Устройство для управления переклю-чЕНиЕМ СКОльзящЕгО РЕзЕРВА Советский патент 1981 года по МПК G06F11/20 H05K10/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для автоматического скользящего резервирования функционально законченных узлов, радиоэлектронной аппаратуры и каналов связи различного назначения.

Известно устройство для управления переключением скользящего резерва 1, содержащее элементы контроля основных и резервных блоков, соединенные с коммутаторами. Недостатком этих устройств является невозможность резервирования значительного (более двух-трех) числа элементов в системе, а также невысокая надежность устройств управления.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство скользящего резервирования замещением 2, содержащее коммутатор, элементы контроля основных и резервных блоков, инверторы по числу основных блоков и матрицу элементов И-НЕ с числом столбцов i, равным числу основных блоков, и числом строк /, равным числу резервных блоков, выход элемента контроля каждого i-ro основного блока соединен с t-м инвертором, выход элемента контроля каждого /-ГО резервного блока соединен со входами элементов И-НЕ соответствующей /-и строки матрицы, а выход каждого из элементов И-НЕ матрицы соединен с коммутатором и со входами всех элементов И- НЕ /-Й строки и 1-го столбца. Недостатком этого устройства является

то, что при отключении питания от основного блока (например, для проведения регламентных работ) на выходе элемента контроля появится сигнал логического «О, соответствующий аварийному состоянию блока и независимо от того, требуется его замещение резервным блоком или нет, на место основного блока будет подключен резервный. Нри этом количество свободных резервных блоков уменьшится, что

надел ность работы устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что предложенное устройство содержит триггеры по числу основных блоков и элементы И по два для каждого основного блока. Выход элемента контроля 1-го основного блока через соответствующий первый элемент И соединен с установочным нулевым входом i-ro

триггера, выход t-ro инвертора через соответствующий второй элемент И соединен с установочным одиночным входом i-ro триггера, источник сигнала «включение в сеть i-ro основного блока соединен с входами соответствующих первого и второго

элементов И, а выход i-ro триггера соединен со входами элементов И-НЕ соответствующего t-ro столбца матрицы.

Структурная схема устройства представлена на чертеже. Устройство содержит коммутатор 1, элементы контроля основных 2 и резервных 3 блоков, инверторы 4 по числу основных блоков и матрицу элементов И-НЕ 5 с чпслом столбцов /, равным числу основных блоков и числом строк /, равным числу резервных блоков, нервые 6 и вторые 7 элементы И, триггеры 8 и шины «Включение в сеть 9.

Устройство работает следующим образо.м.

При исправных и включенных в сеть основных блоках с выхода каждого элемента контроля 2 основных блоков на вход каждого элемента И 6 поступает сигнал исправности «1. Этот же сигнал преобразуется инверторами 4 в сигнал «О и поступает на вход каждого элемента И 7.

Сигнал («1) «Включение в сеть основных блоков с щины 9 поступает на входы элементов И 6 и 7. В этом случае на выходе элементов И 6 появится потенциал логической «1, который поступает на установочные нулевые входы триггеров 8, а на выходах элементов И 7 появится потенциал логического «О, который подается на установочные единичные входы триггеров 8. На прямом выходе триггеров 8, а следовательно, на входах элементов И-НЕ 5 столбцов матрицы, связанных с данными триггерами, появится потенциал логического «О.

При исправности резервных блоков на входы строк элементов И-НЕ 5 матрицы, связанных с выходами соответствующих элементов контроля резервных блоков 3, поступает потенциал логической «1 (исправен).

У каждого элемента И-НЕ 5 в этом случае па всех входах, кроме одного, связанного с триггером 8, присутствует «1.

Отказ основного блока при включенном состоянии сопровождается появлением на входе элемента контроля основного блока 2 «О (неисправен), который поступает на вход элемента И 6. Этот же сигнал преобразуется инвертором 4 в «Ь и поступает на вход второго элемента И 7. На выходе элемента И 7 появится «1, которая подается на установочный единичный вход триггера 8. На выходе элемента И 6 появится «О, который подается на установочный нулевой вход триггера 8. На прямом выходе триггера 8 появится «1, которая поступает на входы элементов И-НЕ 5 столбца матрицы, связанного с данным триггером 8.

При этом оказывается, что все входы всех элементов И-НЕ 5 указанного столбца имеют потенциал логической «1, элементы И-НЕ 5 стремятся сработать, но цепи взаимных запретов (выход каждого

элемента И-НЕ 5 связан со входами всех элементов И-НЕ 5, стоящих в одном с ним столбце) допускают возможность срабатывания только одного элемента И-НЕ 5. Который из элементов И-НЕ 5 сработает, определяется случайными параметрами: чувствительностью элементов, помехами в цепях, амплитудами сигналов и т. д. После срабатывания одного из элементов И-НЕ

5 устанавливается состояние, при котором на его выходе присутствует «О, а на выходах элементов И-НЕ 5, стоящих с указанным в одной строке и одном столбце, «1. При появлении «О на выходе элемента

И-НЕ 5 срабатывает исполнительное устройство коммутатора 1, переключающее внещние цепи вышедшего из строя основного блока на соответствующий резервный блок.

В этом состоянии при отказе еще какоголибо из основных блоков происходит автоматическое замещепие его резервным аналогично, за исключением того, что резервный блок, работающий вместо отказавщего

основного, для замещения другого основного блока использован быть не может. Достигнуто это тем, что выход элемента И-НЕ 5 связан с входами всех элементов И-НЕ 5, стоящих с рассматриваемым в одной строке матрицы. Логический «О с выхода «сработавшего элемента И-НЕ 5 поступает на входы элементов И-НЕ 5 того же горизонтального ряда, запрещая их срабатывание.

Аналогично резервированное устройство работает при отказе третьего, четвертого и т. д. основных блоков, вплоть до использования всех резервных блоков.

Если же основной блок исправен, но выключен (например, для проведения регламентных работ), то замещение выключенного основного блока свободным резервным блоком не произойдет, так как на входе элемента И 6, связанного с выходом элемента контроля 2 выключенного основного блока, присутствует «О. Этот же сигнал преобразуется инвертором 4 в «1 и поступает на вход элемента И 7.

Сигнал «Выключение из сети («О) поступает с шины 9 на входы элементов И 6 и 7. На выходах элементов И 6 и 7 присутствует «О. Триггер 8, связанный с этими выходами, состояние, которое он занимал до момента выключения основного

блока, не изменит, а значит, замещение выключенного основного блока свободным резервным блоком не произойдет. При восстановлении основного блока и включении его в сеть появится сигнал исправности

«Ь, что приводит к отпусканию «сработавшего ранее элемента И-НЕ 5, к перекоммутации исполнительным устройством внешних цепей блока в основное состояние, и тем самым, к освобождению резервного

блока. Если при этом среди основных блоков окажутся неисправные и незамещенные, то один из них тут же замещается освободившимся резервным блоком. Отказ какого-либо из резервных блоков сопровождается появлением сигнала «Авария («О), подаваемого на входы элементов И-НЕ 5 соответствующего горизонтального ряда и запрещающего использование этого резервного блока. Выход из строя резервного блока, когда он находится в резерве, изменения выходных потенциалов элементов И-НЕ 5 не вызывает. Если же выход из строя резервного блока происходит в состоянии, когда им замещен какой-либо неисправный основной блок, то появляющийся сигнал «О приводит к отпусканию «сработавшего элемента И-НЕ 5 и запрещению срабатывания всех элементов И-НЕ 5 соответствующего горизонтального ряда. При этом освобожденный основной блок замещается резервным блоком, если таковые имеются. Устройство Д4Я управления переключением скользящего резерва не требует практически никакой настройки, может быть выполнено на дискретных элементах третьего поколения или в виде интегрального узла. Формула изобретения Устройство для управления переключением скользящего резерва, содержащее коммутатор, элементы контроля основных и резервных блоков, инверторы по числу основных блоков и матрицу элементов И-НЕ с числом столбцов i, равным числу основных блоков, и числом строк /, равным числу резервных блоков, причем выход элемента контроля каждого i-ro основного блока соединен с i-м инвертором, выход элемента контроля каждого /-го резервного блока соединен с входами элементов И-НЕ соответствующей /-и строки матрицы, а выход каледого из элементов И-НЕ матрицы соединен с коммутатором и со входами всех элементов И-НЕ /-и строки 1-го столбца матрицы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены триггеры по числу основных блоков и элементы И по два для каждого основного блока, выход элемента контроля i-ro основного блока через соответствующий первый элемент Н соединен с установочным нулевым входом 1-го триггера, выход 1-го инвертора через соответствующий второй элемент И соединен с установочным единичным входом i-ro триггера, шины «Включение в сеть соединены с соответствующими входами соответствующих первого и второго элементов И, а выход i-ro триггера соединен со входами элементов соответствующего i-ro столбца матрицы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шевцов А. Г., Гермет Е. М. Логическое резервирование. Львовский университет, 1973, с. 21, рис. 6. 2.Авторское свидетельство СССР № 545985, кл. G 06 F 11/00, 1974 (прототип).

J/w Ч