Резирвированная вычислительная система

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Соцееалистимеских Республик(11) 476466 К АВЮРСКОМУ СВИДИЯЛЬСТВУ 61) Дополнительно 22) Заявлено 09.04 авт, свид/18-24 3(21) 19 51) М, Кл,Н 051 10/6061 15/06 У 11/ Государственный комитет Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий,07.75, Бюллетен ата опубликования описани) Автор .изобретения Махонько 71) Заявитель,СЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМ 54) РЕЗЕРВИРОВАНН В известной системе сигнал на выходе мажоритарного элемента сравнивается с сигналами на выходах всех ЭВМ и таким образом определяется йеЪсправная ЭВМ, на которую по специальной цепи подается сигнал блокировки (останова), Схема блокировки мажоритарного органа предусмо;.-. рена для случая, когда в системе остается две или одна ЭВМ, Система начинает рабсь-. тать, как одиночная ЭВМ. Для системы из трех ЭВМ отключение любой исправной машины вместе с первой отказавшей снижает отказа системы вероятность пос в два раза,б Однако эти с едующ спользовать ния в систему Эстью потока сбоприведет к еетрех ЭВМ любойнию сразу двухЦель изобретености вычислитеисправления резуженных сбоями,отключению. В системе иэсбой приведет к отключьашин. дежния - повышени и системы эа сче льтато шсления, иска с присоединением заявкиИзобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано при синтезе специализированных вычислительных систем (СВС) повышенной надежности, 5Для обеспечения высокой надежности электронные цифровые вычислительные машины (ЭВМ) объединяются в систему. Контроль и коммутация отдельных ЭВМ в системе осуществляются с помощью контроль- Ю но-коммутйрующих устройств.Известна резервированная система из однородных ЭВМработающих по одинаковому алгоритму, содержащая мажоритарный элемент, пропускающий в общий цифровой 1 канал сигналы по большинству, б -подсоединенных к нему через вентиль блокировки мажоритарного элемента схем сравнения выходных кодов мажоритарного элемен та с выходными кодами ЭВМ и вентилейИ блокировки выходов ЭВМ, управляющие входы которых связаны с выходами схем сравнения, и блок подсчета числа отказавших ЭВМ, блокирующий мажоритарный элемент при выходе иэ строя П 2 ЭВМ. хо истерты могут эффективно олько в случае объедине- ВМ с малой интенсивноев, Сбой в любой ЭВМД остигается это на основе использования схемного метода защиты от сбоещ В отличие от программного способа защиты от сбоев (двойной гройной счет) предложенный метод не требует увеличения быст родействия ЭВМ, работающих в реальном масштабе времени.Сущность изобретения состоит в том, что в резервированную систему включают- . ся блоки подсчета числа сбоев и блоки обмена. Включение и организация работы блоков подсчета числа сбоев и блоков обмена осуществляются так, что при щследующих подряд несовпадениях на выходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-либо ЭВМ последняя не отключается, Считается, что в ЭВМ имеет место сбой. Число следующих подряд несовпадений подсчитывается блоком подсче та, при этом коды, от которых зависят последующие вычисления, в ячейках памятиЭВМ, давшей сбой, заменяются одноименными кодами с выхода мажоритарного элемента.Замена (восстановление) кодов реализуется блоком обмена. Коды, от которых зависят результаты последующих вычислений, снабжаются признаками. Поскольку все ЭВМ реализуют одинаковые алгоритмы, ,то адреса ячеек памяти для этих кодов одинаковы во всех машинах, Для удобства формирования адресов коды располагаются одним массивом.Блок обмена формирует адрес восстанавливаемого кода, принимает с выхода мажоритарного элемента код и засылает его по сформированному адресу в память машины, Восстановлением кодов устраняются последствия сбоев.Если число следующих подряд несовпадений сигнала на выходе мажоритарного элемента с сигналом на выходе какой-ли-бо ЭВМ становится равным 1 п, ЭВМ считается отказавшей и отключается,Интенсивность сбоев в 5-10 раз превышает интенсивность отказов и во столько раз реже будут отключаться ЭВМ, так как отключения ЭВМ будут происходить только в результате отказов.На чертеже приведена структурная схема резервированной вычислительной системь иэ й машин.и числительная система отключает ЭВМ 1 - 1 и состоит иэ блоков обмеОна 2 - 2 вентилей блокировки выходов1 йЭВМ 3 - 3; блоков подсчета числа.сбоев 4 - 4 ; схем сравнении 55 ; мажоритарного элемента 6, собира-тельной схемы 7, вентиля блокировки мажоритарного элемента, блока подсчета числа отказавших ЭВМ 9; блока выхода общегоцифрового каналЫ) 10; вентили 11 и собиратедьной схемы 12,Выходы ЭВМ соединены К-разряднымишинами с входами вентилей 3 -3, К 1разрядные выходы вентилей 3 -3 соедиииены с входами мажоритарного элемента 610 и одной группой входов схем сравнения 5151 . Управляющие входы вентилей 3 -3соединены с выходами сигнала Мф блоков4 .4 . Выходы сигналов Й блоков 4 -1154 соединены с входами собирательноиисхемы 7. Выходы сигналов сравнения Ьсхем 5 -5 псоединены с входами установки1в нуль блоков подсчета 4 -41, выходысигналов несравнения й, соединены со счетными входами блоков 4 -4 и управляющи 1 Вми входами блоков обмена 2 -2, ВыходыИблоков обмена 2 -2 К-разрядными шина 1ми соединены с кодовыми шинами запоми 1нающих устройств ЭВМ. Выходы мажоритарного элемента 6 соединены К-разряднымишинами через вентиль 8 с входами блоков30 обмена 2 -2, входами схем сравнения1 й5 -5 и К-разрядным входом блока выво 1 Ида 10.Выход собирательной схемы 7 соединенЗб со счетным входом блока подсчета числаотказавших ЭВМ 9. Выход сигнала 1 блока 9 соединен с управляющим входом вентиля 8, а выход сигнала 6 - с управляющимвходом вентиля 11. Выходи ЭВМ К-разряд-40 ными шинами соединены через собирательную схему 12 и вентиль 11 с входом блока вывода 10.Резервированная система функционируетследующим образом. В исходном состоянии45 блоки 4 -41 и 9 установлены в нуль.1При этом сигналы С обеспечивают открытое состояние вентилей 3 -3 , сигнал1открывает вентиль 8, а сигнал 6 запирает вентиль 11.В случае отсутствия сбоев и отказов коды на выходе вентиля 8 совпадают с кодами на выходах ЭВМ, Схемы сравнения5 -5 выдают сигналы в, которые под 15тверждают нулевые состояния блоков 414, Вентили 3 -3 остаются открытыми.Ъ"В блок вывода 10 (общий цифровой канал)подаются коды с выходов вентилей 3 -3160 через мажоритарный элемент 6 и вентиль 8,ресчета узла 9 равен 11 -2, Это значит, что после отключения 11-2 ЭВМ узел 9/снимает сигналыи. При этом вентиль 8 закроется, а вентиль 11 откро . ется. Предпоследняя исправная ЭВМ вместе с мажоритарным элементом будет отключена от блока вывода 10, а последняя исправная ЭВМ будет подключена к нему через собирательную схему 12 и вентиль 10 1 ф 5 478460В случае сбоя в какой-либо ЭВМ, например, 1, код на выходе вентиля 8 не совпадет с кодом на выходе вентиля 3 Схема сравнения 5 выдает сигнал, не- сравнения а, который поступит на счетный вход блока 41 и запустит блок обмена 21. Блок обмена постоянно формирует адреса выдаваемых из ЭВМ кодов, поэтому после выдачи схемой 5 сигнала а в ячейки ре эультатов, от которых зависят последующиевычисления ЭВМ 1,будут заноситься неискаженные коды с выхода мажоритарного элемента 6 через вентиль 8 и блок 2Если число следующих подряд несовпадений кодов с выхода вентиля 8 и вентили 31 будет меньше р, то сигналом сравнения в блок 2 отключится, а блок 4 будет установлен в нулевое состояние до выдачи сигнала переполнения Й .Если в у 1 последовательных выдачах кодов с ЭВМ на элемент 6 схема 5 бу 1 дет выдавать сигнал а, узел 4, имеющий коэффициент пересчета 01, выдает сигнал переполнения Д, Сигнал С при этом будет снят. Вентиль 3 будет закрыт, а ВМ 1 будет отключена от мажоритар 1ного элемента 6, как неисправная. Сигнал Й поступит на блок подсчета числа отказавших ЭВМ 9, Коэффициент пе Предмет изобретения Резервированная вычислительная система, содержащая однородные ЭВМ, мажоритарный элемент, вентиль блокировки ма:коритарного элемента, к управляющему входу которого подсоединен блок подсчета числа отказавших ЭВМ, а к выходу - схемы 20сравнения, и вентили блокировки выходов ЭВМ, управляюшие входы которых подсоединены к выходам схем сравнения, о т л и ч а ю ш а.я с я тем, что, с целью повышения надежности вычислительной системы, она содержит блоки подсчета числа сбоев, входы которых подсоединены к схемам сравнения, а выходы - к управляющим входам вентилей блокировки выходов ЭВМ, 30и блоки обмена, входы которых иодсоеднно- .ны к выходу вентиля блокировки мажоритарного элемента, выходы подсоединены ко входам запоминающих устройств ЭВМ, а управляющие входы блоков обмена подсоединены к выходам схем сравнения.Рдаор Е."ончар Иад. М 873 ТиРаж Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, И 3035, Раушская наб., 4 Предприятие Патент, Москва, Г.59, Бережковская наб 24 Заказ фаСоставитель Ч,Карввай Текред И.Карнндашова Корректор Л.Брахнннн