Коммутатор для переключения резервных генераторов Советский патент 1990 года по МПК H03K17/00 H05K10/00 

05 &0

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах синхронизации вычислительных приборов повышенной надежности. Цель изобретения - повышение надежности коммутатора - достигается путем увеличения количества каналов и мажоритарной выборки выходного сигнала. Коммутатор содержит три идентичных канала, каждый из первых входов которых соединен с первой, второй и третьей входными шинами соответственно и с вторым и третьим входами соседних каналов, а каждый канал содержит элемент И 7, мажоритарный элемент 8, счетчик 9, два регистра 5, 6, два инвертора 12, 14 и мультиплексор 4, первый, второй и третий информационные входы которого соединены с первым 1, вторым 2 и третьим 3 входами канала, а третьим информационный вход мультиплексора 4 соединен с синхронизирующими входами регистров 5, 6 неисправности, выход 15 каждого канала соединен с входами 16 и 17 соседних мажоритарных элементов 8. Коммутатор позволяет парировать постоянные отказы путем однократного переключения на резерв. Повторных отказов коммутатор не парирует, однако в случае кратковременных и перемежающихся отказов в разных генераторах возможно многократное замещение по кольцу отказавших генераторов. 2 ил.

Фиг1

15 16 П 10

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах синхронизации вычислительных приборов повышенной надежности.

Целью изобретения является повышение надежности за счет увеличения количества каналов и мажоритарной Выборки выходного сигнала.

На фиг.1 изображена функциональ- ая схема канала трехканального варианта коммутатора; на фиг.2 - схема Соединения каналов (например, трех) для переключения резервных генераторов .

Каждый канал коммутатора содержит входы 1-3, соединенные с информационными входами мультиплексора 4, при этом вход 3 подключен также к входам синхронизации регистров 5 и 6, выход старшего разряда у которых соединен с входами элемента И 7, выход которого через мажоритарный элемент 8 подключен к счетному входу счетчика 9, своим установочным входом соединенного с шиной 10 установки в исходное состояние, а выходами - с управляющими входами мультиплексора 4, выход которого, являясь информационным выходом 11 устройства, соединен с входом разрешения параллельной записи регистра 5 неисправности и через инвертор 12 с входом разрешения параллельной записи регистра 6, причем входы параллельной записи регистров 5 и 6 подключены к шине Логическая единица 13, а входы последовательной записи - к выходу инвертора 14, своим входом подключенного к шине Логическая единица 13, при этом выход элемента И 7 соединен с выходо 15 канала. Второй и третий входы мажоритарного элемента 8 соединены соответственно с четвертым 16 и пятым

17входами канала.

Коммутатор для переключения резервных генераторов (фиг.2) содержит первый 18, второй 19 и третий 20 каналы. Первый вход 1 первого канала

18соединен с первой входной шиной 21, с вторым входом 2 второго канала

19и с третьим входом 3 третьего канала 20. Вторая входная шина 22 соединена с входом 3 канала 18, входом 1 канала 19 и входом 2 канала 20. Третья входная шина 23 соединена с входом 2 канала 18, входом 3 канала 19 и входом 1 канала 20. Выход 15

5

0

5

0

5

0

5

0

5

канала 18 соединен с входами 17 и 16 соответственно каналов 18 и 20. Выход 15 канала 20 соединен с входами 17 и 16 соответственно каналов 18 и 19.

Коммутатор работает следующим образом.

При установке в исходное состояние сигналом по шине 10 счетчики 9 всех каналов, число возможных состояний которых равно числу коммутируемых генераторов, в данном случае трех, устанавливаются в различные состояния, например, в канале 19 в состояние 00, в канале 20 - 01, в канале 18- 10. Эти коды поступают на управляющие входы мультиплексоров 4, при этом в канале 19 на информационный выход 11 поступает сигнал с входа 1 , в канале 20 - с входа 2, в канале 18 - с входа 3, т.е. на выходы 11 всех каналов подается сигнал с шины 22.

Сигналы с выхода мультиплексора 4 поступают на выход 11, а также в прямой и инверсной форме - на входы разрешения параллельной записи регистров 5 и 6 соответственно и под действием логической 1, поступающей по шине 13 на входы параллельной записи этих регистров, устанавливают их в исходное состояние С прихрдом очередного сигнала это состояние подтверждается. Б случае возникновения неисправности в генераторе на выходе 11 устанавливается постоянный единичный или нулевой уровень, при этом один из регистров 5 л 6 освобождается от действия сигнала разрешения установки в единичное состояние. В этом регистре под действием синхронизирующих импульсов, поступающих с входа 3, начинается операция сдвига логического О, приложенного к входу последовательной записи с выхода инвертора 14. Сдвиг происходит в двух каналах устройства, в которых к входам 3 не подключен отказавший генератор .

В оставшемся канале сдвиг невозможен из-за отсутствия сдвиговых импульсов на входах синхронизации ре- гистрЗЙз 5 и 6. В результате сдвига через время, равное N периодов частоты следования сигналов на входе 3, где N - число разрядов регистров 5 и 6, на выходе старшего разряда появляется сигнал неисправности в виде

логического 0м и через элемент И 7 и мажоритарный элемент 8 совместно с сигналом неисправности соседнего канала поступает на счетный вход счетчика 9 управления, который увеличивает свое состояние на единицу.

Эффект увеличения состояния счетчиков происходит во всех каналах, при этом для заданного выше исходного состояния значения выходов счетчиков управления следующие: канал 19 - 01, канал 20 - 10, канал 18 - 00, т.е. резервный генератор, подключенный к шине 21, скоммутирован н выходы II всех каналов, т.е. скоммутирован сигнал с одного, но уже резервного, генератора. Время задержки формирования сигнала неисправности регистрами 5 и 6 определяется их разрядностью, таким образом, выбор разрядности обусловлен допустимым интервалом времени, в течение которого на входной шине, выбранной коммутатором отсутствуют сигналы. Б случае превышения этого интервала выбранный генератор автоматически бракуется и замещается резервным.

В случае постоянных отказов коммутатор производит однократное переключение на резерв и второго отказа не парирует. Однако в случае кратковременных и перемещающихся отказах в разных генераторах возможно многократное замещение по кольцу отказавших генераторов, при условии, что к моменту возникновения последующего отказа предыдущий устраняется.

Формула изобретения

Коммутатор для переключения резервных генераторов, содержащий два канала, новый вход каждого из которых соединен соответственно с первой и второй входными шинами, каждый канал содержит первый и второй регистры, входы параллельной записи которых соединены с шиной Логическая единица, первый и второй инверторы, счетчик, элемент И, первый и второй

инверторы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введен третий канал, первый вход которого соединен с третьей входной шиной, с вторым входом первого канала и третьим входом второго канала, . первая входная шина соединена с вторым входом второго канала и третьим

входом третьего канала, вторая входная шина соединена с вторым входом третьего канала и третьим входом первого канала, выход первого канала соединен с пятым входом второго и чет5 вертым входом третьего каналов, выход второго канала соединен с четвертым входом первого и третьим входом третьего каналов, выход третьего канала соединен с пятым входом первого

0 и четвертым входом второго каналов, каждый канал дополнительно содержит мажоритарный элемент и мультиплексор, первый, второй и третий информационные входы которого соединены с пер5 вым, вторым и третьим входами канала соответственно, причем третий информационный вход мультиплексора соединен с синхронизирующими входами первого и второго регистров, входы после0 довательной записи которых соединены с выходом первого инвертора, вход которого соединен с шиной Логическая единица, вход разрешения параллельной записи первого регистра и через второй инвертор вход разрешения параллельной записи второго регистра соединены с выходом мультиплексора и информационным выходом канала, а выходы старшего разряда первого и вто0 рого регистров соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого соединен с первым входом мажоритарного элемента и выходом канала, выход которого сод единен со счетным входом счетчика, установочный вход которого соединен с шиной установки в исходное состояние, а выходы - с управляющими входами мультиплексора, второй и третий

0 входы мажоритарного элемента соединены соответственно с четвертым и пятым входами канала.

21

21

У

18

15

16

17jF

23

7 t 3

1 г з

ig

zo

ww

15

16

17

Фиг.г