Резервированный счетчик импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K21/34 H05K10/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности - к аппаратуре с резервированием, может быть использовано в резервированных устройствах деления частоты и счета импульсов. По основному авт. св. № 255990 известен резервированный счетчик импульсов, содержащий резервные счет чики, мажоритарные элементы и узлы установки состояния резервных счетчиков. Выход ставшего разряда каждого резервного счетчика подключен к соответствующим входам мажоритарных элементов, а выходы мажоритарных эле ментов - к входам, узлов установки со стояний резервных счетчикор. каждого из узлов установки подключены к установочным входам триггеров своего резервного счетчика l . Однако, если модуль пересчета счетчиков - N большое число или низка частота поступления импульсов на входы резервных счетчиков (период следования импульсов ъч,,- 7 шой интервал времени), то велик интервал времени между следуюпшми друг за другом импульсами на выходах мажоритарных схем, равныйТ.-Н . Следовательно, Т1ри высоком уровне помех работе счетчиков возрастает вероятность сбоя более половины резервных счетчиков за время, в среднем равное ТЬ.Это приводит к росту вероятности ; отказа резервированного счетчика в целом, так как сбои в отдельных ре,зервных счетчиках накапливаются и до момента переполнения резервны : счетчиков не могут быть скорректированы . интервал- времени в отдельных случаях может достигать многих часов. Следовательно, рассмотренный резервированцый счетчик не обесчпечивает высокой надежности работы - высокой достовер;ности выходной информации. Целью изобретения является повышение надежности работы резервированноч го счетчика импульсов. Для этого в резервированный счетчик импульсов, содержащий резервные счетчики, мажоритарные элементы и узлы установки состояний резервных счетчиков, введены формирователи, каждый из которых включен между выходом соответствующего резервного счетчика и входом соответствующего мажоритарного элемента, логические элементы, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего резервного счетчика, а первый вход

783994

оёдйнёИ синформационным входом стройства, и генератор импульсной оследовательности, выход строба оторого подключен ко вторь м вхоам логических элементов, выходы мпульсной последовательности - к третьим их входам, а вход - к управляющему входу устройства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема резервированного счетчика импульсов,

На информационных входах устройства установлены логические элементы 1 - 3, выходы которых подключены ко входам резервных счетчиков 4-6. Выходы резервных счетчиков 4-6 соединены с входами формирователей 7 9. Выходы формирователей подключены к соответствующим входам мажоритарных элементов 10 - 12, выходы кото рых - к соответствующим узЛам 13 15 установки состояний разрядов резервных счетчиков 4 - 6. В состав резервированного счетчика вхоДит генератор 16 импульсных последовательностей, имеющий вход 17, выход 18 строба KOTOpdto подключен ко вторьол входам логических элемейтов 1 3,а выходы 19 импульсной послёдбвательности - ко входам логических элементов 1-3.. Входы 20 - 22 логических элементов 1-3 являются йнфорйационными. ,

На входы 22 логических элементов 1 - 3 синхронно и синфазно подаются импульсы от источника информации и через логические элементы 1 - 3поступают на входрезервных счетчиков 4 - 6.

Рссмотрим работу устройства в случае, когда в двух резервных счетчиках, имеющих модуль пересчёта N , находится код, соответствующий числу 7 N ,,а в третьем - код j Z-f, тГ ё, третий счетчик сбился. Очередные импульсы поступают {синхронно и син фазно) на входы 20 - 22 логических элементов 1 - 3. На вход 17 генератора 16 поступает управляквдий сигна:л синхронизированный с информационными йМПуЛьса1й йна входах 20 - 22. Период следования управляющих сигналов (импульсов) равен Тч)пр . Tvinp. не превосходит по величине . , т. е. . Т g . На выходе 18 генератора 16 устанавливается сигнал, разрешающий прохождение информационных сигналов со входа 20 - 22 на вход резервных счетчиков 4 - 6. Код в первом и втором резервных счетчиках изменяется на единицу и становитсп равным (-f+ + ly 1 , а в третьем - . ) N . После этого на выходе 18 генератора 1б вырабатывается стробирующий сигнал, запрещающий прохождение на вход резервных счетчиков сигналов со входов 20 - 22 логических элементов 1 3. В этот же момент времени, вйёСТё :с появлением строба на выходе 18, на.

4

выходе 19 генератора 16 вырабатывается импульсная корректирующая последовательность, состоящая ровно из | импульсов. Импульсы с выхода 19 генератора 16. подаются на вторые входы логических элементов 1 - 3 и появляются Het входе резервных счетчиков 4 - 6. :

В мймент поступления на вход счетчиков (М -f) -го импульса корректирующей последовательности первый и второй счетчики вырабатывают сигнал переполнения (переноса), который по.ступает на соответствующий формирователь. Формирователи Л и 8 резервных счетчиков 4 и 5 вырабатывают короткие импульсы, совпадающие во времени, ко;г6рые поступают на входы мажоритарных элементов 10 - 12. На вы:ходах трёх мажоритарных элементов |10 - 12 появляются импульсы, которые |через узлы 13 - 15 установки состоя|Ний разрядов счетчиков устанавливают JBce 4 - 6 в исходное состояние (например, нулевое). Далее, на |входа счетчиков 4-6 продолжают по;ступать остальные N-( t импyльICOB и после прихода N импульса |корректи1эующей последовательности (с выхода 19 генератора 16 через ло- гические; элементы 1-3) во всех резервных счетчиках будет записан код / if-f .

Таким образом, после поступления каждого импульса на информационные входы 20 - 22, код в счетчике изменяется на единицу, а корректирующая последовательность подтверждает текущий код в двух счетчиках и корректирует сбившийся резервный, счетчик.

Из приведенного описания работы резервирсэванного трехканального счетчика следует, что сбой в одном из ре-зёрвных йчетчиков не может существоватй в течение времени больше, чем

чпр

Кроме того, резервированный счетчик импульсов, имеющий большой модуль пересчёта, может состоять из нескольких последовательно соединенных звеньев, аналогичных изображенному на v чертеже. В этом случае входы 20 - 22 логических элементов 1-3 подключают в вьлЕОдам мажоритарных элементов предыдущего звена (резервированного многоканального счетчика), а генер)а.тор 16 импульсных последовательностей является общим для всех звеньев. Входные сигналы первого звена могут быть объединены схемой мажоритарной логиКй, её вьгхоД подключен к входу 17 генератора 16. В более простом случае один ИЗ входов первого звена соединяют со входом 17 генератора 16, в этом случае , Т вч Вькод 18 (строба) генератора 16 подключают в этом случае к третьим входам всех логических з1Лёментов в каждом последовательн6 соёдикенном звене, а выходов импульсных последовательностей додусно .быть столько, сколько имеется различ ных модулей пересчета М , где i 1 ... . , к в последовательно соединенны звеньях (к - меньше или равно числу последовательно соединенных звеньев) Если модули пересчета всех звеньев одинаковы, то на вторые входы логиче ких элементов во всех звеньях подклю чают только выход 19 генератора 16. Для правильного функционирования предлагаемого резервированного счетчика выполняются следующие временные соотношения: стробирующий сигнал на выходе 18 генератора 16 появляется через интервал времени, необходимый для окончания переходного процесса в счетчиках после поступления очеред ного импульса на информационные входы устройства; длительностьстроба на выходе 18 генератора 16 не превышает по величине времени Т. и. довательно, период следования импуль сов в .корректирующей последовательности не превышает , / N «vcxn. где , .,li,..., максимальный модуль пересчета одного звена из кп последовательно соединенных ,зве ньев} длительность импульса, вырабатываемого формирователями 7 .- 9, не превышает периода следования импульсов в корректирукнцей последовательности, т, е. величины f /f aiВ качестве формирователей 7-9 может использоваться, например, дифференцирующая цепь, одновибратор, триггер. Из изложенного следует, что известный резервированный счетчик характеризуется невысокой достоверностью выходной информации (невысокой надежностью) , так как в условиях, когда интервал времени N Т Q велик и устройство работает при высоком уров не электромагнитных помех, за время, и среднем равное . , может сби ться более половины резервных счетелечиков без возможности восстановления правильного кода и происходит отказ счетчика. Предлагаемый резервированный счетчик характеризуется значительно более высокой надежностью работы. Это обеспечивается тем, что сбившийся код в любом из резервных счетчиков не сурдествует в течение времени больше, чем , , а время T,pp, выбирается малым (например, в пределах от нескольких микросекунд до нескольких секунд ). По этой причине при высокой интенсивности сбоев в отдельных резервных счетчиках сбои не накапливаются и в любой момент времени в большинстве резервных счетчиков хранится правильный текущий код, что обуславливает высокую достоверность выходной информации, высокую надежность устройства. Формула изобретения Резервированный счетчик импульсов по авт. ев, № 255990, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены формирователи,каждый из которых включен между выходом соответствующего резервного счетчика и входом соответствующего мажоритарного элемента, логические элементы, выход каждого из которых подключен ко входу соответствующего резервного счетчика, а первый вход соединен с информационным входом устройства, и генератор импульсной последовательности, выход строба которого подключен ко вторым входам логических элементов, выходы импульсной последовательности - к третьим их входам, а вход - к управляющему входу устройства. Источники ,информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 255990, кл. Н 03 К 19/42, 1962.