, необходимое для формирования реакции на первьй тест и поступления сигнала с выхода блока 8 на вход S1 регистра 6. Этот тактовый импульс

5 своим задним фронтом записывает.единицу в разряд S1 регистра 6, если реакция неверна, или ноль,если система исправна. Одновременно по заднему фронту этого же икшульса в

50 счетчик 31 (фиг. 2) добавляется единица, и из блока 32 памяти считыэа- ется очередная тест-команда.

Затем, по очередной паре тактовых импульсов с выходов 30 и 29 генера55 тора 10 в регистр 33 з аписывается считанная из блока 32 тест-команда, а в разряд S1 регистра 6 записывается единица, если реакция резерви30

35

40

9

рованной системы неверна. В противном случае разряд S1 регистра 6 остается в предыдущем состоянии.

В дальнейшем устройство работает аналогично описанному до тех пор, пока из блока 32 памяти формирователя 4 считьтается в регистр 33 последняя тест-команда. - В отличие от предыдущих тест-команд она содержит микрооперацию Конец контроля, по которой устанавливается в единичное состояние младший разряд регистра 33 и на выходе 28 формирователя 4.появляется единичньй сигнал, который поступает на входы элементов И 16 и 17. Очередной так- товьй импульс с выхода 29 генератора 10 записывает в единицу в разряд S1 регистра 6, если реакция системы на последний тест не верна, и Еэзвращает в нулевое состояние счетчик 31.

Если контролируемая система, состоящая из резервируемых блоков 1-3 и блока 5 мажоритирования, исправна в мажоритарной конфигурации, то в разряде S1 регистра 6 записывается ноль, и выходным сигналом этого разряда элемент И 16 закрывается, а элемент И 17 открывается. Тогда очередной импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемен И 17 на выход 21 устройства, сигнализируя о конце контроля и исправноти системы в мажоритарной конфигурации, и ца -вход R-триггера 9, црек ратив работу устройства.

. Если же система неисправна, то на одной из тест-проверок в разряд S1 регистра 6 записывается единица, и единичный сигнал с выхода этого разряда закрывает элемент И 21 и открывает элемент И 16. Тогда импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 16 на вход С 2 регистра 7 и сдвигает единицу из первого разряда во второй. Одновременно он записывает в регист 33 первую тест-команду . На выходе 25 регистра 7 появляется единичный сигнал, который открывает элемент И 12 и переключает блок 5 мажоритирвания в режим, при котором выход резервируемого блока 1 подключается к входу блока 8 сравнения. Таким образом, устройство переходит во

13554 О

второй режим - режим контроля резервируемого блока 1. . Работа устройства в этом режиме аналогична описанному с той разницей,

5 что результат контроля записывается в разряд S2 регистра 6. В последней тест-команде выдается сигнал конца контроля, которьй открывает элемент И 16 (элемент И 17 закрыт

10 единичным сигналом с выхода разряда S1 регистра 6), очередной тактовьй импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 16 на вход С 2 регистра 7 и сдвигает нахо15 дящуюся в нем единицу в третий, разряд. На выходе 26 регистра 7 появляется единичный сигнал, которьм переводит устройство в третий режим - режим контроля резервируемого бло-

20 ка 2.

После проверки работоспособности блока 2 устройство переключается в режим контроля блока 3 (четвертый режим). По окончании этого режима

25 в регистре 6 (разряды S2 - S4)содержится информация об исправности всех трех резервируемых блоков. После появления сигнала конца контроля, ча выходе 28 формирователя 4 очередJQ ной импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 16 и сдвигает единицу в последний пятьй разряд регистра 7. С его выхода единичньй сигнал поступает .на выход 20 устройства, сигнализируя о конце контроля и выходе системы из мажоритарной конфигурации. Одновременно этот сигнал открывает элемент И 15, и очередной импульс с выхода 29 генератора 10 проходит через элемент И 15 на вход С1 регистра 7 и вход R триггера 9. В результате этого в регистр 7 переписывается из регистра 6 инверсньй код, которьй определяет настройку блока 5, которая ,

обеспечивает работоспособное состояние резервируемой системы, а триггер 9 возвращается в исходное состояние и прекращает работу устройства.

50 Использование изобретения позволяет повысить оперативность контроля и экономичность устройств осуществляющих проверку и управление Цзеконфигурацией резервированных

55 систем.

35

40

27ZS25

Составитель В.Максимов Редактор О.Головач Техред О.Ващишина Корректор М.Самборская

Заказ 787/62 Тираж 767.Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий- . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал Шт Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

-к