Резервированное устройство с перестраиваемой структурой Советский патент 1983 года по МПК H05K10/00 

(St) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ

1 - . . :

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении системп6вышенной надежности и производительности.

Известно резервированное устрой- ство с перестраиваемой структурой содержащее резервируемые блоки, соединенные с конфигуратором и подключенные к блоку управления конфигуратором, позволяющее осуществлять любые соединения резервируемых блоков соседних ярусов устройства Cl 1

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности исправления ошибок без изменения соединений в устройстве и сложность реализации конфигуратора и блока управления..

Известно устройство с перестраиваемой структурой, -содержащее три мажоритарных блока, входы которых соединены с выходами трех резервируемых блоков и дешисЬоатора, входы коСТРУКТУРОЙ

торого соединены с выходом регистра Г2. .|:

Основным недостатком известного устройства является невозможность осуществления параллельной работы двух резервируемых блоков совместно и одного блока независимо, что не позволяет при использовании такого устройства в системах обработки ин,Q формации реализовать режим повышенной производительности системы-С сохранением высокой надехсности решения более важных задач. Недостатком известного устройства является тзкже

J5 и относительная сложность мажоритарного блока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является рет зервированное устройство с перестраи20 ваемой структурой,содержащее три мажоритарных блока, подключенных к трем резервируемым блокам и дешифратору, входы которого соединены с выходами регистра. В данном устройстве реали-: : зована возможность параллельной рабо ты двух резервируемых блоков совмест но и одного блока независимо - режим повышенной производительности системы 3 i Основным недостатком данного устройства является низкая надежность вследствие наличия общего для трех каналов регистра и дешифратора. 0тказ регистра или дешифратора приводи к отказу всей системы, в которой может быть использовано данное трехканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой. Недостатком Дг-анного устройства является также невозможность проведения рекон фигурации структуры в замкнутом контуре с помощью канальных резервируемых блоков, т.е. нет автономности работы несинхронного резервированного устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства и обеспечение возможности проведения реконфигураци структуры несинхронно работающих резервируемых вычислительных блоков. Указанная цель достигается тем, что резервированное устройство с перестраиваемой структурой содержит три резервируемых вычислительных бло ка, три синхронных формирователя меток времени, причем выход первого формирователя меток соединен с входо первого резервируемого блока, выход второго формирователя .меток соединен с входом второго резервируемого вычислительного блока, выход третьего формирователя меток соединен с входом третьего резервируемого вычислительного блока, выход первого резервируемого вычислительного блока соединен с входом первого регистра реконфигурации, с четвертым входом первого мажоритарного блока, с десятым входом второго мажоритарного блока, с восьмым входом третье с мажоритарного блока, выход второго резервируемого вычислительного блока соединен с входом второго регистра реконфигурации, -с восьмым входом пер вого мажоритарного блока, с четвертым входом второго мажоритарного бло ка, с десятым входом третьего мажоритарного блока, выход третьего резервируемого вычислительного блока соединен с входом третьего регистра реконфигурации, с десятым входом первого мажоритарного блока, с восьмым входом второго мажоритарного лока, с четвёртым входом третьего ажоритарного блока. Предлагаемое устройство не теряет работоспособности при одной возможой неисправности (, теряет работоспособность только один из каналов ). На фиг,1 представлена функциональная блок-схема резервированного уст.ройства с перестраиваемой структурой; на фиг,2 - конкретный вариант блоксхемы формирователя меток; на фиг.З несколько циклов работы устройства. Устройство содержит мажоритарные локи 1-3, резервируемые блоки 4 6 дешифраторы 7 9, первые и вторые регистры 10, 11 и 12. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы первого деифратора 7 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, пятым, естым, седьмым, девятым, десятым , одиннадцатым входами первого мажо-ритарного блока 1. Первый выход второго дешифратора 8 соединен с первым входом второго мажоритарного блока 2,второй - с одиннадцатым, третий с шестым, четвертый - с вторым, пятый - с девятым, шестой - с седьмым, седьмой - с третьим, восьмой - с пятым входами второго мажоритарного блока 2. Первый выход третьего дешифратора 9 соединен с первым входом третьего мажоритарного блока 3, второй - с пятым, третий - с девятым, четвертый - с одиннадцатым, пятый с вторым, шестой - с седьмым, седьмой - с шестым, восьмой - с третьим входами третьего мажоритарного блока 3.Входы дешифраторов 7-9 соединены с выходами регистров 10-12, вход первого регистра 10 реконфигурации соединен с выходом резервируемого блока 4, четвертым входом первого, десятым входом второго, восьмым входом третьего мажоритарных блоков. Вход второго регистра 11 реконфигурации соединен с выходом резервируемого блока 5, восьмым входом первого, четвертым входом второго и десятым входом третьего мажоритарных блоков. . Вход третьего регистра реконфигурации 12 соединен с выходом резервируемого блока 6, десятым входом первого, восьмым входом второго и четвертым входом третьего махюритарных блоков. Вход резервируемого блока k соединен с выходом формирователя 13 синхронных меток и первыми входами формирователей 1 и 15 синхронных меток.

вход резервируемого блока 5 соединен с вы:(одом формирователя 1t и вторыми входами формирователей 13 и 15, вход резервируемого блока 6 соединен с выходом формирователя 15 меток, первым входом формирователя 13 меток и вторым входом формирователя 14 меток

Структура мажоритарных блоков 2 и 3 аналогична структуре мажоритарного блока 1.

Формирователь 13 U и 15) на фиг. 2 содержит счетчик 16 и ма;хоритарный элемент 17, причем первый и третий вход мажоритарного элемента 17 соединены с выходами счетчиков второго и третьего формирователей меток соответственно, второй вход соединен с выходом счетчика, вход обнуления счетчика соединен с выходом мажоритарного элемента 17, счетный вход счетчика соединен с выходом элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 19, вход которого соединен с выходом счетчика 1б.

На фиг.З цифрами 1,2 и 3 обозначены сигналы на выходах соответствующих формирователей 13, 1 и 15 меток

Устройство работает следующим образом.

На вход элемента И 18 поступает синхронная во всех каналах частота, которая проходит на счетный вход счетчика. После заполнения последнего разряда счетчика на выходе счетчика появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход мажоритарного элемента 17 и через элемент НЕ 19 на вход элемента И 18, где запрещает прохождение счетных импульсов на вход счетчика. В таком состоянии счетчик находится до того момента времени, пока один из двух других счетчиков не встанет в такое же состояние, после чего все три счетьмка обнуляются и начинается синхронная работа. Появление неисправности в любом из счетчиков не нарушает работоспособности устройства.

Мажоритарные блоки 1 - 3 с помощью принадлежащих им регистров обеспечивают следующие режимы работы резервированного устройства с пе,рестраиваемой структурой:

возбуждены первые выходы дешифраторов 10 - 12:У1 Х1, ,

возбуждены вторые выходы: ,

возбуждены третьи выходы: , У2 Х2хХЗ, УЗ Х2хХЗ;

возбуждены четвертые выходы: , ,

возбуждены пятые выходы: У1 Х1хХ2, У2 Х1хХ2,

возбуждены шестые выходы: У1 Х1хХ2 Х1хХЗ Х2хХЗ, У2 Х1хХ2 Х1хХЗ Х2хХЗ, УЗ Х1хХ2-Х1хХЗ Х2хХЗ; возбуждены седьмые выходы: У1 Х1хХЗ, , УЗ Х1хХЗ;

возбуждены восьмые выходы: , , , где XI, Х2, ХЗ - выходные сигналы резервируемых вычисли 5 тельных блоков i - 6;У1, У2, УЗ - выходные сигналы ма : оритарных блоков 1-3.

Любая из приведенных выше конфигураций мажоритарных блоков уста0 навлисается управляющими командами, выдаваемыми резервируемыми вычислительными блоками в регистры реконфигурации.

I. 5 Резервированные вычислительные блоки - 6 работают как по синхронным, так и по несинхронным программам. В синхронном ре ;;име реконфигурация структуры осуществляется также одновременно. При переходе в несинхронный (режим повышенной производительности устройства, два канала синхронно, один несинхронно или все три канала несинхронно ) резервированные вычислительные блоки теряют возможность проведения одновременной реконфигурации, так как они выполняют разные программы. Проведение реконфигурации по несинхронным программам приведет к искажению информации на в 1ходах мажоритарных блоков. Для предотвращения сбойных ситуаций и проведения реконфигурац.ии устройства при несинхронной работе резервируемых вычислительных блоков и перехода с несинхронного на синхронный режим работы используются формирователи меток. Формирователи 13 15 имеют между собой двусторонние связи, с помощью которых они синхронизируются между собой так,что на выходах всех формирователей 1315 формируются синхронные метки вре мени,с помощью которых блоки -6 выравнивают свои программы, переходят на синхронный режим работы, прободят реконфигурацию устройства, если этого , требуют условия работы, далее продолжают выполнять прерванные или но99 (Вые программы как синхронно, так и несинхронно, в зависимости от требуемого режима работы. Использование предлагаемого устройства в трехканальных, системах обработки информации обеспечивает по сравнению с известными повышение надежности системы с сохранением возможности осуществления режимов повышенной производительности (два канал решают одну задачу, а третий незави симую от них другую или три канала решают отдельные независимые задачи), при этом одна возможная неисправность приводит к появлению неисправности только в одном канале, остальные два канала работоспособности не теряют. Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечивается автономный режим работы несинхронных резервиру емых блоков, реконфигурация устройства производится резервируемыми вычислительными блоками с использованием сигналов формирователей меток без привлечения неканальных устройств. Формула изобретения Резервированное устройство с пер страиваемой структурой, содер ха1цее три мажоритарных блока, три резервируемых блока и первый дешифратор, входы которого соединены с выходом первого регистра, а первый, втооой. третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы соединены соответственно с первым, вторым, ..третьим, пятым, шестым, седьмым, девятым, десятым и одиннадцатым входами первого мажоритарного блока выход первого резервируемого блока соединен с четвертым входом первого десятым входом второго, восьмым вхо дом третьего мажоритарных блоков, выход второго резервируемого блока , соединен с восьмым входом первого четвертым входом второго, десятым входом третьего мажоритарных блоков 8 выход третьего резервируемого блока соединен с десятым входом первого, восьмым входом второго, четвертым входом третьего мажоритарных блоков, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения автономности функционирования устройства, в него введены три формирователя синхронных меток, два регистра и второй и третий дешифратЬры, входы которых соединены с выходами соответствующих вторых регистров, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы второго дешифратора соединены соответственно с первым, одиннадцатым, шестым, вторым, девятым, седьмым, третьим и пятым входами второго мажоритарного блока, первый второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы третьего дешифратора соединены соот.ветственно с первым, пятым, девятым,одиннадцатым, вторым, седьмым, шестым и третьим входами третьего мажоритарного блока, входы первого и вторых регистров соединены с выходами i соответствующих резервируемых блоков, вход первого резервируемого блока соединен с выходом первого и первыми выходами второго и третьего формирователей синхронных меток, вход второго резервируемого блока соединен с выходом второго и вторыми входами первого и третьего формирователей синхронных меток, вход третьего резервируемого блока соединен с выходом третьего, первым входом первого и вторым входом второго формирователей синхронных меток. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бэйцер Б. Архитектура вычис- . .литёльных комплексов. М., Мир, Т.2, 197, с.390, рис.12. 2.Авторское свидетельство СССР № ,.кл. G Об F 11/00, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 595887, кл. Н 05 К 10/00, 1971 (прототип).

J.г,

0Г

т., -

ч. 1 . I

F

L

QrCh

Ч-Д-г-тЗ

ДИПХНЕ

1.. .У...1

,1 . г I

I...