SU1037256A1 - Устройство дл выбора работоспособной структуры вычислительного комплекса - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ KJBOPA РАБОТОСПОСОБНОЙ СТРУКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, содержащее блок переключателей питани , подключенный одними выходами к выходам устройства , счетчик шагов, соединенный первым и вторым входами соответственно с первым входом устройства и выходом первого элемента ИЛИ, а выходами - с соответствук дими входами первого дешифратора, подключенного первым выходом через селектор к первому входу первого элемента ИЛИ, компаратор, подключенный первыми входами к выходам регистра кода максимальной структуры, счетчик структур , выходы которого соединены соответственно со вторыми входами компаратора и через коммутатор - с первым входом блока переключателей питани , второй вход которого подключен к первому выходу компаратора, а второй вход коммутатора соединен с входом разрешени  записи устройства , третий вход - с одним из выходов блока переключателей питани , а четвертый вход - с вторым выходом первого дешфиратора и с вторым вхо- дом первого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора через первый элемент И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом компаратора, отличающеес   тем, что, с целью повышени  надежности устройства, оно- содержит четыре элемента И, элемент НЕ, шифратор, блок поиска старшей еди- , ницы, второй дешифратор и регистр структур, выхода разр дов которого соединены через блок поиска старшей единицы с соответствующими входами шифратора и первыми входами соответствующих разр дов регистра структур, выходы шифратора подключены к вторым входам счетчика структур, выходы которого соединены с входами S второго дешифратора, первый и второй выходы селектора соответственно W соединены с первыми входами второго и-третье-Го элементов И, второй выход второго элемента И соединен с третьим входом устройства, под ключенным через элемент.НЕ к второму входу третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с разрешающим входом блока поиска старшей единицы и четвертым входом счетчика шагов, а выход третьего элемента И соединен с вторым -входом второго дешифратора, второй выход компаратора соединен с первым входом четвертого элемента И, второй выход .которого соединен с третьим входом устройства,, а выход - с третьим входом счетчика шагов и первым входом счетчика структур, второй вход второго элемента .ИЛИ соединен с выходами п того элемента И, входы которого Соответственно соединены с третьим входом устройства и вторым выходом селектора, другой вход регистра структур соединен с первым входом устройства.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вы гислительной технике, и может быть применено при построении отказоустойчивых резервированных вычислительных систем повышенной нещежности . -.

Известно устройство дл  переключени  резервированных блоков системы , содержащее коммутаторы, соеди-. ненные с выходами предьщущих и вхоДс1ми последующих резервных блоков системы, регистраторы фиксации исправных блоков, соединенные с .управл ющими входами соответствующих коммутаторов , элемента И, ИЛИ, НЕ и регистры управлени  l.

Недостатками этого устройства  вл етс  сложность и недостаточна  надежность, кроме того, вследствие особенностей алгоритма его работы, не производитс  перебор всех вариантов включени  резервных блоков в каналы системы,- так как приборы, вход щие в найденные работоспособные каналы, из процесса переключени  исключаютс . Это приводит к снижению надежности системы в целом и исключает возможность полной,диагностической проверки систему.

V - . .

,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  усттройство дл  организации структуры

.вычислительного комплекса, содержащее счетчик структур, соединенный с блоком переключателей питани устройств комплекса, счетчик шагов, соединенные с входами дешифратора, выходы которого соответственно соединены , с блоком ансшиза готовности, цепью пуска, блоком сравнени , а также элемента И, -ИЛИ и регистр. Устройство осуществл ет организацию структуры вычислительного комплекса измен   содержание счетчика структур и осуществл   вьвдачу с него управл ющих сигналов о включении конкретных приборов комплекса. Это устройство .осуществл ет контроль .работоспособности сформированной структуры и при наличии в ней отказа переходит к рассмотрению следующей конфигурации вычислительного комплекса, т.е. осуществл етс  перебор всех возможных способов построени  двухканального вычислительного комплекса и оперативна  перестройка комплекса при возникновении отказов в его работе, кроме того, устройство

предусматривает возможность регламентной проверки всех способов организации комплекса 112.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что результат регламентной проверки в нем не фиксируетс , поэтому при возникновении отказ  в оаботе комлпекса восстановление

его работоспособности прриз.водитс  без использовани  информации о работоспособности структур, внл в:ленной на регламенте, т.е. путем последовательного перебора всех воз .можных способов построени  комплекса . Это ведет к существенному увеличению времени работоспособной структуры , комплекса, так как из рассмотрени  не исключаютс  заведомо неисправные , структуры, в результате снижаетс  готовность вычислительного комплекса.

Целью- изобретени   вл етс  сокращение времени поиска работоспособной структуры, т.е. повышение готовности комплекса.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в -устройстве дл  выбора работоспособной структуры ЦБК, содержащее блок переключателей питани , подключенный одними выходами к выходам

устройства, счетчик шагов,, соединенный первым и вторыми входами соответственно с первым входом устройства и выходом первого элемента ИЛИ, а выходами -- с соответствующими входами первого дешифратора, подключенного первым выходом через селектор к первому входу первого .элемента ИЛИкомпаратор , подключенный первыми входами к выходам регистра кода максимальной структуры, счетчик структур , выходы которого соединены соответственно со вторыми входами компаратора через коммутатор - с первым входом-блока переключателей питани , второй вход которого подключен к первому выходу- компаратора, а второй

вход комглутатора соединен с входом разрешени  записи устройства, третий вход - с одним из выходов блока переключателей питани , а четвертый вход -- с вторым выходом первого дешиФратора ... и с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора через первый эле мент И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом компаратора , содержит четыре элемента И, элемент НЕ, шифратор, блок поиска старшей единицы, второй дешифратор

и рехистр структур, выходы разр дов которого соединены через блок поиска старшей единицы с соответствующими входами шифратора и первыми входами соответствующих разр дов регистра структур, выходы шифратора подключены к вторым входам счетчика структур, выходы которого соединены с входами второго дешифратора, первый и второй выходы селектора соответственно . соединены с первыми входами второго и третьего элементов И, второй выход второго элемента И соединен с третьим входом устройства. подключенным через элемента НЕк вт рому входу третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с разрешающим входом блока поиска ста шей единицы и четвертым входом счет чика шагов, а выход третьего эле-, мента И соединен с вторым входом . второго дешифратора, второй выход компаратора соединен с первым входо четвертого элемента И, второй выход которого соединен с третьим входом устройства, а выход - с третьим вх дом счетчика шагов и первым входом счетчика структур, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выхода ми п того элемента И, входы которого соответЬтвенно соединены с треть им входом устройства и вторым выходом селектора, другой вход регистра структур соединен с первым входом устройства. Включение в состав пер ечисленных функциональных узлов и их взаимосв зи с другими элементами обеспечи вает запоминание в регистре кодов исправных структур комплекса и в ра бочем режиме при возникновении отка за занесение в счетчик структур кода ближайщей работоспособной структуры комплекса, котора  получаетс  из отказавшей путем переключени  на именьшего числа приборов; работ оспо . собность этой структуры ранее вы вл етс  на регламентной проверке. На чертеже представлена блок-схе ма устройства дл  выбора работоспособной структуры вычислительного комплекса. Устройство содержит счетчик 1, структур, блок 2 управлений св з ми, блок 3 переключателей питани  (блоки 2 и 3 выполнены на коммутаторах ), первый элемент И 4, счет чик 5 шагов, первый дешифратор 6, шин.а 7 запуска, селектор 8, компара тор 9, первый элемент ИЛИ 10, регистр 11 кода максимальной структуры , входные шины устройства - шина 12 сигнала Готовность ЦВМ, шина 13 сигнала Регламент, вход СшднаЛ 14 разрешени  записи, шина 15 сигнала Сброс, шифратор 16, блок 17 поиска старшей единицы, триг геры 18.1-18.N структур, регистр 19 структур, второй дешифратор 20, элемент НЕ 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, п тый 25 И, второй элемент ИЛИ 26. Счетчик 1 структур через блок 2 iT.i: авлени  св з ми соединен с блоком переключателей питани  устройств ВЕЛчислительного комплекса. Кроме того, выходы счетчика 1 структур соединены с входами дешифратора 20 и входами компаратора 9, на входы которого подключены также выходы регистра 11 кода максимальной структуры . Первый выход компаратора 9 соединен с блоком переключателей питани  устройства комплекса, второй его выход соединен со входом элемента И 24, другой вход которого соединен с цепью сигнала Регламент 13, котора , кроме того, присоединена ко входу элемента НЕ 21 и пер.вым входом элементов И 4, 23 и ,25. Выход элемента И 24 соединен со счетчиком 5 шагов и входом счетчика 1 структур. Выходы счетчика 5 подключены к дешифратору 6, первый выход которого соединен шиной запуска комплекса 7 с блоками 2 .управлени  св з ми и элементом ИЛИ 10, выход которого соединен с входом счетчика 5 шагов, второй вход дешифратора 6 - со в-ходом селектора 8 и третий - с элементом И 4. Выходы селектора 8 соединены первый со входамиэлементов ИЛИ 10 и 23, второй со входами элементов И 23 и 25, Выход элемента И 25 соединен с первым входом элемента ИЛИ 26, второй вход которого соединен с выходом элемента И 4, а его выход соединен .с компаратором 9. Второй вход селектора 8 соедин етс  с шиной сигнала Готовность ЦВМ 12. В устройстве предусмотрена шина сигнала Сброс 15, котора  подключена к счетчику 1 структур, счетчику 5 шагоВ и регистру 19.структур и шина 14 разрешени  записи, соединенна  с блоком 2 управлени  св з ми. Выходы регистра 19 структур подключены ко входам блока 17 поиска старшей единицы , выходы которой соединены со входами Ш1 4 ратора 16 и первыми вхо дами. соответствующих триггеров с 18,1 по 18.N структур, из которых состоит регистр 19 структур, вторые входы этих триггеров соединены с соответстцующими выходами дешифратора 20 (при этом входы первого триггера 18.1 структур соединены с первыми выходами дешифратора 20 и блока 17 поиска старшей единицы, выходы второго триггера 18.2 структур со вторами выходами дешифратора 20 и блока 17 поиска старшей единицы и т.д.). Выходы шифратора 16 соединены со входами счетчика 1 структур. Второй вход элемента И 22 соединен с выходом элемента НЕ 21, а его выход с разрешающим входом блока 17 поиска старшей единицы и четвертым входом счетчика 5 шагов. Выход элеента И 23 соединен с разрешающим входом дешифратора 20. Принцип работы устройства состот в том, что оно осуществл ет выбор аботоспособной структуры двухканалього вычислительного комплекса, предтавл ющего из себ  двойной набор локов (ОЗУ, ПЗУ и т.д.) св занных собой двум  магистрал ми. Перебор и включение структур вычислительного комплекса осуществл етс  путем изменени  содержани  счетчика 1 структур и выдачи с него управл ющих сигналов через блок 2 управлени  св з ми на переключатели соответствующих устройств вычислительного комплекса. Каждый разр д счетчика 1 структур обуславливает выбор определенного прибора вычислительгного .комплекса, при этом нулевое состо ние данного разр да соответствует включению в комплекс блока цервого канала, а единичное значение приводит к вводу в структуру комплекса резервного блока из второго канала. Тем самым изменение содержани  счетчика структур обеспечиваетс  перестройкой конфигурации вычислительного комплекса. Устройство может работать в двух режимах в режиме регламентной проверки и в рабочем режиме.

Устройство работает следующим образом.

После включени  питани  осуществл етс  начальный сброс устройства по шине Сброс 15. При этом уст-анавливаетс  в О счетчик 5, что приводит в возбужденное состо ние первый выход дешифратора б и приводит к выдаче сигнала,по шине запуска.комплекса 7 в блок 2 о пуске комплекса. В соответствии с кодом на счетчике достигаетс  подключение питани  к :. устройствам комплекса, импользуемым дл  построени  данной структуры.

В регламентном режиме поиск работоспособной структуры начинаетс  при нулевом значении счетчика 1, а перебор структур в этом режиме осуществл етс  путем последовательного увеличени  содержимого счетчика 1 на единицу.. После установки структуры комплекс начинает выполн ть программу самопроверки. При этом сигнал о пуске комплекса с дешифратора б через элемент ИЛИ 10 поступает на счетчик 5, обеспечива  увеличение fero содержимого на единицу, что влечет за собой включение через дешифратор б селектора 8 и его срабатывание . Сигнал о срабатывании прибавл ет к содержимому счетчика 5 единицу , в возбужденное состо ние приходит другой выход дешифратора 6, что приводит к включению определенного функционального узла устройства в соответствии с прин тым алго- ритмом работы, т.е. счетчик 5, дешифратор б и элемент ИЛИ 10 выполн ют в устройстве роль микропрограмного блока управлени . Селектор 8 осуществл ет анализ результатов самопроверки комплекса путем временной Селекции сигнала Готовность ЦВМ. При нормальной работе комплекса процессор включенной структуры

по программе самопроверки вырабатывает сигнал Готовность UBM, поступающий в устройство по шине 12, Временную селекцию момента прихода данного сигнала относительно синхросигнала с кварцевого генератора комплекса выполн ет селектор 8. При отрицательном результате временной селекции, т.е. при несовпадении синхросигнала и сигнала Готовность ЦВМ, со второго выхода селектора 8 выдаетс  сигнал черей элементы И. 25 и ИЛИ 26,  вл ющийс  дл  компаратора 9 сигналом разрешени  сравнени .

Компаратор 9 выполн ет сравнение кодов, поступающих в регистра кода максимальной (.последней) структуры 11 и кода текущей структуры со счетчика 1. Компаратор 9 при сравнении кодов по сигналу разрешени  сравнени  через элемент И 24 сбрасывает счетчик 5 и прибавл ет к содержимому счетчика 1 единицу, чем обеспечиваетс  включение следующей структуры вычислительного комплекса и выполнение им программы самопроверки. При равенстве кодов компаратор 9 выдает сигнал о сн тии питани  в блок 3 переключателей Цитни  устройств комплекса, означающий в данном режиме окончание регламентной проверки (в рабочем режиме это означает отсутствие в вычислительном комплексе работоспособной структуры ).

При нормальной работе включенной структуры селектор 8 через эле- мент ИЛИ 10 увеличивает содержимое счетчика 5 на единицу, что переводит в возбужденное состо ние третий выход дешифратора 6 и при регламентном режиме через элементы И 4 и ИЛИ 26 выдаетс  сигнал разрешени  сравнени  на компаратор 9. Все это и обеспечивает реализацию режима регламентной проверки вычислительного комплекса, так как производитс  последовательное включение блоков вычислительного комплекса при всех возможных способах организации его структуры и независикю от результатов анализа работоспособности каждой отдельной структуры. Отличительной чертой работы устройства в регламентном режиме  вл етс  то, что производитс  запоминание номера каждой структуры, работоспособность которой бьша подтверждена в ходе регламента Дл  этого в случае выполнени  селекции селектор 8 через элемент И 23 выдает сигнал о разрешении дешифратора на дешифратор 20, входы которого подключены к выходам счетчика 1. При этом в регистре 19 устанавливаетс  в единичное состо ние один из триггеров 18vl-18.N, соответствуюций включенной структуре комплекса

в регистре 19 имеетс  N триггеров, количество которых соответствует числу возможных способов организации структуры комплекса). В случае неработоспособности включенной структуры сигнал о разрешении дешифрации не выдаетс . В результате этих действий после прохо сцени  регламента состо ние триггеров 18.118 .N отражает состо ние вычислительного комплекса - единичное состо ние триггера структуры говорит о работоспособности структуры определ емой данным триггером, а нулевое о ее неисправности (перед началом работы все триггеры структур 18.118 .N регистра 19 сбрасываютс  сиг-, налом с шины 15).

При отсутствии сигнала Регламент на шине 13,, т.е. в рабочем режиме, после начального сброса с шины 15 на блок 2 по шине 14 разрешени  записи поступает сигнал, который обеспечивает занесение в счетчик 1 кода, соответствукнчегопер вой исправной структуре, работоспособность которой была вы влена на предыдущей регламентной проверке и котора  была зафиксирована в блоке 3 устрюйств вычислительного комплекса на его релейных схемах.

Осуществив включение пуск данной структуры комплекса.селектор 8 выполн ет контроль работоспособности выбранной структуры путем временной селекции сигнала Готовность ЦВМ и продолжает вести его в каждом последующем машинном цикле. При отрицательном результате селекции происходит перестройка вычислительного комплекса в цел х поиска рабЬтоспособной структуры комплекса по отличной от регламентного режима методике . При отказе включенной структуры селектор 8 выдает по второму выходу сигнал, который через открытый в рабочем режиме элемент И 22 поступает как разрешающий.сигнал на вход блока 17, КОТОЕ ЛЙ по этому сигналу определ ет старший разр д регистра 19, именнций единич ное значение и через шифратор 16 обеспечивает занесение в счетчик d кода струкгтуры комплекса, определ емой найденным триггером структуры 18.118 ,N, при этом данный триггер обнул етс  в регистре 19. Этим достигаетс  выбор ближайшей структуры комплекса , работоспособность которой вы влена на регламенте. Ближайшей считаетс  работоспособна  структура котора  получаетс  из отказавшей включенной структуры комплекса путем переключени  наименьшего числа приборов ЦВК, так- как при переходе со структуры на структуру питание снимаетс  с приборов, не вошедших в новую конфигурацию комплекса.

Таким образом, техническа  эффективность , полученна  в результате реализации изобретени ,заключаетс  в том, что оно позвол ет зафиксировать в ходе регламента исправные структуры вычислительного комплекса а затем при возникновении отказов в работе комплекса использбвать результаты регламента и оперативно перестраивать на работоспособную структуру комплекса, не выполн   контроль работоспособности заведомо неисправных конфигураций вычислителного комплекса. Все это ведет к значительному снижению времени поиска исправной структуры, сокращает количество , переключений приборов и в конечном итоге обеспечивает повышение готовности двухканального вычислительного комплекса с холодным резервированием отдельных приборов.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРА РАБОТОСПОСОБНОЙ СТРУКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА, содержащёе блок переключателей питания, подключенный одними выходами к выходам устройства, счетчик шагов, соединенный первым и вторым входами соответственно с первым входом устройства и выходом первого элемента ИЛИ, а выходами - с соответствующими входами первого дешифратора, подключенного первым выходом через селектор к первому входу первого элемента ИЛИ, компаратор, подключенный первыми входами к выходам регистра кода максимальной структуры, счетчик структур, выхода которого соединены соответственно со вторыми входами компаратора и через коммутатор - с первым входом блока переключателей питания, второй вход которого подключен к первому выходу компаратора, а второй вход коммутатора соединен с входом разрешения записи устройства, третий вход - с одним из выходов блока переключателей питания, а четвертый вход - с вторым выходом первого дешфиратора и с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий выход первого дешифратора через, первый элемент И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом компаратора, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно· содержит четыре элемента И, элемент НЕ, шифратор, блок поиска старшей еди- , ницы, второй^- дешифратор’и регистр структур, выходы разрядов которого соединены через блок поиска старшей единицы с соответствующими“входами шифратора и первыми входами соответствующих разрядов регистра структур, выходы шифратора подключены к вторым входам счетчика структур, выхода которого соединены с входами второго дешифратора, первый и второй выходы селектора соответственно соединены с первыми входами второго и-третьего элементов И, второй выход второго элемента И соединен с третьим входом устройства, под* ключенным через элемент.НЕ к второму входу третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с разрешающим входом блока поиска старшей единицы и четвертым входом счетчика шагов, а выход третьего элемента И соединен с вторым -входом второго дешифратора, второй выход компаратора соединен с первым входом четвертого элемента И, второй выход которого соединен с третьим входом ‘ устройства,, а выход - с третьим входом счетчика шагов и первым входом счетчика структур, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходами пятого элемента И, входы которого Соответственно соединены с третьим входом устройства и вторым выходом селектора, другой вход регистра :структур соединен с первым входом устройства.

   SU.,„ 1037256 системы технической является уст-г