Устройство для функционального контроля вычислительных машин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 Р 11/16 Н 05 К 10 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ ЕВТООСИОЬВ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВСЕСОВЗВЛЯ11 АГЕ ,Д 1ТЕХИ 1 ц."Л 1 "М"Я 3 ЛИ 0 ПСЦдед.Чинчевой Ъьных ин И.В., Бурназян Р,Г А, Аппаратный контрол Кузык овергин лектрон цифровых вычислител Энергия", 1974, с. (прототип 1,машин. М., 22, рис. 1(5 НО .со ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство1 д 283688, кл. 0 Об Р 1/16, 968 4)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬГО КОНТРОЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН,держащее группу сумматоров.по модулю два счетчик импульсов, генератор импульсов, триггер, переключатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности работы, оно дополнительно содержит , первую и вторую. группы элементов И, третий, четвертый и пятый элементы И, шестую группу элементов И, элементы НЕ, первый,.второй и третий элементы ИЛИ, дешифратор, первый и второй регистры, причем. информационные . выходы первой вычислительной машины подключены ко вторым входам первой группы элементов И, а информационные выходы второй вычислительной машины - ко вторым входам второй группы элементов И, первые входы первой и.второй групп .элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ, выходы пебвой группы элементЬв И подключены к информационным, входам первого регистра, выходы второй группы элементов И соединены,с информационными.,8011 4 43 А входами второго регистра, управляю-щие входы первого и .второго регистров соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, прямые и инверсные.выходы первого регистра подключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два, а прямые и инверсные выходы второго регистра - ко вторым входам группы сумматоров по модулю два, третьи входы которых подключены к выходу второго элемента ИЛИ, выходы - ко входам третьего элемента И, выход которого подключен ко второму входу шестой группы элементов И, ко второму входу третьего элемента.ИЛИ .и к элементу НЕ, выход которого соединен со вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого подключен к (й+ 1) выходу дешифратора, выход четвертого элемента И соединен с первым вйходом устройства н с первым"входом триггера, второй вход которого подключен к выходу переключателя, инверсный выход триггера соединен. со вторым входом пятого элемента И, первый вход которого. соединен е выходом генератора импульсов, выход пятого элемента И подключен к информационному входу счетчика импульсов, . управляющий вход которого соединен,с.выходом.третьего элемента ИЛИ,первый вход которого подключен к выходу переключателя, выходы счетчика импульсов соединены с соответствующими,входами дешифратора все нечетные выходы которого, начиная с первого до(п -1), подключены .ко входам первого элемента ИЛИ, а все четные, начиная со второго. до .11, подключены- ко входам второго элемента ИЛИ, прямые выходы первого1134943регистра соединены с первыми. входа- ; ды которых соединены со вторымими шестой группы элементов. И, выхо-входами устройства, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля. работы вычислительнйх машин, не имеющих внешнихсредств синхронизации и встроенныхсредств контроля.Известно устройство для указаниянеисправностей в дублированныхдискретных автоматах, содержащеедублированные блоки, выходы которых 10подключены к входам элемента сравнения.и через первый и второй элементы совпадения к первым входамэлементов ИЛИ, к вторым входамкоторых подключен выход третьего.элемента совпадения, а выходы элементов ИЛИ подключены к входам по-.следующих дублированных блоков 1,Недостатком устройства являетсято, что оно не может быть использо=вано для контроля вычислительныхмашин, не имеющих дополнительныхвыходов для синхронизации их работы, .а также не имеющих встроенных средствконтроля,Известно устройство; содержащее.первую вычислительную машину, синхронизирующее устройство, устройство контроля, элемент повторного пуска,.счетчик сбоев, элемент начальногопуска, причем синхронизирующее устройство подключено к первым входампервой и второй вычислительной.машины, первые выходы первой и второй вычислительной машины соединенысо входами устройства контроля, второй вход первой и второй вычислительной. машины .соединен с элементомповторного пуска, счетчиком сбоеви устройством контроля, третий. входи второй выход первой и второй вычис 1 лительнай машины подключен к элементу.начального пуска, первый и второйвыход элемента начального пускасоединен с устройством контроля,выход элемента повторного пуска 45и счетчика сбоев подключен к третьему и четвертому, соответственно,входам элемента начального пуска, первый вход устройства соединен с пятым входом элемента начального пуска 2.Недостатком устройства является то что оно требует примечення вычислительных машин, имеющих дополнительные входы, обеспечивающие синхронизацию их работы и предполагают наличие встроенного аппарат-. ного контроля. Применение устройст" ва для вычислительных машин, не имеющих внешней синхронизации, приводит к увеличению вероятности выдачи ложного сигнала отказ так как счетчик мбжет постоянно фиксировать несовпадение выходных воздействий в первой и второй вычислительных машинах т.е достоверность работы устройства будет низкой.юЦелью изобретения является повышение достоверности работы устройства, т.е, уменьшение вероятности выдачи ложного сигнала "Отказ", при применении вычислительных машин не имеющих входов для внешней синхронизации. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее группу сумматоров. по модулю два, счетчик импульсов, генератор импульсов, триггер, переключатель, дополнительно содержит первую и вторую группы элементов И, третий, четвертый и пятый элементы И, шестую группу элементов И, элемент НЕ, первый, второй.и третий элементы ИЛИ, дешифратор, первый и второй регистры, причем информационные выходы первой вычислительной машины подключены ко вторым входам первой группы элементов И, а информационные выходы второй вычислительной машины - к вторым входам второй группы элементов И, первые входы первой и второй группы элементов И соединены с выходом первого элемен3 134та ИЛИ выходы первой группы элементов И подключены к информационнымвходам. первого регистра, выходывторой группы элементов И соединеныс информационными входами второгорегистра, управляющие входы первогои второго регистров соединены с выходом третьего элемента ИЛИ, прямыеи инверсные выходы первого регистраподключены к первым входам соответствующих сумматоров по модулю два,а прямые и .инверсные выходы второго.регистра - ко вторым входам группысумматоров по модулю два, третьивходы которых подключены к выходувторого элемента ИЛИ, выходы -ко входам третьего элемента И, выход которогоподключен ко второму.входу шестой группы элементов И, ковторому входу третьего элемента20ИЛИ и к элементу НЕ, выход которогосоединен со вторым входом четвертого элемента И, первый вход которогоподключен к п +1)выходу дешифратора,выход четвертого элемента И соединен с первым выходом устройства и спервым входом триггера, второй входкоторого подключен к выходу переключателя, инверсный выход триггера соединен.со вторым входом пятого эле".мента И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов,выход пятого. элемента И подключен кинформационному входу счетчика им.пульсов, управляющий вход которогосоединен с выходом третьего элементаИЛИ, первый вход которого подключенк выходу. переключателя, выходысчетчика импульсов соединены ссоответствующими входами дешифратора, все нечетные выходы которого,начиная с первого до(п), подключены ко входам первого элемента.ИЛИ, а все четнь 1 е, начиная со второ"го до .О , подключены ко входамвторого элемента ИЛИ, прямые выходы ф 5первого регистра соединены с первыми входами. шестой группы. элементовИ, выходы которых .соединены. совторыми входами устройства, 56На фиг.: 1 представлена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временнаядиаграмма работы. устройства, когдавыходные сигналы с первой и.второйвычислительной машины не совпадают 55между собой менее чем .на половинупериода; на фиг. 3 - то же,выходныесигналы с первой н второй вычисли 943 4 тельных машин,не совпадают, между собой более чем на половину периода,На фиг показаны первая и вторая вычислительные машины 1 и 2, первая 3 группа элементов И, вторая 4 группа элементов И, первый регистр 5,.второй регистр 6, группа 7 сумматоров.по модулю два, третий элемент И 8, элемент НЕ 9, четвертый элемент И 10, первый элемент ИЛИ 11, дешифратор 12 второй элемент ИЛИ 13счетчик импульсов 14, пятый элемент, И 15, третий элемент ИЛИ 16, генератор импульсов 17, триг" гер 18, шестая 19 группа элементов И, переключатель 20, первый выход 21 устройства, второй выход 22 устройства, выходы 23 первой вычислительной машины 1, выходы 24 вто" рой вычислительной машины, первый выход 25, второй выход. 26,.третий выход 27, четвертый выход 28 пятый выход 29, шестой, выход 30седьмой выход 31 дешифратора 12.На фиг. 2 приняты следующие обоэкачения:. выходные сигналы на выходе 23 первой вычислительной машины 1, выходные сигналы на выходе 24 второй вычислительной машины 2, выходные сигналы,на первом выходе 25, на втором выходе 26., на третьем выходе 27, на четвертом выходе 28 дешифратора 12.На фиг. 3 приняты следующие обоэначения:. выходные сигналы на выходе 23 первой вычислительной машины 1, выходные сигналы на выходе 24 второй вычислительной машины 2, вы" ходные сигналы на первом выходе 25, на втором выходе 26, иа третьем выходе 27, на четвертом выходе 28,на пятом выходе 29, на шестом выходе30, на седьмом выходе 31 дешофратора 12. Выходы.23 первой 1,вычислительной машины подключенц к вторым-входам первой 3 группы элементов И, а вы- . ходы 24 вычислительной машины 2. - к вторым входам второй 4. группы элементов И, первые входы первой 3 и второй 4 группы элементов И соедине- . ны с выходами первого .11 элемента ИЛИ. Выходы .первой .З,грулпц элементг тов И подключены к .информационным входам первого 5. регистра. Выходы второй 4 группы элементов И соединены с информационными входамк второго 6 регистра. управляющие входы первого Ь и второго 6 регистра свя43счетчика импульсов 4, триггера 18 и регистров 5 и 6. С установкой триггера 18 в исходное нулевое)состо" якие(т.е. с поступлением сигнала на второй вход триггера 8)с его инверсного выхода снимается сигнал, соответствующий логической единице, Этот сигнал поступает на второй вход пятого 15 элемента И, подготавливая его к открытию. На первый вход элемента И 15 поступают импульсы с генератора импульсов 17. Эти импульсы через элемент И 15 поступают на счетный вход счетчика импульсов 14,Емкость счетчика импульсов 14 будет определяться частотой следования импульсов с генератора импульсов 7 и периодом следования сигналов с ЭВИ 1.С выхода счетчика импульсов 14 комбинации выходных воздействий поступают на вход дешифратора 12.Выходные сигналы с вычислительной машины 1 и 2 поступают на второй вход первой 3 группы элементов И и соответственно на второй вход второй 4 группы элементов И.Сдвиг выходных импульсов вычислительной машины 1 и 2 между собой не должен превьппать половину периода следования импульсовЕсли сдвиг между выходными импульсами превышает зту величину, то одна из вычислительных машин функционирует неправильно.При поступлении комбинации входных оздействий с выхода счетчика 14 имульсов на вход дешифратора 12, на его выходе начинают последовательно возбуждаться выходные шины. Сложность дешифратора 12 будет определяться емкостью счетчика 14 импульсов. При возбуждении первого выхода 25 дешифратора 2 через первый 11 элемент ИЛИ выдается сигнал на первые входы первой 3 и второй 4 группы элементов И. Выходные сигналы, которые находятся в данный момент времени на выходе вычислительной машины 1 и 2 записываются .соответственно в первый 5 и второй 6 регистры. На группу сумматоров 7 помодулю два поступают сигналы с противоположных выходов первого 5 и второго 6 регистров, Так, например, с первого разряда регистра 5 поступает сигнал с прямого выхода на первый вход группы сумматоров 7 по модулю два, а с этого же регистра 6 на второй вход группы сумматоров 7.по модулю два поступает сигнал с инверсного выхода регистра 6 или же Э1349 6заны с выходом третьего 11 элементаИЛИ, прямые и инверсные выходы первого 5 регистра подключены к первымвходам им соответствующих сумматоров7 по модулю. два группы, а прямые иинверсные выходы. второго. б регистра - к вторым входам группы 7. сумматоров по модулю.два. Третий входгруппы 7. сумматоров по модулю дваподключен к выходу второго И элемента ИЛИ, выходы группы 7 сумматоров по модулю два соединены со входами третьего 8 элемента И , выходкоторого подключен к второму входушесто 4 19 группы элементов И, к 15второму входу третьего 1 б элементаИЛИ, и к элементу 9 НЕ, выход которого соединен.со вторым входом четвертого 1 О элемента И, первый входкоторого подключен к (0+1) выходу Здешифратора 12. Выход четвертого 1 Оэлемента И соединен с первым 21 выходом устройства,и с первым входомтриггера 18, второй. вход которогоподключен к переключателю 20. Инвер- дсный выход триггера8 соединен со вторым входом пятого 15 элемента.И,первыйвход которого соединен с генератором17 импульсов, Выход пятого 15 элемента И подключен к информационно 30му входу счетчика 14 импульсов,управляющий вход которого соединенс выходом третьего 16 элемента ИЛИ,первый вход которого подключен кпереключателю 20; Выходы счетчика14 импульсов соединены со входами ЗЗдешифратора 12, все нечетные выходыкоторого, начиная с первого по(п)подключены ко входам первого 11 элемента ИЛИ, а все четные, начиная совторого, подключены ко входам второ-, 40го 13 элемента ИЛИ. Прямые выходыпервого 5 регистра соединены с первыми входамишестой 19 группы элементов И, выходы которых связаны со вторым 22 выходом устройства. 45Первая 1 и вторая 2 вычислительные машины - это две идентичныевычислительные машины или микро-вычислительные машины. Использованиедвух вычислительных машин. обосновано 50необходимостью повьппения достоверности работы вычислительных машин, неимеющих встроенных средств контроля.Устройство работает следующим.образом. 55С подачей питания, нажатиемпереключателя 20, вь 1 цается сигнална приведение в исходное состояниенаоборот, в регистре 5 снимаютсясигналы с инверсных выходов, а врегистре 6 - с прямых).При возбуждении второго выхода26 в дешифраторе 12 через элемент 13 5ИЛИ выдается сигнал на третий входгруппы сумматоров 7 по модулю два.Если сигналы, поступающие на первыйвход и второй вход. группы сумматоров7 по модулю два, отличаются друг 10от друга, уо с его выхода снимаетсясигнал, эквивалентный логической .единице. Если с каждого сумматора 7по модулю два группы. количествокоторых определяется, разрядностью 1регистров 5, 6, снимаются сигналы,эквивалентные логической единице,которые поступают на элемент. 8 И,то в этом случае с его выхода выда. ется сигнал эквивалентный логической единице. Этот,скгнал поступаетна второй вход элементов 19 И, разрешая выдачу информации на выход 22,записанной в первом 5 регистре. Одновременно с выхода элемента 8 И посту пает сигнал через элемент 16 ИЛИ на -приведение счетчика 14 импульсов висходное состояние, а также регист-.ров 5 и 6,Если хотя-бы с одного сумматора7 по модулю два группы поступаетсигнал, эквивалентный логическойединице, то на выходе элемента 8 Исигнал,: эквивалентный логическойединице, тоже отсутствует, а навыходе элемента 9 НЕ возникает сиг"Фнал, который будет эквивалентен логической единице. Этот сигнал подготавливает к.открытию элемент: 10 И.В этом случае, в соответствии с временной диаграммой, представленнойна фиг.2,счетчик 14 импульсовпродолжает дальше заполняться. Навыходе дешифратора 12 возбуждаетсятретий выход 27, обеспечивая. черезэлемент 11 ИЛИ и элемент 3,4 И повЪторную запись информации в регистры5 и 6. Сравнениезаписанной информации в регистрах 5 и 6 происходитпосле того, как на дешифратор 12поступает код, возбуждающий его Очетвертый выход 28, Далее процессработы аналогичен. описанному. Количество повторных считываний опреде-ляется периодом следования информации с вычислительной машины 1 12)М(за количество считываний прииемкак само считывание информации из вычислительной машины. 1, так и ее сравнение) . Если в результате проведения П -го считывания на выходеэлемента 8 И.сигнал эквивалентный логической единице, отсутствует, то при возбуждении(6+1) выхода 31 дешифратора 12, в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг. 3, поступает сигнал на первый вход элемента 1 О И. С выхода элемента 10 И поступает сигнал отказ на первый 21 выход и на первый вход трйггера 18, устанавливая его в единичное состояние, В этом случае на инверсном выходе триггера 18 устанавливается сигнал, эквивалентный логическому нулю, который закрывает элемент 15 И, т.е. счетчик 14 импульсов отключается от генератора 17 импульсов.Для продолжения работы необходимо нажать переключатель .20, т.е все устройства привести в исходноесостояние.В случае, к примеру, наличиянеисправности ввычислительноймашине 1 (2) выходные последовательности сигналов с вычислительных машин 1 и 2 отличаются. друг от друга. Эти выходные, последовательности через элементы 3 И при возбуждении первого выхода 25 в дешйфраторе 11 записываются соответственно в регистр 5 и 6Выходные сигналы с прямых и инверсных выходов регистра 5 и выходные сигналы с инверсных и прямых выходов. регистра 6 поступают на соответствующие сумматоры 7 по модулю два группы.При возбуждении второго выхода 26 в дешифраторе 12 выходной сигнал через элементы 13 ИЛИ поступает на третий управляющий вхщ сумматоров 7 по модулю два группы.Допустим, в С -и разряде выходные последовательности, сигналов с вычис 1лительиых машин 1 и 2 отличаются друг от друга, то в этом случае с выхода 1 -го сумматора 7 па модулю два. группы"будет нулевой. сигнал. На группу сумматоров 7 по модулю два поступает,информация. с противоположньщ выходов регистра. 5 и 6., т.е. если .в 1 -й разряд регистра5 записана единица, а в-й разрядрегистра 6 ноль, то на 1 -й сумматор 7 по модулю два группы с прямого выхода 1-го разряда регистра 5 поступает единичный сигнал и с ииверс9 11349ного выхода ( -го. разряда регистра6 также, поступает единичный .сигнал.В этом случае гигйвл с выходаэлемента 8 И отсутствуетПри последовательном возбуждениитретьего 27 .и пятого 29. выходовв дешифраторе 12 происходит повторное считывание, информации из ВИ 1.и ВИ 2, При возбуждении четвертого28 и шестого 30.выходов в дешифраторе 12.происходит подача повторноготретьего,. управляющего сигнала нагруппу сумматоров 7,по модулю двв.С помощью этого. сигнала осуществляется синхронизация работы суммвто"ров 7 по модулю два группы. При возбуждении седьмого (Ь+1 31 выходав дешифраторе 12 .им выдается сигнална элемент 10 И так как с выходаэлемента 8 И сигнал отсутствует, то.с выхода элемента 9 НЕ поступает второй сигнал В этом. случае с выходаэлемента 1 О И сигнал поступает навыход .21 и одновременнб переводиттриггер 18 в единичное состояние,тем самым прекращая подачу.импульсов.с. генератора 7 иипульсов через элемент 15 И,В случае, если в. вычислительноймваиие 1 или 2 возник або, в неустойчивая неисправность, то уст"ройство работает аналогично описанкому, Еслипри новгорных считываниях в регистры 5 и 6 будет записана 43 1 Оидентичная информация, то со всехсумматоров 7 по модулю два группыбудут сниматься единичные сигналы,.при подаче соответствующего управляющего сигнала на его третий вход.Элемент 8 И открывается и выдаетсигнал, подготавливвющий к открытиюэлементы 1.9 И, и одновременно этимсигналои, через элемент, 1 б ИЛИ,приводит в исходное состояние счетчик 14 импульсов.сЬреимуществаии .предлагаемогоустройства являются повышение достоверности работы несинхроиизированныхвычислительных машин. т.е. уменьшение вероятности выдачи ложногосигнала "Отказ"за счет применениямногократного считыванияинформации с вычислительной машины; вероятность выдачи ложного сигнала "Отказ" определяется, нестабильностьюработы вычислительной машины;возиожность применения серийно-выпускаеивщ микро-ЭВИ,. неимеющихаппаратных встроенных средств контроля и доступа.для внешней синхронизации, т,е. достоверность. работыкоторой можно,повысить применяяметод дублирования для построенияконтрольно-измерительной аппаратуры,Применение таких вычислительныхмашин в контрольно-измерительнойаппаратуре позволит сократить экономические расходы наее создание,