Устройство для управления переключением скользящего резерва Советский патент 1977 года по МПК G06F11/00 H05K10/00 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для автоматического скользящего резервирования функционально законченных узлов радиоэлектронной аппаратуры, каналов связи и передачи данных.

Известны устройства 1, 2 скользящего резервирования замещением, содержащие элементы контроля работоспособности основных и резервных блоков и коммутатор (или коммутаторы), осуществляющие отключение отказавщего основного блока и включение в работу резервного блока. Эти устройства могут резервировать группу основных блоков только одним резервным блоком.

Известно также устройство для управления переключением резерва 3, содержащее коммутатор и элементы контроля работоспособности основных и резервиых блоков. Это устройство позволяет осуществить скользящее резервирование замещением основных блоков группой резервных блоков и является наиболее близким по технической сущности к описываемому изобретению. Недостатком этого устройства являются возможность сбоев автоматического включения резерва при одновременном отказе двух или более основных блоков (из-за включения резервного блока вместо всех одновременно отказавщих осиовных блоков) и сложность устройства. Это сиижает падежность резервированиой системы.

Цель изобретения заключается в упрощении резервирующего устройства и в повыщении надежности его работы.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве для управления переключением скользящего резерва, содержащем коммутатор и элементы контроля основных и резервных блоков, между элементами контроля и коммутатором включены инверторы и матрица элементов И-ИЕ с числом столбцов, равным числу основных блоков, и с числом строк, равным числу резервных блоков. Выходы элементов контроля каждого i-ro основного блока через инверторы соединены с первыми входами элементов И-НЕ соответствующего г-го столбца матрицы, а выходы элементов контроля каждого /-ГО резервного блока соединены со вторыми входами элементов И-НЕ соответствующей /-Й строки матрицы. Выход каждого элемента И-НЕ матрицы соединен с соответствующим входом коммутатора и со входами всех элементов И-НЕ /-и строки и 1-го столбца матрицы.

На чертеже представлена схема устройства для управления переключением скользящего резерва для случая резервирования трех основных блоков тремя резервными.

Устройство содержит элементы контроля 1-3 основных блоков, инверторы 4, элементы И-НЕ 5, элементы контроля б-8 резервных блоков и коммутатор 9.

Выходы элементов контроля 1-3 подключены через инверторы 4 (если сигнал «отказ предста1ч1еи логическим ;0) или иепосредстненно (ec;iji сигнал «отказ - :;огичее1-:ая «1) к входам элементов И-НЕ 5 столбце; матрицы. Выходы элементов гшнгроля 6--3 неиосредственно {если сигнал «от1хаз - логичсCKi-iii «О) нлн через ннвертор (ec;ni сигиа; «отказ - логическая «1) иодключекы ко входам э; ементов И-НЕ 5 CTpoiv мат ::ицы. Выход каждого злегмеита Н-НЕ о соединен с коммутатором 9 н входами iscex эле.ментоз Н-НЕ 5, еостояиикх в оби,их с этим элемеитом строке н столбце матриц). 1исло входов каждого з.темента Н-НЕ 5 сумма,)ому чнс..ту основных н резер;и ых б.1око 5.

Устройство работает следу;о ;;и. образо;-л.

Нри нснравности всех и резервиь х блоков на выходах всех эле;,:еитов Н-НЕ 5

НрГ1СуТСТВу ОТ С ГНаЛЫ «1. От элементов чО 1троля 6-8 на элементв Н-НЕ 5 иостукают сигналы «1 («Нснравен). От элел ентоз ко 1троля 1-3 сигналь исира15ностн « ш-верторами 4 нреобразу отся в «О. У каждого элемента И-НЕ 5 в этом елучае на всех входах, кроме одного, связанного с ннверторами 4, нрисутствуют сигналы «1. Нри отказе какоголнбо основного б.шка на выходе элемента коитроля ноявля отся сигиал «отказ -«О, н иосле инвертора 4 - «1, посту а он,ий на входы И-НП 5 соот1 етет1;у 01 1сго столбца матрицы. Нрн этом ца всех входах всех элементов И-НЕ 5 указа цюго сто.ибца MeiOTCsi сигнал «1, элементы Н-НЕ 5 стремятся сработать, но ценн заиретов (5ыход каждого элеме 1та И-НЕ связан со входами остальных элементов Н-НЕ, стоящих с этнм элементол в общем столбце) доиуска от возможность срабатывания только одИх1 -о элел:е та Н-НЕ 5. Срабатывание 0 ределсц юго элемента И-НЕ 5 обусловлено случаинымн параметрами: чувствительностью элеме то1, номехам в цепях, амплитул.ами и т. д. Е1осле срабатывания одного из э;1еме 1тов Н-НЕ 5 устанавливается состояиие, нрн котором на его выходе нриеутствует сигнал «О, а на выходах остал1ьных элементов Н-НЕ 5 столбца - сигнал «i. Hpi 1оя1, «О на выходе элемента Н-HI: о срабат).ает ис11олн 1тельиое устройство коммутатора 9, нереключающее вне1нние ценн отказав 1е1о основного блока на соответству оии;и резерв Ы блок. В этом состоянии нри отказе еи1е какого-либо нз основных блоков нроисходит его автоматическое заме цсиие резервиым аиалогично. Нри этом резервный блок, уже работаюИ1.ИЙ вместо отказавшего основного, не может быть нсиользован для заме цения другого основного блока за счет того, что выход каждого элемента Н-НЕ 5 связан со -входами остальных элементов И-НЕ 5, .стоящих с этнм элементом в общей строке матрнц л. «О -с выхода сработавщего элемента Н-НЕ 5 запрещает срабатывание оста.тьных элементов И-НЕ 5 этой строкн.

Лналогнчно устройство работает нри отказе третьего, четвертого и т. д. основных блоков, до нсисльзовання всех резервных блоков. В состояии ;, все резервные блокн иснользова :), 0Л{аз основного блока из-за нрисутствня сигналов «С на входах элементов И-НЕ 5 во всех строках л атрицы не нриводит к измсиепиям х выходных снгналов и соответст е ио ; у чазан юго основного блоi;;; резервиым.

Восстановлен 1е оеновного блока н нзявльН1:о сигнала исправностн «1 приводит к изменс но состояння соответствующего элемента

И-НЕ 5.

перекоммутацни исполнительным

15 yci )оИство, коммутатора 9 внещних цепей эюго элемента в основное состояние, и тем самым, к освобож;1;ени о резервного блока. Ес.ли этом среди основных блоков оказываются неисправные н незамещенные, то один из них 20 то-1час же замещается освободнвщнмся резервным.

Отказ каксто-либо резервного блока сонро 5ождается нояв.тением на э.тементе контроля сигнала «О, ноступаюн1его на входы эле 1ен5 тов PI-НЕ 5 етроки матрицы и, тем самым, запре ца ощего использование этого резервного блока.

Отказ резервного блока, когда он находится в резерве, не вызывает изменения выходных 0 потенциалов элемецтов Н-НЕ 5. Если же от(аз резер1И ого блока происходит, когда им замс цен ка ой-либо неисправный блок, то появляюц,ийся сигнал «О приводит к отпусканию сработавшего элемента Н-НЕ 5 и запрещает 5 срабатывание веех И-НЕ 5 етроки матрицы. При одновре.менном отказе двух или более резервных блоков устройство управления работает по каждому нз таких блоков в зависимости от их состояния («в работе, «в резер0 ве) аналогично оннеанному выще.

При одновременном отказе двух или более основных блоков сбоя в работе резервированг.ой системы не происходит.

Нри па;1ичии резерва каждый из основных 5 блоков заме,ается резервным. Цепн взаимных запретов в строках матрицы не допускают включения одпого резервного блока вместо двух или более ос ювных, а цепи взаимных заг рстов в етолбцах матрин.ы не допускают вкл 0чения вместо одного основного блока более чем одного резервно о.

Устройство управления нерекл 0чением пезерва не требует настройки для работы и меет высокое быстродействие, опреде5 ляемое быстродействием элемента И-НЕ, используемого в матрице.

Матрица элементов И-НЕ, рассчитанная на работу в резервированной системе с определенным количеством основных и резервных O блоко допускает уменьшение нх числа. Нри это. на входы неиспользованных строк матриц ;1 одаются сигналы «О, а на входы неиспользуемых инверторов - сигналы «Ь. Это поЗ1юляст ири серийном производстве 2-3 типов устройств управления переключением скользящего резерва, рассчитанных на включение разного количества основных и резервных блоков, расширить область применения устройства.

.,

Формула изобретения

Устройство для управления переключением скользящего резерва, содержащее коммутатор и элементы контроля основных и резервных блоков, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства, в нем между элементами контроля и коммутатором включены инверторы и матрица элементов И-НЕ с числом столбцов, равным числу основных блоков, и с числом строк, равным числу резервных блоков; причем выходы элементов контроля каждого f-ro основного блока через инверторы соединены с первыми входами элементов И-НЕ соответствующего г-го столбца матрицы, а выходы элементов контроля каждого /-го резервного блока соединены со вторыми входами элементов И-НЕ соответствующей /-Й строки матрицы; при этом выход каждого элемента И-НЕ матрицы соединен с соответствующим входом коммутатора и со входами всех элементов И-НЕ /-и строки и 1-го столбца матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Шевцов Г. А., Шеремет Е. М. «Логическое резервирование изд-во ЛГУ, Львов, 1973, с. 18-21.

2.Попов П. И. и др. «Выбор структурной схемы системы при оптимальном резервировании и синтез автоматического устройства для включения резервных . Сборник «Автоматическое управление и вычислительная техника (Надежность систем управления) изд-во «Машиностроение, вып. 7, 1967, с. 67-73.

3 Авторское свидетельство N° 237463, кл. G 06F 11/00, 1.12.1967.