Многоканальное резервированное устройство

4209 А СОЮЗ СООЕТСКИХссцмипми пахРЕСПУБЛИК 69 (И) 10/ООф 6 06 Р 11 1 3 аю Н ГОСУДАРСТВЕННПО ЕЛАМ И 1 .30%ВВУ НОЙъпюОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У( 56) 1. Пирс,у. Построение надежныхвычислительных машин. И., "Мир",1968, с. 49-52.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3316761/24,кл. Н 05 К 10/00, 1981 (прототип).( 54 ) ( 57 ) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее в каждом разряде по числу каналов первыеэлементы неравнозначности, триггерыи резервируемые блоки, выход каждогоиз которых соединен в каждом разряде с соответствующим входом первого мажоритарного элемента и с первьак входом элемента неравнозначности,второй вход которого подключен квыходу резервируемого блока последующего канала, а выход - к входу .триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход - ссоответствующими входами первогоэлемента ИХ 1 и первого элемента совпадения, первый вход первого элемента И соединен с соответствующимвходом блока свертки по модулю 2и с входом первого инвертора, выходкоторого соединен с нервном входомвторого элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с вторым входом первого элемента И,.выходы первого ивторого элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, четвертые входы первых элементов.совпадения всех разрядов подключены к выходу блока свертки по модулю 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства,в каждый разряд введены второй мажоритарный.,элемент, третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент неравнозначности и второй элемент совпадения, выход первого мажоритарного элемента соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента неравнозначности, вторые входы которых подключены к выхоцу второго мажоритарного элемента, входы которого соединены с выходами соответствую щих резервируемых блоков, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом первого инвертора, выход четвертого элемента неравнозначности соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ и первым входом второго элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом блока свертки по модулю 2, а выход - с .первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпаденияа выход- с вторым входом втг.ого элемента И.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в управляющих вычислительных машинах повышенной надежности.Известно резервированное устройство, в котором для повышения надеж 5 ности применяется трехкратное резервирование с подключением резерви. руемых блоков к мажоритарному элементу Г 1 3Недостатком устройства является О резкоеуменьшение надежности устройства при отказе одного из резервируемых блоков, вследствие того, что отказ в любом из двух оставшихся блоков приводит к отказу на выходе.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальное резервированное устройство, содержащее в каждом разряде по числу каналов элементы неравнозначности, триггеры и резервируемые блоки, выход каждого из которых соединен в каждом разрядес соответствую , щим входом мажоритарного элемента ис первым входом Элемента неравно-,значности, второй вход которого подключен к выходу резервируемогоблока последующего канала, а выходк входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход - с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и первого элемента совпадения, выход мажоритарно.: го элемента в каждом разряде соединен с первым входом первого элемента И, с соответствующим входом блока 35 свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И,. второй вход которого соединен с входом второго инвертора, выходом соединенного с вторым входом первого элемента И и с выходом элемента совпадения, выходы первого ивторого элементов И подключены ксоответствующим входам второго эле" 45мента ИЛИ выход которого являетсявыходной шиной устройства, другиевходы первых элементов совпадениявсех разрядов групп подключены квыходу блока свертки по модулю 2. В данном устройстве повышение надежности по сравнению с предшествую. щим устройством обеспечивается засчет осуществления контроля информации, выявления ошибки, возникающей в случае появления отказов двух резервируемых блоков в одной из разряд. ных групп, и коррекции ошибки 2.Однако надежность известного устройства недостаточно. высока вследствие того, что отказ любого мажори тарного элемента не корректируется, а это приводит к отказу всего уст"ройства.Цель изобретения - повышение надежности резервированного устройст ва за счет обеспечения устойчивости ,к отказам мажоритарных элементов.Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное резервиро-. ванйое устройство, содержащее в каждом разряде по числу каналов первые элементы неравнозначности, триггеры и резервируемые блоки, выход каждого из которых соединен в каждом разряде с соответствующим входом первого мажоритарного элемента и с первым входом элемента. неравнозначности, второй вход которого подключен к выходу резервируемого блока последующего канала, а выход - к входу триггера, другой вход которого соединен с шиной сброса, а выход - с соответствующими входами первого элемента ИЛИ и первого элемента совпадения, первый вход первого элемента И соединен с соответствующим входом блока свертки по модулю 2 и с входом первого инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого через второй инвертор соединен с вторым входом первого элемента И, выходы первого и второго элементов И подКлючены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, четвертые входы первых элементов совпадения всех разрядов подключены к .выходу блока свертки по модулю 2, в каждый разряд введены второй мажоритарный элемент, третий и четвертый элементы ИЛИ, четвертый элемент неравнозначности и второй элемент совпадения,выход первого мажоритарного, элементасоединен с первыми входами третьегоэлемента ИЛИ и четвертого элементанеравнозначности, вторые входы которых поключены квыходу второго мажоритарного элемента, входы которого .соединены с выходами соответствующихрезервируемых блоков, выход третьегоэлемента ИЛИ соединен с входом первого инвертора, выход четвертогоэлемента неравнозиачности соединенс четвертым входом первого элементаИЛИ и первым, входом второго элементасовпадения, второй вход которого соединен с выходом блока свертки по мо-,дуюцо 2, а вцход - с первым входомчетвертого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом первогоэлемента совпадения, а выход - с вторым входом второго элемента И.На,чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для трехканалов резервирования трех разрядов, при этом число рабочих разрядовравно двум, третий разряд являетсяразрядом четности информации,.Многоканальное резервированноеустройство содержит резервируемыеблоки 1-3 (4-6, 7-9), первые, вторыеи третьи элементы 10-12 13-15, 1618 ), неравиозначности, первые й вто.рне мажоритарные элементц 19.и 20 (21, 22 и 23, 24), первые, вторце и третьи триггеры 25-27 (28-30, 31-33, шину 34 сброса, первце элементы .ИЛИ 35 (36, 37 ), первые выходные ши- нн 38 (39, 40), первые элементы 41 (42, 43 ) совпадения, третьи элементы ЙЛИ 44 (45, 46 ), четвертые элементы 47 (48, 49) неравнозначности, первце инверторц 50 (51, 52), вторые элементы И 53 (54, 55), первце злементц И 56 (57, 58), четвер тце элементы ИЛИ 59 (60, 61), вторце инверторн 62 (63, 64), вторые элементы ИЛИ 65 (бб, 67 ), вторые вцходнце шинн 68 (6970),. блок 71 свертки по моцулю 2, вторые элементн 72 73, 74) совпадения и выход 75 контроля по четностк.Выходы резервируемых блоков 1.:-3 4 - б; 7 - 9) подключены к первым и вторым входам элементов 10-12 (13- . 15 16-18), неравнозначности и к первому и второму мажоритарным эле-ментам 19 и 20 ( 21, 22 23, 24) . Выходи третьих элементов 10-12 (13- 15 16-18) неравиозначности соединенн с первцми входами триггеров 25 - 27 (28-30 31-33 ), вторые входц которых соединены между собой и , с шиной 34 сброса, а вцходц подключенц к соответствующим входам первого элемента ИЛИ 35 (36, 37 ) выход которого является первой выходной шиной 38 (39, 40), и к соответствую щим входам первого элемента 41 (42, 43) совпадения. Выход первого мажоритарного элемента 19 (21, 23) подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ 44 (5, 46) и к первому входу четвертого элемента 47 (48, 49 ) неравнозначностк, Вторые входы третьего элемента ЙЛИ 44 (45, 46) и четвертого элемента 47 (48, 49) неравноэначностк подключенн к выходу второго мажоритарного элемента 20 (23 24), Выход третьего элемента . ИЛИ 44 (45, 46 ) поджлюнен. через первцй инвертор 50 (51,. 52) к первому входу второго элемента И 53 (54, 55 и к первому входу первого элемейта И 56 (57, 58). Выход первого элемента 41 (42, 43) совпадения соединен с первцм входом четвертого элемента ИЛИ 59 (60, 61), выход которого через второй инвертор 62 (63, 64 ) соединен с другим входом первого элемента И 56 (57, 58 ), а также с вторым входом второго элемента И 53 (54, 55). Вцходн вторнх Ълементов И 53 и 56 (54, 57; 55, 58) подключенн к входам второго элемента ИЛИ 65 (бб, 67 ), выход которого сое.динен с первой выходной шиной 68 (69 70)устройства. Вцходц третьих элементов ИЛИ 44 - 46 подключены также к входам блока 71 свертки по юдулю 2, вцход которого соединен с четвертцми входами первых элементов41 - 43 совпадения, входаве вторыхэлементов 72 - 74 совпадения и свторой выходной шивой 75 устройства. Другой вход второго элемента 5 72 (73, 74) совпадения соединен счетвертьм входом первого элементаИЛИ 35 (36; 37) и выходом четвертогоэлемента 47 (48, 49 ) неравнозначноб- "ти, а выход подключен к входу четвер того элемента ИЛИ 59 (60. 61).Устройство работает следующимобразом.При исправной работе всех резервируемых блоков 1-9 и мажоритарнцх 15 элементов 19-24 с выходов элементов10-18 неравнозначности и 47-49 выдаются.сигналы файф,при этом триггерц 25-33 находятся в .сброшенномсостоянии, в которое они предвари" 1тельно устанавливаются сигналом сшины 34 сброса. На выходах элементовИЛИ 35-37,. соединенныхс внходнцмишинами 38-40, видаются сигналы фО",свидетельствующие об отсутствии оши бок в разрядах. Одновременно на вцходе блока 71 свертки по модулю 2видается сигнал "Оф, свидетельствую"щий о соответствии значения разрядачетности с четностью информационныхразрядов, т.е. об отсутствии ошиЗ 0 бок на выходах элементов ИЛИ 44-46.Этот сигнал поступает на входы элементов 41-43 совпадения и входы элементов 72-74 совпадения, на выходахкоторых ббразуется сигнал фО", коЗ 5 торцй, проходя через элементы ИЛИ 5961 и инверторц 62-64, открнваетэлементы И 56-58 и информация с внходов мажоритарных элементов 19-24через элементы ИЛИ 44-46, открытые 40 элементы И 56-58 и элементы ИЛИ 6567 поступает на входными шинн устрой.ства 68-70.При отказе одного из мажоритарннх элементов, например элемента,19, с выхода элемента 47 неравнозначности выдается сигнал ф 1 ф, В результате этого на выходе элемента ИЛИ 35появится сигнал "1 ф. Кроме того, навыходе элемента ИЛИ 44 в зависимос ти от типа отказа может появитьсяошибочная информация, в результате.чего на выходе блока 71 свертки помодулю 2 устанавливается сигнал ф 1 ф,выхода блока 71 свертки по модулю 2,поступает на четвертые входы элементов 41-43 совпадения и входы элементов 72-74 совпадения. При этом с вц хода элемента 72 совпадения, на другой вход которогопоступил сигналф 1 ф с вцхода элемента И 7 неравнозначности, выдается сигнал "1". Этотсигнал, проходя через элемент ИЛИ 59 65 откроет элемент И 53 и закроет эле 1034209мент И 56. Ошибочная информация, измененная а правильную с помощью инвертора 50, с выхода элемента ИЛИ 44 пройдет через элемент И 53.Таким образом, происходит исправление ошибки и на выходной шине б 8 информация будет правильной даже прн отказе одного мажоритарного элемента в одной разрядной группе.Аналогичным образом происходит коррекция ошибки при возникновении ,отказов двух: резервируемых блоков в одной разрядной .группе. В этом случае при отказе,.например, реэер" внруемых блоков 1 и 2 переключаются в состояние "1" триггеры 25-27 и .эти сигналы поступают на первые три входа элемента 41 совпадения, В результате этого сигнал 1, появляющий ся на выходе элемента 41 совпадения, проходит через элемент ИЛИ 59 и осуществляет коррекцию разрядной информации аналогично тому, как это ,происходит при отказе мажоритарного элемента. Таким образом, повышение надежности в предлагаемом устройствеобеспечивается эа счет выявления 1 О,ошибки, возникающей в случае появления отказа мажоритарного элемента водном из разрядов и коррекции ошибки. Устройство остается работоспособным даже при наличии двух отказоврезервируемых блоков или мажоритар.- ного элемента в одном иэ разрядови одиночных отказах резервируемыхблоков в остальных разрядах.