Устройство для мажоритарного выбора сигналов

(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРйй 1174929, кл. 0 06 Е 11/20, 1985.Авторское свидетельство СССРВ 1215113, кл. 6 06 Е 11/18, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЖОРИТАРНОГО ВЫБОРА СИГНАЛОВИзобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадеж ных резервированных систем.Сущность изобретения заключается вповышении надежности устройства за счетисключения неправильного функционирования устройства при отказе одновременнодвух резервируемых блоков, снижении объема оборудования, повышения уровня помехозащищенности.Можно предположить, что эа определенный интервал времени резервируемыйблок выдает информацию, в которой общеечисло нулевых и единичных сигналов одинаковое. Тогда, критерием отказа может. служить превышение в последователЬностйопределенного числа нулевых (единичных)сигналов или ситуация типа "постоянный 0"("постоянная 1").Предлагается в счетчик и в начальныймомент времени записывать число и/2, гдеи = 2 (К - разрядность счетчика) и подсчиктывать общее число единичных и нулевыхсигналов, выдаваемых резервируемым блоком. Если блок работает нормально, то заопределенный интервал времени в нем будет записано число приблизительно равноеи/2, если же. блок откажет, то он переполнится либо в сторону увеличения либо всторону уменьшения и выдает сигнал отказасоответствующего резервируемого блока,Необходимо отметить, что такой принцип обнаружения отказа более эффективени с точки зрения помехозащищенности, таккак любая помеха на выходе резервируемого блока не приводит к сбросу счетчика;алишь увеличивает его содержимое на единицу,На чертеже приведена функциональнаясхема предлагаемого устройства,Устройство для мажоритарного выборасигнала (фиг,1) содержит 3 канала 1.1 - 1.3 ив каждом К-ом канале, резервируемый блок2,К, реверсивный счетчик З,К, элементНЕ 4.К, четвертый 5,К и второй 6,К элементыИ, элемент ИЛИ.7.К, первый 8,К и третий 9,Кэлементы И, кроме того содержит мажоритарный элемент 10, информационный вход11, вход синхронизации загрузки кода числав счетчик 12, синхронизируиющий вход 13,информационный выход устройства 14.Канал 1.К (К - 1, 2, 3), предназначен дляанализа правильности функционированиярезервируемого блока и выдачи на вход мажоритарного элемента 10 сигнала исправности нулевого сигнала, или единичного вслучае отказа канала.Резервируемый блок 2,К, в канале 1,К,представляет собой цифровое устройство,предназначенное для обработки информациии выдачи результата обработки в виде двоичного кода, При нормальном функционировании резервируемых блоков 1,1-1,3 двоичная информация на их выходах должна быть идентичной. Работа блоков синхронизирована импульсами со входа 9.Счетчик З,К, в каждом 1.К (К = 1,2,3),фиксирует неисправность резервируемого"0 блока типа "логический 6" или "логическая 1"путем переполнения счетчика З,К и его остановки с выдачей единичного сигнала на выходе. По сигналу, поступающему с входа 12,в счетчик З.К загружается код числа п/2 с15 выхода 11, где и-максимальное число которое может быть записано в счетчик 3.К.Элемент НЕ 4.К, в К-ом канале, управляет работой элемента Иб.К, который пропускает или не пропускает информационные20 сигналы с выхода резервируемого блока 2,Кна вход элемента ИЛИ 7.К,Элемент И 5,К, в канале.1.К формируетединичный сигнал на выходе в случае отказарезервируемого блока 2,К, в К-ом канале, ирезервируемого блока 2 п в другом канале(К=п), причем вследствие попарного соединения выходов счетчиков 3.1 - З,З и входовэлементов И 5.1 - 5,3 единичный сигнал, приотказе двух резервируемых блоков 2.1 - 2,3ЗО появляется только на одном из трех выходовэлементов И 5.1 - 5,3Элемент ИЛИ 7,К, в канале 1,К пропускает на вход мажоритарного блока 8 либо правильный сигнал с выхода резервируемого35 блока 2,К, либо сигнал с выхода элементаИ 5.К.Элемент И 8,К, в канале 1.К обеспечивает прибавление единицы к содержимомусчетчика З.К по заднему фронту синхросиг 40 нала при отказе резервируемого блока типа"лог 1",Элемент И 9,К, в канале 2.К, обеспечивает вычитание единицы из содержимого счетчика З,К по заднему фронту синхросигнала45 при отказе резервируемого блока 2.К типа"лог ",Элемент мажоритарного контроля 10реализует функциюУ = Х 1 Х 2+ Х 2 Хз + Х 1 Хз,50 где Х 1, Х 2, Хз - сигналы, поступающие навход мажоритарного элемента с выходовэлементов ИЛИ 7.1 - 7,3.Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии резервируемые55 блоки 2,1 - 2,3 отключены и на их выходыдвоичная информация не поступает. Счетчики 3,1 - 3,2 обнулены, на их выходах установлены нулевы.е сигналы, следовательноэлементы И 5.1 - 5.3 закрыты, а элементыИ 6,1 - 6,3 открыты для пропуска информации1833876 30 40 45 50 55 с выходов резервируемых блоков 2.1-2,3. На информационные входы счетчиков 3.1- 3,3 поступает код числа и/2 с входа 11, где и - максимальное число, которое может быть загружено в данном счетчике, Критерием правильной работы резервируемого блока 2.К, в каждом канале является то, что двоичной последовательности сигналов вероятность, за определенный интервал времени появления нулевого или единичного сигнала равны (Р(Д) = Р(1) = 0,5). Порог и/2 определяется из максимально возможного превышения числа единичных (нулевых) сигналов над числом нулевым (единичных) сигналов. Превышение этого числа в любом из резервируемых блоков свидетельствует об его отказе.Следовательно, при возникновении отказа резервируемого блока 2. К типа "лог И" элементов И 8.К закрывается, а элемент И 9. К благодаря инвертированию сигнала на первом инверсном входе открывается и пропускает синхронизирующие сигналы на соответствующий вход счетчика З.К. Единичный сигнал на выходе счетчика 3. К появляется в результате вычитания числа и/2 из его содержимого, При отказе резервируемого блока типа "лог 1" элемент И 9,К закрывается, а элемент И 8 открывается и синхронизирующие сигналы поступают на суммирующий вход счетчика З,К. Появление единичного сигнала на выходе счетчика З,К происходит при прибавлении к числу и/2 такой же величины, п/2 - число сигналов, при котором последовательность на выходе резервируемого блока 2.К, в К-ом канале, состоящую из одних нулевых или единицных сигналов следует считать отказом типа "лог, и" или "лог. 1", По разрешающему сигналу на входе 12 код числа и/2 загружается в счетчики 3,1 - 3.3, а по синхронизирующему сигналу на входе 13, на выходах резервируемых блоков 2,1 - 2.3 появляется последовательность сигналов, которая при исправности резервируемых блоков, идентичная для всех резервируемых блоков 2.1 - 2.3. При исправной работе всех резервируемых блоков 2.1 - 2,3 нэ их выходах выдается одинаковая информация, в виде последовательности двоичных сигналов, Рассмотрим работу устройства на примере К-го канала (К=1,3). На выходе счетчика З.К единичный сигнал отсутствует. что свидетельствует об исправности резервируемого блока 2.К. Элемент И 5.К закрыт, а элемент И 6.К открыт единичным сигналом с выхода инвертора 4,К. В этом случае сигналы с выхода резервируемого блока 2.К, через элемент И 6.К и элемент ИЛИ 7.К поступают нэ вход мажоритарного элемента 10.При отказе типа "логф или "лог. 1" счетчик З,К переполняется и на его выходе появ ляется единичный сигнал, которыйостанавливает счетчик З.К, открывает. элемент И 5.К и через инвертор 4.К закрывает элемент И 6.К. Появление единичного сигнала на выходе счетчика З,К свидетельствует о 10 неисправности резервируемого блока 2,К,при этом на вход мажоритэрйого элемента 10 с выхода элемента ИЛИ 7.К поступает нулевой сигнал, т.к. элемент И 6,К закрыт и не пропускает сигналы с выхода резервируе мого блока 2.К. На выходе 14 мажоритарного блока 8 будет правильный сигнал, который будет определяться сигналами с выходов двух оставшихся исправных резервируемых блоков.20 При отказе второго блока, предположим неисправные блоки 2,1 и 2.2, единичные сигнапь 1 появятся на выходах счетчиков 3.1 и 3.2 и зафиксируются путем остановки соответствующих счетчиков. Т,к, выходы, счетчиков 3.1 - 3.3 соединены с входами элементов И 5.1 - 5.3 попарно, т.е, К 1,2), 2,3),(1,3, то на одном из выходов элементовИ 5.1 - 5.3 установится единичный сигнал, ана втором нулевой сигнал.Дпя рассматриваемого случая на выходе элемента И 5.1 будет единичный сигнал; а на выходе элемента И 5.2 нулевой сигнал. Единичный сигнал на выходах счетчиков 3,1 и 3.2 закрывает соответствующие элементы И 6,1 и 6.2 в каждом из каналов 1,1 и 1.2, и на выходах элементов И 6.1 и 6,2 будут нулевые сигналы. С выхода элемента ИЛИ 7,1 на первый вход мажоритарного элемента 10 поступит единичный сигнал, с выхода элемента ИЛИ 7.2 на второй вход мажоритарного элемента 10 поступит нулевой сигнал, а на третий вход мажоритарного элемента 10 с выхода элемента ИЛИ 7,3 будет передан правильный сигнал, определяемый остэвшимся исправным резервируемым блоком 2,3, Следовательно, единичный и нулевой сигналы на первом и втором входах мажоритарного блока компенсируют друг друга ина выходе 14 будет присутствовать правильный сигнал; Формула изобретения Устройство для мажоритарного выбора сигналов, содержащее мажоритарный элемент и в каждом иэ трех каналов резервируемый блок, реверсивный счетчик, элемент НЕ, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, выход резервируемого блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход элемента НЕ соединен1833876 Составитель Б, СперанскийТехред М,Моргентал Корректор Л, Ливринц Редактор Заказ 2687 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 с вторым входом второго элемента И, связанного выходом с первым входом элемента ИЛИ, а выход мажоритарного элемента является выходом устройства. о т л и ч а ющ е е с я тем, что в каждый канал устройства введены третий и четвертый элементы И, причем в каждом канале синхронизирующий вход устройства подключен к одноименному входу резервируемого блока, к прямому входу третьего и к второму входу первого элементов И, вход синхронизации загрузки кода числа устройства подключен к С-входу реверсивного счетчика, а информационный вход устройства - . к 0-входу реверсивного счетчика, выход резервируемого блока соединен с инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход первого элемента И соеди нен с суммирующим входом реверсивногосчетчика, выход переполнения которого соединен с собственным входом, входом элемента НЕ и первым входом четвертого элемента И данного канала и с вторым вхо дом первого элемента И одного из другихканалов, второй вход элемента ИЛИ каждого канала соединен с выходом четвертого элемента И данного канала, а выход - с соответствующим входом мажоритарного 15 элемента.