Устройство для выбора работоспособной структуры вычислительного комплекса

, 1037 ВСЮ 06 Г 11 08 К 1 ДАРСТВЕННЫЙ ЕЛАМ ИЗОБРЕ МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЬГПЮ ТЕНИЯ ИЗОБ МУ С ТЕЛЬСТ ВТО 31 П,Зо.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛН ВЫБОРА РАБОТОСПОСОБНОЙ СТРУКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, содержащее блок переключателей питания, подключенный одними выходами к выходам устройства, счетчик шагов, соединенный первым и вторым входами соответственно с первым входом устройства и выходом первого элемента ИЛИ, а выходами - с соответствующими входами первого дешифратора, подключенного первым выходом через селектор к пер- вому входу первого элемента ИЛИ, компаратор, подключенный первыми входами к выходам регистра кода максимальной структуры, счетчик структур, выходы которого соединены соответственно со вторыми входами ком- паратора и через коммутатор - с первым входом блока переключателей питания, второй вход которого подключен к первому выходу компаратора, а второй вход коммутатора соединен с входом разрешения записи устройства, третий вход - с одним из выходов блока переключателей питания, а четвертый вход - с вторым выходом первого дешфиратора и с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора через.первый элемент И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с третьим входомкомпаратора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениянадежности устройства, оно содержит четыре элемента И, .элемент НЕ,шифратор, блок поиска старшей единицы, второй дешифратор и регистрструктур, выходы разрядов которогосоединены через блок поиска старшейединицы с.соответствующими входамишифратора и первыми входами соответствующих разрядов регистра структур,выходы шифратора подключены к вторым входам счетчика структур, выходы которого соединены с входамивторого дешифратора, первый и второй выходы селектора соответственносоединены с первыми входами второго и третьего элементов И, второйвыход второго элемента И соединенс третьим входом устройства, подключенным через элемент.НЕ к второму входу третьего элемента И, выходвторого элемента И соединен с разрешающим входом блока поиска старшейединицы и четвертым входом счетчика шагов, а выход третьего элемента И соединен с вторым входом второго дешифратора, второй выход компаратора соединен с первым входом четвертого элемента И, второй выходкоторого сОединен с третьим входомустройства, а выход - с третьим входом счетчика шагов и первым входомсчетчика структур, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходами пятоГо элемента И, входы которого соответственно соединены с третьим входом устройства и вторым выходом селектора, другой вход регистра15 20 25 30 35 Изобретение относится к автомати-ке и вычислительной технике. и можетбыть применено при построении отказоустойчивых резервированных вычислительных систем повышенной надежности.Известно устройство для переключения резервированных блоков системы, содержащее коммутаторы, соеди-.ненные с выходами предыдущих и входами последующих резервных блоковсистемы, регистраторы Фиксации исп-равных блоков, соединенные с управляющими входами соответствующих коммутаторов, элемента И, ИЛИ., НЕ ирегистры управления1,Недостатками этого устройстваявляется сложность и недостаточнаянадежность, кроме того, вследствиеособенностей алгоритма его работы,не производится перебор всех вариантов включения резервных блоковв каналы системы, так как приборы,входящие в найденные работоспособные каналы, из процесса переключения исключаются. Это приводит к снижению надежности системы в целоми исключает воэможность полной диагностической проверки системы.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является уст-.ройство для организации структуры,вычислительного комплекса, содержащее счетчик структур, соединенныйс блоком переключателей питанияустройств комплекса, счетчик шагов,соединенные с входами дешифратора,выходы которого соответственно соединены с блоком анализа готовности,цепью пуска, блоком сравнения, атакже элемента И, ИЛИ и регистр.Устройство осуществляет организациюструктуры вычислительного комплекса,изменяя содержание счетчика структур и осуществляя выдачу с негоуправляющих сигналов о включенииконкретных приборов комплекса. Этоустройство осуществляет контроль.работоспособности сформированнойструктуры и при наличии в ней отказа переходит к рассмотрению следующей конфигурации вычислительногокомплекса, те, осуществляется перебор всех возможных способов построения двухканального вычислительногокомплекса и оперативная перестройкакомплекса при возникновении отказовв его работе, кроме того, устройствопредусматривает возможность регламентной проверки всех способов организации комплекса.2 3,Недостатком известного устройства является то, что результат регламентной проверки в нем не фиксируется, поэтому при возникновении отказа в оаботе комлпекса восстановление его работоспособности производится без использования информации о работоспособности структур, выявленной на регламенте, т.е. путем последовательного перебора всех возможных способов построения комплекса. Это ведет к существенному увеличению времени работоспособной структуры. комплекса, так как из рассмотрения не исключаются заведомо неиспОравные. структуры, в результате снижается готовность вычислительногокомплекса. Целью изобретения является сокращение времени поиска работоспособной структуры, т.е. повышение готовности комплекса.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для выбора работоспособной структуры ЦВК, содержащееблок переключателей питания, подключенный одними выходами к выходамустройства, счетчик Шагов, соединенный первым и вторыми входами соответственно с первым входом устройства и выходом первого элемента ИЛИ,а выходами - с соответствующими входами первого дешифратора, подключенного первым выходом через селекторк первому входу первого .элемента ИЛИ,компаратор, подключенный первымивходами к выходам регйстра кода максимальной структуры, счетчик структур, выходы которого соединены соответственна со вторыми входами компаратора через коммутатор - с первымвходом блока переключателей питания,второй вход которого подключен к пер, вому выходу компаратора, а второй вход коммутатора соединен с входом 40 разрешения записи устройства, третийвход - с одним из выходов блока переключателей питания, а четвертыйвход - с вторым выходом первого дешифратора,. и с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора через первый элемент И подключен к первому входувторого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом компаратора, содержит четыре элемента И,элемент НЕ, шифратор, блок поискастаршей единицы, второй дешифратори регистр структур, выходы разрядовкоторого соединены через блок поиска старшей единицы с соответствующими входами шифратора и первыми входами соответствующих разрядов регистра структур, выходы шифратора подключены к вторым входам счетчикаструктур, выходы которого соединеныс входами второго дешифратора, первый и второй выходы селектора соответственно соединены с первыми входами второго и третьего элементов И,второй выход второго элемента И соединен с третьим входом устройства,1037256 3подключенным через элемента НЕ к второму входу третьего элемента И,выход второго элемента И соединен сразрешающим входом блока поиска старшей единицы и четвертым входом счетчика шагов, а выход третьего элемента И соединен с вторым входомвторого дещифратора, второй выходкомпаратора соединен с первым входомчетвертого элемента И, второй выходкоторого соединен с третьим входом 10устройства, а выход - с третьим входом счетчика шагов и первым входомсчетчика структур, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходами пятого элемента И, входы котоРого соответственно соединены с третьим входом устройства и вторым выходом селектора, другой вход Регистраструктур соединен с первым входомустройства.20Включение в состав перечисленныхфункциональных узлов.и их взаимосвязи с другими элементами обеспечи- .вает запоминание в регистре кодовисправных структур комплекса и в Ра 25бочем режиме при возникновении отка"за занесение в счетчик структур кода ближайшей работоспособной структуры комплекса, которая получаетсяиз отказавшей путем переключения наиийеньшего числа приборов; работоспо. собность этой структуры ранее выявляется на регламентной проверке,На чертеже представлена блок-схема устройства для выбора работоспо"собной структуры вычислительного 35комплекса.Устройство содержит счетчик 1,структур, блок 2 Управленийсвязями, блок 3 переключателей питания (блоки 2 и 3 выполнены на коммутаторах), первый элемент И 4, счетчик 5 шагов, первый дешиФратор 6,шина 7 запуска, селектор 8, компаратор 9, первый элемент ИЛИ 10, регистр 11 кода максимальной структуры, входныешины устройства - шина 12 сигнала "Готовность ЦВМ", шина 13 сигнала "Регламент", входшина) 14 разрешения записи шина 15сигнапа "Сброс", шиФРатоР 16,блок 17 поиска старшей единицы, триггеры 18;1-18.М структур, регистр 19структур, второй дешифратор 20,элемент ЙЕ 21, второй 22, третий 23,четвертый 24, пятый 25 элементы И,второй элемент ИЛИ 26,туры. Первый выход компаратора 9соединен с блоком переключателей питания устройства комплекса, второйего выход соединен со входом элемента И 24, другой вход которогосоединен с цепью сигнала "Регламент" 13, которая, кроме того, присоединена ко входу элемента НЕ 21и первым входом элементов И 4, 23и .25. Выход элемента И 24 соединенсо счетчиком 5 щагов и входом счетчика 1 структур, Выходы счетчика 5подключены к дешифратору 6, первыйвыход которого соединен шиной запуска комплекса 7 с блоками 2 .управления связями и элементом ИЛИ 10,выход которого соединен с входомсчетчика 5 шагов, второй вход дешифратора 6 - со входом селектора 8и третий - с элементом И 4. Выходыселектора 8 соединены первый совходами элементов ИЛИ 10 и 23, второй со входами элементов И 23 и 25,Выход элемента И 25 соединен с первым входом элемента ИЛИ 26, второйвход которого соединен с выходомэлемента И 4, а его выход соединенс компаратором 9. Второй вход селектора 8 соединяется с шиной сигнала "Готовность ЦВИ" 12. В устройстве предусмотрена шина сигнала"Сброс" 15, которая подключена ксчетчику 1 структур, счетчику 5 шагов гг регистру 19. структур и шина 14разрешения записи, соединенная сблоком 2 управления связями. Выходырегистра 19 структур подключены ковходам блока 17 поиска старшей единицы, выходы которой соединены совходами шифратора 16 и первыми входами. соотввтствующих триггеров с18,1 по 18.й структур, из которыхсостоит регистр 19 структур, вторыевходы этих триггеров соединены ссоответствующими выходами дешифратора 20 при этом входы первого триггера 18.1 структур соединены с первыми выходами дешифратора 20 и блока 17 поиска старшей единицы, выходы второго триггера 18,2 структурсо вторыми выходами дешифратора 20и блока 17 поиска старшей единицыи т.д,). Выходы шифратора 16 соединены со входами счетчика 1 структур,Второй вход элемента И 22 соединенс выходом элемента НЕ 21, а его выход с разрешающим входом блока 17поиска старшей единицы и четвертымвходом счетчика 5 шагов. Выход эле Счетчик 1 структур через блок 2 "г,авления связями соединен с блок.:м переключателей питания устройетв вичислительного комплекса. Кроме 60 того, выходы счетчика 1 структур соединены с входамидешифратора 20 и входами компаратора 9, на входы которого подключены также выходы регистра 11 кода максимальной струк мента И 23 соединен с разрешающим входом дешифратора 20,Принцип работы устройства состоит в том, что оно осуществляет выбор работоспособной структуры двухканального вычислительного комплекса, представляющего из себя двойной набор блоков ( ОЗУ, ПЗУ и т,д,) связанныхме 3 кду собой двумя магистралями. Пе 1037256ребор и включение структур вычислительного комплекса осуществляетсяпутем изменения содержания счетчика 1 структур и выдачи с него управляющих сигналов через блок 2 управления связями на переключатели соответствующих устройств вычислительного комплекса. Каждый разряд счетчика 1 структур обуславливает выборопределенного прибора вычислитель-,ного комплекса, при этом нулевое 10состояние данного разряда соответствует включению в комплекс блока первого канала, а единичное значениеприводит к вводу в структуру комплекса резервного блока из второго 5канала; Тем самым изменение содержания счетчика структур обеспечивается перестройкой конфигурации вычислительного комплекса. Устройствоможет работать в двух режимах -20в режиме регламентной проверки ив рабочем режиме.Устройство работает следующимобразом,После включения питания осуществ"ляется начальный сброс устройства пошине "Сброс" 15. При этом устанавливается в "0" счетчик 5, что приводит в возбужденное состояние первыйвыход дешифратора 6 и приводит квыдаче сигнала,по шине запуска комплекса 7 в блок 2 о пуске комплекса.В соответствии с кодом на счетчике 1достигается подключение питания кустройствам комплекса, импользуемым .для построения данной структуры. 35В регламентном режиме поиск работоспособной структуры начинается принулевом значении счетчика 1, а пере-,бор структур в этом режиме осуществляется путем последовательного увеличения содержимого счетчика 1 наединицу После установки структурыкомплекс начинает выполнять программу самопроверки. При этом сигнало пуске комплекса с дешифратора б 45через элемент ИЛИ 10 поступает насчетчик 5, обеспечивая увеличениеего содержимого на единицу, что влечет за собой включение через дешифратор б селектора 8 и его срабатывание. Сигнал о срабатывании прибавляет к содержимому счетчика 5 единицу, в возбужденное состояние приходит другой выход двшифратора 6,что приводит к включению определенного функционального узла устройства в соответствии с принятым алго- .рйтмом работы, т.е. счетчик 5, дешифратор 6 и элемент ИЛИ 10 выполняют в устройстве роль микропрограмного блока управления, Селектор 8 60осуществляет анализ результатов самопроверки комплекса путем временной селекции сигнала ГотовностьЦВМ". При нормальной работе комплекса процессор включенной структуры у по программе самопроверки вырабатывает сигнал "Готовность ЬВМ", поступающий в устройство по шине 12, Временную селекцию момента прихода данного сигнала относительно синхросигнала с кварцевого генератора комплекса выполняет селектор 8, При отрицательном результате временной селекции, т,е. при несовпадении синхросигнала и сигнала "Готовность ЦВМ", со второго выхода селектОра 8 выдается сигнал через элементы И 25 и ИЛИ 26, являющийся для компаратора 9 сигналом разрешения сравнения.Компаратор 9 выполняет сравнение коцов, поступающих в регистра кода максимальной последней ) структуры 11 и кода текущей структуры со счетчика 1. Комнаратор 9 при сравнении кодов по сигналу разрешения сравнения через элемент И 24 сбрасывает счетчик 5 и прибавляет к содержимому счетчика 1 единицу, чем обеспечивается включение следующей структуры вычислительного комплекса и выполнение им программы самопроверки. При равенстве кодов компаратор 9 выдает сигнал о снятии питания в блок 3 переключателей питания устройств комплекса, означающий в данном режиме окончанйе регламентной проверки в рабочем режиме это означает отсутствие в вычислительном комплексе работоспособной структуры ).При нормальной работе включенной структуры селектор 8 через эле мент ИЛИ 10 увеличивает содержимое счетчика 5 на единицу, что переводит в возбужденное состояние третий выход дешифратора б и при регламентном режиме через элементы И 4 и ИЛИ 26 выдается сигнал разрешения сравнения на компаратор 9. Все это и обеспечивает реализацию режима регламентной проверки вычислительного комплекса, так как производится последовательное включение блоков вычислительного комплекса при всех возможных способах организации его структуры и независимо от результатов анализа работоспособности каждой отдельной структуры. Отличительной чертой работы устройства в регламентном режиме является то, что производится запоминание номера каждой структуры, работоспособность которой была подтверждена в ходе регламента, Для этого в случае выполнения селе кции селектор 8 через элемент И 23 выдает сигнал о разрешении дешифратора на дешифратор 20, входы которого подключены к выходам счетчика 1, При этом в регистре 19 устанавливается в единичное состояние один иэ триггеров 18;-1-18.Н, соответствующий включенной структуре комплекса(в регистре 19 имеется М триггеров,количество которых соответствуетчислу возможных способов организации структуры комплекса). В случаенеработоспособности включеннойструктуры сигнал о разрешении дешиФрации не выдается, В результатеэтих действий после прохождения регламента состояние триггеров 18.118.й отражает состояние вычислительного комплекса - единичное состоя- . Оние триггера структуры говорит оработоспособности структуры определяемой данным триггером, а нулевоео ее неисправности (перед началомработы все триггеры структур 18.1- 3518.й регистра 19 сбрасываются сиг-.налом с шины 15) .При отсутствии сигнала "Регламент" на шине 13 т.е. в рабочемрежиме, после начального сброса сшины 15 на блок 2 по шине 14 разрешения записи поступает сигнал,который обеспечивает занесение всчетчик 1 кода, соответствущчегопервой исправной структуре, работоспособность которой была выявлена напредыдущей регламентной проверке икоторая была заФиксирована в блоке 3 устройств вычислительного комп,лекса на его релейных схемах.30Осуществив включение пуск даннойструктуры комплекса. селектор 8 выполняет контроль работоспособностивыбранной структуры путем временнойселекции сигнала фГотовность ЦВМ"и продолжает вести его в каждом пос- З 5ледукцем машинном цикле, При отрицательном результате селекции происходит перестройка вычислительногокомплекса в целях поиска работоспособной структуры комПлекса по отлич-. 40ной от регламентного режима методике. При отказе включенной структурыселектор 8 выдает по второму выходу сигнал, который через открытый в рабочем режиме элемент И 22 поступает как раэрешанюий,сигнал на вход блока 17, который по этому сигналу определяет старший разряд регистра 19, имеющий единичное значение и через шиФратор 16 обеспечивает занесение в счетчик 1 кода струк,туры комплекса, определяемой найденным триггером структуры 18,1- 18.й, при этом данный триггер обнуляется в регистре 19. Этим достигается выбор ближайшей структуры комплекса, работоспособность которой выявлена на регламенте, Ближайшей считается работоспособная структура, которая получается из отказавшей включенной структуры комплекса путем переключения наименьшего числа приборов ЦВК,так как при переходе со структуры на структуру питание снимается с приборов, не вошедших в.новую конФигурацию комплекса. Таким образом, техническая эффективность, полученная в результате реализации изобретения, заключается в том, что оно позволяет эаФиксировать в ходе регламента исправные структуры вычислительного комплекса, а затем при возникновении отказов в работе комплекса использВвать ре зультаты регламента и оперативно перестраивать на работоспособную структуру комплекса, не выполняя контроль работоспособности заведомо неисправных конФигураций вычислительного комплекса. Все это ведет к значительному снижению времени поиска исправной структуры, сокращает количество, переключений приборов и в конечном итоге обеспечивает повышение готовности двухканального вычислительного комплекса с холодным резервированием отдельных приборов,103725 б Составитель В,МаксимоТехред А,Бабинец К едактор Г.Волков ор Г Ога Тираждарственногоизобретенийква, 7(-35, Р Филиал ППП фПатентф, г,Ужгород, ул.Проект каэ 6011(50 ВНИИПО Гос по делам 113035, Ио706 Подпис омитета СССР открытийушскае наб., д, 4/5