Резирвированная вычислительная система Советский патент 1975 года по МПК G06F11/20 G06F15/16 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Достигается это на основе использова ния схемного метода зашиты от сбоевь В отличие от программного способа защиты от сбоев {двойной-тройной счет) предложенный метод не требует увеличения быс родействия ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени. Сущность изобретения состоит в том, что в резервированную систему включают ся блоки подсчета числа сбоев и блоки об мена. Включение и организация работы блоков подсчета числа сбоев и блоков обмена осуществляются- так, что при ГП-1 следующих подряд несовпадениях на выходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-либо ЭВМ последняя не отключается. Считается, что в ЭВМ Имеет место сбой. Число следующих подряд несовпадений подсчитьтается блоком подсче та, при этом коды, от которых зависят последующие вычисления, в ячейках памят ЭВМ, давщей сбой, заменяются одноименными кодами с выхода мажоритарного эле мента. Замена (восстановление) кодов реализуется блоком обмена. Коды, от которых зависят результаты последующих вычислений, снабжаются признаками. Поскольку все ЭВМ . реализуют оданаковые алгоритмы ,го адреса ячеек памяти для этих кодов одинаковы во всех мащинах. Для удобства формирования адресов коды располагаются одним массивом. Блок обмена формирует ащзес восстанавливаемого кода, принимает с выхода мажоритарного элемента код и засылает его по сформированному адресу в память .машины. Восстановлением кодов устраняются последствия сбоев. Если число следуюЕшх подряд несовпа - делий сигнала на вь1ходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-ли- бо ЭВМ становится равным ТП , ЭВМ сштается отказавщей и отключается. Интенсивность сбоев в 5-10 раз превышает интенсивность отказов и во столь ко раз реже будут отключаться ЭВМ, так как отключения ЭВМ будут происходить только в результате отказов. На чертеже приведена структурная схе ма резервированной вычислительной систе мы из П мащин., to Вычислительная система отключает ЭВМ 1-1 и состоит из блоков обме i- nвентилей блокировки выходов ЭВМ 3 3 ; блоков подсчета числа сбоев } схем сравнения 5 15 ; мажоритарного элемента 6, собирательной схемы 7, вентиля блокировки мажоритарного элемента, блока подсчета числа отказавщих ЭВМ 9; блока выхода (общего цифрового канала ) lOj вентиля 11 и собирательной схемы 12, Выходы ЭВМ соединены К-разрядиыми щинами с входами вентилей 3 -3 i К разрядные выходы вентилей 3 -3, соединены с входами мажоритарного элемента 6 и одной группой входов схем сравнения . Управляющие входы вентилей 3 -3„ 6 блоков соединены с выходами сигнала Выходы сигналов d блоков , соединены с входами собирательной схемы 7, Выходы сигналов сравнения Ъ схем 5 -5 | соеданены с входами установки в нуль блоков подсчета 4 -4 , выходы сигналов несравнения 6t соединены со счетными входами блоков и управляющими входами блоков обмена Выходы блоков обмена 2 -2„ К-5)азрядными шина- с кодо4,1ми щинами заломи- ми соединены нающих устройств ЭВМ, Выходы мажоритарного элемента 6 соединены К- азрядными щинами через вентиль 8 с входами блоков обмена , входами схем сравнения 5 -5„ и К-разрядным входом блока вывода 10. Выход собирательной схемы 7 соединен со счетным входом блока подсчета числа отказавщих ЭВМ 9, Выход сигнала f блока 9 соединен с управляющим входом вен- ; тиля 8, а выход сигнала в - с управляющим.входом вентиля 11, Выходы ЭВМ К-разрядиыми щинами соединены через собирательную схему 12 и вентиль 11с входом бло- ка вьтода 1О,; Резервированная система функщюнирует . следующим образом. В исходном состоянии 4-4 и 9 установлены в нуль. При этом сигналы С обеспечивают открытое состояние вентилей 3 -3,j ; сигнал f открьшает вентиль 8, а сигнал 6 запирает вентиль 11. В случае отсутствия сбоев и отказов коды на выходе вентиля 8 совпадают с кодами на выходах ЭВМ. сравнения 5 tl. выдают сигналы в, которые подтверждают нулевые состояния блоков 4 4 . Вентили 3-3 остаются открытыми. В блок вывода 10 (общий цифровой канал) подаются коды с выходов вентилей 3 -3, через мажоритарный элемент 6 и вентиль 8. В случае сбоя в какой-либо ЭВМ, например, 1, код на выходе вентиля 8 не совпадет с кодом на выходе вентиля 3, Схема сравнения 5 выдает сигнал сравнения а, который поступит на счетный вход блока 4 и запустит блок обмена 2 Блок обмена постоянно формирует адреса вьщаваемых из ЭВМ кодов, поэтому после выдачи схемой 5 сигнала а в ячейки результатов, от которых зависят последующи вычисления ЭВМ 1,будут заноситься, неискаженные коды с выхода мажоритарного элемента 6 через вентиль 8 и блок 2 - . Если число следующих подряд несовпадений кодов с выхода вентиля 8 и вентиля 3 будет меньше |71 , то сигналом сравн ния в блок 2-. отключится, а блок 4 будет установлен в нулевое состояние до выдачи сигнала переполнения d . Если в m последовательных выдачах кодов с ЭВМ на элемент 6 схема 5 будет выдавать сигнал а, узел 4 , имеющий коэффищ1ент пересчета m , вьщает сигнал переполнения d . Сигнал С при этом будет снят. Вентиль 3 будет закрыт, а ВМ 1 будет отключена от мажоритарного элемента 6, как неисгфавная. Сигнал d поступит на блок подсчета числа отказавших ЭВМ 9. Коэффициент пересчета узла 9 равен tl -2. Это значит, что после отключения п -2 ЭВМ узел 9 снимает сигналы | и f . При этом вентиль 8 закроется, а вентиль 11 открот ется. Предпоследняя исправная ЭВМ вместе с мажоритарным элементом будет отключена от блока вывода 10, а последняя исправная ЭВМ будет подключена к нему через собирательную схему 12 и вентиль 11. едмет изобретения Резервированная вычислительная система, содержащая однородные ЭВМ, мажоритарный элемент, вентиль блокировки мажоритарного элемента, к управляющему входу которого подсоединен блок подсчета числа отказавщих ЭВМ, а к выходу - схемы сравнения и вентили блокировки выходов ЭВМ, управляющие входьг которых подсоединены к выходам схем сравнения, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности вычисга гельной системы, она содержит блоки подсчета числа сбоев, входы которых подсоединены к схемам сравнения, а выходы - к управляющим входам вентилей блокировки выходов ЭВМ, и блоки обмена, входы которых нодсоедиионы к выходу вентиля блокировки мажоритарного элемента, выходы подсоед11ноны ко входам запоминающих устройств ЭВМ, а управляющие входы блоков обмена нодсооди™ нены к выходам схем сравиония.

У