Мажоритарно-резервированный триггер

фффффэтне техннчстощр фк 4 юяетэка цр, Союз Советских Социалистических Рест)ублик(51)М. Кл.3 Н 05 К 10/00 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР ло делам июбретеиий и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230980, Бюллетень Ио 35 Дата опубликования описания 230980(54) ИАЕОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННЫИ ТРИГГЕР Изобретение относится к вычисли-,тельной и импульсной технике и может быть использовано для построе"ния резервированных триггеров повьааенной надежности. 5Известен резервированный триггер,содержащий элементы И, И-НЕ, ИЛИ итри триггера, единичные выходы которыхподключены ко входам мажоритарногоэлемента, кроме того единичный выход 1 Отриггера каждого канала подключен кодному из входов элементов И-НЕ,и ИЛИ других каналов, другие входыэлементов И-НЕ каждого канала подключены к выходам элементов И соответствующих каналов и через инверторы - кэлементам ИЛИ 1.Недостатками данного резервированного триггера являются наличие общегомажоритарного элемента для трех кана рлов, .отказ которого приводит к отказувсего устройства, отсутствие мажоритирования в обратной связи элементовпамяти (триггеров) и отсутствие элементов, обеспечивающих полную провер" 25ку резервированного триггера во времятэксплуатации, что при наличии непроверяемых отказов в единственном натри канала мажоритарном элементе приводит к тому, что надежность устройст 2ва становится хуже надежности нерезервироваиного триггера.Известен резервированный триггер, содержащий в каждом канале блок памяти и двухступенчатую схему управления, выполненную на элементах И-НЕ, ИЛИ-НЕ, причем нулевой элемент блока памяти каждого какала выполнен в виде мажоритарного элемента входы которого подключены к выходам единичных элементов блока памяти всех каналов, первая ступень схемы управления выполнена на элементе ИЛИ, выход первого элемента И второй ступени схевы управления подключен к одному из входов второго элемента И этой же ступени, другой вход которого подключен к одному из входов единичного элемента блока памяти и ко входу первой ступени схемы управления, а выход - к выходу единичного элемента блока памяти, другой вход которого подключен к нулевому выходу триггера 2)Недостатком данного резервированного триггера является то, что невозможно осуществить полную проверку функционирования резервированного триггера при его эксплуатации в составе блоков и устройств вычислитель-,ных приборов, что в конечном счетеснижает его надежность.Цель изобретения - повышение Йадежности путем обеспечения полнойпроверки Функционирования устройствапри его эксплуатации.Для достижения поставленной целив мажоритарно-резервированном триггере, содержащем н каждом канале элементИ-ЙЛИ-НЕ и мажоритарный элемент с инверсным выходом, подключенным квыходной шине и к первому входу первоговентиля элемента И-ИЛИ-НЕ, второй входкоторого подключен к шине сброса, приэтом первый вход второго вентиля элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к тактовойшине, другие его входы подкщочены соответственно, к шинам условий, а ны-,ход каждого элемента И-ВЗЙ-НЕ-подключен к соответствующему входу каждогорицкоритарного элемента " в каждом канале дополнительные входы первого ивторого вентилей элемента И-ИЛИ-НЕподключены к шине имитации единиц,первый вход третьего вентиля элемен та Й ИЛИ-НЕ.подключен к шине имитациинулей, а второй вход - к шинв разрешения иьйтации.На чертеже представлена блок-схемамажоритарно-резервированного триггераСхема содержит в каждом каналеэлемент 1 И-ИЛИ-НЕ и мажоритарныйэлемент 2, выход мажоритарного элемента 2 подключен к выходной шине 3и к первому входу первог вентиляэлемента 1 И-ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к шине 4 сброса, первый вход второго вентиля элемента 1И-ИЛИ-НЕ подключен к тактовой шине 5,другие входы соответственно - к шинамб условий, дополнительные входы первого и второго вентилей элемента 1И-ИЛИ-НЕ подключены к шине 7 имитацииединиц, первый вход третьего вентиляэлемента 1 И-ИЛИ-НЕ подключен к шине8 имитации нулевой, а:второй вход -к шине 9 разрешения имитации. Выходэлемента 1 И-ИЛИ-НЕ каждого каналаподключен к соответствующему входумажоритарного элемента 2 каждого канала,Мажоритарно-резервированный триггер работает следующим образом.В режиме основного Функционирова"ния сигналы высокого уровня соответствующие логической 1, поступаютиа шины 7 и 4 и отсутствуют на шинах8 и 9, Запись информации в мажоритарно-резервированный триггер производится по сигналам высокого уровняна шинах 5, перед записью информациина шины 4 и 5 сигналы высокого,уровня не поступают. При этом, таккак хотя бы на одном входе каждоговентиля элементов 1 И-ИЛИ-НЕ естьлогический фО, на выходе элементов1 И-ИЛИ-НЕ устанавливается состояниелогической 1, а на выходах мажоритарных элементов 2 - с ос тоянив логического 01. Так как выходы мажоритарных элементов 2 подключены к первымвходам первых вентилей элементов 1И-ИЛИ-НЕ, то при поступлении на шины4 сигналов логической 1 мажоритарно-резервированный триггер остаетсяв сброшенном (нулевом) состоянии.,Далее, если прн поступлении сигналавысокого уровня на шины он отсутству"ет хотя бы на одном из входов, соеди-ненных с шинамн б, мажоритарно-резервированный триггер не изменит своегонулевого состояния. Если же в моментпоступления логической 11 на шины5 на всех входах вторых вентилей зле ментов 1 И-ИЛИ-НЕ, соединенных с шинами 6, будут сигналы высокого уровня,то на выходах элементов,1 И-ИЛИ-НЕустанавливается состояние логическогоО, а на выходах мажоритарных 20 элементов 2 - состояние логической1, прн этом на всех входах первыхвентилей элементов 1 И-ИЛИ-НЕ появляются сигналы логической 1. Таким образом, мажоритарно-резервированный триггер устанавливается в единичное состояние. Причем, если н каком"11либо канале сигнал логической 1на шине 4 не исчезает, а на шинам 5и 6 отсутствуют сигналы высокОго уровня нз-эа отказов оборудования, илипри наличии соответствующих ОтказОвпо входам элемента 1 И-ИЛИ;-НЕ, триггеры (элементы 2 памяти) н каждом канале устройства запоьвнают одну и туже инФормацию. При отказе какого-либоэлемента 1 И-ИЛИ-НЕ, типа Обрыв по выходу, триггер (элемент памяти) этогоканала неработоспособен, но на всехвыходных шинах 3 информация вырабаты"вавтся истинная, При отказе какого либо мажоритарного элемента по выхо.- Ьу устройство будет Функционировать,так как на двух других выходных шинах3 будет вырабатываться истинная информация.45 В режиме автоматической проверки(например с помощью тестов) устройств,составными, частями которых являютсямажоритарно-резервированные триггеры,полная работоспособность элементов мажоритарно-резервированного триггера,а также основного Оборудования, выра"батывающвго сигналы, поступающие нашины 4 - 6, определяется следующим образом, В течение всего времени про"верки на шины 9 поступает сигнал лоф гичвской ф 1 ф и проверка производит"ся в три этапа, На первом этапе н первом канале на шине 8 и на шине 7 сигнал логического О, поэтому независимо от состояния на остальных вхо" М дах элемента 1 И-ИЛИ-НЕ на выходе элемента 1 И-ИЛИ-НЕ в первом канале и насоответствующих входах мажоритарныхэлвментай 2,устанавлинается состояниелогической 1, во втором канале нашину 8 поступает сигнал логической1 , поэтому независимо от состоя- ния на входах первого и второго вентилей элемента 1 И-ИЛИ-НЕ на его выходе и на соответствующих входах ,мажоритарных элементов 2 устанавливается состояние логического ф 0, третий канал устройства работает в режиме основного Функционирования и на выходе элемента 1 И-ИЛИ-НЕ состояние определяется сигналами на шинах 4 б. Таким образом, состояние на выходах всех мажоритарных элементов 2 определяется сигналами на шинах 4 - 6 третьего канала. При этом, если на выходе элемента 1 И-ИЛИ-НЕ в третьем канале задается по тесту состояние логического ф 0, то анализируя сос тояния вйходов мажоритарных элементов 2, обнаруживаются отказы типа 1 Обрыв на выходах элементов 1 И-ИЛИИВ во втором и третьем каналах и на вхОдах мажоритарных элементов 2,.под- Щ ключенных к этим выходам, а также в элементах, подключенных к шине 8 в первом и в третьем канале, и отказы типа Коротков замыкание в злемвятал подключенных к минам 4 - 7 25 в третьеМ канале. Если иа выходе элемента 1 И-ИЛИ-НЕ в третьем канале задается по тесту состояние логической 1, то, анализируя осто выходов мажоритарных элементов 2, обмаруживаются отказы типа Короткое замыкание на выходах элементов 1 И-ИЛИ-НЕ в первом и третьем каналах и на входах мажоритарных элементов 2, подключенных к ним, а также в элементах, подключенных к шине 8 во втором канале, и отказы типа фОбрывф в элементах, подключенных к шинам 4 - б и 8 в третьем канале и в элементах, подключенных к шине 8 в первом канале. При проверке работы 40 устройства в данком режиме тест про верки задаются таким образом, что на вход каждого вентиля элемента 1 И-ИЛИНЕ поступает код 1 фВегущий нодье, т,е. на какой-либо вход поступает логический Оф сигнал при наличии на остальных входах вентиля сигналов логической 1 ф,. Таким образом, имитируя иа выходе элемента 1 И-ИЛИ-НЕ в первом канале состояние логической ф 1 во втором канале - состояние логического фО и управляя мажоритарными органами 2 состоянием выхода элемента 1 И-ИЛИ-НЕ третьего канала обнаруживаются отказы типа Обрывф и типа Короткое замыкание по анализу состояний на соответствующих входах и выходах элементов устройства. На втором этапе проверки все вышеописанное для первого канала происходит во втором канале, для второго. канала - в третьем, а для третьего канапа - в первом. На третьем этапе проверки вышеописанное для проверки на первом этапе для первого канала происходит в третьем канаЛе, для второго канала - в первом, а для третьего канала - во втором. Таким образом, с каждого канала поочередно на входы мажоритарных элементов 2 имитируются ф 0, ф 1 и Функция по тесту, что обеспечивает голную проверку всехэлементов устройства и элементов устройств; задающих сигналы; которые поступают на шины 4 - 9. Кроме того при определенных типах отказов элементов 1 И-ИЛИ-НЕ в двух каналах, и при любых типах отказов элементов 1 И-ИЛИ-НЕ в двух каналах, и при любых типах отказов устройств, задающих сигналы на шины 4 - 6 в двух каналах, мажоритарно-резервированный триггер функционирует нормально, так как с помощью сигналов на шинах 7 - 9 он перестраивается на оставшийся исправный канал, при этом Функционирование мажоритарно-резервированного триггера происходит аналогично описанному для первого этапа режима проверки.Как показал анализ и проведенные расчеты данный мажорнтарно-резервированный триггер позволяет- во-первых, обеспечить 100-ную проверку устройства без непосредственного доступа к элементам устройства и, во"вторых, при наличии множества всевозможных отказов в двух каналах произвести перестройку устройства на работу от исправного канала и выдачу ао всем ,выходам истинной информации, при этом вго надежность приближается к величине Р+ ЗР (1 - Р) + ЗРх (1 - Р) против надежности известного равной Р+ ЗР д.(1 - Р), где Р - надежность одного канала.Кроме того следует отметить, что шины 8 и 9 дублируют друг друга по наличию сигнала логического ф 0. Дублирование вызвано тем, что согласно статистике отказы типа Обрыв для многих классов элементов составляют 90 - 95 от всех отказов, а фОбрыв для данных элементов аналогичен наличию сигнала логической е 11 юФормула изобретенияМажоритарно"резервированный триггер, содержащий в каждом канале элемент И-ИЛИ-НЕ и мажоритарный элемент с инверсным выходом , подключенным к выходной шине и к первому входу первого вентиля элемента И-ИЛИ-НЕ второй вход которого подключен к шине сброса, при этом первый вход второго вентиля элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к тактовой шине, другие его входы подключены, соответственно, к шинам условий, а выход каждого элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к соответствующему входу каждого мажоритарного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я/у 766053 оставитель Л.Петроваехред И.Кузьма Корректор О.Ковинска Редактор Т.Киселев 885енногретен е Подпи тета ССС ткрытий кая наб. Тир ИИПИ Государс по делам и 13035, ИосквЗаказ 6931/2 коаушс д, 4/5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектн тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения полной проверкиФункционирования устройства при егоэксплуатации, в каждом канале допол- .нительные входы первого и второговентилей элемента И-ИЛИ-НЕ подключены к шине имитации единиц, первый .вход третьего вентиля элемента И-ИЛИНЕ подключен к шине имитации нулей,а второй вход - к шине разрешенияимитации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 387528, кл. Н 03 К 21/00 1970,2. Авторское свидетельство СССР 9 375824, кл. Н 05 К 10/00 1970.