Устройство для диагностирования многоканальных резервированных систем

СОЮЗ СОВЕТСКИХасЙц мбВникРЕСПУБЛИК П.ЛаГООУДфСТВЕККЫй КОМИТЕ ССС ДЕЛМЮ ИЗОБРЕтЕНИй И ОЭФЬЕЮ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 318029, кл. С 06 Г 11/00, 1968.2. Чернышев Ю.А. и др. Расчет и проектирование устройства ЭВМ с пассивным резервированием. М., "Энергия", 1979, с. 79.3. Авторское свидетельство СССР В 1070712, кл. 6 06 Р 11/ОО, 1982 (прототип).; (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ СИСТЕМ, содержащее по числу каналов П% -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов оп -разрядных блоков совпадения, (ь-разрядный счетчик, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход - с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы блока анализа . соединены с выходами счетчика, вход которого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого бло" ка совпадения соединены с шинами од" ноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, оно содержит блок коммутации и инвертор, причем второй вход устройства непосредственно и через инвертор соединен с вторыми,Я 0.112050 Н 05 К 10/00 ф С 05 В 23/ОС 06 Г 11/20 входами каждого блока совпадения и с управляющими входами блока коммутации, информационные входы которого соединены с выходами счетчика, а выходы - с третьими входами каждого блока совпадения.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит ( ь -1) узел оммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, первые входы первого и второго элементов И соединены е прямыми информационными входами, а первые входы третьего и четвертого элементов И - с инверсными информационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторые 1 входы первого и четвертого элементов И соединены с первым, а вторые входы второго и третьего элементов И - с вторыми управляющими входа-" ми блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и третьего элементов И,а входы третьего элемента ИЛИ - с выхо- . дами второго и четвертого элементов И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутации.3. Устройство по п.1,о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход - с вторым входом блока, а выход - с выходом блока, вход дешифратора соединен с первым входом блока анализа.1120503 1Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных резервированных системах для диагностиро- вания их состояния и идентификации источника ошибки.Известно устройство, содержащее мажоритарные элементы и позволяющее выделить достоверный результат по мажоритарному принципу в многоканаль О ной резервированной системе 13.Недостатком такого устройства является невозможность определить источник недостоверной информации.Известно также устройство, содер жащее шиныМ, В, С, являющиеся входами устройства, которые непосредственно и через элементы НЕ соединены с входами элементов И, выходы элементов И соединены с входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства. Элементы НЕ, И, ИЛИ вместе со своими связями образуют блок анализа, реализующий логические функции АВС У АВС, АВС У Ч АВС, 25 АВСУ АВС. Это устройство позволяет локализовать источник ошибки в трехканальной резервированной системе 2,Недостатком данного устройства является низкая надежность, связаннаясо сложностью устройства. Это обусловлено тем, что с увеличением числа разрядов во столько же раз возрастает количество блоков анализа, являющихсяотносительно сложными узла 35 ми. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее по числу каналов п% -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства,блок анализа, выход которого являутся выходом устройства, оп -раз"рядных блоков совпадения, элементаИЛИ и о -разрядный счетчик, вход которьго соединен с вторым входом устройства, а выходы - с первыми входамиблоков совпадения и первыми входамиблока анализа, вторые входы каждогоблока совпадения соединены с выходами 50одноименного разряда всех каналов,выходы блоков совпадения соединеныс входами элемента ИПИ, выход которого - с вторый входом блока анализа.Это устройство позволяет определить источник недостоверной информации в п -канальной резервированнойсистемеГ 33,2Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная со сложностью устройства.Цель изобретения - повышение надежности и упрощение устройства.Для достижения поставленной цели устройство, содержащее по числу ка-. налов п% -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов 1 с -разрядных блоков совпадения, ь-разрядный счетчик, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход - с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы блока анализа соединены с выходами счетчика, вход ко" торого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого блО ка совпадения соединены с шинами одноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ снМ- жено блоком коммутации и инверторой причем второй вход устройства непос" редственно и через инвертор соединей с вторыми входами каждого блока соФ" падения и с управляющими входами блока коммутации, информационные вМбды которого соединены с выходами счетчика, а выходы - с третьими вхбдами каждого блока совпадения.Блок коммутации содержит ( ь -1) узел коммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй. и третий элементы ИЛИ, первые входЫ первого и второго элементов И соедйнены с прямыми информационными вхо" дами, а первые входы третьего и чет" вертого элементов И - с инверсными информационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторите входы первого и четвертого элементов И соединены с первым, а вторые входы второго и третьего элементов И 1 с вторыми управляющими входами блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и третьего элементов И, а входы ,третьего элемента ИЛИ - с выходами второго и четвертого элементов И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутации.Блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход - с вторым входом блока, а выход " с выходом блока, вход дешнф( й:5) одноразрядной системы А, В,С, Р, Е . Нетрудно заметить, чтоодноименным неисправностям соответствуют по две взаимно инверсныхкодовых комбинации (см.таблицу). 1 111 Комбинация А В С П Е Наименование ситуации 0 О 0 00 1 1 1 1 1 Все каналы исправны 0 0 0 0 1 1 1 1 1 О Неисправен канал Е 0 0 0 1 0 Неисправен канал П 1 1 1 0 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 Неисправны каналы. А и В 0 1 1 1 11 0 0 0 0 Неисправен канал А 31 Очевидно,что для диагностированиясостояния системы достаточно дешифрировать комбинации 1,3,5 .,31,причем общим признаком в этих комбинациях является наличие нуля в разряде, соответствующем каналу А,Таким образом, на вход блоковсовпадения будут подаваться всевозможные 32 кодовые комбинации, как 40это имеет место в прототипе, а на.вход блока анализа - только нечетные.Благодаря этому появляется возможность уменьшить на единицу разрядность счетчика и существенно упростить дешифратор, входящий в составблока анализа, поскольку число диагностируемых ситуаций уменьшилосьс 2 до 2На фиг. 1 представлена структурная 50схема устройства на фиг.2 - блоккоммутации", на фиг.3 - блок совпадения.Устройство содержит ь) -разряд-.ный счетчик 1, блок 2 совпадения, 55элемент ИЛИ 3, дешифратор 4, группувентилей 5, блок 6 анализа, инвертор 7, блок 8 коммутации, выходы 9 ратора соединен с первым входом блока анализа.Принцип, положенный в основу изобретения, рассмотрим на примере диагностирования пятиканальной блоков совпадения, сигнал 10 разрешения для группы вентилей 5, входные,1 -разрядные шины 11 от каналов,вход 12 устройства от генератораимпульсов, блок 13 коммутации.Блок 8 коммутации содержит узел 13коммутации одного разряда, элементИ 14, элемент ИЛИ 15, прямые иинверсные входы 16 от счетчика 1,прямые и инверсные выходы 17 блока.коммутации, управляющие входы 18 блока коммутации,Блок 2 совпадения содержит элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элементИ 21, элемент НЕ 22 и схему 23 совпадения одного разряда.Счетчикпредназначен для последовательного перебора всех возможных ситуаций в одном разряде (ь)-йканальной резервированной системы.Счетчик имеет прямые и инверсныевыходы, изменение его состоянияпроисходит при переходе входногосигнала из 1 В 0Блок 2 совпадения предназна"чен для сравнения й -разрядного кода, поступающего от одноименных1120503 б 5разрядов всех каналов с кодом навторых, третьих входах, и выдачисигнала 9 в случае их совпадения.Элемент ИЛИ 3 обеспечивает выда"чу сигнала 10 при наличии хотя бы од,ного сигнала.Дешифратор 4 предназначен для формирования сигнала ошибки, соответствующего текущему коду на счетчике 1,Для упрощения дешифратора на его 1 Овход подаются прямой и инверсныекоды. Выходам дешифратора приписываются значения в соответствии с приня той идеологией оценки, ситуаций. Например, для системы р 18 СЭЕ (см.таблицу) коду 0000 приписывается значение "Все каналы исправны", коду 0111 -"Неисправны каналы А и В" ,а коду1111 - "Неисправен канал А",Группа вентилей 5 предназначена 26для передачи сигнала ошибки с дешифратора 4 на вход устройства при наличиисигнала 10 разрешения.Инвертор 7 предназначен для инв ртирования входного сигнала 12 еВлок 8коммутации предназначен для подачина вход блока 2 совпадения прямогоили инверсного .кода со счетчика 1в зависимости от управляющего сигнала. При поступлении единичного сигнала на первый (второй) управляющийвход 8 код с прямьи выходов счетчи-.ка 1 поступает на прямые (инверсные)выходы блока 8 коммутации, а с инверсных выходов, счетчика 1 - на иин- З 5версные (прямые) выходы блока 8 коммутации. Пусть в исходном состоянии счет": чик 1 обнулен, На ь входных к-разрядных шин 11 поданы коды от ь каналов р подлежащих диагностиров анию 45 При этом на вход каждого блока 2 совпадения поданы значения одноименных разрядов всех каналов и эти значеат ния не изменяются за полный цикл сче" та счетчика .1.5 ОНулевой сигнал с генератора,импульсов, проходя через инвертор 7, поступает на управляющий вход бло:ка 8 коммутации и обеспечивает передачу на его выход прямого кода со 55счетчика 1. На первый вход каждого ,блока 2 совпадения подан код с одно" ,именных.разрядов всех и каналов, на третий вход - прямой и инверсный (1-М) -разрядный код с блока 8 коммуустройство работает следующим об разом тации, а на второй вход блока 2 совпадения поступают прямой и инверсный сйгналы с входа 12, выполняя функцию ь -го сравниваемого разря" да. Таким образом, с блока 8 коммутации и входа 12 на вход блока 2ооо совпадения поступят коди его инверсия щ в - . Если в1 И 11) 1каком-либо разряде диагностируемой системы во всех каналах нули, то на выходе соответствующего блока 2 совпадения появится сигнал 9, который, пройдя через элемент ИЛИ 3, откроет вентили 5, Одновременно код Осон.т и его инверсия щ У-д со счетчи 11 чО 1ка .1 поступят на вход дешифратора 4, В результате на его выходе появится единичный сигнал, свиде" тельствующий об исправной работе всех каналов. Этот сигнал поступит на выход блока 6 анализа, так как группа. вентилей 5 открыта. Затем сигнал перейдет в единичное состояниее Состояние счетчика 1 не изменится, а следовательно, в возбужденнном состоянии окажется тот же выход дешифратора 4. Сигнал поступит на второй управляющий вход блока 8 коммутации, в результате чего на его прямых выходах появится код11п 1ооо ир а на инверсньы --. На пряь мые входы блоков 2 совпадения будет подан код-4:фа на инМ 11оао "версные нк" - . й случае сов-. падения кодов сигнал 10 откроет группу вентилей и сигнал об исправной работе всех каналов поступит на выход устройства.Переход сигнала из единичного состояния в нулевое приведет к прибавлению единицы к содержимому счетчика 1 - он перейдет в состояние 0001. В то же время нулевой сигнал откроет передачу прямых кодов со счетчика 1 на прямые входы блока 2 совпадения,инверсных - на инверсные. На прямые входы поступитОО О 1од ц-лу. , что в пятнканальнойьсистеме АВСПЕ соответствует неисправности канала Е . Если такая кодовая комбинация имеет место в какомлибо разряде, то сигналы 9 и 10обеспечат появление на выходе устройства соответствующего сигнала сдешифратора 4. После перехода сигналас входа 12 в единичное состояние напрямые входы блоков совпадения поступит код, инверсный предццущему,а именно 1110,что также способствует не-исправности канала Е.112 ОЗОЗ 7В дальнейшем будут перебраны последовательно все кодовые комбинации, которые могут возникнуть в одноименных разрядах резервированной системы, причем коды, соответствующие неисправностям одного и того же канала (каналов), будут появляться .один за другим на входах блоков 2 совпадения при нулевом и единичном состояниях сигнала с входа 12. Отметим, что последними двумя комбинациями будут 0.1 и 10 О, что соответю иствует неисправности каналаОценим глубину диагностирования неисправностей. Номер неисправного канала определяется по выходу с блока 6 анализа, разряд,в котором произошла ошибка, может быть определен по номеру блока 2 совпадения, у которого в данный момент имелся выходной сигнал 9, а характер ошиб кн определяется значением несовпавшего разряда в неисправном канале.Таким .образом, введенные элементыи их связи обеспечивают выявление неисравного канала, при этом повышаа ется ,адежность устройства за счетснижения аппаратурных затрат на блоканализа. Это связано с тем, что визвестном устройстве применялсяи-разрядный счетчик, а в предлагае мом - (и)-разрядный счетчик и соотг-ветственно дешифратор 2 кодовойкомбинации, а не 2 " как в известномустройстве.