Устройство для функционального контроля дублированных вычислительных машин

(56) Авторское свидетельство СССРВ 283688, кл, С 06 Р 11/16, 1968.Авторское свидетельство СССРВ 1134943, кл, С 06 Р 11/16, 1984(54) УСТРОЙСТВКОНТРОЛЯ ДУБЛИРНЫХ МАЧИН(57) Изобретенлительной технпользована дляных ЭВМ и вычиимеющих внещни е относится к вычиске и может быть исконтроля дублированлительных систем, не средств синхрониэаетения - повьппение онтроля устройства, ми устройства являют в 1,-1,Я и 2.2-2.Ю ции. Цель изо достоверности Новыми элемен ся Нрегист ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГООВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ,16 мультиплексоры, четвертый элементИЛИ 25, одновибратор 26, Сущность Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля работы вычисли. тельных машин, не имеющих внешнихсредств синхронизации и встроенныхсредств контроля,Целью изобретения является повышение достоверности контроля устройства. ОНа Фиг, 1 приведена Функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 и 3 - временные диаграммыего работы.Устройство (Фиг, 1) содержит первую 1,1-1,И и вторую 2,1-2,Б группырегистров, регистр 3 выхода, первый4, второй 5 и третий 6 счетчики,первый 7 и второй 8 триггеры пуска,.первый 9 и второй 1 О триггеры управления, первый 11, второй 12 и третий13 генераторы тактовых импульсов,схему 14 сравнения, первый 15 и второй 16 мультиплексоры, первый 17,второй 18 и третий 19 блоки элементов И, первый 20 и второй 21 элемен ты И, первый 22, второй 23, третий24 и четвертый 25 элементы ИЛИ, одновибратор 26, Кроме того, устройство содержит первый и второй входы27 и 28 устройства, вход 29 сбросаустройства, информационный выход 30и выход 31 отказа устройства, выходы32 и 33 переполнения счетчиков 4 и 5соответственно, 351Назначение элементов.Первая 1.1-1.Б и вторая 2.1-2.Бгруппы регистров представляют собойбуферную память и предназначены для 40записи, хранения и выдачи информации,поступающей соответственно от первойи второй вычислительных машин,изобретения состоит в приведении1 асинхронных информационных последовательностей с временем рассинхронизации более одного такта к квази- синхронным последовательностям на ос - нове буферизации выдаваемого на выход кода до момента положительной обработки следующего кода. З,ил. Запись информации, поступающей на Э-входы регистров первой 1.1-1,Н (второй 2.1-2,И) группы, осуществляется по заднему фронту импульса синхронизации, поступающего с выхода генератора 11 тактовых импульсов (генератора 12) на их С-входы,Регистр 3 выхода предназначен длязаписи, хранения и выдачи выходнойинформации, Запись информации (кода),поступившего на Р-вход регистра 3,осуществляется по заднему Фронту положительногоимпульса (переднемуфронту отрицательного импульса),сформированного одновибратором 26,Счетчики 4 и 5 предназначены дляуправления мультиплексорами 15 и 16соответственно, Состояние счетчиков4 и 5 увеличивается на единицу позаднему фронту импульсов, поступивших на их счетный вход с выходов элементов И 20 и 21 соответственноПрипревышении числа импульсов, поступивших на счетный вход счетчиков 4 или5, заранее заданного числа на выходе32 или 33 счетчиков 4 или 5, будетсформирован единичный сигнал переполнения.Счетчик 6 служит для контроля текущей рассинхронизации между первойи второй вычислительной машинами,Состояние счетчика увеличивается наединицу по заднему фронту импульса,поступившего на его счетный вход свыхода генератора 13 тактовых импульсов, При превьшении состояниясчетчика заранее заданного на выходе счетчика будет сформирован единичный сигнал переполнения, Обнуляется счетчик нулевым сигналом, поступающим на его К-вход, 1476472Первый 7 и второй 8 триггеры пуска служат для управления соответственно первым 11 и вторым 12 генераторами тактовых импульсов, Триггеры 7 и 8 переходят в единичное состояние по единичным сигналам, поступивших на их входы установки в единицу.Первый триггер 9 управления слу О жит для управления поступлением импульсов на счетные входы счетчиков 5 и 4 через элементы И 20 и 21 соответственно. В единичное состояние триггер 9 переходит по нулевому сиг налу, поступившему на его единичный вход с выхода одновибратора 26,Второй триггер 10 управления служит для управления поступлением инФормации с входов 27 й 28 устройства 20 и выдачей информации на выход устройства. В единичное состояние триггер 10 переключается единичным импульсом, поступившим на его единичный вход с выхода элемента ИЛИ 24, 25 45 Первый 11 и второй 12 генераторы тактовых импульсов предназначены для синхронизации работы устройства, Генераторы 11 и 12 формируют на своих выходах последовательность тактовых импульсов только при наличии единичного сигнала на их входах,Третий генератор 13 тактовых импульсов служит для Формирования импульсов дискретизации. Формирование35 импульсов на его выходе происходит только при наличии нулевого сигналана его входе.Схема 14 сравнения предназначена 40 для сравнения кодов, поступающих с выходов мультиплексоров 15 и 16. При совпадении кодов, поступающих на входы схемы 14 сравнения, на ее выходе формируется единичный сигнал, а при несовпадении - нулевой, Мультиплексоры 15 и 16 служат для коммутации .кодов, поступающих на их информационные входы соответственно с выходов регистров 1.1-1.И и 2,1-2.И. Управление мультиплексорами 15 и 16 осуществляется поступающими на их управляющие входы кодами с выходов соответственно счетчиков 4 и 5, При нулевых управляющих кодах на выходах55 мультиплексоров 15 и 16 присутствуют нулевые коды.Блоки элементов И 17 и 18 предназначены для управления информацией,. поступаюшей соответственно на входы27 и 28 устройства. Информация черезблоки элементов И 17 и 18 будет проходить только тогда, когда второйтриггер 1 О управления будет находиться в нулевом состоянии,Блок элементов И 9 предназначендля управления выдачей информации навыход 30 устройства, Через блок элементов И 19 информация проходиттолько при нулевом состоянии второго триггера 0 управления.Элементы И 20 и 21 предназначеныдля управления соответственно счетчиками 4 и 5, Тактовые импульсы, поступающие на первые входы элементовИ 20 и 21 с вьходов соответственногенераторов 11 и 12, пройдут на счетные входы соответственно счетчиков4 и 5 только при нулевом состояниипервого триггера 9 управления,Элементы ИЛИ 22 и 23 предназначеныдля управления соответственно первым7 и вторым 8 триггерами пуска, Припоявлении хотя бы одного единичногосигнала в коде, поступающем на входыэлементов ИЛИ 22 и 23, на их выходах появится единичный. сигнал, который включит триггеры 7 и 8 соответственно,Элемент ИЛИ 24 служит для формирования обобщенного сигнала отказа,который появится при переполнениихотя бы одного из счетчиков 4, 5или 6.Элемент ИЛИ 25 предназначен дляформирования сигнала управления длягенератора 13 тактовых импульсов, Пока первый триггер 9 управления находится в единичном состоянии, на выходе элемента ИЛИ 25 будет присутствовать единичный сигнал, следовательно генератор 13 не будет генерировать. При переключении триггера 9управления в нулевое состояние навход генератора 13 через элементИЛИ 25 будет поступать сигнал с выхода схемы 14 сравнения и при нулевомзначении этого сигнала генератор 13будет формировать на своем выходепоследовательность тактовьх импульсов, т,е, тогда коды, поступающиена выходы схемы 4 сравнения, неравны,Одновибратор 26 формирует нулевойимпульс по переднем фронту, поступающего на его вход еди.ичнс го импульсаа, 1476472Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии все элементы памяти устройства за исключением второго триггера 10, управления обнулены (цепи установки исходного состояния на схеме условно не показаны). Нулевой сигнал с нулевого выхода триггера 10 закрывает блоки элементов И 17 и 18, а единичный .сигнал с его единичного выхода закрывает блок элементов И 19 и поступает на выход 30 отказа устройства, Единичный сигнал с нулевого выхода первого триггера 9 управления поступает через элемент ИЛИ 25 на вход генератора 13 тактовых импульсов и они не генерируют. Работа устройства начинается с поступлением на вход 29 устройства единичного импульса, который обнуляет триггер 10 управления, Нулевой сигнал с единичного триггера 10 откроет блок элементов И 19, а единичный сигнал с его нулевого выхода откроет блоки элементов И 17 и 18.При поступлении на вход 27 устройства первого ненулевого кода (фиг, 2), на выходе элемента ИЛИ 22 сформируется единичный сигнал, который включит триггер 7 пуска, генератор 11 сформирует на своем выходе первый тактовый импульс, По заднему фронту этого импульса код, поступающий на вход 27 устройства, запишется в регистр 1.1, а счетчик 4 увеличит свое состояние на единицу, Мультиплексор 16 в соответствии с кодом, поступающим на его управляющий вход с выхода счетчика 4, пропустит на свой выход код, хранящийся в регистре 1,1, т,е, первый код, поступивший на вход 27 устройства,По заднему фронту второго импульса, сформированного генератором 11 в регистр 1,1 запишется второй код, поступивший на вход устройства, а первый код, хранимый до этого момента в регистре 1,1, перепишется в регистр 1.2, Таким образом, наряду с записью в первый регистр группы очередного кода происходит сдвиг вправо на один регистр информации (кодов), хранимой в регистрах группы. Так же по заднему фронту второго импульса, сформированного генератором 11, счетчик 4 увеличит свое состояние еще на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 единицу, те. изменится управляющий код и в соответствии с ним мульти-. плексор 15 пропустит на свой выход код, хранящийся в регистре 12, первый код, поступивший на вход 27 устройства. Следовательно, независимо от числа кодов, поступающих на вход устройства 27, на выходе мультиплексора 15 будет присутствовать первый из поступивших кодов, При формировании генератором 11 следующего импульса работа устройства повторится.При поступлении на вход 28 первого ненулевого кода устройство будет работать так же как и при поступлении ненулевого кода на вход 27 устройства, Элемент ИЛИ 23 сформирует на своем выходе единичный сигнал, триггер 8 пуска перейдет в единичное состояние, генератор 12 начнет формировать на своем выходе тактовые импульсы, По первому импульсу, сформированному генератором 12, первый код, поступивший на вход 28 устройства, будет записан в регистр 2,1 и пройдет на выход мультиплексора 16, управляемого состоянием счетчика 5, которое по этому импульсу увеличится на единицу. Следовательно, на входы схемы 14 сравнения с выходов мультиплексоров 15 и 16 будут поступать первые коды информационных последовательностей, поступающих соответственно на входы 27 и 28 устройства, При равенстве этих кодов схема 14 сравнения сформирует на своем выходе единичный сигнал, по переднему фронту которого одновибратор 26 сформирует нулевой импульс, По переднему фронту этого импульса, (что равносильно заднему фронту единичного импульса) счетчик 6 подтвердит свое нулевое состояние, триггер 9 управления перейдет в единичное состояние и нулевым сигналом на своем нулевом выходе закроет элементы И 20 и 21, а первый код (прошедший проверку сравнением) с выхода мультиплексора 16 запишется в регистр 3 выхода и через открытый блок элементов И 19 поступит на выход 30 устройства. Так как элементы И 20 и 21 закрыты, то по задним фронтам очередных импульсов, сформированных генераторами 11 и 12, состояние счетчиков 4 и 5 не изменится, а очеред 147647220 30 ные коды, поступающие на входы 27 и28 устройства, запишутся соответственно в регистры 1,1 и 2.1 с одновре.менным сдвигом кодов, хранящихся нпервой группе регистров (1,1-1.Н) ино второй (2,1-2,Н) вправо на одинрегистр, Следовательно, на выходахмультиплексоров 15 и 16 появятся вторые коды, поступающие соответственно 10на входы 27 и 28 устройства информационных последовательностей, с временем задержки Гь, равному неполномутакту рассинхронизации между информационными последовательностями, поступающими на входы 27 и 28 устройства, При равенстве вторых кодов,поступающих на входы схемы 14 сравнения на ее выходе с перерывом, равным сь, снова появится единичныйсигнал (фиг, 2) и по его переднемуфронту однонибратор 26 сформируетнулевой импульс, По переднему фронтунулевого импульса, сформированногоодновибратором 26, второй код с ныхода мультиплексора 16 запишется н регистр 3 и через блок элементов И 19поступит на выход 30 устройства, Таким образом, устройство может сравнивать между собой информационныепоследовательности, рассинхрониза-,пуля которых превышает один и болеетактов.Решение о неправильном функционировании контролируемых вычислительных машин, выходная информациякоторых поступает на входы 27 и 28устройства, принимается если рассинхронизация между ними превышает максимальную заранее заданную и равную 40Я тактам (максимальная возможнаярассинхронизация определяется количеством регистров н группах Н). Вэтом случае состояние счетчика 4(или счетчика 5 В зависимости От то 45го на какой из входов 27 и 28 информация поступает с опережением)увеличивается до предельно заданногозначения И и на его выходе 32 (33)появится единичный сигнал переполнения, который, пройдя через элементИЛИ 24, включит триггер 10 управления, Единичный сигнал с его единичного выхода поступит на выход 31 отказа, прекратит выдачу информациина выход 30 устройства, .закрыв блокэлементов И 19, а нулевой сигнал сего нулевого выхода закроет блокиэлементов И 17 и 18,Лругой случлй, когда принимлетсярещение об ртклче, заключается нтом, что при правильном функционировании устройстнл некоторое время(на выход 30 уже поступают проверенные коды) рассинхронизапия между информационными последовательностямиполучает приращение Готрицлтельноеили положительное). Б этом случаеможет произойти или двойная записьодного и того же кода с входа устройства (Ьиг. За) или же потеря куда(фиг, Зб), Причем нестабильность рассинхронизации определяется нестабильностью времени такта информационныхпоследовательностей, поступающих навходы устройства,те, нестабильностью рабочего такта контролируемыхвычислительных машин,В этом случае после совпаденияпервых кодов (первый единичный сигнална выходе схемы 14 сраннения) триггер 9 управления переключится н единичное состояние и на его нулевомвыходе.,пропадает единичный сигнал,блокирующий работу генератора 13,поэтому при пропадении единичногосигнала на выходе схемы 14 сравнения(фиг, 2) генератор 13 будет генерировать последовательность импульсовдискретизации и счетчик 6 будет отсчитывать время задержки йь, Есливремя задержки э превысит время одного такта, то на выходе счетчика 6появится единичный сигнал переполнения, который пройдя через элементИЛИ 24 включит триггер 10 управления,Следовательно, сформируется сигналотказа на выходе 31 устройства иблоки элементов И 17-19 закроются.При нормальной работеменьше времени такта) очередной единичный сигнал равенства кодов на выходе схемы14 сравнения поступит на вход. одновибратора 26 и через элемент ИЛИ 25на вход генератора 13, Генератор 13перестанет формировать импульсы дискретизации на своем выходе, а одновибратор 26 сформирует нулевой импульс, который поступит на К-входсчетчика 6 и обнулит его, Палее циклработы устройства повторится.формула изобретения Устройство для Функционального контроля дублированных вычислительных машин, содержащее днл регистра, первый счетчик, первый триггер управле 1476472ния, первый генератор тактовых импульсов, схему сравнения, первый,второй и третий блоки элементов И,первый и второй элементы И, первый,второй и третий элементы ИЛИ, . причемвыходы первого и второго блоков элементов И соединены с информационнымивходами первых регистров .соответственно первой и второй групп, инверс Оный выход первого триггера управления и выход первого генератора тактовых импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выход третьего блока элементовИ является информационным выходомустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения достоверности контроля устройства, в неговведены регистр выхода, второй итретий счетчики, первый и второйтриггеры пуска, второй триггер управления, второй и третий генераторытактовых импульсов, первый и второймультиплексоры, четвертый элементИЛИ, одновибратор, две группы из(М) регистров, (где И - максимальное количество тактов рассинхронизации между контролируемыми ЗВМ), причем первый и второй информационныевходы устройства соединены с первымивходами соответственно первого ивторого блоков элементов И, выходыкоторых соединены с соответствующимивходами, первого и второго элементовИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены с единичными входами соответственно первого и второго триггеров пуска, прямые выходыкоторых соединены с входами запускасоответственно первого и второгогенераторов тактовых импульсов, выходпервого генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами регистров первой группы, выходвторого генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И и с тактовыми входамирегистров второй группы, выход второго элемента И соединен со счетнымвходом второго счетчика, информациоиный выход 1-го регистра первойгруппы (где 1, 1 до (Мсоединенс 1-м информационным входом первого мультиплексора и информационным входом (1+1)-го регистра первой группы,информационный выход Е-го регистравторой группы соединен с Е-м информационным входом второго мультиплексора и с информационным входом5+1)-го регистра второй группы, информационные выходы И-х регистровпервой и второй групп соединены сМ-м информационным входом соответственно первого и второго мультиплексоров, выход второго мультиплексорасоединен с первым входом схемы сравнения и информационным входом регистра выхода, информационные выходы первого и второго счетчиков соединенысоответственно с управляющими входами первого и второго мультиплексоров,выходы переполнения первого и второго счетчиков соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом второготриггера управления, информационныйвыход первого мультиплексора соединен с вторым входом схемы сравнения,выход которой соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и черезодновибратор - с единичным входомпервого триггера управления, с тактовым входом регистра выхода и с нулевым входом третьего счетчика, инверсный выход первого триггера управления соединен с вторым входом четвертого элемента.ИЛИ, выход которого соединен с инверсным входом запуска третьего генератора тактовыхимпульсов, выход которого соединенсо счетным входом третьего счетчика,выход переполнения которого соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, вход пуска устройства соединен с нулевым входом второго триггера управления, инверсный выход которого соединен с вторыми входамипервого и второго блоков элементовИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с единичным входом второготриггера управления, прямой выход которого соединен с инверсным входомтретьего блока элементов И и является выходом неисправности устройства,информационный выход регистра выхода соединен с вторым входом третьего блока элементов И,77 гг)1 РС+ Середа Корректор Г 1. Г 1 аксимиши едак Тираж 6 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 ЗаказВНИИПИ аг,5 Составитель Сигало Техред Г 1.Дидык ственного комитета по изобрет 113035, Ыосква, Ж, Раущс Подписноеиями открытиям при ГКНТ СССя наб д. 4/5