Многоканальное резервированное устройство

СОК)3 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А И 9) (Н) 5(51) С 06 ) 11/20 0 ИЗОБРЕТ ИЯф-." ПИС АВТОРСКОМ ЕТ етельство СССР1/00, 1974.ельство СССР1/20, 1979 ная с го элеменодом элеорым вхо-. с выходомющим вхо-, ей нака- . оединен г ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского; Коксомола(54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ РЕЗЕРВИРОВАН,НОЕ УСТРОИСТВОр содержащее последова тельно соединенные основные блоки и блоки контроля, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу ка-. налов резервные блоки и в каждом ка, нале, начиная с третьего, элемент И, о т л и ч а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит в каждом канале, начиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каждом канале, начиная с второго, третий элемент ЙЛИ и во всех каналах - элемент коммутации цепей накала, элемент коммутации цепей питания, элемент коммутации цепей источника сигнала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока при" оритетов, а инверсный выход - с входом блока приоритетов, управляющий вход элемента коммутации цепей источника сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех кана" лах, начиная с второго, - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого подключвн к управляющемувходу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начи третьего, первый вход второ та ИЛИ соединен с первым вк мента И, второй вход - с вт дом элемента И,третий вход- триггера,а выход - с управля дом элемента коммутации цеп ла,второй вход элемента И с с выходом триг ера предыдущего канала, а выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего канала, второй вход третьего элемента ИЛИ второго канала соединен с выходом триггера первого канала и первым входом элемента И третьего канала.Изобретение относится к радиоэлектронике и автоматике и может быть испольэовано для автоматического резер-, вирования радиотехнических систем.Известно многоканальное резерви рованное устройство, осуществляющее по сигналам с элементов контроля с помощью логических схем и ключевых элементов автоматическое переключение на резерв 11Недостаток устройства - резкое 10 увеличение объема оборудования при увеличении числа каналов.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальная резервированная система, 15 содержащая основные и резервные блоки, блок приоритетов, многовходовые элементы ИЛИ, элементы И, блоки контроля, индикации и перестройки частоты 2)20Недостаток данного устройства неполное использование структурной избыточности для повышения надежности, поскольку резервные блоки постоянно находятся в рабочем состоянии независимо от того, отказал или нет основной блок.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что многоканальное резервированное устройство, содержащее последовательно соединенные основные блоки и блоки контроля, выходы которых соедине" ны с входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу блока приоритетов, по числу каналов резервные блоки и в каждом канале, начиная с третьего, элемент И, содержит в каждом канале, начиная с третьего, второй элемент ИЛИ, в каж дом канале, начиная с второго, третий элемент ИЛИ и во всех каналах элемент коммутации цепей накала, элемент коммутации цепей питания, элемент коммутации цепей источника сиг нала и триггер, единичный вход которого соединен с выходом блока приоритетов, а инверсный выход - с входом блока приоритетов, управляющий вход ,элемента коммутации цепей источника .сигнала связан с выходом триггера данного канала и во всех каналах, начиная с второго - с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которо" го подключен к управляющему входу элемента коммутации цепей питания и во всех каналах, начиная с третьего, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вхад - с вторым входом элемента И, третий вход - с выходом триг 40 гера, а выход " с управляющим входом элемента коммутации цепей накала, второй вход элемента И соединен с выходом триггера предыдущего канала, а выход - с вторым входом третьего 65 элемента ИЛИ и с первым входом элемента И последующего канала, второйвход третьего элемента ИЛИ второгоканала соединен с выходом триггерапервого канала и первым входом эле-мента И третьего канала.На фиг. 1 представлена функцио,нальная схема многоканального резервированного устройства на фиг.2тоже, блока приоритетов,Устройство содержит первый элемент ИЛИ 1, блок 2 приоритетов, резервные каналы, каждый из которыхсодержит триггер 3, элемент 4 комму"тации цепей накала, элемент 5 коммутации цепей питания, элемент б коммутации цепей источника сигнала. Всеканалы, начиная со второго, имеютвторой элемент ИЛИ 7, а, начиная стретьего, - третий элемент ИЛИ 8 иэлемент И 9, основные блоки 10, бло"ки 11 контроля, единичные входы 12триггеров, резервный блок 13 информационные входы 14 занятости каналов,элементы И 15-17, элемент НЕ 18.Принцип действия устройства состоит в том, что при отказах основныхблоков сигналы отказов поступают наблок 2 приоритетов, который управляет включением резервных блоков 13 всоответствии с их приоритетностью,При этом первый канал обладает высшим Приоритетом, а каждый последующий имеет меньший приоритет по сравнению с предыдущим. В работу включается резервный блок 13, который кмоменту очередного отказа имеет высший приоритет из всех свободных резервных блоков. Наличие блока обусловлено необходимостью упорядоченияпоиска и включения свободных резервных блоков, При поступлении на запросный вход блока приоритетов импульса запроса он выдает сигнал на выходе того канала, который имеет болеевысокий приоритет относительно других незанятых каналов (при незанятос.ти канала на соответствующем входеблока приоритетов присутствует сигнал высокого уровня),Устройство осуществляет динамичес"кое переключение резервных блоков 13из состояния ненагруженного резерва(не включены источники сигнала, накала и напряжения питания) в состояниеоблегченного резерва (включен накал),далее в состояние нагруженного резерва (включены источники накала и напряжения питания) и, наконец, в рабочий режим (включены все источники).При этом все переключения производятся в строгом соответствии .с приоритетностью. При любом числе и порядкеразмещения занятых резервных блоков13 всегда свободный резервный блок13 с высшим приоритетом находится внагруженном резерве, с более низкимприоритетом - в облегченном резерве,1042024 Работа устройства пояснявтся таблицей, где Р - рабочий режим 1 Г - нагруженный резерв (горячий ре. зерв) О - обле 1 ченный резерв) Х -ненагруженный резерв (холодный ре" 5 эерв).В резервныхблоков в порядке убыва"ния приорите"тов 9 отказов Освобождается Исходное состояние(1+1)-й 1-й резервныйблок Р Р Г Р О Г Х О РР Г Р .. Р Р,РГ . О ГО У О ОХ Х Х Х ХХ Х Х Х Х Х ХХ Х Устройство работает следукщим об" разом.В исходном состоянии на все нулевые входы триггеров 3 по информацион ным входам 14 (занятости поданы сигналы с уровнем логической ф 1 фф свидетельствукщие о незанятости каналов (это означает, что все резервные блоки свободны). На выходах триггеров 45 3 действуют сигналы с уровнем логического ф 10 фф. На выходах элементов 7, 8 и 9 всех каналов также устанавливаются сигналы с уровнем логического фОфф, Элементы коммутации цепей накала 4 первого и второго каналов и элемент 5 коммутации цепей питания первого канала находится в зам-. кнутом состоянии, а все остальные элементы 4, 5 и 6 коммУтации дрУгих каналов находятся в разомкнутом состоянии. Это означает, что первый ка" нал находится в режиме нагруженного резерва, второй - облегченного резерва, а все остальные " в режиме неиагруженного резерва.60При отказе основного блока 10 с его блока 11 контроля через элемент- ИЛИ 1 на вход блока 2 приоритетов поступает сигнал отказа. На первом .выходе приоритетов появляется сиг а все остальные - в ненагруженном.В исходном состоянии, когда все резервные блоки 13 свободны, первыйнаходится в нагруженном резерве, вто.рой - в облегченном, все остальныев ненагруженном резерве. нал с уровнем логической ф 11 ф, кото- рый поступает на единичный вход 12 триггера 3 первого канала и изменяет его состояние. На выходе триггера по" является сигнал с уровнем логической фф 1 ф. Этот сигнал поступает: на управлякщий вход элемента б коммутации цепей источника сигнала первого канала,который срабатывает, включая тем самым, первый резервный элемент в работу на вход второго элемента ИЛИ 7 второго канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логической1 поступающий на управляющий вход элемента 5 коммутации цепей питания второго канала, что приводит к срабатыванию песледнего и переводу канала в режим нагруженного резерва; на второй вход элемента ИЛИ 8 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уровнем логичес кой 11, который, поступая на управляющий вход элемента 4 коммутации цепей, накала третьего канала, привоцит к срабатыванию последнего и переводит третий канал в режим облегченного резерва; на первый вход элемен- та .И 9 третьего канала.При отказе второго основного блока и поступлении второго сигнала отказа на. втором выходе блока 2 приоритетов появляется сигнал, который изменяет состояние триггера 3 второгоканала. На выходе триггера появляется сигнал с уровнем логической .1который поступает: на управляющийвход элемента б коммутации источникасигнала второго канала, который,срабатыная, переводит канал в режим,работы; на первый вход элемента ИЛИ7 второго канала и на второй вход 10элемента ИЛИ 8 третьего канала) навторой вход элемента И 9 третьегоканала.Сигналы на нходах элемента 9 третьего канала совпадают по уровню, что 15приводит к появлению на его выходесигнала с уровнем логической 1который поступает: на второй входэлемента 7 третьего канала, на выходе которого появляется сигнал с уровОнем логической 1, воздействующийна управляющий вход элемента 5 коммутации цепей питания третьего канала,переводя тем самым этот канал в режим нагруженного резерва на первыйвход элемента 8 четнертого канала,что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнем логическойф 1, который, воздейстнуя на управляющий вход элемента коммутации цепей накала четвертого канала, приводит к его срабатыванию, что переводит канал в режим облегченного резерва; на первый вход элемента 9 последующего канала,При дальнейшем поступлении сигналов отказа работа устройства происходит аналогичным образом.С каждым новым сигналом отказа занимается канал с более низшим приоритетом (т.е. резервный блок этого ка нала),следующий канал .переводитсяв режим нагруженного резерва, последующий - в режим облегченного резерва, а нсе остальные остаются н режиме ненагруженного резерва. 45Если при этом освобождается резерн.ный блок более высокого приоритета,то работа устройства протекает следующим образом,Пусть заняты перный и второй кана-Олы, т.е. резервные блоки этих каналов находятся в работе. При этом третий канал находится в нагруженном резерве, четвертый в облегченном, а все55последующие - в ненагруженном резерДопустим, что освобождается первыйрезервный блок, При этом он посылаетсигнал освобождения канала с уровнемлогической 1 по информационному)входу 14 занятости первого канала на 6 Онулевой вход триггера 3, который устанавливается в нулевое состояние,т.в. на его выходе устанавливаетсясигнал с урдвнем логического .фО.Этот сигнал поступает на нход эле мента б коммутации цепей источникасигнала первого канала, включая егои, тем самым, переводя первый каналн режим нагруженного резерва; на второй вход элемента 7 второго каналаи на первый вход элемента 8 третьегоканала, однако состояние выходов этихэлементов не изменяется, так как наостальных входах продолжают действо"вать сигналы с уповнем логической1,с выхода триггера 3 второго ка"нала 1 на первый вход элемента И 9третьего канала.Несовпадение уровней сигналон навходах элемента 9 третьего каналаприводит к изменению состояния выхода этого элемента, гдв теперь ужедействует сигнал с,уровнем логичес"кого О,Этот сигнал поступает. на второйвход элемента 7 третьего канала, напервом входе которого также действует сигнал с уровнем логического Оф.с выхода триггера 3 этого канала,что приводит к появлению на выходеэлемента ИЛИ 7 сигнала с уровнем логического О, который, поступаяна управляющий вход элементов 5 ком"мутации цепей питания третьего канала, выключает его, переводя этот ка"нал в режим облегченного резерва;на первый вход элемента ИЛИ 8 четвертого канала, что приводит к появлению на его выходе сигнала с уровнемлогического О, который, воздействуя на управляющий вход элемента 4коммутаций цепей накала этого канала,выключает его, переводя четвертыйканал в режим ненагруженного резерваСостояния элементов последующихканалов не изменяются. Теперь приприходе очередного сигнала отказапроисходит включение в работу свободного резервного канала, обладающегоболее высоким относительно другихсвободных резервных каналов приорите-.том, в данном случае первого, Приэтом протекают процессы, аналогичныеописанным. Предлагаемое многоканальное рвзервиронанное устройство отличает наиболее полноЕ использование структурных возможностей резерна, что достигается динамическим включением резервных блоков. При этом все резервные блоки до включения в работу последовательно переходят из режима ненагруженного резерва н режим облегченного и далее в режим нагруженного резерва. При этом сокращается непроизводитель" ный расход ресурса резервных блоков (по сравнению со случаем их использования н нагруженном или облегченном резерве) и значительно сокращается время включения в работу (по сраннению со случаем йх использования н не- нагруженном рвзерне), чем достигается повышение надежности работы резервированной системы в целом. Кроме этого, устройство обладает свойством адаптации к конкретным условиям работы, осуществляя переключе ние режимом работы резервных каналов в зависимости от реальной. ситуации,учитывая состояния, в которых находятся все резервные элементы, каналы устройства, начиная с третьего,выполнены полностью идентичными, чтолегко позволяет наращивать устройство без дополнительных затрат оборудования, а также облегчает эксплуатацию и улучшает его ремонтопригодность;