Устройство для управления режимом обмена мажоритарно резервированной системы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 643 1) С 06 Г 11 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о т с ц рои лож бло сое Р 14И.Якушев.8)свидетельство ССГ 11/18, 1978 да мы О ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯОРИТАРНО-РЕЗЕРВИГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТРЕЖИМОМ ОБМЕНА МАЖ ННОЙ СИСТЕМЫ по авт. св. 9744578, л и ч а ю щ е е с я тем, что, лью повышения надежности уст" тва путем контроля на наличие ых сигналов "1", оно содержитпрерывания, входы которого динены с соответствующими выхои группы счетчиков сбоев и схесравнения, а выходы - с соответующими входами группы, счетчиков ев и резервируемых блоков.Изобретение относится к областивычислительной техники и может бытьприменено для контроля работоспобности мажоритарно-резервированньксистем, а также для управлениярежимом обмена между отдельнымиканалами блоками) резервированныхсистем.По основному авт.св. У 744578известно устройство для управлениярежимом обмена мажоритарно-резервированной системы, содержащее вкаждом канале управляемый мажоритарный блок, соединенный с управляемыми мажоритарными блоками других каналов, группу счетчиков сбоев, запоминающий элемент и схему сравнения,входы которой соединены с управляемым мажоритарным блоком, с вькодомуправляемого мажоритарного блокаи с первыми выходами группы счетчиков сбоев, вторые вькоды которыхчерез запоминающий элемент соединены соответственно с входами управляемого мажоритарного блока, выходы схемы сравнения подключены соответственно к входам группы счетчиков сбоев Г 1.Недостаток устройства заключается в том, что оно не осуществляетпроверки на наличие ложных "1" навыходах одного.или двух каналов - мажоритарно резервированной системы,вследствие этого при наличии ложной "1" на выходе одного из каналовдва других канала квалифицируютсяим как неисправные и исключаетсяобмен с ними информацией, При наличии ложной "1" на вькодах двух любыхканалов третий канал рассматривается как неисправный, исключается сням обмен и на выход мажоритарнорезервированной системы проходятложные "1".Цель изобретения - повышение надежности мажоритарно-резервированнойсистемы.Поставленная цель достигается, тем, что в устройство для управления режимом обмена мажоритарно- резервированной системы введен блок прерывания, входы которого соединены ссоответствующими вькодами группысчетчиков сбоев и схемы сравнения,а выходы - с соответствующими входами группы счетчиков сбоев и резервируемых блоков.На фиг, 1 представлена блок-схемамажоритарно-резервированной системы,1 086432 2на фиг, 2 - схема устройства для управления режимом обмена мажоритарнорезервированной системы,Мажоритарно-резервированная сис 5 тема (фиг. 1) содержит арифметические блоки 1, 2 и 3, управляемыймажоритарный блок 4, блок 5 управления режимом обмена и блок 6 мажоритарных связей, построенный на уп 10 равляемых мажоритарньк блоках 4.Каждый из арифметических блоков 1,2 и 3 содержит сумматор 7, блок 8местного, управления, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 1215 регистры, шины 13 занесения первогочисла в первый 9 и третий 11 регистры, шины 14 занесения второго числаво второй 10 и четвертый 12 регистры, шину 15 сигнала "Начало опера 20 ции", шину 16 сигнала "Конец операции", шины 17 выходов блока 5управления режимом обмена, шины 18и 19 выходов соответственно .первого 9 и второго 10 регистров, ши 25 ны 20 результата операции, выполненной блоками 1, 2 и 3, шины 21 сигналов с блока 8 местного управленияна блок 5 управления режимом обмена об окончании очередного тактаЗ 0 проверки, шины 22 и 23 сигналов прерывания с блока 5 управления режимом обмена на блоки 8 местного управления блоков 1, 2 и 3, шины 24,25 и 26 результата суммированиясумматоров 7 соответственно блоков 1, 2 и 3.Устройство для управления режимом обмена мажоритарно-резервированной системы (фиг. 2) содержит40 управляемый мажоритарный блок 4и блок 5 управления режимом обмена.Управляемый мажоритарный блок 4 выполнен на элементах И 27-30, НЕ 31и ИЛИ 32. Блок 5 управления режимом45 обмена включает запоминающий элемент 33, блок 34 прерывания, группусчетчиков 35 сбоев и схему 36 сравнения, Блок 34 прерывания содержит элемент ИЛИ 37, счетчик 38 тактов проверки, элемент И 39 и дешифратор 40.Группа счетчиков 35 сбоев включаетсчетчики 41-4 1, а схема 36 сравнения построейа на элементе ИЛИ 42 иэлементах 43-43 запрета. Дешифра 55 тор 40 имеет вькоды 44-48.Устройство работает следуюшимобразом.Сигнал "Начало операции", поступающий одновременно на шину 15 бло3ков 1, 2 и 3, запускает блоки 8 мес ного управпения на выполнение операции. Сигналы с блоков 8 местного управления проходят на первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12 регистры, сумматор 7 и устанавливают их в исходное состояние. Далее блок 8 местного управления формирует сигналы, по которым заносятся посгупающие соответственно по шинам 13 и 14 коды первого и второго чисел в первый 9 и третий 11, второй 10 и четвертый 12 регистры. Далее по сигналам с блока 8 местного управления первое число с выхода 18 первого 9 регистра, а второе число с выхода 19 второго 10 регистра последовательно поступают на сумматоры 7. С выходов 24, 25 и 26 блоков 1, 2 и 3 результат суммирования поступает по шинам 24, 25 и 26 обмена на блок 5 управления режимом обмена и управляемый мажоритарный блок 4.При наличии на шинах 24, 25 и 26 кодовых сигналов "0", а также в мо" мент паузы между кодовыми сигналами элементы 43-431 .запрета схемы 36 сравнения на выходе сигналов не вырабатывают. Счетчики 4 1 -41 сбоев1находятся в таком состоянии, что с их левых выходов сигналы на запрещающие входы элементов 43-43 запрета не поступают; С правых выходов счетчиков 41 -41 сбоев на1запоминающий элемент 33 (например, многоустойчивый триггер) поступают сигналы, которые удерживают его в . сосФоянии, обеспечивающем обмен всех трех блоков 1, 2 и 3. При этом сигналы обмена проходят через элементы И 27, 29 и 30 управляемого мажоритарного блока 4. При наличии на шинах 24, 25 и 26 кодовых сигналов "1" устройство работает аналогично. В этом случае на разрешающие входы элементов 43- 43 запрета поступает сигнал с выхода элемента ИЛИ 42, а на запрещающие входы - сигналы, поступающие по шинам 24, 25 и 26, а также .с выхода управляемого мажоритарного ,блока 4. На выходах элементов 431- 43 сигналы отсутствуют,В таблице представлены сочетанияобнаруживаемых отказов в режиме обмена всех блоков 1, 2 и 3 (ситуации 1-6) и в режиме обмена двух бло 1086432 4т- ков, например блоков 2 и 3 (ситуации 7-9). Для каждой ситуации,в1-й строке таблицы указаны сигналына выходах 24, 25 и 26 в рабочемрежиме, а во 2-й и 3-й или тольково 2-й - сигналы соответственно в1-м и 2-м или только в 1-м тактахпроверки.Если на, выходе 24 блока 1 (ситуа. 1 р ции 1) кодовый сигнал 0, а навыходах 25 и 26 других - "1", тосигнал с элемента ИЛИ 42 поступаетна разрешающий вход элемента 43запрета и вызывает срабатывание пос 15 леднего. В счетчике 41 фиксируется первый сбой. С целью проверкиистинности кодовых сигналов на выходах 24, 25 и 26 сигнал с элемента 431 запрета поступает,крометого,на элемент ИЛИ 37 блока 34 прерывания. С выхода последнего сигналпоступает на вход счетчика 38 тактов проверки и первый вход элемента И 39, на второй вход которого по- .25 дается низкий уровень с выхода 23счетчика 38 тактов проверки,.Сигналчерез элемент И 39 не проходит. Счетчик 38 тактов проверки переводитсяв такое состояние, что на его выходе 23 появляется высокий уровень,а на выходе 22 остается низкий, т.е,счетчик 39 тактов проверки переведен из состояния "00" в состояниеф 0135Уровни с выходов 23 и 22 блока 5управления режимом обмена поступают на блоки 8 местного управления.Работа каждого из блоков 8 местогоуправления организована таким об разом, что перед очередным тактомсуммирования анализируются сигналына шинах 23 и 22 блока 5 управления, режимом обмена В ситуации 1 указанные сигналы соответствуют комбинации "011 - первому такту проверки.работоспособности блоков 1, 2 и 3.В результате анализа блок 8 местного управления прекращает дальней"шее суммирование (устанавливая,например, для этого счетчик тактов 50суммирования блоков 8 (не показан), в состояние, соответствующее конечному числу тактов суммирования) иорганизует режим проверки. Для этогосигналами с блока 8 в первый 9 ре 55 гистр заносится код числа 10101001,во второй 10 регистр -1010110,,и далее осуществляется последовательное поразрядное суммирование. На86432 5 10 15 20 25 30 3 40 45 50 с 5 3 10 выходах 24, 25 и 26 должны быть в каждом такте суммирования "0". Если .в предыдущем рабочем такте (вызвавшем переход в режим проверки) на выходах 25 и 26 были истинные "1", а на выходе 24 блока 1 - ложный "0", то на выходе элементов 43 -43 зап 1 ф рета сигналов в первом такте проверки (и тактов суммирования) не будет, и в счетчике 4 1 остается зафикси 1рованный сбой блока 1, Через п тактовсуммирования блок 8 местного управления с учетом состояния "01" выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом не вырабатывает сигнал "Конец операции" ка выходе 16, а вырабатывает сигнал на выходе 21, поступающий на блок 5 управления режимом и устанавливающий счетчик 38 тактов проверки в состояние "10". По сигналам этой комбинации блок 8 местного управления организует второй такт проверки, В гервый 9 регистр заносится код числа 1010101, а во второй 10 регистр - 0101010, и далее осуществляется последовательное поразрядное суммирование. На входах 24, 25 и 26 должны быть в кажгэм такте суммирования "1".При появлении во втором такте проверки (и тактов суммирования) кодовых сигналов "1" на выходе элемента 43 запрета сигнал не выраба 1тывается. По окончании п тактов суммирования во втором такте проверки также на выходе 16 не вырабатывается сигнал "Конец операции", а на выходе 21 вырабатывается сигнал, который поступает на блок 5 управления режимом и устанавливает счетчик 38 тактов проверки в состояние "00". Сигнал с выхода 49 счетчика 38 поступает на счетчик 41 сбоев и устанавливает его в исходное состояние, Один сбой считается случайным.Блок 8 местного управления с учетом анализа состоянии выходов 23 и 22. блока 5 управления режимом обмена организует дальнейшую работу- суммирование поступивших ранее чисел. Для этого по сигналам с блока 8местного управления первое число изтретьего 11 регистра заносится впервый 9 регистр, а второе числоиз четвертого 12 - во второй 10регистр, и далее осуществляется суммирование чисел . По окончаниии тактов и при наличии комбинации"00" с блока 5 управления режимомобмена блок 8 местного управлениявырабатывает на выходе 16 сигнал"Конец операции". Результат операции фиксируется во втором 10 регистре и далее выдается через блок 6мажоритарных связей. Если же во втором такте проверкисигнал на выходе 24 блока 1 сноваотсутствует (ситуация 2) в любомтакте суммирования, то элемент 43запрета вырабатывает сигнал, и всчетчике 4 1 фиксируется второйсбой. На левом выходе последнегопоявляется сигнал, который подаетсяна запрещающий вход элемента 43 эапрета, запрещая его срабатываниепри поступлении последующих сигналов с элемента ИЛИ 42. На правомвыходе счетчика 41 сигнал отсутст 1вует, Состояние запоминающего элемента 33 изменяется таким образом,что запрещается обмен неработоспобного блока 1 с исправными блоками 2 и 3, т.е. запрещается прохождение сигналов обмена через элементы И 29 и 30 управляемого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарныхсвязей (последний управляется такжезапоминающим элементом 33, цепи управления не показаны) .,Сигнал с выхода элемента 43 зап 1 рета поступаеткроме тогочерез элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов проверки, переводя его из состояния "10" (второй такт проверки) в состоянйе "00", и на первый вход элемента И 39, который закрыт по второму входу низким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение второго такта проверки (например, изменением состояния счетчика тактов суммирования до конечного значения), Блок 8 вырабатывает сигналы, по которым первое число заносится из третьего 11 в первый 9 регистры, второе число иэ четвертого 12 во вто рой 10 регистр, и далее осуществляется выполнение операции. По окончании и тактов суммирования и при наличии кодовой комбинации "00" с блока 5 управления режимом обме" на блок 8 местного управления вырабатывает сигнал "Конец операции" на выходе 16. Результат операции находится во втором 10 регистре и далее выдается через блок 6 мажоритарных связей, управляемый сигналами с шин 17 блока 5.4Предположим, что на выходах 25 и 26 блоков 2 и, 3 ложные "1", а нЬ выходе 24 6 лока 1 - истинный "0" (ситуация 3). Если в первом такте проверки снова на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 будут ложные "1" на любом из и тактов суммирования, то эле мент 43 запрета вырабатывает сигнал В счетчйке 41 фиксируется второй сбой (ложные сбои блока 1), на его правом выходе сигнал отсутствует, и с группы счетчиков 35 сбоев на дешифратор 40 схемы 34 прерывания подаются сигналы, соответствующие комбинации "0110". С элемента 43 запрета сигнал проходит через элемен ты ИЛИ 37 и И 39 (состояние счетчика 38 тактов проверки "01" - первый такт проверки, на выходе 23 высокий уровень, открывающий И 39 по второму входу) также на дешифратор 40 блока 34 прерывания. На выходе 48 дешифратора 40 появляется сигнал, который устанавливает счетчики 411 и 41 в иеходное состояние, а сйгналы с выходов 45 и 46 переводят счетчики 41, и 412 и запоминающий элемент 33 в состояние, обеспечивающее запрет режима обмена исправного блока 1 с неисправными блоками 2 и 3, т.е. прохождение сигналов обмена через элементы И 27, 29, 30. Сигнал исправного блока 1 проходит через элемент И 28 управляемого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных связей. Счетчик 38 тактов проверки сигналом с элемента 43 запрета через ИЛИ 37 переводится.из состояниг "01" в состояние "00". Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом поступают на блок 8 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение первого и второго тактовпроверки. Блок 8 вырабатывает управляющие сигналы, по котбрым первое число заносится из третьего 11регистра в первый 9, второе числоиз четвертого 12 - во второй 10регистр, и далее осуществляетсясуммирование, По окончании и тактови при наличии кодовой комбинации"00" с блока 5 управления режимомобмена блок 16 местного управления 1 О на выходе 20 вырабатывает сигнал"Конец операции", Результат операции фиксируется во втором 10 регистре.15 Предположим, .что на выходе 24блока 1 кодовый сигнал "1", а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - "0".Сигнал с элемента ИЛИ .42 поступаетна разрешающие входы элементов 432 20 и 433 запрета и последние срабатывают, фиксируя в счетчиках 412 и41 Э первый сбой блоков 2 и 3. Далееосуществляется проверка истинностикодовых сигналов на выходах 24, 25 25 и 26, Сигнал со схемы 36 сравнениязапускает блок 34 прерывания; который переводит блоки 1, 2 и 3 в режимпроверки. ют на блок 8 местного управления,Пусть на выходе 24 блока 1 истинная "1", а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - ложные "0" (ситуация 4).При появлении в первом такте проверки (и тактов суммирования) на выходах 24, 25 и 26 всех трех блоковкодовых сигналов "0" состояние элементов устройства не меняется. Блок 8местного управления с учетом состояния "01" выходов 23 и 22 блока 5 уп равления Режимом не вырабатываетна выходе 16 сигнал "Конец операции",а вырабатывает на выходе 21 сигнал,который. устанавливает счетчик 38тактов проверки в состояние "10",Блок 8 местного управления ранеерассмотренным образом организуетвторой такт проверки. Если во втором такте проверки на выходах 24,25 и 26 всех блоков 1, 2 и 3 "1", 50то сигналом с выхода 21 блока 8местного управления счетчик 38 тактов проверки устанавливается в состояние "00". Сигналом с его выхода 49 счетчики 41 и 41 устанавливаются в исходное состояние (одинЭ 55 сбои считается случайньм) . Нулевыеуровни с выходов 23 и 22 блока 5управления режимом обмена поступа9 . 108анализируются, и блоки 1, 2 и 3 переводятся в рабочий режим, осуществляя выполнение операции.Если же во втором такте проверкина выходах 25 и 26 блоков 2 и 3снова будут кодовые сигналы "О"(ситуация 5) на любом из тактовсуммирования, то в счетчиках 41,41 фиксируется второй сбой, отсутствуют высокие уровни на их правыхвыходах, и запоминающий элемент 33переводится в состояние, исключающее обмен исправного канала 1 с неисправными каналами 2 и 3. Сигнал.исправного канала 1 проходит черезэлемент И 28 мажоритарного блока 4и блока 6 мажоритарных связей.Сигнал с элементов 432, 433 запрета поступает, кроме того, через элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов.проверки, переводя его из состояния"10" в состояние "00", и на первыйвход элемента И 39, который закрытпо второму входу низким уровнем свыхода 23 счетчика 38 тактов проверки. Нулевые уровни с выходов 23 и22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления, анализируются, в результате чего прекращается дальнейшеевыполнение второго такта проверки,и блок 1 указанным образом переходитв рабочий режим,Предположим, что на выходе 24 блока 1 ложная "1", а на выходах 25, 26 ,блоков 2 и 3 - истинные "0".В пре- дыдущем рабочем такте (вызвавшем переход блоков 1, 2, 3 в режим проверки) сигнал со схемы 36 сравнения запустил блок 34 прерывания, элемент И 39 подготовлен к работе по второму входу высоким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки (состояния счетчика "01"- первый такт проверки).Если в первом такте. проверки на выходе 24 блока 1 кодовый сигнал "1", а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - кодовый сигнал "0" (в любом из и тактов суммирования), то сигнал с элемента ИЛИ 42 поступа, ет на разрешающие входы элементов 43 и 43 запрета, последние срабатывают й фиксируют в счетчиках 412 и 41 второй сбой блоков 2 и 3 (ложные сбои). С группы счетчиков 35 сбоев на дешифратор 40, блок 34 прерывания подаются уровни, 6432 10 5 10 152530 3540 45 50 55 соответствующие комбинации "1000". Одновременно сигнал со схемы 36 сравнения проходит через элементы ИЛИ 37, И 39 на дешифратор 40 блока 34 прерывания, сигнал с выхода 48 которого устанавливает счетчики 41-4 1 в исходное состояние, а сигнал с выхода 47 устанавливает счетчик 41 сбоев в состояние, соответствующее фиксации в нем второго сбоя. Запоминающий элемент 33 переводится в состояние, когда запрещается обмен неработоспособного блока 1 с исправными блоками 2 и 3.Обмен осуществляется через элемент И 27 управляемого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарныхсвязей. Счетчик 38 тактов проверки сигналом со схемы 36 сравнения переводится из состояния ."01" в состояние "00". Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управления режимом обмена поступают на блок 8 местного управления и анализируются последним перед каждым очередным тактом суммирования. В результате анализа прекращается дальнейшее выполнение первого и второго тактовпроверки и указанным образом (например, как в ситуации 3) исправные блоки переводятся в рабочий режим.Устройство в режиме обмена двух блоков, например блоков 2 и 3 (ситуации 7-9), после отключения блока 1 работает так же.Например, в ситуации 9 элемент 43 запрета заблокирован высо 1ким уровнем с левого выхода счетчика 41 сбоев и не реагирует на поступающие последующие сигналы. Поэтому на первом такте проверки в счетчике 41 сбоев фиксируются два сбоя подряд блока 3, что квалифицируется как отказ блока 2 типа ложная "1". С этой целью сигналом с выхода 48 дешифратора 40 счетчики 41 -41 ус 1 4.танавливаются в исходное положение, а затеи сигналамис выходов 46 и 47 счетчики 41 и 41 переводятся в состояние, соответствующее фиксации в них двух сбоев подряд. Запоминающий элемент 33 переводится в состояние, запрещающее обмен неработоспособных блоков 2 и 1 (ранее отключенного) с исправным блоком 3. Сигнал обмена проходит через элемент И 29 управляемого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарных связей.О О Проверка исправности управляемого мажоритарного блока 4 производится так же.Блоки 1, 2 и 3 переходят в режим проверки, При неисправности (наличии на выходе ложных "О") управляемого мажоритарного блока 4 на правом выходе счетчика 41 сбоев появляется низкий уровень, который изменяет состояние запоминающего элемента 33 таким образом, что элементы И 27, 28, 29, 30 не готовы к работе по одному из выходов, т.е. производится отключение управляемого мажоритарного блока 4Для задания различных режимов обмена программным или иным путем.изменяется состояние запоминающего элемента 33. В этом случае вначале сигналами (цепи сигналов не показаны) соответствующие счетчики 41-41,1 Ситуация Сигналы на сбоев переводятся в состояние, эквивалентное фиксации в них двухсбоев подряд того блока или тех блоков 1, 2 и 3, обмен с которым илис которыми предполагается исключить.На правых выходах соответствующихсчетчиков 41-41 сбоев появляютсясигналы, которые переводят запоми-.нающий элемент 33 в состояние, обеспечивающее, тот или иной режим обмена.1 аким образом, введение в известное устройство схемы прерыванияпозволяет .повысить надежность функ ционирования мажоритарно-резервированной системы путем дополнительного контроля на наличие ложных кодо,вых сигналов "1" и автоматическойперестройки системы на исправные 20 элементы при осуществлении непрерывного контроля.Сигналы на выходах26 24 25 О 1 О О 243 46 Т Натевт, г.Ужг Продолжение таблицы Характер отказов Сбой блока 2 Отказ блока 2типа ложный "О" Отказ блока 2типа "1"