Устройство для управления реконфигурацией резервированной системы

(50 Н 05 К 10 0: ГОСУДАРСТВЕНКЬЗЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ АН два элемента НЕ, мажоритарный элемент контроля, регистр контроля, регистр задания режима, первый вход которого соединен с тактовым входом устройства, первый, второй, третий н четвертый выходы - с первыми входами сдответствующих четырех. элементов И заййси, вторые входы которых соединены с выходом блока сравнения, а выходыс соответствующими входами регистра контроля, первый выход которого соединен с первым входом элемента И контроля, с вторым входом которого через первый элемент НЕ соединен выход мажоритарного элемента контроля, с входами которого и с вторыми входами элементов И считывания соединены второй, третий и четвертый выходырегистра контроля, с третьими входами всех элементов И считывания соединен через второй элемент НЕ выход, элемента И контроля, а выходы элементов И считываний соединены соответственно с вторым, третьим и чет,вертым входами регистра задания режима, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами управляемого мажоритарного элемента, а пятый выход соединен с первыми входами всех элементов .И считывания.(53).681,325(088,8).56 1, Авторское свидетельство СССРВ 463972, кл. 0 06 Г 11/18, 1975,2, Авторское свидетельство СССР:.9 546886, кл. О 06 Р 11/18., 1977,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛя УПРАВЛЕНИН,РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ РЕЗЕРВИРОВАННОЙСИСТЕМЫ содержащее Формировательконтрольных сигналов, вход которого.соединен с тактовьи входом устройства, а первый выход - с входами трехрезервируемых блоков, выходы котррыхсоединены с инФормационными входамиуйравляемого мажоритарного элемента,выход которого соединен с выходомустройства и с первым входом блокасравнения, с вторым входом которого.соединен второй выход фдрмирователяконтрольных сигналов, о т л и ч а ющ;е е с я тем, что, с целью повыаения надежности, оно содержит четыреэлемента И записи три.элемента Исчитывания и элемент И контроля,К АВТОРСКОМУ СВИД 1сИзобретение относится. к вычислительной технике и может быть применено при разработке резервированныхсистем управления повышенной надежности, а также при разработке адаптивных резервированных устройств. 5Известна схема для управленияреконфигурацией резервированнбго.устройства, содержащая блоки контроля резервных блоков каждого каналаэлементы И, ИЛИ, инверторы, мажори- . 1 Отарный элемент и связи между ними 1Известна также схема для управления реконфигурацией резервированного трехканального устройства, содержащего в каждом канале резервируе мый блок, блок контроля, блок переключения, восстанавливающий органи связи между нимл 2 .Нецостатком резервированных уст- .ройств является то, что не произво Однтся контроль их работоспособностив мажоритированномрежиме приобнаружении отказов в двух или трех функциональных блоках.Наиболее близким по технической 25сущности к предлагаемому являетсяустройство для управления реконфигурацией, примененное в резервированном устройстве, содержащем мажоритарный элемент и индикаторы отказов,выходы которых через элементы ИЛЙ соединены со входом счетчика, ключиустановленные на входе мажоритарногоэлемента, управляющие входы которыхсоединены с выходами соответствующих индикаторов отказов, дополнитель ный элемент ИЛИ, подсоединенный ковходам мажоритарного элемента, и переключатель, управляющий вход которо.- го соединен с выходами счетчика,а сигнальные входы с выходами мажори 40тарного элемента и дополнительногоэлемента ИЛИ ГЗ 3,Однакопри отказе двух или трехфункциональных блоков в данном устоойстве не производится контроль егоработоспособности в мажоритированномрежиме, что не позволяет использоваТьдополнительные ресурсы повышения егонадежности.Рассмотрим ситуацию, когда функцио 5 Ональный блок состоит из секций, инзФормацияв которых обрабатываетсянезависимо и последовательно во времени поступает на выход функциональ-ного блока. Примером такого функционального блока может служить запоминающее устройство, а.секциями - от.дельные модули накопителя запоминающего устройства. Пусть, например,каждый из трех .резервируемых функцио-.нальных блоков, содержит секции ;, 52;,6 О5;,5,;, где=1,2,3, номер Фуйкцйонального блока). Пусть также всекцияхи 9 обнаружены отказы.В этой ситуацйи все известные резервированные устройства, перестраивают ся схемами контроля и реконфигурации на выдачу. информации секций 5, 5 з, 5 ЗЗ, 54 З. В Дальнейшем пРи отказе любой из указанных секций устройство выходит из строя." Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления реконфигурацией резервированной системы, содержащее Формирователь контрольных сигналов, вход которого соединен с тактовым входом устройства, а первый выход - с входами трех резервируемых блоков, выходы которых соединены с информацйонными входами управляемого мажоритарного элемента, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнения, со вторым входом которого соеди. нен второй выход формирователя контрольных сигналов, введены четеры зле мента И записи, три элемента И считывания, элемент И контроля, два элемента ИЕ, мажоритарный элемент контроля, регистр контроля, регистр задания режима, первый вход которого соединен с тактовым входом устройства, первый, второй, третий и четвертый выходы - с.первыми входами соответствующих четырех элементов И записи, вторые входы которых соединены с выходом блока сравнения, а выходы - с соответствующими входами регистра контроля, первый выход которого соединен с первым входом элемента И контроля со вторым входом которого через первый элемент НЕ соединен выход мажоритарного элемента контроля, со входами которого и со вторыми входами элементов И считывания соединены второй, третий и четвертый выходы регистра контроля, с третьими входами Всех элементов И считывания соединен через второй элемент НЕ выход элемента И контроля, а выходы элементов И считывания соединены соответственно со вторЫм, третьим и четвертым входами регистра задания режима, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими вхо- дами управляемого мажоритарного элемента, а пятый выход - с первьачи входами всех элементов И считывания. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство дйя управления реконФигурацией резервированной системы содержит резервируемые блоки 1-3, формирователь 4 контрольных сигналов, управляемый мажоритарный элемент 5, блок 6 сравнения, регистр 7 задания режима, элементы И 8-11 записи, регистр 12 контроля, элемент И 13 контроля, первый элемент НЕ 14, мажоритарный элемент 15 контроля, элементы И 16-18 считывания, второй элементНЕ 19, Тактовый вход устройства обо-. ,значен позицией 20, а выход - 21Тактовый вход 20 устройства соеди-. нен с первым входом регистра 7 зада" ния режима и входом Формирователя 4 контрольных сигналов. Первый выход формирователя 4 соединен со входами резервируемых блоков 1-3, а второй выход - со вторым входом блока 6 сравнения, Выходы резервируемых блоков 1-3 соединены с информационными вхо дами управляемого мажоритарного эле мента 5, выход которого соединен с выходом 21 и с первым входом блока б сравнения. Первый, второй, третий и четвертый выходы регистра 7 задания 15 режима ( выходы первого, второго, тре, тьего, и четвертого разрядов )соединены с первыми входами элементов И 8-11 записи со вторыми входами которых соединен выход блока 6 сравнения. Выходы элементов И 8-11 записи соединены со входами регистра 12 контроля,первый выход (выход первого разряда) регистра 12 контроля соединен с первым входом элемента , 25 и 13 контроля, со вторым входом которого через первый элемент НЕ 14 .соединен выход мажоритарного элемента 15 контроля. Со входами этогоэлемента соединены второй, третийи четвертый выходы регистра .12 конт-, роля, Эти выходы соединены также с первыми входами элементов И 16-18считывания, со вторыми входами которых через второй элемент НЕ 19 соединен выход элемента И 13 контроля, Выходы элементов И 16-18 считывания соединены со вторым, третьим и четвертым входами регистра 7 задания режима, пятый выход которого,(выход пятого разряда )соединен с тре тьим входом элементов И 16-18 считывания, Второй, третий и четвертыйвыходы регистра 7 задания режима соединены с управляющими входами управляемого мажоритарного элемента 5., :45Устройство работает следующим образом.На тактовый вход 20 устройства последовательно во времени подаются четыре тактовых сигнала. Этим опре деляется цикл контроля и установки работоспособной конфигурации устрой-.ства. Начальное состояние регистра 7 задания режима - "00000". Таким образом, на управляющих входах мааоритарного элемента 5 код 000, задающий мажоритарный режим-его работыПо первому тактовому сигналу формирователь 4 выдает серию контрольных сигналов, поступанвих на входы резервируемых блоков 1-3, Резервируе алые блоки обрабатывают эти сигналы и выдают на выход устройства серию результирующих сигналов, которые после выполнения над ними логическойФункции мажоритарного элемента 5 ц поступают на выход устрбйства и напервый вход блока 6 сравнения, Навторой вход этого блока подаютсяэталонные сигналы. При несравненииблоком 6 сравнения вырабатываетсясигнал"0", а при сравнении "1"По первому тактовому сигналу регистр 7 задания режима устанавливается в состояние "10000" и.разрешается тем самым запись выходногосигнала блока 6 сравнения после первого такта контроля в первый разрядрегистра 12 контроля через элементИ. 8 записи.В этом такте проверяется работоспособность в мажоритированной конфигурации резервированной системы,состоящей из трех блоков 1-3 и мажоритарного элемента 5.При браке (несравнении)в первыйразряд регистра 12 контроля записывается "Оф,.при норме - ф 1"По .второму тактовому. сигналу регистр 7 задания режима устанавливается в состояние "01000 ф. Этим задается режим выдачина выход мажоритарного элемента 5 информации блока 1 и:разрешается запись результата сравнения во второй разряд регистра 12контроля через элемент И 9 записиВ этом такте контроля проверяетсяработоспособность Функциональногоблока 1,По третьему и четвертому тактовосу сигналу регистр 7 задания режимаустанавливается соответственно всостояния "00100" и "000101 и .проверяется работоспосббность блоков 2и 3.По пятому тактовому сигналу регистр 7 задания режима устанавливается в состояние ф 00001", разрешаятем самым срабатывание элементовИ 16-18 считывания по третьему входуЕсли в мажоритированной конфигурациисистема не работоспособна (в первомразряде регистра 12 контроля "Офто на входе элемента И 13 контроляфО", на выходе второго элементаНЕ 19 - "1", и во второй, третийи четвертый разряды регистра 7 задания режима переписывается содержимое второго, третьего и четвертогоразрядов регистра 12 контроля, задавая возможную работоспособную конфигурацию системы.Если в мажоритированной конфигурации система.работоспособна (в первом разряде регистра 12 контроля -"1 ф),то разрешается. срабатывание элемента-И 13 контроля по первому входу.В том.случае, если во втором, третьем и четвертом разрядах регистра12 контроля содержатся коды 100,010, 001, 000, то на выходе первогоэлемента НЕ 14 - "1 ф и срабатываетэлемент И 13 контроля, запрещая темСамим череэ второй элемент НЕ 19 срабатывание элементов И считывания 16-18. При этом. во второй, третий и четвертый разряды регистра 7 задания режима. записывается код 000; задавая мажоритарную конфигурацию, В этом случае, если во втором, тре-. тьем и четвертом разрядах регистра 12 контроля содержатся коды 111, 011, 101, 110, то .на выходе мажоритарного элемента 15 контроля - "1", на выходе первого элемента НЕ 14 - . 10 "О"., элемент И 13 контроля не сраба" тывает н во второй, третий и четвертый разряды регистра 7 задания режима переписывается код разрядов регистра 12 контроля. При этом коды 15 111,011,101 и 110 задают мажоритарную конфигурацию.На этом режим контроля и установки рабочей конфигурации, заканчивается и система продолжает работать в рабочем режиме .в конфигурации, задаваемой вторым, третьим и четвертым. разрядами регистра 7 задания режимаТаким образом, предлагаемое уст-. ройство позволяет не перестраивать мажоритарный элемент.5 при отказе двух блоков и работоспособности в мажоритированной конфигурации. Это . обеспечивает повышение надежности, например, для системы из резервируемых блоков, .состояших иэ секций, информация в которых обрабатывается независимо и:последовательно во времени поступает на выход блокаОпределим выигрыш в надежности для предлагаемой системы по сравне нию с известной, считая, что в состав 1-го Функционального блока входят четыре секции 5 ., В, 5 з, ь+., Схемы контроля и.перестройки будем считать значительно более надежными 40 чем функциональные блоки, и примемих надежность равной 1.Надежность известного. устройстварассчитывают по Формулегде р = р 4;Рнадежность секции 5 р1,2,3,4,=12,3; ф,и- вероятность обнаружения :.отказов средствами контроля.Надежность предлагаемого устройст. ва рассчитывают по формулеЙ=Р+ЗР 1 (1-Р) 13,4 (1-Р 1) Р+Зр,ф РУД )цДпя р=0,95,рд =0,8 имеем Р =0,9768,02=0,9936,ВероятностЪ выхода предлагаемогоустройства из строя по сравнению сизвестным уменьшается при выбранныхзначениях р и р,. примерно в 3,6 раза.Очевидно, что при увеличении числасекций в Функциональном блоке выигрыш в надежности увеличивается. Надежчость устройства, состояшего из Исекций, рассчитывают по формулеР:р,+Зр,(1-рф+3 Й (4-р,) р+Зр(1- лРезультаты испытаний предлагаемого устройства подтверждают его высокую надежность, так как оно парирует большее число отказов резервируемых Функциональных блоков.Реда к илиал ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектная,аказ 6950/59 Ти ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 113035, Москва, Ж, Раж 845 Подписиитета СССРи открытийуыская наб., д. 4/5