Адаптивное мажоритарное устройство Советский патент 1980 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении высоконадежных устройств.

Известно мажоритарное устройство {1, содержащее резервируемые блоки, выходы которых соединены с входами мажоритарного элемента и элементов совпадения, подключенных через триггеры к входам элемента И, Ьыход которого подключен к управляющему входу переключателя, информационные входы которого соединены с выходом мажоритарного элемента и одного из резервируемых блоков.

Недостаток устротства - отсутствие учета типа сбоев в резервируемых блоках, т.е. недостаточная надежность.

Наиболее близким техническим решением к изобретекюо является адаптивное мажоритарное устройство, содержащее блоки контроля, входы которых соединены с выходами резервируемых блоков и выходом восстаиавливающего блока, а вьиоды - с одноименными входами соответствующего блока адаптакии, выходы каждого из которых связаны с соответствующими управляющими входами восстанавливающего блока, выходы резервируемых блоков соединены с соответствующими информациоииьгми входами восстанавливающего блока. В известном устройстве реализована идея подачи корректирующего сигнала на управляннцие входы восстанавливающего блока с целью повышения надежности устройства к отказам типа ложиый О

10 одного резервируемого блока 2.

Недостаток этого устройства состоит ь том, что при выборе типа корректируюцдаго сигнала ие учитывается действительное соотнощение интенсивностей сбоев разного типа

IS и поэтому в общем случае не дрстагается режим с максимальной общей надежностью.

Цель изобретения - повыщение надежности устройства, в частности, путем отклн чения канала, интенсивиость сбоев которого

прёвьщ1ает допустимую, и подачи на вход мажоритарного элемента корректирующего сигиала, обеспечиваюшего максимальнуп общую надежиостъ работы.

Поставленная цель достигается тем, что в адапгавное мажоритарное устройство, содержащее три резервируемых блока, блоки контроля, входы которых соединены с соответствующими выходами резервируемых блоков и с выходом мажоритарного элемента, первый и второй выходы - с одноименными входами соответствующего блока адаптации, введены три переключателя и три блока выработки корректирующего сигнала, входы которых соединены с соответствующими выходами резервируемых блоков и блоков контроля, а выходы - со вторыми сигнальными вхрдами переключателей, к первым сигнальным входам которых подсоединены выходы резервируемых блоков, а выходы блоков адаптации подключены к управляющим входам переключателей, выходы которых соединены с информащюнными входами мажоритарного элемента.

Каждый блок выработки корректирующего сигнала содержит ключ, сигнальный и управляющий входы которого соединены с одноименными входами блока, а выход - со входом элемента совпадения, выход которого подсоединен к входу счетчика числа сбоев заданного типа, выход которого связан со счетным входом триггера, выходом подключенного ко второму входу элемента совпадения и к выходу блока, счетчик общего числа сбоев, счетный вход которого соединен с соответствующим входом блока, а выход - со входами элемента выработки заданного числа импульсов, выход которого .подсоединен к счетному входу счетчика числа сбоев заданного типа и к входу линии задержки, выход которой соединен со входами установки нуля счетчиков числа сбоев зада1шого типа.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит из трех идентрнных каналов, каждый из которых включает резервируемый блок 1, блок 2 выработки корректирующего сигнала, блок 3 контроля, блок 4 адаптации, первый переключатель 5 и мажоритарный элемент 6, Входы блоков 3 контроля соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков 1 и выходом восстанавливающего органа, входы блоков 4 адаптации - с выходами блоков 3 контроля, а их выходы - с управляющими входами соответствующих первых переключателей 5. Входы блоков 2 выработки корректирующего сигнала соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков 1 и блоков 3 контроля, а их выходы - со вторыми сигнальными входами соответствующих переключателей 5, выходы которых подключены к управляющим входам мажоритарного элемента 6; к первым сигнальным входам переключателей подсоеди-i

иены выходы соответствующих резервируемых блоков 1.

Блок 2 выработки корректирующего сигнала предназначен для выработки корректирующего сигнала в соответствии с соотношением интенсивностей сбоев разного типа и содержит ключ 7, сигнальньп и управляющий входы которого соединены с одноименными входами блока, а выход - со входом элемента 8 совпадения, выход которого подключен к входу счетчика 9 числа сбоев заданного типа. Выход счетчика соединен со счетным входом триггера Ю, которого подсоединен ко второму входу элемента 8 совпадения и выходу блока. Блок 2 содержит также счетчик 11 общего числа сбоев, счетный вход которого соединен с соответствующим входом блока, а выход - со входами элемента 12 выработки заданного числа импульсов, выход которого подсоединен к счетному входу счетчика 9 сбоев заданного типа и линии 13 задержки, выход которой соединен со входом установки нуля счетчика 9.

Блоки 3 контроля включают в себя элементы 14 антисовпадеиия, входы которых соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков 1 и мажоритарного элемента 6, и элементы 15 совпадения, входы которых подсоединены попарно к выходам резервируемых блоков 1.

БЛОКИ 4 адаптации содержат переключатели 16, к входам которых попарно подключены выходы соответствующих элементов совпадения 15 и антисовпадения 14, счетчики 17 импульсов, триггеры 18.

Устройство работает следующим образом.

Пусть исходное состояние триггера 10 в первом канале соответствует корректирующему сигналу 1 (преобладают сбои типа ложный О). При Появлении на выходе первого резервируемого блока 1 сигнала, не совпадающего с сигналом Z на выходе мажоритарного элемента 6, элемент 14 антисовпадения первого блока контроля вырабатывает импульс, который поступает на счетный вход счетчика 11 и подключает с пек мощью ключа 7 выход первого блока 1 ко входу элемента 8 совпадения.

Если сигнал с выхода первого блока 1 совпадает с корректирующим сигналом (в рассматриваемом случае в блоке 1 имеет место сигнал ложная 1) то элемент 8 совпадения вырабатывает импульс, который поступает на счетиьпТ вход счет ика 9. Таким образом, при заданном состоянии триггера 10 счетчик 9 будет подсчитывать сбои типа ложная 1. Ьмкость счетчиков 9 и 11 о феделяется общим числом сбоев N в блоке 1, по которым принимается решение о том, какой тт сбоев преобладает, гфи этом емкость счетчика 9 равна N, а счетчика И - (N-1), При достижении в блоке общего числа сбоев N происходит переполнение счетчика 11 и он подает импульс на элемент 12 выработки заданного числа (у) импульсов и линию 13 эадержки. Элемент. 12 подает на счетный вход счетчика 9 (-j-) импульсов. Если число сбоев эаданного типа не превышает (), то переполнения счетчика 9 не проиэоидет и тип корректирующего сигнала не изменится (он соответствует действительному соотношению интенсивностей сбоев). Ли ния 13 эадержки рассштывается на время работы элемента 12 и производит сброс счетчик 9 в нулевое состояние. В дальнейшем цикл определения соотношения интенсивностей сбое повторяется. Если число сбоев эаданного типа (в дшшо случае ложная 1) превышает (-у ) Р изойдет переполнение счетчика 9, который пе ребросит триггер 10 в противоположное состояние. В этом случае первый блок 2 будет выдавать корректируюшлй сигнал О. Одновременно изменится тип сигнала, поступающего на вход элемента 8 совпадения. Сл довательно, в а1едующем цикле определения соотношения интенсивностей сбоев счетчик 9 будет подсчитывать сбои противоположного типа (в данном случае сбои типа ложный О В дальнейшем блок 9 работает аналогичным образом. Таким образом, блок 2 выработки коррек тирующего сигнала в любой момент време ни выдает корректирующие сигналы, соответствующие действетельному соотношению интенсивностей сбоев в каждом резервируемом блоке. Если в процессе работы устройства частота сбоев в блоке 1 превышает допустимую величину, то соответствующий блок 4 адаптации вырабать1вает импульс, который поступает на управляющий вход переключателя 5 данного канала и гфоисходят отключение блока 1 от соответствующего входа мажоритарно го элемента и подача на этот вход корректир ющего сигнала с блока 2 последующего канала. Эффект от применения данного изобретения можно оценить следующим образом. Подача на один из входов мажоритарного элемента корректирующего сигнала УК 1 эквивалентно применению избыточной структу ры с восстанавливающим органом, реализующим логическую функцию ИЛИ. Для этой 66 структуры вероятность надежною срабатывания P(f, вероятность отсутствия ложного срабатывания PI и общая надежность Р определяются соотношениями РО 2ро - Ро,(1) PI PiS(2) Р ро + р, - 1,, (3) где Ро и р1 - вероят юсть отсутствия ложного сигнала О и ложного сигнала 1 соответственно на выходе резервируемого блока. Для этого вычислим выигрыш в общей надежности данной избыточности структуры по сравнению с общей надежностью р po+Pi-1 одного из резервируемых блоков. Д Р-р(4) Подставляя выражения (1), (2), (3) и (4), находим Д (Pi-Po) (pi-1-po-l)(5). Из выражения (5) следует, что выигрыш в общей надежности избыточной структуры при использовании корректирующего отгнапа 1 имеет место при pi р, т.е. при условии, что интенсивность потоков сбоев О вьпие интенсивности потока сбоев 1. Аналогично можно показать, гто испольэоваmie корректирующего сигна;1а VK О целесообразно, если интенсивность потока сбоев О ниже интенсивности сбоев 1. Таким образом, учет соотношения интенсивностей сбоев в процессе работы в данном иэобрегеш1и повышает общую надежность. Формула изобретения 1.Адаптивное мажоритарное устройство, содержащее три резервируемых блока и блоки контроля, входы которых соединены с соответствующими выходами резерв1фуемых блоков и с выходом мажоритарного элемента, первый и второй выходы - с одноименными входами соответствующего блока адаптации, отличающееся тем, что, с целью повь1ше)П1я надежности устройства, оно содержит три переключателя и три блока выработки корректирующего сигнала, входы которых соединены с соответствующими выходами резервируемых блоков и блоков контроля, а выходы - со вторыми сигнапь$пыми входами переключателей, к первым сигнальным входам которых подсоединены выходы резервиpyeMbLX блоков, а выходы блоков адагггации подсоед1шены к управляющим входам переключателей, выходы которых соединены с информаЦИ01ШЫМИ входами мажоритарного элемента. 2.Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что каждый блок выработки коректирующего сигнала содержит ключ, сигнальный и управляющий входы которого соеди7926йены с одноименными входами блока, а выход - со входом элемеита совпадения, выход которого подсоединен к входу счетчика числа сбоев заданного типа, выход которого соединен со счетным входом триггера, выход которого подсоединен ко второму входу элемента совпадения н выходу блока, счетчик общего числа сбоев, счетный вход которого соединен с соответствующим входом блока, а выход - со входами элемента выработки заданного числа импульсов, выход которого 5 10 8 подсоединен к счетному входу счетчика числа сбоев заданного типа и входу линии задержки, вьгход которой соединен со входами установки иуля счетчиков числа сбоев заданного типа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 318919, кл. G 06 F 11/00, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР № 495767, кл. Н 05 К 10/00, 1974 (прототип).