RU2753980C1 - I/o device - Google Patents

I/o device Download PDF

Info

Publication number
RU2753980C1
RU2753980C1 RU2020139800A RU2020139800A RU2753980C1 RU 2753980 C1 RU2753980 C1 RU 2753980C1 RU 2020139800 A RU2020139800 A RU 2020139800A RU 2020139800 A RU2020139800 A RU 2020139800A RU 2753980 C1 RU2753980 C1 RU 2753980C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
main
output
backup
inputs
Prior art date
Application number
RU2020139800A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Капустин
Виктория Эдуардовна Манохина
Нина Никитична Терещенко
Original Assignee
Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" filed Critical Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority to RU2020139800A priority Critical patent/RU2753980C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2753980C1 publication Critical patent/RU2753980C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Abstract

FIELD: computer technology.
SUBSTANCE: invention relates to computer technology and automation. The technical result is an increase in the reliability of the I/O device. It is achieved by introducing redundant I/O modules, microcomputers, control devices, main and backup secondary power sources into the I/O device; a multi-channel primary power switch, a multi-channel secondary power switch, additional sequential code and matrix command generation modules, input of an information exchange channel into the microcomputer operating in the "controller" mode, introduction of cross-links between the main and backup I/O modules, microcomputers and control devices, introduction of separate power supply for microcomputers, I/O modules and ADCs, introduction of the possibility of powering modules from both the main and backup secondary power supplies, as well as providing control of the voltage on the secondary power supply bus using the ADC.
EFFECT: technical result is an increase in the reliability of the I/O device.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, а именно к области обработки аналоговых и дискретных сигналов, и может быть использовано для сопряжения различных вычислительных систем с исполнительными устройствами и датчиками в ответственной аппаратуре, имеющей повышенные требования к надежности, например, в устройствах управления ракетно-космической техники (РКТ).The invention relates to computer technology and automation, namely to the field of processing analog and discrete signals, and can be used to interface various computing systems with actuators and sensors in critical equipment that has increased reliability requirements, for example, in control devices for rocket and space technology (RKT).

К устройствам ввода-вывода, предназначенным для работы в условиях космического пространства с длительным сроком службы, предъявляются повышенные требования по надежности, отказоустойчивости, радиационной стойкости, требования по энергосбережению. Одновременное выполнение данных требований может быть обеспечено при использовании устройств, в которых резервные модули находятся в выключенном состоянии («холодный» резерв).I / O devices designed to operate in outer space with a long service life are subject to increased requirements in terms of reliability, fault tolerance, radiation resistance, and energy saving requirements. Simultaneous fulfillment of these requirements can be ensured by using devices in which the redundant modules are in the off state ("cold" standby).

Известно устройство ввода-вывода (патент РФ № 2524852), содержащее приемопередатчик магистрального канала информационного обмена, контроллер магистрального канала информационного обмена, аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд (дискретных сигналов), формирователь разовых команд, внутреннюю магистраль информационного обмена (состоящую из шины адреса, шины данных, сигнала чтения и сигнала записи), вход-выход приемопередатчика магистрального канала информационного обмена является входом-выходом магистрального канала информационного обмена устройства ввода-вывода, контроллер магистрального канала информационного обмена соединен с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена, вход-выход данных контроллера магистрального канала информационного обмена, выход данных аналого-цифрового преобразователя, выход данных приемника разовых команд, вход данных формирователя разовых команд соединены между собой при помощи внутренней магистрали информационного обмена, входы приемника разовых команд являются входами разовых команд устройства ввода-вывода, выходы формирователя разовых команд являются выходами разовых команд устройства ввода-вывода, отличающееся тем, что введены приемник сигналов последовательного кода, формирователь сигналов последовательного кода, приемник числоимпульсного кода, блок контроля, состоящий из регистра адреса, регистра данных, элементов «И», «ИЛИ», схемы сравнения, блока выбора адреса (задатчик), формирователя телеметрии, выходы данных приемника последовательного кода, выходы данных приемника числоимпульсного кода, входы данных формирователя последовательного кода, информационные входы регистра данных блока контроля объединены и подключены к шине данных внутренней магистрали информационного обмена, входы приемника последовательного кода являются входами последовательного кода устройства ввода-вывода, выходы формирователя последовательного кода являются выходами последовательного кода устройства ввода-вывода, входы приемника числоимпульсного кода являются входами числоимпульсного кода устройства ввода-вывода, входы аналого-цифрового преобразователя являются входами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, выходы (шина) адреса контроллера магистрального канала информационного обмена объединены с адресными входами аналого-цифрового преобразователя, приемника разовых команд, формирователя разовых команд, приемника последовательного кода, формирователя последовательного кода, приемника числоимпульсного кода, с информационными входами регистра адреса блока контроля и первыми входами схемы сравнения, а выход «чтение» (контроллера магистрального канала информационного обмена) соединен с входом «чтение» аналого-цифрового преобразователя, приемника разовых команд, приемника последовательного кода, приемника числоимпульсного кода и первым входом элемента «ИЛИ» блока контроля, второй вход которого соединен с входом «запись» формирователя последовательного кода, с входом «запись» формирователя разовых команд и выходом «запись» контроллера магистрального канала информационного обмена, выходы регистра адреса блока контроля соединены с первыми входами формирователя телеметрии (ТМ), выходы регистра данных соединены со вторыми входами формирователя ТМ, входы разрешения записи регистров данных и адреса соединены с выходом элемента «И», первый вход которого соединен с выходом схемы сравнения, а второй вход с выходом элемента «ИЛИ», вход блока выбора адреса является входом задания адреса устройства ввода-вывода, выход блока выбора адреса соединен со вторыми входами схемы сравнения, выходы формирователя ТМ являются выходами телеметрического контроля устройства ввода-вывода.Known is an input-output device (RF patent No. 2524852), containing a transceiver of the main channel of information exchange, a controller of the main channel of information exchange, an analog-to-digital converter, a receiver of one-time commands (discrete signals), a generator of one-time commands, an internal highway of information exchange (consisting of a bus address, data bus, read signal and write signal), the input-output of the main communication channel transceiver is the input-output of the main communication channel of the input-output device, the controller of the main communication channel is connected to the transceiver of the main communication channel, the data input-output the controller of the main channel of information exchange, the data output of the analog-to-digital converter, the data output of the receiver of one-time commands, the data input of the generator of one-time commands are interconnected using the internal highway of information exchange, the inputs of the receiver of one-time commands are the inputs of one-time commands of the input-output device, the outputs of the generator of one-time commands are the outputs of one-time commands of the input-output device, characterized in that a receiver of serial code signals, a generator of signals of a serial code, a receiver of a number-pulse code, a control unit consisting of address register, data register, elements "AND", "OR", comparison circuit, block of address selection (adjuster), telemetry generator, data outputs of a serial code receiver, data outputs of a pulse code receiver, data inputs of a serial code generator, information inputs of a data register control unit are combined and connected to the data bus of the internal data exchange line, the inputs of the serial code receiver are the inputs of the serial code of the input-output device, the outputs of the serial code generator are the outputs of the serial code of the input-output device, the inputs are receiving the number-pulse code are the inputs of the number-pulse code of the input-output device, the inputs of the analog-to-digital converter are the inputs of the analog signals of the input-output device, the outputs (bus) of the address of the controller of the main communication channel are combined with the address inputs of the analog-to-digital converter, the receiver of one-time commands, the shaper one-time commands, a sequential code receiver, a sequential code generator, a number-pulse code receiver, with information inputs of the control unit address register and the first inputs of the comparison circuit, and the "read" output (of the controller of the main communication channel) is connected to the "read" input of the analog-to-digital converter , a receiver of one-time commands, a receiver of a sequential code, a receiver of a number-pulse code and the first input of the "OR" element of the control unit, the second input of which is connected to the "write" input of the sequential code generator, to the "write" input of the generator of one-time commands and the output "write" of the controller of the main channel of information exchange, the outputs of the address register of the control unit are connected to the first inputs of the telemetry generator (TM), the outputs of the data register are connected to the second inputs of the generator TM, the inputs of permission to write the data registers and addresses are connected to the output of the element "I", the first input of which is connected to the output of the comparison circuit, and the second input to the output of the "OR" element, the input of the address selection block is the input for setting the address of the input-output device, the output of the address selection block is connected to the second inputs of the comparison circuit, the outputs of the TM shaper are telemetric control outputs input-output devices.

Недостатками указанного устройства являются: низкая надежность за счет отсутствия резерва, что не позволяет увеличить срок службы и повысить отказоустойчивость устройства ввода-вывода; и низкие функциональные возможности, которые выражаются в отсутствии ввода-вывода последовательного кода для сопряжения исполнительных устройств и датчиков, отсутствие возможности формирования матричных команд, а также отсутствие возможности осуществлять предварительную обработку и анализ входных сигналов.The disadvantages of this device are: low reliability due to the lack of a reserve, which does not allow to increase the service life and increase the fault tolerance of the input-output device; and low functionality, which are expressed in the absence of serial code input-output for interfacing actuators and sensors, the lack of the possibility of forming matrix commands, as well as the inability to carry out preprocessing and analysis of input signals.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является устройство ввода-вывода (патент RU №2221267), характеризующееся тем, что оно содержит приемопередатчик магистрального канала информационного обмена, контроллер магистрального канала информационного обмена, микроЭВМ, дешифратор, первый триггер, второй триггер, буферный элемент, аналого-цифровой преобразователь, мультиплексор, многоканальный цифроаналоговый преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд, внутреннюю магистраль информационного обмена, трехканальный таймер, мажоритарную схему, при этом вход-выход приемопередатчика магистрального канала информационного обмена является входом-выходом магистрального канала информационного обмена устройства ввода-вывода, контроллер магистрального канала информационного обмена соединен с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена, интерфейсный вход-выход контроллера магистрального канала информационного обмена, интерфейсный вход-выход микроЭВМ, выход данных аналого-цифрового преобразователя, вход кода номера канала мультиплексора, выход данных приемника разовых команд, вход данных формирователя разовых команд соединены между собой при помощи внутренней магистрали информационного обмена, разряды адреса с нулевого по второй внутренней магистрали информационного обмена соединены с соответствующими входами дешифратора, нулевой разряд данных внутренней магистрали информационного обмена соединен с входом данных первого триггера, выход буферного элемента соединен с пятнадцатым разрядом данных внутренней магистрали информационного обмена, сигнал чтения внутренней магистрали информационного обмена соединен с первым разрешающим входом дешифратора, сигнал записи внутренней магистрали информационного обмена соединен с нулевым разрешающим выходом дешифратора, выход последовательного интерфейса микроЭВМ соединен с входом многоканального цифроаналогового преобразователя, выходы которого являются выходами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, первый выход дешифратора соединен с управляющим входом многоканального цифроаналогового преобразователя, второй выход дешифратора соединен с входом сигнала сброса трехканального таймера, третий выход дешифратора соединен с входом синхронизации первого триггера, выход первого триггера соединен с входом синхронизации первого триггера, выход первого триггера соединен с входом сигнала разрешения счета трехканального таймера, четвертый выход дешифратора соединен с управляющим входом формирователя разовых команд, пятый выход дешифратора соединен с управляющим входом приемника разовых команд, шестой выход дешифратора соединен управляющим входом мультиплексора, седьмой выход дешифратора соединен с входом сигнала запуска аналого-цифрового преобразователя, восьмой выход дешифратора соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выход мультиплексора соединен с входом аналогового сигнала аналого-цифрового преобразователя, первый, второй, третий выходы трехканального таймера соединены соответственно с первым, вторым, третьим входами мажоритарной схемы, выход которой является выходом сигнала таймера устройства ввода-вывода, выход сигнала готовности аналого-цифрового преобразователя соединен с входом синхронизации второго триггера, входы мультиплексора являются входами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, входы приемника разовых команд являются входами разовых команд устройства ввода-вывода, выходы формирователя разовых команд являются выходами разовых команд устройства ввода-вывода, седьмой выход дешифратора соединен с входом сброса второго триггера, вход данных которого подключен к источнику сигнала логической единицы, восьмой выход дешифратора соединен с разрешающим входом буферного элемента, выход второго триггера соединен с входом данных буферного элемента.The closest to the claimed solution in terms of the technical essence and the achieved technical result is an input-output device (patent RU No. 2221267), characterized in that it contains a transceiver of the main channel of information exchange, a controller of the main channel of information exchange, a microcomputer, a decoder, the first trigger, the second trigger, buffer element, analog-to-digital converter, multiplexer, multichannel digital-to-analog converter, receiver of one-time commands, generator of one-time commands, internal data exchange highway, three-channel timer, majority circuit, while the input-output of the transceiver of the main data exchange channel is the input-output of the trunk information exchange channel of the input-output device, the controller of the main channel of information exchange is connected to the transceiver of the main channel of information exchange, the interface input-output of the controller of the main channel of information communication exchange, microcomputer interface input-output, analog-to-digital converter data output, multiplexer channel number code input, single command receiver data output, single command generator data input are interconnected using an internal data exchange highway, address bits from zero to second internal the data exchange lines are connected to the corresponding decoder inputs, the zero data bit of the internal data exchange line is connected to the data input of the first trigger, the buffer element output is connected to the fifteenth bit of the data of the internal data exchange line, the read signal of the internal data exchange line is connected to the first enable input of the decoder, the signal recording of the internal data exchange highway is connected to the zero permissive output of the decoder, the output of the microcomputer serial interface is connected to the input of the multichannel digital-to-analog converter, the outputs of which are the outputs of the analog signals of the input-output device, the first output of the decoder is connected to the control input of the multichannel digital-to-analog converter, the second output of the decoder is connected to the input of the reset signal of the three-channel timer, the third output of the decoder is connected to the synchronization input of the first trigger, the output of the first trigger is connected to the synchronization input of the first trigger , the output of the first flip-flop is connected to the input of the counting enable signal of the three-channel timer, the fourth output of the decoder is connected to the control input of the one-time command generator, the fifth output of the decoder is connected to the control input of the receiver of one-time commands, the sixth output of the decoder is connected to the control input of the multiplexer, the seventh output of the decoder is connected to the signal input starting the analog-to-digital converter, the eighth output of the decoder is connected to the control input of the analog-to-digital converter, the multiplexer output is connected to the analog signal input of the analog-to-digital converter If the first, second, third outputs of the three-channel timer are connected respectively to the first, second, third inputs of the majority circuit, the output of which is the output of the timer signal of the input-output device, the output of the readiness signal of the analog-to-digital converter is connected to the synchronization input of the second trigger, the multiplexer inputs are the inputs of analog signals of the input-output device, the inputs of the receiver of one-time commands are the inputs of one-time commands of the input-output device, the outputs of the one-time commands generator are the outputs of one-time commands of the input-output device, the seventh output of the decoder is connected to the reset input of the second trigger, the data input of which is connected to the source a logical unit signal, the eighth output of the decoder is connected to the enable input of the buffer element, the output of the second flip-flop is connected to the data input of the buffer element.

Недостатком данного устройства является: низкая надежность, которая не позволяет увеличить срок службы и повысить отказоустойчивость; недостаточные функциональные возможности, которые выражаются в отсутствии возможности ввода-вывода последовательного кода для сопряжения исполнительных устройств и датчиков, отсутствие формирователя матричных команд, а также отсутствие канала информационного обмена работающего в режиме «контроллера» (МКИО-К), что не позволяет обеспечить обмен данными с датчиками систем, имеющими магистральный канал информационного обмена в соответствии с ГОСТ Р52070-2003. The disadvantage of this device is: low reliability, which does not allow to increase the service life and increase fault tolerance; insufficient functionality, which is expressed in the absence of the possibility of input-output of a serial code to interface actuators and sensors, the absence of a matrix command generator, as well as the absence of an information exchange channel operating in the "controller" mode (MKIO-K), which does not allow for data exchange with sensors of systems with a main channel of information exchange in accordance with GOST R52070-2003.

Для заявленного устройства выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: устройство ввода-вывода, содержащее микроЭВМ с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена и контроллером магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства», внутреннюю магистраль информационного обмена и модули ввода-вывода: аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд, при этом вход-выход приемопередатчика магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» является входом-выходом магистрального канала информационного обмена устройства ввода-вывода в режиме «оконечного устройства», контроллер магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» соединен с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства», входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) являются входами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, входы приемника разовых команд являются входами разовых команд устройства ввода-вывода, выходы формирователя разовых команд являются выходами разовых команд устройства ввода-вывода.For the claimed device, the following essential features common with the prototype were revealed: an input-output device containing a microcomputer with a transceiver of the main data exchange channel and a controller of the main data exchange channel in the "terminal device" mode, an internal data exchange highway and input-output modules: analog-digital converter, receiver of one-time commands, generator of one-time commands, while the input-output of the transceiver of the main channel of information exchange in the "terminal device" mode is the input-output of the main channel of information exchange of the input-output device in the mode of "terminal device", controller of the main channel of information exchange in the "terminal device" mode it is connected to the transceiver of the main data exchange channel in the "terminal device" mode, the inputs of the analog-to-digital converter (ADC) are the inputs of the analog signals of the input-output device, in the moves of the receiver of one-time commands are the inputs of one-time commands of the input-output device, the outputs of the generator of one-time commands are the outputs of one-time commands of the input-output device.

Описанное устройство принято за прототип изобретения. The described device is taken as a prototype of the invention.

Технической проблемой изобретения является разработка (изготовление) устройства с повышенной надежностью за счет введения резервных модулей ввода-вывода, микроЭВМ, устройства управления, а также высокими функциональными возможностями, за счет введения дополнительных модулей последовательного кода и канала информационного обмена в микроЭВМ, работающего в режиме «контроллера», позволяющего управлять внешними датчиками и устройствами.The technical problem of the invention is the development (manufacture) of a device with increased reliability due to the introduction of redundant input-output modules, a microcomputer, a control device, as well as high functionality, due to the introduction of additional serial code modules and an information exchange channel in the microcomputer operating in the " controller ", which allows you to control external sensors and devices.

Техническая проблема решается за счет того, что в устройство ввода-вывода, содержащее микроЭВМ с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена и контроллером магистрального канала информационного обмена работающих в режиме «оконечного устройства», внутреннюю магистраль информационного обмена и модули ввода-вывода: аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд, при этом вход-выход приемопередатчика магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» является входом-выходом магистрального канала информационного обмена устройства ввода-вывода в режиме «оконечного устройства», контроллер магистрального канала информационного обмена в режиме оконечного устройства соединен с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена в режиме оконечного устройства, входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) являются входами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, входы приемника разовых команд являются входами разовых команд устройства ввода-вывода, выходы формирователя разовых команд являются выходами разовых команд устройства ввода-вывода, введены: резервная микроЭВМ, резервная внутренняя магистраль информационного обмена, основное и резервное устройство управления, основной и резервный вторичный источник питания; многоканальный коммутатор первичного питания, многоканальный коммутатор вторичного питания, а в состав модулей ввода-вывода введены основные и резервные формирователи матричных команд и приемопередатчики последовательного кода, резервные: аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд; в каждую микроЭВМ введены: приемопередатчик и контроллер магистрального канала информационного обмена в режиме «контроллера» и контроллер внутренней магистрали информационного обмена, а устройства управления и модули ввода-вывода содержат оконечное устройство внутренней магистрали информационного обмена, имеющие основной и резервный вход-выход информационного обмена, причем основные входы-выходы оконечных устройств внутренней магистрали информационного обмена основных модулей ввода-вывода и основного устройства управления объединены при помощи основной внутренней магистрали информационного обмена с резервными входами-выходами оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена резервных модулей ввода-вывода и резервного устройства управления и соединены с выходом контроллера внутренней магистрали информационного обмена основной микроЭВМ; а основные вход-выходы оконечных устройств внутренней магистрали информационного обмена резервных модулей ввода-вывода и резервного устройства управления объединены при помощи резервной внутренней магистрали информационного обмена с резервными входами-выходами оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена основных модулей ввода-вывода и основного устройства управления и соединены с выходом контроллера внутренней магистрали информационного обмена резервной микроЭВМ; входы аппаратных команд устройства управления, входы-выходы модулей ввода-вывода являются соответственно входами-выходами устройства ввода-вывода, вход-выход приемопередатчиков магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» являются входом-выходом магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» устройства ввода-вывода, вход-выход приемопередатчиков магистрального канала информационного обмена в режиме «контроллера» являются входом-выходом магистрального канала информационного обмена в режиме «контроллера» устройства ввода-вывода, контроллер магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ соединен соответственно с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ; шина первичного питания соединена с устройствами управления и, через соответствующие коммутаторы первичного питания, с основным и резервным источниками питания, с источниками питания микроЭВМ и с источниками питания АЦП; выходы основного и резервного вторичных источников питания объедены и образуют шину вторичного питания, которая через соответствующие коммутаторы вторичного питания соединена с устройствами управления и модулями ввода-вывода; входы управления каждого коммутатора соединены соответственно с выходами основного и резервного устройства управления; выход работоспособности каждой микроЭВМ соединен с входами контроля основного и резервного устройства управления.The technical problem is solved due to the fact that in an input-output device containing a microcomputer with a transceiver of the main channel of information exchange and a controller of the main channel of information exchange working in the "terminal device" mode, an internal highway of information exchange and input-output modules: an analog-to-digital converter , receiver of one-time commands, generator of one-time commands, while the input-output of the transceiver of the main data exchange channel in the "terminal device" mode is the input-output of the main data exchange channel of the input-output device in the "terminal device" mode, the controller of the main data exchange channel in in the terminal device mode, it is connected to the transceiver of the main data exchange channel in the terminal device mode, the inputs of the analog-to-digital converter (ADC) are the inputs of the analog signals of the input-output device, the inputs of the receiver of one-time commands i are inputs of one-time commands of the input-output device, outputs of the generator of one-time commands are outputs of one-time commands of the input-output device, introduced: backup microcomputer, backup internal data exchange highway, main and backup control device, main and backup secondary power supply; multichannel switch of primary power supply, multichannel switch of secondary power supply, and the input-output modules include the main and backup formers of matrix commands and transceivers of serial code, backup: analog-to-digital converter, receiver of one-time commands, generator of one-time commands; each microcomputer includes: a transceiver and a controller of the main channel of information exchange in the "controller" mode and a controller of the internal highway of information exchange, and the control devices and input-output modules contain a terminal device of the internal highway of information exchange, having a main and backup input-output of information exchange, moreover, the main inputs-outputs of the terminal devices of the internal data exchange line of the main I / O modules and the main control device are combined using the main internal data exchange line with the backup inputs / outputs of the terminal device of the internal data exchange line of the redundant input-output modules and the backup control device and are connected with the output of the controller of the internal highway of information exchange of the main microcomputer; and the main input-outputs of the terminal devices of the internal data exchange line of the redundant input-output modules and the backup control device are combined using the backup internal data exchange line with the redundant inputs-outputs of the terminal device of the internal data exchange line of the main input-output modules and the main control device and are connected with the output of the controller of the internal data exchange line of the backup microcomputer; the inputs of the hardware commands of the control device, the inputs-outputs of the input-output modules are, respectively, the inputs-outputs of the input-output device, the input-output of the transceivers of the main communication channel in the "terminal device" mode are the input-output of the main communication channel in the "terminal device" mode "Input-output devices, input-output of transceivers of the main communication channel in the" controller "mode are input-output of the main communication channel in the" controller "mode of the input-output device, the controller of the main communication channel of the main and backup microcomputers is connected to the transceiver, respectively main channel of information exchange of the main and backup microcomputer; the primary power bus is connected to the control devices and, through the corresponding primary power switches, to the main and backup power supplies, to the microcomputer power supplies and to the ADC power supplies; the outputs of the main and backup secondary power supplies are combined and form a secondary power bus, which is connected to control devices and input-output modules through the corresponding secondary power switches; the control inputs of each switch are connected to the outputs of the main and backup control devices, respectively; the performance output of each microcomputer is connected to the control inputs of the main and backup control devices.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором обозначены:The essence of the invention is illustrated by a drawing (figure 1), which indicates:

1 - магистральный канал информационного обмена, работающий в режиме «оконечного устройства» (МКИО-ОУ);1 - main channel of information exchange, operating in the "terminal device" mode (MKIO-OU);

2 - магистральный канал информационного обмена, работающий в режиме «контроллера» (МКИО-К);2 - main channel of information exchange, operating in the "controller" mode (MKIO-K);

3.1 - основная микроЭВМ;3.1 - the main microcomputer;

3.2 - резервная микроЭВМ;3.2 - backup microcomputer;

4 - приемопередатчик МКИО-ОУ;4 - MKIO-OU transceiver;

5 - контроллер МКИО-ОУ;5 - MKIO-OU controller;

6 - приемопередатчик МКИО-К;6 - MKIO-K transceiver;

7 - контроллер МКИО-К;7 - MKIO-K controller;

8 - контроллер внутренней магистрали информационного обмена;8 - controller of the internal highway of information exchange;

9 - вторичный источник питания микроЭВМ;9 - secondary power supply for the microcomputer;

10 - основная внутренняя магистраль информационного обмена; 10 - the main internal highway of information exchange;

11 - резервная внутренняя магистраль информационного обмена;11 - backup internal data exchange highway;

12 - сигналы работоспособности основной микроЭВМ;12 - signals of operability of the main microcomputer;

13 - сигналы работоспособности резервной микроЭВМ;13 - signals of operability of the backup microcomputer;

14.1 – основное устройство управления;14.1 - main control device;

14.2 – резервное устройство управления;14.2 - backup control device;

15 - оконечное устройство внутренней магистрали информационного обмена;15 - terminal device of the internal highway of information exchange;

16.1…16.7 - многоканальный коммутатор первичного питания;16.1… 16.7 - multichannel primary power switch;

17.1 - основной вторичный источник питания модулей;17.1 - main secondary power supply for modules;

17.2 - резервный вторичный источник питания модулей;17.2 - backup secondary power supply for modules;

18.1…18.12 - многоканальный коммутатор вторичного питания модулей;18.1… 18.12 - multichannel switch for secondary power supply of modules;

19.1 - основной вторичный источник питания АЦП;19.1 - main secondary power supply for the ADC;

19.2 - резервный вторичный источник питания АЦП;19.2 - backup secondary ADC power supply;

20.1 - основной аналого-цифровой преобразователь (АЦП);20.1 - main analog-to-digital converter (ADC);

20.2 - резервный аналого-цифровой преобразователь (АЦП);20.2 - backup analog-to-digital converter (ADC);

21.1 - основной приемник разовых команд;21.1 - the main receiver of one-time commands;

21.2 - резервный приемник разовых команд;21.2 - backup receiver of one-time commands;

22.1 - основной формирователь разовых команд;22.1 - the main shaper of one-time teams;

22.2 - резервный формирователь разовых команд;22.2 - backup one-time command generator;

23.1 - основной формирователь матричных команд;23.1 - the main shaper of matrix teams;

23.2 - резервный формирователь матричных команд;23.2 - backup matrix command generator;

24.1 - основной приемопередатчик последовательного кода;24.1 - main transceiver of the serial code;

24.2 - резервный приемопередатчик последовательного кода;24.2 - serial code backup transceiver;

Еп - шина первичного питания;Еп - primary power supply bus;

Uп - шина вторичного питания модулей;Uп - bus of secondary power supply of modules;

U1АЦП –шина вторичного питания основного АЦП;U1ADC - secondary power supply bus for the main ADC;

U2АЦП –шина вторичного питания резервного АЦП;U2ADC - secondary power supply bus of the backup ADC;

251…25i - входы аппаратных команд управления;251… 25i - inputs of hardware control commands;

261…26i - сигналы управления многоканальным коммутатором первичного питания;261 ... 26i - control signals for a multichannel primary power switch;

271…27d - сигналы управления многоканальным коммутатором вторичного питания модулей;271 ... 27d - control signals for a multichannel switch for secondary power supply of modules;

281…28j - входы аналоговых сигналов;281 ... 28j - analog signal inputs;

291…29K - входы приемника разовых команд;291 ... 29K - inputs of the receiver of one-time commands;

301…30m - выходы формирователя команд управления;301 ... 30m - outputs of the control command generator;

311…31R - выходы матричных команд (строки);311… 31R - outputs of matrix commands (lines);

321…32S - выходы матричных команд (столбцы);321… 32S - matrix command outputs (columns);

331…33L - входы приемо-передатчика последовательного кода;331… 33L - serial code transceiver inputs;

341…34L - выходы приемо-передатчика последовательного кода.341… 34L - serial code transceiver outputs.

Устройство ввода-вывода состоит из основной 3.1 и резервной 3.2 микроЭВМ, каждая из которых содержит: встроенный приемопередатчик 4 и контроллер 5, магистрального канала информационного обмена работающие в режиме «оконечного устройства», приемопередатчик 6 и контроллер 7 магистрального канала информационного обмена работающие в режиме «контроллера», контроллер 8 внутренней магистрали информационного обмена, вторичный источник питания 9; основного 14.1 и резервного 14.2 устройства управления; основного 20.1 и резервного 20.2 аналого-цифрового преобразователя; основного 21.1 и резервного 21.2 приемника разовых команд; основного 22.1 и резервного 22.2 формирователя разовых команд; основного 23.1 и резервного 23.2 формирователя матричных команд; основного 24.1 и резервного 24.2 приемопередатчика последовательного кода; основного 19.1 и резервного 19.2 вторичного источника питания АЦП; основного 17.1 и резервного 17.2 вторичного источника питания модулей ввода-вывода; многоканального коммутатора 16.1…16.7 первичного питания; многоканального коммутатора 18.1…18.12 вторичного питания модулей.The input-output device consists of the main 3.1 and backup 3.2 microcomputers, each of which contains: built-in transceiver 4 and controller 5, the main data exchange channel operating in the "terminal device" mode, the transceiver 6 and controller 7 of the main data exchange channel operating in the " controller ", controller 8 of the internal highway of information exchange, secondary power supply 9; main 14.1 and backup 14.2 control devices; main 20.1 and backup 20.2 analog-to-digital converter; main 21.1 and backup 21.2 receiver of one-time commands; main 22.1 and backup 22.2 one-time command generator; main 23.1 and reserve 23.2 matrix command generator; main 24.1 and backup 24.2 serial code transceiver; main 19.1 and backup 19.2 secondary ADC power supply; main 17.1 and backup 17.2 secondary power supply of input-output modules; multichannel switch 16.1… 16.7 primary power supply; multichannel switch 18.1… 18.12 for secondary power supply of modules.

Приемопередатчик 4 магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ, работающий в режиме «оконечного устройства», соединен с магистральным каналом 1 информационного обмена устройства ввода-вывода, работающим в режиме «оконечного устройства» (МКИО-ОУ). Приемопередатчик 6 магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ, работающий в режиме «контроллера», соединен с магистральным каналом 2 информационного обмена устройства ввода-вывода, работающим в режиме «контроллера» (МКИО-К).The transceiver 4 of the main channel of information exchange of the main and backup microcomputer operating in the "terminal device" mode is connected to the main channel 1 of the information exchange of the input-output device operating in the "terminal device" mode (MKIO-OU). The transceiver 6 of the main channel of information exchange of the main and backup microcomputer operating in the "controller" mode is connected to the main channel 2 of the information exchange of the input-output device operating in the "controller" mode (MKIO-K).

Контроллер 8 внутренней магистрали информационного обмена основной микроЭВМ через основную внутреннюю магистраль 10 информационного обмена соединен с первым входом/выходом оконечного устройства 15 внутренней магистрали информационного обмена всех основных и резервных модулей и устройства управления. Контроллер 8 внутренней магистрали информационного обмена резервной микроЭВМ через резервную внутреннюю магистраль 11 информационного обмена соединен с вторым входом/выходом оконечного устройства 15 внутренней магистрали информационного обмена всех основных и резервных модулей и устройства управления.The controller 8 of the internal highway of information exchange of the main microcomputer through the main internal highway 10 of the information exchange is connected to the first input / output of the terminal device 15 of the internal highway of information exchange of all the main and backup modules and the control device. The controller 8 of the internal highway of the information exchange of the backup microcomputer through the reserve internal highway 11 of the information exchange is connected to the second input / output of the terminal device 15 of the internal highway of the information exchange of all the main and backup modules and the control device.

Многоканальный коммутатор 16.1 первичного питания через свои исполнительные элементы 16.2…16.7 коммутирует первичное питание соответственно на вторичные источники питания 9 основной 3.1 или резервной 3.2 микроЭВМ, на основной 17.1 или резервный 17.2 вторичный источник питания модулей и на основной 19.1 и резервный 19.2 вторичный источник питания АЦП. Многоканальный коммутатор 18.1 вторичного питания основных или резервных модулей ввода-вывода через свои исполнительные элементы 18.2...18.12 коммутирует вторичное питание соответственно на основное 14.1 или резервное 14.2 устройство управления и на все основные или резервные модули ввода-вывода.The multichannel switch 16.1 of the primary power supply through its executive elements 16.2 ... 16.7 switches the primary power supply, respectively, to the secondary power supplies 9 of the main 3.1 or backup 3.2 microcomputer, to the main 17.1 or reserve 17.2 secondary power supply of the modules and to the main 19.1 and reserve 19.2 secondary power supply of the ADC. The multichannel switch 18.1 of the secondary power supply of the main or backup I / O modules through its executive elements 18.2 ... 18.12 switches the secondary power supply, respectively, to the main 14.1 or reserve 14.2 control unit and to all the main or backup I / O modules.

Выход сигналов 12 работоспособности основной микроЭВМ 3.1 соединен с первыми входами сигналов работоспособности основного 14.1 и резервного 14.2 устройства управления, выход сигналов 13 работоспособности резервной микроЭВМ 3.2 соединен с вторыми входами работоспособности основного и резервного устройства управления. Еп является шиной первичного питания устройства ввода-вывода. Входы 251...25i основного 14.1 и резервного 14.2 устройства управления являются входами с первого по i-й аппаратных команд управления устройства ввода-вывода, выходы 261...26i основного 14.1 и резервного 14.2 устройства управления являются выходами с первого по i-й аппаратных команд управления для многоканального коммутатора 16.1 первичного питания основных и резервных вторичных источников питания, выходы 271...27d основного 14.1 и резервного 14.2 устройства управления являются выходами с первого по d-й аппаратных команд управления для многоканального коммутатора 18.1 вторичного питания основных или резервных модулей, входы 281...28j аналоговых сигналов основного 20.1 и резервного 20.1 аналого-цифрового преобразователя являются входам с первого по j-й аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, входы 291...29К основного 21.1 и резервного 21.2 приемника разовых команд являются входами с первого по К-й разовых команд устройства ввода-вывода, выходы 301...30m основного 22.1 и резервного 22.2 формирователя команд управления являются выходами с первого по m-й команд управления устройства ввода-вывода, выходы 311...31R, 321...32S основного 23.1 и резервного 23.2 формирователя матричных команд являются выходами с первого по R-й и с первого по S-й формирователя матричных команд устройства ввода-вывода, входы 331...33L основного 24.1 и резервного 24.2 приемопередатчика последовательного кода являются входами с первого по L-й приема последовательного кода устройства ввода-вывода, выходы 341...34L основного 24.1 и резервного 24.2 приемопередатчика последовательного кода являются выходами с первого по L-й приемопередатчика последовательного кода устройства ввода-вывода.The output of the operability signals 12 of the main microcomputer 3.1 is connected to the first inputs of the operability signals of the main 14.1 and backup 14.2 control devices, the output of the operability signals 13 of the backup microcomputer 3.2 is connected to the second operability inputs of the main and backup control devices. Ep is the primary power supply bus for the I / O device. Inputs 25 1 ... 25i of the main 14.1 and backup 14.2 control devices are inputs from the first to the i-th hardware control commands of the input-output device, outputs 26 1 ... 26i of the main 14.1 and backup 14.2 control devices are outputs from the first to i -th hardware control commands for the multichannel switch 16.1 of the primary power supply of the main and backup secondary power supplies, outputs 27 1 ... 27d of the main 14.1 and backup 14.2 control devices are outputs from the first to the d-th hardware control commands for the multichannel switch 18.1 of the secondary power supply of the main or redundant modules, inputs 28 1 ... 28 j analog signals of the main 20.1 and backup 20.1 analog-to-digital converter are inputs from the first to j-th analog signals of the input-output device, inputs 29 1 ... 29 K of the main 21.1 and backup 21.2 receiver of one-time commands are the inputs from the first to the K-th one-time commands of the input-output device, outputs 30 1 ... 30 m of the main 22. 1 and the backup 22.2 control command generator are outputs from the first to the mth control commands of the input-output device, outputs 31 1 ... 31 R , 32 1 ... 32 S of the main 23.1 and backup 23.2 matrix command generator are outputs from the first through the R-th and from the first to the S-th of the matrix command generator of the input-output device, inputs 33 1 ... 33 L of the main 24.1 and backup 24.2 transceiver of the serial code are the inputs from the first to L-th reception of the serial code of the input-output device , outputs 34 1 ... 34 L of the main 24.1 and backup 24.2 transceiver of the serial code are outputs from the first to L-th transceiver of the serial code of the I / O device.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Обмен данными устройства ввода-вывода осуществляется по магистральному каналу информационного обмена в соответствии с ГОСТ Р52070-2003 (MIL-STD-1553B). При этом микроЭВМ 3 работает как в режиме «оконечного устройства», так и в режиме «контроллера».The data exchange of the input-output device is carried out via the main data exchange channel in accordance with GOST R52070-2003 (MIL-STD-1553B). In this case, microcomputer 3 operates both in the "terminal device" mode and in the "controller" mode.

В исходном состоянии подключены основная микроЭВМ 3.1, основной вторичный источник питания 19.1 АЦП, основной вторичный источник питания 17.1 модулей, основное устройство управления 14.1, при этом многоканальные коммутаторы 16.2…16.4 первичного и вторичного 18.2…18.6 питания замкнуты, а 16.5…16.7 и 18.7…18.12 разомкнуты. При подаче напряжения на шину Еп первичного питания через многоканальные коммутаторы 16.1 запитываются: вторичный источник питания 9 микроЭВМ 3.1, вторичный источники питания 19.1 АЦП и вторичный источник питания 17.1 модулей. Напряжение с выхода вторичного источника питания 17.1 модулей поступает на шину вторичного питания Uп и далее через многоканальные коммутаторы 18.1 на все модули, по подаче питания осуществляется начальное тестирование микроЭВМ 3.1.In the initial state, the main microcomputer 3.1, the main secondary power supply 19.1 ADC, the main secondary power supply 17.1 modules, the main control unit 14.1 are connected, while the multichannel switches 16.2 ... 16.4 of the primary and secondary 18.2 ... 18.6 power are closed, and 16.5 ... 16.7 and 18.7 ... 18.12 are open. When voltage is applied to the primary power bus Ep through multichannel switches 16.1, the following are powered: secondary power supply 9 microcomputer 3.1, secondary power supply 19.1 ADC and secondary power supply 17.1 modules. The voltage from the output of the secondary power supply 17.1 of the modules is fed to the secondary power bus Uп and then through the multichannel switches 18.1 to all the modules, after the power is applied, the initial testing of the microcomputer 3.1 is carried out.

Информация, содержащая команды управления на прием данных из конкретного модуля или запись данных в конкретный модуль устройства ввода-вывода, поступает на магистральный канал 1 информационного обмена и через приемопередатчик 4 и контроллер 5 МКИО-ОУ в основную микроЭВМ 3.1 (на которую подано питание). Основная микроЭВМ 3.1 осуществляет прием, обработку и выдачу полученной информации через контроллер 8 во внутреннею магистраль информационного обмена 10, информация содержит управляющее слово состоящее из адреса оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 необходимого модуля, признак чтения или записи, данные на запись, либо ожидает данные на считывание с конкретного модуля. Кроме того, включенная микроЭВМ осуществляет, контроль работоспособности каждого модуля и устройства управления по информации (например, по ответному слову данных (ОС), содержащему логическую «1» в определенном для каждого модуля бите или слову состояния (СС) каждый разряд которого характеризует наличие питания на модуле, адрес модуля, признаки состояния, с блока АЦП 20.1 (или 20.2) по коду напряжения питания) полученной по внутренней магистрали информационного обмена 10 в соответствии с программными алгоритмами управления. Опрос модулей производится циклически, при получении неверной информации (например, неверного ОС или СС) с любого модуля, производится инициализация конкретного модуля, с которого получена неверная информация, под инициализацией понимается установка и снятие в микроЭВМ сигнала инициализации элементов памяти по внутренней шине информационного обмена 10, равносильно сигналу сброса элементов памяти модуля формируемого по подаче питания, при дальнейшем получении неверной информации микроЭВМ выдает по внутренней магистрали информационного обмена 10 соответствующую команду управления в основное устройство управления 14.1, последний через многоканальный коммутатор 18.1 снимает питание с основного неисправного модуля и подключает его резервный модуль. МикроЭВМ 3.1 при очередном цикле опроса модулей устройства ввода-вывода производит чтение основного устройства управления 14.1 и определяет конфигурацию модулей устройства ввода-вывода, полученная информация при помощи контроллера 5 и приемопередатчика 4 МКИО-ОУ выдается в магистральный канал 1 информационного обмена, при неисправности основного устройства управления 14.1, микроЭВМ по своим алгоритмам переключит его на резервное 14.2. Таким же образом микроЭВМ 3.1, через контроллер 7 и приемопередатчик 6 МКИО-К осуществляет выдачу команд управления в магистральный канал 2 информационного обмена МКИО-К, прием и обработку данных с внешних датчиков системы.Information containing control commands to receive data from a specific module or write data to a specific module of the input-output device is fed to the main channel 1 of the information exchange and through the transceiver 4 and controller 5 MKIO-OU to the main microcomputer 3.1 (which is powered). The main microcomputer 3.1 receives, processes and outputs the received information through the controller 8 to the internal information exchange highway 10, the information contains a control word consisting of the address of the terminal device of the internal information exchange highway 15 of the required module, a sign of reading or writing, data for writing, or waiting for data to read from a specific module. In addition, the switched on microcomputer monitors the operability of each module and control device according to information (for example, according to the response data word (OS), containing a logical "1" in a bit specific for each module or a status word (SS), each bit of which characterizes the presence of power on the module, module address, status signs, from the ADC unit 20.1 (or 20.2) according to the supply voltage code) received via the internal data exchange highway 10 in accordance with the software control algorithms. The modules are polled cyclically, when incorrect information is received (for example, the wrong OS or SS) from any module, a specific module is initialized from which incorrect information was received, initialization means the installation and removal of the memory element initialization signal in the microcomputer via the internal information exchange bus 10 , is equivalent to a signal to reset the memory elements of the module formed upon power supply, upon further receipt of incorrect information, the microcomputer issues an appropriate control command to the main control device 14.1 through the internal data exchange line 10, the latter through the multichannel switch 18.1 removes power from the main faulty module and connects its backup module ... Microcomputer 3.1 at the next cycle of polling the modules of the input-output device reads the main control device 14.1 and determines the configuration of the modules of the input-output device, the information received using the controller 5 and the transceiver 4 MKIO-OU is issued to the main channel 1 of the information exchange, in case of a malfunction of the main device control 14.1, the microcomputer, according to its algorithms, will switch it to the reserve 14.2. In the same way, microcomputer 3.1, through controller 7 and transceiver 6 MKIO-K, issues control commands to the main channel 2 of information exchange MKIO-K, receives and processes data from external sensors of the system.

В случае отказа основной микроЭВМ 3.1 будет отсутствовать сигнал работоспособности 12, что вызовет в устройстве управления (основном 14.1 или резервном 14.2) формирование команды на рестарт основной микроЭВМ 3.1, в результате чего восстанавливается нормальная работа микроЭВМ 3.1. В случае повторного отсутствия сигнала работоспособности 12 в устройстве управления (основном 14.1 или резервном 14.2) останавливается перезапуск сторожевого таймера, по срабатыванию которого, устройство управления 14.1 (или 14.2) формирует и выдает команду в коммутатор первичного питания 16.1, который через свои исполнительные элементы 16.2 снимает питание с вторичного источника питания 9 основной микроЭВМ 3.1 и коммутирует на вторичный источник питания 9 резервной микроЭВМ 3.2, после проведения начального тестирования микроЭВМ 3.2, информационный обмен между основными и резервными модулями устройства ввода-вывода и резервной микроЭВМ 3.2 продолжает осуществляться по внутренней магистрали информационного обмена 11 аналогично обмену по внутренней магистрали 10.In case of failure of the main microcomputer 3.1, there will be no operability signal 12, which will cause in the control device (main 14.1 or reserve 14.2) the formation of a command to restart the main microcomputer 3.1, as a result of which the normal operation of microcomputer 3.1 is restored. In the event of repeated absence of the operability signal 12 in the control device (main 14.1 or backup 14.2), the watchdog timer is restarted, when triggered, the control device 14.1 (or 14.2) generates and issues a command to the primary power switch 16.1, which, through its executive elements 16.2, removes power supply from the secondary power supply 9 of the main microcomputer 3.1 and switches to the secondary power supply 9 of the backup microcomputer 3.2, after the initial testing of the microcomputer 3.2, information exchange between the main and backup modules of the input-output device and the backup microcomputer 3.2 continues to be carried out via the internal data exchange highway 11 similar to the exchange on the internal highway 10.

МикроЭВМ (основная 3.1 или резервная 3.2) может осуществлять автономное управление внешними устройствами системы по заданным алгоритмам. При получении аппаратной команды по одному из входов 251…25i в устройство управления (основное 14.1 или резервное 14.2) на переход в автономный режим управления, микроЭВМ прекращает прием и выдачу информации по магистральному каналу 1 информационного обмена МКИО-ОУ, продолжает циклический опрос модулей устройства ввода-вывода по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11), осуществляет прием и обработку данных по магистральному каналу 2 информационного обмена МКИО-К, по результатам обработки полученной информации осуществляет формирование и выдачу команд управления как по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11), так и по магистральному каналу 2 информационного обмена МКИО-К для внешних датчиков системы по заданным алгоритмам управления.Microcomputer (main 3.1 or backup 3.2) can carry out autonomous control of external devices of the system according to specified algorithms. When a hardware command is received from one of the inputs 251 ... 25i to the control device (main 14.1 or backup 14.2) to switch to the autonomous control mode, the microcomputer stops receiving and issuing information via the main channel 1 of the MKIO-OU information exchange, continues cyclic polling of the input device modules - outputs via the internal information exchange highway 10 (or 11), receives and processes data via the main channel 2 of the MKIO-K information exchange, based on the results of processing the received information, it generates and issues control commands as on the internal information exchange highway 10 (or 11) , and through the main channel 2 of the information exchange MKIO-K for external sensors of the system according to the specified control algorithms.

Ввод аппаратных команд в устройство управления 14.1 (или 14.2) необходим для ручного подключения необходимой конфигурации микроЭВМ, вторичных источников питания и модулей из основного или резервного состава устройства ввода-вывода и для перехода в автономный режим работы или выхода из автономного режима работы. Ввод аппаратных команд для устройства управления 14.1 (или 14.2) производится следующим образом. Аппаратные команды поступают через входы 251...25i устройства управления 14.1 (или 14.2) на исполнительные элементы многоканальных коммутаторов 16.1 или 18.1. Устройство управления 14.1 (или 14.2) при изменении состояния исполнительных элементов производит запись в свои буферные регистры (запись конфигурации устройства ввода-вывода). МикроЭВМ 3.1 (или 3.2), через контроллер 8 и внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или11), циклически опрашивает модули устройства ввода-вывода, при поступлении кода управляющего слова, содержащего адрес оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 устройства управления 14.1 (или 14.2), признак чтения данных, дешифратор устройства управления 14.1 (или 14.2), блокирует обновление данных в буферные регистры и разрешает выдачу информации из буферных регистров. МикроЭВМ 3.1 (или 3.2), через оконечное устройство внутренней магистрали информационного обмена 15, считывает информацию о конфигурации устройства ввода-вывода из буферных регистров устройства управления 14.1 (или 14.2) по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11) в контроллер 8, обрабатывает её и через контроллер 5 и приемопередатчик 4 МКИО-ОУ выдает в магистральный канал 1 информационного обмена коды состояния устройства ввода-вывода. Entering hardware commands into the control device 14.1 (or 14.2) is necessary to manually connect the required configuration of the microcomputer, secondary power supplies and modules from the main or reserve composition of the input-output device and to switch to an autonomous mode of operation or exit from an autonomous mode of operation. The hardware commands for the 14.1 (or 14.2) control unit are entered as follows. Hardware commands are sent through inputs 25 1 ... 25 i of the control unit 14.1 (or 14.2) to the executive elements of multichannel switches 16.1 or 18.1. The control unit 14.1 (or 14.2), when the state of the executive elements changes, writes to its buffer registers (writing the configuration of the input-output device). Microcomputer 3.1 (or 3.2), through the controller 8 and the internal data exchange highway 10 (or 11), cyclically polls the modules of the input-output device, when a control word code arrives, containing the address of the terminal device of the internal data exchange highway 15 of the control device 14.1 (or 14.2) , the sign of data reading, the decoder of the control unit 14.1 (or 14.2), blocks the update of data into the buffer registers and permits the output of information from the buffer registers. Microcomputer 3.1 (or 3.2), through the terminal device of the internal data exchange line 15, reads information about the configuration of the input-output device from the buffer registers of the control device 14.1 (or 14.2) via the internal data exchange line 10 (or 11) into the controller 8, processes it and through the controller 5 and the transceiver 4 MKIO-OU issues the status codes of the input-output device to the main channel 1 of the information exchange.

Ввод аналоговых сигналов в устройство ввода-вывода производится следующим образом. АЦП 20.1 (или 20.2) производит непрерывный последовательный периодический цикл измерений напряжений с входов 281...28J, преобразование напряжения в двоичный код и запись его в буферные регистры. При поступлении кода управляющего слова, содержащего адрес оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 аналого-цифрового преобразователя 20.1 (или 20.2), признак чтения данных, дешифратор устройства управления АЦП 20.1 (или 20.2) блокирует обновление данных в буферные регистры и разрешает выдачу информации из буферных регистров, информация из буферных регистров через оконечное устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 поступает по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11) в контроллер 8 магистрального канала информационного обмена, обрабатывается микроЭВМ 3.1 (или 3.2) и через контроллер 5, приемопередатчик 4 МКИО-ОУ выдается в магистральный канал 1 информационного обмена. The input of analog signals to the I / O device is as follows. ADC 20.1 (or 20.2) produces a continuous sequential periodic cycle of voltage measurements from inputs 28 1 ... 28 J , converting the voltage into a binary code and writing it to the buffer registers. When the code of the control word containing the address of the terminal device of the internal data exchange line 15 of the analog-to-digital converter 20.1 (or 20.2) arrives, the sign of data reading, the decoder of the ADC control unit 20.1 (or 20.2) blocks the update of data into the buffer registers and allows the output of information from the buffer registers, the information from the buffer registers through the terminal device of the internal information exchange highway 15 enters through the internal information exchange highway 10 (or 11) to the controller 8 of the information exchange trunk channel, is processed by the microcomputer 3.1 (or 3.2) and through the controller 5, the MKIO-OU transceiver 4 issued to the main channel 1 of the information exchange.

Кроме того, модуль АЦП 20.1 (или 20.2) обеспечивает контроль и передачу информации о напряжении питания с шины Uп вторичного питания модулей аналогично измерению напряжений с входов 281...28J, при выходе напряжения питания за пределы заданного диапазона, микроЭВМ 3.1 (или 3.2), по соответствующим алгоритмам управления, самостоятельно обеспечивает управление вторичным источником питания 17.1 (или 17.2) модулей через устройство управления 14.1 (или 14.2) и коммутатор 16.1. При наличии соответствующих связей модуль АЦП, может обеспечивать дополнительный контроль напряжений питания ВИП микроЭВМ 3.1 (или 3.2) для передачи информации в устройство управления 14.1 (или 14.2), устройство управления 14.1 (или 14.2) сформирует и выдаст команду в коммутатор первичного питания 16.1, который через свои исполнительные элементы 16.2 снимет питание с вторичного источника питания 9 основной микроЭВМ 3.1 и скоммутирует на вторичный источник питания 9 резервной микроЭВМ 3.2.In addition, the ADC 20.1 (or 20.2) module provides control and transmission of information about the supply voltage from the bus Uп of the secondary power supply of the modules similarly to measuring voltages from inputs 28 1 ... 28 J , when the supply voltage goes beyond the specified range, microcomputer 3.1 (or 3.2), according to the appropriate control algorithms, independently provides control of the secondary power supply 17.1 (or 17.2) modules through the control unit 14.1 (or 14.2) and the switch 16.1. If there are appropriate connections, the ADC module can provide additional control of the supply voltages of the VIP microcomputer 3.1 (or 3.2) to transmit information to the control unit 14.1 (or 14.2), the control unit 14.1 (or 14.2) will form and issue a command to the primary power switch 16.1, which through its executive elements 16.2 will remove the power from the secondary power source 9 of the main microcomputer 3.1 and switch the backup microcomputer 3.2 to the secondary power source 9.

Разделение вторичного питания устройства ввода-вывода на питание микроЭВМ, питание модулей и питание АЦП (ВИПы 9, 17, 19) позволяет обеспечить более гибкую (независимую друг от друга) систему управления конфигурацией устройства ввода-вывода, тем самым повышая живучесть и надежность заявленного устройства.The division of the secondary power supply of the input-output device into the microcomputer power supply, the power supply of the modules and the power supply of the ADC (VIPs 9, 17, 19) allows to provide a more flexible (independent of each other) system for managing the configuration of the input-output device, thereby increasing the survivability and reliability of the declared device ...

Ввод разовых команд в устройство ввода-вывода производится следующим образом. Разовые команды поступают через входы 291...29К устройства ввода-вывода в устройство управления приемника разовых команд 21.1 (или 21.2) и записываются в его буферные регистры. При поступлении кода управляющего слова, содержащего адрес оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 приемника разовых команд 21.1 (или 21.2), признак чтения данных, дешифратор модуля блокирует обновление данных в буферные регистры и разрешает выдачу информации из буферных регистров, микроЭВМ 3.1 (или 3.2) считывает коды разовых команд из буферных регистров через оконечное устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11) в контроллер 8 и преобразует их в коды команд управления для устройства управления 14.1 (или 14.2), либо через контроллер 5 и приемопередатчик 4 МКИО-ОУ выдает в магистральный канал 1 информационного обмена коды разовых команд, после чего устройство управления модуля 21.1 (или 21.2) обнуляет буферные регистры. One-time commands are entered into the input-output device as follows. One-time commands come through inputs 29 1 ... 29 To the input-output device to the control unit of the receiver of one-time commands 21.1 (or 21.2) and are written into its buffer registers. Upon receipt of the control word code containing the address of the terminal device of the internal information exchange line 15 of the receiver of one-time commands 21.1 (or 21.2), the sign of data reading, the module decoder blocks the update of data into the buffer registers and allows the issuance of information from the buffer registers, microcomputer 3.1 (or 3.2) reads the codes of one-time commands from the buffer registers through the terminal device of the internal communication highway 15 through the internal communication highway 10 (or 11) to the controller 8 and converts them into control command codes for the control device 14.1 (or 14.2), or through the controller 5 and the transceiver 4 MKIO-OU issues codes of one-time commands to the main channel 1 of the information exchange, after which the control unit of the module 21.1 (or 21.2) resets the buffer registers.

Вывод команд управления устройством ввода-вывода производятся следующим образом при получении информации на входе магистрального канала 1 информационного обмена (адрес и данные для команд управления) через приемопередатчик 4 и контроллер 5 МКИО-ОУ микроЭВМ 3.1 ( или 3.2), через контроллер 8 и внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или 11) выдает управляющее слово оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 формирователя команд управления 22.1 (или 22.2) с признаком записи и данные для формирователя команд управления. Устройство управления формирователя 22.1 (или 22.2) при получении соответствующего управляющего слова, записывает данные в буферный регистр, микроЭВМ 3.1 (или 3.2) вновь выдает управляющее слово и считывает записанные данные из буферного регистра формирователя команд управления 22.1 (или 22.2), при совпадении записанных и считанных данных микроЭВМ 3.1 (или 3.2) через контроллер 8 магистрального канала информационного обмена и внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или 11) вновь выдает управляющее слово с признаком записи и данные разрешающие формировать команду управления, далее устройство управления модуля в соответствии с кодом команды полученным ранее, формирует команды управления на соответствующие выходы 301...30m устройства ввода-вывода, далее микроЭВМ 3.1 (или 3.2) через заданный промежуток времени вновь выдает управляющее слово формирователя команд управления 22.1 (или 22.2) с признаком записи и данные останавливающие формирование команды управления, таким образом формируется команда необходимой длительности. В модуле формирователя команд управления 22.1 (или 22.2) существует таймер – сторож, на случай сбоя в обмене по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11) с микроЭВМ 3.1 (или 3.2), который при срабатывании остановит формирование команды управления и приведет модуль в исходное состояние.The output of the control commands of the input-output device is carried out as follows when receiving information at the input of the main channel 1 of the information exchange (address and data for control commands) through the transceiver 4 and the controller 5 MKIO-OU microcomputer 3.1 (or 3.2), through the controller 8 and the internal highway information exchange 10 (or 11) provides a control word of the terminal device of the internal data exchange line 15 of the control command generator 22.1 (or 22.2) with the recording sign and data for the control command generator. The control unit of the shaper 22.1 (or 22.2) upon receipt of the corresponding control word, writes data to the buffer register, the microcomputer 3.1 (or 3.2) again issues the control word and reads the recorded data from the buffer register of the control command shaper 22.1 (or 22.2), when the written and of the read data microcomputer 3.1 (or 3.2) through the controller 8 of the main channel of information exchange and the internal highway of information exchange 10 (or 11) again issues a control word with a sign of recording and data allowing to form a control command, then the control unit of the module in accordance with the command code obtained earlier , generates control commands to the corresponding outputs 30 1 ... 30m of the input-output device, then the microcomputer 3.1 (or 3.2) after a predetermined period of time again issues the control word of the control command generator 22.1 (or 22.2) with the recording sign and data stopping the formation of the control command , thus f A command of the required duration is formed. In the control command generator module 22.1 (or 22.2) there is a watchdog timer, in case of a failure in the exchange via the internal data exchange line 10 (or 11) with the microcomputer 3.1 (or 3.2), which, when triggered, will stop the formation of the control command and bring the module to its original condition.

Вывод матричных команд производится следующим образом. При получении информации на входе магистрального канала 1 информационного обмена (адрес и данные для выдачи матричных команд) через приемопередатчик 4 контроллер 5 МКИО-ОУ, микроЭВМ 3.1 (или 3.2) преобразует данные матричных команд в позиционный код, контроллер 8 магистрального канала информационного обмена через внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или 11) выдает управляющее слово оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 и позиционный код для формирователя матричных команд 23.1 (или 23.2) по линиям Х (выводы 311...31R) и линиям Y (выводы 321...32S). Устройство управления формирователя 23.1 (или 23.2) формирует сигнал записи, позиционный код, выставленный на шине данных, записывается в буферные регистры и далее устройство управления в соответствии с принятым кодом формирует импульсы управления заданной длительности и амплитуды и выдает их на соответствующие выходы устройства 311...31R и 321...32S.The matrix commands are output as follows. When receiving information at the input of the main channel 1 of the information exchange (address and data for issuing matrix commands) through the transceiver 4, the controller 5 MKIO-OU, the microcomputer 3.1 (or 3.2) converts the data of the matrix commands into a position code, the controller 8 of the main channel of information exchange through the internal the data exchange highway 10 (or 11) issues the control word of the terminal device of the internal data exchange highway 15 and the positional code for the matrix command generator 23.1 (or 23.2) along the X lines (outputs 31 1 ... 31 R ) and Y lines (outputs 32 1 ... 32 S ). The control unit of the shaper 23.1 (or 23.2) generates a write signal, the positional code set on the data bus is written into the buffer registers, and then the control unit, in accordance with the received code, generates control pulses of a given duration and amplitude and outputs them to the corresponding outputs of the device 31 1 . ..31 R and 32 1 ... 32 S.

Ввод сигналов последовательного кода производится следующим образом. Сигналы последовательного кода поступают через входы 331...33L в устройство управления приемопередатчика последовательного кода 24.1 (или 24.2) и преобразуются в параллельный код, который записывается в буферные регистры, устройство управления приемопередатчика последовательного кода 24.1 (или 24.2) формирует сигнал прерывания для микроЭВМ 3.1 (или 3.2), по которому микроЭВМ 3.1 (или 3.2) через контроллер 8 магистрального канала информационного обмена и внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или 11) выдает управляющее слово оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 приемопередатчика последовательного кода 24.1 (или 24.2) с признаком чтения информации с приемопередатчика последовательного кода 24.1 (или 24.2), дешифратор устройства управления приемопередатчика последовательного кода 24.1 (или 24.2) блокирует обновление данных в буферные регистры приемника и разрешает выдачу информации из буферных регистров, информация из буферных регистров, поступает по внутренней магистрали информационного обмена 10 (или 11) в контроллер 8 магистрального канала информационного обмена и через контроллер 5 и приемопередатчик 4 МКИО-ОУ выдается в магистральный канал 1 информационного обмена. Serial code signals are input as follows. The serial code signals are fed through inputs 33 1 ... 33 L to the control unit of the serial code 24.1 (or 24.2) transceiver and are converted into parallel code, which is written into the buffer registers, the control unit of the 24.1 (or 24.2) serial code transceiver generates an interrupt signal for microcomputer 3.1 (or 3.2), according to which microcomputer 3.1 (or 3.2) through the controller 8 of the main channel of information exchange and the internal highway of information exchange 10 (or 11) issues the control word of the terminal device of the internal highway of information exchange 15 of the transceiver of the serial code 24.1 (or 24.2) with the sign of reading information from the transceiver of the serial code 24.1 (or 24.2), the decoder of the control device of the transceiver of the serial code 24.1 (or 24.2) blocks the update of data into the buffer registers of the receiver and allows the output of information from the buffer registers, information from the buffer registers, the post is fed through the internal highway of information exchange 10 (or 11) to the controller 8 of the trunk channel of information exchange and through the controller 5 and transceiver 4 MKIO-OU is issued to the trunk channel 1 of the information exchange.

Вывод сигналов последовательного кода производится следующим образом. При получении информации на входе магистрального канала 1 информационного обмена (адрес и данные в соответствии с полученными командами) через приемопередатчик 4 контроллер 5 МКИО-ОУ, микроЭВМ 3.1 (или 3.2), через контроллер 8 магистрального канала информационного обмена через внутреннюю магистраль информационного обмена 10 (или 11) выдает управляющее слово оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена 15 и данные для формирователя 24.1 (или 24.2) последовательного кода, устройство управления формирователя 24.1 (или 24.2) при получении соответствующего управляющего слова, формирует сигнал записи, информация, выставленная на шине данных, записывается в буферный регистр и далее устройство управления в соответствии с принятой информацией формирует последовательные коды необходимой длительности и амплитуды и выдает их на соответствующие выходы устройства 341...34L.The serial code signals are output as follows. When receiving information at the input of the main channel 1 of information exchange (address and data in accordance with the received commands) through the transceiver 4, controller 5 MKIO-OU, microcomputer 3.1 (or 3.2), through the controller 8 of the main channel of information exchange through the internal highway of information exchange 10 ( or 11) provides the control word of the terminal device of the internal data exchange highway 15 and data for the generator 24.1 (or 24.2) of the serial code, the control device of the generator 24.1 (or 24.2), upon receiving the corresponding control word, generates a write signal, the information set on the data bus, is written into the buffer register and then the control device, in accordance with the received information, generates sequential codes of the required duration and amplitude and outputs them to the corresponding outputs of the device 34 1 ... 34 L.

В приемопередатчиках последовательного кода используется интерфейс RC232 или интерфейс CAN, возможно применение и других интерфейсов. The serial code transceivers use the RC232 interface or the CAN interface, other interfaces are also possible.

Таким образом, устройство ввода-вывода в отличие от прототипа позволяет повысить надежность, за счет введения резервных модулей ввода-вывода, резервных микроЭВМ и устройства управления, а также за счет введения перекрестных связей между модулями и микроЭВМ (основными и резервными), введения раздельного питания микроЭВМ, модулей и АЦП, введения возможности питания модулей как от основного так и резервного вторичного источника питания, а также контроль напряжения на шине вторичного питания с помощью АЦП, что позволяет повысить отказоустойчивость устройства ввода-вывода и увеличить срок службы; расширить функциональные возможности, за счет возможности ввода-вывода последовательного кода для сопряжения исполнительных устройств и датчиков, возможности формирования матричных команд, а также возможности обмена по магистральному каналу информационного обмена с датчиками систем, имеющими магистральный канал информационного обмена в соответствии с ГОСТ Р52070-2003 за счет наличия в микроЭВМ контроллера (МКИО-К); что позволяет с помощью микроЭВМ осуществлять предварительную обработку и анализ входных сигналов в зависимости от ситуации, а в аварийных ситуациях поддерживать живучесть бортовой аппаратуры за счет самостоятельного решения задач управления.Thus, the input-output device, in contrast to the prototype, makes it possible to increase reliability by introducing redundant input-output modules, redundant microcomputers and a control device, as well as by introducing cross-links between the modules and the microcomputer (main and backup), introducing separate power supply microcomputer, modules and ADC, introduction of the possibility of power supply of modules both from the main and backup secondary power supply, as well as control of the voltage on the secondary power bus using the ADC, which makes it possible to increase the fault tolerance of the input-output device and increase the service life; to expand functionality, due to the possibility of input-output of a serial code for interfacing executive devices and sensors, the possibility of forming matrix commands, as well as the possibility of exchange via the main channel of information exchange with system sensors that have a main channel of information exchange in accordance with GOST R52070-2003 for account of the presence of a controller in the microcomputer (MKIO-K); which allows using a microcomputer to carry out preliminary processing and analysis of input signals, depending on the situation, and in emergency situations to maintain the survivability of onboard equipment by independently solving control problems.

В качестве внутренней магистрали информационного обмена используется интерфейс SPI, состоящий из линии синхросигнала передачи данных, линии передачи данных, линии передачи сигнала инициализации элементов памяти.The SPI interface is used as an internal highway of information exchange, which consists of a sync signal line for data transmission, a data transmission line, and a line for transmitting a signal for initializing memory elements.

Устройство ввода-вывода используется в аппаратуре управления космических аппаратов. Для реализации поставленных задач и алгоритмов управления в качестве микроЭВМ использован центральный процессорный модуль (ЦПМ) ЮШКР.468331.036ТУ. Контроллер (в микроЭВМ) и оконечные устройства (в модулях ввода-вывода и в устройстве управления) для внутренней магистрали информационного обмена (интерфейс SPI) выполнены на специализированной микросхеме Н5503ХМ5-171 АЕЯР.431260.159ТУ, позволяющей при необходимости программно менять частоту обмена данными, дополнительно наращивать (изменять) количество применяемых модулей, аппаратно или программно проводить инициализацию (сброс) внутренних элементов памяти устройств управления модулей, реализованных на специализированных микросхемах серии 5522БЦ4АТ1 или ПЛИС 5576ХС7Т. АЦП выполнено на микросхемах 1273ПВ2АТ и 1127КН61Т. В качестве вторичных источников питания использованы ИВЭП27 ИДЯУ.436431.005ТУ, в качестве исполнительных элементов коммутаторов первичного и вторичного питания применены слаботочные электромагнитные реле с двумя устойчивыми состояниями РПС45-1 ЯЛО.452-081ТУ, позволяющие, в случае пропадания и восстановления электропитания, сохранять конфигурацию устройства ввода-вывода.The input-output device is used in spacecraft control equipment. To implement the assigned tasks and control algorithms, a central processing unit (CPM) YUSHKR.468331.036TU was used as a microcomputer. The controller (in the microcomputer) and terminal devices (in the input-output modules and in the control device) for the internal data exchange highway (SPI interface) are made on a specialized microcircuit H5503XM5-171 AEYAR.431260.159TU, which allows, if necessary, to programmatically change the frequency of data exchange, additionally increase (change) the number of applied modules, perform hardware or software initialization (reset) of internal memory elements of control devices of modules implemented on specialized microcircuits of the 5522BTs4AT1 series or FPGA 5576XC7T. The ADC is based on 1273PV2AT and 1127KN61T microcircuits. IVEP27 IDYaU.436431.005TU was used as secondary power supplies, low-current electromagnetic relays with two stable states RPS45-1 YALO.452-081TU were used as actuating elements of the switches of primary and secondary power supply, allowing, in the event of a power failure and restoration, to save the device configuration input-output.

Из известных авторам источников информации и патентных материалов неизвестна совокупность признаков, сходных с совокупностью признаков заявляемого объекта.From the sources of information and patent materials known to the authors, the set of features similar to the set of features of the claimed object is unknown.

Claims (7)

1. Устройство ввода-вывода, содержащее микроЭВМ с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена и контроллером магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства», внутреннюю магистраль информационного обмена и модули ввода-вывода: аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд, при этом вход-выход приемопередатчика магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» является входом-выходом магистрального канала информационного обмена устройства ввода-вывода в режиме «оконечного устройства», контроллер магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» соединен с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства», входы аналого-цифрового преобразователя (АЦП) являются входами аналоговых сигналов устройства ввода-вывода, входы приемника разовых команд являются входами разовых команд устройства ввода-вывода, выходы формирователя разовых команд являются выходами разовых команд устройства ввода-вывода, отличающееся тем, что в устройство введены: резервная микроЭВМ, резервная внутренняя магистраль информационного обмена, основное и резервное устройство управления, основной и резервный вторичный источник питания; многоканальный коммутатор первичного питания, многоканальный коммутатор вторичного питания, а в состав модулей ввода-вывода введены основные и резервные формирователи матричных команд и приемопередатчики последовательного кода, резервные: аналого-цифровой преобразователь, приемник разовых команд, формирователь разовых команд; в каждую микроЭВМ введены: приемопередатчик и контроллер магистрального канала информационного обмена в режиме «контроллера» и контроллер внутренней магистрали информационного обмена, а устройства управления и модули ввода-вывода содержат оконечное устройство внутренней магистрали информационного обмена, имеющие основной и резервный вход-выход информационного обмена, причем основные входы-выходы оконечных устройств внутренней магистрали информационного обмена основных модулей ввода-вывода и основного устройства управления объединены при помощи основной внутренней магистрали информационного обмена с резервными входами-выходами оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена резервных модулей ввода-вывода и резервного устройства управления и соединены с выходом контроллера внутренней магистрали информационного обмена основной микроЭВМ; а основные вход-выходы оконечных устройств внутренней магистрали информационного обмена резервных модулей ввода-вывода и резервного устройства управления объединены при помощи резервной внутренней магистрали информационного обмена с резервными входами-выходами оконечного устройства внутренней магистрали информационного обмена основных модулей ввода-вывода и основного устройства управления и соединены с выходом контроллера внутренней магистрали информационного обмена резервной микроЭВМ; входы аппаратных команд устройства управления, входы-выходы модулей ввода-вывода являются соответственно входами-выходами устройства ввода-вывода, входы-выходы приемопередатчиков магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» являются входом-выходом магистрального канала информационного обмена в режиме «оконечного устройства» устройства ввода-вывода, входы-выходы приемопередатчиков магистрального канала информационного обмена в режиме контроллера являются входом-выходом магистрального канала информационного обмена в режиме «контроллера» устройства ввода-вывода, контроллер магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ соединен соответственно с приемопередатчиком магистрального канала информационного обмена основной и резервной микроЭВМ; шина первичного питания соединена с устройствами управления и, через соответствующие коммутаторы первичного питания, с основным и резервным источниками питания, с источниками питания микроЭВМ и с источниками питания АЦП; выходы основного и резервного вторичных источников питания объедены и образуют шину вторичного питания, которая через соответствующие коммутаторы вторичного питания соединена с устройствами управления и модулями ввода-вывода; входы управления каждого коммутатора соединены соответственно с выходами основного и резервного устройства управления; выход работоспособности каждой микроЭВМ соединен с входами контроля основного и резервного устройства управления.1. An input-output device containing a microcomputer with a transceiver of the main channel of information exchange and a controller of the main channel of information exchange in the "terminal device" mode, an internal highway of information exchange and input-output modules: an analog-to-digital converter, a receiver of one-time commands, a generator of one-time commands , while the input-output of the main communication channel transceiver in the "terminal device" mode is the input-output of the main communication channel of the input-output device in the "terminal device" mode, the controller of the main traffic channel in the "terminal device" mode is connected to the transceiver of the main channel of information exchange in the "terminal device" mode, the inputs of the analog-to-digital converter (ADC) are the inputs of the analog signals of the input-output device, the inputs of the receiver of one-time commands are the inputs of one-time commands of the input-output device , the outputs of the one-time command generator are the outputs of one-time commands of the input-output device, characterized in that the device includes: a backup microcomputer, a backup internal data exchange highway, a primary and backup control device, a primary and backup secondary power supply; multichannel switch of primary power supply, multichannel switch of secondary power supply, and the input-output modules include the main and backup formers of matrix commands and transceivers of serial code, backup: analog-to-digital converter, receiver of one-time commands, generator of one-time commands; each microcomputer includes: a transceiver and a controller of the main channel of information exchange in the "controller" mode and a controller of the internal highway of information exchange, and the control devices and input-output modules contain a terminal device of the internal highway of information exchange, having a main and backup input-output of information exchange, moreover, the main inputs-outputs of the terminal devices of the internal data exchange line of the main I / O modules and the main control device are combined using the main internal data exchange line with the backup inputs / outputs of the terminal device of the internal data exchange line of the redundant input-output modules and the backup control device and are connected with the output of the controller of the internal highway of information exchange of the main microcomputer; and the main input-outputs of the terminal devices of the internal data exchange line of the redundant input-output modules and the backup control device are combined using the backup internal data exchange line with the redundant inputs-outputs of the terminal device of the internal data exchange line of the main input-output modules and the main control device and are connected with the output of the controller of the internal data exchange line of the backup microcomputer; the inputs of the hardware commands of the control device, the inputs-outputs of the input-output modules are, respectively, the inputs-outputs of the input-output device, the inputs-outputs of the transceivers of the main data exchange channel in the "terminal device" mode are the input-output of the main data exchange channel in the "terminal device" mode »Input-output devices, inputs-outputs of transceivers of the main channel of information exchange in the controller mode are input-output of the main channel of information exchange in the mode of" controller "of the input-output device, the controller of the main channel of information exchange of the main and backup microcomputers is connected, respectively, with the transceiver of the main channel information exchange of the main and backup microcomputer; the primary power bus is connected to the control devices and, through the corresponding primary power switches, to the main and backup power supplies, to the microcomputer power supplies and to the ADC power supplies; the outputs of the main and backup secondary power supplies are combined and form a secondary power bus, which is connected to control devices and input-output modules through the corresponding secondary power switches; the control inputs of each switch are connected to the outputs of the main and backup control devices, respectively; the performance output of each microcomputer is connected to the control inputs of the main and backup control devices. 2. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что в качестве многоканального коммутатора первичного питания и многоканального коммутатора вторичного питания используются реле с двумя устойчивыми состояниями. 2. The input-output device according to claim 1, characterized in that bistable relays are used as the multichannel primary power switch and the multichannel secondary power switch. 3. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что шина вторичного питания соединена с одним из входов аналоговых сигналов основного и резервного АЦП. 3. The input-output device according to claim 1, characterized in that the secondary power bus is connected to one of the analog signal inputs of the main and backup ADC. 4. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что в качестве внутренней магистрали информационного обмена используется интерфейс SPI.4. The input-output device according to claim 1, characterized in that the SPI interface is used as the internal highway of information exchange. 5. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что питание АЦП и микроЭВМ осуществляется от соответствующих собственных вторичных источников питания.5. The input-output device according to claim 1, characterized in that the power supply of the ADC and the microcomputer is carried out from the respective own secondary power sources. 6. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что в приемопередатчиках последовательного кода используется интерфейс RC232.6. The input-output device according to claim 1, wherein the serial code transceivers use the RC232 interface. 7. Устройство ввода-вывода по п.1, отличающееся тем, что в приемопередатчиках последовательного кода используется интерфейс CAN.7. The input-output device according to claim 1, wherein the serial code transceivers use the CAN interface.
RU2020139800A 2020-12-04 2020-12-04 I/o device RU2753980C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139800A RU2753980C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 I/o device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020139800A RU2753980C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 I/o device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2753980C1 true RU2753980C1 (en) 2021-08-25

Family

ID=77460436

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020139800A RU2753980C1 (en) 2020-12-04 2020-12-04 I/o device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753980C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816245C1 (en) * 2023-12-12 2024-03-27 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф.Решетнёва" Redundant input/output device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2221267C1 (en) * 2002-05-24 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Авионика-Вист" Input/output device
US20150346902A1 (en) * 2012-01-09 2015-12-03 Nvidia Corporation Touch-screen input/output device touch sensing techniques
US20160283811A1 (en) * 2005-08-03 2016-09-29 Kenji Yoshida Information output device, medium, and information input/output device
US20160378404A1 (en) * 2011-02-08 2016-12-29 Diablo Technologies Inc. System and method of interfacing co-processors and input/output devices via a main memory system
US20190056832A1 (en) * 2013-02-06 2019-02-21 Apple Inc. Input/output device with a dynamically adjustable appearance and function

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2221267C1 (en) * 2002-05-24 2004-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Авионика-Вист" Input/output device
US20160283811A1 (en) * 2005-08-03 2016-09-29 Kenji Yoshida Information output device, medium, and information input/output device
US20160378404A1 (en) * 2011-02-08 2016-12-29 Diablo Technologies Inc. System and method of interfacing co-processors and input/output devices via a main memory system
US20150346902A1 (en) * 2012-01-09 2015-12-03 Nvidia Corporation Touch-screen input/output device touch sensing techniques
US20190056832A1 (en) * 2013-02-06 2019-02-21 Apple Inc. Input/output device with a dynamically adjustable appearance and function

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2816245C1 (en) * 2023-12-12 2024-03-27 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф.Решетнёва" Redundant input/output device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4628480A (en) Arrangement for optimized utilization of I/O pins
US4015246A (en) Synchronous fault tolerant multi-processor system
CN104182304A (en) Universal multi-mode redundant pico/nano satellite on-board computer system
US5325359A (en) MIL-STD-1553 interface device having concurrent remote terminal and monitor terminal operation
US5479618A (en) I/O module with reduced isolation circuitry
RU2753980C1 (en) I/o device
CN115168114A (en) Satellite-borne integrated electronic system based on COTS device
WO2020097166A2 (en) Three lane bit-for-bit remote electronic unit
CN111142444A (en) Three-redundancy carrier rocket time sequence controller based on DSP and CPLD
CN110727220B (en) Master-slave dual-redundancy FPGA switching control circuit
CN111858456A (en) Arrow-mounted full-triple-modular redundancy computer system architecture
CN101430550B (en) Switch control method of engine redundancy electric-control system
RU2816245C1 (en) Redundant input/output device
CN114780476B (en) SPI time-sharing multiplexing circuit supporting multiple masters and multiple slaves
CN111679927A (en) Fault-tolerant computer of redundancy reconsitution
CN111538262B (en) Carrier rocket computer self-checking system based on DSP and FPGA
JPH04270525A (en) Zeror synchronization apparatus for encoding and decoding use
KR100214122B1 (en) Communication system with dual structure capable of prohibiting the dataon\\ on communication between processors
RU193697U1 (en) RESERVED CONTROLLER FOR SPACE EQUIPMENT SYSTEMS
CN210466096U (en) 1553B bus communication board card with Mini PCIe specification
RU2580791C2 (en) Device for majority selection of signals (3 versions)
SU849219A1 (en) Data processing system
Koczela A three-failure-tolerant computer system
CN203276088U (en) Airborne computer integrated system structure
Zhao et al. FlexRay Bus-Based Integrated Technology on Airborne Utility Management Computer