Система дублированных цифровых вычислительных машин (цвм)

(61) Дополнительное к авт, свид.ву 22) Заявлено 25.12.75 (21)с присоединением заявки23) Приоритет 20/24 Кл.о60615/16 06 Т 11/00 Гооударстеенный номнтет Совете Миниотрое СССР но делам изобретений и открытий .(4 б) Дата опубликования описания 09.07.77(71) Заявите СИСТЕМА ДУБЛИРОВАННЫХ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЪНЫХ МАШИН (ЦВМ)с другой , анализ контрольных разрядов показывает их правильность.После повторения последнего этапа операции положение остается прежним и появляется необходимость перехода к тестовойпроверке обеих ЭВМ.После тестовой проверки и определениянеисправной ЭВМ нельзя продолжить прерванный режим на исправной ЭВМ, так как И невозможно восстановить адрес прерванного режима и неЬбходимое для его выполнения поле памяти оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). Эти недостаткиснижают быстродействие и надежность сир стемы из двух дублированных ЭВМ,Известна система дублированных цифровых вычислительных машин, содержащаяблок синхронизации, дешифратор, блок идентификации сигналов контроля 21. рр Недостатком этой системы дуплексныхуправляющих цифровых машин является неодновременное получение результата вычислений от обеих машин и, следовательно, снижение быстродействия системы дуплексныхмашин по сравнению с быстродействием отИзббретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительных систем повышенной надежности.Известна система дублированных цифровых вычислительных машин, содержащая регистры, блок обмена информацией и блок контроля 1..Недостатком системы является то, что в-обеих ЭВМ отдельные этапы оканчиваются неодновременно и, следовательно, одна из машин всегда ждет окончания текущего этапа в другой, а это снижает быстродействие системы дуплексных ЭВМ по сравнению с одной машиной. Кроме того, в этом устройстве при возникновении неисправности в счетчике команд одной иэ ЭВМ, машины будут выполнять разные команды и, следовательно, содержимое внешних регистров разное, в то время как анализ контрольных разрядов будет показывать правильность кодов.Таким образом,ность, так как, с осравнения фиксируе получается неопределендной стороны, схемат несравнение кодов,. а 25 1Гга: ЦОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ. Недостатком этой системы четвертые входы первого и второго блоковявляется также то, что в слув лучае если од- прерывания программ соединены соответсчна из машин в результате неисправности не венно с первым и вторым управляющимивыдает сигнал готовности, вторая машина входами системы, второй и третий выходыостается в режиме ож ме опроса готовности нео блока контроля соединены с пятыми входапределенное время, те. фактически сист, ф ически система ми соответственно первого и второго блоперестает выполнять свои функции, Кроме ков прерье ывания ог амм и с первыми вхэпр ртого, при возникновении неисправности в дами соответственно первого и второго тригодной иэ машин невозможно определить, в герои, вторые входы которых соединены скакой машине возникла неисправность,вность что р управляющими выходами ЦВМ, выходы перости такой вого и второго триггеров соединены с персвидетепьствует о низкой надежности таковыми входами соответственно первого иНаиболее близким к изобретению по тех- второго элементов И, вторые входы которыхнической сущности и достигаемому резуль- соединены соответственно с первым и втотату является система. дублированных ЦВМ, и рым входами блока контроля, выходы персодержашая блок контроля, блок синхрони- вого и второго элементов И соединены чеэации, выд которого сое динены с синхро- реэ элемент ИЛИ с выходом системы и сонизируюшими входами ЦВМ первый и вто- входом регистра начального адреса, входырой блоки прерывания программ, выходы ко- блока обмена соединены с информационнымиторых соединены с управляющими входами 3) выходами ЦВМ, а выходы - с кодовымиЦВМ, первые входы первого и второго бло- входами Ц ВМ.ков прерывания программ сог амм соединены с за- Блок-схема системы приведена на чертепускаюшим входом системы, вторые входы . же.первого и второго блоков прерывания про- Система дублированных ЦВМ содержитграмм соединены с первым выходом блока И ЦВМ 1,2, блок 3 синхронизации, блокконтроля, первый и второй входы которого контроля, блоки прерываний 5,6, блок обмена 7, регистр 8 начального адреса, триггеры 9,10, элементы И 11,12, элементконтроля соединень( с контрольными выхо- ИЛИ 13, запускающий вход 14 системы,30 информационные выходы 15, 16 ЦВМ, конч19Недостатком системы является неустра рольные выходы 17,18 ЦВМ, выходб команд обеих ЦВМ, системы, выход 20 блока контроля, выходнимость сбоев счетчиков команд о еиха выхо22.а также неустранимость с оев, происходящих п и записи результата операции в ОЗУ. 23 блока контроля, управляющие выходы 24,После возникновения неисправности (сбоя)в счетчике команд одной из ЦВМ устроймы.Зап ск ЦВМ 1,2 осуществляется с заки, который осуществляет повторный пуск Запуск Ц, осущ собеих ЦВМ на выполнение последней опе- пускаюшего входавхо а 14. По сигналу начальрации, во время которо зафиксированай ф и вана не ного пуска блоками 5 и 6 прерывания проь ,сбой), Но поскольку сбой про- грамм формируется команда прерывания, коисправность (с ои, о поскоизошел в одном из счетчиков, топосле пов- торые, поступая в , перевото ного пуска обе ЦВМ будут выполнять раз- на выполнение требуемой программы. Дублиторного пуска о е уЦВМ 1 и 2 получают от абонекные команды, что приведет к остановке обеих рованные ЦЦВМ,т,е,фактическнодиночный сбойприводйт ф тов системы одни и те же исходные данныекоткаэусистемыиздвухдублированныхЦВМ. (каналы приема информации на чертеже нературе вычислительной техники на порядок граммам. Рабочая программа делится на оъвыше интенсивности отказов, очевидна низ- дельные учас, дь ртки каж тй из которых связанкая надежность известной системы дублиро- ф с выходоминформацииизЦВМ,Результатывычислений выдаются иэ ЦВМ 1, 2 по информаванных ЦВМ,Цель изобретения - повышение надежно- пионным выходам 15, 16 на блок 4 контроля,на вторые входы элементов И 11 12 и насти системы,Поставленная цель достигается тем, что входы блока 7 об н,обме а В исхо ом состояднсистема содержит регистр начального адре нии триггеры 9 и 10 установлены в нулевое положение и разрешено прохождение инна, первы и второй й элементы И элемент3формации с информационных выходов 15,элементы И 11, 12ИЛИ, причем выход регистра начального 16 ЦВМ 1, 2 через элементыадреса соединен с третьими входамии входами перво- и элемент ИЛИ 13 и на выход 19 систего и второго локов прерб ывания программ 6 О мы, к которому подключаются приемникиЭинформации системы ( на чертеже не показаны) и регистр 8 начального адреса. Первой командой каждого учасгка программы производится запись ее адреса в регистр 8 начального адреса. ЬТаким образом, в регистре 8 начального адреса постоянно в течение всего времени работы ЦВМ 1, 2 хранится начальный адрес текущего участка рабочей программы,Блоком 4 контроля осуществляется срав нение кодов выводимой информации.Блок 3 синхронизации содержит задаю щий н генератор ( на чертеже не показан), определяющий рабочую частоту ЦВМ 1,2.Он обеспечивает синхронность временных 1 диаграмм машин и, следовательно, одновременное появление результатов вычислений на информационных выходах 15, 16 ЦВМ1,2.Рассмотрим, более подробно организацию 29 работы дублировайных ЦВМ 1,2 при возникновении неисправности в одной иэ них, Возникшая неисправность приводит либо к несравнению результата вычислений в блоке 4 контроля, либо к появлению .на конч М рольных выходах 17,18 сигнала неисправ- . ности. При первом несравнении результатов вычислений ипи появлении сигнала неисправности блоком 4 контроля фиксируется сбой и формируется сигнал возврата к началу участка и с выхода 20 блока 4 выдается на оба блока 5 и 6 прерывания программ.Бпоками 5, 6 прерывания программ формируется команда возврата к началу участка программы, А рресной частью этой коман- ЬЬ ды является содержимое регистра 8 начального адреса, поступающее в блоки 5, 6 прерывания программ с выхода 21 регистра 8. Если во время вторичноговыполнения того же участка программы происходит повтор 49 ная фиксация сбоя, то это классифицируется как неисправность одной иэ ЦВМ 1, 2.В этом случае блоком 4 контроля формируются управляющие сигналы, которыми с выходов 22 и 23 триггеры 9 и 0 уста 1 4 Ь навливают в единичное состояние, отключая с помощью элементов И 11, 12 информационные выходы 15, 16 ЦВМ от выхода 19 системы. Этими же управляющими ситъ.валами, поступающими на входы блоков 5,ЗО 6 прерывания программ, формируется команда перехода на диагностическую программу и отключается блок 4 контроля.Диагноетическая программа не должна охватывать массивы ОЗУ, являющимися рабочиМ ми при решении задачи. Система дублированных цифровых вычислительных машин (ЦВМ), содержащая блок контроля, блок синхронизации, выходы которого соединены с синхрониэируюшими входами ЦВМ первый и второй блоки прерывания программы,. выходы которых соединены с управляющими входами ЦВМ, причем первые входы первого и второго блоков прерывания программ соединены с запускающим вхаром системы, вторые входы первого и Если схемой контроля фиксируется неисправность ОЗУ одной из ЦВМ, то блок 4 контроля не формирует команру перехода на диагностическую программу, поскольку, в этом случае однозначно определяется неисправная ЦВМ. Исправная ЦВМ в этом случае продопжает выполнение рабочей программы.По результатам диагностической программы неисправная ЦВМ, допустим ЦВМ 1, выдает оператору сигнал отказа, а исправная ЦВМ 2 управляющим сигналом по выхору 24 устанавцивает триггер 10 в нулевое состояние, подключая тем самым свои выход 16 к выходу 19 системы. После такого подключения ЦВМ 2 переходит на выполнение рабочей программы, адрес первой команды которой указан в регистре 8 начального адреса. ЦВМ 1 в это время отключается и ремонтируется.После восстановления ЦВМ 1 с пультаоператора по управляющему входу 26 системы выдается сигнал "Повторный пуск", по которому блоком 5 прерывания программ формируется команда, запускающая ЦВМ 1 на подпрограмму начальной загрузки ОЗУ, Эта подпрограмма пересылает через блок обмена из ОЗУ ЦВМ 2 в ОЗУ ЦВМ 1 всю исходную информацию и информацию о состоянии ЦВМ 2 на момент прерывания (содержимое регистров и отдельных триггеров).Во время выполнения подпрограммыначальной загрузки памяти ЦВМ 1 обеими ЦВМ осуществляется прием текущей информации. ( на чертеже каналы приема информации не показаны).По окончании подпрограммы начальной загрузки памяти ЦВМ 1 обе ЦВМ восстанавливают одинаковые состояния и перехорят к выполнению рабочей программы.Применение системы дублированных ЦВМ при построении вычислительных систем ноэволит увеличить время наработки иа отказ вычислительной системы, исключить влияние одиночных сбоев в отдельных ЦВМ на функционирование системы в целом, оперативно фиксировать неисправности в аппаратуре отдель ных ЦВМ, осуществлять их поиск и восстановление работоспособности без осгановки всей системы. формула изобретения557367 Составитель Ф. Шагиахметоведактор И. Марховская Техред 3. фанта Корректор енк 8/59НИИПИ Подписитета Совета Министроткрытийская наб., д. 4/5 Тира ударственног лам изобрете Москва, Жа ий Р иал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проек 7второго блоков прерывания программ соедин невы с первым выходом блока контроля, первый и второй входы которого соединены с информаанонными выходами ЦВМ, третий и четвертый входы блока контроля соединены с контрольными выходами ЦВМ, о тл и ч а в щ а я с я тем, что с целью повышения надежности, система содержит регнстр начального адреса, первый и второй тратеры, блок обмена, первый и второй Иъ элемеюы И, элемент ИЛИ, причем выход ре гистра.начального адреса соединен с тре-чьими входами первого и второго блоков прерывания программ, четвертые входы первого и второго блоков прерывания программ р соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами системы, второй н третий выходы блока контроля соедннены с пятыми входами соответственн 6 первого и второго блоков прерывания программ щ ис первыми входами соответственно первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с управлякяцими выходами ЦВМ, выходы первого и второго трщ;реров соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И,вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блокаконтроля, выходы первого и второго элементов И соедннены через элемент ИЛИ свыходом системы и со входом регистра начального адреса, входы блока обмена соединены с информационными выходами ЦВМ,а выходы с кодовыми входами ЦВМ. Источники ннформации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство209048,Ь 06 11/06, 1968.2, авторское свидетельство 311272,Ъ 0615/50, 1971,3. Кузьмин. И, В. и др. Аппаратныйконтроль электронных вычислительных машин. М.энергия, 1974, с,. 21-24.