Трехканальный резервированный распределитель импульсов Советский патент 1982 года по МПК G06F11/20 

. I

Изобретение относится к автоматикё и вычислительной технике и может найти применение при построении высоконадежных резервированных дискретных устройств.

По основному авт. св. № 798848, известен трехканальный рез вироаанный распределитель импульсов, содержащий в каждом канале по числу ризрядов распределителя элементы ЙЧШ1, |К-триггеры и мажоритарные элементы, выходы которых соединены с выходами распределителя, а также элементы НЕ причем выход I К-триггера каждого разряда распределителя соединен с соответствующими входами мажоритарных элементов, другие входы которых соединены с выходами соответствующих I К-триггеров других каналов, а также содержащий в калздом канапе элемент ИЛИ и элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента предпосяед- него разряда, инверсный вход - с

ВХОДОМ блокировки распределителя, а выход - с первым входом элемента ШТИ, второй вход которого соединен с имитационным входом распределителя, а выход - с первым сигнальным входом элемента И-ИЛИ последнего разряда, выход I К-триггера последнего разряда соединён с первым сигнальным входом элемента И-И1П1 первого разряда, первый сигнальный вход каждого элемента И-11ПИ других разрядов соединен с клсодом I К-триггера соответствукзщего пре щлдущего разряда, тактошле входы I К-триггеров соединвш с шиной сишфониэации, а инверсные К-входеи I-входы с выходом элемента И-111Ш соответствующего разряда, вторые сигнальные входы элементов И7ИЛИ соедннеш с шиной управления сдвигом, которая через первый элемент НЕ соединена с1первыми установочилш входами элемента Л-ШШ, второй установочный вход элемента И-ИПИ первого разряда соединен с входом постоянного сигнала, соединенного через второй элемент НЕ с вторыми установочными входами других элементов И-НЛИ П. Недостатком данного устройства является его недостаточная помехозащищенность. . Так при работе данного устройства в условиях интенсивных сбоев (интенсивность сбоев по данным некоторых источников на один два порядка вьцце интенсивности отка зов, когда сбои происходят одновременно в двух или трех каналах таким образом, что сбою подвергают триггеры в одноименных разрядах, данный сбой запоминается и с этого момента устройство функционирует неправильно (либо не вырабатывает вообще сигналов -на своих выходах пр сбое триггеров из единичного состоя ния в нулевое, либо вырабатывает в серии более одного сигнала на выходах, при сбое из нулевого в единичное состояние). Это снижает надежность работы устройства в условиях интенсивных помех. Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем, что трехканальный резервирован ный распределитель импульсов,О содер жит по числу разрядов дополнительные инверторы, входы которых соединены с выходами соответствующих мажоритарных элементов, за исключением предпоследнего разряда, а выходы - с соответствующими входами эле мента ЗАПРЕТ. Это позволило повысить надежност работы устройства в условиях высокой интенсивности сбоев. На чертеже представлена блок-схе ма трекканального резервированного распределителя импульсов. Трехканальный резервированный распределитель импульсов содержит в каждом канале 1 I К-триггеры 2,,- эл менты И-ИЛИ 3, шину синхронизации 4, мажоритарные элементы 5, дополнительные элементы НЕ 6, элемент 7 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 8, первый и вто рой элементы НЕ 9 и 10, выходы 11 устройства, шину 12 управления сдви гом, щину 3 постоянного сигнала, прямые входы 14 элемента 7 ЗАПРЕТ, вход 15 блокировки, шину 16 имитаци мегхканальные выходы 17, межканальные входы 1 8 и 19 . 84 Соединение межканапьных выходов 17 и входов 18 и,19 каждого из каналов 1 произведено таким образом. что межканальный выход 17. каждого разряда первого канала 1 соединен с мeжкaнaль ым входом 18- соответствующего разряда второго канала 1 и с межканальным входом 19 соответствующего разряда третьего канала 1. Меж канальный выход 17- каждого разряда второго канала 1 соединен с межканальным входом 18 соответствующего разряда третьего канала 1 и с межканальным входом 19; соответствующего разряда первого канала 1. Межканальный выход 17 каждого разряда третьего канала 1 соединен с межканальным входом 18 соответствующего разряда первого канала 1 и с межканапьным входом 19. соответствующего разряда второго канала 1. Работу трехканального резервированного распределителя импульсов рассмотрим в основном режиме его раоты и в режиме контроля. Шина 13 постоянного сигнала совместно с элементом НЕ 10 обеспечивает подачу постоянно сигналов соответствующих коду 10...О на первые входы вторых вентилей элементов И-ИЛИ 3 всех разрядов (1 в первый разряд и О в остальные разряды). До включения в работу устройства на шинах 12 управления сдвигом сигнал отсутствует, поэтому по вторым входам открыты только вторые вентили элементов И-ИПИ 3 и соответственно на выходах элементов И-ИЛИ 3 с второго по последний разряд сигналы отсутствуют, а на выходе элемента И-ШТИ 3 первого разряда сигнал присутствует. На шину 4 синхроимпульсов подаются импульсы, синхронизирующие работу устройства, которые и записывают в IК-триггеры 2 исходное состояние (единицу в первый разряд . и нули в остальные разряды). Основная работа устройства происходит следующим образом. В исходном состоянии сигналы на ишне 12 управления сдвигом, шине 15 блокировки и шине 16 имитации отсутствуют. Сигнал на шине 13 постоянного уровня присутствует вс-егда. На шину 4 синхроимпульсов всегда подаются импульсы, синхронизирующие работу устройства (как в исходном состоянии, так и при основной работе устройства, а также при его про5верках), Включение в работу устройства производится подачей потенциального сигнала на шину 12 управления сдвигом в паузе между двумя импульсами на шине 4 синхроимпульсов который присутствует на протяжении всего времени работы устройства (отсутствие сигнала на шине 12 управления соответствует состоянию выключено или исходному состоянию устройства, при этом не требуются дополнительные цепи и сигналы установки распределителя в исходное сос тояние) . Сигнал на шине 12 управления сдвигом переводит распределитель импульсов в режим сдвига, при котором очередной импульс с шины 14 синхроимпульсов запишет в 1К-три гер 2 каждого разряда состояние IКТриггера 2 предыдущего разряда, при чем, для IК-триггера 2 первого разряда предыдущим разрядом является IК-триггер 2 последнего разряда, т.е. во всех элементах И-11ПИ 3 первые вентили открыты, а вторые вентили закрыты. После записи единичного сигнала в I К-триггер 2 предпоследнего разряда в 1К-триггерах 2 остальных разрядов запоминается нулевое состояние, поэтому на выходах I1 устройства (выходы мажоритар ных элементов З) сигналы отсутствуют во всех разрядах, кроме того предпоследнего, а на выходах всех дополнит ел , инверторов 6 выраба тываются сигналы, которые, поступая на входы элемента 7 ЗАПРЕТ, обу славливают выработку сигнала на ег выходе и соответственно на в яxoдe элемента ИЛИ 8, который поступает выход элемента И-ИЛИ 3 последнего разряда, пройдя через его первьШ венткпь. Таким образом, установка в единичное состояние IК-триггера 2 последнего разряда производится при условии, что все 1К-триггеры 2, кроме предпоследнего разряда по два из трех находятся в нулевом состоянии. Если при работе устройства происходит сбой в одном канале 1, то этот сбой за время, не превышающее одного цикла распределителя Сдвигается, но в последний разрйд н попадает, т.е. выталкивается. Если сбой происходит одновременно в одноименных разрядах в двух или в тре каналах таким образом, что во всех разрядах в IК-триггерах 2 будут при сутствовать нули, то на выходах 156 . всех дополнительных элементов НЕ 6 установятся сигналы, с помощью которых произойдет включение IК-три1- гера 2 последнего разряда в единичное состояние по импульсу с шиш 4 синхроимпульсов, аналогично включению его, когда сигнал присутствует в I К-триггере. 2 предпоследнего разряда, что соответствует выработке сигнала на выходе Ппредпоследнего разряда каждого канала 1. Если сбой происходит одновременно в одноименных разрядах в двух или в трех каналах таким образом, что более, чем в одном разряде на выходах 11 устройства вырабатываются сигналы (включено более одного разряда I К-триггеров 2), то на выходах соответствующих дополнительных инверторов 6 сигналы будут отсутствовать до тех пор, пока единичный :сигнал не остается только на выходе 11 предпоследнего разряда и поэтому будет разрешена запись единичного состояния -в I К-триггер 2 последнего разряда только в этом случае. Менее, чем за один цикл работы распределителя в этом случае произойдет восстановление его работы. Контроль исправности элементов трехканального резервированного распределителя импульсов при профилактических проверках происходит в три этапа с выработкой управляющих сигналов на шинах 15 блокировки и шинах 16имитации. Так как отказ (обрыв или короткое замыкание) на любом входном или выходном выводах логических элементов устройства- в конечном счете парируется мажоритарными элементами 5, стоящими на выходе устройства, то чтобы обеспечить 100% контроль исправности оборудования необходимо проверку построить так, чтобы можно было по ка эдому входу каждого мажоритарного элемента задать переменный сигнал (О и 1) при постоянном нулевом сигнале по другому его входу и постоянном единичном сигнале по третьему его входу. При этом обнаружатся неисправности оборудования (в том числе и мажоритарного элемента 5, связанного с входом мажоритарного элемента 5, на который подается переменный сигнал О и 1). Чтобы обнаруясить все отказы в устройстве достаточно перебрать три комбинации управляющих сигналов на шинах 15 и 16. Перебор этих комбинаций производится при профилакти ческих проверках, при которых на пе вом этапе при перезаписи единичного сигнала из I К-триггера 2 последнего разряда в 1К-триггер 2 первого разряда, что соответствует окончанию сигнала на выходе 11 устройства в п следнем разряде, в первом канале 1 сигналы на шине 15 блокировки и шине 16 имитации не вырабатываются. Во втором канале 1 вырабатывается сигнал на шине 15 блокировки, блоки руя в дальнейшем установку в единич ное состояние IК-триггера 2 послед- него разряда, что приводит к обнуле нию 1К-триггеррв 2 во всех разрядах, и не вырабатывается сигнал на шине 16 имитации. В третьем канале I на шине 15 блокировки сигнал не вырабатывается, а на шине 16 имитации выра батывается сигнал, который, поступая на выход элемента ИЛИ 8, обеспечивает постоянно запись едини цы в I К-тригг.ер 2 последнего разряда, что приводит к установке в .единичное состояние I К-триггера 2 во .всех разрядах. Таким образом, на всех входах мажоритарных элементов 5,соединенных с выходами I К-триггеров 2 второго канала 1 будув- присутствовать .нули на. всех входах мажорита;рных элементов 5, соединенных с выходами I К-триггеров 2 треть ГО канала 1 будут присутствовать единицы, а на входах мажоритарных элементов 5, соединенных с выходами . IК-триггеров 2 первого канала 1 и соответственно на их выходах и выходах 11 устройства будет циркулироват единичный сигнал, как и йо время основной работы, при исправном оборудовании. Нарушение циркуляции сигнала на выходах 11 устройства сигнал зирует об отказе, после чего проверка прекращается. При нормальной циркуляции сигнала на выходах I1устройства на первом этапе проверки происходит переход к второму ее этапу, при котором по окончании сигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде в перйом канале i на шине 15 блокировки сигна не вырабатывается, а на шине 16 имитац 2И вьфабатывается сигнал. Во втором канале 1 сигнал на шине 15 блокировки снимается, а на шине 16 имитации сигнал не вырабатывается. В третьем канале сигнал вырабатывается 188 на шине 15 блокировки и снимаетсй с шины 16 имитации. При этом как бы роль первого канала 1 переходит fto второму, роль второго канала 1 переходит к третьему, а роль третьего канала 1 переходит к первому каналу 1, При нормальной циркуляции сигнала на выходах 11 устройства на втором этапе проверки происходит переход к третьему eevэтапу, при котором, по окончании сигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде, в первом канале 1 сигнал с шины 16 ийитации снимается и вырабатывается сигнал на шине 15 -блокировки, во втором канале 1 с,игнал на шине 15 блокировки не вырабатывается и вырабатывается сигнал на шине 16 имитации, а в третьем кайале I снимается сигнал с шины 15 блокировки и не вырабатывается сигнал на шине 16 имитации. При этом работа устройства происходит-аналогично работе на первом этапе проверки, причем роль первого канала 1 переходит к третьему, ропь второго канала 1 переходит к первому, а роль третьего канала 1 переходит к второму каналу 1. При нормальной циркуляции сигнала на выходах 11 устройства на третьем этапе проверки по окончании сигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде сигналы на шинах 15 и 16 снимаются и ycTpoficTBo переходит в обычный реясим работы, . Таким образом, производится 100%-ное обнаружение неисправностей в трехканальном резервированном распределителе импульсов, Формула изобретения Трехканальньй. резервированный распределитель импульсов по авт. св. I 798848, отличающийся тем, что, с целью повьшёния помехоустойчивости распределителя, он содер хит по числу разрядов дополнительные.элементы НЕ, входы которых соединены с выходами соответствующих мажоритарных элементов, за исключением предпоследнего разряда, а выходы - с соответствующими входами элемента ЗАПРЕТ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №798848, кл. G 06 F 11/00, 1978 (прототип).