Трехканальное резервированное устройство для синхронизации сигналов Советский патент 1992 года по МПК G06F11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах повышенной надежности.

Цель изобретения - расширение применения устройства за счет обеспечения управляемого режима синхронизации. Управляемый режим синхронизации обеспечивает введение двухуровневой синхронизации, которая организует синхронную работу трех оконечных устройств, управляющих объектами с большой рассинхронизацией по обмену командами и данными.

На фиг. 1 приведена функциональная схема трехканального резервированного устройства для синхронизации сигналов; на фиг. 2 - функциональная схема канала; на фиг. 3 - функциональная схема блока управления синхронизацией; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления режимом работы; на фиг. 5 - функциональная схема микропрограммного управления обменом информации; на фиг. 6 - структурная схема ОЁЗервированной системы.

Схема устройства (фиг.1) содержит-одношинные каналы 1-3, каждый из каналов (фиг.2) содержит триггеры 4 записи и 5-хранения информации, с первого по четвертый элементы И 6-9, первый элемент ИЛИ 10, элемент ИЛИ-НЕ 11, с второго по шестой элементы ИЛИ 12-16, первый и второй коммут;аторы 17-18, с первого по седьмой триггеры переключения 19-25, блок 26 управления синхронизацией, блок 27 управления режимом работы, блок 28 микропрограммного управления обменом информации 28, первый и второй счетчики 29-30, первый и второй дешифраторы 31-32,

Блок 26 управления синхронизацией (фиг.З) содержит с первого по шестой триггеры 33-38, с первого по третий элементы ИЛИ 39-41, первый и второй элементы И 42-43 и коммутатор 44, выполненный на элементе 2 И-ИЛИ с выходом 45.

Блок 27 управления режимом работы (фиг.4) содержит триггер 46 фиксации, триггер 47 разрешения, счетчик 48, с первого по

пятый элементы ИЛИ 49-53 и с первого по третий элементы 14 54-56.

Блок микропрограммного управления обменом информации (фиг.5) содержит блок 57 коммутации, блок 58 регистров, регистр 59 обмена, регистр 60 маски, генератор 61 импульсов, блок 62 синхронизации, память 63, блок 64 дешифрации микрокоманд, формирователь 65 приращения адреса, блок 66 задания временных интервалов, приоритетный блок 67, триггер 68 режима, формирователь 69 сигналов управления, счетчик 70, формирователь 71 сигналов состояния, регистр 72 управления, блок 73 суммиров ания, регистр 74 команд, регистр 75 управления обменом.

Позициями 76-105 обозначены входы и выходы блоков устройства. Гибкая синхронизация обеспечивает системе скоординированное управление действиями подсистемы и синхронный обмен информацией с конечными устройствами, широкий свободный выбор терминалов, использование одних и тех же тестов для работы ЭВМ в резервированной системе. В резервированной системе три ЭВМ работают асинхронно, рассинхронизация может быть произвольной. Определив рассинхронизацию системы, необходимо записать константу, определяющую время рассинхронизации в обратном коде в блок задания временных интервалов 66, для чего по информационному вход у-выходу из ЭВМ должен поступить адрес счетчика таймера, который по игналу Разрешение выдачи информации и Синхровход (СИ) принимается в блок 57 коммутации. Блок коммутации формирует сигнал, разрешающий прием информации блоку 66 задания временных интервалов, поступающий по управляющей шине. Блок 62 синхронизации по второму сигналу Синхровход формирует сигнал, разрешающий прием информации с информационного входа-выхода в блок 66 задания временных интервалов.

Каждая ЭВМ формирует команду обращения к своему блоку управления обменом информации несинхронно с другими ЭВМ. Блок микропрограммногоуправления обменом информации, получив команду, начинает выполнять микропрограмму, в начале которой выполняется микрокоманда Сихронизация по таймеру, благодаря которой во всех трех блоках микропрограммного управления обменом информации работа микропрограммного управления абонентом начинает выполняться одновременно.

Перед началом работы из ЭВМ поступает сигнал начальной установки НУ, по.которому триггеры 5,19,20,21,22,4,23,24 и 25

на фиг. 2,46 и 47 на фиг. 4 и 33, 35,34 на фиг. 3 устанавливаются в О состояние. По микрокоманде Синхронизация по таймеру 78 устанавливаются в единичное состояние

триггер 4 записи и триггер 5 хранения и формируется сигнал Начало синхронизации. Одновременно в блоке управления синхронизацией срабатывает элемент ИЛИ 41, устанавливая триггер 33 в О состояние

0 (признак синхронизации по таймеру).

При поступлении сигналов сЬиксация каналов от второго или третьего канала устанавливан тся в 1 триггеры 21 или 22, а затем через элементы ИЛИ 14, 15 устанавливаются триггеры 19 или 20 переключения соответственно. При совпадении сигналов фиксации канала из 2 каналов срабатывают элементы И 6 или 7, устанавливая триггер 24 или триггер 25 переключения в 1 состоя0 ние, а на элементе ИЛИ 16 формируется сигнал Стрсб. устанавливающий триггер , 35 состояние.

При одновременном поступлении сигналов фиксация каналов от второго и

5 третьего каналов устанавливаются в 1 состояние триггеры 21 и 22 переключения, а затем через элементы ИЛИ 14 и 15 устанавливаются триггеры 21 и 20 переключения. После чего срабатывает первый элемент и

0 коммутатор 17, устанавливая в блоке управ ления режимом работы через элемент ИЛИ 50 в 1 триггер 47, разрешая работу счетчику 48. Одновременно срабатывают элементы ИЛИ 51 и И 58, формируя сигнал Строб

5 92 и Синхронизация обмена 91 для дальнейшего выполнения микропрограммы в блоке 28 микропрограммного управления обменом информации.

Устанавливается в 1 состояние триг0 гер 46, формируя через элементы И 54 и ИЛИ 49 сигнал 89 Окончание синхронизации. По второму импульсу со счетчика 48 через элемент ИЛИ 53 устатавливается в О. триггер 46.

5Если один из каналов не сформировал

сигнал Фиксация каналов, то по импульсу 82 Таймер переполнения с таймера блока 28 микропрограммного управления обменом информации .срабатывает коммутатор

0 18, формируя сигнал 89 через элемент ИЛИ 49 блока управления режимом работы Окончание синхронизации.

По сигналу 89 Окончание синхронизации устанавливается в О состояние триггер записи 4. По сигналам Сброс фиксации канала от других каналов устанавливаются в О состояние триггеры 21 и 22 переключения, после чего на выходе элемента ИЛИ 11 появляется 1 и через элемент ИЛИ 12 триггеры 5, 19, 20 устанавливаются в О. В

этом случае два блока микропрограммного управления обменом информации из трех приступят к работе.

Таким образом осуществляется первый уровень синхронизации.

Для выполнения второго уровня синхронизации на выдачу информации блок микропрограммного управления обменом информации формирует микрокоманду управления управление переключением, по которой устанавливаются в Г состояние триггеры 4 записи, 5 хранения и триггеры 33. 34 блока управления синхронизацией и формируется сигнал Начало синхронизации на двух других блока микропрограммного управления обменом информации и через злемент И 43 запускается счетчик 30 на 3,5 МКС, после прихода сигнала Фиксация канала от любого другого канала срабатывает триггер 21 или 22 переключения, а затем триггер 19 или 20 переключения, формируя на элементах И 16 или И 7 и ИЛИ 16 сигнал, устанавливающий в 1 состояние триггер 35. который блокирует работу счетчика 30 на 2,5 МКС и запускает по переднему фронту счетчик 29 на 1,75 мкс.

Время работы счетчиков 29 и 30 определяется временными параметрами входных сигналов, доспустим временем рассинхронизации по каналам входных сигналов и максимальным временем, отводимым на синхронизацию при выдаче. Формирование временного интервала 1,75 мкс на счетчике 29 выполняетс я с помощью схемы парафазной привязки на элементах 36, 37, 44. На выходе элемента И 42 устанавливается О уровень, который разрешает работу схемы парафазной привязки.

Если время установки триггера 35 в 1 состояние совладает с приходом «мпульса тактовой частоты, устанавливается в 1 состояние триггер 37, разрешая формирование тактовой частоты на выходе 99 элемента 2И-ИЛИ 44 во время паузы входной тактовой частоты. Если время установки триггера 35 в Г состояние совпадает с паузой тактовой часУоты, по по переднему фронту тактовой частоты устанавливается в 1 состояние триггер 36, разрешая формирование тактовой частоты на выходе 99 элемента 2И-ИЛИ 44 во время тактовой частоты.

После прихода сигнала Начало синхронизации из третьего канала срабатывает коммутатор 17, формирующий сигнал, по которому вырабатываются импульсы Синхронизация обмена Строб и Окончание синхронизации, поступающий на два других канала. Одновременно устанавливается в Г триггер 47, разрешающий работу счетчика 48, по третьему импульсу со счетчика срабатывают элементы И 56, ИЛИ 52 и выполняется сброс триггеров 24, 25, 5, 19 и 20. Если в течение заданного,интервала 5 времени сигнал начало синхронизации от третьего канала не приходит, то в момент окончания этого интервала срабатывает дешифратор 31 и коммутатор 18, формирует импульс Окончание синхронизации, а затем выполняется сброс триггеров.

Если Стечение следующего выбранного интервала времени после запуска счетчика 30 ни от одного из каналов не поступили сигналы начала синхронизации, то по окончании этого интервала на триггере 23 формируется сигнал, блокирующий формирование признака синхронизации и сигнал строб.

Для универсальности в трехканальном

0 резервированном устройстве для синхронизации сигналов предусмотрена возможность работы в дублированной или одиночной системе.

При работе в дублированной системе из

5 блока микропрограммногоуправления обменом информации поступает сигнал Управление режимом (первый разряд регистра управления), пЬ которому сигнал синхронизации из второго канала с триггера

0 21 переключения поступает через элементы И8 и ИЛИ 15, устанавливая триггер 20 переключения в 1. Формирование сигналов синхронизации выполняется выше описанным образом. Если сигнал синхронизации

5 приходит из третьего канала с триггера 22, то через элементы И 9 и ИЛИ 14 устанавливается в 1 состояние триггер 19 переключения формирование сигналов синхронизации выполняется аналогично.

0 При работе в одиночной системе из блока микропрограммного управления обменом информации поступает сигнал коммутации {второй разряд регистра управ: ления), по которому при наличии 1 с триг5 гера 5 срабатывает коммутатор 17, сразу формируя сигнал синхронизации от трех каналов, формирование сигналов синхронизации выполняется аналогично описанному. В резервированных системах ЭВМ, ра0, ботающих по одинаковым программам, должны выполняться одновременно одни и те же действия. Поэтому необходим обмен информацией, позволяющий им синхронизировать выполнение программ.

5 Перекрестная проверка ЭВМ друг друга при обмене информацией по каналам межмашинной связи позволяет обнаружить отказавшую ЭВМ и удалить ее из системы.

Так как каждая ЭВМ работает от своего собственного генератора, то добиться абсолютно синхронной работы или работы с малой рассинхронизацией невозможно. ЭВМ может неодновременно выйти на обмен информацией с объектами, обмен может быть прерван процедурой прямого доступа, но обмен с объектами должен оставаться синхронным.

За счет введения двухуровневой синх ронизации предлагаемое устройство позволяет обеспечить синхронную работу трех оконечных устройств, управляющих объектами с большой рассинхронизацией по обмену командами и данными.

Формула изобретения 1. Трехканальное резервированное устройство для синхронизации сигналов, содержащее в каждом канале триггеры записи и хранения, с первого по четвертый элементы И и первый элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения управляемого режима синхронизации, в каждый канал первый и второй коммутаторы, с первого по седьмой триггеры переключения, блок микропрограммного управления обменом информации, блок управления синхронизацией, блок управления режимом работы, первый и второй счетчики, дешифраторы, элемент ИЛИ-НЕ и с второго по шестой элементы ИЛИ, причем в каждом канале выход Начало синхроИизации канала соединен с выходом элемента ИЛИ и с входом установки триггера записи, прямой выход которого подключен к входу установки триггера хранения и перёому входу элемента ИЛИ-НЕ, связанного выходом с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подсоединен к входам сброса первого и второго триггеров переключения и триггера хранения, подсоединенного прямым выходом к первым входам перрого и второго элементов И и к первому и второму управляющим входам первого коммутатора, выход которого подключен к входам управлений фиксацией блока управления синхронизацией и блока управления режимом работы,входы начальной установки которУх и входы сброса триггера записи и-третьего-пятого триггеров переключения подключены к выходу начальной установки блока микропрограммного управления обменом информации, тактовый выход которого подключен к одноименным входам блока управления синхронизацией и блока управления режимом работы, вьксод таймера - к первому информационному входу второго коммутатора, выход управления режимом - к первым входам третьего и четвертого элементов И, выход коммутации блока микропрограммного управления обменом информации - к второму управляющему входу первого коммутатора, выход управления переключением - к первому входу первого элемента ИЛИ и к одноименному

входу блока управления синхронизацией, входы строба и синхронизации обмена - к одноименным выходам блока управления режимом работы, а выход микрокоманды синхронизации блока микропрограммного

0 управления обменом информации подключен к одноименному входу блока управления синхронизацией и второму входу первого элемента ИЛИ, информационный вход-выход и вход-выход микрокоманды

5 блока микропрограммного управления обменом информации являются одноименными входами-выходами канала, синхровход, входы разрешения выдачи информации, начальной установки и выбора режима которого являются одноименными входами блока микропрограммного управления обменом информации, групповой управляющий выход которого является одноименным групповым выходом данного канала, выход

5 синхронизации блока управления синхронизацией подключен к счетному входу первого счетчика, вход сброса которого и первый вход третьего элемента ИЛИ подключены к выходу установки блока управления синхронизацией, выход рассогласования которого соединен со счетным входом второго счетчика, а первый и второй выходы управления коммутацией подключены к одноименным управляющим входам

5 второго коммутатора, второй информационный вход которого является первым выходом дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственное входами фиксации и сброса фиксации блока

0 управления синхронизацией, вход строба

которого подключен к выходу шестого элемента ИЛИ, выход окончания синхрониза-ции блока управления режимом работы

является одноименным выходом устройства

5 и подключен к первому входу сброса триггера записи, выход установки блока управления режимом работы подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и входам сброса шестого и седьмого триггеров переключения, выходы которых соединены с первым и вторым входами управления блока управления режимом работы, вход управления стробом которого соединен с выходом пятого триггера переключения и второго входа

5 третьего элемента ИЛИ, а вход окончания синхронизации - с выходом второго коммутатора, информационные выходы первого и второго счетчиков соединены с информационными входами одноименных дешифраторов, выход третьего элемента ИЛИ

подключен к входу сброса второго счетчика, а выход второго дешифратора соединен с входом установки пятого триггера переключения, первый и второй входы фиксации канала подключены к входам установки третьего и четвертого триггеров переключения, входы сброса котормх являются входаМи сброса фиксации канала, выход третьего триггера переключения соединён с первыми входами элемента ИЛИ-НЕ и четвертого элемента ИЛИ, вторым входом четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, выход четвертого триггера переключения подключен к вторым входам элемента ИЛИ-НЕ, пятого элемента .ИЛИ и tpeTbero элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов ИЛИ подключены к установочным входам первого и второго триггеров переключения соответственно, выход первого триггера переключения - к второму информационному входу первого коммутатора и второму входу первого элемента И, выход второго триггера переключения - к третьему информационному входу первого коммутатора и второму входу второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу седьмого триггера переключения и первому входу шестого элемента ИЛИ, второй вход которого и счетный вход шестого триггера переключения соединены с выходом первого элемента И.

2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления синхронизацией, содержит первый - шестой триггеры, первый - третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы И и коммутатор, выход которого является выходом синхронизации блока, а первый и второй информационные входы соединены соответственно с прямыми выходами четвертого и пятого триггеров, инверсные выходы которых соединены с информационными входами соответственно пятого и четвертого триггеров, входы сброса которых подключены к выходу первого элемента И, первый и второй входы соединены с прямыми выходами первого и третьего триггеров, тактовый вход блока соединен с первым входом второго элемента И, входами синхронизации четвертого и пятого триггеров и входом управления коммутатора, вход начальной установки блока - с первыми входами первого - третьего элементов ИЛИ. выходы которых подключены к входам сброса одноименных триггеров, причем вход установки первого триггера является входом стробирования блока, а инверсный

выход соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого является выходом рассогласования блока, вход управления переключением блока соединен с 5 установочными входами второго и третьего триггеров, причем прямой и инверсный выходы третьего триггера являются соответственно первым и вторым выходами , управления коммутацией блока, а выход .

0 второготриггера-выходом установки блока и соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, входы управления фиксацией и микрокоманды синхронизации блока соединены с вторыми входами второго и третьего

5 элементов ИЛИ, причем третий вход второго элемента ИЛИ подключен к выходу шестого триггера, счетный вход и вход сброса которого являются соответственно входом сброса фиксации и входом фиксации блока.

0 3. Устройство по П.1, от л и ч а ю ще ес я тем, что блок управления режимом работы содержит триггер фиксации, триггер разрешения, счетчик, первый - пятый элементы ИЛИ и первый - третий элементы И,

5 причем вход управления фиксацией блрка

соединен с первом входом второго элемен- та ИЛИ и установочным входом триггера

фиксации, вход сброса которого подключен

к выходу пятого элемента ИЛИ, а выход - к

0 первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом счетчика, а выход - с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого Являются соответственно входом и

5 выходом окончания синхронизации блока управления режимом работы, входуправле-, ния стробом которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых соответственно являются

0 выходом строба и выходом синхронизации обмена блока, вход начальной установки блока соединен с входом сброса триггера разрешения, первыми входами четвертого и пятого элементов ИЛ И, тактовый вход блока

5 соединен с входом синхронизации триггера разрешения и счетным входом счетчика, выходы которого подключены к входам третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого Является выходом установки блока, первый и второй входы управления ; блока управления режимом работы соединены соответственно с вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к вторым входам второго и третьего элементов И и информационным входам триггера разрешения, инверсный выход которого подключен к входу сброса счетчика.

фиг.1

« tij

i:

ЭВМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, например к трех- канальным резервированным устройствам для синхронизации сигналов и может быть использовано в вычислительных системах повышенной надежности. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения управляемого режима синхронизации. Управление синхронизацией обеспечивается настройкой и заданием режима работы блока микропрограммного управления обменом информации. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

звм

т