Мажоритарно-резервированное устройство с контролем резервируемых блоков

(51) 6 Р 11/1 5 0 ПИС РЕТЕНИЯ ЛЬСТ 8 юнв ото 5 иаспт Юаней се юо ню запроса дргрыбанцяФиг,ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(72) Г.А,Исаев и А,И.Пономарев (53) 62-5.621.3, 19(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1117643, кл. С 06 Р 11/26, 1984.Авторское свидетельство СССР В 1261487, кл . С 06 Р 11/ 18, 1986. (54) МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО С КОНТРОЛЕМ РЕЗЕРВИРУЕМЫХ БЛОКОВ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности ксредствам контроля логических устройств. С целью расширения области применения устройство содержит группы 2. 1 - 2,3 элементов И, дешифратор 3, первый элемент ИЛИ 10, груп- пу 16 элементов ИЛИ, мажоритарные элементы 8 и 12, соединенные с первым, вторым и третьим резервируемыми блоками 4.1 - 4.3,синхровходы которых объединены между собой, причем выход элемента И первой группы 2;1 подключен к входу первого резервиру емого блока 4.1, три элемента 11 1,3 коммутации, четыре шинных формирователя 5 и 6. 1 - 6.3, блок 9 контроля выходных данных блок 11 контроля синхронности сигналов .Ответблок 1 3 контроля синхронности э апр ос ов прерывания , элемент 1 5 задержки , регистр 1 4 неисправностей , формир о- й ват ел ь 7 сигнала г отов ности к раб о" те с ЭВМ . 1 з , и . ф-лы , 5 ил .Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам контроля логических устройств.Цель изобретения - полнота конт 5роля и распирение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности режима самоконтроля.,На Фиг.1 представлена блок-схема 1 рустройства; на фиг.2 - функциоональнаясхема формирователя готовности; нафиг.З - функциональная схема блокаконтроля синхронности сигналов Ответ"; на Фиг.4 - временная диаграм" 15ма работы формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ при отсутствии сигналов "Ответ" от мажоритарно-резервированных блоков; наФиг,5 - то же при наличии сигнала"Ответ", мажоритарного элемента 12,блока 13 контроля синхронности запросов прерывания, регистра 14 неисправностей, элемента 15 задержки игруппы 16 элементов ИЛИ.Формирователь 7 сигнала готовности к работе с ЭВМ (фиг,2) содержитэлемент ИЛИ 17, элемент И 18, элемент 19 задержки, элемент ИЛИ 20,триггеры 21 и 22 и индикатор 23.Формирователь 7 сигнала готовности кработе с ЭВМ предназначен для выдачи сигнала по шине Готовность" приотсутствии сигнала "Ответ" от резервируемых блоков через время 5 мкс(определяемоеэлементом задержки) после прохождения назнаенного времени появления сигнала. "Ответ".Блоки 9, 11 и 13 контроля синхронности фиг.З) содержат элементы 24.124.3 сравнения,при этом входы А элементов сравнения подключены к входу4 контроля синхронности блока, а входы В элементов 24.1-24.3 сравнения55соединены соответственна с первым,вторым и третьим входами элементовсравения, выходы которых подключены к выходу блока контроля сихронности. Блоки 9, 11 и 13 предназначе. - ны для определения рассогласованияво времени выходных сигналов междурезервируемыми блоками, Формирователь 7 содержит элемент 25 задержки.Устройство работает следующим образом.Устройство подключается междуЭВМ, работающей в интерфейсе связи,и резервируемыми блоками, работающими синхронно по трем каналам втом же интерфейсе, Устройство размножает канал связи с ЭВМ в три синхронных канала в сторону резервируемых блоков, объединяет три каналасвязи от резервируемых блоков в одинв сторону ЭВМ и при этом контролирует синхронность ВыхОдных сигналов резервируемых блоков с зацаннымдопуском на рассогласовании каналов, При этрм информация о неисправностях или рассогласовании каналовсвязи записывается в регистр 14,который при записи хотя бы однойнеисправности выставляет седьмой уро-.вень запроса прерывания в интерфейссвязи с ЭВМ для организации чтениярегистра 14 электронно-вычислительной машиной.Код адреса фигт 1) из одноканальной шины адреса интерфейса связи поступает на три группы элементов И2,1-2.3, которые размножают шинуадреса в три синхронные шины адреса по которым коды адресов синхронно поступают на: входы резервируемыхблоков 4,1-4.3,В режиме Вь 1 водкод данных ттзОдноканальной двунаправле чной шиныданных интерфекса связи, сагровождаемый сигналом "Вывод по пине управления интерфейса связи, паступа -ет на вход-выход формирователя 5,с выхода которого по Фронту сигнала"Вывод код данных приходит на входы шинных формирователей 6.1-6.3,которые размножают шику данных в трисинхронных канала шин данных. ПОфронту сигнага Вывод коды данныхпроходят синхронно через входы-выходы шинных Формирователей 6.1-6,3.на двунаправленные пины данных соответствующих качалов резервируемыхблоков 4,1-4,3, котарь 1 е выставляютСтИГНгЛ "ОтВЕт" На ВтсрЫХ ВЫХОдаХ,ЧтоЯВЛЯ тСЯ ЧаРИ .таКОМ ГОГО Что ь". Дьт41609 15 данных приняты. Сигналы Ответ поступают на входы элемента ИЛИ 10, с выхода которого обобщенный сигнал "Ответ поступает на четвертый вход формирователя 7 (фиг.2) . В этом случае работа формирователя 7 поясняется временной диаграммой (фиг.5), В формирователе сигнал "Ответ" поступает на вход элемента ИЛИ 20, с выхода которого сигнал поступает на К- входы триггеров 21 и 22, сбрасывая ,их прямые выходы в нуль. При этом на шине готовности интерфейса связи устанавливается сигнал Готов уровнем логической " 1". Точно также сигнал "Готов" устанавливается на шине готовности по сигналу "Сброс" шины управления интерфейса связи, приводящему Формирователь готовности в исходное состояние. Так как на выходе триггера 22 присутствует сигнал логического "О", индикатор 23 не светится.В режиме "Ввод" (Фиг.1) по шине управления из интерфейса связи ИК 1 выставляется сигнал "Ввод", поступающий на входы резервируемых блоков 4,1-4.3, которые синхронно выставляют коды данных на входах-выходах по фронту сигнала Ввод Коды данных поступают на входы-выходы шинных формирователей 6. 1 6.3. По Фронту сигнала "Ввод" коды данных проходят на выход шинных формирователей 6,1-6.3 и на вход мажоритарного элемента 8, объединяющего три синхронных канала кодов данных в один по принципу "два из трех" и передающего на группу входов элемента ИЛИ 16. С группы выходов элемента ИЛИ 16 код данных приходит на вход шинчого Формирователя 5 и по фронту сигнала "Ввод" поступает на шину данных интерфейса связи. При выдаче кода данных из резервируемых блоков 4,1-4.3 на вторых выходах указанных блоков выставляется сигнал Ответ", подтверждающий достоверность данных и устанавливающий,как описывалось выше, сигнал Готов" на шине готовности интерфейса связи,При отсутствии сигналов Ответ на вторых выходах резервируемых блоков 4. 1-4.3 работа Формирователя 7 поясняется временной диаграммой (фиг,4), При наличии признаков обращения к резервируемым блокам 4.1 -4.3 по интерфейсу связи в четвертомили шестом разряде шины данных присутствует сигнал уровня логической"1", поступающий на первый или второй вход элемента ИЛИ 17 (фиг.2), свыхода которого сигнал логического"О" поступает на первый вход эле мента И 18. При наличии сигнала"Синхро Ф 1" уровнем логическогоО в шине управленчя интерфейсасвязи на втором входе элемента И 18сигнал логической "1" гроходит. навход элемента 19 и 8-вход триггера21. На инверсном выходе триггера 21и шине готовности устройства устанавливается сигнал Не готов низким уровнем., Одновременно на прямом выходе триггера 21 устанавливается сигнал высокого уровня, поступающий на В-вход триггера 22 черезэлемент 25 задержки. Элемент 19 задержки по фронту сигнала на входезапускается и через 5,0 мкс на выходе элемента 19 задержки появляетсяФронт сигнала, который с выхода поступит на С-входы триггеров 21 и 22.По фронту сигнала в триггер 21 запишется логический "0 и на инверсном выходе триггера 21 и на шине готовности устройства устанавливаетсясигнал "Готов" высокого уровня. Навыходе триггера 22 при этом появляется логическая "1" и светится индикатор 23, сигнализирующий об отсутствии сигналов Ответ от резервируемых блоков 4.1-4.3. Сигналы запросов прерываний с выходов резерви-,руемых блоков 4,1-4,3 (Фиг.1) синхронно поступают на входы мажоритар-ного элемента 12, с выхода которогосигналы запросов прерывания поступают на шину запросов прерыванияинтерфейса связи,При наличии неисправностей иливременных рассогласований междувыходными сигналами мажоритарно-резервируемых блоков 4. 1-4.3 устройство работает следующим образом,Коды дачных, приходящих с выходовшинных формирователей 6.1-6.3 навходы мажоритарного элемента 8, поступают также на первый, второй итретий входы блока 9, а на четвертыйвход блока 9 приходит мажоритарныйкод данных. В блоке 9 происходитсравнение кодов данных каждого изшинных формирователей 6. 1-6.3 с мажоритированным кодом данных с выхо 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5510 15 20 25 30 35 40 50 да мажоритарного элемента 8. При наличии временного рассогласования между кодами данных на выходах шинных формирователей 6,1-6.3 и мажо-. ритированными сигналами неисправности выдаются с выхода блока 9 на установочный вход регистра 14 неисправностей.Аналогично происходит анализ синхронности и исправности каналов мажоритарно-резервированных блоков11 цпо сигналам Ответ и запросам прерывания. Анализ сигналов "Ответ" производится в блоке 11, сигналов запросов прерывания в блоке 13. С выходов блоков 11 и 13 сигналы неисправностей поступают в другие установочные входы регистра 14 неисправностей соответственно.Запись неисправностей в регистр 14 производится по фронту сигнала, Поступающего на тактовый вход регистра 14 неисправностей с выхода элеМента 15 задержки, Элемент 15 заПускается сигналом "Ответ", посту 1 ающим на его вход, и задерживает момент записи неисправностей в регистр 14 на время, равное периоду сннхрочастоты 12, для исключения Записи незначительных рассогласований между сигналами, определяемыми различием параметров цифровых микросхем. При записи хотя бы одной неисправности в регистр 14 по фронту сигнала записи регистр неисправности выставляет запрос прерывания на втором выходе. С второго выхода регистра 14 запрос прерывания. постуает на шину седьмого уровня запроов прерывания элементов 1 коммутации (интерфейса связи).При обращении к регистру 14 неисправностеи со стороны элементов 1 коммутации (интерфейса связи) на шине адреса находится код адреса регистра 14. Код адреса поступает на вход дешифратора 3. При,наличии кода РР, на входе дешифратора 3 и сигнала "Ввод" на синхровходе дешифратора 3 на его выходе появляется сигнал Ч 1,РЕГ.НЕИСПР, приходящий на пятый вход регистра 14 неисправностей, с выхода которого байт неисправностей поступает на группу 16 элементов ИЛИ, С выхода группы 16 элементов ИЛИ байт нЕиспраВностей поступает на вход шинного формирователя 5 и по сигналу "Ввод",байт неисправностей лередается с входа/выхода шинного формирователя 5 в шину данных элементов 1 коммутации (интерфейса связи ИК). При этом сигнал "Ответ" вырабатывается формирователем готовности (фиг.2) через 5,0 мкс после прихода Фронта сигнала "Ввод",Невыявление неисправностей при проверке резервируемых блоков 4,1 4,3 может быть результатом неисправности самого устройства, т.е, невыполнения им своих основных функций. Для осуществления самоконтроля устройства в его состав введены элементы 1. 1-1.3 коммутации, которые позволяют производить блокировку каналов, имитируя тем самым неисправность одного из резервируемых блоков 4.1-4.3. При этом замыканием, одного из элементов 1.1-1,3 коммутации блокируется выдача кодов адреса с выходов одного из элементов И 2. 1-2,3 на вход одного из резервируемых блоков 4.1-4,3, При этом выходные сигналы будут поступать из двух резервируемых блоков в устройство. Информация о неисправности одного канала будет поступать в регистр 14 неисправности и, далее в интерфейс связи. Блоки 9, 11 и 13 содержат по триэлемента 24 сравнения (фиг.3) . Навходы А элементов 24 сравнения поступают мажоритированные или обобщенные сигналы. На входы В элементов 24сравнения приходят сигналы соответствующих каналов с первого, второго и третьего входов данного блока,Производится сравнение сигналовна.входах А и В и при несовпадениисигналов на входах, на выходах элементов 24 сравнения появляются сигналы неисправностей, которые собираются в шины неисправностей блоков 9,11 и 13 (фиг.1). Шины неисправностей блоков соециняются с соответствующими установочными входами регистра 14 неисправностей,Использование изобретения позволит производить проверку функционирования высоконадежных трехканальных мажоритарно-резервированныхблоков, используя для этой цели од"ну ЭВМ, работающую в интерфейсеИК 1. Наличие в устройствепрограммно-доступного для чтения регистранеисправностей позволяет с помощьюЗБХ получать информацию о неисправностях проверяемых мажоритарно-резервированных блоков. Наличие в устройстве Формирователя готовности по-.5зволяет во время проверки мажоритарно-резервированных блоков исключить переход ЭВМ в режим бесконечного ожидания сигнала "Готов". Наличие в устройстве блокировок каналов позволя ет проконтролировать само устройство. Таким образом, использование изобретения позволит проводить полную и автоматическую проверку мажоритарно-резервированных блоков. 15Формула изобретения1. Мажоритарно-резервированноеустройство с контролем резервируемых блоков, содержащее первую группуэлементов И, дешифратор, элементИЛИ, группу элементов ИЛИ и первыймажоритарный элемент, первая,.вторая и третья группы входов, первый,второй и третий входы соединены сгруппами выходов первого, второгои .третьего резервируемых блоков,синхровходы которых объединены, группа выходов элементов И первой группы подключена к группе входов первого резервируемого блока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюполноты контроля и расширения Функциональных возможностей устройстваза счет обеспечения воэможности режима самоконтроля, оно содержит первый, второй и третий элементы коммутации, вторую и третью группы элементов И, первый, второй, третий40и четвертый шинные формирователи,второй мажоритарный элемент, блокконтроля синхронности выходных данных, блок контроля синхронности сигналов Ответ", блок контроля синхронности запросов прерывания, элементзадержки, регистр неисправностей иформирователь сигнала готовности кработе с ЭВМ, группа входов элементов всех групп И и группа входов де. - 50шифратора соединены с шиной адресаустройства, первая-третья группывходов блока контроля синхронностипрерывания запросов соединены сгруппами выходов первого, третьегорезервируемых блоков соответственно, вторые входы элементов всехгрупп И подключены к выходам соот ветствующих элементов коммутации,входы которых соединены с общей шиной, выходы элементов И второй итретьей групп подключены к входамсоответственно второго и третьегорезервируемых блоков, группы входов-выходов первого-третьего резервируемых блоков соединены с группами входов-выходов одноименных шинных формирователей, группы выходовкоторых подключены соответственнок первой, второй и третьей группамвходов блока контроля синхроннОстивыходных данных, выход которого соединен с первым установочным входомрегистра неисправностей, группа выходов которого подключена к г ервойгруппе входов элементов ИЛИ группы, вторая группа входов которогосоединена с группой выходов второго мажоритарного элемента и четвертой группой входов блока контролясинхронности выходных данных, группа выходов элементов ИЛИ группыподключена к группе входов четвертого шинного формирователя, группавходов-выходов которого соединена сшиной данных устройства, два разряда которой подключены к первому ивторому входам формирователя сигнала готовности к работе с ЗВМ,группа выходов четвертого шинного формирователя соединена с группами входов первого, второго и третьего шинных формирователей, четвертая группа вхо дов блока контроля синхронности запросов прерывания подключена к группе выходов мажоритарного элемента и к шине запросов прерывания устройства, синхровходы резервируемых блоков соединены с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого шинных формирователей, третьим входом формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ управляющим входом дешифратора и с шиной управления, выход дешифратора подключен к входу управления чтением регистра неисправностей, второй и третий установочные входы которо.го соединены с выходом блока контро 11 ля синхронности сигналов Ответ и с выходом блока контроля синхронности запросов прерывания, первый, второй и третий входы блока контро 11 н ля синхронности сигналов Ответ соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ и с выходами одноименных резервируемых блоков, груп 1541609 2Рпы выходов первого-третьего шинных формирователей соединены с соответствующими группами входов второго мажоритарного элемента, выход формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ подключен к шине готов" ности устройства, выход регистра неисправностей соединен с шиной запросов прерываний устройства, четвертый вход формирователя сигнала готовности к работе с ЭВМ подключен к выходу элемента ИЛИ, входу элемента задержки и четвертому входу кон 1 И троля синхронности сигналов Ответ выход элемента задержки соединен с тактовым входрм регистра неисправностей.2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь сигнала готовности к работе с ЭВМ содержит первый и второй элементы ИЛИ, элемент И, одновибратор, элемент задержки, первый и второй триггеры и индикатор, первый и второй входы первого элемента ИЛИ подключены соответственно к первому ивторому входам формирователя, выход первого элемента ИЛИ соединен с5первым входом элемента И, второйвход которого подключен к первомувходу второго элемента ИЛИ и к третьему входу Формирователя, выход элемента И соединен с входом одновибратора и с входом первого триггера,Э-вход которого подключен к общейшине, С-вход соединен с выходом одновибратора и с С-входом второготриггера,а Р -вход подключен к К-входувторого триггера и к выходу второгоэлемента ИЛИ, 0-вход второго триггера соединен с выходом элемента задержки, вход которого подключен кпрямому выходу первого триггера,инверсный выход которого являетсявыходом формирователя, выход второготриггера подключен к входу индикатора, выход которого соединен с общей шиной, а второй выход второго25 элемента ИЛИ подключен к четвертому входу формирователя,. 5 Составитель В,МаксимовА,Козориз Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекма Редак 11 11роизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород,ага Ши 807 Заказ 28ВНИИПИ Госуда Тираж 568 Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5