Резервированный формирователь импульсов

.Э,Херм и СССР1978.ССР1974.ВАТЕЛЬ детельство К 21/34,тельство С К 21/36, Ж ФОРМИРО осит емам я к злек от отказов. 1 зерви ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВ(57) Изобретение отронным.цифровым сис рованием, Может быть использовано вкачестве распределителя тактов в сочетании с задающим генератором в условиях случайных сбоев. Цель изобретения - повышение надежности и ррение функциональных возможностей.Устройство содержит формирователь 1рабочий, формирователь 2 резервированный, формирователь 3 контрольный,формирователи 4 и 5 импульсов, выходные каскады 6 и 7, блоки 9 и 10 сравнения. Для достижения поставленнойцели в устройство ввецены элементНЕ 8, элемент И-НЕ 11, счетчики 1416. Устройство позволяет отличитьИзобретение относится к электронным цифровым системам с резервированием и может быть использовано в качестве распределителя тактов в сочетании с задающим генератором в условиях случайных сбоев.Целью изобретения является повышение надежности и расширение Функциональных возможностей,Повышение надежности достигается 1 Оза счет того, что при выходе из строяконтрольного формирователя при исправном рабочем Формирователе нагрузка не отключается и не меняет режимасвоей работы, а также за счет того, 5что ввод в синхронную работу всехтрех формирователей осуществляетсябез остановки рабочего формирователя.Расширение функциональных возможностей достигается за счет того, что 2 Оустройство отличает сбои от отказов.На чертеже приведена, функциональная схема резервированного Формирователя импульсов,Устройство содержит рабочий Формирователь 1, резервированный формирователь 2, контрольный формирователь 3,формирователи 4 и 5 импульсов, выходныекаскады б и 7, элемент НЕ 8, блоки9 и 10 сравнения, элемент И-НЕ 11,элементы 12 и 13 памяти, счетчики14-16, входную шину 17, выходныешины 18-20,Входная шина 17 соединена с тактовыми входами формирователей 3-5, 35информационные выходы формирователей4 и 5 соединены соответственно свходами выходных каскадов 6 и 7, выходы которых соединены с выходнойшиной 18 и с первым входом блока 9 4 Осравнения, информационный выход формирователя 5 соединен с первым, входомблока 10 сравнения, выход формирователя 3 соединен с вторыми входамиблоков 9 и 10 сравнения, выход последнего из которых соединен с первымвходом элемента И-НЕ 11, с входомостановки формирователя 3 и с информационным входом элемента 12 памяти;выход элемента НЕ 8 соединен с вхо- удом разрешения выходного каскада 7резервированного формирователя 2 и свторым входом элемента И-НЕ 11; выходблока 10 сравнения соединен с инверсным входом элемента И-НЕ 11, выходкоторого соединен с входом остановкиФормирователя 5 и с информационнымвходом элемента 13 памяти; выходы элементов 12 и 13 памяти соединены соответственно со счетными входами счетчиков 14 и 15, входы установки которых соединены с выходом счетчика 16; вход установки которого соединен с выходом счетчика 14; с выходной шиной 19, с входом элемента НЕ 8 и с входом разрешения выходного каскада б рабочего формирователя 1, выход управления формирователя 4 импульсов которого соединен с входом сброса элемента 13 памяти и со счетным входом счетчика 16; выход управления формирователя 5 соединен с входом сброса элемента 12 памяти, выход счетчика 12 соединен с выходной шиной 20.Выход первого счетчика 14 является выходом сигнализации о неисправности рабочего формирователя 1 или контрольного формирователя 3, а выход второго счетчика 15 - выходом сигнализации о неисправности резервированного формирователя.Рабочий формирбватель 1 предназначен для формирования определенных импульсных последовательностей и состоит из формирователя 4, который может быть выполнен на счетчике или делителе частоты, и выходного каскада 6, служащего для усиления импульсных последовательностей и для иХ коммутации в зависимости от разрешающего сигнала, поступающего с выхода счетчика 14. Выходной каскад 6 состоит из каскадов усиления импульсных последовательностей, поступающих от формирователя 5, и транзистора, подключающего и отключающего питание от этих каскадов по сигналу, поступающему по входу разрешения от счетчика 14. При поступлении на вход разрешения логического "0" транзистор открывается, подается питание на каскады усиления и тем самым к выходу (в том числе к нагрузке) подключается рабочий формирователь 1, а при поступлении на вход разрешения логической "1" транзистор закрывается, отключается питание от каскадов усиления и рабочий формирователь 1 отключается от выхода.Резервированный формирователь 2 выполнен аналогично рабочему формирователю 1 и состоит из формирователя 5 и выходного каскада 7.Контрольный формирователь 3 выполнен аналогично формирователям 4 и 5.Блоки 9 и 10 сравнения предназначены для определения синхронизации (идентичности по фазе и длительности 5 импульсов) импульсных последовательностей, поступающих соответственно с рабочего и контрольного формирователей 1 и 3 на блок 9 сравнения и с резервированного и контрольного фармирователей 2 и 3 на второй блок 10 сравнения, При синхронной работе всех формирователей 3-5 на выходе блоков 9 и 10 сравнения - логическая "1", при отсутствии синхронной 15 работы формирователей 1 и 3 на выходе блока 9 сравнения - логический "0", при отсутствии синхронной работы формирователей 2 и 3 на выходе блока 10 сравнения - логический "0". 0Элемент 12 памяти предназначен для запоминания отсутствия синхронной работы формирователей 1 и 3 в течение одного цикла работы резервированного формирователя 2, элемент 13 памяти предназначен для запоминания отсутствия синхронной работы формирователей 2 и 3 в течение одного цикла работы рабочего формирователя 1. В качестве элементов 12 и 13 памяти могут быть 30 использованы, например, установочные триггеры на двух элементах И-НЕ. В конце каждого цикла работы резервированный формирователь 2 подает с выхода управления импульс (логической "0") сброса на вход элемента 12 памяти, аналогично в конце каждого цикла работы рабочий формирователь 1 подает с выхода управления импульс (логический "0") сброса на вход сброса40 элемента 13 памятиУказанными импульсами сброса элементы 12 и 13 памяти устанавливаются в исходное состояние (на выходе - логическая1 ), соответствующее синхронной 45 работе сравниваемых формирователей. На информационные входы элементов 12 и 13 памяти поступает информация соответственно от блоков 9 и 10 срав. нения. На все время синхронной раба ты формирователей 1 и 3 на информа - ционный вход элемента 12 памяти поступает логическая "1" и на выходе этого элемента постоянно - логическая "1", т,е. отсутствуют импульсы на счетном входе счетчика 14, а при рассинхронизации указанных формирователей на инФормационный вход поступает логический О , элемент памятиустанавливается в противоположноесостояние (ца выходе - логический0 ), сохраняющееся да прихода импульса сброса ат резервированного фор- .мирователя 2. Таким образом, при асинхронной работе формирователей 1 и 3в течение времени одного цикла работы формирователя 5 ца вь 1 ходе элемента 12 памяти формируется один импульс, являющийся счетным импульсомпервого счетчика 14. Аналогична работает элемент 13 памяти.Счетчик 14 предназначен для подсчета количества циклов работы резервированного формирователя 2, во время которых наблюдалась асинхронная работа формирователей 1 и 3 выдачисигнала о неисправности рабочего1 или контрольного 3 формирователей,по которому ат шины 18 отключаетсяформирователь 1 и подключается резервированный формирователь 2,Счетчик 15 предназначен дляподсчета количества циклов работы рабочего формирователя 1, в течение которых наблюдалась асинхронная работарезервированного 2 и контрольного 3формирователей, выдачи сигнала о неисправности резервированного формирователя 3.Счетчик 16 предназначен для формиравания импульсов установки в исходное состояние счетчиков 14 и 15, что необходимо для предотвращения накопления информации а количестве рассинхронизации соответствующих формирователей, вызванных случайными сбоями в течение длительного времени.Счетчик 16 формирует импульсы установки счетчиков 14 и 15 в исходнае состояние путем деления частоты импульсов, поступающих ца его счетный вход от рабочего формирователя 1 в конце каждого цикла ега работы. Сигнал установки первого и второго счетчиков в исходное состояние формируется также при поступлении сигнала (логическога 0 ) на вход 1 Сброс от внешнего устройства (це показано).При синхронной работе формирователей 1 и 3 на счетном входе счетчика 14 импульсы отсутствуют, а на вход установки поступают импульсы установки ат счетчика 16 и устанавливают счетчик 14 в исходное состояние (на выходе - логический 0 ), Пои асинхронной работе фармцравате 5 1272лей 1 и 3 счетчик 14 считает количество импульсон, поступающих от эле. мента 12 памяти. С приходом определенного количества импульсов (при асинхронной работе формирователей более определенного времени) на выходе счетчика 14 формируется сигнал (логическая "1") о неисправности рабочего 1 или контрольного 3 Формирователей, происходит самоблоки О равка счетчика 14 (запрещается дальнейший счет импульсов), установка в исходное состояние счетчика 16 (запрет формирования импульсов установки), отключение от шины 18 рабочего формирователя 1 и подключение к шине 18 резервированного формирователя 2. Аналогично работает счетчик 15 и формирует сигнал о неисправности резервированного Формирователя 2 при асинхронной работе резервированного 2 и контрольного 3 формирователей более определенного времени.Элемент НЕ 8 предназначен для осуществления одновременного подклю чения к шине 18 только одного из формирователей 1 или 2.Элемент И-НЕ 11 предназначен для запрета контроля и остановки резервированного формирователя 2 при наличии асинхронной работы формирователей 1 и 3 (логический "0" - на выходе блока 9 сравнения) или при Фиксации неисправности Формирователей 1 и 3 (логический нО" - на выходе элемента НЕ 8) . Устройство работает следующим образом.При подаче питания по входу40 нСбросн (не показан) подается кратковременный сигнал, по которому счетчик 1 б формирует сигнал установки в исходное состояние, по которому счетчики 14 и 15 устанавливаются в исходное состояние, к шине 18 подключается рабочий формирователь 1 и отключается резервированный формирователь 2. При поступлении на шину 17 устройства импульсной последователь О ности начинают работать все формирователи 1-3. В начальный момент все формирователи 1-3 работают асинхронно один относительно другого. В этом случае на выходе блока 9 сравнения формируется сигнал (логический нОн), свидетепьстяующий об асинхронной работе формирователей 1 и 3,510который останавливает контрольный формирователь 3 и по которому элемент 12 памяти Формирует на выходе сигнал (логический Оч), являющийся счетным импульсом для счетчика 14, и первый счетчик фиксирует наличие первого сбоя. Сигнал с выхода блока 9 сравнения поступает на первый вход элемента И-НЕ 11 и запрещается выдача сигнала остановки резервирован ного формирователя 2, хотя на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал (логический "0"), свидетельствующий об асинхронной работе формирователей 2 и 3. Контрольный формирователь 3 остается остановленным до момента, пока рабочий формирователь 1 в процессе работы не станет на позицию, равную позиции остановленного контрольного формирователя 3, после чего на выходе блока 9 сравнения Формируется сигнал (логическая "1"), свидетельствующий об идентичности сигналов формирователей 1 и 3, который в дальнейшем разрешает работу контрольного формирователя 3 и, поступая на первый вход элемента И-НЕ 11, снимает запрет остановки резервированного формирователя 2. При этом формирователи 1 и 3 начинают работать синхронно, а резерви рованный и контрольный формирователи продолжают оставаться рассинхронизированными один относительно другого. При этом на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал (логический 10"), который поступает на инверсный вход элемента И-НЕ 11, на выходе этого элемента формируется сигнал (логический "0"), который останавливает резервированный формирова - тель 2 и по которому элемент 13 памяти формирует на выходе сигнал (логический "0"), который является счетным импульсом для счетчика 15, и второй счетчик фиксирует первый сбой. Резервированный Формирователь 2 остается остановленным до момента, пока контрольный формирователь 3 не станет на позицию, равную позиции оста - новленного резервированного формирова теля 2, после чего на выходе блока 10 формируется сигнал (логическая " 1"), свидетельствующий об идентичности сиг налов формирователей 2 и 3, который в дальнейшем разрешает работу резервированного формирователя 2, При этом все три формирователи 1-3 начинают работать синхронно.7 1272Таким образом, при рассинхронизации работы всех трех формирователей 1-3 их синхронизация происходит поэтапно: в начале синхронизируются формирователи 1 и 3, затем формирователи 2 и 3. Аналогично происходит работа при рассинхронизации только рабочего формирователя 1 или только контрольного формирователя 3. В обоих случаях в начале останавливается контрольный формирователь 3 и вводится в синхронизацию с рабочим формирователем 1, после чего останавливается резервированный формирователь 2 и вводится в синхронизацию с контроль.ным формирователем 3.При рассинхройизации только резервированного формирователя 2 ввод его в синхронную работу осуществляется в один этап, т.е. он останавливается и вводится в синхронизацию с контрольным формирователем 3. При рассинхронизации любого формирователя рабочий формирователь 1 не останавливается и тем самым обеспечивается непрерывная работа устройства на нагрузку. Информация о количестве сбоев, накопленная в счетчиках 14 и 15, на время синхронизации стирается импульсом установки от счетчика 16.При неисправности рабочего формирователя 1 на выходе блока 9 сравнения формируется сигнал неравнозначности сигналов формирователей 1 и 3, по которому останавливается контрольный формирователь 3 и запрещается остановка резервированного фор мирователя 2, При этом элемент 12 памятиформирует каждый цикл работы резервированного формирователя 2 импульс, кото - 4 О рый является импульсом счета счетчикав 14. После прихода определенного числа импульсов счетчик 14 формирует сигнал о неисправности формирователей 1 и 2, по которому запрещается 45 дальнейший счет импульсов, запрещается остановка резервированного формирователя 2, от нагрузки отключается рабочий формирователь 1 и к нагрузке подключается резервированный формирователь 2, устанавливается в исходное состояние счетчик 16, Сигнал о неисправности формирователей 1 и 3 подается по шине 19 на внешнее устройство55Аналогично работает устройство при неисправности контрольного формирователя 3. 510 8При неисправности резервированного формирователя 2 на выходе блока 1 О сравнения формируется сигнал неравнозначности сигналов формирователей 2 и 3, по которому элемент И-НЕ 11 формирует сигнал остановки резервированного формирователя 2. При этом элемент 13 памяти формирует за каждый цикл работы рабочего формирователя 1 импульс, который является импульсом счета счетчика 15. После прихода определенного числа импульсов счетчик 15 формирует сигнал о неисправности резервированного формирователя 2, по которому запрещается дальнейший счет импульсов. Сигнал о неисправности резервированного формирователя 2 подается по шине 20 на внешнее устройство, К шине 8 остается подключенным рабочий формирова тель 1Формула из обре те нияРезервированный Формировательимпульсов, содержащий два элемента памяти, входную шину, которая соединена с тактовым входом контрольного формирователя, а также с тактовыми входами рабочего и резервированного формирователей, имеющих первый и второй информационные выходы и выход управления, первый информационный выход рабочего формирователя соединен с первой выходной шиной, с первым входом первого блока сравнения, выход которого соединен с информационным входом первого элемента памяти, второй информационный выход резервированного формирователя соединен с первым входом второго блока сравнения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и увеличения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности отличия сбоя от отказа, в него введены три счетчика, элемент НЕ, элемент И-НЕ, первый информационный выход резервированного формирователя соединен с первым информационным выходом рабочего формирователя, выход контрольного формирователя соединен с вторыми входами первого и второго блоков сравнения, выход первого блока сравнения соединен с в.:одом остановки контрольного формирователя и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ и с входом разрешения12725 10 1 О Составитель А. РановТехред Н.Глущенко Корректор Е, Сирохман Редактор Л. Гратилло Заказ 6350/57 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9резервированного формирователя, выход второго блока сравнения соединен с инверсным входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с информационным входом второго элемента памяти и с входом остановки резервированного формирователя, выход управления которого соединен с входом сброса первого элемента памяти, выход которого соединен со счетным входом пер О вого счетчика, вход установки которого соединен с входом установки второго счетчика и выходом третьего счет"чика, вход установки которого соединен с выходом первого счетчика, свторой выходной шиной, с входом элемента НЕ и входом разрешения рабочегоформирователя, выход управления которого соединен со счетным входом третьего счетчика и с входом сброса второгоэлемента памяти, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика,выход которого соединен с.третьейвыходной шиной.