RU1833876C - Устройство дл мажоритарного выбора сигналов - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит: 3 канала (1), 1 мажоритарный элемент 10, 3 входа (11, 12, 13), 1 выход (14). Каждый канал содержит: 1 резервируемый блок (2), 4 элемента И (8, 9, 5, 6), 1 реверсивный счетчик (3), 1 элемент НЕ (4), 1 элемент ИЛИ (7). 13-2-8 3-3-5-7-10-14, 13-9-3-4-6-7, 13-8,2-9,2-6, 12-3, И-3. 1 ил.

Description

оо со

CJ 00

VI о

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежных резервированных систем.

Сущность изобретени  заключаетс  в повышении надежности устройства за счет исключени  неправильного функционировани  устройства при отказе одновременно двух резервируемых блоков, снижении объема оборудовани , повышени  уровн  помехозащищенности .

Можно предположить, что за определенный интервал времени резервируемый блок выдает информацию, в которой общее число нулевых и единичных сигналов одинаковое . Тогда, критерием отказа может служить превышение в последовательности определенного числа нулевых (единичных), сигналов или ситуаци  типа посто нный О (посто нна  1).

Предлагаетс  в счетчик и в начальный момент времени записывать число п/2, где п 2К (К - разр дность счетчика) и подсчитывать общее число единичных и нулевых сигналов, выдаваемых резервируемым блоком . Если блок работает нормально, то за определенный интервал времени в нем будет записано число приблизительно равное п/2, если же. блок откажет, то он переполнитс  либо в сторону увеличени  либо в сторону уменьшени  и выдает сигнал отказа соответствующего резервируемого блока.

Необходимо отметить, что такой принцип обнаружени  отказа более эффективен и с точки зрени  помехозащищенности, так как люба  помеха на выходе резервируемого блока не приводит к сбросу счетчика; :а лишь увеличивает его содержимое на единицу .

На чертеже приведена функциональна  схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  мажоритарного выбора сигнала (фиг.1) содержит 3 канала 1.1-1.3 и в каждом К-ом канале, резервируемый блок 2.К, реверсивный счетчик З.К, элемент НЕД.К, четвертый 5.К и второй 6.К элементы И, элемент ИЛ И.7.К, первый 8.К и третий 9.К элементы И, кроме того содержит мажоритарный элемент 10, информационный вход 11, вход синхронизации загрузки кода числа в счетчик 12, синхронизируиющий вход 13, информационный выход устройства 14.

Канал 1.К(К- 1, 2, 3), предназначен дл  анализа правильности функционировани  резервируемого блока и выдачи на вход мажоритарного элемента 10 сигнала исправности нулевого сигнала, или единичного в случае отказа канала.

Резервируемый блок 2.К, в канале 1.К, представл ет собой цифровое устройство,

предназначенное дл  обработки информации и выдачи результата обработки в виде двоичного кода. При нормальном функционировании резервируемых блоков 1,1-1.3 двоична  информаци  на их выходах должна быть идентичной. Работа блоков синхронизирована импульсами со входа 9.

Счетчик З.К, в каждом 1.К (К . 1,2,3), фиксирует неисправность резервируемого блока типа логический 0 или логическа  1 путем переполнени  счетчика З.К и его остановки с выдачей единичного сигнала на выходе . По сигналу, поступающему с входа 12, в счетчик З.К загружаетс  код числа п/2 с 5 выхода 11, где n-максимальное число которое может быть записано в счетчик З.К.

Элемент НЕ 4.К, в К-ом канале, управл - . ет работой элемента И6.К, который пропускает или не пропускает информационные 0 сигналы с выхода резервируемого блока 2.К на вход элемента ИЛИ7.К.

Элемент И5.К, в канале.1.К формирует единичный сигнал на выходе в случае отказа резервируемого блока.2.К, в К-ом канале, и 5 резервируемого блока 2п в другом канале (), причем вследствие попарного соединени  выходов счетчиков 3.1-3.3 и входов элементов И5.1-5.3 единичный сигнал, при отказе двух резервируемых блоков 2.1-2.3 0 по вл етс  только на одном из трех выходов элементов И5.1-5,3,.

Элемент ИЛИ7.К, в канале 1 .К пропускает на вход мажоритарного блока 8 либо правильный сигнал с выхода резервируемого 5 блока 2,К, либо сигнал с выхода элемента И5.К.

Элемент И8.К, в канал.е 1 .К обеспечивает прибавление единицы к содержимому счетчика З.К по заднему фронту синхросиг- 0 нала при отказе резервируемого блока типа лог 1.

Элемент И9.К, в канале 2.К, обеспечивает вычитание единицы из содержимого счетчика З.К по заднему фронту синхросигнала 5 при отказе резервируемого блока 2.К типа лог 0.

Элемент мажоритарного контрол  10 реализует функцию

Y XiX2 + X2X3 + Xi Хз,

0 где XL Хг, Хз - сигналы, поступающие на вход мажоритарного элемента с выходов элементов ИЛИ 7.1-7,3.

Устройство работает следующим образом , В исходном состо нии резервируемые 5 блоки 2,1-2,3 отключены и на их выходы двоична  информаци  не поступает. Счетчики 3.1-3,2 обнулены, на их выходах установлены нулевые сигналы, следовательно элементы И5.1-5.3 закрыты, а элементы И6.1-6,3 открыты дл  пропуска информации

с выходов резервируемых блоков 2.1-2,3. На информационные входы счетчиков 3.1- 3.3 поступает код числа п/2 с входа 11, где п - максимальное число, которое может быть загружено в данном счетчике. Крите- рием правильной работы резервируемого блока 2.К, в каждом канале  вл етс  то, что двоичной последовательности сигналов веро тность , за определенный интервал времени по влени  нулевого или единичного сигнала равны (Р( 0) Р(1) 0,5). Порог п/2 определ етс  из максимально возможного превышени  числа единичных (нулевых) сигналов над числом нулевым (единичных) сигналов. Превышение этого числа в любом из резервируемых блоков свидетельствует об его отказе.

Следовательно, при возникновении от.: каза резервируемого блока 2. К типа лог0 элементов И 8.К закрываетс , а элемент 14 9. К благодар  инвертированию сигнала на первом инверсном входе открываетс  и пропускает синхронизирующие сигналы на соответствующий вход счетчика З.К. Единичный сигнал на выходе счетчика 3. К по-  вл етс  в результате вычитани  числа п/2 из его содержимого. При отказе резервируемого блока типа лог 1 элемент И9.К закрываетс , а элемент И8 открываетс  и синхронизирующие сигналы поступают на суммирующий вход счетчика З.К. По вление единичного сигнала на выходе счетчика З.К происходит при прибавлении к числу п/2 такой же величины, п/2 - число сигналов, при котором последовательность на выходе резервируемого блока 2.К, в К-ом канале, состо щую из одних нулевых или единичных сигналов следует считать отказом типа лог, 0 или лог. 1. По разрешающему сигналу на входе 12 код числа п/2 загружаетс  в счетчики 3.1-3.3, а по синхронизирующему сигналу на входе 13, на выходах резервируемых блоков 2.1-2.3 по вл етс  последовательность сигналов, котора  при исправности резервируемых блоков, идентична  дл  всех резервируемых блоков 2.1-2.3.

При исправной работе всех резервируемых блоков 2.1-2,3 на их выходах выдаетс  одинакова  информаци , в виде последовательности двоичных сигналов. Рассмотрим устройства на примере К-ro канала (,3). На выходе счетчика З.К единичный сигнал отсутствует, что свидетельствует об исправности резервируемого блока 2.К. Элемент И5.К закрыт, а элемент И6.К открыт единичным сигналом с выхода инвертора 4.К. В этом случае сигналы с выхода резервируемого блока 2.К. через элемент

И6.К и элемент ИЛИ7.К поступают на вход мажоритарного элемента 10.

При отказе типа пог.$ или лог. 1 счетчик З.К переполн етс  и на его выходе по в- л етс  единичный сигнал, который останавливает счетчик З.К, открывает-элемент И5.К и через инвертор 4.К закрывает элемент 146.К. По вление единичного оигна- ла на выходе счетчика З.К свидетельствует о неисправности резервируемого блока 2.К, при этом на вход мажоритарного элемента 10с выхода элемента ИЛИ7.К поступает нулевой сигнал, т.к. элемент И6.К закрыт и не пропускает сигналы с выхода резервируемого блока 2.К. На выходе 14 мажоритарного блока 8 будет правильный сигнал, который будет определ тьс  сигналами с выходов двух оставшихс  исправных резервируемых блоков.

При отказе второго блока, предположим неисправные блоки 2.1 и 2.2, единичные сигналы по в тс  на выходах счетчиков 3.1 и 3.2 и зафиксируютс  путем остановки соответствующих счетчиков. Т.к. выходы счетчиков 3.1-3.3 соединены с входами элементов И5.1-5.3 попарно, т.е. (1,2), (2,3), (1,3), то на одном из выходов элементов И5.1-5.3 установитс  единичный сигнал, а на втором нулевой сигнал.

Дл  рассматриваемого случа  на выходе элемента И5.1 будет единичный сигнал: а на выходе элемента И5.2 нулевой сигнал. Единичный сигнал на выходах счетчиков 3.1 и 3.2 закрывает соответствующие элементы И6.1 и 6.2 в каждом из каналов 1.1 и 1.2, и на выходах элементов 146.1 и 6,2 будут нулевые сигналы. С выхода элемента ИЛИ7.1 на первый вход мажоритарного элемента 10 поступит единичный сигнал, с выхода элемента ИЛИ7.2 на второй вход мажоритарного элемента 10 поступит нулевой сигнал, а на вход мажоритарного элемента 10 .с выхода элемента ИЛИ7.3 будет передан правильный сигнал, определ емый оставшимс  исправным резервируемым блоком 2,3. Следовательно, единичный и нулевой сигналы на первом и втором входах мажоритарного блока компенсируют друг друга и на выходе 14 будет присутствовать правильный сигнал.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  мажоритарного выбора сигналов, содержащее мажоритарный элемент и в каждом из трех каналов резервируемый блок, реверсивный счетчик, элемент НЕ, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, выход резервируемого блока соединен с первыми-входами первого и второго элементов И, выход элемента НЕ соединен

   с вторым входом второго элемента И, св занного выходом с первым входом элемента ИЛИ, а выход мажоритарного элемента  вл етс  выходом устройства, отличающеес  тем, что о каждый канал устройства введены третий и четвертый элементы И, причем в каждом канале синхронизирующий вход устройства подключен к одноименному входу резервируемого блока, к пр мому входу третьего и к второму входу первого элементов И, вход синхронизации загрузки кода числа устройства подключен к С-входу реверсивного счетчика, а информационный вход устройства - к 0-входу реверсивного счетчика, выход резервйруе0

   5

   мого блока соединен с инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход первого элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход переполнени  которого соединен с собственным входом, входом элемента НЕ и первым входом четвертого элемента И данного канала и с вторым входом первого элемента И одного из других каналов, второй вход элемента ИЛИ каждого канала соединен с выходом четвертого элемента И данного канала, а выход - с соответствующим входом мажоритарного элемента.