Резервированное устройство Советский патент 1981 года по МПК H05K10/00 H03K19/42 

(54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в сложных резервируемых системах.

Известно устройство, содержащее три канала резервирования, состоящих из резервируемрго блока, узла установки, триггера, элементов И НЕ и мажоритарного элемента ij .

Недостатком известного устройства является наличие мажоритарного элемента в каждом канале резервирования

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее резервируемые блоки, попарно подсоединенные через ключевые элементы к элементам И и элементам неравнозначности, первые входы которых подключены к выходу элемента ИЛИ, вторые входы к выходам соответствующих ключевых элементов, а выходы - к фиксирующим элементам, причем выход.источника разр аапщего сигнала соединен .с соответствующими входами ключевых элементов, а элементы И подключены к элементу ИЛИ через другие ключевые элементы р .

Недостатком этого устройства является низкая помехозащищенность, так как резервируемый блок выключаётся из схемы резервирования при .любом случайном сбое, интенсивность которых на порядок выше интенсивности образов.

Цель изобретения - повьлиение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее элемент ИЛИ, блок эталонного напряжения, три

0 канала резервирования, каждый из которых содержит триггер, резервируемый блок, элементы И и неравнозначности, первые входщ которых соединены с выходами соответствующих резер5вируемых блоков, первые три входа элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И, а выход является выходсж устройства, введены четвертый и пятый элемента И, (мажоритарный элемент

0 а в каждый канал резервирования функциональная цепь из последовательно соединенных блоков текущего среднего значения, сравнения, дсэтолнительного элемента И и линии задержки,

5 включеннг1Я между выходом элемента неравнозначности и входо л триггера, вторые входы блоков сравнения и дополнительных элементов И всех функциональных цепей соединены соответ0ственно с выходом блока эталонного

напряжения и с выходом четвертого и первым входом пятого элементов И, выход последнего из которых соединен с четвертым входом элемента ИЛИ, а второй вход - со вторыми входами всех элементов неравнозначности и вывыходом мажоритарного элемента, входы которого соединены с выходами резерв.ируемых блоков, нулевые выходытриггеров соединены с входами четвертого элемента И, а единичный выход JQ каждого триггера одного из каналов резервирования соединен с вторым входом одного из Первых трех элементов И из другого канала резервированияНа фиг. 1 представлена схема устройства на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит резервиру-емые блоки 1-3, мажоритарный элемент 4, элементы И 5-7, триггеры 8-10, элементы 11-13 неравнозначности, блоки 14-16 текущего среднего значения, блоки 17-19 сравнения, дополнительные элементы И 20-22 функциональных цепей, линии 23-25 задержки, дополнительный элемент И 26, элемент ИЛИ 27, другой дополнительный элемен И 28, блок 29 эталонного напряжения. Резервированное устройство работает следующим образом. В начальный период времени, пока все три резервируемых блока 1-3 рабо тают безотказно (однако с редкими случайными сбоями), триггеры 8-10 находятся в исходном нулевом состоянии и поэтому элементы И 20-22 и 28 находятся в открытом состоянии. Сигналы от блоков 1-3 (фиг./2 а, б, в), обработанные мажоритарным элементом 4 (фиг.2м), беспрепятственно прохо дят элементы И 28 (фиг. 2 н) и ИЛИ 27.(фиг, 2 п) и поступают на выход устройства. При этом мажоритарный элемент 4 эффективно исключает одиночные некоррелированные сбои функциональных блоков (фиг. 2 в - момент времени t2 и фиг. 2 б - момент врем ни ±.j) , Элементы 12 и 13 неравнознач ности (фиг. 2 д,е) в моменты появле ния сбоев выдают на выход импульсы, однако эти редкие импульсы недостаточны для того, чтобы блоки 15 и 16 текущего среднего значения (фиг. 2 3, и) накопили потенциал, превышающий потенциал UQ блока 29 эталонног напряжения. Поэтому блоки 18 и 19 сравнения не срабатывают,и устройст продолжает нормально функционироват Однако в некоторый момент времени (фиг. 2 а, начиная с момента вре мени t) в результате внезапного ил параметрического отказа блока 1 рез ко повышается интенсивность ошибок (фиг, 2 г), причем постепенно повышается потенциал на выходе блока 14 текущего среднего значения (фиг. 2 ж), этот потенциал превышает постоянный уровень UQ, поступающий от блока 29, в результате чего срабатывает блок 17 сравнения (фиг. 2 к), Первый импульс с выхода блока 17 сравнения проходит элемент И 20, задерживается линией 23 задержки и примерно в середине интервала между информационными импульсами переводит Дтриггер 8 в единичное состояние (фиг. 2 л). После этого закрываются элементы И 20-22, т. е. состояние риггеров 8-10 в дальнейшем уже не ожет меняться, а также закрывается лемент И 28, т. е. прекращаетея оступление информационных сигналов на выход устройства от мажоритарного элемента 4. В тот же момент триггер 8 открывает элемент И 6,и информационные сигналы от заведомо исправного блока 2 поступают через элементы И 6 (фиг. 2 с) и ИЛИ 27 на выход устройства . Аналогично предлагаемое устройство перестраивается и при полном отказе любого другого резервируемого блока. В известном устройстве сбой любого резервируемого функционального блока появится на выходе устройства, а в предлагаемом устройстве сбой на выходе устройства появится только в случае одновременного сбоя двух или трех резервируемых блоков, причем вероятность одновременного некоррелированного сбоя имеет порядок q (где q вероятность сбоя одного резервируемого блока). Кроме того, в известном устройстве сбой резервируемого блока принимается за отказ этого блока и приводит к выключению данного блока из резервированного устройства.Б предлагаемом устройстве выключение резервируемого блока из устройства происходит только при полном отказе данного блока или увеличении интенсивности сбоев из-за параметрических отказов данного блока.После отключения одного резервируемого блока вероятность сбоя предлагаемого устройства становится равной д,в то время как в известном устройстве после выключения одного .блока продолжают параллельно работать два резервируемых блока и это повышает интенсивность сбоев целого устройства. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным отличается повышенной надежностью и помехоустойчивостью. Формула изобретения Резервированное устройство, содержащее элемент ИЛИ, блок эталонного напряжения, три канала резервирования, каждый из которых содержит триггер, резервирующий блок, элементы И и неравнозначности, первые входы которых соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков.

первые три входа элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И, а выход является выходом устройства, о т л. ичающеес я тем, что, с цель повышения помехоустойчивости, введены четвертый и пятый элементы И, мажоритарный элемент, а в каждый -канал резервирования - функциональная цепь из последовательно соединенных бло.ков текущего среднего значения, сравнения, дополнительного элемента И и линии задержки, включенная между выходом элемента неравнозначности и входом триггеров, вторые входы блоко сравнения и дополнительных элементов И всех функциональных цепей соединены соответственно с выходом блока эталонного напряжения и с вцходом четвертого и первым входом пятого элементов И, выход последнего из коt6

19

торых соединен с четвертьлм входом элемента ИЛИ, а второй вход - со вторыми входами всех элементов неравнозначности и выходом мажоритарного элемента, вхо,цы которого соединены 5 с выходами резервируемых блоков, нулевые выходы триггеров соединены с входами четвертого элемента И,а единичный выход каждого триггера одного из каналов резервирования соеQ динен с вторьм входом одного из первых трех элементов И из другого канала резервирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Авторское свидетельство СССР 427480, кл, Н 05 К 10/00, 1972.

и

а

I I Mil I I и и I

II111 I it i I

11 I

I i M I I 1 и I I IN

л

i Mil II I 1

/7

, , ,

11 i