RU193697U1 - Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата - Google Patents
Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU193697U1 RU193697U1 RU2019125222U RU2019125222U RU193697U1 RU 193697 U1 RU193697 U1 RU 193697U1 RU 2019125222 U RU2019125222 U RU 2019125222U RU 2019125222 U RU2019125222 U RU 2019125222U RU 193697 U1 RU193697 U1 RU 193697U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- outputs
- directional
- reserve
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B9/00—Safety arrangements
- G05B9/02—Safety arrangements electric
- G05B9/03—Safety arrangements electric with multiple-channel loop, i.e. redundant control systems
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/202—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/202—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant
- G06F11/2023—Failover techniques
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/202—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant
- G06F11/2023—Failover techniques
- G06F11/2028—Failover techniques eliminating a faulty processor or activating a spare
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/202—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant
- G06F11/2023—Failover techniques
- G06F11/2033—Failover techniques switching over of hardware resources
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
- G06F11/202—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant
- G06F11/2038—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements where processing functionality is redundant with a single idle spare processing component
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата, содержащий два идентичных канала обработки информации - основной и резервный, в каждом из которых имеется источник вторичного питания, выход которого соединен с первым входом схемы вторичного питания, выход системного генератора подключен к первому входу процессора, второй вход которого соединен с выходом схемы начальной установки, в каждый канал введен контроллер периферии, первый вход которого соединен с выходом системного генератора, второй вход - с выходом схемы начальной установки, третий вход - с третьим входом процессора, четвертый вход - с двунаправленной шиной прием/передача внешних сигналов, пятый вход - с двунаправленной шиной функционального контроля, дополнительно включен модуль формирования сигналов управления резервом, содержащий три устройства управления резервом, входы которых подключены к двунаправленной шине функционального контроля, первые выходы - к двунаправленной шине управления питанием, соединенной со вторыми входами схемы вторичного питания каждого канала, вторые выходы устройств управления резервом и двунаправленная шина прием/передача внешних сигналов являются выходами резервированного контроллера. 1 ил.
Description
Заявленное техническое решение относится к вычислительной технике, и может быть использовано в изделиях специального назначения, где требуется высокая отказоустойчивость, устойчивость к сбоям и низкое энергопотребление, особенно в системах управления электропитанием космических аппаратов.
Известна резервированная многоканальная вычислительная система (патент РФ №177070, БИПМ №4, опубл. 07.02.2018), которая содержит: три идентичных канала, связанные с системой управления режимом и питанием каналов. Каждый из указанных каналов включает схему начальной установки, системный генератор, процессор, элемент ИЛИ, импульсный генератор, временной анализатор исправности, устройство аварийного запуска, инвертор, коммутаторы, устройство памяти. Недостатком данной вычислительной системы является ее большая избыточность, возникающая из-за использования трех резервных каналов управления, что приводит к снижению надежности, ухудшению массогабаритных и энергетических показателей системы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является самодиагностируемая бортовая вычислительная система (патент РФ №2657166, БИПМ №16, опубл. 08.06.2018), содержащая основную систему и аналогичную резервную систему, которые имеют два идентичных канала основной и резервный, содержащие схему подключения вторичного питания и устройство резервирования.
К недостаткам данной системы относится неоптимальный выбор способа резервирования применительно к решению задач, связанных с управлением и сбором телеметрической информации в системах электропитания космического аппарата (так как прототип включает в себя две системы, каждая из которых содержит основной и резервный канал обработки информации), что ведет к ухудшению энергетических и массогабаритных характеристик системы. Кроме того, такая система требует наличия дополнительного устройства для сопряжения с трехканальными исполнительными устройствами.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение устойчивости к сбоям, улучшение массогабаритных и энергетических характеристик контроллера. Результат достигается путем оптимального выбора схемы резервирования так, как каждый канал обработки информации, в отличие от прототипа, содержит только один процессор, при этом в каждый момент времени работает лишь один вычислительный канал. Непрерывность управления обеспечивается периодическим обменом данными между основным и резервным каналами обработки информации через модуль формирования сигналов управления резервом и фиксацией состояния выходов устройств управления резервом. Состояние выходов, используемых для управления резервированными системами, поддерживается стабильным на интервале переключения канала за счет модуля формирования сигналов управления резервом, работающего в горячем резерве.
Функционирование предлагаемой полезной модели поясняется структурной схемой, приведенной на фиг.
Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата, содержащий два идентичных канала обработки информации - основной 1 и резервный 2, в каждом из которых имеется источник вторичного питания 3, выход которого соединен с первым входом схемы вторичного питания 4, выход системного генератора 5 подключен к первому входу процессора 6, второй вход которого соединен с выходом схемы начальной установки 7, в каждый канал введен контроллер периферии 8, первый вход которого соединен с выходом системного генератора 5, второй вход - с выходом схемы начальной установки 7, третий вход - с третьим входом процессора 6, четвертый вход - с двунаправленной шиной прием/передача внешних сигналов 9, пятый вход - с двунаправленной шиной функционального контроля 10, дополнительно включен модуль формирования сигналов управления резервом 11, содержащий три устройства управления резервом 12, 13, 14, входы которых подключены к двунаправленной шине функционального контроля 10, первые выходы - к двунаправленной шине управления питанием 15, соединенной со вторыми входами схемы вторичного питания 4 каждого канала, вторые выходы устройств управления резервом 12, 13, 14 и двунаправленная шина прием/передача внешних сигналов 9 являются выходами резервированного контроллера.
Устройство работает следующим образом.
После включения питания контроллера происходит включение источника вторичного питания 3 каналов 1 и 2, после чего питание подается на канал обработки информации 1 при помощи схемы вторичного питания 4. Системный генератор 5 обеспечивает подачу импульсов синхронизации на все элементы, входящие в канал обработки информации через входы 1 и 2 процессора 6 и контроллера периферии 8. Схема начальной установки 7 производит сброс и начальную установку процессора 6 и контроллера периферии 8. Процессор 6 начинает исполнение заложенной программы. Обмен данными процессора с внешними устройствами производится через контроллер периферии 8. Обмен данными с нерезервированными устройствами производится через шину приема/передачи внешних сигналов 9, формируемую контроллером периферии 8. Для контроля исправности канала и обмена данными с резервированными устройствами применяется модуль формирования сигналов управления резервом 11, включающий в себя три устройства управления резервом 12, 13, 14. Связь между контроллером периферии 8 и устройствами управления резервом 12, 13, 14 осуществляется при помощи двунаправленной шины функционального контроля 10. В процессе выполнения программы процессор 6 выполняет критические подпрограммы дважды. Результат каждого выполнения подпрограммы записывается в устройства управления резервом 12, 13, 14. При несовпадении результатов первого и второго выполнения подпрограммы модуль формирования сигналов управления резервом 11 выставляет на шине функционального контроля 10 сигнал о необходимости выполнить подпрограмму еще раз. При несовпадении результата третьего выполнения подпрограммы ни с первым, ни со вторым модуль формирования сигналов управления резервом 11 формирует на шине управления питанием 15 сигнал отключения канала обработки информации 1 и включения канала обработки информации 2. При этом включение резервного канала происходит за максимально короткое время, а резервный канал хранит все важные данные благодаря периодическому обмену между каналами.
Также через модуль формирования сигналов управления резервом 11 осуществляется взаимодействие с внешними резервированными устройствами.
При помощи шины управления питанием 15 модуль формирования сигналов управления резервом 11, осуществляет контроль нахождения питания каналов обработки информации в допустимых пределах. При выходе за эти пределы производится отключение активного канала обработки информации и включение другого канала.
Claims (1)
- Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата, содержащий два идентичных канала обработки информации - основной и резервный, в каждом из которых имеется источник вторичного питания, выход которого соединен с первым входом схемы вторичного питания, выход системного генератора подключен к первому входу процессора, второй вход которого соединен с выходом схемы начальной установки, отличающийся тем, что в каждый канал введен контроллер периферии, первый вход которого соединен с выходом системного генератора, второй вход - с выходом схемы начальной установки, третий вход - с третьим входом процессора, четвертый вход - с двунаправленной шиной прием/передача внешних сигналов, пятый вход - с двунаправленной шиной функционального контроля, дополнительно включен модуль формирования сигналов управления резервом, содержащий три устройства управления резервом, входы которых подключены к двунаправленной шине функционального контроля, первые выходы - к двунаправленной шине управления питанием, соединенной со вторыми входами схемы вторичного питания каждого канала, вторые выходы устройств управления резервом и двунаправленная шина прием/передача внешних сигналов являются выходами резервированного контроллера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125222U RU193697U1 (ru) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019125222U RU193697U1 (ru) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU193697U1 true RU193697U1 (ru) | 2019-11-11 |
Family
ID=68580144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019125222U RU193697U1 (ru) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU193697U1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008805A (en) * | 1989-08-03 | 1991-04-16 | International Business Machines Corporation | Real time, fail safe process control system and method |
| US20130079902A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Jeffry K. Kamenetz | Multi-channel control switchover logic |
| RU2527191C1 (ru) * | 2013-09-02 | 2014-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Резервированная многоканальная вычислительная система |
| RU177070U1 (ru) * | 2017-06-28 | 2018-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Резервированная многоканальная вычислительная система |
| RU2657166C1 (ru) * | 2017-04-17 | 2018-06-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Самодиагностируемая бортовая вычислительная система с резервированием замещением |
-
2019
- 2019-08-07 RU RU2019125222U patent/RU193697U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5008805A (en) * | 1989-08-03 | 1991-04-16 | International Business Machines Corporation | Real time, fail safe process control system and method |
| US20130079902A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Jeffry K. Kamenetz | Multi-channel control switchover logic |
| RU2527191C1 (ru) * | 2013-09-02 | 2014-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Резервированная многоканальная вычислительная система |
| RU2657166C1 (ru) * | 2017-04-17 | 2018-06-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Самодиагностируемая бортовая вычислительная система с резервированием замещением |
| RU177070U1 (ru) * | 2017-06-28 | 2018-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | Резервированная многоканальная вычислительная система |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110002005B (zh) | 一种可重构的微纳卫星系统架构及卫星系统重构方法 | |
| CN111033437A (zh) | 多芯片集成功率管理解决方案 | |
| CN109885526B (zh) | 一种基于OpenVPX总线的信息处理平台 | |
| CN104182304A (zh) | 通用多模冗余皮/纳卫星星载计算机系统 | |
| WO2019076036A1 (zh) | 一种基于冗余以太网的安全计算机系统 | |
| RU2527191C1 (ru) | Резервированная многоканальная вычислительная система | |
| CN112199320B (zh) | 多通道可重构信号处理装置 | |
| CN103850802A (zh) | 基于时间触发协议ttp/c总线的电子控制器及fadec系统 | |
| CN210129215U (zh) | 一种双余度机电管理计算机架构 | |
| CN111142444A (zh) | 基于dsp和cpld的三冗余运载火箭时序控制器 | |
| CN111796507A (zh) | 一种箭载全冗余综合电子系统 | |
| RU2439674C1 (ru) | Способ формирования отказоустойчивой вычислительной системы и отказоустойчивая вычислительная система | |
| RU193697U1 (ru) | Резервированный контроллер для систем электропитания космического аппарата | |
| CN212112481U (zh) | 一种原型验证平台的电路结构 | |
| CN110649696B (zh) | 不间断电源系统中的通信系统和方法 | |
| RU2014139022A (ru) | Электроустановка с блоком бесперебойного питания | |
| CN111858456A (zh) | 一种箭载全三模冗余计算机体系架构 | |
| CN102176202B (zh) | 一种星上商用器件冗余网络设计电路 | |
| RU177070U1 (ru) | Резервированная многоканальная вычислительная система | |
| CN116048192A (zh) | 时钟备份电路、控制方法、系统、装置、介质及服务器 | |
| CN212515401U (zh) | 一种箭载全冗余综合电子系统 | |
| RU2460121C1 (ru) | Резервированная двухпроцессорная вычислительная система | |
| CN113158612A (zh) | 一种原型验证平台的电路结构 | |
| CN109102840A (zh) | PCIe型固态硬盘产线测试系统 | |
| RU170236U1 (ru) | Резервированная многоканальная вычислительная система |