Трехканальная резервированная вычислительная система

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ц 949864 ф,(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 130280 (21) 2883939/18-24 513 М. Кп.з с присоединением заявки М " Н 05 К 10/00 С 06 Г 15/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и .открытий(54) ТРЕХКАНАЛЬНАЯ РЕЗЕРВИРОВАННАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА 30 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании высоконадежных вычислительных систем и систем диагностики.Известна резервированная вычислительная система, содержащая однородные ЭВМ, мажоритарный элемент, вентиль блокировки мажоритарного элемента, к управляющему входу которого подсоединен блок подсчета числа отказавших ЭВМ, а к выходу - блоки сравнения и вентили блокировки выходов ЭВМ, управляющие входы которых подсоединены к выходам блоков сравнения и входам блоков подсчета числа сбоев, выходы которых подключены к управляющим входам вентилей блокировки выходов ЭВМ, и блоки обмена, входы которых присоединены к выходу вентиля блокировки мажоритарного элемента, выходы подсоединены ко входам запоминающих устройств ЭВМ, а управляющие входы блоков обмена подсоединены к выходам блоков срав неция 1 . Недостаток системы - трудностьопределения первопричины, вызвавшейпоявление отказов и сбоев. Наиболее близким тЕхническим решением к данному изобретению является трехканальная резервированная система, состоящая из параллельно и синхронно работающих устройств (каналов), снабженных в каждом из каналов самостоятельной системой кодовых магистралей и общими для всех магистралей восстанавливающими органами и блоками обнаружения неисправностей 2).Недостатками такой схемы являются централизация блоков обнаружения неисправностей и восстанавливающих органов, что снижает надежность системы, и отсутствие контроля инФормации внешних устройств и Фиксации результатов контроля на элементах памяти, что снижает диагностические характеристики системы,.Цель изобретения - повышение надежности и контролепригодности системы.Указанная цель достигается тем, что в известную трехканальную резервированную вычислительную систему, содержащую в каждом канале внешнее устройство и вычислительное устройство, обменный вход которого соединен с обменным выходом вычислительногоустройства предыдущего канала, введено в каждом канале устройство для диагностического контроля, первые три информационных входа которого соединены с информационными выходами всех вычислительных устройств, остальные три информационных входас выходами внешних устройств, первый и второй выходы - с информационными входами вычислительного устройства и внешнего устройства соот ветственно, выход прерывания - с .входом прерывания вычислительного устройства, а выход для последовательной передачи информации - с конт рольным выходом вычислительного уст ;ройства, причем каждое устройство для диагностического контроля соединено с последующим через первый и второй двунаправленные выводы связи, причем устройство для диагностического контроля состоит из двух блоков сравнения, двух мажоритарных элементов, четырех блоков анализа, регистра номера канала, четырех элементов И, трех элементов ИЛИ и контрольного регистра, выходы первого и второго разрядов которого соединены через первый элемент ИЛИ с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого разрядов через второй элемент ИЛИ - со вторыми входами третьего элемента ИЛИ и первого и второго элементов И, входы всех разря. дов - с выходами соответствующего Й 5 элемента И, а последовательный вывод - с выводом для последовательной передачи информации устройства, выход прерывания которбго сое= динен с выходом третьего элемен та ИЛИ а информационные входы и выходы - со входами и выходами первого и второго мажоритарных элементов, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов 45 сравнения соответственно, вторые входы которых соединены с соответствующими входами соответствующих мажоритарных элементов, а выходы - с соответствующими входами первого Вто рого, третьего и четвертого блоков анализа соответственно, подключенными к первым и вторым выводам связи устройства соответственно, выходы блоков анализа связаны с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И соотвЕтственно, а управляющие входы - с выходом регистра номера канала. Это позволяет разделять отказы вычислительных устройств и внешних устройств и опе ративно реагировать на возникновениеотказа.На чертеже приведена блок-схема трехканальной резервированной вычислительной системы. 65 Устройство содержит вычислительные устройства 1, внешние устройства2, устройства 3 диагностического конт.роля, мажоритарные элементы 4, блоки 5 сравнения, блоки б анализа, регистр 7 номера канала, элементы И 8,контрольный регистр 9, первый и второй элементы ИЛИ 10, третий элементИЛИ 11, информационные входы 12 и13, связанные с соответствующимивычислительными устройствами, первыйвыход 14, выход 15 для последовательной передачи информации, выход16 прерывания, информационные входы17-19, связанные с соответствующимивнешними устройствами, второй выход20, первый и второй выходы 21 и 22связи, информационный вход 23,Функциональное назначение входов23, 12, 13 и выхода 20 состоит впередаче от вычислительного устройства к внешнему устройству информации, восстанавливаемой в случае искажения в одном канале с помощьюмажоритарного элемента. Аналогичнои функциональное назначение входов17-19 и выхода 14, с той лишь разницей, что информация передается отвнешнего устройства к вычислительному устройству. По выходам связи22 и 21 в каждое устройство диагностического контроля с блоков 5 сравнения поступает информация о состоянии (исправности или неисправности)каналов системы, что позволяет спомощью блоков б и регистра однозначно фиксировать номер неисправногоканала во всех каналах, системы.Функциональное назначение связеймежду вычислительными устройствами 1состоит в обеспечении возможностивосстановления сбившегося вычислителя с помощью информации из исправного канала и изменения структурысистемы.Система работает следующим образом.В исходном состоянии все контроль.ные регистры 9 установлены в нулевое состояние, а в регистры 7 номера канала записаны соответствующие коды, Все вычислительные устройства 1 и внешние устройства 2 работают параллельно и синхронно.Информация, выдаваемая вычислительными устройствами 1 (внешнимиустройствами 2) по информационнымвыходам, поступает на мажоритарныеэлементы 4, после чего передаетсяво внешние устройства 2 (вычислитель.ные устройства 1) и сравнивается вблоках 5, При несравнении сигналы сблоков 5 со всех устройств 3 поступают на соответствующие блоки 6 анализа, На выходах блоков б; в соответствии с состоянием регистра 7номера канала, Формируется код номера отказавшего канала, причем вовсех устройствах 3 формируется одини тот же код.Код номера, отказавшего канала вычислительного устройства 1 (внешнего устройства 2), через элементы И 8 записывается в соответствующие разряды регистра 9 Причем записанный первым по времени код вычислительного устройства (внешнего устройства) сигналом с соответствующего элемента ИЛИ 10 блокирует запись 10 кодов внешнего устройства (вычислительного устройства), запрещая прохождение сигналов с блоков 6 через соответствующие элементы И 8. Это позволяет определить первый по вре меии блок систелы, выдавший искаженную информацию, что улучшает контролепригодность системы.Сигналы с выходов элементов ИЛИ 10 объединяются на элементе ИЛИ 11 и поступают на выход прерывания вычислительного устройства, сигнализируя о наличии в системе несравнения, По этому сигналу вычислительное устройство 1 запрашивает регистр 9 и по контрольному выводу считывает его содержимое. Это позволяет в самой системе иметь оперативную информацию о ее состоянии, а значит, принимать меры для восстановления отказавшего блока системы и изменять структуру системы через связи между вычислительными устройствами. После считывания устройства 3 устанавливаются в исходное состояние.Использование трехканальной резервированной вычислительной системы с устройством для диагностического контроля позволяет производить контроль исправности вычислительных устройств и внешних устройств, фиксиро вать результаты контроля в контрольном регистре, разделять отказы вычислительных устройств и внешних уст-, ройств, оповещать вычислительное устройство при возникновении отказа. Эти новые технические возможности системы обеспечиваются введением контрольного регистра с обратными связями и выходом прерывания.Кроме того, поканальное разделение 50 устройств контроля повышает надежность системы и улучшает ее контроле- пригодность.Формула изобретения1. Трехканальная резервированная вычислительная система, содержащая в каждом канале внешнее устройство и вычислительное устройство, обменный вход которого соединен с обменным выходом вычислительного устройства предыдущего канала, о т л и ч а ющ а .я с я тем, что, с целью повышения надежности и контролепригодности системы, она содержит в каждом , 65 канале устройство для диагностическо" го контроля, первые три информационных входа которого соединены с информационныии выходами всех вычислительных устройств, остальные три информационных входа - с выходами внешних устройств, первый и второй выходы - с информационными входами вычислительного устройства и внеш.него устройства соответственно, выход прерывания - со входом прерывания вычислительного устройства, а выход для последовательной передачи информации с контрольным выходом вычислительного устройства, причем каждое устройство для диагностического контроля соединено с последующим через первый и второй двунаправленные выводы связи.2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я г тем, что устройство для диагностического контроля состоит из двух блоков сравнения, двух мажоритарных элементов, четырех блоков анализа, регистра номера канала, четырех элементов И, трех элементов ИЛИ и контрольного регистра,выходы первого и второго разрядовкоторого соединены через первый элемент ИЛИ с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого разрядов через второй элемент ИЛИ - со вторыми входаж третьего элементаИЛИ и первого и второго элементов И,входы всех разрядов - с выходами соответствующего элемента И, а последовательный вывод - с,выводом для последовательной передачи информации устройства, выход прерываниякоторого соединен с выходом третьегоэлемента ИЛИ, а информационные входы и выходы - со входами и выходами первого и второго мажоритарных элементов, выходы которых соединеныс первыми входами первого и второго элементов сравнения соответственно, вторые входы которых соединены с соответствующими входалж соответствующих мажоритарных элементов, авыходы - с соответствующими входалл первого, второго, третьего и четвертого блоков анализа соответственно, подключенными к первым и вторымвыводам связи устройства соответственно, выходы блоков анализа связаны с входами первого, второго, третьего и четвертого элементов Й соответственно, а управляющие входыс выходом регистра номера канала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 478460, кл. О 06 Г 11/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Р 457990, кл. 0 06 Г 11/00, 1968 (прототип).949864 Составитель В Техред М.Тепе акси едактор Е.Ки ректор С. Шекма ака илиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проект 71/50 Тираж 862 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/