Трехканальная резервированная вычислительная система Советский патент 1982 года по МПК G06F11/18 G06F15/16 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании высоконадежных вычислительных .систем и систем диагностики.

Известна резервированная вычислительная система, содержащая однородные ЭВМ, мажоритарный элемент, вентиль блокировки мажоритарного элемента, к управляющему входу которого подсоединен блок подсчета числа отказавших ЭВМ, а к выходу - блоки сравнения и вентили блокировки выходов ЭВМ, управляющие входы которых подсоединены к выходам блоков сравнения и входам блоков подсчета числа сбоев, выходи которых подключены к управляющим входам вентилей блокировки выходов ЭВМ, и блоки обмена, входы которых присоединены к выходу вентиля блокировки мажоритарного элемента, выходы подсоединены ко входам запоминающих устройств ЭВМ, а управляющие входы блоков обмена подсоединены к выходам блоков сравнения 1.

Недостаток системы - трудность определения первопричины, вызвавшей появление отказов и сбоев.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является трехканальная резервированная система, состоящая из параллел - но и синхронно работающих устройств (каналов), снабженных в каждом из каналов самостоятельной системой кодовых магистралей и общими для всех магистралей восстанавливающими ор10ганами и блоками обнаружения неисправностей f2j .

Недостатками такой схемы являются централизация блоков обнаружения неисправностей и восстанавливающих

15 органов, что снижает надежность системы, и отсутствие контроля информации внешних устройств и фиксации результатов контроля на элементах памяти, что снижает диагностические

20 характеристики системы,.

Цель изобретения - повышение надежности и контролепригодности системы.

Указанная цель достигается тем,

25 что в известную трехканальную резервированную вычислительную cиcтe Jy содержащую в каждом канале внешнее устройство и вычислительное устройство, обменный вход которого соединен

30 с обменным выходом вычислительного устройства предыдущего канала, введено в каждом канале устройство для диагностического контроля, первые три информационных входа которого соединены с информационными выходами всех вычислительных устройств, остальные три информационных входа с выходами внешних устройств, первый и второй выходы -. с информационными входами вычислительного устройства и внешнего устройства соответствбнно, выход прерывания - с .входом прерывания вычислительного устройства, а выход для последовательной передачи информации - с конт рольным выходом вычислительного уст ройства, причем кеивдое устройство 1ДЛЯ диагностического контроля соеди:немо с последующим через первый и второй двунаправленные выводы связи причем устройство для диагностического контроля состоит из двух блоков сравнения, двух мажоритарных э лементов, четырех блоков анализа, регистра номера канала, четырех элементов Н, трех элементов ИЛИ и контрольного регистра, выходы первого и второго разрядов которого соединены через первый элемент ИЛИ с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого разрядов через второй элемент ИЛИ - со вторыми входами третьего элемента ИЛИ и первого и второго элементов И, входы всех разр дов - с выходами соответствуюглего элемента И, а последовательный вывод - с выводом для последовате ной передачи информации устройст ва, выход прерывания которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а информационные входы и выходы - со входами и выходами первого и второго мажоритарных элементо выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов сравнения соответственно, вторые вхо ды которых соединены с cqoTBeTCTByro1дами входами соответствующих мажоритарных элементов, а выходы - с соответствующими входами первого, второго, третьего и четвертого блоков анализа соответственно, подключенным к первым и вторым выводам связи устройства соответственно, .выходы блоков анализа связаны с первыми входс1м первого, второго, третьего и четвертого элементов И соответственно, а управляющие входы - с выходом регист ра номера канала. Это позволяет разделять отказы вычислительных устройств и внешних устройств и oneративно реагировать на возникновение отказа. На чертеже приведена блок-схема трёхканальной резервированной вычислительной системы. Устройство содержит вычислительные устройства 1, внешние устройства 2, устройства 3 диагностического контроля, мажоритарные элементы 4, бЛоки 5 сравнения, блоки 6 анализа, регистр 7 номера канала, элементы И 8, контрольный регистр 9, первый и второй элементы ИЛИ 10, третий элемент 1ШИ 11, информационные входы 12 и 13, связанные с соответствующими вычислительными устройствами,первый выход 14, выход 15 для последовательной передачи информации, выход 16 прерывания, информационные входы 17-19, связанные с соответствующими внешними устройствс1МИ, второй выход 20, первый и второй выходы 21 и 22 связи, информационный вход 23, Функциональное назначение входов 23, 12, 13 и выхода 20 состоит в передаче от вычислительного устройства к внешнему устройству информации, восстанавливаемой в случае искажения в одном канале с помощью мажоритарного элемента. Аналогично и функциональное назначение входов 17-19 и выхода 14, с той лишь разницей, что информация передается от внешнего устройства к вычислительному устройству. По выходам связи 22 и 21 в каждое устройство диагностического контроля с блоков 5 сравнения поступает информация о состоянии (исправности или неисправности) каналов системы, что позволяет с помощью блоков 6 и регистра однозначно фиксировать номер неисправного канала во всех каналах,системы. Функциональное назначение связей между вычислительными устройствами 1 состоит в обеспечении возможности восстановления сбившегося вычисли|теля с помощью информации из исправного канала и изменения структуры системы. Система работает следующим обрйзом. В исходном состоянии все контрольные регистры 9 установлены в нулевое состояние, а в регистры 7 номера канала записаны соответствую1дие коды. Все вычислительные устройства 1 и внешние устройства 2 работают параллельно и синхронно. Информация, выдаваемая вычислительными устройствами 1 (внешними устройствами 2) по информационным выходам, поступает на-мажоритарные элементы 4, после чего передается во внешние устройства 2 {вычислительные устройства 1) и сравнивается в блоках 5. При несравнении сигналы с блоков 5 со всех устройств 3 поступают на соответствующие блоки 6 анализа. Па выходеис блоков б, в соответствии с состоянием регистра 7 номера канала, формируется код номера отк.азавшего канала, причем во всех устройствах 3 формируется один и тот код,Код номера, отказавшего канала вычислительного устройства 1 (внешнего устройства 2), через элементы И 8 записывается в соответствующие разряды регистра 9. Причем записанный первым по времени код вычислительного устройства (Внешнего устройства) сигналом с соответствующе го элемента ИЛИ 10 блокирует запись кодов внешнего устройства (вычислительного устройства), запрещая прохождение сигналов с блоков 6 через соответствующие элементы И 8. Это позволяет определить первый по времейи блок системы, вьщавший искшкен ную информацию, что улучшает контро лепригодность системы. Сигналы с выходов элементов ИЛИ 10 сэбьединяются на элементе ИЛИ 11 и поступают на выход прерывания вычислительного устройства, сигнализи руя о наличии в системе несравнения По этому сигналу вычислительное устройство 1 запрашивает регистр 9 и по контрольному выводу считывает его содержимое. Это позволяет в самой системе иметь оперативную информацию о ее состоянии, а значит принимать меры для восстановления отказавшего блока системы и изменят структуру системы через связи между вычислительными устройствами. После считывания устройства 3 устанавлива ются в исходное состояние. Использование трехканальной резервированной вычислительной системы с устройством для диагностического контроля позволяет производить конт роль исправности вычислительных уст ройств и внешних устройств, фиксиро вать результаты контроля в контрольном регистре, разделять отказы вычи лительных устройств и внешних уст- . ройств, оповещать вычислительное устройство при возникновении отказа Эти новые технические возмо5кности системы обеспечиваются введением ко рольного регистра с обратными связями и выходом прерывания. Кроме того, поканальное разделени устройств контроля повышает надежность сйстегфа и улучшает ее контроле пригодность. Формула изобретения 1. Трехканальная резервированная вычислительная система, содержащая в каждом канале внешнее устройство и вычислительное устройство, обменный вход которого соединен с обменным выходом вычислительного устройст ва предыдущего канала, отличаю щ а я с я тем, что, с. целью повьлдения надёжности и контролепригодности системы, она содерхшт в каждом канале устройство для диагностического контроля, первые три информационных входа которого соединены с ннфopмaциoнны tи выходами всех вычислительных устройств,, остальные три информационных входа - с выходами внешних устройств, первый и второй выходы - с информационными входггми вычислительного устройства и внешнего устройства соответственно, выход прерывания - со входом прерывания вычислительного устройства, а выход для последовательной передачи информации - с контрольным выходом вычислительного устройства, причем каждое устройство для диагностического контроля соединено с последующим через первый и второй двунаправленные выводы связи. 2. Система поп.1, отличающая с я г тем, что устройство для диагностического контроля состоит из двух блоков сравнения, двух мажоритарных элементов, четырех блоков анализа, регистра номера канала, четырех элементов И, трех элементов ИЛИ и контрольного регистра, выходы первого и второго разрядов которого соединены через первый элемент ИЛИ с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого разрядов через второй элемент ИЛИ - со вторьтми входами третьего элемента ИЛИ и первого и второго элементов И, входы всех разрядов - с выходами соответствующего элемента И, а последовательный вывод - с, выводом для последовательной передачи информации устройства, выход прерывания которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а информационные входы и выходы - со входами и выхода /Iи первого и второго мажоритарных элементов, выходы которых соединены с первыми входг1ми первого и второго элементов сравнения соответственно, вторые-входы которых соединены с соответствующими входами соответствующих мажоритарных элементов, а выходы - с соответствующими входами первого, второго, третьего и четвертого блоков анализа соответственно, подключенныьш к первым и вторым выводам связи устройства соответственно, выходы блоков анализа связаны с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И соответственно, а управл5пощие входы с выходом регистра номера канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 478460, кл. G 06 F 11/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 457990, кл. С. Об F 11/00, 1968 (прототип).