Устройство контроля и управления реконфигурацией

) Авторское св63972, кл. С 0Авторское .свид9 411455, кл. С 0Авторское свидВ 1040632, кл. Н У 7В.С,Харченко,Н.Ткаченко и О (53 (56 У 4 идетельство СССРР 11/18, 1975.тельство СССРГ 11/ 18, 1974.етельство СССР5 К 10/00, 1982 нератоеиерато- Е щ синв син вторым етверУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ, со- . держащее формирователь тестов, блок мажоритирования, блок сравнения, регистр контроля, регистр управления, первый - седьмой элементы И, причем выход "Эталон" формирователя тестов и выход блока мажоритировання соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первыми входами первого - четвертого элементов И,выход Тест формирователя тестов соединен с выходом "Тест" устройства, первый - третий информационные входы которого соединены соответственно с первым - третьим информационными входами блока мажоритирования, первый - четвертый выходы регистра управления соединены с вторыми входами соответственно первого - четвертого элементов И, выходы которых соединены с первым - четвертым информационными входами регистра контроля соответственно, пятый выход регистра управления и первый выход регистра контроля соединены с первыми входами пятого и шестого элементов .И соответственно, второй - четвертый выходы регистра управления соединены с первым - третьим управляющими входами блокамажоритирования соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения быстродействия и упрощения устройства, оно содержит триггер, генератор импульсов, элемент ИЛИ, причем вход "Пуск" устройства и выход элемента ИЛИ соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера, выход которого соединен с входом ге ра импульсов, первый выход г ра импульсов соединен с первь хровходом формирователя тесто хровходом регистра контроля и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым синхровходом регистра управления и первым входом .элемента ИЛИ, второй вход генератора импульсов соединен с вторым входом шестого и первым входом седьмого элементов И, а также с вторым синхровходом формирователя тестов, выход "Конец контроля которого соединен с третьим входом шестого и вторым входом седьмого элементов И, выход шестого элемента И соединен с вторым синхровходом регистра управления, пятый выход которого соединен с первым выходом Конец контро- . ля" устройства, первый выход регистра контроля соединен с инверсным входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым выходом "Конец контроля" устройства и входом элемента ИЛИ, второй - ч1213554 2 тый выходы регистра контроля соединены соответственно с первым - третьим информационными входами регистра управления.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем,что формирователь тестов содержит счетчик адреса, блок памяти и регистр тестов, причем первый и второй синхровходы формирователя тестов соединены соответственно со счетным входом счетчика адреса и синхровходом регистра тестов, выходы "Эталон", "Тест" и "Конец контроля" которого являются одноименными выходами формирователя, выход счетчика адреса соединен с входом адреса блока памяти, выход которого соединен с информационным входом регистра тестов. 3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем,что блок мажоритирования содержит группу мажоритарных элементов, группу элементов ИЛИ, первую - третью группы элементов И .и элемент ИЛИ-НЕ,причем первый управляющий вход блока мажоритирования сое-, динен с первыми входами элементов . И первой группы и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управляющим",входом группы мажоритарных элементов, второй .управляющий вход блоИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах для контроля резервируемых блоков и выбора работоспособной конфигурации.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема формирователятестов,а на фиг. 3 - функциональная схема блока мажоритирования.Устройство контроля и управления реконфигурацией (фиг. 1) содержит резервируемые блоки 1 - 3, формирователь 4 тестов, блок 5 мажоритиро 51 О15 ка мажоритирования соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и первыми входами элементов И второй группы, третий управляющий вход блокамажоритирования соединен с третьимвходом элемента ИЛИ-НЕ и первымивходами элементов И третьей группы,первый информационный вход блокамажоритирования соединен с первымиинформационными входами мажоритарных элементов группы и вторыми входами элементов И первой группы, выходы которых соединены с первымивходами элементов ИЛИ группы, второй информационный вход блока мажоритирования соединен со вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы и вторымивходами элементов И второй группы,выходы которых соединены с вторымивходами элементов ИЛИ группы, третийинформационный вход блока мажорйтирования соединен с третьими информационными входами мажоритарныхэлементов группы и вторыми входамиэлементов И третьей группы, выходыкоторых соединены с третьими входамиэлементов ИЛИ группы, выходы мажоритарных элементов группы соединены с четвертыми входами элементовИЛИ группы, выходы которых соединены с выходом блока мажоритирования. вания, регистр 6 контроля, регистр7 управления, блок 8 сравнения,триггер 9, генератор 10 импульсов,элементы И 11 - 17, элемент ИЛИ 18,вход 19 пуска, первый 20 и второй21 выходы результатов контроля устройства, выходы эталонов 22 и тестов 23 формирователя 4 тестов, выходы 24 - 27 регистра 7 управления,выход 28 "Конец контроля" формирователя 4 тестов, а также первый29 и второй 30 выходы генератора10 импульсов. Выход 22 "Эталон"формирователя 4 тестов и выход блока 5 мажоритирования соединены соответственно с первым и вторым входами блока 8 сравнения, выход которого соединен с первыми входамиэлементов И 11 - 14. Выход 23 "Тест" формирователя 4 тестов соединен с выходом тестов управления (входами резервируемых блоков 1-3) первый - третий информационные входы которого соединены соответственно с первым " третьим информационными входами блока 5 мажоритирования.Выходы 24-27 регистра 7 управления соединены с вторыми входами элементов И 11-14 соответственно выходы кото 7рых соединены с первым - четвертым информационными входами регистра 6 контроля соответственно. Пятый выход 20 регистра 7 управления и первый выход регистра 6 контроля соединены с первыми входами пятого 15 и шестого 16 элементов И соответственно. Второй 25 - четвертый 27 выходы регистра 7 управления соединены с первым - третьим управля- . ющими входами блока 5 мажоритирования соответственно. Вход 19 пуска устройства и выход элементаИЛИ 18 соединены соответственно с единичным и нулевым входами триггера 9, выход которого соединен с входом генератора 10 импульсов, Первый выход 29. генератора 10 импульсов соединен с первымвходом синхронизации формирователя 4 тестов, входом синхронизации регистра 6 контроля и вторым входом пятого элемента И 15, выход которого соединен с первым входом синхронизации регистра 7 управ ления и первым входом элемента ИЛИ 18. Второй выход 30 генератора 10 импуль-. сов соединен с вторым входом шестого .16 и первым входом седьмого 17 элементов И, а также с вторым входом синхронизации формирователя 4 тестов, выход 28 "Конец контроля" которого соединен с третьим входом шестого 16 и вторым входом седьмого 17 элементов И. Выход шестого элемента И 16 соединен с вторым входом синхронизации регистра 7 управления, пятый выход которого соединен с первым выходом 20 "Конец контроля" устройства. Первый выход регистра контроля соединен с инверсным входом седьмого элемента И 17, выход которого соединен с вторым выходом 21 "Конец контроля устройства и вторым входом элемента ИЛИ 18. Второй - четвертый выходы регистра 6 контроля соединены с первым - третьим информационными входами регистра 7 управления соответственно. Формирователь 4 тестов (фиг. 2)содержит счетчик 31 адреса, блок 32памяти (ПЗУ) и регистр ЗЗ тестов.Первый и второй входы синхронизации 5. формирователя 4 тестов соединенысоответственно со счетным . входомсчетчика 31 адреса и входом синхронизации регистра 33 тестов, выходы "Эталон", "Тест" и "Конец контроля" которого являются выходами 22,"Тест" и "Конец контроляформирователя 4 тестов соответственно. Выход.счетчика 31 адреса соединен с входом 15 адреса блока 32 памяти, выход которого соединен с информационным входомрегистра 33 тестов.1Блок 5 мажоритирования (фиг. 3)содержит группу 34 мажоритарных эле ментов, группу 35 элементов ИЛИ,группу 36-38 элементов И и элементИЛИ-НЕ 39. Первый управляющий вход25 блока 5 мажоритирования соединенс первыми входами элементов И первойгруппы 36 и элемента ИЛИ-НЕ 39,выход которого соединен с управляющим входом группы 34 мажоритарныхэлементов. Второй управляющий вход26 блока 5 мажоритирования соединен ЗО с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 39н первыми входами элементов И второйгруппы 37. Третий управляющий вход27 блока 5 мажоритирования соединенс третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 39и первыми входами элементов И третьей группы 38. Первый информационныйвход блока 5 мажоритирования соединен с первыми информационными входамимажоритарных элементов группы 34 и 40 вторыми входами элементов И первои .группы 36, выходы которых соединеныс первыми входами элементов ИЛИ.группы 35. Второй информационныйвход блока. 5 мажоритнрования соеди нен с вторыми информационными входами мажоритарных элементов группы 34и вторыми входами элементов И второй группы 37, выходы которых соединены с вторыми входами элементов 5 р ИЛИ группы 35. Третий информационный вход блока 5 мажоритированиясоединен с третьими информационнымивходами мажоритарных элементов груп-,пы 34 и вторыми входами элементовИ третьей группы 38,. выходы которыхсоединены с третьими входами элементов ИЛИ группы 35. Выходы мажоритарных элементов группы 34 соециненыс четвертыми входами элементов ИЛИгруппы 35, выходы которых соединеныс выходом блока 5 мажоритирования.формирователь 4 тестов (Фиг. 2)предназначен для формирования тестсигналов на объекты контроля, эталон-,ных реакций .и сигнала конца контроля.На входы формирователя 4 тестов подаются тактовые импульсы с выходов29 и 30 генератора 10. По первому 10тактовому импульсу в счетчик 31адреса записывается единица. Полученный при этом единичный набор с еговыхода поступает на .адресный входПЗУ 32 предназначенный для хранения 15программы тестового контроля. ПЗУ 32разделено на зоны хранения тест-сиг 3налов эталонных реакций и микрооперации конца контроля. Оно представляетсобой запоминающее устройство статического типа. Информация, считанная из ПЗУ 32, поступает на Пвход регистра 33, предназначенногодля приема, хранения и выдачи.информации. Запись информации в регистр33 осуществляется по заднему Фронтутактового импульса, поступающегона С-вход регистр 33 с выхода 30генератора 10, Тест-сигналы поступают на вход 23, эталонные реакции - 30на вход 22, а сигнал конца команды - на выход конца команды формирователя 4.Счетчик 31 имеет коэффициент пересчета, равный длине тестовой последовательности, после считываниякоторой очередным импульсом, поступившим на вход +1, возвращается висходное состояние,Блок 5 мажоритирования (фиг. 3) 40предназначен для мажоритарной обработки сигналов, выдаваемых резервируемыми блоками 1-3, либо дляподключения на выход работоспособных резервируемых блоков в соответствии с управляющими сигналами, поступающими на его управляющие входыс выходов 25-27 регистра 7 управления. Выходные сигналы резервируемыхблоков 1-3 поступают на входы группэлементов И 36 - 38 соответственно,а также на входы группы 39 мажоритарных элементов, Если все управляющие сигналы с выходов 25-27 регистра 7 равны нулю, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 39 формируется единичный сигнал, разрешающий функционирование группы 34 мажоритарных элементов, В результате этого на выход блока 5 через группу 35 элементов ИЛИ поступают только выходные сигналы, формируемые группой 34 мажоритар ных элементов.Если один из управляющих сигналов равен единице, то через элемент ИЛИ-НЕ 39 он запрещает функционирование группы 34 мажоритарных элементов и разрешает через соответствующую группу 36 и 37 элементов И и группу 35 элементов ИЛИ подключение выхода блока 5 к выходу одного из резервируемых блоков (1-3).Регистр 6 контроля предназначен для запоминания результатов контроля. Первый разряд регистра 6 предназначен для запоминания результатов контроля резервированной системы в мажоритарной конфигурации,а второй - четвертый разряды " для запоминания результатов контроля резервируемых блоков 1-3 соответственно. Регистр построен на синхронных КЯ-триггерах. Запись информации в регистр 6 осуществляется по заднему фронту тактового импульса с выхода 29 генера- тора 10. Информация о результатах контроля поступает на 8-входы соответствующих разрядов регистра 6 через элементы И 11-14, которые управляются выходными сигналами регистра 7 управления.Регистр 7 управления предназначен для Формирования сигналов, управляющих блоком 5 мажоритирования и элементами И 11-15. Он задает последовательность проверки резервированной системы, управляет записью результатов контроля в регистр 6 и управляет конфигурацией резервированной системы по результатам ее контроля. регистр 7 построен по схеме регистра сдвига, имеющего входы параллельной записи информации. Запись информации во второй - четвертый разряды регистра 7 осуществляется через входы Р 2 - Р 4 этик разрядов по заднему фронту синхроимпульса, поступающего на вход С 1 с выхода элемента И 15. Сдвиг числа, записанного в регистре 7, осу.ществляется по заднему фронту синхроимпульса, формируемого элементом "И 16 и поступающего на вход С 2. Выходы 24-27 регистра 7 являются выходами первого - четвертого разрядов соответственно. Выход пятогоразряда подключен к выходу 20 устройства. При начальной установкевторой - пятый разряды регистра устанавливаются в ноль, а первыйразряд - в единицу (цепи и входыначальной установки регистраусловно не показаны)Блок .8 сравнения предназначендля сравнения выходных сигналоврезервированной системы с эталоном.При совпадении реакции системы сэталоном на его инверсном выходеформируется нулевой сигнал, а впротивном случае - единичный,Триггер 9 предназначен для управления генератором 10 импульсов. Онсрабатывает по сигналу пуска, поступающего на вход 19 устройства иединичным выходным сигналом разрешает работу генератора 10, В исходноесостояние триггер 9 возвращаетсясигналами с выхода элементов И 15и 17, которые поступают на его-вход через элемент. ИЛИ 18 и соответствуют концу цикла контроля.Генератор 10 импульсов формируетдве последовательности сдвинутыхдруг относительно друга синхроимпульсов, обеспечивающих синхронизациюработы устройства. Он работает только при едничном сигнале на его управляющем входе,Элемент И 15 Формирует импульс,который в конце цикла контроля осуществляет запись его результатов врегистр 7 и останавливает работуустройства, возвращая в исходное состояние триггер 9.Элемент И 17 формирует сигнал обокончании цикла контроля, которыйвозвращает в исходное состояние триггер 9 и поступает на выход 21 устройства, сигнализируя об окончаниицикла контроля и правильной работерезервируемой системы в мажоритарнойконфигурации.Элемент И 16 формирует сигналсдвига на вход С 2 регистра 7 приокончании очередного цикла контроля.Устройство контроля и управленияреконфигурацией работает следующимобразом.В исходном состоянии все элементыпамяти устройства находятся в нулевомсостоянии, за исключением младшегоразряда регистра 7, в результате чегона выход 24 регистра 7 поступает единичный сигнал (цепи установки в исходное состояние условно не показаны). 2135548Работа устройства начинается послепоступления на вход 19 устройства сигнала "Пуск", по которому тригер 9переключается в единичное состояниеи запускает генератор 10 импульсов.Так как на входы блока 5 мажоритирования поступают нулевые сигналыс выходов25-27 регистра 7, блок 5 реализуетфункцию мажоритирования выходных10 сигналов резервируемых блоков 1-3.Таким образомфунционирование устройства начинается с контроляправильности функционирования резервированной системы в мажоритарнойконфигурации. Это первый режим рабо- .ты устройства,Первый тактовый. импульс с выхода30 генератора 1 О поступает на входформирователя 4 тестов и по его задне 20 му фронту в регистр 33 (фиг. 2) записывается первая тестовая команда,которая хранится в блоке 32 памяти понулевому адресу, В результате этогона входы резервируемых блоков 1-3с выхода 23 формирователя 4 поступаеттест и реакция резервируемых блоков1-3 после мажоритирования в блоке 5подается на вход блока 8 сравненияОдновременно с выхода 22 формирователя 4 на другой вход блока 8 подаетсяэталонная реакицяЕсли сформированный блоком 5 и эталонный сигналы совпадают, то на инверсном выходе 8формируется нулевой .сигнал (в противном случае - единичный), который35поступает через открытый элементИ 11 на вход 81 регистра 6,После этого на выходе 29 генератора 10 формируется первый тактовый40импульс, сдвинутый относительноимпульса на выходе 30 на время, необходимое для формирования реакциина первый тест и поступления сигнала с выхода блока 8 на вход 81 регистра 6. Этот тактовый импульс45своим задним фронтом записывает,единицу в разряд 81 регистра 6, еслиреакция неверна, или ноль, если система исправна. ОдновременнО по заднему фронту этого же импульса в50 счетчик 31 (фиг. 2) добавляется единица, и из блока 32 памяти считыва-"ется очередная тест-команда.Затем, по очередной паре тактовыхимпульсов с выходов 30 и 29 генера 55 тора 10 в регистр 33 записываетсясчитанная из блока 32 тест-команда,а в разряд 81 регистра 6 записывается единица, если .реакция резервированной системы неверна. В противном случае разряд 81 регистра 6 остается в предыдущем состоянии.В дальнейшем устройство работает аналогично описанному до тех пор, пока из блока 32 памяти формирователя 4 считывается в регистр 33 последняя тест-команда. , В отличие от предыдущих тест-команд она содержит микрооперацию "Конец контроля", по которой устанавливается в единичное состояние младший разряд регистра 33 и на выходе 28 формирователя 4.появляется единичный сигнал, который поступает на входы элементов И 16 и 17. Очередной тактовый импульс с выхода 29 генератора 10 записывает в единицу в разряд 81 регистра 6, если реакция системы на последний тест неверна, и возвращает в нулевое состояние счетчик 31.Если контролируемая система, состоящая из резервируемых блоков 1-3 и блока 5 мажоритирования, исправна в мажоритарной конфигурации, то в разряде 81 регистра 6 записывается ноль, и выходным сигналом этого разряда элемент И 16 закрывается, а элемент И 17 открывается. Тогда очередной импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 17 на выход 21 устройства, сигнализируя о конце контроля и исправности системы в мажоритарной конфигу" рации, и на,вход К-триггера 9, прекратив работу устройства., Если же система неисправна, то на одной из тест-проверок в разряд 81 регистра 6 записывается единица, и единичный сигнал с выхода этого разряда закрывает элемент И 21 и открывает элемент И 16. Тогда импульс с выхода 30 генератора 10 проходит через элемент И 16 на вход С 2 регистра 7 и сдвигает единицу из первого разряда во второй. Одновременно он записывает в регистр 33 первую тест-команду . На выходе 25 регистра 7 появляется единичный сигнал, который открывает элемент И 12 и переключает блок 5 мажоритирования в режим, при котором выход резервируемого блока 1 подключается к входу блока 8 сравнения, Таким образом, устройство переходит во 1 О 15 го 25 30 35 40 45 50 55 второй режим - режим контроля резервируемого блока 1.Работа устройства в этом режимеаналогична описанному с той разницей,что результат контроля записываетсяв разряд 82 регистра 6. В последнейтест-команде . выдается сигналконца контроля, который открываетэлемент И 16 (элемент И 17 закрытединичным сигналом с выхода разряда81 регистра 6), очередной тактовыйимпульс с выхода 30 генератора 10проходит через элемент И 16 навход С 2 регистра 7 и сдвигает находящуюся в нем единицу в третий разряд. На выходе 26 регистра 7 появляется единичный сигнал, который переводит устройство в третий режим -режим контроля резервируемого блокаПосле проверки работоспособностиблока 2 устройство переключается врежим контроля блока 3 (четвертыйрежим). По окончании этого режимав регистре 6 (разряды 82 - 84)содер"жится информация об исправности всехтрех резервируемых блоков. Послепоявления сигнала конца контроля,ча выходе 28 формирователя 4 очередной импульс с выхода 30 генератора10 проходит через элемент И 16 исдвигает единицу в последний пятыйразряд регистра 7. С его выходаединичный сигнал поступает .на выход20 устройства, сигнализируя о концеконтроля и выходе системы из мажоритарной конфигурации. Одновременноэтот сигнал открывает элемент И 15,и очередной импульс с выхода 29генератора 10 проходит через элементИ 15 на вход С 1 регистра 7 и входтриггера 9. В результате этогов регистр 7 переписывается из регистра 6 инверсный код, который определяет настройку блока 5, котораяобеспечивает работоспособное состояние резервируемой системы, атриггер 9 возвращается в исходноесостояние и прекращает работуустройства.Использование изобретения позволяет повысить оперативность контроля и экономичность устройствосуществляющих проверку и управлениереконфигурацией резервированныхсистем,ктор И.Самборская Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная каэ 787/62 ВНИИПИ Го по де 113035, МосквТираж 767 .Подписное ударственного комитета СССР ам иэобретений и открьггий "Ж, Раушская наб., д. 4/5