Трехканальное мажоритарно-резервированное устройство Советский патент 1993 года по МПК G06F11/18 

С/)

С

Использование: для повышения достоверности выходных сигналов при резервировании цифровых блоков с выходным контрольным разрядом. Сущность изобретения: устройство содержит: 3 резервируемых блока 1, 3 канальных блока свертки 3, 3 канальных схемы сравнения 4, 2 мажоритарных элемента 5, 6, 1 элемент И-НЕ 7, 1 регистр 8, 2 элемента И 9, 10. 1 межканальную схему сравнения 11, 1 элемент НЕ 12, 1 мажоритарный блок 13, 1 межканальный блок свертки 14, 1 контрольный выход 15. 1-3-4-6-10-8-13-14-11-10-12-9- 15, 1-4-7-10, 1-5-11-9,6-8, 1-13. 1 ил., 1 табл.

j ю

СП 4Ь. 0

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть применено при построении высоконадежных цифровых устройств.

Известно трехканальное мажоритарно- резервированное устройство, содержащее индикаторы отказов канала, мажоритарные элементы, подключенные через последовательно соединенные первый элемент ИЛИ, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ и второй элемент НЕ к источнику входных сигналов.

Недостатком этого устройства является то, что отказ двух из трех каналов приводит к полному отказу всего устройства.

Известно также трехканальное мажоритарно-резервированное устройство,содержащее в каждом канале резервируемые блоки, соединенные со входом элемента контроля и первым входом элемента И-НЕ, вторые входы элементов И-НЕ подключены к выходу элементов контроля, а выходы элементов И-НЕ подключены к информационным входам мажоритарных элементов, управляющие входы которых подключены к выходу элементов контроля.

Недостатком устройства является значительное усложнение схемы (наличие элемента контроля и усложнение мажоритарного элемента) и, как следствие, снижением надежности устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является трехканальное мажоритарно-резервированное устройство, содержащее первый блок свертки, второй элемент сравнения, мажоритарный элемент контрольного разряда и в каждом канале - элемент И и второй блок свертки, входы которого поразрядно подключены к информационным выходам резервируемого блока данного канала, а выход к первому входу первого элемента сравнения данного канала, второй вход которого подключен к выходу контрольного разряда резервируемого блока, а выход - к первому входу элемента И, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, а второй вход - к выходу второго элемента сравнения, первый вход которого подключен к выходу мажоритарного элемента контрольного разряда, входы которого подключены к выходам контрольных разрядов резервируемого блока каждого канала, второй вход второго элемента сравнения подключен к выходу первого блока свертки, входы которого поразрядно подключены к выходам мажоритарного блока.

Недостаток такого устройства состоит в том, что при некоторых комбинациях трех и более отказов на выход устройства поступает недостоверная информация, что сужает функциональные возможности устройства. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Трехканальное мажоритарно-резервированное устройство содержит три резервируемых блока 1 с контрольным разрядом 2

по модулю, канальные блоки свертки 3, канальные схемы сравнения 4 мажоритарные элементы 5 и 6, трехвходовой элемент И-НЕ 7, регистр 8, элемент И 9, трехвходовой элемент И-10, межканальную схему сравнения

11, элемент НЕ 12, мажоритарный блок 13, межканальный блок свертки 14, контрольный выход 15.

Мажоритарный блок 13 представляет собой перестраиваемый мажоритар-мультиплексор, выходная функция которого (информационный выход устройства) определяется сочетанием управляющих сигналов (таблица).

5

0

5

0

5

0

5

В качестве мажоритарного блока можно использовать серийно выпускаемые ИМС, например, 564 ИК1.

Информационные выходы резервного блока 1 в каждом канале поразрядно подключены к соответствующим входам мажоритарного 13 и к входам канального блока свертки 3. Выход контрольного разряда каждого резервного блока 1 соединен с соответствующими входами мажоритарного элемента 5 и со вторым входом соответствующей канальной схемы сравнения 4, первый вход которой соединен с выходом канального блока свертки 3. Выходы всех канальных схем сравнения 4 подключены к соответствующим входам мажоритарного элемента 6 и трехвходового элемента И-НЕ 7. Выходы канальных схем сравнения 4, второго и третьего резервных блоков 1 соединены с информационными входами регистра 8, при этом вход записи регистра 8. соединен с выходом трехвходового элемента. И 10 и входом элемента НЕ 12. Выход мажоритарного элемента 5 соединен с первым входом межканальной схемы сравнения 11, которая вторым входом соединена с выходом межканального блока 14 свертки, а своим выходом с третьим входом трехвходового элемента И 10 и с вторым входом элемента И9, выход которого является контрольным выходом устройства 15, а его первый вход подключен к выходу элемента НЕ 12. Выходы регистра 8 подключены к управляющим входам мажоритарного блока 13, информационный выход которогосоеди- нен с входом межканального блока 14 свертки. Выход мажоритарного элемента 6 соединен с входом сброса регистра и первым входом трехвходового элемента И10, второй вход которого соединен с выходом трехвходового элемента И-НЕ 7.

Устройство работает следующим образом.

При исправности всех резервируемых блоков 1 на выходе всех канальных схем сравнения 4 устанавливается сигнал О, по- этому на выходе мажоритарного элемента б также устанавливается сигнал О, который блокирует трехвходовой элемент И10 и удерживает регистр 8 в состоянии 00, мажоритарный блок 13 работает в режиме по 2 из 3, сигналы на входах межканальнрй схемы сравнения 11 совпадают, на ее выходе удерживается сигнал О, который запрещает появление сигнала отказ на выходе устройства 15.

При неисправности одного из резервируемых блоков 1 на выходе мажоритарного элемента 6 продолжает удерживаться сигнал О, блокирующий регистр 8, причем на входах межканальной схемы сравнения 11 сигналы совпадают, поэтому на ее выходе удерживается О, запрещающий прохождение сигнала отказ на выход 15.

При непересекающихся (в разноименных разрядах) отказах в двух или трех резер- вируемых блоках 1 сохраняется блокировка регистра 8 и нулевое состояние выхода отказ устройства 15 вследствие того, что продолжается совпадение входов межканальной схемы сравнения 11,

При пересекающихся (в одноименных разрядах) отказах в двух резервных блоках

I на входах межканальной схемы сравнения

II появляется разная информация, на выходе схемы сравнения- 1, на выходах мажо- ритарного элемента 6 и трехвходового элемента И-НЕ 7-1, на выходе трехвходового элемента И10 формируется сигнал записи регистра 8, причем код на управляющих входах мажоритарного блока 13 будет сформирован по результатам сравнения канальной информации второго и третьего резервных блоков 1 на схемах сравнения 4 и, как следствие, мажоритарный блок 13, согласно табл. 1, перестроится на исправный канал. При этом О на выходе элемента НЕ 12 продолжает блокировать выдачу сигнала на выход 15 отказ устройства.

При пересекающихся отказах в трех ре- зервируемых блоках 1 сигнал несравнения на выходе межканальной схемы сравнения 11 не проходит через трехвходовой элемент И10, т.к. этот элемент блокируется нулевым выходом трехвходового элемента И-НЕ 7 (за

счет появления 1 на выходах всех канальных схем сравнения 4. Следствием блокировки трехвходового элемента И10 является отсутствие сигнала записи Тг перестройки регистра 8, а значит сокращение режима работы для мажоритарного блока 13. В то же время сигнал несравнения на выходе межканальной схемы сравнения 11 происходит через элемент И9 на выход 15 отказ устройства, т.к. на втором входе элемента И9 устанавливается разрешающий сигнал 1 с выхода элемента НЕ 12.

Схемное решение устройства основано на использовании известных элементов, например, ИМС серии 564; 533, 583 и другие технических трудностей для реализации не представляет, Технико-экономический эффект от применения данного изобретения состоит в повышении достоверности выдаваемой информации, в частности за счет формирования сигнала отказ устройства.

Формула изобретения

Трехканальное мажоритарно-резервированное устройство, содержащее мажоритарный блок, межканальный блок свертки, межканальную схему сравнения, первый мажоритарный элемент и в каждом канале - резервируемый блок, канальный блок свертки и канальную схему сравнения, информа- ционные входы мажоритарного блока соединены с информационными выходами резервируемых блоков всех каналов, а выход - с информационным выходом устройства и с входом межканального блока свертки, подключенного выходом к первому входу межканальной схемы сравнения, второй вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента, подключенного входами к выходам контрольных разрядов резервируемых блоков всех каналов, причем в каждом канале информационный выход резервируемого блока соединен с входом канального блока свертки, связанного выходом с первым входом канальной схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу контрольного разряда резервируемого блока данного канала, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения режима самоконтроля, в устройство введены регистр, элемент НЕ, два элемента И, элемент И-НЕ и второй мажоритарный элемент, входы которого подключены к выходам канальных схем сравнения всех каналов и к входам элемента И-НЕ, а выход - к инверсному входу сброса регистра и к первому входу первого элемента И, вторым входом связанного с выходом элемента

И-НЕ, третьим входом - с выходом межканальной схемы сравнения и с первым входом второго элемента И, а выходом - с сикхровходом регистра и через элемент НЕ с вторым входом второго элемента И, выход которого является контрольным выходом

устройства, информационные входы регистра подключены к выходам канальных блоков свертки двух каналов, а выходы двух разрядов - к управляющим входам мажоритарного блока.