Резервированный счетчик импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K21/34 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении резервированныхсистем. Известен резервированный счетчик импульсов, содержащий резервные счет чики импульсов, мажоритарные;элементы, узлы установки состояний разрядов резервных счетчиков и логические элементы И, НЕ l. Недостатком указанного устройства является возможность ложного синхронизма резервных счетчиков. Известен резервированный счетчик импульсов, содержапщй три Н-разрядных счетчика, три входные тины, три мажоритарных элe teнтa, формирователи фронтов импульсов, узлы установки СОСТОЯНИЙ разрядов соответствукнцих счетчиков и сборку, служащую для Образования сигналов установки, входные шины соединены со входами соответствующих «-разрядных счет чиков, выходы которых соединены со входами каждого мажоритарного &леме та. Принцип работы .известного устройства основан на toM, что при отсутствии помех и исправности йсех резервных счетчиков их последние ра ряды одновременно должны переходить из состояния О в состояние + или наоборот. Если по какой-либо причине в одном из резервных счетчиков эта закономерность нарушена, то он переустанавливается в нужное состояние остальными резервными счетчиками через мажоритарные элементы f2. Недостатком укаЛнного устройства является возможность входа резервных счетчиков в ложный синхронизм. при подвержении помехам или при неисправности одного из резервных счетчиков и действии на другой помех. Пусть, например, первый резервный счетчик неисправен, из-за .чего его последний разряд на К тахтов раньше времени перейдетиз состояния О в состояние 1, напрюлер, на (К+1) такт ра1ньше врекжии. В таком случае иа выходе мажоритарного элемента появляется сигнал помехи, принимаемый за рабочий сигиал,по которому все резервные счетчики переустанавливаются в одинаковое состояние. Начииая с этого момента резервированный счетчик импульсов работает с начальным сдвигом на (К+1) тактов, т.е. возйикла ситуация ложного синхронизма, которую не обнаруживает данное устройство.

Цель изобретения - исключение ложного синхронизма резервных счетчиков и фиксация сбоя, т.е. повышение функциональной надежности.

для достижения поставленной цели в резервированный счетчик импульсов, содержащий три N-разрядных счетчик три входных шины, три мажоритарных элемента и формирователи положительных и отрицательных фронтов импульса, входные шины соединены со входами соответствующих N-разрядных счетчиков, выходы которых соединены со входами каждого матжоритарного элемента, введены два пороговых элемента, два элемента ИЛИ и дополнительный счетчик фиксации сбоя, выход последнего разряда каждого N-разрядного счетчика соединен со входами соответствующих формирователей положительных и отрицательных фронтов импульса, выход последнего из которых соединен с соответствующим входом первого порогового элемента, выход которого соединен с первыми входами установки последних разрядов N-разрядных счетчиков и с первым

входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторыми входами установки последних разрядов N-разрядных счетчиков и с выходом второго порогового элемента, входы которого соединены с выходами формирователей положительного фронта импульса, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами установки всех разрядов, кроме последнего, каждого М-разрядного счетчика и со входом установки дополнительного счетчика фиксации сбоя, выход которого соединен с запре1гдающими входами мажоритарных Элементов, а вход - с выходом второго элемента или, входы которого соединены с выходами всех формирователей положительных и отрицательных фронтов импульса.

На чертеже, приведена функциональная схема резервированного счетчика импульсов.

Устройство содержит N-разрядные счетчики 1-3, мажоритарные элементы 4-6, формирователи 7-9 отрицательного фронта импульса, формирователи 10-12 положительного фронта импульса пороговые элементы 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, дополнительный счетчик 17 фиксации сбоя, входные шины 18-20..

Входные шины 18,19 и 20 соединены соответственно со входами счетчиков 1,2 и 3, выход последнего разряда каждого из которых соединен соответственно со входами формирователей 7, 8 и 9, выходы которых сое 1инены со входами порогового элемента 13, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 15, второй вход

,кот.орого соединен с выходом пррогоВ.ОГО элемента 14, входы которого соединены с выходами формирователей 10,11 и 12, входы которых соединены соответственно с выходами последних разрядов счетчиков- 1,2 и 3 первые и вторые входы установки последних разрядов которых соединены соответсвенно с выходами пороговых элементо 13 и 14, выходы последних разрядов счетчиков 1,2 и 3 соединены со входами мажоритарных элементов 4,5 и 6 запрещающие входы которых соединены с выходом дополнительного счетчика 17 фиксации сбоя, вход установки ко торого соединен с первьвди входами установки всех разрядов (кроме последнего) счетчиков 1,2 и 3 и с выходом элемента ИЛИ 15, вход дополни тельного счетчика фиксации сбоя 17 соединен с выходом элемента 16, входы которого соединены с выходами формирователей 7-12.

На выходах пороговых элементов 13 и 14 импульс появляется в том случае, если есть сигналы не менее, чем на двух их входах. Счетчик 17 предназначен для фиксации двух сбоев в счетчиках 1-3., после чего на его выходе появляется положительный потенциал, сопоставляемый, с сигйалом Сбой и одновременно осуществляющий запрет прохождения на выход мажоритарных элементов 4-6.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы счетчики 1-3 и 17 устанавливаются в исходное нулевое состояние. Цепи установки в исходное состояние на чертеже не указаны. При подаче по входным шинам 18-20 сигналов каждый счетчик 13 считает их, и, в случае синхронности появления результатов счета, на выходе каждого мажоритарного элемента 4-6 появляется выходной сигнал. , .

Рассмотрим работу предлагаемогсэ устройства на примере возможных вариантов неисправностей.

Пусть, например, на вход N-разрядного счетчика 1 поступило к счетных импульсов, и в нем установился соответствующий код. В это же время под действием помехи в процессе приема К-го счетного импульса в счетчике 2 установился код, соответствующий счетному импульсу К+1, а в счетчике 3 установился код, соответствующий счетному импульсу К+2. Допустим, что последние разряды счетчиков 1-3 переходят из состояния О в 1 при поступлении на их счетный вход (К+2) счетного импульса. Тогда последний разряд счетчика 3 изм.еняет свое состояние

из О

В этом случае возникший на выходе счетчика 3 положительный перепад напряжения, сформированный формирователем 12, поступает на вход элемента 14, а .через элемент ИЛИ 16 - на счетный вход счетчика 17 На выход элемента 14 указанный импульс не проходит, так как последние ряды В счетчиках 1 и 2 не из 4eнили своего состояния. С приходом на вход устройства (К+1) счетного импульса в счетчике 2 устанавливается код соответствующий ()-му счетному импульсу, поэтому последний разряд счетчика 2 изменяет свое состояние. Возникший на выходе счетчика 2 положительный перепад, сфо{ лированный формирователем 11,поступает на вход элемента 14, а через элемент ИЛИ 16 сосчитывается счетчиком 17. В этом случае положительный потенциал, тюявившийся на выходе счетчика 17, свидетельствует о том, что произошел сбой последовательно в двух счетчиках 2 и 3, поэтому появившийся на выходе счетчика 17 положительный потенциал запрещает прохождение сигналов с выходов счетчиков 1-3 через мажоритарные элементы 4 6 на выход устройства.

В этом случае, если в каких-либо двух или во всех счетчиках 1-3 последние разряды изменяют свое состояние одновременно, то на выходе элемента 14 (13) появляется импульс, который во всех счетчиках 1-3 устанавливает одинаковый код и сбрасывае малораэрядный счетчик 17 в исходное состояние. Например, если произошел сбой только в счетчике 1, то положительный (отрицательный) перепад через формирователь 10 (7) и элемент ИЛИ 16 поступает на вход счетчика 17 При этом счетчики 2 и 3 работают правильно, и в соответствующее время на выходах их последних разрядов одновременно появляется положительны (отрицательный)перепад, который соответственно через формирователи 11 и 12 (8 и 9) поступает на вход элемента 14 (13) и через элемент ИЛИ 15 устанавливает счетчик 17 в исходное состояние. Одновременно с выхода элемента 14 (13) импульс установит в счетчиках 1-3 одинаковый код, так как ложного синхронизма нет.

Формула- изобретения

Резервированный счетчик импульсов, содержащий три N -разрядных счетчика, три входных-шины, три мажоритарных элемента и формирователи положительных и отрицательных фронтов импульса, входные -шины соединены со входами соответствующих N-разряд- ных счетчиков, выходы которых сое- динены со входами каждого мажоритарного элемента, о тличающийс я тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены два пороговых элемента, два элемента ИЛИ и дополнительный счетчик

5 фиксации сбоя, выход последнего разряда каждого N-разрядного счетчика соединен со входами соответствующих формирователей положительных и отрицательных фронтов импульса, выг-i,

0 ход последнего из которых, соединен с соответствующим входом первого порогового элемента, выход которого соединен, с первыми входами уста-, новки последних разрядов N-разрядных счетчиков и с первым входом

5 первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен со вторыми входами установки последних разрядов N-разрядных счетчиков и с выходом второго порогового элемента, входы

0 которого соединены с выходами формирователей положительного фронта импульса, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами установки всех разрядов, кроме последнего,

5 каждого N-разрядного счетчика и со входом установки дополнительного счетчика фиксации сбоя, выход которого соединен с запрещающими входами мажоритарных элементов, а вход с выходом .второго Элемента ИЛИ-,

0 входы которого соединенц с выходами всех формйрова- елей положительных и отрицательных фронтов импульса. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

2.Авторское свидетельство СССР № 298077, кл. Н 03 К 23/34, 1971 (прототип).