Устройство для мажоритарного выбора асинхронных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H03K11/00 G06F11/20 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых многоканальных системах повышенной надежности ,

Целью изобретения является повышение надежности и достоверности функционирования устройства путем сохранения работоспособно.сти устройства ; при отказе двух каналов и исключения приема случайной..помехи.

На чертеже представлена структурная схема устройства для мажоритарного выбора асинхронных сигналов.

Устройство для мажоритарного выбо- ра асинхронных сигналов содержит три -триггера 1 - 3, D-входы которых соединены с общей шиной, а прямые выходы - с соответствующими входами ервого мажоритарного элемента 4 и соответствующими входами первого .элеента И 5, выход первого мажоритарного элемента соединен с входом сбро- ;а первого счетчика 6 импульсов, выход последнего разряда которого соединен с первым входом.первого элемента ИЛИ 7, второй вход которого . соединен с выходом первого элемента И 5, а выход - с управляющим входом одновибратора 8, инверсный вход которого подключен к С-входу каждого D-триггера 1-3, выходы которых подключены к входам второго элемента ДИ 9, а выходы второго 10, третьего 11 и четвертого 12 элементов И соединены с соответствующими третьим, четвертым и пятым входами первого эле.- мента ИЛИ 7, причем ВЬЕХОД вт.орого элемента ИЛИ 9 соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ШШ 1.3, второй вход которого соединен с R- входом первого счетчика 6 импульсов, а выход -с R-входом второго счетчика 14 импульсов, выход которого подключен к R-входам D-триггеров 1 - 3; второй мажоритарный элемент 15, выход которого .подключен к первым .входам второго 10, третьего 11. и.четвертого 12 элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами D-триггеров 1-3; причем шина 16 тактовых импульсов подключена к С- входу первого счетчика 6 импульсов; прямой выход одновибратора 8 соединен с выходной шиной 17, а выходы каждого резервированного канала 18 - 20 подключены к информационным и контрольным шинам 21 - 26.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Первый 1, второй 2 и третий 3 триг - геры предназначены длЯ запоминания асинхронных импульров, поступающих на входы 21, 23, 25 устройства соответственно. Каждый из них переключается в 1 при поступлении входного импульса на вход S.

Сброс триггеров 1-3 осуществляется одновременно сигналом обратной .связи, поступающим на входы С этих триггеров с инверсного выхода одно- вибратора 8, а также сигналом, поступающим на входы R с выхода второго счетчика 14 импульсов.

Мажоритарный элемент 4 реализует логическую функцию .Х2+Х2.ХЗ± 1X1.ХЗ, где Х1, Х2, ХЗ - сигналы, снимаемые с прямых выходов D-триггеров 1-3. Он снимает сброс с первого счетчика 6 импульсов после поступления на информационные шины 21, 23, 25 устройства асинхронного импульса, пришедшего вторым.

Элемент И 5 формирует сигнал запуска одновибратора 8 после поступления на информационные шины 21, 23., 25 устройства трех асинхронных импульсов. Первый счетчик 6 импульсов выполняет функцию элемента вьщержки,

у которого сГ Орасс,максэ .макс максимальное время рассогласования между асинхронными импульсами, посту-, пающими на информационные шины 21, 23, 25 устройства. Первый счетчик 6 импульсов сбрасывается в нулевое .состояние при сигнале при сигнале О

нале 1 на входе R возобновляет счет импульсов, поступающих на счетный

вход С. .

I

Элемент ШШ 7 формирует сигнал запуска одновибратора 8 при поступлении сигнала запуска с выхода первого счетчика 6 импульсов, с выхода элемента И 5 или с выходов элементов И 10-12.

Одновибратор 8 формирует вькодной положительньш импульс фиксированный длительности на прямом выходе и от- рицательньй импульс - на инв.ерсном выходе для сброса D-триггеров 1-3 в нулевое (исходное) состояние.

Резервированные каналы 18-20 формируют информа1 ,нонные импульсные и контрольные сигналы на выходах 21, 23,25 и 22,24,26 соответственно.

Работоспособному состоянию канала соответствует уровень О, а отказу

О на входе R и на входе R и при сиг 31420661

анала уровень 1 контрольных сигнамеро ну пе зу эл де ко ку

лов, причем появление последних исключает появление сигналов на входах S соответствующих триггеров.

Второй мажоритарный элемент 15 реализует ту же логическую функцию, что и мажоритарный элемент 4, в которой Х1,Х2,ХЗ - логические признаки работоспособности каналов 18 - 20.

Второй 10, третий 11,. четвертый 12 элементы И формируют сигналы запуска одновибратора 8 при появлении отказов

Если третий импульс, поступающ на информационную шину 25 устройс цроходит через интервал, превьш1ающ

в двух каналах.

Второй элемент ИЛИ 9 формирует вы- 15 Срасс «ли отсутствует вообще

Г yWCTKC

ходкой сигнал при поступлении входного сигнала от каждого триггера 1-3.

(вследствие неисправности третьег канала, выставившего логическую на информационную шину 26 устройс то сигнал С последнего разряда пе го счетчика 6 импульсов поступает первый вход элемента ИЛИ 7 и запу ет одновибратор 8, который формир выходной импульс фиксированной дли тельности и задним фронтом сбрасы ется триггеры 1, 2 в нулевое сост ние, подготавливая устройство к пр му следующей серии импульсов.

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 формирует выходной сигнал только после поступления на входы 21, 23, 25 устройства одного сигнала.Второй счетчик 14 импульсов выполняет роль элемента задержки, у которого Т .макс

Устройство для мажоритарного выбора асинхронных сигналов работает следующим образом.

. После включения питания все канал исправны и на входах 22, 24, 26 установлены О.

Первый мажоритарный элемент 4, получая на входах сигналы логических .О, формирует на выходе логический О, который удерживает счетчик 6. импульсов состоянии О, не разрешая ему счет импульсов, поступающих с шины 16 тактовых импульсов.

На выходе второго мажоритарного элемента 15 также сформирован логический О, запрещающий прохождение сигналов через второй, третий и четвертый элементы И 10 - 12 соответственно.

Однако выходной сигнал этих элементов не изменяется, С приходом второго импульса на информационную-шину 23 устройства триггер 2 также переводится в состояние 1, в результате чего первый мажоритарный элемент 4 срабатывает и на его выходе логический О, сменяется логической 1, разрешающей первому счетчику 6 импульсов начать счет.

Если третий импульс, поступающий на информационную шину 25 устройства, цроходит через интервал, превьш1ающий

0

5

(вследствие неисправности третьего канала, выставившего логическую 1 на информационную шину 26 устройства), то сигнал С последнего разряда первого счетчика 6 импульсов поступает на первый вход элемента ИЛИ 7 и запускает одновибратор 8, который формирует выходной импульс фиксированной длительности и задним фронтом сбрасывается триггеры 1, 2 в нулевое состояние, подготавливая устройство к приему следующей серии импульсов.

Если третий импульс поступает до истечения указанного времени, счетчик 6 импульсов не успевает досчитать до последнего разряда, первый элемент И 5 формирует сигнал, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 7 и запускает одновибратор 8. После отработ- 5 ки одновибратора 8 устройство снова готово к приему следующей серии им- - пульсов.

Таким образом, когда сигналы на информационные шины 21, 23, 25 .устройства поступают неодновременно, но с временем рассогласования между первым и последним приходящими сигнала0

0

ми.

не превышающим 5 .д. , сигГ МО tc

Устройство готово к ра боте.

Входные сигналы, поступающие на информационные входы 21, 23, 25 устройства, в принципе являются асинхронными с максимальным временем ра согласова11ия между первым и последн

Р макс

Пусть на информационный вход 21 поступает первый импульс. Этим импульсом триггер 1 переводится в состояние 1, в результате чего на одном из входов первого мажоритарно элемента 4, первого элемента И 5 и второго элемента И 10 появляется логическая 1.

45

gQ женному

нал на выходе 17 устройства появляется после прихода последнего (третьего) сигнала.

При появлении одного отказа устройство функционирует согласно излопо-II 111

При отказе двух каналов следние выставляют логические 1 на входах второго мажоритарного элемента 15, которьш формирует логическую 1 на выходе, разрешающую про- .хождение сигнала с исправного канала через элементы И 10, 11 или 12 на третий, четвертый или пятый входы

элемента ИЛИ 7 и далее на управляющи вход одновибратора 8.

Таким образом, импульсы, поступающие с одного исправного канала в тем пе поступления и с растяжкой по длительности, проходят на выход устройства.

В случае поступления одиночного сигнала помехи на информационную ши- ну 21, 23 и 25 устройства в состоя- ние 1 переводится один из триггеров 1, 2 или 3. Далее логическая 1 .через второй элемент ИЛИ 9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 (на втором вхо- де элемента 13 - логический О) поступает на R-вход второго счетчика 14 импульсов, разрешая последнему счет.

Емкость счетчика соответствует максимальному времени рассогласова-; ния между входными сигналами.

Если в течение этого времени на входы устройства не поступает второй

импульс, состояние перво.го мажоритар- 25 вертрго элементов И, вторые входы коного элемента не изменяется и сигнал с последнего разряда счетчика сбрасывается триггер в состояние О.

Таким образом, в устройстве организовано ожидание второго сигнала и блокировка выхода, если первый принятый сигнал оказался помехой.

Формула изобретения

вым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,

Устройство для мажоритарного выбо- - второй вход которого соединен с выхо- ра асинхронных сигналов, содержащее три D-триггера, S-входы которых являются информационными входами устройства, D-входы соединены с общей шиной,.вход которого соединен с такто- прямые выходы соединены с соответст-вых импульсов, выход последнего раз- вующими входами первого элемента И иряда которого соединен с R-входом каяс- соо.тв.етствующими входами первого мажо-дого триггера.

дом первого мажоритарного элемента, а выход соединен с входом сброса второго счетчика импульсов, счетный

ритарного элемента, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика импульсов, счетный вход которого соедине« с шиной тактовых импульсов, а выход последнего разряда - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход - с управляющим входом одновибратора, инверсньй выход которого подключен к С-входу каждого триггера, а прямой вьпсод - к выходу устройства, второй, третий и четвертый.элементы И, о т- личающе еся тем, что, с целью повьш1ения надежности и достоверности, в него введены второй мажоритарный элемент, второй элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ и второй счетчик импульсов, причем входы второго мажоритарного элемента соединены с соответствующими контрольными входами устройства, а выход - с первыми входами второго, третьего и четторых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего триггеров, выходы которьк соединены соответственно с третьим, четвертым и пятым входами первого элемента ИЛИ, причем выходы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первторой вход которого соединен с выхо вход которого соединен с такто вых импульсов, выход последнего раз- ряда которого соединен с R-входом ка дого триггера.

дом первого мажоритарного элемента, а выход соединен с входом сброса второго счетчика импульсов, счетный