Резервированное устройство с перестраиваемой структурой

.б 7(088,8) Опубликовано 30.01,83. Бюллетень 4 Дата опубликования описания 02.02,83 ке делам нзфврвтвннй и втнрытнй4) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО С ПСТРУКТУРОЙ СТРАИВАЕИ мыхИзобретение относится к вычисли.-тельной технике и может быть использовано при построении систем пЬвышенной надежности и производительности.Известно резервированное устройство с перестраиваемой структурой .содержащее резервируемые блоки, соединенные с конфигуратором и подклю-ченные к блоку управления конфигу- "ратором, позволяющее осуществлятьлюбые соединения резервируемых блоковсоседних ярусов устройства 1.1Недостатками данного устройстваявляются отсутствие возможности исправления ошибок без изменения соединений в устройстве и сложностьреализации конФигуратора и блока управления.Известно устройство с перестраи-ваемой структурой, содержащее тримажоритарных блока, входы которыхсоединены .с выходами трех резервируеблоков и дешиоатора, входы .ко-" торого соединены с выходом регистра Г 23Основным недостатком известного устройства является невозможность . осуществления параллельной работы двух резервируемых блоков совместно и одного блока независимо, что не позволяет при использовании такого .устройства в системах обработки инФормации реализовать режим повышенной производительности системы с со- хранением высокой надежности решения более важных задач. Недостатком известного устройства является также и относительная сложность мажоритар" ного блока.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ре-. зервированное устройство с перестраи- ваемой структурой, содержащее три мажоритарных блока, подключенных к трем резервируемым блокам и дешифратору, . входы которого соединены с выходами регистра. В данном устройстве реали- .3 993502зована возможность параллельной работы двух резервируемых блоков совместно и одного блока независимо - режимповышенной производительности системы 135Основным недостатком данного устройства является низкая надежностьвследствие наличия общего для трехканалов регистра и дешифратора. Отказ регистра или дешифратора приводит 1 рк отказу всей системы, в которой иожет быть использовано данное трехканальное резервированное устройствос перестраиваемой структурой, Недостатком данного устройства являетсятакже невозможность проведения реконфигурации структуры в замкнутом контуре с помощью канальных резервируемых блоков, т.е, нет автономностиработы несинхронного резервированного устройства,Цель изобретения - повышение надежности устройства и обеспечениевозможности проведения реконфигурацииструктуры несинхронно работающих резервируемых вычислительных блоков.Указанная цель достигается тем,что резервированное устройство с перестраиваемой структурой содержиттри резервируемых вычислительных блока, три синхронных формирователя меток времени, причем выход первогоформирователя меток соединен с входомпервого резервируемого блока, выходвторого формирователя меток соединенс входом второго резервируемого вы 35числительного блока, выход третьегоформирователя меток соединен с входом третьего резервируемого вычислительного блока, выход первого ре 40зервируемого вычислительного блокасоединен с входом первого регистрареконфигурации, с четвертым входомпервого мажоритарного блока, с десятым входом второго мажоритарного45блока, с восьмым входом третьегс:мажоритарного блока, выход второгорезервируемого вычислительного блокасоединен с входом второго регистрареконфигурации, с восьмым входом первого мажоритарного блока, с четвер 50тым входом второго мажоритарного блока, с десятым входом третьего мажоритарного блока, выход третьего резервируемого вычислительного блокасоединен с входом третьего регистрареконфигурации, с десятым входомпервого мажоритарного блока, с восьмым входом второго мажоритарного фблока, с четвертым входом третьего мажоритарного блока.Предлагаемое устройство не теряет работоспособности при одной возможной неисправноститеряет работоспособность только один из каналов ).На фиг, 1 представлена Функциональная блок-схема резервированного уст,- ройства с перестраиваемой структурой; на Фиг,2 - конкретный вариант блоксхемы формирователя меток; на фиг 3- несколько циклов работы устройства.Устройство содержит мажоритарные блоки 1 - 3, резервируемые блоки 4 б, дешифраторы 7 - 9, первые и вторые регистры 10, 11 и 12. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы первого дешифратора 7 соединены соответственно с первыМ, вторым, третьим, пятым, шестым, седьмым, девятым, десятым и одиннадцатым входами первого мажо. ритарного блока 1, Первый выход второго дешифратора 8 соединен с первым входом второго мажоритарного блока 2, второй - с одиннадцатым, третий - с шестым, четвертый - с вторым, пя" тый - с девятыи, шестой - с седьмым, седьмой - с третьим, восьмой - с пятым входами второго мажоритарного блока 2, Первый выход третьего дешифратора 9 соединен с первым входом третьего мажоритарного блока 3, второй - с пятым, третий - с девятым, четвертый - с одиннадцатым, пятый с вторым, шестой - с седьмым, седьмой - с шестым, восьмОй - с третьим входами третьего мажоритарного блока 3. Входы дешифраторов 7 - 9 соединены с выходами регистров 10-12, вход первого регистра 10 реконфигурации соединен с выходом резервируеиого блока 4, четвертым входом первого, десятым входом второго, восьмым входом третьего мажоритарных блоков. Вход второго регистра 11 реконфигурации соединен с выходом резервируемого блока 5, восьмым входом первого, четвертым входом второго и десятым входом третьего мажоритарных блоков. Вход третьего регистра реконфигурации 12 соединен с выходом резервируемого блока б, десятым входом первого, восьмым входом второго и четвертым ,входом третьего мажоритарных блоков. Вход резервируемого блока 4 соединен с выходом формирователя 13 синхронных меток и первыми входами Формирователей 14 и 15 синхронных меток,Резервированные вычислительные блоки 1 - 6 работают как по синхронным, так и по несинхронным программам. В синхронном режиме реконфигурация структуры осуществляется также одновременно. При переходе в несинхронный (режим повышенной производительности устройства, два канала синхронно, один несинхронно или все три канала несинхронно ) резервированные вычислительные блоки теряют возможность проведения одновременной реконфигурации, так как они выполняют разные программы. Проведение реконфигурации по несинхронным программам приведет к искажению информации на выходах мажоритарных блоков. Для предотвращения сбойных ситуаций и проведения реконфигурации устройства при несинхронной работе резервируемых вычислительных блоков и перехода с несинхронного на синхронный режим работы используются формирователи меток. формирователи 13- 15 имеют между собой двусторонние связи, с помощью которых они синхронизируются между собой так,что на выходах всех формирователей 13- 15 формируются синхронные метки времени,с помощью которых блоки 4-6 выравнивают свои программы, переходят на синхронный режим работы, проводят реконфигурацию устройства, если этого . требуют условия работы, далее продолжают выполнять прерванные или но 5 Я 3502вход резервируемого блока 5 соединенс выходом формирователя 11 и вторымивходами Формирователей 13 и 15,.входрезервируемого блока 6 соединен свыходом формирователя 15 меток, первым входом формирователя 13 меток ивторым входом формирователя 11 меток.Структура мажоритарных блоков2 и 3 аналогична структуре мажоритарного блока 1.Формирователь 13 14 и 15 ) нафиг.2 содержит счетчик 16 и мажоритарный элемент 17, причем первый итретий вход мажоритарного элемента 17 соединены с выходами счетчиков второго и третьего Формирорателей меток соответственно, второйвход соединен с выходом счетчика,вход обнуления счетчика соединенс выходом мажоритарного элемента 17, 20счетный вход счетчика соединен свыходом элемента И 18, второи входкоторого соединен с выходом элемента НЕ 19, вход которого соединен свыходом счетчика 16. 2На фиг,3 цифрами 1,2 и 3 обозначены сигналы на выходах соответствующих формирователей 13, 1 Й и 15 меток.Устройство работает следующим образом.На вход элемента И 18 поступает,синхронная во всех каналах частота,которая проходит на счетный входсчетчика. После заполнения последнего разряда счетчика на выходе счетчи 35ка появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход мажоритарного элемента 17 и через элемент НЕ 19 на вход элемента И 18,где запрещает прохождение счетных40импульсов на вход счетчика. В,такомсостоянии счетчик находится до тогомомента времени, пока один из двухдругих счетчиков не встанет в такоеже состояние, после чего все трисчетчика обнуляются и начинаетсясинхронная работа. Появление неисправности в любом из счетчиков ненарушает работоспособности устройства,50Мажоритарные блоки 1 - 3 с помощью принадлежащих им регистровобеспечивают следующие режимы работы резервированного устройства с пе/,рестраиваемой структурой:55возбуждены первые выходы дешифраторов 10 - 12:У 1=-Х 1, У 2=Х 2, УЗ=ХЗвозбуждены вторые выходы: У 1=Х 1;У 2=Х 1, УЗ=Х 1; 6возбуждены третьи выходы: У 1=Х 1, У 2=Х 2 хХЗ, УЗ=Х 2 хХЗ;возбуждены четвертые выходы: У 1=Х 2, У 2=Х 2, УЗ=Х 2;возбуждены пятые выходы: У 1=Х 1 хХ 2, У 2=Х 1 хХ 2,УЗ=ХЗвозбуждены шестые выходы: У 1 Х 1 хХ 2 Х 1 хХЗ Х 2 хХЗ, У 2=Х 1 хХ 2 Х 1 хХЗ Х 2 хХЗ, УЗ=Х 1 хХ 2 Х 1 хХЗ Х 2 хХЗ;возбуждены седьмые выходы: У 1= =Х 1 хХЗ, У 2=Х 2, УЗ=Х 1 хХЗ;возбуждены восьмые выходы: У 1=ХЗ, У 2=ХЗ, УЗ=Х, где Х 1, Х 2, ХЗ - выходные сигналы резервируемых вычислительных блоков 1 - 6; У 1, У 2, УЗ - выходные сигналы мажоритарных блоков 1- 3Любая из приведенных выше конфигураций мажоритарных блоков устанавливается управляющими командами, выдаваемыми резервируемыми вычислительными блоками в регистры реконфигурации.1вые программы как синхронно, так инесинхронно. в зависимости от требуемого режима работы,Использование предлагаемого устройства в трехканальных системах обработки информации обеспечивает посравнению с известными повышение надежности системы с сохранением возможности осуществления режимов повышенной производительности (,два канала 0решают одну задачу, а третий независимую от них другую или три каналарешают отдельные независимые задачи ), при этом одна возможная неисправность приводит к появлению неисправности только в одном канале,остальные два канала работоспособности не теряют.Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечивается автономный :2 орежим работы несинхронных резервируемых блоков, реконфигурация устройства производится резервируемымивычислительными блоками с использованием сигналов формирователей 25меток без привлечения неканальныхустройств.Формула изобретения30Резервированное устройство с перестраиваемой структурой, содержащее три мажоритарных блока, три резервируемых блока и первый дешифратор, входы которого соединены с выходом первого регистра, а первый, втооой.третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы соединены соответственно с первым, вторым, ,третьим, пятым, шестым, седьмым, девятым, десятым и одиннадцатым входами первого мажоритарного блока, выход первого резервируемого блока соединен с четвертым входом первого десятым входом второго, восьмым входом третьего мажоритарных блоков, ,выход второго резервируемого блока , соединен с восьмым входом первого четвертым входом второго, десятым . входом третьего мажоритарных блоков,выход третьего резервируемого блокасоединен с десятым входом первого,восьмым входом второго, четвертымвходом третьего мажоритарных блоков,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности и обеспечения автономности функционированияустройства, в него введены три формирователя синхронных меток, дварегистра и второй и третий дешифратЬры, входы которых соединены свыходами соответствующих вторых регистров, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой ивосьмой выходы второго дешифраторасоединены .соответственно с первым,одиннадцатым, шестым, вторым, девятым,седьмым, третьим и пятым входамивторого мажоритарного блока, первыйвторой, третий, четвертый, пятый,шестой, седьмой и восьмой выходытретьего дешифратора соединены соответственно с первым, пятым, девятым,одиннадцатым, вторым, седьмым,шестым и третьим входами третьегомажоритарного блока, входы первогои вторых регистров соединены с выходамисоответствующих резервируемых блоков,вход первого резервируемого блокасоединен с выходом первого и первымивыходами второго и третьего формирователей синхронных меток, вход второго резервируемого блока соединенс выходом второго и вторыми входамипервого и третьего формирователейсинхронных меток, вход третьего резервируемого блока соединен с выходом третьего, первым входом первого и вторым входом второго формирователей синхронных меток,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Байцер Б. Архитектура вычис-,,лительных комплексов. М., "Мир",Т,2, 1974, с.390, рис, 12.2. Авторское свидетельство .СССРИ 413485 кл. С Об Е 11/00, 1971.3, Авторское свидетельство СССРй 595887 ф кл. Н 05 К 10/00, 1971.Огаре ее ме тираж 843 Подписное ственного комитета СССР изобретений и открытийГосудар по делам , Москва 113у щв т етш ш иееееещ ФФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4