Устройство для мажоритарного выбора асинхронных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХОЗИВЛЮщиснипРЕСПУБЛИК а) 4 6.06 Г 11/18 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ сства. Устройс Рвируемых бло инверторов оритарного элтроля устротоит из резментов И, ИЛИта И-НЕ, мажреверсивныктуплении асвыявления пкак при с ков элэлеме емента послов для тчиков счетчиков. Пр инхронных сиги ереполнения суммировании, та выГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 1056489, кл.Н 05 К 10/00, 1982.Авторское свидетельство СССР У 744581, кл. С 06 Р 11/00, 1979,Авторское свидетельство СССР У 1019636 кл. Н 03 К 19/23, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАЖОРИТАРНОГО ВЫБОРА АСИНХРОННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к облас. ти автоматики и вычислительной техники и может использоваться нри построении высоконадежных устройств. Цель изобретения - повышение надежности достоверности кон 80.1215113 А читании импульсов в них выделендополнительный старший знаковыйразряд, на время переполнения производится блокировка счетчиков,а также выдача сигнала на выходнуюшину переполнения. Это позволяетисключить сбои в работе счетчиковпри произвольной величине рассинхронизации частот сигналов, поступающих с выходов резервируемыхблоков. 1 ил.1 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет использоваться при построении высоконадежных устройств,Цель изобретения - повышениенадежности и достоверности контроля устройства.На чертеже приведена функциональная схема устройства для мажоритарного выбора асинхронных сигналов,Устройство содержит резервируемые блоки 1, первые элементы И 2,элементы 3 задержки, первые инверторы 4, вторые элементы И 5, первыеэлементы ИЛИ 6, пятые элементы И 7,четвертые элементы И 8, реверсивные счетчики 9, вторые элементыИЛИ 10, вторые инверторы 11, элементы 12 сравнения, третьи элементыИ 13, вторые 14 и первые 15 элементы И-НЕ, мажоритарный элемент 16,выходные шины 17 переполнения счетчиков при вычитании, выходные шины18 переполнения счетчиков при суммировании и выходную шину 19 устройства.Устройство работает следующимобразом.Импульсы, поступающие с выходовблоков 1, являются асинхронными имогут поступать с различными частотами, в результате чего в устройстве может произойти переполнение реверсивных счетчиков. Рассмотрич вначале случаи поступления асин.хронных сигналов без переполнениясчетчиков.Принцип работы устройства висправном состоянии заключается втом, что за определенное время навыход устройства прдходит число импульсов, равное числу поступившихот блоков 1, а в зависимости отвариантов рассинхронизации каналовустройства - число импульсов, равное числу поступивших от блок,вдвух из трех каналов устройства,или среднее из трех число импульсов.В исходном состоянии значениявсех разрядов счетчиков 9 равнынулю., При одновременном поступлении с блоков 1 импульсных сигналовони через соединенные последовательно элементы И 5, элементы ИЛИ 6и элементы И 8 поступают на суммирующие входы счетчиков 9 соответствувяцих каналов, и во всехсчетчиках записывается положитель 215113 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ное число +1, на выходе элементов И 13 появляются разрешающие уровни и формируется сигнал на выходе элемента 16, Этот сигнал поступает на выходную шину 19 устройства и через элементы И 7 на вычитающие входы всех счетчиков 9, устанавливая их в исходное состояние. При этом этом количество импульсов, прошедших на выход устройства, равно количеству импульсов, поступивших от блоков 1.Если сигналы с блоков 1, содержащие равные количества импульсов, меньшие или равные емкости счетчиков 9, поступают поочередно друг за другом, например последовательно, в первом, втором и третьем каналах, то устройство работает следующим образом. Импульсы с блока 1 первого канала записываются в соответствующий счетчик 9, но на выход не проходят, так как разрешающий уровень присутствует только на выходе элемента И 13 первого канала, Затем чмпульсы, поступающие с блока 1 второго канала, в темпе поступления проходят на выход устройства, так как разрешающий уровень дополнительно появляется на выходе элемента И 13 второго канала. Поскольку эти импульсы вычитаются из содержимого всех счетчиков, то к концу работы блока 1 второго канала содержимым счетчиков 9 в первом и втором каналахбудет ноль, а на счетчике 9 в третьем канале запишется отрицательное число, модуль которого равен количеству прошедших на выход устройства импульсов. Поэтому когда начнут поступать импульсы с блока 1 третьего канала, они на выход. не пройдут, так как во всех трех каналах элементы И 13 имеют на выходе запрещающий уровень, а к концу работы блока 1 третьего канала на счетчике 9 также будет ноль.Таким образом, на выход устройства проходит нужное количество импульсов и оно находится в исходном состоянии.В случае поступления на вход устройства очередного входного импульса с какого-либо блока 1 в момент вычитания из счетчика 9 выходного импульса на втором входе элемента И 5 присутствует запрещающий уровень, а на втором входе элемента И 2 - разрешающий уровень,следовательно, входной импульс поступит на суммирующий вход счетчика 9 через элемент И 5, а через элемент И 2 - на элемент 3, который задерживает входной импульс на время вычитания из счетчика 9 выход. ного импульса. Следовательно, в результате задержки сигналов, поступающих на суммирующие входы счетчиков 9, относительно сигналов, поступающих на их вычитающие входы, сбои в работе счетчиков в описан- ном случае исключаются.В случае поступления асинхронных сигналов с блоков 1 разной частоты, влекущих за собой переполнение счетчиков, устройство работает следующим образом.Для выявления наличия переполнения счетчиков как при суммировании, так и при вычитании импульсов в них выделен дополнительный старший знаковый разряд, При отсутствии переполнения значения младшего и дополнительного старшего знаковых разрядов совпадают, что контролируется соответствующими элементами 12В случае появления переполнения в счетчике 9 на выходе элемента 12 появляется разрешающий уровень, поступающий на первый вход второго 14 и на второй вход первого 15 элементов И-НЕ. При этом на первый вход элемента И-НЕ, 15 поступает сигнал с выхода младшего знакового разряда счетчика 9, который в случае переполнения счетчика при суммировании соответствует разрешающему уровню для формирования на выходе элемента И-НЕ 15 запрещающе 1 го уровня, поступающего на второй вход элемента И 8, который обеспечивает блокировку суммирующего входа счетчика на время его переполнения, При этом на выходной шине 18 переполнения счетчика при суммировании присутствует нулевой потенциал, который означает наличие переполнения соответствующего счетчика при суммировании импульсов.На второй вход элемента И-НЕ 14 через инвертор 11 поступает инверсный сигнал с выхода младшего знакового разряда счетчика 9, который в случае переполнения счетчика при вычитании соответствует разрешающему уровню для формирования на выходе элемента И-НЕ 14 эапрещаю 1215113щего уровня, поступающего на второйвход элемента И 7, который обеспечивает блокировку вычитающего входа счетчика на время его переполнения. При этом на выходной шине17 переполнения счетчика при вычитании присутствует нулевой потенциал,который означает наличие переполнения соответствующего счетчика при10 вычитании импульсов.Таким образом, в устройстве происходит контроль над работой ре-версивных счетчиков, блокировка ихвходов на время переполнения, а15 также выдача сигнала на выходнуюшину переполнения при суммированииили вычитанииимпульсов .Наличие в устройстве шин переполнения счетчиков при суммировании и20 вычитании позволяет осуществлятьвыдачу импульсов из резервированныхблоков в устройство для мажоритарного выбора асинхронных сигналовпо асинхронному принципу, .т.е, после25 выда ч в устройство очередного импуль"са из резервируемого блока, в нем Гмогут быть проанализированы, состояния шин переполнения счетчиков.По результатам анализа резервируемыйблок, соответствующий счетчику, вкотором произошло переполнение присуммировании импульсов, может бытьвыведен в состояние останова навремя наличия сигнала на соответствующей шине переполнения счетчика 35при суммировании. В случае реализацииописанной работы резервируемых блоков с устройством емкость счетчикаможет иметь небольшую величину, чтоснизит общее количество элементов,входящее в предлагаемое устройство.Наличие в устройстве контролянад работой реверсивных счетчиков,блокировки их входов на время переполнения, а также выходных шин пере 45полнения при суммировании и вычитании импульсов позволяет исключитьсбои в работе счетчиков; т.е.. устройство для мажоритарного выбора 50асинхронных сигналов работаетнадежно при произвольной величинерассинхронизации частот сигналов,поступающих с выходов.резервируемыхблоков.Предлагаемое устройство позволяетрезервировать аппаратуру, работа ко;торой незасинхронизирована междусобой, на входные сигналы не накладывается никаких ограничений, что20 во многих случаях упрощает резервируемые системы в целом. формула изобретения Устройство для мажоритарного выбора асинхронных сигналов, содержащее в каждом иа трех каналов резервируемый блок, три элемента И, эле- .1 О мент задержки, первый инвертор, два элемента ИЛИ и реверсивный счетчик, при этом первые входы первого и второго элементов И соединены с выходом соОтветствующего резервируемого 15 блока, выход первого элемента И через элемент задержки подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выходы информационных разрядов реверсивного счетчика через второй элемент КНИ подключены к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с соот+ 25 ветствующим входом мажоритарного элемента, выход которого, являющийся выходом устройства, подключен к объединенным вторым входам первых элементов И и к входам первых инверторов,ЗО .выходй которых соединены с соответствующими вторыми входами вторых элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности контроля устройства, в него введены в каждый из трех каналов четвертый и пятыйэлементы И, элемент сравнения, вто"рой инвертор, два элемента И-НЕ,при этом выход первого элемента ИЛИподключен к первому входу четвертого элемента И, выход которогосоединен с суммирующим входом соответствующего счетчика, выход младшего знакового разряда которогоподключен к входу второго инвертора, первому входу элемента сравнения и первому входу первого элемента И"НЕ, а выход дополнительногостаршего знакового разряда счетчика соединен е вторым входом элемента сравнения, выход которогоподключен к первому входу второгои второму входу первого элементовИ-НЕ, выход второго инвертора соединен с объединенньвщ вторымивходами третьего элемента И и вто-,рого элемента И-НЕ, выход которогоподключен к соответствующей выходной шине переполнения счетчика привычитании к первому входу пятогоэлемента И, выход первого элементаИ-НЕ соединен с соответствующейвыходной шиной переполнения счетчика при суммировании и с вторымвходом четвертого элемента И,выход мажоритарного элемента подключен к объединенным вторым входампятых элементов И,выходы которых соединены с соответствующими вычитающими входами реверснвных счетчиков.1215113 Составитель В. МаксимовЛежнина Техред О.Неце Редак Тираж 673Государственного комитета СССРлам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. Зак одписно Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 907/56ВНИИПИпо113035 Корректор А. Зимокосов