Резервированное устройство для управления переключением модулей системы Советский патент 1979 года по МПК G06F9/00 H05K10/00 

,:, Изобретение относится к области вы«ш яитепьной техники к ккжет &1гь tfcnoflbэовано в системах, построенных с ярнменением раздельного резервнрования замешениеМ, Известны резервнрованные устройства, содержащне устройства управления резервом. Этн устройства предназначены для отключения отказавшего блока и замешення его исправным. Они содержат основной Н резервные блоки, обший блок управпення соединенный с основным и резервным бяо ками, блок коррекции. В указанных устройствах производится переключение на резервный блок при отказе основнсйго, пи- бо из двух сннхроино работающих отклю чается тот, в котором обнаружена неисп- равность. При переключении входные и выходные каналы неисправного блока блокируютсй и открьшаются входные и выходные каналы исправного блока fll и f27. Общим недостатком этих устройств является то, что отказ блока управления или блока коррекции приводит к отказу всего устройства, либо х полной утрате резерва, состоящего из таких, крупньтх узлов, как цифровая вычислительная машина. Наиболее близким Техническим решением к заданному изобретению является резервированное устройство для управления переключением модулей системы, содержащее входной Н ш 1ходной блокн информ мааионной связи, блок сбоев и отказов, вход которого соединен с шиной сигналов неисправности, блок контроля, блок отказа устройства, блок формирования состояний модулей, блок запрета и соединенные с пультом блок режима резервирования системы to блок режима резервирования устремитва, второй вход которого соединен с первым выходом блока сбоев и отказов f 31 . Это устройство управляет переключением модулей системы, например цифровых вычислительных машин (цВМ), реализуя режим нагруженного и нёнагруженного резерва. Однако данное устройство имеет недостаточную функциональную надежность. Так, отказ самого блока сбоев и отказов в устройстве, нахопяшемся в рабочем режиме, может вызвать образование неопределенной ситуации в режимах резерьирования обоих ЦВМ. Например, если вследствие указанного отказа обе машины окажутся в рабочем режиме или в нагруженномрезерве, то это йрйводит к полному срыву работы. К таким ситуациям могут приводить отказы блока контроля, который имеет связь только с ком сбоев и отказов резервного устройства и никак не связан с аналогичным блоком данного устройства. Сушес:твён1ым недостатком этого устройства является невозможность автомата ческого переключения ЦВМ из нагруженно резерва в рабочий режим и наоборот, с целью проверки работоспособности схемы переключения. Такое переключение может быть осуществимо только при наличии отказов. Цепью настоящего изобретения явпяется повышение надежности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены блок переключений модулей, блок исполнительных потенциалов блок отказа системы и блок управления, первый вход которого соединен с выходом входного блока информационной связи, первый выход - с управляющим входом выходного блока информационной связи, второй Шзпсод- с шиной пуска сйстёмь после переключения и третий выход - с первым входом блока переключений модулей, вторым входом блока режима рёзервированкясистемы и третьим входом блока режима резервирования устройства, чет:вертый и пятый входы которого соединены соответственно с выходами блоков отказа данного и резервного устройства, первый вход блока формирования состояний модулей также соединен с выходом бпока отказа устройства, второй вход - с выходом блока переключений модулей, третий вход с вторым входом того же блока и щиной отказов мойулей системы, четвертый вход С пультом, пятый и шестой ВХОДЬ - COOTta. ветственно с выходами блоков режима резервирования устройства и системы, а его первый и второй выходы соединены соответсгвённосо вторьтм входом блока уцравления и первым входом блока исполнитель ных потенциалов, к которому подключены первый вход блока запрета и информационный вход выходного бпока информааио ной связи, причем первый вход блока отказа системы и третий вход блока перекпючений молулей соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока сбоев и откйзов, соответствующие входы этих же бликов, а также второй вход блока запрета соединены спупьтом, выход блока отказа системы соединен с шиной блокировки работы системы, выход блока запрета соединен с вторым входом блока испЬлнйТелЪнй Пбтёйциалов, к выходу которого подклгочены шины управления переключением модулей, управлшоший вход входного блока информационной связи и вход блока контроля, и выход блока контроля соединен с первым входом блока устройства, второй вход которого подключен к шине отказа питания устройства, На чертеже приведена структурная схема резервированного устройства для управления переключением модулей системы. Устройство содержит входной 1 и выходной 2 блоки информационной связи, блок управления 3, блок 4 переключений моду лей , блок 5 формирования состояний модулей, блок 6 исполнительных потенциалов. блок запрета 7, блок 8 режима реэервирования устройства, блок режима резервирования системы, блок Ю сбоев и отказов, блок 11 отказа системы, блок контроля 12, блок 13 отказа устройства, приемные 14 и выдающие 15 шины кодовой магист рйта, шины 16 управления переключением модулей, шину 17 пуска системы после переключения, шину 18 сигналов неисправностей, шину 19 отказов модулей сис темы, шину 20 блокировки работы систем, шину 21 отказа питания устройства и пупьт 22.. Устройство обеспечивает работу системы в дйух режимах резервирования: режиме пбмодульного резервирования и режиме одновременного функционирования Шйрвнйро и резервного контуров аппаратуры. При исправном состоянии оба устройства равноправны и с любым из них систеМа способна выпьлни1-ь в полном объеме функшш, возложенные на нее. В режиме помодульного резервирования оператор с пульта 22 через блок 8 режима резервирования устройства задает рйбочийрейсим на одном из данных устройств и режим нагружённого резерва на другом. Аналогично через блок 5 формирования состояштй модулей с пульта 22 задаются первоначальною режимы резервирования по функциональным модулям сист&шГ . 6 устройстве рабочего режима сигналы конфигурации системы с ы тхода блока 5 поступают на вход блока 6 исполнительны потенциалов, информационный вход выходкого блока 2 информационной связи и пер вый вход блока запрета 7. Блок 6 вырабатывает рабочие потенциалы конфигурации системы, которые через шины 16 подаются на коммутационные устройства (на чертеже не показаны), реализующие информационные связи модулей системы. Соответственно данные потенциалы в этих устройствах управляют блокировкой - разблокировкой информационных связей, образуя в соответствии с режимами резервиро вания модулей конфигурацию системы. При этом в резервном устройстве блок 5 формирования состояний модулей также вырабатывает полный набор сигналов конфигурации, который в части режимов резервирования функциональных модулей полностью идентичны сигналам, выработанным в рабочем устройстве, а в части режимов резервирования самих данных у стройств противофазны. Такая чразница, выявляемая блоком запрета 7, запрещает выдачу рабочих потенциалов конфигурации из блока 6 на шины 16. При работе системы оба устройства яшляются программно-управляемыми. Прие программной информации в устройстве осуществляется через входной блок 1 информационной связи, один вход которого пооключен к приемным тинам 14 кодовой магистрали. Причем эта информация пропускается сразу в оба устройства, что обеспечивается подачей с выхода блока .6 на управляющий вход входного блока 1 ин формационной связи потенциала, формируемого по принципу рабочий или резервный. Информация о конфигурации системы может быть подучена путем программно- го опроса Шзпсодного блока 2 информационной связи, который постоянно хранит текущее значение конфигурации системы. Хотя опрос блока 2 происходит в обоих устройствах, выдача информации с его выхода на выдающие шины 15 кодовой магисграпи разрешается только из устройства рабочего режима. В резервном устройстве такая Ьыдача блокируется сигна/1ом конфигурации самого устройства, который присутствует на одном из информационных входов блока 2. При модульном резервировании переключение модулей Происходит по программным командам, по сигналам отказа из модулей и по сигналам, вырабатываемым блоком Ю сбоев и отказов . Команпы программных переключений через блок 1 поступают на вход блока управления 3, который формирует управляющие сигналы на соответствующих входах блока 4 переключений модулей. В зависимости от кода команды блок 4 производит изменение исходного состояния на входе блока 5 л, как следствие, на выходе блока 6 исполнительных потенциалов, что производит замещение заданных в команде модулей их резервом. Любое изменение в формировании сигда лов блоком 5 передается с его второго выхода на аход блока управления 3, который с небольшой задержкой вырабатывает сигнал на шину 17 пуска системы после переключения. Что возобновляет функционирование системы. Аналогичным образом осуществляется . программное переключение данных : устройств, при этом в блок управления 3 задается команда, по которой вырабатывается сигнал на вход блока 8 режима ререзервирования устройства. Переключение модулей системы по сигналам, поступающим по шинам 19 отказов, осуществляется следующим образом. Любой из этих сигналов поступает на входы блока 4 переключений модулей и блока 5 формирования состояний модулей в обоих устройствах, полностью блокируя выработку потенциалов конфигурации в части отказываемого модуля. .Сигнал отказа, поступивший из рабочего модуля, переключает его В отказавшее состояние, а в соответствующий ему модуль натру- женного резерва - в рабочий режим. Сигнал отказа, поступивший из резервного модуля, переключает его в отказавшее состояние. Аналогичный режим переключения имеет место по самому устройству, где шиной отказов является выход блока 13 отказа устрсйства. Сигнал с выхода этого блока всегдасбрасывает блок 8 режима резервирования данного устройства, блокирует прохождение сигналов через блок 5 и переводит в рабочее состояние блок 8 режима резервирования другого устройства. Если в системе возникает отказ, который блокирует действие восстанавливающих программ, тосигналы о невозможности их выполнения поступают по шине 18 сигналов неисправностей на вход блока 10 сбоев и отказов одновременно в оба устройства. Блок 10 сбоев и отказов просчитывает фиксированное количество сигналов, после чего вьфабатывает первый перёключаюишй сигнал, поступающий на вход блока 4 переключений модулей. Если в новой конфигурации программные средства опять оказываются неработоспособными, то на вход блока 10 сбоев и отказов вновь поступают сигналы неисправности. При этом блок 10 переключает следующий модуль и восстанавливает преж ний режим резервирования у ранее переключенного модуля. Так продолжается до тех пор, пока не будет образована работоспособная конфигурация модулей. Анвло гичным переключением ох вачено и само данное устройство. Если ни одна из конфигураций модулей не обеспечивает работу системы, то сипнал перебора с выхода блока 10 сбоев и отказов поступает на вход блока 11 ог каза системы, который выдает на шину 2О сигнал, полностью блокирующий работу системы. Другой вкод блока 11 отказа системы, связанный с переключателем 22, исключает срабатывание блока 11 в случаях, когда на данном устройстве проводятся ремонтные работь. В устройстве рабочего режима осушест епйётся контроль Выработанных испопнит епьйь1х игртёнцйалбй, для чего соответствукяййе еигнады с и.тхода блока 6 поступают на вход блока контроля 12. При запрещенной комбинации потенциалов (когда оба одноименный модуля оказываются либо в рабочем состоянщ, либо в резерве) .блок контроля 12 вырабатЫ)вает сигнал ршибки, кото.1й с его выхода поступает на ВХОД блока 13 отказа устройства, вклю чая его. Сигнал с выхода блока 13 сбрасывает блок 8 режима резервирования данного устройства и переводит в рабочий режим блок 8 режимов резервирования ре.зервного устройства. При этом в обоих устройствах протквофазно изменяется состояние сигнала на входе блока запрета 7 связанном с выходом блока 5. В результате этого в устройстве, ранее находившемся в рабочем режиме, на вход блока 7 поступает запрешакщий сигнал, что кирует работу его блока б исполштельйых потенциалов, и соответственно, выдачу потенциалов конфигурации на шины 16. В резервном устройстве на вход блока 7 поступает разрешающий сигнал, который разблокирует выдачу на шины 16 потенциалов с выхода его блока 6 исполнительных потенциалов.....„. Блок 13 отказа устройства срабатывае также при неисправности питания устройства. Сигнал неисправности питания посту пает по шине 21. 1ри этом R устройстве лроизводятся те же пейстсия, что и при срабатывании блока контроля 12. Режим одновременной работы формируется блоком 9 режима резервированной системы, управление которым осуществляется с пульта 22 и программно. При включении режима с пульта 22 в оба устройству на блок 9 режима резервирования системы подается сигнал, который вклк чает данный блок. При программном управлении такое включение осуществляется по команде, поступающей на входной блок 1 информационной связи по приемным шинам 14 кодовой магистрали. Сигнал с выхода блока 9 режима резервирования системы поступает на вход блока 5 формирования сост.ояний модулей, где независимо от сигналов, вырабатываемых блоком 4 переключений модулей, производит вы, работку сигналов рабочего режима как по рабочим, так и по резервным модулям. Одновременно вырабатывается потенциал, блокирукщий в устройствах.оммутации информационные цепи между контуром аппаратуры, образованнь1м из рабочих модулей, и контуром аппаратуры, образЬванн лм из резёрвньрс модулей. Аналогичное изменение потенциалов происходит и в части самихустройств, в результате чего на шины 16 выдаются сигналы как с рабочего, так и с резервного устройства. Возврат в режим модульного резервирования также может быть осуществлен как по сигналу с пульта 22, так и по программист команде, Предлагаемое устройство обладает ря-. - дом уехнйческйХ преимуществ, основным из которых является повышение фунАцЬональнрй надежности резервированных си- . стем. В частности, обеспечивая автоматическое резервирование функциональных устройств системы, оно реализует; собственное автоматическое резервирование. При этом вь1ход из строя любого модуля, в том числе и одного из данных устройств, не приводит к срыву функционирования системы.;:. ВажйЬ1м преимуществом Предлагаемого устройства является то, что При отказе блока сбоев и отказов, когда он.начинает вырабатывать ложные сигналы, Ь устройстве полностью исключены несдаределенные или тупиков е ситуации. Это ; достигается последовательным перебо-. ром модулей, производимым до тех пор, пока устройство, содержащее отказавший ; блок сбоев и отказов, будет автоматически исключено из конфигурации с заменой его резервным устройством. Из других преимуществ данного устройства следует отметить полную функциональную развязку блоков и схем основного и резервного устройства, а таАже наличие режима одновременной работы целых контуров аппаратуры систем (при сохранении в системе раздельного резервирования), что существенно повышаетре монт6пр игодность систем.. Ф о р м ула изобрег е в и я Резервированное устройство для управления переключением модулей системы содержащее вхЬдной и выходной блоки ин формационной связи, блок сбоев и отказо вход которого соединен с шиной сигналов 1 неисправности, блок контроля, блок отка за устройства, блок фррмирования состоя ний модулей, блок запрета и соединенные с пультом бпок режима резервирования системь и блок режима резервирования устройства, второй вход которого соединен с выходом блока сбоев и отказов, о т л и ч а ю щ е ё с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него ввесень блок переключений мо дулей, блок исполнительных потенциалов, блок отказа системы и блок управления, перрый вход которого соединен с выходом входного блока информационной связи, первый выход -с управляющим .входом выходного блока информационной свйзи, второй выход - с шиной пуска системы после переключения и третий выход - с первым входом блока переключений модулей, вторым йходом блока режима резервирования системы и третьй м входом блока режима резервирования устройства, четвертый и пятый входы которого соедйнены соответственно с выходами блоков отказа данного и резервного устройства, первый вход блока формирования состояний модулей также соединен с выходом блока отказа устройства, второй вход - с выходом блока переключений модулей, третий вход - со вторым входом того же блока и шиной отказов модулей системы, четвертый вход - с пультом, пятый и ° - соответственно с вькодами блоков режима резервир1ования устройств ва и системы, а его первый и второй выходы соединены соогветственно со вторьгм входом блока управлений и первым входом блока исйолнительных потенциалов, к которому также подключены первый вход блока запрета и информационный вход выходного блока информационной связи, причем первый вход блока отказа системы и третий вход блока переключенийi модулей соединены соответственно со вторым и третьим выходами блока, сбоев . и отказов, соответствующие входьт этих , же блоков, а также второй. вход блока зап. рега соединены с пультом, вьйсод блока отказа системы соединен с итной блокировки работы системы, выход, блока запрета соединен со вторым входом блока нсполнйгейьных .потенцианов, к выходу которого подключеньг шины управления перекяю ченйем модулей, управляющий вход входного блока информационной связи и вход контроля, и выход блока контроля соединен с первым входом блока отказа устройства, второй исод которого подключен к швяе отказа питания устройства. -..-. Источники инфортигаыйй, яринйтые во внимание при эксйертвзе 1.Авторское свийетельство№ 357694, кл. Н 05 К 10/ОО, 1972. 2.Авгорское свидетельство №381074, кл. G 06 F 9/ОО, 1973. 3.Авторское свидетельство № 2142О2, кл. ©6 F 4/ОО, 1966.

го

21

2f

П