Адаптивное резервированное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 119) (11 06 Р 11/18 ТЕНИЯ 0 АНИЕ И ЕЛЬ ТВ ачев и электводствентво ССС1965.о СССР1971,о СССР1972 идетель 11/00,етельст 11/00,етельст 11/00,нт АН ви- нди ера оро- ыхоме ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОЬйГ СВИД(71) Научно-исследовательскротехнический институт Проиного объединения "ХЗМЗ"(прототип),(54)(57) 1. АДАПТИВНОЕ РЕЗЕРВИРОНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее резерруемые блоки, блоки контроля и икации, первые входы которых соеднены с выходом устройства, вторьвходы - с выходами соответствующирезервируемых блоков, а первые входы - с соответствующим входомвого элемента ИЛИ, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширния области применения устройствповышения его помехоустойчивостионо содержит второй элемент ИЛИдвоичный реверсивный счетчик и пговый элемент, при этом вторые вды блоков контроля и индикации сединены с входами порогового элета с весами "1" третьи выходы -соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вычитающим входом двоичного реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выходы двоичного реверсивного счетчика соединены с входа 1ми с весом И= 2 порогового элемента, выход которого соединен с выходом устройства.2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что каждый блок контроля и индикации содержит элемент НЕ, элемент задержки, два дифференцирующих элемента, элеме И, триггер, элемент индикации и элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого соединен с первым входом блока, второй вход через элемент задержки - с вторым входом блока и с первым входом элемента И, выход - с входом первого дифференцирующего элемента и через элемент НЕ - с входом второго диференцирующего элемента, выход которого соединен с нулевьи входом триггера и с третьим выходом блока, выход первого дифференцирующего элемента соединен с первьи выходом блока и с единичиьи входом триггера, единичный выход которого соединен с элементом индикации, а нулевой выход его - с вторым выходом элемента И, выход которого соединен с вторым выходом блока .1149Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и можетнайти применение в резервированныхсистемах управления, а также в адаптивных резервированных устройствах. 5Известно трехканальное резервированное устройство для мажоритарноговыбора, содержащее элементы совпадения, связанные с выходом устройствачерез элементы сборки 11,Известно резервированное устройство, содержащее индикаторы отказов,мажоритарный элемент, схемы ИЛИ,позволяющие независимо от характераотказов сохранить работоспособность 15с вероятностью 0,5 после отказадвух резервированных блоков в трехканальной системе 2 .Недостатком этих устройств являются ограниченные возможности, обуслов ленные тем,. что устройства не обнаруживают возникшие отказы и сбои.Наиболее близким по техническойсущности является адаптивное резервированное устройство, содержащее 25блоки адаптации, резервированныеблоки, восстанавливающий орган триггеров, элемент ИЛИ, элементы сравнения, сохраняющее работоспособностьдо (Я) отказавших блоков (М - число резервированных блоков) 3,Недостатком известного устройстваявляются ограниченные функциональныевозможности, обусловленные тем, чтоустройство не имеет разрешающейспособности на выявление отказови сбоев отказавшего канала и в случаесбоев не производит автоматическоговключения в работу этого канала после восстановления егоработоспособнос 40ти.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства и повышение его помехоустойчивости. 45Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее резервируемые блоки, блоки контроля и индикации, первые входы которых соединены с выходом устройства, вторые входы " с выходами соответствующих резервируемых блоков, а первые выходы - с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, дополнительно содержит второй элемент ИЛИ, двоичныйреверсивный счетчик и пороговый элемент, при этом вторые выходы блоковконтроля и индикации соединены со 264 входами порогового элемента с весами "1", третьи выходы - с соответствующими входами второго элементаИЛИ, выход которого соединен с вьгчитающим входом двоичного реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элементаИЛИ, выходы двоичного реверсивногосчетчика соединены со входами с ве 1-1сом Я; = 2 порогового элемента,выход которого соединен с выходомустройства,Кроме того, каждый блок контроляи индикации содержит элемент НЕ,элемент задержки, два дифференцирующих элемента, элемент И, триггер,элемент индикации и элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которогосоединен с первым входом блока, второй вход через элемент задержки -со вторым входом блока и с первымвходом элемента И, выход - со входом первого дифференцирующего элемента и через элемент НЕ - со входом второго дифференцирующего элемента, выход которого соединен снулевым входом триггера и с третьимвыходом блока, выход первого дифференцирующего элемента соединен спервым выходом блока и с единичнымвходом триггера, единичный выходкоторого соединен с элементом индикации, а нулевой выход его - со вторым выходом элемента И, выход которого соединен са вторым выходомблока.На чертеже приведена блок-схемаустройства.Устройство состоит из резервируемых блоков 1, блоков 2 контроля ииндикации, элементов ИЛИ 3 и 4, двоичного реверсивного счетчика 5,порогового элемента б и выхода 7.Каждый блок 2 состоит из элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8, элементаНЕ 9, элемента 10 задержки, элемента И 11, дифференцируюи 1 их элементов 12 и 13, триггера 14 и элемента15 индикации.Счетчик 5 представляет собой операционный элемент, обеспечивающийхранение слова информации и выполнение над ним микрооперации ечета.Иикрооперация счета состоит в изменении значения слова (состояния),Импульсы, поступающие на первыйвход счетчика, суммируются с содержимым счетчика (суммирующий вход),а импульсы, поступающие на второй1вход, вычитаются (вычитающий вход).Счетчик 5 может быть выполнен полюбой известной схеме 5 52= 36 о йгде И - число резервированных блоков,3 а - ближайшее к и большее целое число.ОВыходное слово образуется выходами старшего (2-1) разряда счетчика5. Значение младшего разряда двоичного реверсивного счетчика 5 в работеустройства не выводится и выходтриггера 14 младшего разряда счетчика со входом элемента 6 не соединяется. Остальные выходы счетчика 5соединены с соответствующими входамиэлемента 6, причем 1-й выход счетчика 5 соединен со входом элемента 6с весом И = 2(нумерация выводовв порядке возрастания веса разряда).Элемент 6 имеет К входов с весами"1", соединенных с соответствующимитретьими выходами блоков 2 и (2-1),о-гвход с весами 2 , 2 , 2 , соединенных с соответствующими выходами счетчика 5. Порог элемента определяетсяИ+ 1 30по формуле Т =2Для мажоритарных схем Й - нечетно.Устройство работает следующимобразом,При правильной работе сигналы свыходов блоков 1 поступают на вторыевходы блоков 2. В исходном состояниитриггер 14 находится в состоянии"О", на его нулевом выходе сигнал"1" и элемент И 11 открыт для прохождения сигнала со второго блокаблока 2. На первый вход блока 2 поступает сигнал с выхода элемента 6.При правильной работе блоков 1сигналы на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 равны между собой, наего выходе сигнал равен "О", триггер14 находится в состоянии "О", элемент И 11 открыт, элемент 15 показы".вает состояние триггера 14. 50При нарушении правильной работыодного из блоков 1 сигналы поступающие на первые и вторые входы блока12, не равны и на выходе элементаНЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 появляется сигнал 55Элемент 12 формирует импульс,соответствующий переднему фронту сиг.нала на выходе элемента НЕРАВНЧЗНАЧНОСТЬ 8, этот импульс поступает далее через элемент ИЛИ 3 на суммирующий вход счетчика 5, где производится подсчет числа отказов, и на единичный вход триггера 14, который переводится в состояние "1", на его нулевом выходе сигнал "О", элемент И 11 закрывается для прохожцения сигнала со второго входа блока 2. Элемент 10 предназначен для задержки сигнала, поступающего на вход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 со второго входа блока 12, на время, равное . задержке сигнала в элементе И 11 и элементе 6. Это необходимо для предотвращениягонок в схеме.При восстановлении работоспособности резервируемого канала сигнал на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 становится "О", на выходе элемента НЕ 9 - "1", и элемент 13 вьдает импульс через элемент ИЛИ 4 на вычитающий вход счетчика 5 и на нулевой вход триггера 14.Триггер 14 переводится в состояние "О" и элемент И 11 открывается для прохождения сигнала со второго входа блока 2, т.е. схема восстанавливает работоспособность блока.Элементы 12 и 13 реагируют на переходы О 1 и 1 -е-О и, следовательно, вьдают два импульса, со 6 тветствующие переднему и заднему фронту входного сигнала (соответственно положительной и отрицательной полярности), Однако рабочим является положительный импульс, поэтому отрицательный импульс не изменяет состояниятриггера 14 и двоичного реверсивного счетчика 5.С блоков 2 сигналы поступают на входы элемента б, значение сигналов на выходах счетчика 5 равны нулю.Допустим отказал-й резервируемый блок 1. Соответствующий блок 2 закроет путь прохождению сигнала из неисправного блока 1 на вход элемента,. 6 и вьдаст сигнал на элемент ИЛИ 3, в счетчик 5. Значение сигналов на его .выходах равно нулю. При каждом последующем отказе соответствующие блоки 2 будут отключать неисправный блок 1 и "посыпать" сигнал через элемент ИЛИ 3 на суммирующий вход двоичного реверсивного счетчика 5, который будет считать количеЗаказ 1895/35 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ство отказов и выдавать соответствующий код на входы элемента 6.Изменение сигналов на выходе счетчика 5 изменяется на единицу при поступлении четного (по счету) 5 импульса. Например, при числе отказов 2 - двоичный код 00,01, 3 - 0001, 4 - 0010 и так далее.В соответствии со значениями сигналов на выходах счетчика 5 будет изменяться и порог срабатывания порогового элемента 6. Если произошло восстановление ра ботоспособности блока 1 (в результате его замены или из-за сбоя) соответствующий блок 2 включит его в работу и выдаст сигнал через элемент ИЛИ 4 на вычитающий вход счетчика 5, кото рый уменьшит хранящийся в нем двоичный код на единицу и соответственноувеличит порог срабатывания элемента 6.Таким образом, схемно-конструкторский анализ предлагаемого устройства,показывает, что выполнение блоковконтроля и индикации, а также введение двоичного реверсивного счетчика.порогового элемента и второго элемента ИЛИ позволяет расширить областьприменения устройства, обнаруживатькак отказы, так и сбои, повысить производительность труда эа счет уменьшения времени включения резервируемыхблоков после восстановления, обеспечить помехоустойчивость, повыситьдостоверность информации, надежность,что ведет к улучшению техническиххарактеристик,