Мажоритарно-резервированное устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИК О А ЕНИЯ ЗОБ ИСА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1, Авторское свидетельство СССМ 478310, кл, 506 Г 11/18, 1973,2, Авторское свидетельство СССР% 315180, кл. 606 Г 11/18, 1970. 3, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2950708/24,кл. Н 05 К 10/00, 1979 (прототип),(54) (57) 1, МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕР ,ВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержа 5 К 10/00; 606 Р 11 шее резервируемые блоки, подключенные выходами к первым входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами вто рого сумматора единиц и с, выходами индикаторов отказов, выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входами двоичного сумматора, инверсный выход знакового разряда которого является выходом устройства, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, выход устройства попключе н к вторым входам индикаторов отказов, Я входы синхронизации которых соединены с шиной синхронизации. О)10326002, Устройство по п, 1, о т л и ч а - и счетный вход счетчика подключены к ю ш е е с я тем, что каждый из инди- входу синхронизации индикатора, а,инКаторов отказов содержит элемент срав- версный выход соединен с входами сбро нения, первый и второй входы которого са счетчика и триггера отказа, устаноподключены соответственно к первому вочный вход которого подключен к выхои второму входам индикатора отказов, а ду старшего разряда счетчикаа выход соединен с динамическим входом инверсный вы код - к выходу инди- Л.-триггера, вход синхронизации которого катора.Изобретение отнобится к вычислительной технике и может быть использованодля построения систем с высокими показателями живучести,Известно резервированное устройство,содержащее резервируемые блоки, подключенные к мажоритарному элементу, к индикаторам отказов и блоку перестройкиструктуры, каждый резервируемый блоксодержит элементы И, одноканальный имногоканальный счетчики, элементыконтроля, элементы анализа нулевого,состояния и регистр 1 ),Недостаток устройства - сложностьндикаторов отказов,Известно также резервированное уст-ройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные к входам мажоритарного элемента и индикаторов отказов, элементы ИЛИ, входы которых соединеныс выходами индикаторов отказов, а выходы - с соответствующими входамиреверсивного счетчика, который черездешифратор и весовые датчики подключенк входам мажоритарного элемента 23,3Недостаток устройства - большие аппаратурные затраты на блоки контроля, когда требуется разделить сбои и отказы.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является мажоритарно-реэервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, подключенные выходами к входам индикаторов отказов и элементов И, выходы которых соединены с входами первого сумматора единиц, а вторые входы - с входами второго сумматора единиц и с выходами ин дикаторов отказов, выходы первого сум,:матора единиц и инверсные выходы вто;рого сумматора единиц соединены соответственно с первыми и вторыми входами , двоичного сумматора, инверсный вход знакового разряда которого является выходом устройства 1 Э .Недостатком известного устройстваявляется сложность индикаторов отказови большие затраты оборудования на егореализацию пропорциональные сложностирезервируемых блоков,Бель изобретения - сокращение аппаратурных затрат,10Поставленная цель достигается тем,что в мажоритарно-резервированном устройстве, содержащем резервируемые блоки, подключенные выходами к первым 15 входам индикаторов отказов и элементовИ,выходы которых соединены с входамипервого сумматора единиц, а вторыевходы - с входами второго сумматораединиц и с выходами индикаторов отакзов, 20 выходы первого сумматора единиц и инверсные выходы второго сумматора единиц соединены соответственно с первымии вторыми входами двоичного сумматора,инверсный выход знакового разряда ю торого является выходом устройства, :выход устройства подзлючен к вторымвходам инРчкаторов отказов, входы синхронизации которых соединены с шинойсинхронизации.3(Каждый иэ индикаторов отказов содержит элемент сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам индйкатора отказов, а выход соединен с информационным входом .О -триггера, вход синхронизации которого и счетный вход счетчика подключены к входу синхронизации индикатора, а. инверсный выход соединен с входами сброса счетчика и тригге ра отказа, установочный вход которого подключен к выходу старшего разряда счетчика, а инверсный выход - к выходу индикатора.3 1032На фиг, 1 приведена бпок-схема устройства дпя конкретного спучая пятикрвзъного резервирования; на фиг. 2 - схемаиндикатора отказов,Устройство содержит резервируемыеблоки 15, индикаторы 6-10 отказов,элементы И 11-15, первый 16 и второй17 сумматоры единиц, двоичный сумматор 18, шину 19 синхронизации, первые20, вторые 21 входы индикаторов, входы 22 синхронизации индикатора, эпемент 23 сравнения, Э -триггер 24,счетчик 25, триггер 26 отказа и выходы 27 индикаторов отказов,Устройство работает следующим образом,Резервируемые блоки 1-5 формируютвыходные сигналы, которые через эпементы И 11-15 при налички сигналов разрешения с выходов соответствующих индика торов 6-10 отказов поступают на входысумматора 16. Сигнап разрешения формируется на выходе индикатора отказа приисправности подкпюченного к нему резервируемого блока. Сумматор 16 формирует 25двоичный код числа единиц, поступающихс выходов элементов И 11-15. Выходнойкод сумматора 16 поступает на входпервого слагаемого сумматора 18 с монтажным сдвигом на один разряд в сторо- З 0иу старших разрядов, что соответствуетудвоению выходного кода сумматора 16.На инверсных выходах сумматора 17формируется обратный код числа единициа выходах индикаторов 6-10, который35соответствует чиспу исправных резервируемых блоков, На сумматоре 18 выпмняется впгебрвическое сложение двоичныхкодов, поступающих с сумматоров 16и 17.40Код, формируемый сумматором 17,является кодом порога срабатывания устройства.,Ппя спучая пятикратного резервирования при всех исправных резервируемыхбпоках порог срабатывания равен 5. Порог 45срабатывания убывает по мере выхода изстроя резервируемых блоков. Так, придвух отказавших блоках порог равен 3,Код, поступающий с выхода сумматорй 16, является кодом удвоенной суммы единичных сигналов нв выходах элементов И. Пля случая пятикратного резервирования при отсутствии нулевых сигналов запрета от индикаторов отказов этот код может принимать значение от 10 (на 55 выходах всех резервируемых бпоков единичные сигналы) до 0 (на выходах всех резервируемых блоков нулевые сигнвлц). 600 аПо мере выхода из строя резервируемых блоков сумма, формируемая сумматорсм 16, уменьшается зв счет того, что по нулевому сигнвпу с выхода индикатора отказа нв выходе соответствующего эпемента И фиксируется нулевой потенцивп независимо от значения выходного сигнала отказавшего резервируемого блока, Твк, при двух отказавших блоках код на выходе сумматора 16 не превышает 6.Нв сумматоре 18 выполняется сравнение (вычитание) кодов порога и удвоенной суммы единичных сигнапов на выходах исправных резервируемых бпоков (на выходах элементов И), При напичии на выходах большинства исправных резервируемых блоков нупевых сигналов реэупьтат сравнения меньше ипи равен О, а значение знакового разряда сумматора 18 равно 1,При наличии на выходах бопьшинства исправных резервируемых бпоков единичных сигнвпов реэупьтат сравнения больше нуля, а значение знакового разряда сумматора 18 равно О, В обоих случаях ин,версное значение знакового разряда сумматора 18 является кодом бопьшинства сигнвпов резервируемых блоков.Таким образом, устройство реапизует мажоритарную функцию "6 иэ 10" над кодом, поступающим на входы первого слагаемого сумматора 18, что соответствует мажоритарной функции "3 нэ 5 над сигнапами резервируемых бпоков,По мере отказов резервируемых бповов, что фиксируется соответствующими индикаторами отказов, снижается порог срабатывания устройства (уменьшается код, формируемый сумматором 17), а отказавшие блоки выводятся иэ конфигурации (по нупевому сигналу с выхода ин)диквтора отказов соответствующий эпемент И формирует нулевой сигнвп на входе сумматора 16)Индикатор отказов работает следующим образом.Эпемент 23 сравнения сравнивает значения сигналов, поступающих нв вход 20 с выхода резервируемых бпоков, и на вход 21 - с выхода устройства, т.е, выполняет сравнение значений выходного сигнвпа резервируемого блока и сигнала мажора, Несрввнение этих значений свидетельствует о неисправности данного резервируемого блока, В таком спучйе по сигналу синхронизации с вхола 22 Э-триггер 24 устанавливается в нулеСоставитель,В, МакТехред А,Бабинеп оврректор Л Вокшан ктор Н, Сташиш аж 845 Подписное венного комитета СССР бретений и открытий ЖРаушская наб., д. Зака ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ил вое состояние, а на его инверсном выходе присутствует единичный сигнал.Зтим сигналом сбрасывается. счетчик 25и: триггер 26 отказа (на его инверсномвыходе - нулевой сигнал). Резервируемый блок, подключенный к данному индикатору отказа, выводится из конфигурации, а порог срабатывания снижается наединицу,Для возврата в конфигурацию резервйруемого блока необходимо, чтобы последай несколько раз подряд сформировална своем выходе сигнал, совпадающийсо значением кода большинства.Необходимое количество совпаденийопределяется разрядностью счетчика 25,зиачения которого модифицируются посигналам синхронизации с входа 22, Подостижении счетчиком 25 значения, прикотором старший разряд равен единице, 20сигнал с выхода старшего разряда уста 24/60 Тир ВНИИПИ Государс по делам из 113035, Мосива, навпивает триггер 26 отказа в нуль. Наинверсном выходе триггера.26 - единичный сигнал, По единичному сигналу навыходе 27 индикатора отказа подключенный к нему резервируемый блок вводитсяв конфигурацию, а порог срабатыванияустройства увеличивается на единицу.Сигнал синхронизации на шине 19сопровождает каждую модификацию состояния резервируемых блоков и для повышения помехоустойчивости задержан относительно момента модификации на время,достаточное для срабатывания элементовИ 11-15, сумматоров 16 и 17 и сумматора 18,В предлагаемом устройстве затратына реализацию индикаторов отказов сушественно меньше, чем в известных устройствах, Причем уменьшение аппаратурных затрат тем существеннее, чем сложнее структура резервируемых блоков,