Трехканальное резервированное устройство Советский патент 1986 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

I1

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении цифровых и цифроаналоговых систем повышенной надежности, ,

Цель изобретения - повышение надежности, помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей за счет восстановления информации в отказавшем блоке по результатам конт- роля.

На фиг, 1 приведена блок-схема трехканального резервированного устройства; .на фиг. 2 - временные диаграммы устройства для случаев: а - неисправен блок 1; б- - исправны все блоки; в - неисправны два или более блоков; на фиг, 3 - выполнения блока управляющих импульсов; на фиг, 4 - пример выполнения резерви- руемого блока с вьщачей информации в кодовом виде; на фиг, 5 - пример выполнения блока сравнения.

Устройство (фиг, 1) содержит резервируемые блоки 1-3, блок 4 сравнения, блок 5 управляющих импульсов, ключи 6-8, элементы 9-11 памяти, блок 12 контроляj содержащий вторые элементы И 13-15, первый элемент И 16, инвертор 17; коммутатор 18, выход устройства 19, первый-пятый выходы 20-24 блока управляющих импульсов, информационные выходы 25-27 коммутатора, управляющие выходы 28-30 коммутатора i

На фиг, 2 приняты обозначения: сигнал 31 на выходе 23, сигналы 32-34 на выходах 20-24, 35 на выходе блока 4 сравнения, сигналы 36-38 на выходах элементов 9-11, сигнал 39 на выходе элемента И16 сигналы 40-42 на выходах элементов 13-15, сигнал 43 на выходе 24, сигналы 44-46 на управ™ ляющих выходах 28-30,

Блок управляющих импульсов (фиг.З) содержит генератор 47 тактовых импульсов, делитель 48 частоты, триггеры 49 51., инвертор 52, управляемый дешифратор 53 с двумя информационными входами 54-55 и четырьмя выходами 20-22524

Резервируемые блоки (фиг„ 4) содержат формирователи 56 и 57 импульсов, инвертор 58, элементы 2И-ИЛИ 59-61, элемент ИЛИ 62, выходной регистр 63, информационные входы 64 и входы 65 управления, вход 66 сброса.

Блик сравнения (фиг,5) содержит компараторы 67-69, элемент ИЛИ 70.

0

5 0

5

5

5

7702

Резервируемые блоки могут быть построены на принципе выдачиинформации в аналоговом или кодовом виде. Блок 4 сравнения производит попарное сравнение результатов работы резервируемых блоков 1-3 и выдает результаты сравнения на первые входы ключей 6-8, Блок 5 предназначен для формирования управляющих импульсов, необходимых для работы блока 4 сравнения, ключей 6-8, установки в начальное состояние элементов 9-11 памяти, управления восстановлением информации в блоках 1-3 через коммутатор 18, Элементы 9-11 памяти служат для фиксации результатов сравнения на время контро ля, Блок 12 контроля служит для выявления : отказавшего блока 1-3 по результатам сравнения выходных сигналов блоков 1-3. Коммутатор 18 служит для трансляции достоверной информа- ции от исправного резервируемого блока 1-3 к неисправному и передачи команд от блока 5 к резервируемым бло- кам для восстановления информации в неисправном блоке по сигналам неисправности (сбоя), поступающим с первых выходов блока 12 контроля. Генератор 47 тактовых импульсов формирует периодическую последовательность импульсов для управления устройством, делитель 48 частоты формирует тактовые импульсы, триггер 49 формирует сигнал подготовки элементов 9-11 памяти, триггер. 50 служит для управления дешифратором 53, который формирует последовательность сигналов один раз за цикл работы устройства.

Способ восстановления информации в блоках 1-3 определяется видом выходного сигнала (аналоговый, кодо- вьй); напримес для аналогового сигнала достоверная информация с выхода следящей системы может служить корректирующим сигналом для этой системы во время действия управляющего сигнала 24.

Устройство работает следующим об- разом.

Резервируемые блоки 1-3 не имеют встроенных средств контроля, поэтому сигнал о неисправности одного из блоков 1-3 формируется блоком 12 контроля на основе анализа попарного сравнения информации с выходов блоков 1-3 блоком 4, После определения неисправного блока достовер- ная информация из исправного блока

по -командам, коммутируемым сигналами неисправности, передается в неисправный блок, в результате чего происходит восстановление информации. При отказе двух или более.блоков элемент И16 вырабатывает сигнал общего сбоя, прекращается работа блока 12 контроля и запрещается восстановление информации, так как определить исправный блок становится невозможно. Сигнал сбоя с выхода 19 поступает на индикацию для принятия решения.

Пусть произошел сбой в блоке 1.

8начале цикла контроля блок 5 на выходе 23 вырабатывает сигнал подготовки элементов 9-11 памяти (фиг,2- 31), а затем на выходах 20-22 последовательность трех сигналов операций попарного сравнения (фиг. 2, 32-34). Блок 4 сравнения во время этих операций производит попарное сравнение на компараторах 67-69 выходных сигналов блоков 1-3 (фиг. 5) и при сбое в блоке 1 вьщает через элемент ИЛИ 70 на первые входы ключей 6-8 сигнал неравенства в первой и второй операциях сравнения 1-2 и 1 - 3 и сигнал равенства в третьей операции 2-3 (фиг. 2а, 35), Сигналы неравенства проходят на входы записи элементов 9 и 10 памяти и фиксируются в них (фиго 2а, 36-37), а элемент 11 памяти остается в исходном состоянии (фиг. 2а, 38).

При таком сочетании состояний элементов 9-11 памяти элемент И 16 закрыт по третьему входу (фиг. 2а, 39), через инвертор 17 элементы И 13-15 открыты, а элемент 13 открыт и по остальным входам сигналами от элементов

9и 10 памяти, поэтому на его выходе появляется сигнал о неисправности 1-го блока (фиг. 2а, 40), поступающий на коммутатор 18, Элементы 24 и 25 по третьим входам закрыты (фиг.2а,41 и.42

Восстановление информации в 1-м блоке производится по сигналу с выхода 24 блока 5 (фиг. 2, 43). Команда на исправление подается с выхода 28 на неисправный блок. 1(фиг. 2а, 44). Передний фронт этого сигнала через формирователь 56 и элемент ИЛИ 62 устанавливает сбившийся регистр 63 (выходной элемент резервируемого блока 1) в нулевое состояние, а задний фронт через инвертор 58 и формирователь 57 пеоеписывает..информацию с выхода 25 коммутатора 18. На выходах 29 и 30 команда отсутствует (фиг.2а.

2217704

45 и 46). Достоверная информация в неисправный блок 1 передается через коммутатор из исправного блока через выход 25. Коммутация информации может

5 осуществляться, например, в таком порядке; от блока 3 - к блоку 1j от блока 1 - к блоку 2; от блока 2 - к блоку 3, в.случае неисправности, соответственно блоков 1-3.

10 При отсутствии сбоев в блоках 1-3 устройство работает следующим образом.

На выходе блока 4 сравнения во всех операциях сравнения сигнал не15 равенства отсутствует (фиг. 26, 35), т.е. элементы 9-11 памяти остаются в исходных состояниях, элементы И 13-16 закрыты сигналами от элементов 9-11 (фиг.26,36-38).Сигналы о неисправнос20 ти блоков 1-3 отсутствуют (фиг.26, 39-42), коммутатор 18 закрыт для про- хождения информации и команд для восстановления (фиг. 26, 44-46).

При сбое двух или более резервируеых блоков (фиг. 2в) сЧ Мап неравенства будет сформирован блоком 4 во всех трех опирациях сравнения (фиг.2в, 25). В результате элементы 9-11

памяти зафиксируют наличие неравенства (фиг. 2в, 36-38). Элемент И16 отк-. рыт, сигнал сбоя с его выхода (фиг.2в, 39) закрывает элементы 13-15. Поэтому сигналы о неисправностях блоков отсутствуют (фиг. 2в, 40-42) и коммутатор 18 закрыт для прохождения информации и команд восстановления (фиг.2в, 44-46).При этом определение отказавшего блока и его восстановление невозможно. С выхода 19 оператор получает информацию о сбое двух или более блоков.

5

Формула изобр етения

1. Трехканальное резервированное устройство, содержащее по числу каналов резервируемые блоки, блок управляющих импульсов, а также блок ..сравнения, первые входы которого соединены с выходами резервируемьк блоков, вторые входы - с тремя выходами блока управляющих импульсов, а выход- с первыми входами ключей, блок конт55

роля, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей за счет восстановления информации, в него введены коммутатор и три элемента памяти, первые входы которых подключены к четвертому выходу блока управляющих импульсов, вторые входы - к выходам соответствующих ключей, вторые входы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока управляющих импульсов, выходы элементов памяти подключены к соответствусоответственно с выходами и соответствующими входами резервируемых бло. ков, а второй управляющий вход - с пятым выходом блока управляющих им5 пульсов.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля содержит инвертор, первый элемент И и вторые элементы И, входы ющим входам блока контроля, первые выхо-10 которых попарно соединены с входами ды которого соединены с первыми управ- первого элемента И, выход которого ляющими входами коммутатора, информа- соединен с выходом резервированного ционные входы и информационные и уп- устройства и через инвертор -. с треть- равляющие выходы которого соединены ими входами вторых элементов и .

соответственно с выходами и соответствующими входами резервируемых блоков, а второй управляющий вход - с пятым выходом блока управляющих импульсов.

Н 5/та/ ам 4 и 18

А / Г 1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении цифровых и цифроаналоговых систем повышенной надежности.Цель изобре-- тения -повышение надежности,помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей за счет восстановления информации в отказавшем блоке по результатам контроля. Устройство содержит резервируемые блоки, блок сравнения, блок управляющих импульсов, ключи, элементы памяти, блок контроля и коммутатор. Цель изобретения достигается за счет того, что производится восстановление информации в неисправном блоке посредством трансляции через коммутатор достоверной информации от исправного резервируемого блока к неисправному и передачи команд от блока управляющих импульсов к резервируемым блокам для восстановления информации в неисправном блоке по сигналам неисправности (сбоя), поступающим с выходов блока контроля. 1 з« ф-лы, 5 ил. (Л С 5

59

62

60

51

66 В

л

л

От Sfjoita f

От S/roffaZ

От $ a/fcfS

лАЛ

0 2f 2

в т В

фие.5

Л элементам - 6... 8