Многоканальное резервированное устройство

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ля и оотве Изобретение опюсится к вычислнтельнои технике и может быть использовано в управ.ющихо вычислительных машинах.Известно устройство для включения резерва, содержащее блоки, подключенные к мажоритарному элементу 111.Недостатком этого устройства является резкое уменьшение его надежности прн отка зе одного из резервируемых блоков, посколь. ку отказ в любом из двух оставшихся блоков приводит к ошибке на выходе.Наиболее близким техническим решением к изобретению является резервированное устройство., содержащее элемент ИЛИ и в каждом канале резервируемый блок, подключенный через мажоритарный элемент к соответствующему ключу, элемент неравнозначности, элемент И, триггер и элемент ИЛИ, причем выход резервируемого блока каждого канала соединен с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока (и+1)-го канала, а третий вход - к выходу элемента И, первый вход которого соединен с с т 2ствующим входом элемента И (п+1)го канала и выходом триггера (и+2)-го канала, авторой вход - с выходом триггера (и+1)-гоканала и соответствующим входом элементаИ (М 2)-го канала, при этом выход элемента 5 .неравнозначности каждого канала подключенк входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход через элементИЛИ - с входом соответствующего ключасоответствующим входом общего элементаИЛИ, выход которого подключен к общейшине, кроме того, другие входы элементов ИЛИвсех каналов соединены с управляющими шинами(ЯВ известном устройстве недостаток устройства Ц частично устранен путем выявлениянеравенства сигналов, выдаваемых резервируемыми блоками при отказе одного из нихи управления ключевыми элементами, позволяющими отключать одновременно два блока,один иэ которых исправен, другой - неисправен, Однако надежность такого устройстванедостаточно высока вследствие того, что отказы двух включенных блоков одновремейнонпи последовательно во времени приводят котказу устройства. Особую значимость этотнедостаток приобретает в многоразрядных устройствах (устройства ввода. вывода, запоминающие устройства) с и-канальным резервированием блоков передачи или хранения информа- бции по каждому разряду. В этом случае дваотказа в блоках одного разряда приводят котказу всего многоразрядного устройства,Целью изобретения является повышениенадежности резервированного устройства. 1 ОПоставленная цель достигается тем, что вмногоканальное резервированное устройство,содержащее в каждом разряде каждого кана.ла элемент неравнозначности, триггер и резервируемый блок, выход которого соединен 15с входом соответствующего мажоритарногоэлемента и с первым входом элемента неравно.значнасти, второйвход которого подключенк выходу резервируемого блока последующего канала, а выход - к входу триггера, дру Огой вход которого соединен с шиной сброса,а выход - с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, введены контрольныйразряд, блок свертки по модулю два и вкаждый разряд - два инвертора, два вентиля, увторой элемент ИЛИ и элемент совпадения,причем выход мажоритарного элемента каждого разряда соединен с первым входом первого вентиля, с соответствующим входом блокасвертки по модулю два и с входом первогоннвертора, выход которого соединен с первым входом второго вентиля, второй вход которого соединен с входом второго инвертора, выход которогосоединен с вторым входом первого вентиля и с вы.ходом элемента совпадения, первый вход которо 35го соединен с выходом блока свертки помодулю два и выходной шиной устройства, аостальные входы - с выходами соответствующих триггеров, выходы первого и второговентилей каждого разряда подключены к соот 4 Оветствующим входам второго элемента ИЛИ,выход которого соединен с соответствующейвыходной шиной устройства,На чертеже представлена блок-схема иканального и т -разрядного резервированного45устройства для конкретного случая п=3 ие, где и - число каналов резервирования,п 1 - число рабочих разрядов; (п 1+1)-й разрядявляется контрольным разрядом четностиинформации,Резервированное устройство содержит вкаждом разряде резервируемые блоки 1 - 3(4 - б, 7 - 9), подключенные к первым и вторым входам элементов 10 - 12 (33 - 15,16 - 18)неравнозначности и к мажоритарному элемен.ту 19 (20, 21), Выходы элементов 10 - 12(13 - 15, 16 - 18) неравнозначности соединеныс первыми входами триггеров 22 - 24(25 - 27, 28 - 30), вторые входы которых сое. динены между собой и с шиной 31 сброса,а выходы подключены к входам первогоэлемента ИЛИ 32 (33, 34), выход которогоподан на выходную шину 35 (36, 37), и ксоответствующим входам элемента 38 (39, 40)совпадения, выход мажоритарного элемента19 (20, 21) подключен через инвертор 41(42, 43) к первому входу вентиля 44 (45,46) и к первому входу вентиля 47 (48, 49).Выход элемента 38 (39, 40) совпадениясоединен через инвертор 50 (51, 52) свторымвходом вентиля 47 (48, 49) и с вторым входом вентиля 44 (45, 46). Выходы вентилей44, 47 (45, 48; 46, 49) подключены к входам элемента ИЛИ 53 (54, 55), выход кото.рого выведен на выходную шину устройства56(57 58), выходы всех мажоритарных элементов 19 - 21 подключены также к входамблока 59 свертки по модулю два, выходкоторого соединен с четвертыми входамиэлементов 38 - 40 совпадения и выведен навыходную шину 60 устройства,Устройство работает следующим образом.При исправной работе всех резервируемыхблоков 1 - 9 с выходов элементов 10 - 18 не-равнозначности выдаются сигналы О, приэтом триггеры 22 - 30 находятся в сброшенномсостоянии, в которое они предварительноустанавливаются сигналом с шины 31 сброса,На выходах первых элементов ИЛИ 32 - 34,соединенных с выводными шинами 35 - 37,выдаются сигналы О, свидетельствующие оботсутствии ошибок в разрядах, Одновременнона выходе блока 59 свертки по модулю двавыдается сигнал О, свидетельствующий о соответствии значения контрольного разряда четности с четностью информационных разрядов,т, е. об отсутствии ошибок на выходах мажоритарных элементов 19 - 21, Этот сигналпоступает на четвертые входы элементов 3840 совпадения, на выходе которых образуетсясигнал О, который, проходя через инверторы50 - 52, открывает вентили 47 - 49 и информация с выходов мажоритарных элементов 19 -21 через открытые вентили 47 - 49 и через эле.менты ИЛИ 53 - 55 поступает на выходныешины устройства 56 - 58.При отказе одного из резервируемых бло.ков,например, блока 1, с выходов элементов10 и 12 неравнозначности выдаются сигналы1, которые, устанавливают триггеры 22 и 24в состояние .1, В результате этого на выхо.де элемента ИЛИ 32 появится сигнал 1, Однако информация на выходе мажоритарногоэлемента 19 будет верной и, следовательно,на выходе .блока 59 свертки по модулю двабудет сигнал О. Наличие на выходной шине60. сигнала 0 и одновременно с этим сигналана выходной шине 35 свидетельствует об991628отказе одного из резервируемых блоков 1 - 3 в первом разряде, Аналогично этому устройст. во работает при появлении одного отказа в любом другом разряде.При отказе второго из резервируемых % блоков в одном разряде, например, блока 2, с выхода элемента 11 неравнозначности выда. ется сигнал 1, который устанавливает триттер 23 в состояние 1. Таким образом, все три триггера 22 - 24 оказываются в состоянии 1. 1 п Кроме того, отказ двух резервируемых блоков 1 и 2 приводит к появлению ошибочной информации на выходе мажоритарного элемен. та 19, в результате чего на выходе блока 59 свертки по модулю два устанзвливается сигнзл 1, свидетельствующий о наличии отказов двух резервируемых блоков в одной разряд. ной группе. Сигнал 1 с выхода блока 59 свертки по модулю двз поступает на четвертый вход элемента 38 совпадения, на первые 0 три входа которого также поступают сигнзлы 1 с выхода триггеров 22 - 24. В результате этого на выходе элемента 38 совпадения появится сигнал 1, который откроет вентиль 44, при этом закроется вентиль 47, Ошибочная ин- формация с выхода мажоритарного элемента 19 проходит через вентиль 44, измененная на правильную с помощью инвертора 41. Таким образом, проходит исправление з 0ошибки (путем инверсии) и на выходнойшине 56 информация будет правильной дажепри отказе двух резервируемых блоков водном разряде.Таким образом, повышение надежностив предлагаемом устройстве обеспечивается засчет осуществления контроля информации,выявления ошибки, возникающей в. случаедвух отказов в одном из разрядов и коррекции ошибок. Устройство остается работоспособным даже при наличии двух отказовв одном разряде и одиночных отказов востальных разрядах,6Формула изобретения Многоканальное рвзервированное устройство, содержащее в каждом разряде каждогоканала элемент ееравноэначности, триггери резервируемьщ блок, выход которого сое.дииен с входом соответствующего мажоритарного элемента и с первым входом элементанеравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока. последующего канала, а выход - к входу триг.гера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход - с соответствующимвходом первого элементз ИЛИ, о т л ич а ю щ, е е с я тем, что, с целью повыше.ния надежности устройства, в него введеныконтрольный разряд, блок свертки по модулюдва и в каждый разряд - два инверторадва вентиля, второй элемент ИЛИ и элемент совпадения, причем выход мажоритарного элемента каждого разряда соединен с пер.вым входом первого вентиля,. с сответствующим входом блока свертки по модулю дваи с входом первого инвертора, выход кото.рого соединен с первым входом второговентиля, второй вход которого соединен свходом второго инвертора, выход которогосоединен с вторым входом первого вентиляи с выходом элемента совпадения, первыйвход которого соединен с выходом блокасвертки по модулю два н выходной шинойустройства, а остзльные входы - с выходамисоответствующих триггеров, выходы первогои второго вентилей каждого разряда подклю.чен к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен ссоответствующей выходной шиной устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Пирс У. Построение надежных вычислительных машин. М "Мнр"1968, с, 49 - 52.2, Авторское свидетельство СССР Юф 754721,кл, Н 05 К 1000, 1980, с. 49 - 52 (прототип).