Адаптивное резервированное устройство

1 п 1506857 Союз Советских Социалистических Республики Ке рисоединением з Государственный комитет Совета Министров СССР Приор ите К 62-5:681,3- -19 (088.8)(5 Опубликовано 15.03,76, Бюллетень М 10 Дата опубликования описания 21.06.76 о делам изобретении крытии(71) Заявител ПТИВНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО(54 являет- оздейст 10 ение положная 1; ложный 0; ложный О8,1Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может бытьиспользовано при построении резервированных логических устройств,Известно адаптивное резервированное устройство, содержащее пороговый элемент, элемент И - НЕ и триггер,Недостатком известного устройствася его низкая помехоустойчивость к ввию кратковременных помех (сбоев).Целью изобретения является повышмехоустойчивости устройства.Предлагаемое устройство содержит дополнительно дифференцирующий элемент, входкоторого подключен к выходу порогового элемента, а выход - к установочному входутриггера, выход которого соединен с выходомэлемента И - НЕ и компенсирующим входом порогового элемента, информационныевходы которого соединены с соответствующими входами элемента И - НЕ.На фиг, 1 показана развернутая блок-схемаописываемого резервированного устройства,где: 1 - пороговый элемент, выполняющийфункцию восстановления правильного сигнала 25с инверсией; 2 - элемент НЕ (инвертор);3 - элемент И - НЕ; 4 - элемент И - НЕс диодно-транзисторной логикой (ДТЛ); 5 -дифференцируюший элемент с диодно-транзисторной логикой (ДТЛ); 6, 7 9 - информа ционные входы порогового элемента; 10 - выходы элементов 2 и 3, объединенные с входом элемента 4 и компенсирующим входом порогового элемента 1; 11 - выход элемента 4; 12 - установочный вход элемента 4; 13 - диод;14 - управляющий вход устройства; 15, 16 - входные диоды элементов 5; 1 - выход устройства; 18 - управляющий вход порогового элемента; 19 - вход начальной установки; 20, 21 - диоды с накоплением заряда элемента 5;22 - триггер из элементов 2 и 4, выполняющий функцию адаптации.На фиг. 2 показана временная диаграмма работы описываемого устройства.Адаптивное резервированное устройство осуществляет исправление ошибок (постоянных или временных, типа ложный 0 или ложная 1), возникающих на его информационных входах 6, 7, 8, 9, на которые поступают вход ные сигналы Х 1, Х 2, ХЗ, Х 4, При этом в результате адаптации к ошибкам типа ложный 0 устройство обеспечивает исправление любых двойных ошибок (00, 01, 10 и 11) и некоторых тройных ошибок, если последние возникают на различных входах устройства (6 - 9) в одной из следующих последовательностей;а) ложный 0 в ложный 0б) ложный 0 - + ложная 1 -в) ложная 1 - ложный 0 -10 15 20 25 30 35 40 45 Условием правильного функционирования устройства является ординарность потока отказов типа Охкны 0. Э "о означает,о время между гОявлецием двух постоянных Ошибок типа ложный О на различных входах устройства должно быь достаточно большим для обнаружения первой нз этих ошибок, а именно, за это время на Входах устройства должна хотя бы один раз появиться информация, соответствующая логической единице, т. е. на всех информационных входах, кроме неисправного, должны появиться логические единицы, Другими словами, одновременное появление двух ошибок типа ложный О на входах устройства недопустимо. Подобное ограничение по отношению к ошибкам типа ложная 1 отсутствует, Во всех случаях принимается, что логическому О соответствует олизкий к нулю потенциал, а логический 1 - высокий положительный потенциал. Устройство приводится в исходное состояние кратковременным воздействием сигнала 5=0 на вход 19 начальной установки устройства. При этом сигналы ца выходах 10 и 11 равны нулю и единице, соотвечственно (Я= =О, 9=1). СицхроцРзация устройства может осуществляться сериями импульсов С н С 2 (см, фиг. 2), подаваемыми, соответственно, на входы 14 и 18. Входная информация (Х 1 - Х 4) подается на входы устройства в моменты, соответствующие положительным фронтам импульсов С 1 (1 о, , ь 12, Е 6 и т. д.) и фиксируется на время, равное периоду тактовых импульсов, Пороговый элемент 1 вырабатывает на выходе 17 сигнал логического нуля только в тех случаях, когда число возбужденных входов (т. е, входов, ца которые поданы логические единицы) равно или превышает величину порога Т, равную четырем. Исправленная инверсная информация (сигнал У) может быть считана с выхода устройства в ицгервалы Времени, когда С 2 = 1. Рассмотрим случай, соответствующий постоянной входной информации Х 1=Х 2=ХЗ= =Х 4=0 при отсутствии ошибок типа ложная 1, В этом режиме сигнал на выходе устройства У соответствует инверсному значению любого из входных сигналов и равен единице. Действительно, сумма возбужденных входов линейного сумматора не может превысить двух (сумма равна двум при С 2=1 и при условии, что ранее возникшая ошибка типа ложный 0 уже перевела триггер на элементах 2 и 4 в состояние Я= 1 в соответствии с процессом адаптации, описанным ниже), следовательно, сумма лежит ниже значения порога Т, что обеспечивает поддержание высокого уровня напряжения (логической единицы) на выходе 17. При переходе сигнала С 1 из состояния единица в состояние нуль возникает кратковременное запирание выходного транзистора ДТЛ элемента 5 за счет эффекта рассасывания заряда, накопленного 50 55 б 0 65 диодами 20 и 21 за время действия положит;льюго импульса. Это приводт к повышению потенциала входа 12, который, однако, фиксируется на уровне, близком к порогу отпирания диода 13, таР; как па катод последнего в это время подан низкий потенциал (С 1 = =0). Повышение потенциала Входа 12 це может изменпть состоянис триггера ца элементах 2 и 4, г, каком бы состоянии он не находился. Таким образом, при Х 1=Х 2=ХЗ= =-Х 4=0 и произвольном исходном состоянии триггера (,1=0 или Я=1) на выходе У посто- ЯннО подде 1 живает ВДиница, 11 а Выхо "е ДТЛ ЭЛЕМЕНта 5 В МОМЕНТЫ, СООтВЕтСтВУОЩИЕ ЛЕРЕ- ходу С 1 из единицы в нуль, появляются положительные импуьсы малой а 1 плитуды, причем состояние триггера остается неизменным. Проведенный выше анализ состояний устройства может быть повторен для случая, когда па его входах появляются одна или две ошибки типа ложная 1 (в последнем случае предполагается, что на входах ранее не возникали ошибки типа сложный О, которые, как будет показано, приводят к переключению триггера в состояние Я=1), Поскольку при этом число возбужденных входов порогового элемента 1 ие превышает трех, сигнал также остается равным единице. Иными словами, ошибки типа ложная 1 исправляются. Рассмот 1)Р 1 м тенер слу аР 1, соотВетстВующий постоянной информации Х 1=Х 2=ХЗ= =Х 4=1 н последовательному возникновению ошибок типа ложный 0, число которых обозначим через Л (см. фиг. 2). Пусть при 1 о (14 У=О, т. е. величина 6=Х 1+Х 2+ХЗ+Х 4 (сумма арифметическая) равна четырем, а сигнал Я=О. Поскольку в рассматриваемом интервале времени 6=Т, то на выходе У возникает логический 0, на выходе элемента 5 постоянно присутствует низкий потенциал, элемент 3 вырабатывает на выходе логический О, подтверждая исходное состояние триггера Я=О). Пусть в момент времени 1 на вход устройства поступает информация, содержащая три истинных единицы и один ложный О (Е= =1). При 1(1(15 величина 6=3, что недостаточно для включения порогового элемента 1, следовательно, на выходе У появляется высокий потенциал, который совместно с высоким потенциалом на входе 14 вызывает прохождение прямого тока через диоды с накоплением заряда 20 и 21. Состояние триггера при этом не изменяется, В момент времени 15 сигнал С 2=1 увеличивает сумму возбужденных входов на единицу (6+ +С 2=4), что приводит к срабатыванию элемента 1 и переходу сигнала У из 1 в 0, При этом благодаря эффекту накопления заряда в диодах 21 и 22 за время т=15 - 14 элемент 5 временно переходит в состояние логической 1 на выходе, и, поскольку диод 13 заперт, потенциал входа 12 оказывается достаточно высоким для включения элемента 4 и переключения триггера в состояние 9=1, Я=О, Таким образом, ложный 0, возникающий на одном из информационных входов, компенсируется сигналом Я=1, что приводит к стабилизации величины 6+Я (см, соответствующую диаграмму на фиг, 2). Состояние Я=1, У=О сохраняется вплоть до момента з появления второй ошибки типа ложный 0.Если первая ошибка являлась сбоем, то в одном из последующих тактов она исчезнет, т. е. появится комбинация Х 1=Х 2=ХЗ= =К 4= 1, котораз приведет к срабатыванию элемента 3 и к автоматической установке прежнего состояния триггера, отвечающего отсутствию ошибок типа ложный 0 во входной информации. Другими словами, появление кратковременных ошибок (сбоев) во входной информации (Х 1 - Х 4) не приводит к снижению корректирующих возможностей устройства (процесс адаптации является обратимым).В момент времени 1 7=2, 6=2, Н=О+ +Я=3, При этом общее число возбужденных входов Л = Н+ С 2 оказывается достаточным для перехода сигнала У в нулевое состояние в интервалы времени, при которых С 2= 1, т. е. во время считывания информации. Таким образом, осуществляется коррекция до двух ошибок типа ложный 0.Применение предлагаемого адаптивного резервированного устройства позволяет использовать четыре (а не пять, как прн мажоритарном резервировании) идентичных канала обработки информации при допустимой кратности ошибок, равной двум,15Формула изобретенияАдаптивное резервированное устройство, содержащее пороговый элемент, элемент И - НЕ и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости уст ройства, оно содержит дифференцирующийэлемент, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход - к установочному входу триггера, выход которого соединен с выходом элемента И - НЕ и компенсиру ющим входом порогового элемента, информационные входы которого соединены с соответствующими входами элемента И - НЕ,ставитель В. Максимовхред Т, Колесова Корректор Е, Митрофаио 864 ини д 4/5 ктор С. Хейф3 15201ЦНИИ Изд. М 1434 И Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж.35, РаушТира Совета открыт кая наб 11 одпсноеСССР