Резервированное устройство

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Резервированное устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных устройств управления исполнительными элементами. Цель изобретения - повышение надежности за счет отключения отказавшего канала. Контроль канала осуществляетза счет последовательного поразрядного сравнения инФормационных вы1605236 зовано при построении надежных устройств управления исполнительнымиэлементами.,1 ель изобретения - повышение надежности устройства за счет отключения неисправных каналов.На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема коммутатора; на фиг.З - схема группы элемен-тов; на фиг.4 - схема блока управления.Устройство содержит три резервируемых канала и в каждом канале резервируемый блок 1, коммутатор 2, группу элементов ИЛИ 3, блок 4 ключей,согласующие резисторы 5, выходнуюмагистраль 6, счетчик 7, мультиплек"сор 8, блок 9 управления резервом; -элемент ИЛИ 10, мажоритарный элемент11, схему 12 сравнения, элемент НЕ 13,элементы И 14-16, элемент И-НЕ 17,элемент ИЛИ 18, элемент ИЛИ 19, эле- мент И-НЕ 20, входы 21-23 устройства, входы 24-27 каналов, выходы 28 и" 29 устройства, таймер 30, выполненный в виде счетчика,Блок 9 управления резервом (фиг.4)содержит счетчик 31, дешифратор 32,элементы И 33, ИЛИ 34, элементы 35 -37 задержки.1 ходов каждого из каналов. В паузахмежду управляющими словами проверяется блок 4 ключей подачей сигналов"Лог.1" и "Лог.0" на его входы. Выходные сигналы блока 4 ключей контролируются элементами 17, 15, 16.Считывание сигналов ошибки и подачауправляющих воздействий обеспечиваИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испольРезервируемый блок 1 представляет собой регистр, в который внешнее устройство записывает параллельный код управляющего слова, причем синхрон" но в блоки 1 всех каналов. Блок 4 ключей при определенном состоянии управляющего сигнала переходит в состояние "Отключено" и имеет высокое сопротивление.Устройство работает следующим об" разом. 20 25 30 35 40 45 50 55 ются блоком 9 управления резервом.Сигналы ошибки через элемент ИЛИ 19воздействуют на элемент И-НЕ 20, соединение которых в трех каналах образует трехфазный триггер, подключающий выходы блока 4 ключей одного изисправныл каналов к общей магистрали. 1 з.п. Ф-лы, 4 ил. Перед началом работы сигнал начальной установки по входу 21 устройства устанавливает в нулевое положение блоки 1 и счетчики 7 во всех каналах.В исходном положении отсутствует сигнал на выходе элемента ИЛИ 19 и таймер 30 отрабатывает заданное время, т.е, счетчик заполняется тактовыми импульсами до появления единичного сигнала на его выходеЕдиничный сигнал с выхода таймера 30 подается на его управляющий вход, запрещающий дальнейший счет импульсов, и на первый вход элемента И-НЕ 20.Соединение элементов И-НЕ 20 в трех каналах образует трехфазный триггер, который в исходном положении устанавливается произвольно в одно из трех своих состояний, например, первым закрывается элемент И-НЕ 20 первого канала и на его выходе формируется нулевой сигнал. Этот сигнал действует по входам 26 второго и третьего каналов и удерживает их элементы И-НЕ 20 в открытом состоянии, на выходе которых Формируются единичные сигналы. Эти сигналы подаются на входы 26 и 27 первого канала и, таким образом, на трех входах элемента И-НЕ 20 первого канала действуют единичные сигналы,удерживающие данное состояние трехфазного триггераЕдиничные сигналы с триггеров элементов И-НЕ 20 во втором и третьем каналах через соответствующие элементы ИЛИ 10 поступают на управляющие входы блоков 4 ключей, и эти блоки переходят в отключенное состояние с высоким сопротивлением,т.е. второй и третий каналы отключены от общей магистрали 6. Нулевой сигнали формирует на своем выходе единичный сигнал, При этом ключи в блоке 4первого канала переходят в закрьггоесостояние и отключают неисправный канал от магистрали 6. Трехфазный триггер переходит в новое положение, например нулевой сигнал формируетсяраньше на выходе элемента И-НЕ 20 второго канала, Соответственно к магистрали 6 подключаются выходы блока4 ключей второго канала и т,д,В паузах между посылками кодов управляющих слов производится контрольсостояния блоков 4 ключей во всех каналах. Этот контроль осуществляетсяследующим образом. Для контроля ключей блока 4 по входу 22 подается управляющий сигнал низкого уровня. Этотсигнал закрывает элементы И коммутатора 2, элемент И 33 и разрешает счетчику 31 счет тактовых импульсов повходу 23. Счетчик 31 соединенный сдешифратором 32, образует распределитель, который формирует распределенные во времени три импульсных сигналаИмпульс с первого выхода дешифратора 32 через элементы ИЛИ 3 в видеединичных сигналов организует проверку "по единицам" и передается навходы всех ключей блока 4, через элементы ИЛИ 34 и задержки 36 опрашивает элемент И 15, При исправной работе ключей блока 4 на всех его выходах формируются единичные сигналы,которые закрывают элемент И-НЕ 17 и,соответственно, элемент И 15, т.е.сигнал ошибки не формируется, Есликакой-либо из ключей неисправен иформирует на выходе сигнал нулевого уровня, то элемент И-НЕ 17 открывает элемент И 15 и через элементИЛИ 19 обнуляет таймер 30, нулевойсигнал с его выхода подается на входэлемента И-НЕ 20, При этом трехфазный триггер меняет свое положение инеисправный канал отключается от ма-гистрали 6 описанным выше образом,Импульс с второго выхода дешифратора 32 организует проверку "по нулям", так как после сброса импульса с первого выхода дешифратора 32 на входы блока 4 ключей с выходов элемента ИЛИ 3 подаются нулевые сигналы. На всех выходах ключей блока 4 при их исправной работе также формируются нулевые сигналы, при этом элемент 51605236 с выхода элемента И-НЕ 20 первого канала через элемент ИЛИ 10 поступает на управляющий вход соответствующего блока 4 ключей и переводит его в открьггое состояние. Таким образом,5 к общей магистрали б подключаются выходы блока 4 ключей первого канала.Управляющее слово в виде параллельного кода записывается синхрон но в блоки 1, с выходов которых поступает на входы коммутатора 2.После этого по входу 22 устройства подается сигнал резрешения высокого уровня, который удерживает в нулевом положении счетчик 31, разрешает счет тактовых импульсов в счетчике 7, открывает коммутатор 2 и через элементы И 33 и задержки 35 опрашивает элемент И 14. С выходов коммута тора 2 код управляющего слова подается на входы блока 4 ключей м информационные входы мультиплексора 8. Тактовые импульсы по входу 23 заполняют счетчик 7, который с помощью муль типлексора 8 последовательно опрашивает все разряды кода управляющего слова. На управляющий вход блока 4 ключей с выхода элемента ИЛИ 10 подается сигнал нулевого уровня. Это соответствует открытому состоянию ключей блока 4. При этом код управляющего слова через блок 4 поступает на общую выходную магистраль б.При последовательном опросе всех разрядов управляющего слова на выходе мультиплексора 8 формируются соответствующие сигналы, которые. подаются на вход мажоритарного элемента 11. При исправной работе всех каналов , 40 значение контролируемых в данном так. те разрядов управляющего слова совпадает и схема 12 сравнения формирует сигнал, который через элемент НЕ 13 закрывает элемент И 14, и сигнал ошибки не формируется. В случае неисправности какого-либо из элементов в первом канале сигнал на выходе мультиплексора 8 не совпадает с сигналом на выходе мажоритарного элемента 11, схема 12 сравнения не формирует сигнал совпадения и элемент И 14 подготавливается к открыванию. Тактовый импульс с выхода элемента 35 задержки открывает элемент И 14 и через элемент ИЛИ 19 обнуляет таймер 30. При этом подается нулевой сигнал с выхода таймера 30 на первый вход элемента И-НЕ 20, который открываетсяИЛИ 18 и, соответственно, элемент И 16 остаются закрытыми и сигнал ошибки не формируется. Если какой-либо из ключей неисправен и формирует на выходе единичный сигнал, то открываются элементы ИЛИ 18 И 16 и импульс с выхода элемента 37 задержки через элемент ИЛИ 19 обнуляет таймер 30 и аналогично описанному выше 10 изменяет состояние элемента И-НЕ 20, неисправный канал отключается.Сигнал с третьего выхода дешифратора 32 организует проверку отключенного состояния ключей и через эле мент ИЛИ 10 переводит блок 4 ключей в отключенное состояние, В этом состоянии на выходах всех ключей блока 4 формируется потенциал источника питания, снимаемый через согласующие ре зисторы 5, например единичные потен. циальные сигналы. В случае, если все ключи исправны и отключены, то на входе элемента И-НЕ 17 сигнал ошибки не формируется. В случае, если ка кой-либо ключ неисправен и не отключен, на его выходе формируется нулевой сигнал. При этом на входе элемента И-НЕ 17 формируется единичный сигнал, а импульс с третьего выхода 30 дешифратора 32 через элементы ИЛИ 34, задержки 36 и И 15 считывает сигнал ошибки. Сигнал с четвертого выхода дешиф ратора 32 подается на управляющий вход счетчика 31, запрещает счет тактовых импульсов, и процесс контроля блока 4 ключей прекращается. Подачей управляющего сигнала высокого , 0 уровня по входу 22 устройство снова переходит в режим приема следующего управляющего слова в блок 1. В случае, если сигнал ошибки случайный, то после обнуления таймер 30 отра батывает заданное время задержки и подает единичный сигнал на элемент И-НЕ 20, т.е. обеспечивает возможность последующего подключения данного канала к магистрали 6. Если сиг 5 О нал ошибки за время задержки срабатывания таймера 3,. повторяется, то таймер 30;периодически устанавливается в нулевое положение и неисправность данного канала подтверждается нулевым сигналом на входе элемента И-НЕ 20. Время задержки срабатыва, ния таймера выбирается таким образом, чтобы за это время выполнялись многократно проверки ключей блок 4 и опрос разрядов управляющего слова с помощью счетчика 7 и мультиплексора 8.Во время проверки ключей блока 4 внешние исполнительные элементы изза большого времени срабатывания и отпускания не изменяют своего состояния при смене сигналов на выходах ключей.Формула изобретения1. Резервированное устройство, содержащее в каждом из трех каналов резервируемый блок, счетчик, мажоритарный элемент, схему сравнения, элемент НЕ, первый-третий элементы И, первый-третий элементы ИЛИ и таймер,причем в каждом канале выход мажоритарного элемента подключен к первому входу схемы сравнения, выход которой через элемент НЕ соединен с первым входом первого ключа И, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет отключения неисправных каналов, в каждый канал введены коммутатор, группа элементов ИЛИ, мультиплексор, блок ключей, блок управления резервом, первый и второй элементы И-НЕ, причем входы установки, управляющий и тактовый устройства являются одноименными входами каждого из каналов, информационные выходы которых являются одноименным выходом устройства, выходы сравнения и выбора канала каждого из каналов соединены с соответ" ствующими одноименными входами соседних каналов и в каждом канале информационные входы канала соединены с информационными входами резервируемого блока, выходы которого соединены с информационными входами коммутатора,выходы которого соединены с первыми входами элемента ИЛИ группы, выходы которых соединены с информационными входами блока ключей и мультиплексора, выходы блока ключей соединены с информационным выходом канала, входами первого элемента ИЛИ и первого элемента И-НЕ, вход уста" новки канала соединен с одноименным входом резервируемого блока и входом сброса счетчика, управляющий вход канала соединен с одноименными входами коммутатора, блока управления резервом и счетчика, тактовый вход канала10 5236 9 160 соединен с тактовым входом блока управления резервом и тактовыми входами. таймера и счетчика, разрядные выходы которого соединены с адресными входами мультиплексора, выход которого соединен с выходом сравнения канала, вторым входом блока сравнения и первым входом мажоритарного элемента, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами сравнения канала, первый выход блока управления резервом соединен с вторыми входами элементов ИЛИ группы, второй выход - с вторым входом первого элемента И,третий вход - с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, четвертый выход блока управления резервом соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выходы первого, второго и третьего элементов И соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки таймера, выход которого соединен со своим управляющим входом и первым входом второго элемента И-НЕ, второй и третий входы которого соединены соответственно с 1 О 15 Ю 25 30 первым и вторым входами выбора канала, а выход соединен с выходом выбора канала и первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления резервом, а выход - с управляющим входом блока ключей2. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок управления резервом содержит счетчик, дешифратор, элемент И, элемент ИЛИ и три элемента задержки, причем нулевой вход счетчика соединен с управляющим входом блока и с первым входом элемента И, второй вход которого объединен с тактовым входом счетчика и тактовым входом блока, первый выход дешифратора соединен с первым выходом блока и первым входом элемента ИЛИ, второй выход дешифратора через первый элемент задержки соединен с четвертым выходом блока, третий выход дешифратора соединен с пятым выходом блока и вторым входом элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки соединен с третьим выходом блока, выход элемента И через третий элемент задержки соединен с вторым выходом блока, а выход счетчика соединен с информационным входом дешифратора.1 б 05236 олух 14 Составитель Н.Парамоновактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишин аз 3454 Тираж дписное роизводственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород, ул, Гагарин И Государственного комитет 113035, Москва, Кэл И ж 10 по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧС