Мажоритарное устройство

(НИ Я РЕ 19и В.И.Бакумен(5 (5 гаоааеаами вЫМе ииОЛИСАНИЕ ИЗОБН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54)(57) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее в каждом из трех каналов резервируемый блок и реверсивный счетчик, выходы информационных . разрядов которого через первый элемент.ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И,. второй вход которого соединен с выходом знако.вого разряда счетчика, а выход - с щ Н 03 К 19/23 у Н 05 К 10 0 06 У 11 18 соответствук щим входом восстанавливающего блока, о т л и ч а ющ е е с ятем, что, с целью по"вьваения надежности устройства, . оно содержит в каждом канале вто; рой элемент ИЛИ, элемент задержки . элемент НЕ и второй и третий элементы И, первые входа которых сое-, динены с выходом соответствующего резервируемого блока, выход второго элемента И через элемент задержкн соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с суммирующим входом счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом восстанавливающего блока,.с втоуаам входом второго элемента И через элементНЕ - с вторым входом .третьего элемента И.ФИзобретение относится к автомати-; ке и вычислительной техникф и может быть использовано при.построении цифровых устройств различного назначения при повышенных требованиях к их надежности.Известно адаптивное мажоритарное устройство, содержащее блоки контроф ля, входы которых соединены с выходами резервируемых блоков, соответствующими информационными входами и выходом восстанавливающего блока, и блоки адаптации, выходы которых .соединены с соответствующими управляющими входами восстанавливающего блока, а входы - с одноименными выходами блоков контроля. 11).Недостатком этого устройства является то, что оно становится неработоспособным, если выходные сигналы резервируемых блоков не- . синхронизированы между собой.Известно также устройство для мажоритарного выбора сигналов, содержащее источники входных сигналов, подключенные через элемент ИЛИ-НЕ и элемент задержки к выходным блокам, в состав которых входят триггеры и элементы И 2.Недостатком такого устройства является то, что оно не допускает сбоев в работе лишь при равенстве значений длительности входных сигналов значению постоянной времени элемента задеркки. Наиболее близким по техническойсущности,к изобретению является мажоритарнре устройство , содержащее три реверсивных счетчика, выходы информационных разрядов каждого из которых через соответствующий элемент ИЛИ соединены спервыми входами соответствующегоэлемента И, другой вход которогосоединен с выходом знакового разрядаданного счетчика, выходы элементовИ соединены с соответствующими входами восстанавливающего блока, выходкоторого соединен с вычитающимнвходами реверсивных.счетчиков 3).Недостатком известного устрой,ства является низкая надежность,обусловленная сбоями в работереверсивных счетчиков в случае одновременного поступления импульсовна суммирующий и вычитающий входы,Такой случай возможен тогда, когда время задержки сигнала иа эле.ментах устройства совпадает с -временем рассинхронизации соседних каналов,Цель изобретения - повышениенадежности Функционирования устройства за счет исключения одно"временного поступления импульсовна суммирующий и вычитающий входылюбого из.трех ханаанов. Укаэанная цель достигается темчто в каждый канал мажоритарногоустройства, содержащий резервированный блок, реверсивный счЕтчик,выходы информационных разрядовкоторого через первый элементИЛИсоединены с первым входом первого элемента И, другой входкоторого. соединен с выходом знакового разряда счетчика, а выход 10 с соответствующим входом восстанавливающего блока, введенывторой элемент ИЛИ, элемент задержки, элемент НЕ и второй и третийэлементы И, первые входы которыхсоединены с выходом соответствующего резервируемого блока, выходвторого элемента И через элементзадержки соединен с первым юсодомвторого элемента ИЛИ, другой входкоторого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с суммирующимвходом реверсивного счетчика,вычитающий вход которого соединенс выходом восстанавливающего блока,с вторым входомвторого элемента Ии через элемент НЕ - с вторим входом третьего элемента И.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого мажоритарного устЗ ройства,Мажоритарное устройство содержит резервируемые блоки 1, вторыеэлементы И 2, элементы 3 задержки, элементы НЕ 4, третьи элементы35 И 5, вторые элементы ИЛИ 6, реверсив"ные счетчики 7, первые элементыИЛИ 8, первые элементы И 9,восстанавливающий блок 10.Принцип работы устройства в ис 40правтгом состоянии заключается в том,что за определенное время при синхронной работе резервируемых блоковна выход устройства проходит число импульсов, равное числу поступивших от блоков, а. в зависимости отвариантов рассинхронизации каналовустройства - число импульсов, равное числу, поступивших от резервируемых блоков двух из трех каналовустройства, или среднее из трех50 число импульсов. Таким образом,устройство мажоритирует выходныесигналы резервируемых блоков.Устройство работает следующимобразом,Ы Если исходное состояние реверсивных счетчиков 7 нулевое, а взнаковых разрядах - единицы,соответствующие положительнымчислам, то при одновременном60 поступлении с .резервируемых блоков. 1 импульсах сигналов они черезсоединенные последовательно элементы И 5 и элементы ИЛИ 6 поступаютна суммирующие входы счетчиков 76 соответствующих каналов и во всех1019636 счетчиках записывается положнтель;ное число +1, на выходе всех:,элементов И 9 появляются разрешающие уровни к появляется сигнална выходе восстанавливающего блока10 Этот сигнал. поступает. на выход 5мажоритарного устройства и на вычитающие, входы всех счетчиков 7,устанавливац кх в исходное состояние. При этом количество импульсов,прошедших на выход устройства, рав- щняется количеству импульсов, поступивших от резервируемых блоков 1.возможные случаи несинхроннойработы резервируемых блоков 1 могутбыть рассмотрены в.трех ваРиантах:первый вариант - вйходные скгналйрезервируемых блоков 1 .двух каналовсинхронизированы, а выходной сигналрезервируемого блока Х третьего канала расскнхронизирован по отноше-,.:нию к ним, при этом время рассинх ф,рониэации может бытьбольше нлк меньше периода еледования кмпульсоввторой вариант-, вйходеые сигналырезервируеаис. блоков 1 всех трехканалов рассинхронкэированы на 25,величину, йе преввэающую периодаследования импульсов;третий вариант-выходные сигналы реэервируемых блоков 1 всех .трех каналов,содержащиеравные количества импульсов, расскнх ронизированы на величину,превышающуюнесколько периодов следования импульсов. При первом варианте рассинхрони-" зации каналов устрсйство работает следующим.образом.Импульсы свыходов резервируе: вих блоков 1, работающих синхронно, . поступают через соединенные после довательно элементы И 5 и элементы ИЛИ б на суммирующие входы счет-, чиков 7 к в. счетчиках 7 записывается положительное число. +1,открываются элементы И 9. к появляетя сигйал на выходе восстанавливающего блока10 . Этот сигнал поступит на выход мажоритарного устройства и на вычктающие входы всех счетчиков 7, . устанавливая два из них в нулевое состояние, а водном запишется отрицательное число -1. Если время рассинхронизацик каналов не превышает одного периода следования. импульсов, то импульс,ноявившийся на выходе 55 рассинхрониэированиого резервируемого блока 1, пройдет на суммирующийвход счетчика 7 через элементыИ 5 и ИЛИ 6 и установит .его в нулевое состояние до момента появления следующих импульсов на выходах синхронизированных реэервируеьих блоков. В случае совпадения момента .появления импульса на выходе,Фассинхронизкрованного резервируемого бло- у 4ка 1 с моментом появления импульса на выходе устройства импульс, устанавливаю - . щий счетчик 7 рассинхроннзированного канала в нулевое состояние, поступит на его суммирующий вход через . соединенные последовательно элемен-; ты И 2, элементы 3 задержки и элементы ИЛИ б.При этом, если время задержки на, элементе 3 будет равно времени . рассинхронизации каналов, то счетчик 7 рассинхронизированного канала будет все равно установлен в нулевое состояние задержанным импульсом, поскольку импульс на его. вьиитающий вход поступит с задерж- . кой на время распространения, сигнала через счетчик 7, элемент ЙЛИ 8 и :восстанавливающий блок 10. Указанное время задержки прещиаает время переключения счетчика 7 из состояния -1 в нулевое.Если,время рассинхронизацки каналов превышает один период следования импульсов, устройство работаетаналогично рассмотренному случаю. Но при этом к моменту появления первого импульса на выходе резервируемого блока 1 расскнхрониэированного канала в счетчике 7 этого бу" дет записано число меньше -1,Поскольку с выходов резервируе- ьих блоков 1 всех трех каналов коступает на один цикл работы одинаковое количество: импульсов, то ,по окончанию цикла работы устройства все счетчики устанавлиВаются :в исходное состояние.Прй первом варианте рассинхронизацик каналов количество импульсов, прошедших на выход устройства. за определенное время, равняется ,количеству импульсов, поступкашцсс выходоврезервируемых блоков, Работающих синхронно.При втором варианте расскнхронизации каналов устрОйство работает следующим образом.Импульс, появившийся на выходе резервируемого блока 1 первым, пройдет через элементы И 5 и ЙЛИ 6 и запишется в соответствующий. .счетчик 7, но на выход устройства он пройдет только после того, как появится импульс на выходе резервируемого блока 1 другого канала.После этого выходной сигнал устрой:ства, появившийся на выходе восс-танавливающего блока 10, поступит на вычитающие входы реверсивныхсчетчиков 7 всех трек каналов и установит два из них в нулевое .состояние, а в одном запишется отри цательное число -1 Если в момент поступления сигнала на вычитающневходы счетчиков 7 на выходе одного. .или нескольких резервируемых блоков1 щоявятся сигналы, то они пройдут1019636 10 Составитель В.МаксимовРедаКтор В,Лазаренко Техред С,Мигунова . Корректор,М,Демчикеме ттттттттттейт тт тттттеетттттете Заказ 3726/53Тираж 936 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Жт 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП 1 Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 на суммирующие входы счетчиков 7 через последовательно включенные элементы И 2, элементы 3 задержки и элементы ИЛИ б, Время задержки . сигналов на элементах 3 задержки выбирается большим длительности 5 сигналов от резервируемых блоков 1, После появления импульса на выходе резервируемого блока третьего канала реверсивный счетчик 7 этого канала установится также в нулевое состояние, но выходное состояние устройства не изменится.. Если в момент появления сигнала на выходе устройства появляется импульс на выходе резервируемого 15 блока третьего канала, то этот импульс проходит на суммирующий вход счетчика 7 с задержкой на элементе 3. Если время задержки на элементе 3 при этом будет равно 20 времени рассинхронизации резервируемого блока третьего канала с резервируемым блоком 1, выходной сигнал которого вызывает появление сигнала на выходе устройства, реаерсивный счетчик 7 третьего канала (как указывалось выше) все равно будет установлен в нулевое состояние.При втором варианте рассинхрониэации каналов количество импульсов, прошедших на выход устройства за определенное время, равняется количеству импульсов, поступивших с выходов двух иэ трех резервируемых блоков устройства.При третьем варианте рассинхрони- З 5 зации каналов устройство работает следующим образом.Если импульсы на выходе резервируемЫх бло .ов 1 появляются последовательно. соответственно в первом, 40 втором и третьем каналах, то к моменту появления импульсов на выходе резервируемого блока 1 второго канала в счетчике 7 первого канала будет записано число + 1. Импуль-. 45 сы с выхода резервируемого блока 1второгО канаЛа- прохсдят на выход устройства и на вычитающие входы счетчиков 7 всех трех каналов. К моменту появления импульсов на выходе резервируемого блока 1 третьего канала в счетчике 7 первого канала будет записано число не менее+1, в счетчике 7 третьего каналачисло меньше -1,а счетчик 7 второгоканала будет находиться в исходномсостоянии.По окончании цикла работы устройства, определяемого максимальнымвременем работы резервируемыхблоков 1 счетчики 7 всех трехканалов установятся а исходноесостояние,При третьем варианте рассинхронизации каналов за определенное время с выходов резервируемых блоков 1поступит количество импульсов соответственно и , п , и ., При этомна выход устро 0 ств 2 проэйдет количест-.во импульсов п 2В предлагаемом мажоритарном уст"ройстве для задержки импульсов,поступающих с выхода устройства насуммирующие входы реверсивных счетчиков 7, могут быть использованылинии задержки типа ЛЗТ. Причем выбор конкретного типа линии задержки должен осуществляться из соображений превышения временем задержкизначении длительности импульсовот резервируемых блоков. Например,при длительности импульсоа с=Э,О мксв качестве элементов 3 задержки могут быть использованы линиизадержки ЛЭТ,0 - 1200 со значением времени задержки т;=4,0 мкс.Таким образом, а результатезадержки сигналов, поступающих насуммирующие входы счетчиков 7,относительно сигналов, поступакаихна их вычитающие входы, сбои в работесчетчиков исключаются 1 т.е.мажоритартное устройство работает надежно припроизвольной величине рассинхронизации сигналов от резервируемых блоков соседних каналов. Технико-зкономический эффект от использования изобретения заключается в том, что устройство позволяет резервировать аппаратуру, работа которой незасннхронизирована между собой, на входные, сигналы не наклат дывается никаких ограничений, что во многих случаях йозволяет упрост, тить резервируемые системы в целом.,