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

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при разработке системы высокой надежности.

Известно устройство для управления переключением резерва в резервированной системе, содержащее счетчик, соединенный с дешифратором, выходы которого через переключатели яиталия управляют включением резервируемых блоков, элементы И, ИЛИ и схемы несовпадения 1.

Недостаток устройства заключается в том, что оно чувствительно к одиночным сбоям, например от одиночных импульсных помех.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления переключением резерва, содержаихее счетчик числа переключений, соединенный с дешифратором, выходы которого подключены к управляюш,им входам переключателей питания, выходы переключателей питания соединены с первыми входами элементов И и резервируемыми блоками, а выходы резервируемых блоков - с входами первого элемента ИЛИ и первыми входами элементов несовпадения, вторые входы которых связаны с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с вторыми входами Первых элементов И 2. Однако такое устройство формирует сигнал на переключение блоков от любого сбоя в работаюш,их

блоках, что в случае логической подготовки блоков после их включения приводит к потере на это время информативности выхода, а следовательно, и к уменьшению времени полезной работы резервируемых блоков.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.

Для этого в устройство введены счетчик сбоев, счетчик совпадения, элементы совпадения и дополнительные элементы И и ИЛИ. Первые входы элементов совпадения соединены с выходами соответствуюш,их резервируемых блоков, вторые - с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с вторыми входами вторых элементов И, первые входы которых связаны с выходами соответствуюш(,их переключателей питания, а выходы через второй элемент ИЛИ - со счетным входом счетчика совпадения,-выход которого подключен к установочному входу счетчика сбоев. Счетный вход счетчика сбоев соединен с выходами первых элементов И через третий элемент ИЛИ, выход последнего разряда - со счетным входом счетчика числа переключений, а выходы остальных разрядов через четвертый элемент ИЛИ - с третьими входами вторых элементов И.

На чертеже приведена блок-схема устройства для управления переключением резерва (для конкретного случая двух рабочих и двух резервных блоков) и резервируемая система. Устройство содержит блоки 1-4 резервируемой системы, элемент ИЛИ 5, элементы 6-9 несовпадения, элементы совпадения, элементы И 14-21, элементы ИЛИ 22, 23, счетчик 24 совпадения, €четчик 25 сбоев, элемент ИЛИ 26, счетчик 27 числа переключений, дешифратор 28, переключатели 29-32 питания, вход 33 и выход 34 резервируемой системы, тактовый вход 35 устройства, коммутируемые источники 36-39 питания. Работает устройство следующим образом. Сигналы с блоков 1-4 резервируемой .системы подаются на элемент ИЛИ 5 и «а первые входы элементов несовпадения 6-9 и совпадения 10-13, вторые входы которых подключены к выходу элемента ИЛИ 5 и выходу 34. Сигналы несовпадения с выходов элементов 6-9 поступают на первые входы элементов И 14-17, вторые входы которых подключены к шинам питания соответствуюш,их резервируемых блоков, третьи входы - к тактовому входу 35 устройства, а выходы через элемент ИЛИ 22 управляют счетным входом счетчика 25 сбоев. Сигналы совпадений с выходов элементов 10-13 поступают-на первые входы элементов И 18-21, вторые входы которых подключены к шинам питания соответствующих резервируемых блоков, третьи входы - к тактовому входу устройства, четвертые входы через элемент ИЛИ 26 соединены с выходами единичных состояний всех разрядов счетчика 25 сбоев, а выходы элементов И 18-21 через элемент ИЛИ 23 управляются счетным входом счетчика 24 совпадений, с выхода которого сигнал подается на установочный вход счетчика 25 сбоев. Сигнал с выхода последнего разряда счетчика сбоев поступает на счетный вход счетчика 27 числа переключений, выход которого через дешифратор 28 управляет переключателями 29-32, подавая напряжение питания на соответствующие состоянию счетчика числа переключений пар«ые комбинации блоков 1-4 резервируемой системы. Пусть в начальный момент времени счетчик 24 совпадения и счетчик 25 сбоев находятся в нулевом состоянии (установка начального состояния счетчиков 24 и 25 на чертеже условно не показана), а счетчик 27 числа переключе,, . ний - в состоянии, при котором дешифратор 28 включает через переключатели 29 и 30 питания блоки I и 2, блоки 3 и 4 при этом отключены. Переключатели 29 и 30 разрешают прохождение сигналов несовпадения через элементы И 14 и 15, а сигналов совпадения через элементы И 18 и 19, элементы И 16, 21 при этом заперты. Нулевое состояние счетчика 25 сбоев запрещает прохождение сигналов совпадения через элементы И 18-21, следовательно, счетчик 24 совпадения сохраняет свое нулевое состояние. При исправной работе блоки 1 и 2 выдают сигналы, совпадающие с сигналом на выходе элемента ИЛИ 5. На выходах элементов несовпадения при Зтом оказываются нулевые сигналы, и счетчик 25 сохраняет нулевое состояние, следовательно, счетчик 27 сохраняет свое исходное состояние, оставляя включенной начальную комбинацию резервируемых блоков. Пусть, вследствие одиночного сбоя или неисправности в одном из включенных блоков, например в блоке 1, сигналы на его выходе и выходе элемента ИЛИ 5 не совпадают. Тогда элемент 6 формирует сигнал несовпадения, который в момент наличия единицы на тактовом входе 35 устройства проходит через открытый элемент И 14 и через элемент ИЛИ 22 на счетный вход счетчика 25 сбоев, изменяя его состояние. Счетчик 25 через элемент ИЛИ 26 открывает при этом элементы И 18 и 19 для прохождения через них в момент наличия единицы на тактовом входе устройства сигнала совпадения с выходов элементов 10 и 11 на счетный вход счетчика 24. Количество разрядов счетчиков 24 и 25 выбирается таким, чтобы обеспечить критерий переключения резерва, а именно чувствительность устройства переключения к определенному отношению количества правильных символов выходного сигнала к числу сбоев выходного сигнала уст.ройства. Счетчик 25 при этом имеет количество разрядов, обеспечивающих подсчет предельно допустимого для данной системы количества сбоев сигнала на определенное количество правильных символов выходного сигнала,, подсчет которых осуществляется счетчиком 24 совпадения. Если число сбоев выходного сигнала за определенное количество правильных символов выходного сигнала меньше предельно допустимого, то сигнал с выхода счетчика 24 устанавливает счетчик 25 в нулевое состояние, и цикл работы начинается сначала. Когда же количество сбоев выходного сигнала больше предельно допустимого для данной системы, то счетчик 25 выдает сигнал на вход счетчика 27 числа переключений, который через дешифратор 28 и соответствуюшие переключатели 29-32 включает напряжение литания на следующую комбинацию резервируемых- блоков аналогично описанному случаю. Применение изобретения позволяет повысить помехоустойчивость устройства переключения и, следовательно, увеличить время полезной работы резервируемых блоков, при наличии логической подготовки их после включения, приводящей на это время к потере информативности выхода системы, а также более экономично и полно использовать резервные блоки, что, в конечном счете, приводит к повышению надежности всей системы в целом. Формула изобретения Устройство для управления переключением резерва, содержащее счетчик числа переключений, соединенный с дешифратором, выходы которого соединены с управляющими входами переключателей питания, выходы которых соединены с первыми входами элементов И и резервируемыми блоками, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ и первыми входами элементов несовпадения, вторые входы которых соединены € выходом первого элемента «ИЛИ, а выходы - с вторыми входами первых элементов И, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, оно содержит счетчик сбоев, счетчик совпадения, элементы совпадения и дополпительные элементы И и ИЛИ, причем первые входы элементов совпадения соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков, вторые - с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы - с вторыми входами вторых элементов И, первые входы которых соединены с выходами соответствующих переключателей питания, а выходы через второй элемент ИЛИ соединены со счетным входом счетчика совпадения, выход которого соединен с установочным входом счетчика

сбоев, счетный вход которого соединен с выходами первых элементов И через третий элемент ИЛИ, выход последнего разряда - со счетным входом счетчика числа переключений, а выходы остальных разрядов через четвертый

элемент ИЛИ соединены с третьими входами вторых элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 357416, кл. Н05К10/00, 1970. 2. Авт. св. № 357694, кл. И05К10/00, 1970.