Мажоритарное устройство Советский патент 1980 года по МПК G06F11/00 H05K10/00 

(54) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к рбласти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении высоконадежных устройств и систем. Известно мажоритарное устройство, содержащее мажоритарный элемент, соединенный с резервируемыми блоками I . Его недостатком являемся то, что си1-налы на входы мажорит 1рного элемента ДО.ПЖНЫ приходить одновременно следовательно, работу резервируемых устройств необходимо синхронизировать, а это требует дополнительного оборудования и не всегда возможно. Из известных мажоритарных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является мажоритарное устройство, содержащее три резервируемых блока, выходы которых соединены с восстанавлиЕ1ающим блоком, а также блоки контроля и адаптации. Устройство позволяет выделять правильный сигнал при допустимой частоте сбоев .любого одного из каналов 2J. Однако такое устройство не может пргшильно работать, если выходные сигналы резервируемых блоков предста ляют собой неодновременно приходящие последовательности сигна.лов типа и (например, импульсы напряжения). Необходимость в обработке таких сигналов возникает, например, при резервировании датчиков, выходной сигнал которых представляет собой последовательность импульсов с частотой, пропорциональной измеряемой величине . Синхронизация таких последовательностей представляет значительные трудности или даже невозможна. При этом количество выдаваемых за большой промежутоквремени импульсов у резервируемых датчиков одинаково, а в течениэ небольших отрезков времени может отличаться на некоторое допустимое количество импульсов. Целью изобретения явлйется расширение функциональных возможностей устройства за счет работы с несинхронизированными последовательностями . импульсов. Поставленная цель достигается тем, что мажоритарное устройство, содержащее три резервируемых блока и восстанав.пивающий блок, дополнительно содержит три элемента И.11И, три элемента И и три реверсивных счетчика, суммирующие входы которых соединены

с выходами соответствующих резервируемь1х блоков, выходы информационных разрядов каждого счетчика через соответствующий элемент ИЛИ соединены с первыми входами соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с выходом знакового разряда данного счетчика, выходы элементов И соединены с соответствующими входами врсстанавливаюшего блока, выход которого соединен с вычитающими входами реверсивных счетчиков.

На чертеже представлена блок-схема мажоритарного устройства.

Устройство содержит резервируегФ е блоки 1, 2 и 3, реверсивные счетчики 4, 5 и б, элементы ИЛИ 7-9, элементы И 10-12, восстанавливающий блок 13, содержащий элементы И 14-16, а также элементы ИЛИ 17.

Входы блоков 1, 2 и 3 соединены с входами счетчиков 4, 5 и б соответственно, выходы всех разрядов, кроме знакового, счетчикЬв 4, 5 и б соединЬны через элементы ИЛИ 7, 8 и 9 с входами элементов И 10, 11 и 12, другой вход которых соединен с выходами знаковых разрядов тех же счетчико Выход элемента И 10 соединен с в одами элементов И 14 и 15, выход элемента И 11 соединен с входами элементов И 15 и 16.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал на выходе восстанавливающего блока 13 появляется в том и только в том случае, когда имеются разрешающие уровни на выходе по меньшей мере у двух из элементов И 10, 11 и 12, как это видно из чертежа. Импульсы с резервируемых блоков 1, 2 и 3 поступают на суммирующий вход реверсивных счетчиков 4, 5 и б соответственно. При этом на них запоминается положительное число, равное числу пришедших импульсов. С реверсивного счетчика через соответствующий элемент ИЛИ (7,8 или 9) на вход элемента И (соответственно 10, 11 или 12) передается разрешающий уровень, если хотя бы один значащий разряд счетчика отличен от нуля, а знаковый разря Обеспечивает разрешающий уровень на другом входе того же элемента И и в том случае, если знак записанного в счетчике числа положителен. Следовательно, разрешающий уровень на выходе элемента И (10, 11 или 12) появится в том и только в том случае, когда в соответствующем счетчике (соответственно 4, 5 или 6) записано какое-либо положительное; число.

Исходное состояние счетчиков нулевое. Если импульсы со всех резервируемых блоков приходят одновременно, то на все счетчики заносится положительное, число (+1), на выходе всех элементов И 10, 11 и 12 появляется разрешающий уровень и, следовательно, появляется сигнал на выходе восстанавливающего блока 13, т.е. на выходе устройства. Этот сигнал поступает и на вычитающие входы всех счетчиков, поэтому они приходят в исходное состояние.

Если сигналы с резервируемых блоков, содержащие равные количества импульсов, меньшие или равные допустимому числу, поступают поочередно друг за другом, например, последовательно, с блоков 1, 2 и 3, устройство работает следующим образом.

Импульсы с блока 1 запишутся в счетчик 4 (емкость счетчиков выбирается равной допустимому количест5ву импульсов), но на выход не про- . идут, так как разрешающий уровень будет только па выходе элемента И, 10. Затем импульсы поступающие с блока 2, в темпе поступления проходят на

Q выход устройства, так как разрешающий уровень дополнительно появляется на выходе элемента И 11. Поскольку эти импульсы вычитаются из содержимого всех счетчиков, то к концу работы

блока 2 содержимым счетчиков 4 и 5 будет О, а на счетчике б запишется отрицательное число, модуль которого равен количеству прошедших на выход устройства импульсов. Поэтому, когда начнут поступать импульсы.с

0 блока 3, они на выход не пройдут,

так как все элементы И 10, 11 и 12 имеют на выходе запрещающий уровень, а к концу работы блока 3 на счетчике 6 также будет О. Таким обра

5 зом, на выход устройства прошло нужное количество импульсов и оно находится в исходном состоянии. Все остальные случаи работы резервируемых блоков (когда с них поступает равное

0 количество импульоов) можно свести к комбинации двух рассмотренных.

Из приведенного описания работы устройства также видно, что если на его вход с резервируемых блоков 1,

5 2 и 3 приходит число импульсов соответственно А А- и Aj, то на выход устройства пройдет среднее из этих трех число импульсов, т.е. устройство работает как мажоритарный элемент.

Таким образом, устройство позволяет резервировать аппаратуру , работа которой незасинхронизирована между собой, что во многих случаях позволяет упростить разрабатываемые приборы, снизить их вес, энергопотребление, повысить надежность.

Формула изобретения

Мажоритарное устройство, содержащее три резервируемых блока и восстанавливающий блок, о т л и ч а -юin е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей

yctpoflcTBa, оно содержит три элемента ИЛИ, три элемента И и три реверсивных счетчика, суммирующие входы которых соединены с выходами соответствукяаих резервируемых блоков, выходы информационных разрядов каждого счетчика через соответствуюошй элемент ИЛИ соединены с первыми входами соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с выходом знакового разряда данного счетчика, выходы элементов И соединены

с соответствующими входами восстанавливающего блока, выход которого соединен с вычитающими входами реверсивных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 450366, кл. G 06 F 11/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 495767, кл. G 06 F 11/00, 1972

0 (прототип),