Устройство для контроля двухпроцессорной системы

(56)1. Патент США 9 4072852,кл,340-172. 5, опублик 1977,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2823999/18-24,кл. С 06 Г 15/16, 1979 (прототип)(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯДВУХПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ, содержащеедва . блока запуска, каждый из кото рых содержит счетчик времени,четыре элемента И, два .элемецта ЙЛИ, эле.мент НЕ, триггер начального пуска,триггер контроля пуска и триггерсброса процессора, причем первый выход счетчика времени соединен. спер-вых входом первого. элемента И, выход которого и выход триггера сбРоса процессора йодключены соответственно к первому и второму входампервого элемента ИЛИ, а выход элемента НЕ .подключен К первому входувторого элемента И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью рас"ширения области прйменения устрой.ства, в каждый блок запуска введеныпять элементов ИЛИ, триггер пускасчетчика времени и формировательодиночного импульса, причем вкаждом блоке запуска второй выходсчетчика времени соединен с первым.входом третьего элемента И, выходкоторого соединен с соответствую-щей выходной шиной начального пуска контролируемого процессора, а второй вход - с соответствующей входной шиной установки режима контролируемого процессора, вторым входомпервого элемента И и входом элемента НЕ, первый выход счетчика времени подключен к второму входу второГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИ го элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и выходом. триггера контроля пуска, а выход - с первым вхо" дом второго элемента ИЛИ, выкодом соединенного с соответствующей выходной шиной пуска после отказа устройства, а вторым входом - с соответствующей .входной шиной отказа контролируемого:процессора., вы-ход первого элемента ИЛИ соединен с соответствующей шиной, сброса контролируемого процессора, счетный вход сЧетчика времениподключен к выходу четвертого элемента И, первым входом соединенного с соответствующей входной шиной тактовых импуль-сов устройства, вход сброса счетчика времени подключен к входной шине начального сброса устройства и первым входам, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ подключен р к первому. входу триггера начального пуска, второй вход которого соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, Ьй а выход - через формирователь одиноч- , ного импульса - с первыми входами цеф триггера пуска счетчика времени, евай триггера сброса процессора и триггера э контроля пуска, вторые входы которых подключены соответственно к выходам ( четвертого; шестого и пятого элемен-, р тов ИЛИ, третий и четвертый выходысчетчика времени соответственно сое- Я динены с вторыми входами шестого и четвертого элементов ИЛИ, выход триг-гера пуска счетчика времени соединенФф .с вторым входом четвертого элемента И, вторые входы третьего и пятого элементов ИЛИ подключены к соответствующейгруппе входных шин синхронизации устройства, первый вход седьмого элемента ИЛЙ соединен с соответствующей шиной пуска устройства, третьи входы третьего, пятого и второй вход седьмого элементов ИЛИ первого1013962 блока запуска соединены соответственно с вторыми входами третьего, пятоИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки данных,Известно устройство контроля иповторного пуска ЦВМ, содержащее процессор, декодер, мультиплексор, дваузла синхронизации, счетчик времени,таймер "сторожа" и временной делитель.и осуществляющее проверку наличияпериодически выдаваемых выходныхсигналов от ЦВМ при правильном выполнении программы, При отсутствииопределенного числа этих периодических сигналов вырабатывается сигналповторного пуска этой же ЦВМ; Од"новременно начинается отсчет временного интервала, в конце котороговырабатывается сигнал управления,выдача которого(с одновременной периодической выдачей выходнйх сигна- Олов) означает нормальное функционирование ЦВМ после повторного запуска,Если же в схеме контроля и повторного пуска ЦВМ продолжается пропаданиевыходных сигналов во время отсчетавременного интервала, то отсчет этоговременного интервала прекращаетсяи блокируется выработка сигнала управ 1ления, что служит сигнализацией неправильной работы ЦВМ 130Недостаток этого устройства состоит в низкой надежности, так как ононе обеспечивает продолжения нормального функционирования этой ЦВМпосле возникновения отказа, а такжепри возникновении неисправности вцепи пуска ЦВМ,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для синхронизации двухпроцессорной системы обработки данных, содержащее два блока синхронизации, соединенных управляющими выходами со входами первого и второгопроцессоров, входами - с соответствующими выходами блока переклюяения конфигурации, причем группа;выходов одного блока синхронизацииподключена к группе синхронизирующих входов другого блока синхронизации, Каждый блок синхронизации со Одержит генератор синхросигналов, ге.нератор часов, узел переключениягенераторов, узел формирования син.хросерий и узел пересчета, причемпервый и второй входы узла переключения генераторов соответственно го и седьмого элементов ИЛИ второгоблока запуска. подключены к выходам генераторовсинхросигналов первого и второгоблоков синхронизации, третий и четвертый входы - соответственно к выходам генераторов часов первого ивторого блоков синхронизации, пятыйи шестой входы - к соответствующимвходам блока переключения конфигураций, первый и второй выходы и седьмой и восьмой входы - соответственно к первым входам и выходам узлаформирования синхросерий и узла пересчета того же блока синхронизации,вторые входы которых являются выходами блока синхронизации. Каждый узелпереключения содержит шесть элемен.тов И, два элемента ИЛИ, элементзадержки, элемент НЕ, элемент И-НЕ,триггер ввода конфигураций, триггерподключения чужого процессора итриггер подключения своего процессора 2 3.Недостаток известного устройствасостоит в его ограниченной .областиприменения, так как оно не можетобеспечить переключения процессоровпри их отказах или отказах цепей запуска,Целью изобретения является расширение области применения устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее два бло"ка запуска, каждый из которых содержит счетчик времени, четыре злемента И, два элемента ИЛИ, элементНЕ, триггер начального пуска, триг"гер контроля пуска и триггер сбросапроцессора, причем первый выход счетчика времени соединен с первым входом первого элемента И, выход которого и выход триггера сброса процессора подключены соответственно кпервому и второму входам .первогоэлемента ИЛИ, а выход элемента НЕподключен к первому входу второгоэлемента И, в каждый блок запускавведены пять элементов ИЛИ, триггерпуска счетчика времени и формирователь одиночного импульса, причемв каждом блоке запуска второй выходсчетчика времени соединен с первым входом тре.ьего элемента И, выход которогосоединен с соответствующей выходнойшиной начального пуска контролируемого процессора, а второй вход - ссоответствующей входной шиной уста/новки режима контролируемого про сброса процессора, третий, второй,цессора, вторым входом первого эле- первый и четвертый элементы И 14-17,мента И и входом элемента НЕ, первый счетчик 18 времени, первый и второйвыход счетчика времени подключен ко процессоры 19 и 20, первый и второйвторому входу второго элемента И, блоки 21 и 22 запуска, шину 23 взаимотретий вход которого соединен с тре- действия процессоров 19 и 20, входныетьим входом первого элемента И и вы- шины 24 и 25 пуска устройства,ходом триггера контроля пуска, а вы- шины 26 и 27 групп входных шин синход - с первым входом второго эле- хронизации устройства, входные шимента ИЛИ, выходом соединенного с ны 28 и 29 отказа процессора устсоответствующей выходной шиной пуска ройства, входные шины ЗО тактовыхпосле отказа устройства, а вторым импульсов устройства, входные шивходом - с соответствующей вход- ны 31 и 32 установки режима процесной шиной отказа. контролируемого соров устройства, выходную шину 33процессора, выход первого элемента . начального сброса устройства, выИЛИ соединен с соответствующей ши ходные шины 34 сброса процессораной сброса контролируемого процес- устройства, выходные шины 35 началь.сора, счетный вход сЧетчика времени ного пуска процессора устройстваподключен к выходу четвертого эле- и выходные шины 36 пуска после отмента И, первым входом соединенного каза процессора устройства,с соответствующей входной шиной так д, Е,д,а - третий, четвертый, пертовых импульсов устройства, вход вый и второй выходы счетчиков 18сброса счетчика времени подключен времени соответственно. Ось абсцисско входной шине начального сброса (фиг. 2) обозначает текущее время,устройства и первым входам третьего, а по оси ординат показаны состояниячетвертого, пятого и шестого элемен выходов элементов, позиции которыхтов ИЛИ, выход третьего элемента соответствуют обозначениям элеменИЛИ подключен к первому входу триг- тов, указанным на Фиг, 1,гера начального пуска, второй вход Устройство работает следующим обкоторого соединен с выходом седьмого разом,элемента ИЛИ, а выход - через форми-. Зо После включения питания триггерырователь одиночного импульса - с 9, 11, 12 и 13, счетчик 18 устанавпервыми входами триггера пуска счет- ливаются в исходное состояние (сочика времени, триггера сброса процес- стояние "0") сигналом, приходящимсора и триггера контроля пуска, вто- по шине 33.рые входы котоРых подключены соот сигнал начального пуска по шиневетственно к выходам четвертого, ше либо по шине 25 через элеМентыстого и пятого элементов ИЛИ, третий ИЛИ 7 устанавливает в единичное сои четвертый выходы счетчика времени стояние триггеры 9 блоков 21 и 22,соответственно соединены со вторыми Для повышения надежности запускавходами шестого и четвертого элемен- процессоров 19 и 20 шины 24 и 25тов ИЛИ, выход триггера пуска счет- выполнены раздельно и независимочика времени соединен со вторым вхо- друг от друга, Максимально допусти"дом четвертого элемента И, вторые .мый временной интервал. между повходы третьего и пятого элементов стунлением сигналов по этим шинамИЛИ подключены к соответствующей . закладывается в программу процес- .группе входных шин синхронизации уст соров, и триггеры 9 блоков 21 и 22ройства, первый вход седьмого эле- устанавливаются в исходное состояниемента ИЛИ соединен с соответствую- после поступления сигнала по шине 26,щей шиной пуска устройства, третьи выработанного программой одного извходы третьего, пятого и второй вход процессоров. В каждом блоке 21 илиседьмого элементов ИЛИ первого бло 22 формирователь 10 вырабатываетка запуска соединены соответственно одиночный импульс от переднего Фронтасо вторыми входами третьего, пятого при срабатывании триггера 9Этими седьмого элементов ИЛИ. второго одиночным импульсом производится устаблока запуска. новка в единичное состояние триг 155 геров 11, 12 и 13,На фиг, 1 представлена блок-схемаойства на фиг 2 - временная Блок 21 работает следующим обра 22диаграмма, поясняющая работу устрой- зом.1 При этом номер блока 21 илиуказывается только в тех случаях,ства.Устройство содержит во ержит в каждом бло- когда может возникнуть неоднозначке запуска второй, первый, третий - 60 ность).седьмой элементы ЙЛИ 1-7, элемент НЕ Триггер 11 сигналом со своего8 9 начального пуска Форюединичного выхода открывает элементс ны 30мирователь 10 одиночного импульса, И 17, и тактовые сигналы с шинытриггер 11 пуска счетчика времени, поступают на счетный вход счетчикатриггер 12 контроля пуска, триггер у 18, который через определенные вре 1013962менные интервалы, показанные навременной диаграмме фиг, 2, выраба,тывает управляющие сигналы "а",кап ппЮС.,единичного выхода триггера 12сигнал подается .на входы элементовИ 15 и 16,С единичного выхода триггера 13сигнал подается на вход элемента ИЛИ.2, с выхода которого этот сигналпоступает по шиве 34 на входустановки своего. процессора 19 в исходное состояние, причем триггер 13,ИЛИ 6 сигналом "01, выработаннымсчетчиком 18 через интервал времени.Т 1 от момента появления первого сигнала на шине 24 либо на шине 25,Этот интервал времени должен бытьдостаточен для надежного окончаниявсех переходных процессов в процессоре по сигналу на шине 34,Через интервал времени Т 2 от мо.1 ента выдачи сигнала "О" счетчик 18вырабатывает сигнал "д", которыйпоступает на вход элемента И 14, 25и, если на другом еГо входе установлен разрешающий потенциал с шины 31,сигнал начального пуска с выходаэлемента И 14 по шине 35 поступаетв процессор.19 и производит егопервоначальный запуск, В процессор,20 аналогичный сигнал "О" в блоке22 не пройдет, так как элемент И, 14,.блока 22 закрыт занрещающим потенциалом с шины 32,35Если процессор 19, назначенный ос:новным, запущен сигналом 16" и начал выполнять рабочую программу, тодо момента, выработки счетчиком 18сигнала "8", т,е, истечении интервала времени ТЗ от момента выработки сигнала "К, в работающем процессоре 19 вырабатывается програм"мный сигнал., который со второго син-.хронизирующеговыхода процессора пошине 27 устанавливает в.нулевое со.стояние триггеры 12 блоКов 21 и 22.В результате в момент выработки счетчиком .18 сигнала М," прохождение этого сигнала будет блокировано на элементах И 15 блоков 21 и. 22, закрытых 50:запрещающими потенциалами с единичных выходов триггеров 12,Если же процессор 19 не запустит"ся сигналом по шине 35, не будет выполнять рабочую программу и не выдастсясигнала на шину 27 к моменту выработки счетчиком 18 сигнала "В ", то,триггеры 12 блоков 21 и 22 будут на-ходиться .в единичНом состоянии, Поэтому разрешающйй потенциал с единичного. выхода триггера 12 откроет.элемент И 15 блока 22, и сигнал Ж " счетчика 18 блока 22 через элементЙЛИ 1 поступит на шину 35 и запуститпроцессор 20, При этом сигнал с единичного выхода триггера 12 блока 21разрешит прохождение сигнала М "через элементы И 16 и ИЛИ 2 на шину34 для сброса процессора 19, которыййе запустился от сигнала начальногоиуска,Таким .образом, в случае невыполнения рабочей программы, после приходапервого сигнала начального пуска пошинам 24 или 25 процессор 19 сбрасывается и исключается из дальнейшей работы, а процессор 20 запускается по,цепи пуска после отказа сигналом М" счетчика 18 блока 22. После этого запуска процессор 20 переводится в рабочий режим и в нем начинает выполняться рабочая программа, вырабатывающая программный сигнал по шине 27, которым производится сброс. триггеров 12 блоков 21 и 22,Через интервал времени Т 4 от момента выдачи сигнала "4" счетчик 18вырабатывает сигнал , которыйустанавливает в "0" триггер 11, бло.кируя тем саьым поступление тактовыхимпульсов в счетчик 18 и прекращаетего работу,, Процессор, в котором в результатеначального пуска либо пуска после отказа выполняется рабочая программа,производит выработку программногосигнала на шине 26, который производит установку в исходное состояниеблоков 21 и 22 путем сброса триггеров 9 через элемент ИЛИ 3, Выработка этого сигнала осуществляется рабочим процессором 19 или 20 по первому сигналу на шинах 24 или 25 сзадержкой, например, равной 2-3-кратному максимальному интервалу времени задержки прихода одного сигналаначального пуска по отношению к )другому чтобы гарантировать ложныйзапуск вследствие разброса сигналов на шинах 24 и 25,.В случае отказа рабочего процессора 19 аппаратура контроля процессора 19 формирует сигнал на шине 28и через элемент ИЛИ 1 блока 22 поцепи пуска после отказа запускаетпроцессор 20.При работе процессоров 19 и 20,в составе системы они могут в соответствии со своими рабочими программами управлять работой друг друга,выдавая сигналы по.шине 23,Таким образом, устройство обеспечивает автоматическое включение резервного процессора, не требуя ручного вмешательства при неудачных.пусках или отказах рабочего процессора,1013962 11 -Составитель В, ВертлТехред К,Мыцьо едактор Н, Егорова орректор С. Шекма каз 3006/58 Тираж 704 ПоИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Ыосква, Ж, Раушская наб д,дписно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная