Устройство для управления переключением резерва Советский патент 1982 года по МПК G06F11/20 H05K10/00 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматичес- « кого вклрчения в работу элементов резервированной системы.

Резервируе№лми элементами могут быть функционально законченные узлы, блоки аппаратуры, тракты, каналы связи различного назначения и .т.д. Так, например, в автоматизированных системах управления каналы передачи данных различного назначения можно считать направлениями работы каналов связи, которые в свою очередь являются резервируемыми элементами системы передачи данных.

Устройство мокет быть использовано для подключения более приоритетных абонентов к каналам связи лучшего качества.

Известно устройство для управления переключе1даем скользящего резерва, содержащее элементы контроля состояния основных и резервных .блоков.,

соединенные через коммутатор с матри- цей Элементов И-НЕ с числом строк, равным числу элементов контроля состояния основных блоков, и с числом столбцов, р. числу элементов контроля состояния резервных блоков, при этом выход i-ro элемента контроля состояния основных блоков соединен с перв(1м входом каждого из элементов И-НЕ i-ой строки матрицы, выход j-ro элемента контроля состояния резервных блоков соединен со вторым входом казкдого из элементов И-НЕ j-ro столбца матрицы, выход Ci,j)-ro элемента И-НЕ соединен с соответствуюISщим входом коммутатора и с одним из .входов всех элементов И-НЕ i-ой строки и j-ro столбца матрицы. Это устройство осуществляет включение в раЬоту резервных блоков вместо отказав20ших основных блоков ll.

Недостатком ус трокства является то, Что оно не способно pa3jm4aTb подключаемые блоки по степени их важ нрсти в обеспечении работоспособности системы и, в зависимости от сте пени ва хности вьшедшего из строя ос новного блока, замещать его резервными блоками по степени их приоритетности. Из известных устройств автоматического резервирования наиболее бли ким по технической сущности к данному изобретению является устройство для управления переключением резерва, содержащее элементы управления подключением блоков, элементы контроля состояния блоков, коммутатор и матрицу элементов И-НЕ с числом строк, равным числу элементов управления подключением блоков, и с числом столбцов, равным числу эле ментов контроля состояния блоков, выход i-го элемента управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ i-ой строки матрицы, выход j-ro элемента контро ля состояния блоков соединен со вто рыми входами элементов И-НЕ j-ro ст бца матрицы, выход (i, j)ro элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом коммутатора и с одним из входов ка эдого из всех последующих элементов Н-НЕ i-ой строки и j-ro столбца матрицы. Устройство быть использовано для автоматического резервирования аппаратуры и способно при исчерпании резерва вкл чать в работу вместо отказавших бло ков свободные основные блоки Г2. Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает достаточную надежность резервированной системы, так как не способно различать элементы управления подключением блоков по степени их важности в обеспечении работоспособности сис темы и, в зависимости от степени важности направлений работы, подклю чать более приоритетные блоки для работы по более приоритетным направлениям. Это происходит потому, что номер включаемого в работу направления и номер подклк чаемого бло ка определяется случайными параметрами: чувствительностью и быстродей ствием элементов И-НЕ, помехами в соединительных цепях и т.д. Цель изобретения - повышение надехсности и расширение функциональных возможностей устрбйства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления переключением резерва, содержащее элементы контроле} состояния блоков, элементы управления подключением блоков, коммутатор и матрицу элементов И-НЕ с числом строк, равным числу элементов управления подключением блоков и с числом столбцов, равным числу элементов контроля состояния блоков, при этом выход i-ro элемента управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ 1-ой строки матрицы, выход j-ro элемента контроля состояния блоков соединен с вторыми входами элементов И-HEj -го столбца матрицы, выход (i, j)-го элемента И-НЕ соединен с соответствующим входом коммутатора и с одним из входов каждого из всех последующих элементов И-НЕ i-ой строки и j-ro столбца матрицы, содержит ключи для коммутаху и элементов И-НЕ в строках матрицы, через которые выход (i, j)-ro элемента И-НЕ соединен последовательно с одноименными входами всех предьщущих элементов И-НЕ i-ой строки матрицы и ключи для коммутации элементов И-НЕ в столбцах матрицы, через которые выход (i, j)-го элемента И-НЕ соединен последовательно с одноименными входами всех предыдущих элементов И-НЕ j-ro столбца матрицы. На чертеже приведена блок-схема устройства для управления переключением резерва дпя случая подключения трех блоков по трем направлениям. Устройство содергхит элементы контроля 1-3 состояния блоков, элементы управления 4-6 подключением блоков, коммутатор 7 и матрицы элементов И-НЕ 8, ключи 9 для коммутации элементов И-НЕ 8 в строках матрицы и ключи 10 для,коммутации элементов И-НЕ 8 в столбцах матрицы. Число строк в матрице равно числу элементов управления 4-6 (в данном случае трем), а число столбцов в матрице равно числу элементов контроля 1-3 (в данном случае также трем). Элементы контроля 1-3 контролируют соответственно состояние блоков 11-13. Элементы управления 4-6 производят подключение блоков по направлениям 14-16 соответственно. Показанные на чертеже позиции 11-16 не входят в состав устройства и приведены лишь для пояснения принципа работы. 59 На чертеже первый и второй подстрочные индексы у элементов И-НЕ 8 обозначают соответственно номер стро ки и номер столбца матрицы, на пересечении которых находится данный элемент И-НЕ 8. Первый и второй подстрочные индексы у ключей 9 и 10 указывают номер строки и номер столбца матрицы, на пересечение которых находится элемент И-НЕ 8, вход которого коммутирует данный ключ с выходом другого элемента И-НЕ 8, находящегося для ключей 9 на пересечении той же строки и столбца, номер которого обозначен третьим подстрочным индексом, а для ключей 10 - на пересечении того же столбца и строки мат рицы, номер которой обозначен также третьим подстрочным индексом. Для пояснения принципа работы уст ройства назначим следующую приоритетность блоков и направлений: направление 14 более приоритетно, чем равноприоритетные: направления 15 и 16, блоки 11 и 12 равноприоритетн1 1, по более приоритетным, чем блок 13. Для обеспечения такой приоритетности дол) быть замкнуты ключи 9-} , W 9з,1-$ f9z,fy %-3 0 3-5Усчройство при этих условиях работает следующим образом. При исправных блоках 11-13 сигнал логической 1 с выхода элементов контроля 1-3 каждого блока посту пает на вторые входы элементов И-НЕ 3 соответствующих столбцов матрицьл. При отсутствии требований вклю чения в работу блоков (исходное состояние) с каждого элемента управления 4-6 на первые входы элементов И-НЕ 8 соответствую11Ц1х строк матрицы поступает сигнал логического О. Поэтому на выходе каждого из элементов И-НЕ 8 присутствуют сигналы логи ческой 1, которые поступают на вхо ды коммутатора 7 и поэтому ни один из блоков 11-13 не включен в работу ни по одному из направлений 14-16. Яри появлении на выходе элемента управления 4 сигнала логической 1 (запрос) и при наличии на вторых вхо дах элементов И-НЕ 8 первой строки матрицы сигнала логической 1,на выходе одного из них, например, элемента И-НЕ , чувствительность ил быстродействие котороговыше, появится сигнал логического О, который поступит насоответствукидий вход коммутатора 7. Исполнительное 9.6 устройство коммутатора 7 по этому сигналу осуществляет включение в работу блока 12 по направлению 14. Одновременно сигнал логического О с выхода элемента И-НЕ 8 п поступает непосредственно на входы всех последующих элементов И-НЕ 8 первой строки и второго столбца матрицы, а через замкнутый ключ 9fi-(j- на вход элемента. И-НЕ S-i и исключает возможность переключения этих элементов И-НЕ 8 в состояние логического О на выходе. Таким образом, блок 12 не мо5хет быть больше включен в работу ни по какому другому направле нию, менее приоритетному, чем направление 14. Если ке после появления на выходе элемента управления 4 сигнала логической I первым переключится в состояние логического О на выходе элемента И-НЕ 8, то он не может наложить запрет на переключение элементов И-НЕ 8 и в состояние логического О на выходе так как ключ .j разомкнут. Поэтому обязательно должен переключиться только один из элементов И-НЕ 8 или , которые через замкнутый ключ 9 (j могут накладывать взаимный запрет на переключение . Кроме того, оба они могут накладывать запрет на переключе1ше элемента И- НЕ . Таким образом, в работу по направлению 14 при всех исправных блоках может включиться только блок 11или блок 12. При появлении сигнала логической 1 на выходе одного из элементов управления 5 или 6 (т.е. запроса на включение в работу от одного из равноприоритетных направлений 15 или 1б), например, на выходе элемента управления 6 и при наличии сигнала логической 1 на выходе элементов контроля Г и 3 (при условии, что блок 12включен в работу по направлению J. -- 141 произойдет переключение элемента, И-НЕ состояние логического О на выходе. Появление сигнала логического О на выходе элемента И-НЕ 8л я наложит дополнительный запрет на переключение элемента ИНЕ SjiB состояние логического О на выходе. Таким образом, блок 13, включенш 1Й в работу по направлению 15, уже не молсет быть включен в работу по равноприоритетному направлению 16. 7 При отказе блока 12, включенного в работу по самому приоритетному н правлению 14 (при условии, что блок 11 исправлен и включен в работу по направлению 16, а блок 13 включен в работу по направлению 15), на выходе элемента Н-НЕ п.оявится сиг нал логической 1, так как на выхо де элемента контроля 2 появится сиг нал логического О. Сигнал логичес кой Г с выхода элемента через замкнутый ключ 9 (2 прикладывается к входу элемента II-TlE 8-, к всем остальным входам которого также при ложены сигналы логической 1, поэтому на выходе элемента И-НЕ 8-i появится сигнал логического 0 В результате блок 11 будет включен в работу по направлению 14. Сигнал ло гического о на выходе элемента И-НЕ 8 накладывает запрет на переключение элементов И-НЕ 8 первой Строки и первого столбца матрицы в состояние логического О на выходе Поэтому блок 11 не может быть включен в работу по любому другому направлению, кроме направления 14. Таким образом, для обеспечения работы по направлению 16 нет незадействованного исправного блока. Ра бота по этому направлению быт обеспечена только в случае восстановления блока 12 или в случае освобождения одного из блоков 11 или 13. При неисправном блоке 12 и при Отказе дополнительно блока 11 дпя работы по самому приоритетному направлению 14 включится блок 13. Работй по менее приоритетным направле ниям 15 и 16 в этом случае будет не возмох на. Если все ключи 9 и 10 поставить в разомкнутое состояние,- как показа но на чертеже, то направление 14 и блок 11 будут самыми приоритетными, а направление 15 и блок 12 будут более приоритетными, чем, соответственно, направление 16. и блок 13. Если все ключи 9 и 10 поставить в замкнутое состояние, то все направления и все блоки будут равнопри- оритетными и поэтому номер блока, включаемого в работу по любому из направлений, будет определяться слу чайными параметрами: чувствительностью и временем срабатывания элементов И-НЕ 8, помехами в соединительных цепях и др. Если будут замкнуты только ключи 9, то все блоки 98 будут равноприоритетными. Если будут замкнуты только ключи 10, то равноприоритетными будут все направления работы блоков. Поэтому, изменяя состояния ключей 9 и 10, можно получить различные комбинации приоритетности блоков и направлений, по которым могут работать эти блоки. Таким образом, устройство позволяет подключать к более приоритетным направлениям более приоритетные блоки и автоматически поддер;хивать заданный подключения блоков в процессе работы, что повьшает надежность работы резервированной системы. Кроме того, приоритетность направлений и блоков может быть оперативно изменена без изменений схемы устройства, что делает устройство удобным при эксплуатации. Это выгодно отличает предлагаемое устройство автоматического резервирова- iffln от известных устройств. Формула изобретения Устройство для управления переклю.чением резерва, содержащее элементы контроля состояния блоков, элементы управления подключением блоков, коммутатор и матрицу элементов И-НЕ с числом строк, равным числу элементов управления подключением блоков и с числом столбцов, равным числу элементов контроля состояния блоков, при этом выход i-ro элемента управления подключением блоков соединен с первыми входами элементов И-НЕ i-й строки матрицы, выход j-ro Элемента контроля состояния блоков соединен с вторыми входами элементов И-НЕ j-ro столбца матриИ-НЕ J-I цы, выход (i. i)-ro элемента И-НЕ (. J)соединен с соответствующим входом коммутатора и с одним из входов каждого из всех последующих элементов И-НЕ j-и строки и j-ro столбца матрицы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит ключи для коммутации элементов И-НЕ в строках матрицы, через которые выход (i, j)ro элемента И-НЕ соединен последовательно с одноименными входами всех-предыдусщх элементов И-НЕ i-ой строки матрицы, и ключи для ком9мутации элементов И-НЕ в столбцах матрицы, через которые выход (i, j)-ro элемента И-iIE соединен по.следовательно с одноименными входами всех предыдущ1х элементов И-НЕ j-го столбца матрицы. 9 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 545985, кл. G Об F 11/00, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР №703816,кл.С 06 F 11/00,1977(ярототип)