Многоканальное устройство управления резервированной системой

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1744571 Союз Советских социалистических Республик(б 1) Дополнительное к авт, свид-ву Р 526893 (22) Заявлено 090178 (21) 2567894/18-24 Кг с присоединением заявки Мо 6 06 Г 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(71) Заявитель 154) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано при разработке многоканальной аппаратуры, обладающей высокой надежностью, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в 1.В основном изобретении описано многоканальное устройство управления 10 резервированной системой, содержащее коммутаторы, управляющие подачей питания и входами резервных блоков канала управления, входы которйх соединены с соответствующими выходами 15 блоков устройства и коммутаторов, тактовыми и установовчными входами устройства, а выходы каналов формируют канальные выходы устройства и управляют коммутаторами, в состав каждого канала при этом входят первый элемент ИЛИ, формирующий выход канала, группа элементов И-НЕ, группа элементов И и второй элемент ИЛИ, составляющие схему определения неисправности,.первый и второй счетчики с дешифраторами, первый и второй элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй триггеры и первый и второй мультиплексоры,обеспечивающие работу устройства по принципу 1 скользящего резервафНедостатки известного устройства заключаются в том, что схема опреде" ления неисправности каждого канала не чувствительна к однотипным двойным неисправностям вида постоянная ложная 1 или,постоянный ложный 0 на выходах, работающихна данный канал блоков. Вероятность возникновения подобных неисправностей значительна при замещении блоков в неисправном канале, так как в первом цикле поиска может производиться последовательное подключение каждого из блоков общего холодного резерва в пару к неисправному блоку. Данная вероятность при этом возрастает с увеличением времени работы устройства, особенно для аппаратуры, в которой не производится восстановление резерва. Указанный недостаток, При-. водящий к полному отказу канала, снижает надежность известного уст" ройства.Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство управления резервированной системой по авт,св, У 526893 в каждый" канал устройства введены счетчик три гера, элемент задержки, элемент И, при этом установочный вход счетчика, вход элемента задержки и единичный вход триггера соединены с выходом второго элемента ИЛИ, счетный вход счетчика подключен к выходу первого элемента ИЛИ канала, нулевой вход триггера соединен с выходом счетчика и является входом канала, причем первый вход элемента И соединен с выходом элемента задержки, второй вход элемента И подключенк выходу триггера, а выход элемента И подсоединен к дополнительному входу второго элемента ИЛИ канала.Блок-схема устройства приведена на чертеже. Многоканальное устройство управления резервированной системой содержитрезервные блоки 1 - 1, коммутаторы2 - 2 каналы 3 - 3, а каждыйканал содержит элемент ИЛИ 4, группу5 элементов И-НЕ, группу 6 элементовИ, элементы ИЛИ, 7, 8, триггер 9,элемент И 10, счетчик 11, дешифратор 12, мультиплексор 13, элементИЛИ 14, триггер 15, элемент И 16,счетчик 17, дешифратор 18, мультиплексор .19. На чертеже обозначено:20 и 21 - группы соответственно вхо"дови выходов устройства; 22-23 - .входй устройства; 24 - 24, - выходыканалов. Кроме того, каждый каналсодержит дополнительный блок 251определения неисправности для -гоканала, состоящий из счетчика 26,элемента 27 задержки, триггера 28 иэлемента И 29.Устройство работает следующимобразом,Выходные канальные сигналы с блоков 1 - 1 резервируемой системыпоступают на соответствующие первыегруппы входов каналов в .на элементыЙМЙ 4 = для"канала 31и на первые1входы элементов группы 5 элементовИ-НЕ, вторые входы которых соединеныс выходом элемента ИЛИ 4, выходом24 данногоканала и вторым входомдополнительного блока 25; определениянеисправности - счетным входом счетчика 26. Сигналы несовпадения с выходом элементов группы 5 элементовИ-НЕ поступают на первые входы элементов группы 6 элементов И, вторыевходы которых соединены со второйгруппой входов соответствующего канала, соединенной с запускающими. выходами коммутаторов 24 - 2 п и запускаемыми входами резервируемыхблоков 1 - 1. С выходов элементовгруппы 6 элементов И сигналы не" совпадения поступают на входы элемента ИЛИ 8, дополнительный вход которого подключен к выходу блока 25восходу элемента И 29, С выхода элемента ИЛИ 8 сигналы проходят на единичный вход триггера 9 и первый г- вход блока 25; соединенные в. блоке25 с установочным входом счетчика26, входом элемента 27 задержки иединичным входом триггера 28, единичный выход которого разрешает прохождениесигнала несовпадения с выходаэлемента задержки через элемент И29 на выход блока 25; .Единичный выход триггера 9 разрешает прохождение через элемент И 10на счетный вход первого счетчика 11пачки тактовой частоты данного канала с тактового входа 23 устройства.С выходов каждого разряда счетчика.,15 11 сигналы поступают на первый дешифратор 12, управляющий вход которогосоединен с нулевым выходом триггера9, Кроме того, выходы счетчика 11соединены с первой группой входов20 первого мультиплексора 13, втораягруппа входов которого подключенак запускающим входам коммутаторов2 - 2, а выход через элемент ИЛИ14 управляет нулевым входом триггера9. Импульс переноса с последнего разряда счетчика 11 поступает на единичный вход второго триггера 15, единичный выход которого разрешает прохождение через элемент И 16 на счетныйвход второго счетчика 17 пачки тактовой частоты данного канала с тактовоговхода 23 устройств а. С выходовкаждого разряда счетчика 17 сигналыпоступают на второй дешифратор 18,управляющий вход которого соединен снулевым выходом триггера 15.Кроме того, выходы счетчика 17соединены с первой группой входоввторого мультиплексора 19, втораягруппа входов которого подключена4 ц к запускающим выходам коммутаторов24 - 2, а выход через, элемент ИЛИ7 управляет нулевым входом триггера15. Выходы дешифраторов 12 и 18 в зависимости от состояния счетчиков 11и 17 управляют подачей общего и канального питания с коммуторов 2 -2 1на блоки 1 - 1, включая их и подключая к соответствующим каналам, атакже управляют соответствующими канальными входами группы входов 20устройства.Установка исходного состояния устройства осуществляется подачей соответствующего сигнала с установочноговхода 22 устройства на нулевые входы 55 триггеров 9 и 15 через элементы ИЛИ,соответственно 14 и 7, на входы установки исходного состояния счетчиков11 и 17, а также на первый нулевойвход триггера 28, второй нулевой вход що которого управляется выходом счетчика 26. Тактовый вход 23 устройствавыдает пачки канальных тактовыхчастот, разделенных по времени.Пусть в начальный момент времени,после прохождения сигнала установкиэлемент ИЛИ 7 на нулевой вход триггера 15, Нулевое состояние триггера 15 открывает дешифратор 18, производя темсамым через соответствующие коммутаторы из 2 - 2 замещение неисправного блока. данного канала.Если в процессе замещения блоков, работающих на канал 3, произошло подключение ранее отключенного или . неисправного блока из резерва в пару к неисправному, а неисправность дан- ных блоков однотипна - вида постоянного ложного 0 или постоянной ложной 1, то сигнал неисправности на дополнительный вход элемента ИЛИ 8 выдаст дополнительный блок 25; определения неисправностиПри нормальном функционировании устройства управления блок 251 не выдает сигналов неисправности в связи с тем, что счетчик 26, считающий выбранйое число импульсных сигналов выходной последовательности, подает сигнал на нулевой вход триггера 28 до того, каксигнал неисправности с выхода элемента ИЛИ 8 пройдет через элемент с установочного входа 22 устройства,триггеры 9, 15, 28 установлены в нулевое состояние, счетчики 11 и 17находятся в таких состояниях, прикоторых дешифраторы 12 и 18, выходыкоторых открыты нулевыми выходами 5триггеров соответственно 9 и 5,выдают на коммутаторы 2 и 2 п сигналы, подключающие к каналу 31 два блока из 1 - 1и разрешающие прохождение на их вход входного сигнала пбвходу канала 31 из группы 20 входов10устройства. При исправном состояниирабочих блоков канала 3; основнойузел определения неисправностей, выполненный иэ группы 5 элементов И-НЕ,группы 6 элементов И и элемента ИЛИ8, не выдает сигнала на единичныевходы триггеров 9 и 28, Последний,сохраняя нулевое состояние; запрещает прохождение сигнала от элемента27 задержки через элемент И 29 на 20выход дополнительного блока определения неисправности и далее на допол-нительный вход элемента ИЛИ 8. ТригГер 9 также сохраняет свое нулевоесостояние, и, следовательно, на счет ные входы счетчиков 11 и 17 не поступают импульсы из пачки тактовой частоты данного канала, и они сохраняютсвои исходные состояния. В итогедва блока из 14 - 1 , первоначально 30подключенные к каналу 3, остаютсявключенными. Аналогично исходноесостояние сохраняется и для остальных (к - 1) каналов системы.Пусть, вследствие неисправности 35одного из блоков 1 - 1 п, например,работающих на канал 3;, узел определения неисправностей канала выдаетна единичный вход триггера 9 сигнал,перебрасывая его в состояние 1и открывая тем самым элемент И 10для прохождения импульсов из пачкитактовой частоты данного канала насчетный вход счетчика 11, а такжевыдавая сигнал на дешифратор 12, запрещающий прохождение с его выходом 45команд на коммутаторы 2 - 2 на время поиска невключенного блока из резерва системы,и отключая при этом первый из двух блоков, работающих наканал 31 устройства. Кроме того, сиг нал с выхода элемента ИЛИ 8 поступает на первый вход дополнительногоблока определения неисправностей-навход установки. нуля счетчика 26,вход элемента 27 задержки и вход уста новки11 триггера 28.Счетчик 26 при этом считает числоимпульсных сигналов выходной последовательности данного канала, а триггер28 открывает элемент И 29 для прохождения сигнала неисправности от элемента 27 задержки на дополнительныйвход элемента ИЛИ 8. С каждым тактомтактовой частоты счетчик 11 меняетсвое состояние и осуществляет через 65 йервую группу входов мультиплексора13 последовательный опрос последнего с целью выборки невключенного блока иэ(о - 2 к) резервных блоков, Когда состояние счетчика будет соответствовать коду невключенного блока, Мультиплексор выдает сигнал через элемент ИЛИ 14 на нулевой вход триггера 9, перебрасывая его в состояние 0 и запрещая тем самым прохождение через элемеНт И 10 тактовой частоты на счетный вход счетчика 11,Фиксируя этим данное состояние последнего, соответствующее коду найденного невключенного блока резерва, Снулевого выхода триггера 9 при этомна вход дешифратора 12 поступает сигнал, разрешающий прохождение с еговыхода команды на коммутаторы 24 - 2 пподключая тем самым найденный блокк данномуканаЛу, Если в канале сбойпроизошел из-за неисправности второго блока, то в этом случае произойдетперепдлнение"счетчика 11, на единичный вход триггера 15 пройдет импульспереноса с выхода последнего разряда счетчика 11Единичное состояниетриггера 15 открывает элемент И 16для прохождения импульсов канальной .тактовой частоты на Счетный входсчетчика 17, а также отключает. дешифратор 18, выдающий команды управления на коммутаторы 21 - 2, на время поиска невключенного блока из резерва взамен отключенного второго . блока канала 3, . Поиск невключенно" го блока из резерва осуществляется счетчиком 17 через первую группу входов мультиплексора 19. Когда состояние счетчика 17 будет соответствовать коду невключенного блока,мультиплексор 19 выдаст сигнал через27 задержки и элемент И 29 на дополнительный вход элемента И 29. В тоже-время, если в процессе замещенияоказались подключенными блоки с неисправностями типа ложная 1 или"0, то счетчик 2 б не обнулиттриггер 28 и, следовательно, предыдущий сигнал неисправностипройдячерез элемент 27 задержки,и открытыйединичным состоянием триггера 28элемент И 29, поступит на дополнительный вход элемента ИЛИ 8 и далеена единичный вход триггера 9, открывая тем самым новый цикл работы схемызамещения неисправных блоков, Количество состояний счетчика 2 б должносоответствовать суммарной величине,состоящейиз максимального количества ложных импульсных сигналов выходной последовательности, допустимыхв процессе замещения отключенногоблока, и минимального числа импульсных сигналов с выхода нормально .Функционирующего канала за выбранноевремяконтроля вновь подключенногорезервного блока. Время задержки элемента 27 должно превышать величину Я 5максимально возможного времени работы устройства переключения до момента замещения отключенного блока канала, просуммированного с временемч; контроля вновь подключенного блока,Элемент 27 задержки может быть при" " этбм выполнен непосредственно в виделинии задержки, в виде времязадающе го кипп-реле, Формирующего временнойуйравляющий строб, а также в видечисто цифрового элемента-счетчика,формирующего заданный временной интервал методом, например", подсчетачисла тактов тактовой частоты с момента поступления на вход блока25; сигнала неисправности,Аналогично работают остальные каналы системыТаким образом, введение в каждыйканал дополнительного блока определения неисправности, содержащего новые 4элементы, управление которым осушествляется непосредственно выходом канала, а запуск - первым сигналом неисправности, позволило устранить нечувствительность схемы определения неисправности известного устройства к однотипным двойным отказам вида постоянной ложной ф 1 или постоянного ложного О на выходах работающих на данный канал блоков, а следовательно, уменьшить вероятность полного отказа канала, особенно проявляющуюся у известного устройства при большом времени его работы в аппаратуре, в которой не производится восстановление резерва. Устранение указанных недостатков известного устрой-, ства позволило расширить область его применения, а также, в итоге, увеличить надежность резервированной системы в целом.Формула изобретенияМногоканальное устройство управления резервированной системой по авт.св. Ф 526893, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности, в каждый канал устройства введены счетчик триггера, элемент задержки, элемент И, при этом установочныйвход счетчика, вход элемента задержкии единичный входтриггера соединеныс выходом второго элемента ИЛИ, счетный вход счетчика подключен к выходупервого элемента ИЛИ канала, нулевойвход триггера соединен с выходомсчетчика и является входом канала,причем первый вход элемента И соединен с выходом элемента задержки, второй вход элемента И подключен к .выхбду триггера, а выход элемента Иподключен к дополнительному входувторого элемента ИЛИ канала,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР1 Ф 52 б 893, кл, С Об Р 9/00, 19751 Подпи илиал ППП .Патент, г. Ужгоро ип 744571 Заказ ЗббЗ/4 Тир П ная, 4