NO176378B - Fremgangsmåte og apparat til generering av et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et apparat til å generere et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter, hvilket resulterer i at en gruppe av tre like enheter avgir under hver databehandlingstidsperiode kon-gruente binære tilstander, og at enhetene via en flerhet av utgrupper overfører et innbyrdes likt dataord omfattende en flerhet av binære biter.

Et reklameslagord for databehandlingssystemer som omfatter i det minste tre like databehandlingsenheter, frem-holder at det å bringe slike overflødige systemer i drift finner sted på samme måte som med systemer som ikke omfatter overflødighet: man forbinder inn/ut-styreterminal-er til den prosess som skal styres, slå på kraftforsyn-ingen og skaffer automatisk en parallell-synkron drift, idet fordelene ved denne driftstype er av ekstrem høy pålitelighet, feiltoleranse og feilanalyse ved hjelp av rnajoritetsutvelgelse.

Imidlertid har erfaring vist at den ovenfor omtalte vanlige oppstarting ved hjelp av en generell innkobling av driftsspenning, det vil si en kald start, ofte ikke lyk-kes i forbindelse med systemer med redundans.

I henhold til oppfinnelsen har man tatt hensyn til forskjellige forutsetninger, som muliggjør parallell-synkron drift av tre like databehandlingsenheter når alle beting-elser er oppfylt. En første betingelse går ut på at hver databehandlingsenhet er funksjonsdyktig, det vil si er i stand til å utføre korrekt databehandling. Funksjonsdyktighet blir vanligvis kontrollert ved hjelp av et test-program som benyttes for hver enkel databehandlingsenhet. Man kan også oppnå en kontroll av funksjonsdyktighet dersom enheten blir kommandert til å behandle data samtidig som der benyttes en passende instruksjonssekvens. En annen betingelse går ut på at databehandlingsenhetene opererer med nøyaktig samme takt, noe som man oppnår f.eks. ved hjelp av en felles taktgenerator, og med res-ultater som går ut på at enhetene overfører synkront individuelt beregnede databiter og dataord som innbefatter en flerhet av biter, dersom den første betingelse er oppfylt.

Dersom den første og annen betingelse er oppfylt, går en tredje betingelse med hensyn til parallell-synkron drift ut på at enhetene utøver i parallell nøyaktig de samme programinstruksjoner under hver databehandlingstaktperiode. F.eks. i US patentskrift 4.099.241 er der beskrevet hvordan et prosessor-dualsystem startes for parallell-synkron drift, idet spesielle startinstruksjoner blir utpekt ved et startsignal i den riktige fase.

I henhold til oppfinnelsen vil startsignalet for parallell-synkron drift bare genereres dersom enhetene er i stand til, ved hjelp av tilfeldige oppstartninger, å utføre med systemets takt forskjellige dataprosesser som er innbyrdes forskjellige, noe som resulterer i at de innledningsvis nevnte utgrupper overfører forskjellige dataord under den samme taktperiode, det vil si den førs-te og annen betingelse er oppfylt. En ordforskjell som er bestemt ved sammenligning av operasjoner, blir deretter konvertert til startsignalet for parallell-synkron drift.

Ved et system med trippel-redundans, vil et ord som benyttes i forbindelse med generering av startsignalet måtte innbefatte i det minste to databiter, fordi det ellers ville være umulig å bestemme ordforskjellen under en taktperiode. Jo større antallet av biter man har pr. ord, jo større vil sannsynligheten være for rask generering av startsignalet.

Ved et redundans-system med databitbasert rnajoritetsselektering er det likeledes mulig for startsignalgenerering å bruke de binære tilstander som man oppnår under en flerhet av taktperioder fra en eneste gruppe av tre like utganger fra databehandlingsenhetene. Man registrerer tilstandsforskjeller, og disse blir bestemt ved sammenligning av operasjoner under en taktperiode ved to av de tre par av enhetsutganger i gruppen. Startsignalet blir generert dersom tilstandsforskjellen i alle tre par av gruppens utganger er blitt registrert under en flerhet av taktperioder.

Oppstarting av et system med trippel-redundans er mer pålitelig når startsignalet i henhold til oppfinnelsen blir benyttet, enn ved bruk av den ovenfor omtalte kald-systemstart. De karakteristiske trekk ved genereringen av dette signal ifølge oppfinnelsen, er definert i de ved-føyde patentkrav.

Den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i ytt-erligere detalj, idet der henvises til den eneste vedføy-de tegningsfigur, som anskueliggjør tre databehandlingsenheter 1 , som er forbundet med en startsignalgenerator 5 innbefattende et OG-element 9 og tre komparatorer 10.

Hver av de tre hovedsakelig like databehandlingsenheter 1 er forsynt med en kaldstartterminal 2, og ved mottagelse av et kaldstartsignal på denne terminal, er den istand til å utføre databehandling med en takt som er bestemt av en felles taktgenerator 3. Dessuten har enhetene startsignal innganger 4 forbundet med en felles startsignalgenerator 5 for generering av et startsignal for parallell-synkron drift av enhetene. Tegningen viser ikke de for-bindelser som forekommer mellom databehandlingsenhetene og utstyret, f.eks. telekommunikasjonsutstyret, som blir styrt ved hjelp av enhetene, enn si viser figuren de vanlige enhetsdeler, med hvilke parallell-synkrondrift oppnås ved hjelp av startsignalet. Under en databehandlingstaktperiode forekommer der trippel-redundans, dersom en gruppe av tre like enhetsutganger 6 antar en overensstemmende binærtilstand, eller dersom en flerhet (tegningen viser to) utgangsgrupper 7 overfører et overensstemmende dataord innbefattende en flerhet av databiter.

På grunn av tilfeldige oppstartninger av databehandlingsenhetene vil imidlertid innbyrdes forskjellige dataord bli sendt via utgruppene 7. Tilfeldige oppstartninger får man dersom terminalene 7 fra enhetene mottar kaldstart-signaler under forskjellige taktperioder og/eller dersom tilfeldige databehandlingsinstruksjoner blir pekt ut i parallell i enhetene.

Startsignalgeneratoren 5 som er forbundet med taktgenera-toren 3 for synkrondrift sammen med databehandlingsenhetene 1, og som har sin aktiviserende inngang 8 (i henhold til tegningen) forbundet med en av kaldstartterminalene 2, omfatter et OG-reagerende binærlogikkelement 9, hvis utganger er forbundet med tre komparatorer 10 innbefattende EKSKLUSIV ELLER-reagerende logikkelementer. Utgruppene 7 hos databehandlingsenhetene er forbundet med inn-gangene til komparatorene 10 for startsignalgeneratoren, slik at dataord som fremskaffes fra hver databehandlingsenhet, blir sammenlignet med to dataord som oppnås under den samme taktperiode fra de to andre enheter. OG-elementet 9 omformer en tilstand "alle databehandlingsenheter forskjellige" som er bestemt ved komparatorene, til et startsignal, og får sin utgang forbundet med den ikke-aktiviserte inngang 11 til startsignalgeneratoren og til startsignalinngangene 4 hos databehandlingsenhetene.

I praksis vil komparatorene 10 også bli benyttet for vanlig overvåkning av den parallell-synkrone drift av databehandlingsenhetene ved majoritetsselektering. I dette tilfelle vil startsignalet bare ikke-aktivisere nevnte OG-elementet 9.

I forbindelse med databehandlingssystemer med bitbasert overvåkning vil majoritetsselekterings-komparatorer bare være forbundet med en gruppe av like enhetsutganger 6. Fordi det er umulig, i forbindelse med bruken av enbit-komparatorer for både overvåkning og startsignalgenerering, å bestemme under den samme taktperiode den ifølge oppfinnelsen angitte tilstand "alle databehandlingsenheter forskjellige", vil tre monostabile ikke-tilbakestill-bare elementer 12 være anordnet mellom komparatorene 10 og nevnte OG-element 9 i dette tilfelle. Dersom to av de tre enbit-komparatorer finner binærtilstandsforskjell under en taktperiode, vil utgangene fra de to tilhørende monostabile elementer bli påvirket, idet den karakteristiske frigjøringstid eller -takt for disse elementer innbefatter en flerhet av databehandlingstaktperioder. Til-standen "alle databehandlingsenheter forskjellige" blir fremskaffet dersom det tredje monostabile element også blir påvirket før de to tidligere påvirkede monostabile elementer går tilbake til en ikke-påvirket tilstand. Startsignalgeneratoren 5 som er tilpasset den bitbaserte rnajoritetsselektering, er vist på tegningen ved hjelp av de stiplede forbindelseslinjer mellom utgruppen 6, komparatorer 10, monostabile elementer 12 og OG-elementet 9.

Claims (4)

1 . Fremgangsmåte for generering av et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter (1), idet enhetene under hver databehandlingstaktperiode fremskaffer en overføring av et innbyrdes likt dataord omfattende en flerhet av binære biter, via en flerhet av utgrupper (7) som hver innbefatter tre like enhetsutganger, karakterisert ved at enhetene blir påvirket, på grunn av tilfeldig oppstartninger, å utføre i parallell forskjellige databehandlinger, at et ord som avsendes fra hver enhet via nevnte utgrupper blir sammenlignet med de to ord som kommer samtidig fra de to andre enheter, og at startsignalet genereres på basis av tre ordforskjeller som er bestemt ved nevnte sammenligning under den samme taktperiode.

2. Apparat for generering, i henhold til patentkrav 1, et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter (1), idet der ved enhetene under hver databehandlingstaktperiode fremskaffes en overføring av et innbyrdes likt dataord omfattende en flerhet av binære biter, via en flerhet av utgrupper (7) som hver innbefatter tre like enhetsutganger, karakterisert ved tre starttérminaler (2) som hver er forbundet med en av databehandlingsenhetene for å bevirke at enhetene på grunn av tilfeldige oppstartninger utfører i parallell forskjellig databehandling ved hjelp av tre ordkomparatorer (10), som omfatter EKSKLUSIV ELLER-reagerende binære logikkelementer, og at hver er forbundet via nevnte utgrupper (7) til to av enhetene, og et OG-reagerende binært logikkelement (9) hvis innganger er forbundet med utgangene fra ordkomparatorene, og hvis utganger er forbundet med startsignalinngangene (4) for enhetene.

3. Fremgangsmåte for generering av et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter (1), idet man fremskaffer en gruppe av tre like enhetsutganger (6) som under hver databehand-lings taktperiode antar en overensstemende binærtilstand, karakterisert ved at enhetene blir be-virket til, på grunn av tilfeldige oppstartninger, å utføre i parallell forskjellig databehandling, at den binære tilstand som oppnås på hver av utgangene som har tilknytning til nevnte gruppe, blir sammenlignet med de to tilstander som oppnås under den samme taktperiode på de andre to utganger av gruppen, ved at tilstandsfor-skjellene blir registrert, idet disse forskjeller blir bestemt ved hjelp av nevnte sammenligninger i to av de tre par av enhetsutganger som har tilknytning til gruppen, og at startsignalet blir generert dersom nevnte for-skjell ved alle tre par av utganger av gruppen er blitt registrert under en flerhet av taktperioder.

4. Apparat for generering, i henhold til patentkrav 3, et startsignal for parallell-synkron drift av tre hovedsakelig like databehandlingsenheter (1), idet der fremskaffes en gruppe av tre identiske enhetsutganger (6) som antar en overensstemmende binærtilstand under hver databehandlingstaktperiode, karakterisert ved at tre startterminaler (2) hver er forbundet med en av databehandlingsenhetene for å bevirke at enhetene på grunn av tilfeldige oppstartninger utfører i parallell forskjellig databehandling ved hjelp av trebit-komparatorer (10) som omfatter EKSKLUSIV ELLER-reagerende binære logikkelementer, og av hvilke hver er forbundet via nevnte utgangsgruppe (6) til to av enhetene, ved hjelp av tre monostabile ikke-tilba-kestillbare elementer (12) som hver er forbundet med en av komparatorene (10), idet den karakteristiske frigjør-ingstakt for nevnte elementer innbefatter en flerhet av taktperioder, og ved et OG-reagerende binært logikkele ment (9) hvis utganger er forbundet med utgangene fra de monostabile elementer (12) og hvis utgang er forbundet med startsignalinngangene (4) for enhetene.