Резервируемое устройство Советский патент 1989 года по МПК G06F11/18 

(Л

3 . 150 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и може быть использовано в системах автоматического управления и контроля,

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена, структурная cxeFia устройства; на - функцис нальная схема датчика пропадания фрон- та импульсЪ; на фиг.З - функциональная схема блока управления переклю- чением генераторов; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг,5 - схема блока ус- тановки состояния устройства, пример исполнения,

Устройство (фиг,1-) содержит синхронизированные основной 1 и резерв- ньш 2 генераторы с первого по шестой элементы И 3-8, элементы 9 и 10 задержки, с Первого по третий элементы ИЛИ 11-13, первьй и второй датчики 14 и 15 пропадания Фронта импульса, контролирующие исправность соответственно основного и резервного генераторов и вырабатывающие контрольные сигналы, блок 16 управления переключением генераторов, вы- рабатьтающий управляющий сигнал на подключение первого или второго генератора к выходно.й шине, блок 17. установки состояния устройства, обеспечивающий однозначную установку устройства при всяком включении питания и ручное подключение основного генератора к выходной шине по желанию оператора, и элемент НЕ 18, Кроме того, на фиг,1 обозначены входы и выходы 19-23,,

Каждый из датчиков пропадания фронта импульса фиг,2) содержит удвоитель 24 тактовых фронтов, а также первьй 25 и второй 26 формирователи импульсов,

На фиг.З обозначены первьй 27 и второй 28 элементы И, первьй элемент НЕ 29, первьй 30 и второй 31 элементы ИЛИ, второй элемент НЕ 32 и тре- тий элемент И 33.

Блок установки состояния устройства (фиг.5) может содержать замыкающий ключ 34, первьй 35 и второй 36 нагрузочные элементы, запоминающий мент 37 и генератор 38 одиночных импульсов ,

Устройство работает следующим образом.

5

1 г

О 5

0 0 5 0

5

0

с

44

Если генераторы 1 и 2 (фиг.4а,б) исправны, то сигналы с их вькодов через соответствующие элементы 9 и 10 задержки, элементы И 5 и 8, элементы ИЛИ 12 и 13 поступают на входы датчиков 14 и 15 пропадания фронта . импульса и вызывают на их выходах сигналы с уровнем 1, поступающие на первьй 19 и второй 20 входы логического блока,

При включении питания сигнал на выходе блока 17 установки соответствует уровню О в течение времени, определяемого параметрами блока 17, а затем переходит в состояние 1 (фиг,4ж).

Сигнал с уровнем О, поступая с выхода блока 17 установки на вход 23 блока 16 управления, вызывает появление сигнала с уровнем 1 на выходе элемента НЕ 32 (фиг.4л), который через элемент ИЛИ 31 поступает на вторые входы элементов И 28 и 33, На первьй вход, элемента И 28 поступает .сигнал с уровнем 1 с входа 19 блока 16 управления от датчика 14 пропадания фронта импульса (фиг.4и), создавая на третьем входе элемента ИЛИ 31 сигнал с уровнем 1 и сохраняя на его выходе сигнал 1 независимо от сигнала на его других входах (фиг,4ж,, з).

Через интервал времени, определяемый параметрами блока 17 установки на его выходе возникает сигнал с уровнем 1, поступающий на вход 23 блока 16 управления и через элемент ИЛИ 30 на второй вход элемента И 27 и первьй вход элемента И 33 (фиг.4н), Мак как на первьй вход элемента И 27 с входа 19 блока 16 управления также поступает сигнал с уровнем 1, то на его выходе фактически формирует- ся сигнал 1 (фиг,4м), удерживая вход элемента ИЛИ 30 в единичном состоянии независимо от сигналов на его остальных входах (фиг. 4к, л). Таким образом, на оба входа элемента И 33 подступают сигналы с уровнем l (фиг.4н, о), вызьшая появление сигнала с уровнем 1 на выходе блока 16 (фиг,4п). Этот сигнал непосредственно поступает на второй вход элемента И 3, а сигнал, прошедший через элемент НЕ 18, вызывает появление О на втором входе элемента И 4, не позволяя сигналу с выхода резервного ге515

нератора 2 пройти на вход элемента ИЛИ 11. Сигнал с выхода основного генератора 1 через элемент И 3 и элемент ИЛИ 11 поступает на выход устройства (фиг,4р) и через элемент И 6 и элемент ИЛИ 12 проходит на датчик 14 пропадания фронта импульса, который контролирует исправность генератора 1 непосредственно на выходе устройства. Сигнал резервного генератора 2 поступает на контролирующий его исправность датчик 1 5 пропадания фронта импульса через элемент 10 задержки, элемент И 8 и элемент ИЛИ 13.

В случае отказа основного генератора 1 на выходе датчика 14 пропадания фронта импульса формируется сигнал с уровнем О (фиг,4г), поступа- ющий на первьй вход 19 блока 16 управления и на выход 21, что соответствует сигналу Авария основного генератора. Сигнал О с входа 19 блока 16 управления поступает на первые входы элементов И 27 и 28 и вызывает появление сигнала О через элемент ИЛИ 31 на втором входе элемента И 33 (фиг,4о, момент t), а следовательно, и на выходе блока 16. Этот сигнал вызывает появление О на втором входе элемента И 3 и 1 на втором входе элемента И 4, отключая от выходной шины неисправный генератор 1, а через элемент И 4 и элемент ИЛИ 11 без потери тактового фронта на выходе появляется сигнал резервного генератора- 2 (фиг,4р, момент t ) . Сигнал на вход датчик а 15 пропадания фронта импульса, контро- лирующего исправность резервного генератора 2, поступает через элемент И 7 и элемент ИЛИ 13 непосредственно с выхода устройства. Вход датчика 14 пропадания фронта импульса, контро- лируюЩий исправность основного генератора 1, теперь подключен к выходу генератора 1 через элемент 9 задержки, элемент, И 5 и элемент ИЛИ 12.

«

При восстановлении работоспособности генератора 1 на выходе датчика 4 пропадания фронта импульса восстанавливаются сигналы 1, однако это не вызывает изменения выходного бло- ка . I6 (фиг.4п, момент t) так как сигнал на втором входе элемента И 28 удерживает схему в предыдущем состоя НИИ. Так как момент подключения ис- .

5

0 5 о д

0

5

46

правного генератора 1 к устройству случаен, то на выходе датчика 14 пропадания фронта импульса может сформироваться короткий сигнал ложной ава- рии. Это обусловлено принципом работы датчика а именно; сигнал тактовой частоты от генератора 1 через элемент 10 задержки, элемент И 5 .и элемент ИЛИ 12 поступает на удвоитель 24 тактовых фронтов, а с его выхода - на вход для запускающего сигнала генератора 25, Бызьшая его срабатывание и по пepeднe fy, и по заднему фронтам сигнала тактовой частоты. При этом на-Выходе генератора 25 формируются импульсы длительностью СО,9±0,05)Т/2 где Т - период сигнала тактовой частоты. Сигнал с выхода генератора 25 поступает на вход для запускающего сигнала генератора 26, который запускается по пoлoжитeльнo гy фронту по- ; ступающего сигнала. На выходе генератора 26 формируется импульс длительностью (,liO,05)T/2, Если за это время на запускающий фронт поступает очередной положительный фронт сигнала, то осупдествляется перезапуск генератора 26 (фиг.4г) и на выходе сохраняется сигнал с уровнем 1. Следовательно, при пропадании сигнала тактовой частоты через время (i,1tO,05)T/2 . после прохождения последнего фронта тактового сигнала на выходе датчика пропадания тактового фронта формируется сигнал аварии с уровнем О,

Для подключения генератора 1 к выходной ъчине необходимо вручную запустить блок установки, чтобы обеспечить на его вьпсоде появление сигнала с уровнем О, а по истечении времени, обусловленного, параметрами блока установки, - 1.

Если происходит отказ генератора 2, то на выходе датчика 15 пропада- . . ния фронта импульса появляется . нал с уровнем О, Поступая на вход 20 блока 16 и пройдя через элемент НЕ 29, он вызывает появление сигнала на первых входах элементов 1ШИ 30 и 31, а следовательно, и на обоих входах элемента И 33, вызывая безусловный сигнал 1 на выходе блока 16. гПройдя через элемент НЕ 18 и поступая на второй вход элемента И 4, сн осуществляет надежное отключение неисправного генератора 2 от выходной шины. Сигнал Г , поступ.ющий на второй вход элемента И 3, позволяет без потери тактового фронта подключить генератор 1 к выходной шине (фиг,4р, момент tj).

Блок 17 установки работает следую- щим образом. Включение питания схема воспринимает как подачу запускающего положительного фронта. На выходе генератора 38 формируется положительный импульс, длительность которого Ю определяется парамет рами времязадаю- щей цепи на элементах 36 и 37, по окончании которого на выходе устанавливается сигнал с уровнем О, Сигнал с инверсного выхода генерато- 15 ра 38 поступает на вход 23 блока 16 управления. С помощью ключа 34 вручную можно осуществить повторный запуск генератора 38, При этом на выходе блока 16 появляются сигналы, 20 благодаря которым сигнал исправленного после аварии основного генератора 1 может быть вновь подключен к выходной шине.

На генераторы 1 и 2 накладьгоают- 25 ся следующие требования: они должны быть синхронизированы внешним сигналом (показано пунктиром на фиг.1); сигнал тактовой частоты на их выходах должен иметь скважность, близкую 30 к двум. Генераторы 1 и 2 могут быть выполнены в виде устройств с фазовой автоподстройкой частоты. Скважность, близкая к двум, может быть обеспечена симметричным ограничите- 35 лем, .

Увеличение надежности достигается путем контроля тактовой частоты подключенного к выходной шине генератора непосредственно на выходе уст- 40 ройства и одновременного контроля тактовой частоты резервного генера- тора, а также осуществления переключения с основного генератора на резервный при отказе основного генера-. дЗ тора без пропадания тактового фронта, благодаря чему обеспечивается непре- рьюность тактового сигнала, а следовательно, исключается потеря информации. При восстановлении неисправ-. п ного генератора предусмотрена возможность возврата в первоначальный штатный режим работы также без пропадания тактового фронта с помощью ручного перезапуска схемы,55

Формула из. обретения

1. Резервируемое устройство, cor держащее с первого по третий элементы

И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, основной и резервный генераторы, входы управления синхронизацией которых являются одноименным входом устройства, а выходы соединены с первыми входами соответственно первого и второго эле ментов И, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого является выходом синхронизации устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в . него введены с четвертого по шестой элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы задержки, первый и второй датчики пропадания фронта импульса, блок управления переключением генераторов и блок установки состояния устройства, выход которого соединен с входом установки блока управления переключением генераторов, выходом непосредственно подключенного к второму входу первого и к .первым входам четвертого .и шестого элементов И,.а через эле- мент НЕ - к первым входам третьго и пятого элементов И и к второму входу второго элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выходами .соответственно подключенных к первым входам второго и третьего элементов ИЛИ, вторыми входами подключенных к выходам третьего и шестого элементов И соответственно, а выходами соответственно - к входам первого и в.торого датчиков пропадания фронта импульса, выход каждого из КОТОРЫХ подключен к соответствующему входу управления переключением резерва блока управления переключением генераторов и является соответ- струющим выходом индикации устройства, выход основного генератора че - рез первый элемент задержки, а выход резервного генератора через второй элемент задержки.подключены к вторым входам третьего и шестого элементов И соответственно,

2. Устройство по п, 1, о т л и - чающееся- тем, что датчик пропадания фронта импульса содержит последовательно соединенные удвоитель тактовых фронтов, первый и второй формирователи импульсов, вход датчика пропадания фронта импульса подсоединен к входу удвоителя тактовых фронтов, выход второго формирователя импульсов является выходом датчика пропадания фронта импульса.

3, Устройство по п. 1, о т л и и с первым входом третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам второго и

чающееся тем, что, блок управ- третьего элементов И, выход третьеления переключением генераторов содержит первьй и второй элементы НЕ, с первого по третий элементы И, первьй и второй элементы ШИ, первые вхо ды первого и. второг о элементов И сое- Ю динены с первым входом управления переключением резерва блока, второй вход управления переключением резерва которого через первьй элемент НЕ .соединен с первыми входами первого и 15 второго элементов ИЛИ, а вход установки блока соединен непосредственно с вторым входом первого элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий 20 вход которого и третий вход первого элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно второго и первого элементов И, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого 25

го элемента И является выходом бдо- ка,

4, Устройство по п. I, о т л и - чающееся тем, что блок уста новки состояния устройства содержит замыкающий ключу первый и второй нагрузочные элементы, запоминающий эл мент и генератор одиночных импульсов, выход которого является выходом блока, вход запуска подключен через первьй нагрузочный элемент к шине пи тания, а через замыкающий элемент - к шине нулевого потенциала, первьй и второй входы установки соединены через запоминающий элемент, а второй вход установки через второй на- грузочньй элемент подключен к шине питания устройства.

и с первым входом третьего элементов И, выход второго элемента ИЛИ подключен к вторым входам второго и

третьего элементов И, выход третьетретьего элементов И, выход третьего элемента И является выходом бдо- ка,

4, Устройство по п. I, о т л и - чающееся тем, что блок установки состояния устройства содержит замыкающий ключу первый и второй нагрузочные элементы, запоминающий элемент и генератор одиночных импульсов, выход которого является выходом блока, вход запуска подключен через первьй нагрузочный элемент к шине питания, а через замыкающий элемент - к шине нулевого потенциала, первьй и второй входы установки соединены через запоминающий элемент, а второй вход установки через второй на- грузочньй элемент подключен к шине питания устройства.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Устройство содержит основной 1 и резервный 2 генераторы, элементы И 3-8, элементы задержки 9,10, элементы ИЛИ 11-13, датчики пропадания фронта импульса 14,15, блок 16 управления переключением генераторов, блок 17 установки состояния устройства и элемент НЕ 18. Повышение надежности достигается путем контроля тактовой частоты подключенного к выходной шине генератора непосредственно на выходе устройства и одновременного контроля тактовой частоты резервного генератора с последующей реконфигурацией. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

L

36

Составитель И.Алексеев Редактор А,Огар Техред Л.Олийнык Корректор Т.Палий

Заказ 5541/50 Тираж 668Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

(Риг.

(fJue.B