Трехканальный резервированный распределитель импульсов

Союз СоветскннСоцналистнческннРеспублик Оп ИСАНИЕИЗОВееЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ и 930318(5)М. Кл,6 0611/00 Н 05 К 10/00,с присоединением заявки 1 те 1 Ъвударстеанвй квинтет ССВР юв дааи нзебретеннй н втнунтнйДата опубликования описания 23.05.82(54) ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ИИПУЛЬСОВ Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике и может найти применение при построении вы-. соконадежных резервированных дискретных устройств.По основному авт. св; Р 798848, известен трехканальный резервированный распределитель импульсов, содер жащий в каждом канале по числу разрядов распределителя элементы И-ИЛИ,1 К-триггеры и мажоритарные элементы, выходы которых соединены с выходами распределителя, а также элементы НЕ, причем выход 1 К-триггера каждого разряда распределителя соединен с соответствующими входами мажоритарных элементов, другие входы которых соединены с выходами соответствующих 1 К-триггеров других каналов, а также содержащий в каждом канапе элемент ИЛИ и элемент ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента предпосдеднего разряда, инверсный вход - с входом блокировки распределителя, авыход - с первым входом элементаИЛИ, второй вход которого соединенс имитационным входом распределителя, а выход - с первым сигнальным 5входом элемента И-ИЛИ последнего разряда, выход 1 К-триггера последнегоразряда соединен с первым сигнальнымвходом элемента И-ИЛИ первого разряда, первый сигнальный вход каждого элемента И-ИЛИ других разрядовсоединен с выходом 1 К-триггера соответствукцего предыдущего разряда,тактовые входы 1 К-триггеров соединеныс шиной синхронизации, а инверсныеК-входы и 1"входы с выходом элементаИ-ИЛИ соответствующего разряда, вторые сигнальные входы элементов И-ИЛИсоединены с шиной управления сдвигом, которая через первый элементНЕ соединена спервыми установочяюмивходами элемента И-ИЛИ, второй установочкай вход элемента И-ИЛИ первого разряда соединен с входом по930318 35 50 55 стоянкого сигнала, соединенного через второй элемент НЕ с вторыми установочными входами других элементов И-ИЛИ 13.Недостатком данного устройства является его недостаточная помехозащищенность Так при работе данного устройства в условиях интенсивных сбоев интенсивность сбоев по данным некоторых источников на один О два порядка выше интенсивности отказов), когда сбои происходят одновременно в двух или трех каналах таким образом, что сбою подвергают триггеры в одноименных разрядах, 5 данный сбой запоминается и с этого момента устройство функционирует неправильно (либо не вырабатывает вообще сигналов на своих выходах при сбое триггеров из единичного состояния в нулевое, либо вырабатывает. в серии более одного сигнала на выходах, при сбое из нулевого в единичное состояние), Это снижает надежность работы устройства в условиях интенсивных помех.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем, что трехканальный резервированный распределитель импульсов,1 содержит по числу разрядов дополнительные инверторы, входы которых соединены с выходами соответствующих мажоритарных элементов, за исключением предпоследнего разряда, а выходы - с соответствующими входами элемента ЗАЛРЕТ.Это позволило повысить надежность работы устройства в условиях высо 40 кой интенсивности сбоев. На чертеже представлена блок-схема трехканального резервированного распределителя импульсов.Трехканальный резервированный распределитель импульсов содержит в каждом канале 1 1 К-триггеры 2. элементы И-ИЛИ 3, шину синхронизации 4, мажоритарные элементы 5, дополнительные элементы НЕ 6, элемект 7 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 8, первый и второй элементы НЕ 9 и 10, выходы 11 устройства, шику 12 управления сдвигсм, шину 13 постоянного сигнала, прямые входы .4 элемента 7 ЗАПРЕТ, вход 15 блокировки, шику 16 имитации, межканальные выходы 17, межкакальные входы )8 и 19. 4Соединение межканальных выходов17 и входов 18 и,19 каждого из каналов 1 произведено таким образом,что межканальный выход 17. каждогоразряда первого канала 1 соединен смежканальрым входом 8 соответствующего разряда второго канала 1 и смежканальным входом 19 соответствующего разряда третьего канала 1. Межканальный выход 17 каждого разрядавторого канала 1 соединен с межканальным входом 18. соответствующегоразряда третьего канала 1 и с межканальным входом 19 соответствующе 1го разряда первого канала 1. Межканальный выход 17; каждого разрядатретьего канала 1 соединен с межканальным входом 18 соответствующегоразряда первого канала 1 и с межканальным входом 191 соответствующегоразряда второго канала 1.Работу трехканального резервированного распределителя импульсоврассмотрим в основном режиме его работы и в режиме контроля,Шина 13 постоянного сигнала совместно с элементом НЕ 10 обеспечивает подачу постоянно сигналов соответствующих коду "100" на первые входы вторых вентилей элементовИ-ИЛИ 3 всех разрядов ( в первыйразряд и "0" в остальные разряды).До включения в работу устроиства нашинах 12 управления сдвигом сигналотсутствует, поэтому по вторым входам открыты только вторые вентилиэлементов И-ИПИ 3 и соответственнона выходах элементов И-ИЛИ 3 с второго по последний разряд сигналыотсутствуют, а на выходе элементаИ-ИЛИ 3 первого разряда сигнал присутствует. На шину 4 синхроимпульсов подаются импульсы, синхронизирующие работу устройства, которые изаписывают в 1 К"триггеры 2 исходноесостояние (единицу в первый разряди нули в остальные разряды),Основная работа устройства проис.ходит следующим образом.В исходном состоянии сигналы нашине 12 управления сдвигом, шине 15блокировки и шине 16 имитации отсутствуют. Сигнал на шине 13 постоянного уровня присутствует всегда, Нашину 4 синхроимпульсов всегда подаются импульсы, синхронизирующие работу устройства как в исходном состоянии, так и при основной работеустройства, а также при его про5 20 25 30 35 40 50 55 45 верках), Включение в работу устройства производится подачей потенциального сигнала на шину 12 управления сдвигом в паузе между двумя импульсами на шине 4 синхроимпульсов,который присутствует на протяжениивсего времени работы устройства(отсутствие сигнала на шине 12 управления соответствует состоянию"выключено" или исходному состояниюустройства, при этом не требуютсядополнительные цепи и сигналы установки распределителя в исходное состояние). Сигнал на шине 12 управления сдвигом переводит распределитель импульсов в режим сдвига, прикотором очередной импульс с шины 14 синхроимпульсов запишет в 1 К-триггер 2 каждого разряда состояние К" григгера 2 предыдущего разряда, причем, для 1 К-триггера 2 первого разряда предыдущим разрядом является 1 К-триггер 2 последнего разряда,т.е, во всех элементах И-ИЛИ 3 первые вентили открыты, а вторые вентили закрыты, После записи единичного сигнала в 1 К-триггер 2 предпоследнего разряда в К-триггерах 2 остальных разрядов запоминается нулевое состояние, поэтому на выходах 11 устройства (выходы мажоритарных элементов 5) сигналы отсутствуют во всех разрядах, кроме того предпоследнего, а на выходах всех дополнительных,инверторов 6 вырабатываются сигналы, которые, поступая на входы элемента 7 ЗАПРЕТ, обуславливают выработку сигнала на его выходе и соответственно на выходе элемента ИЛИ 8, который поступает .навыход элемента И-ИЛИ 3 последнегоразряда, пройдя через его первыйвентиль. Таким образом, установкав единичное состояние 1 К-триггера2 последнего разряда производитсяпри условии, что все 1 К-триггеры2, кроме предпоследнего разряда по"два из трех находятся в нулевомсостоянии. Если при работе устройства происходит сбой в одном канале1, то этот сбой за время, не превышающее одного цикла распределителявыдвигается, но в последний разряд непопадает, т.е. выталкивается. Еслисбой происходит одновременно в одноименных разрядах в двух или в трехканалах таким образом, что во всехразрядах в К-триггерах 2 будут присутствовать нули, то на выходах всех дополнительных элементов НЕ 6 установятся сигналы, с помощью которых произойдет включение К"триггера 2 последнего разряда в единичное состояние по импульсу с шины 4 сицхроимпульсов, аналогично включению его, когда сигнал присутствует в К-триггере, 2 предпоследнего разряда, что соответствует выработке сигнала на выходе предпоследнего разряда каждого канала 1. Если сбой происходит одновременно в одноименных разрядах в двух или в трех каналах таким образом, что более, чем в одном разряде на выходах 11 устройства вырабатываются сигналы (включено более одного разряда К-триггеров 2), то на выходах соответствующих дополнительных инверторов 6 сигналы будут отсутствовать до тех пор, пока единичный .сигнал не остается только на выходе 11 предпослед- него разряда и поэтому будет разрешена запись единичного состояния в 1 К-триггер 2 последнего разряда только в этом случае. Менее, чем за один цикл работы распределителя в этом случае произойдет восстановление . его работы.Контроль исправности элементов трехканального резервированного распределителя импульсов при профилактических проверках происходит в три этапа с выработкой управляющих сигналов на шинах 15 блокировки и винах 16 имитации,Так как отказ (обрыв или короткое замыкание) на любом входном или выходном выводах логических элементов устройства в конечном счете парируется мажоритарными элементами 5, стоящими на выходе устройства, то чтобы обеспечить 1003 контроль исправности оборудования необходимо проверку построить так, чтобы можно было по каждому входу .каждого мажоритарного . элемента задать переменный сигнал ("О" и "1") при постоянном нулевом сигнале по другому его входу и постоянном единичном сигнале по третьему его входу. При этом обнаружат. ся неисправности оборудования (в том числе и мажоритарного элемента 5, связанного с входом мажоритарного элемента 5, на который подается переменный сигнал "0" и "1")Чтобы обнаружить все отказы в устройстве достаточно перебрать три комбинации управляющих сигналов7 9303на шинах 15 и 16, Перебор этих комбинаций производится при профилактических проверках, при которых на .первом этапе нри перезаписи единичногосигнала из 1 К-триггера 2 последнего 5 разряда в 1 К-триггер 2 первого разряда, что соответствует окончаниюсигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде, в первом канале1 сигналы на шине 15 блокировки и О шине 16 имитации не вырабатываются, Во втором канале 1 .вырабатываетсясигнал на шине 15 блокировки, блокируя в дальнейшем установку в единичное состояние 1 К-триггера 2 послед-, 15него разряда, что приводит к обнулению К-триггеров 2 во всех разрядах, и не вырабатывается сигнал на шине 16 имитации. В третьем канале1 на шине 15 блокировки сигнал не 26 вырабатывается, а на шине 16 имитации вырабатывается сигнал, который, поступая на выход элемента ИЛИ 8, обеспечивает постоянно запись единицы в 1 К-триггер 2 последнего разря да, что приводит к установке в единичное состояние 1 К"триггера 2 во ,всех разрядах, Таким образом, на всех входах мажоритарных элементов 5, соединенных с выходами К-триг- зО геров 2 второго канала 1 будуФ присутствовать нули на. всех входах мажоритарных элементов 5, соединенных с выходами 1 К-триггеров 2 третьего канала 1 будут присутствовать еди- З ницы, а на входах мажоритарных элементов 5, соединенных с выходамиК-триггеров 2 первого канала 1 и соответственно на их выходах и выходах 11 устройства будет циркулировать 4 О единичный сигнал, как и во время основной работы, при исправном оборудовании. Нарушение циркуляции сигнала на выходах 11 устройства сигнализирует об отказе, после чего проверка прекращается.При нормальной циркуляции сигнала. на выходах 11 устройства на первом этапе проверки происходит переход к второму ее этапу, при котором по окончании сигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде в первом канале 1 на шине 15 блокировки сигнал не вырабатывается, а на шине 16 ими- тации вытабатывается сигнал, Во вто 55 ром канале 1 сигнал на шине 15 блокировки снимается, а на шине 16 имитации сигнал не вырабатывается. В тре-, тьем канале сигнал вырабатывается 18 8на шине 15 блокировки и снимаетсйс шины 16 имитации. При этом какбы роль первого канала 1 переходитко второму, роль второго канала 1переходит к третьему, а роль третьего канала 1 переходит к первомуканалу 1.При нормальной циркуляции сигнала на выходах 11 устройства на втором этапе проверки происходит переход к третьему ее этапу, при котором, по окончании сигнала на выходе11 устройства в последнем разряде,в первом канале 1 сигнал с шины 16имитации снимается и вырабатывается сигнал на вине 15 .блокировки, вовтором канале 1 сигнал на шине 15блокировки не вырабатывается и вы"рабатывается сигнал на шине 16 имитации, а в:третьем канапеснимается сигнал с шины 15 блокировки и невырабатывается сигнал на шине 16имитации. При этом работа устройствапроисходит. аналогично работе напервом этапе проверки, причем рольпервого канала 1 переходит к третьему, роль второго канала 1 переходитк первому, а роль третьего канала1 переходит к второму каналу 1.При нормальной циркуляции сигналана выходах .11 устройства на третьемэтапе проверки по окончании сигнала на выходе 11 устройства в последнем разряде сигналы на шинах 15 и 16снимаются и устройство переходитв обычный режим работы.Таким образом, производится1003-ное обнаружение неисправностейв трехканальном резервированном распределителе импульсов,Формула изобретения1Трехканальный, резервированный распределитель импульсов по авт. св,9 798848, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьппения помехоустойчивости распределителя, он содержит по числу разрядов дополнительные, элементы НЕ, входы которыхсоединены с выходами соответствующих мажоритарных элемЕнтов, за исключением предпоследнего разряда, авыходы - с соответствующими входами элемента ЗАПРЕТ.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 798848, кл, С 06 Г 1/00, 1978