Устройство для мажоритарного выбора сигналов Советский патент 1978 года по МПК H05K10/00 H03K3/286 G06F11/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано при построении систем повышенной надежности.

Известно устройство для мажоритарного выбора трех входных сигналов, содержащее элементы И и элементы ИЛИ ij. Однако это устройство не позволяет осуществить переход от постоянного резервирования к резервированию замещением, так как при снятии питания с элементов, обеспечивающих избыточные пути для входных сигналов, не будет функционировать все устройство. По этой же причине в устройстве не обеспечивается контроль исправности составляющих элементов без дополнительных блоков контроля.

Наиболее близким техническим рещением к изобретению является устройство для мажоритарного выбора сигналов, содержащее три мажоритарных блока, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего источника сигнала, второй вход - с выходом предыдущего мажоритарного блока J2. Это устрюйство не обеспечивает работоспособности резервированной системы при отказе любого элемента., Целью изобретения является повышение Надежности к расщирение области применения устройства.

Достигается это тем, что в устройстве ОЛЯ мажоритарного выбора сигналов третий вход каждого мажоритарного блокА соединен с выходом соответствующего предыдущего источника сигнала, а четвертый вход - с выходом соответствующего по.следующего источника сигнала, а также тем что каждый мажоритарный блок содержит элементы И и ИЛИ, причем первый и второй входы перивого элемента И соединены с вторым и третьим входами мажорктарного блока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, и второй входы второго элемента И соединены с н четвертым входом мажоритарного блока, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом мажоритарного блока.

На фиг. 1 предртавлена блок-схема устройства; на фиг, 2 дана конкретная реализация устройства, выполненная на элементах транзисторно-транзисторной логики.

Предлагаемое устройство содержит три мажоритарных блока 1, .2 и 3, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего источника сигнала 4, 5 и 6, второй вход соединен с выходом предыдущего мажоритарного блока 3, 1 и 2, третий вход каждого мажоритарного блока 1, 2 и 3 - с выходом соответствующего предьщушего источники сигнала 6, 4 и 5, а четвертый вход - с выходом соответствующего последующего источника сигнала 5, 6 и 4. Первый и второй входы первого элемента И 7, 8 и 9 каждого мажоритарного блока 1, 2 и 3 соединены с вторым и третьим входами мажоритарного блока, выход - с первым уходом элемента ИЛИ 10, 11 и 12, Первый и в.торой входы второго элемента И 13, 14 и 15 каждого мажоритарного блока 1, 2 и 3 соединены с первым и четвертым входом мажоритарного блока , а выход - с вторым входом элемента ИЛИ 10, 11 и 12.

На фиг. 2 мажоритарные блоки 1-3 выполнены на элементах И-ИЛИ-НЕ и И-НЕ и включены в цепи обратной связи соответствующих резервных триггеров 4-6, построенных на элементах И-НЕ со счетными входами 7-9 и выходами 1012. Через выводы 13-15 замыкается обратная связь триггеров 4-6 с выходов 1О-12 через мажоритарные блоки 1-3. При этом сигнал с выхода lO резервного триггера 4 поступает на выводы 16-18 мажоритарных блоков 1-3 (первый, третий и четвертый входы, соответственно, мажорита|жых блоков), сигнал выхода 11 резервного триггера 5 поступает на выводы 19-21 мажоритарных блоков 1-3 {четвертый, первый в третий входы, соответственно, мажоритарных блоков), сигнал с выхода 12 резервного триггера 6 поступает на выводы 22-24 мажоритарных блоков 1-3 (третий, четв-ертьдй и первый входы, соответственно, мажоритарных блоков). Сигналы с выходов 25, 26, 27 мажоритарных блоков 1-3 поступают на входы последующего резервированного устройства 28,. на выводы 1315 резервных триггеров 4-6, замыкая обратные связи, и на выводы 29-31 ма жорита рных блоков 1-3 (вторые входы мажоритарных блоков). Сигналы на входы 7-9 поступают с предыдущего резервированного устройства 32.

Принцип работы устройства состоит Е следующем. Мажоритарные блоки устройства включаются между источниками сиг налов, представляющими собой выходы резервных каналов какого-либо устройству и входами последующего резервированного устройства, обеспечивая при этом избыточные пути для входных сигналов, что позволяет всей резервированной системе сохранять работоспособность при отказе одного любого элемента. Кроме того, подключение мажоритарных блоков и, соответственно, резервных каналов предыдущего и последующего резервированных устройств к источнику питания независиМО друг от друга , позволяет обеспечить переход от постоянного резервирования к резервированию замещением и возможность контроля исправности отдельных элементов резервированной системы.

В предложенном варианте (см. фиг. 2) выполнения устройства для мажоритарного выбора сигналов при любом отказе одного любого элемента устройства или выходов предыдущего резервированного устройства 32 и входов последующего резервированного устройства 28, обеспечивается наличие правильной информации по крайней мере на двух из трех выходах 25-27, что достаточно для правильного функционирования, схемы в целом.

Устройство работает следующим образом. При отказе любого эдемента И-НЕ в любом из резервных триггеров 4-6, например, в триггере 4 и зинфазной работе триггеров 5 и 6, фаза сигналов на выхо-i дах 25, 26, 27/ элементов И-ИЛИ-НЕ определяется фазой сигналов на выходах 11 и 12 резервных триггеров 5, 6, т. е. по крайней мере на одной паре входов И каждого из элементов И ИЛИ-НЕ мажоритарных блоков 1-3 будут сигналы, фаза которых соответствует фазе сигналов на выходах 11 и 12 резервных триггеров 5 и 6.

При отказе любого элемента в любом нз мажоритарных блоков, например, элемент И-ИЛИ-НЕ мажоритарного блока 1, сигналы на выходах 26, 27 по фазе будут соответствовать сигналам на выходах 11, 12.резервных триггеров 5, 6, так как по крайней мере на одной паре входов И элементов И-ИЛИ-КЕ мажоритарных блоков 2, 3 будут совпадакэщие сигналы, фаза которых определяется фазой сигналов на вйходах 11, 12 резервных триггеров 5, 6.

Любой отказ выходов предыдущего или входов последующего резервированного устройства можно оассматнипят. пиЛл

как отказ резервного триггера, либо как отказ одного из мажоритарных блоков, при этом обеспечивается наличие правильной информации, по крайней мере, на двух из трех выходах 25, 26, 27.

При раздельном подключении напряжекия источников питания к резервным каиалам устройства обеспечивается контроль исправности составляющих элементов 93 дополнительных устройств контроля и оперативный переход от постоянного рФзервироваыия к резервированию замещением путем поключения одного или двух из трех резервных каналов к источнику питания. При этом нормальное функционирование включенных каналов обеспечивается тем, что сигналы на выходах отклю енных каналов эквивалентны разрешающим уровням.

Например, при подключении к источнику питания первого резервного канала осуществляется контроль исправности элементов И-НЕ и И-ИЛИ-НЕ, входящих в состав мажоритарного блока 1 путем прс веркн правильности функционирования системы в целом, включая соответствующие каналы предьщущего 32 и последующего 28 резервированных устройств.

При отказе какого-либо элемента первого резервного канала путем подключения второго или третьего резервных каналов осуществляется использование холодного резерва. При подключении всед трех резервных каналов осуществляется использование горячего резерва.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выполнение тех же функций, что и прототип, при значительном упрощении устройства, а также обес печивает дополнительно работоспособность при одиночном отказе любого элемента и возможность оперативного перехода от резервирования замещением к постоянному резервированшо.

Технико-экономический эффект от исцользования изобретения зависит от области применения системы, в которой используется изобретение, и состоит в предотвращении появления отказов и простоев по причине ремонта отдельных блоков.

Формула изобретения

1.Устройство для мажоритарного выбора сигналов, содержащее три мажоритарных блока, первый вход каждого нз которых соединен с выходом соответству ющего источника сигнала, второй вход с выходом предыдущего мажоритарного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и рарщирения области применения устройства, третий вход каждого мажоритарного блока соединен с выходом соответствующего предыдущего шзточника сигнала, а четверо тый вход - с выходом соответствующего последующего сигнала.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый мажорвЕтарный блок содержит элементы И и ИЛИ, причем перюый и второй входы первого элемента И соединены с вторым и третьим входами мажоритарного блока, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, первый и второй входы второго эдемента И соединены с первым и четвертым входом мажоритарного блока, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом мажоритарного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент СШАN 3524О73, кл. ЗО7-211, 11.08.70.

2.Авторское свидетельство СССР NO 247622, М.Кл. GI 06 F 11/ОО, 28.12.67.

fPu8.1