Устройство для переключения каналов вычислительной системы

ггос.:б.ю,",о-,; О П И С А Н И Е ( )661551ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалист им вскихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. св383047 22) Заявлено 26.04.76 (21) 2354475/1851) М 06 Г 9/0006 Г 11/00 присоединением заявки-23) Приоритет -Опубликовано 05.05.79. Гоеударственньй квинтет СССР но делам изебретеннй и еткритийта опубликования описания 15.05(71) Зйявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КАНАЛО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫИзобретение может быть использовано в цифровой вычислительной технике при построении вычислительных систем с высокой надежностью.Известно устройство для переключения каналов вычислительной системы, содержащее коммутатор каналов и мажоритарньгй блок сравнения, соединенные с информационными выходами каналов, и блок анализа, первые входы которого соединены с контрольными выходами каналов, вторые входы - с выходами мажоритарного блока, а выходы - со вторыми входами коммутатора каналов.Устройство обеспечивает выдачу информации на выходе системы из первого (по порядку опроса) исправного канала на основании анализа сигналов попарного сравнения результатов, полученных в каналах, и сигналов с контрольных выходов каналов 1.Недостаток устройства состоит в том, что в нем производится фиксация неисправ ных каналов и анализа возможных ошибок в работе систем контроля и мажоритарного блока сравнения, при этом неисправные каналы продолжают участвовать в вычисли 2тельном процессе, что может привести к последовательному отказу всех каналов системы.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вычислительной системы, в частности определение неисправных каналов и переключение их в режим восстановления в процессе функционирования системы.Указанная цель достигается тем, что устройство для переключения каналов вычислительной системы содержит анализатор состояния мажоритарного блока сравнения, анализатор состояния систем контроля и блок фиксации состояния каналов, первые входы которых соединены с контрольными выходами каналов, вторые входы - с выходами мажоритарного блока сравнения, а выходы - с дополнительными входами каналов, а также тем, что блок фиксации состояния каналов содержит счетчики сбоев и анализатор состояния каналов, выходы которого соединены со входами соответствующих счетчиков сбоев.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства вместе с тремя каналами вычислительной системы; на фиг. 2 приведена прин10 15 20 30 25 45 50 55- ципиальная схема блока фиксации состоянияканалов; на фиг. 3 приведены принципиальные схемы анализаторов систем контроляи мажоритарного блока сравнения.На фиг. 1 приняты следующие обозначения: устройство 1 для переключения ка.налов вычислительной системы, мажоритарный блок 2 сравнения, блок 3 анализа, коммутатор 4 каналов, блок 5 фиксации состоя- - ния каналов, анализатор 6 состояния систем контроля, анализатор 7 состояния мажоритарного блока, системы контроля, анализатор 7 состояния мажоритарного блока,системы 8 контроля каналов, каналы 9 вычислительной системы.Устройство 1 для переключения каналоввключает мажоритарный блок 2 сравнения,блок 3 анализа, коммутатор 4 каналов, блок5 фиксации состояния каналов и анализаторы 6 и 7 состояния систем контроля имажорйтарного блока 2, Мажоритарныйблок 2 сравнения осуществляет сравнениерезультатов, поступающих из отдельных каналов 9 и вырабатывает три сигнала сравнения, Блок 3 анализа по сигналам с выхода блока 2 и систем 6 контроля вырабатывает сигналы для управления коммутатором 4 каналов. Коммутатор 4 каналов подключает выходы одного из каналов 9 квыходам вычислительной системы по сигналам с блока 3 анализа. Блок 5 фиксациисостояния каналов производит фиксацию неисправного канала, подсчет количества сбоев (отказов) каждого канала за установленный промежуток времени и выдачу информации в неисправный канал для его самодиагностики,В анализаторе 6 состояния систем контроля устанавливается факт ошибки в работе систем 8 контроля каналов, а также устанавливается хакрактер ошибки (необнаружение сборя в канале или ложное срабатывание (систем контроля). В анализаторе 7 состояния мажоритарного блока обна О руживается ошибка в работе схем сравнения мажоритарного блока 2. Функциональная схема блока 5 .фикса-, ции состояния каналов на фиг. 2 содержит: логические элементы 10-21 блока, счетчики 22-24, вентили 25-27, выходы 28-30 систем контроля каналов, инверсные выходы 31-33 мажоритарного блока сравнения 2, прямые выходы 34-36 мажоритарного блока сравнения 2, вход 37 первого синхронизирующего сигнала (занесения информации о состоянии канала на входы счетчиков 22-24), вход 38 второго сйнхронизирующего сигнала (установки в исходное состояние счетчиков 22- 24), вход 39 третьего синхронизирующего сигнала, выходы 40-42 блока состояния каналов.Элементы 10-21 входят в анализатор состояния каналов; элементы 22-27 объединяются в схему счетчиков числа сбоев ка. налов.Функциональные схемы анализаторов систем 6 контроля и мажоритарного блока 7 на фиг. 3 содержат:- логические элементы 43-58, выходы 59-64 анализатора 6 состояния систем контроля, выход 65 анализатора 7 состояния мажоритарного блока.Элементы 43-54 входят в анализатор 6 состояния систем контроля, а элементы 55- 58- в анализатор 7 состояний мажоритарного блока.Устройство для переключения каналов вычислительной системы работает следую-.щим образом.При исправной работе всех каналов 9 коммутатор 4 выдает на выход вычислительной системы результат, полученный в первом канале. Одновременно прямые и инверсные сигналы с выхода мажоритарного блока 2 сравнения по шинам 31-36 поступают в блок 5 фиксации состояния каналов на элементы ИЛИ 13-15 и элементы И 16-17. На выходах элементов И 16-17 отсутствуют сигналы неисправности каналов.По сигналу от таймера, поступающему с выхода 37 на элементы И 19-21, производится опрос состояния каналов, При этом на выходы счетчиков 22-24, предварительно установленных в исходное состояние сигналом по входу 38, сигналы не поступают и счетчики и остаются в исходном состоянии,соответствующем отсутствию сбоев (отказов) в каналах 9. Прй подаче сигнала на вход 39 через вентили 25-27 информация об отсутствии сбоев в каналах поступает по шинам 40-42 и на дополнительные входы каналов.В случае сбоя (отказа) одного или нескольких каналов 9 коммутатор 4 по сигналам с выхода мажоритарного блока 2 сравнения и блока 3 анализа. подключает к выходу вычислительной системы первый по порядку исправный канал. Одновременно сигналы с выходов 31-36 мажоритарного блока 2 сравнения и выходов 28 30 схем 8 контроля каналов, инвертируемые с помощью элементов НЕ 10-12, поступают в блок 5 фиксации состояния каналов. На выходах элементов И 16-18 формируются сигналы неисправностей соответствующих каналов. По сигналу с входа 37 производится фиксация состояния каналов в счетчиках путем занесения 1 в счетчик, соответствующий неисправному каналу, По сигналу с входа 39 открываются вентили 25-27 и содержимое сЧетчиков 22-24 передается в каналы 9 для проведения их диагностики и восстановления. Одновременно с работой блока 5 сигналы с выходов мажоритарного блока 2 сравнения по шинам 31-36 поступают в анализаторы состояния систем 6 контроля и мажоритарного блока 7, При этом вмомент поступления синхронизирующего сигнала на вход 39 на выходных шинах 59-65 анализаторов 6 и 7 сигналы отсутствуют.В случае сбоя (отказа) одного или нескольких каналов 9 сигналы с выходов 31-36 мажоритарного блока 2 сравнения и выходов 28-30 схем 8 контроля каналов поступают на элементы анализатора 6 состояния систем контроля и элементы анализатора 7 состояния мажоритарного блока, На выходах этих схем в момент поступления синхронизирующего сигнала на шине 39 формируются сигналы состояния систем 8 контроля каналов и мажоритарного блока 2 сравнения,На выходах 59, 61, 63 формируются сигналы необнаружения сбоев (отказов) системами 8 контроля каналов. На выходах 60, 62,. 64 формируются сигналы ложного срабатывания систем 8 контроля каналов. На выходе 65 формируется сигнал неправильной работы мажоритарного блока 2 сравнения.Логика формирования сигналов на выходах 59-65 ясна из схемы, приведенной на фиг. 3. Например, сигнал необнаружения сбоя (отказа) в первом канале формируется на выходе 59 при наличии сигнала совпадения результатов во втором и третьем Каналах вычислительной системы (сигнал на шине 31), отсутствии совпадения результатов в первом и втором каналах вычисли тельной системы (сигнал на шине ЗЗ отсутствует) и отсутствии сигнала с выхода системы контроля первого канала (сигнала на шине 30). Сигнал ложного срабатывания системы контроля первого канала формируется на шине 60 при наличии сигнала совпадения результатов в первом и втором каналах вычислительной системы (сигнала на шине 33) или сигнала совпадения результатов в первом и третьем каналах (сигнала на шине 32) и наличии сигнала с выхода системы контроля первого канала (сигналы на шине 30). По такой же логике вырабатываются сигналы необнаружения сбоев (отказов) и ложного срабатывания систем контроля второго и третьего каналов на выходах 61, 63 и 62, 64 соответственно.Сигнал неправильной работы схем сравнения на выходе 65 формируется приналичии любых только, двух из трех возможных сигналов совпадения результатов в каналах вычислительной системы (сигналов на шинах 31-33).Сигналы с выходов 59-65 поступают на дополнительные входы каналов вычислительной системы одновременно с сигналами из блока 5. Эта информация позволяет судить о состояний систем контроля каналов 6 и схем сравнения мажоритарного блока 2 сравнения и может быть использованадля более достоверного определения состояния каналов (с учетом возможных ошибок в работе их систем контроля).Одновременно с восстановлением каналов продолжается процесс функционирования вычислительной системы по решению задач.Использование блока 5 фиксации состояния каналов в устройстве для переключения каналов вычислительной системы позволяет 15 отключить неисправный канал и перевестиего в режим восстановления без нарушения нормального функционирования вычислительной системы. Этим обеспечивается повышение надежностн вычислительной системы. Использование анализаторов состояния систем контроля и мажоритарного блока позволяет повысить достоверность результатов, выдаваемых вычислительной системой.Технико-экономический эффект от применения данного изобретения заключается в предотвращении отказов системы за счет своевременного обнаружения и устранения отказов в каналах.формула изобретения1. Устройство для переключения каналоввычислительной системы по авторскому свидетельству383047, отличающееся тем, 35что, с целью расширения функциональных возможностей устройства оно содержит анализатор состояния мажоритарного блока сравнения, анализатор состояния систем контроля и блок фиксации состояния кана лов, первые входы которых соединены с контрольными выходами каналов, вторые входы - с выходами мажоритарного блока сравнения, а выходы - с дополнительными входами каналов.2. Устройство по. п.1, отличающееся тем, 45 что блок фиксации состояния каналов содержит счетчикисбоев и анализатор состояния каналов, выходы которого соединены с входами соответствующих сч тчиков сбоев.Источники информации, прифятые во вниманке при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР383047, кл. б 06 Г 9/00, от 05.02.71.Составитель В, МакТехред О. ЛуговаяТираж 779осударствем нзобрета, Ж - 35,атент, г,и ЦНИИПИ Гпо дела 113036, Моска илиал ППП П нного коми ений и от Раушская Ужгород, у едактор Э. Губницкая аказ 2476/51 Корректор М, ВигуПодписноеета СССРкрытийнаб., д. 4/бл. Проектная, 4