SU1040632A1 - Устройство дл управлени реконфигурацией резервированной системы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ, содержащее формирователь контрольных сигналов, вход которого соединен с тактовьм входом устройства , а первый выход - с входами трбХ резервируемых блоков, выходы которш соединены с информационными входами управл емого мажоритарного элемента, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнени , с вторым входом которого, соединен второй выход фбрмировател  контрольных сигналов, отличающ ;е е с   тем, что, с целью повыше- ни  надежности, оно содержит четйре элемента И записи три элемента И считывани  и элемент И контрол , два элемента НЕ, мажоритарный элемент : контрол , регистр контрол , регистр задани  режима, первый вход КОТОРОГО соединен с тактовым входом устройства , первый, второй, третий и чствертый выходы - с первыми входами сйотвётствутацих четырех элементов И записи , вторые входы которых соединены с выходом блока сравнени , а выходы с соответствующими входами регистра контрол , первый выход которого соединен с первым входом элемента И контрол , с вторым входом которого через первый элемент НЕ соединен выход мажоритарного элемента контрол , с входами которого и с вторыми вхо- г дами элементов И считывани  соединены; второй, ретий и четвертый выходы регистра контрол , с третьими вхо- -i дами всех элементов И считывани  соединен через второй элемент НЕ выход элемента И контрол , а выходы, элементов И считываний соединены соответственно с вторым, третьим и чет:вертым входами регистра задани  режима , второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управл ющими входами управл емого мажоритарного элемента, а п тый I соединен с первыми входами всех ;элементов И считывани .

Description

Изобретение относитс  к вычислительной техничке и может быть применено при разработке резервированных систем управлени  повышенной надежности j а также при разработке адаптивных резервированных устройств. Известна схема дл  управлени  реконфигурацией резервированного, устройства, содержаща  блоки контрол  резервных блоков каждого канала,, элементны И, ИЛИ, инверторы, мажоритарный элемент и св.гзи „между ними fl Известна также схема дл . управлени  ре.конфигурацией резервированного трехканального устройства, содержащего в каждом канале резервируе мый блок, блок контрол , блок переключени , восстанавливающий орган и св зи между ними 2. Недостатком резервированных устройств  вл етс  то,-что не производитс  контроль их работоспособности Е мажоритированном режиме при обнаруже нии отказов в двух или трех функциональных блоках. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  Устройст во дл  управлени  реконфигурацией , примененное в резервирован ном устройстве, содержгицем мажоритар ный элемент и индикаторы отказов, выходы которых через элементы ИЛИ со динены со входом сч-етчика, ключи установленные на входе мажоритарного элемента, управл ющие входы которых соединены с выходами соответствующих индикаторов отказов, дополнитель ный элемент ИЛИ, подсоединенный ко входам мажоритарного элемента, и переключатель , управл ющий вход которо го соединен с выходами счетчика,, а сигнальные входы с выходами мажори тарного элемента и дополнительного элемента ИЛИ Сз, Однако при отказе двух или трех функциональных блоков в данном устройстве не производитс  контроль его работоспособности в мажоритированном режиме, что не позвол ет использоваТг дополнительные ресурсы повышени  его надежности. Рассмотрим ситуацию, когда функци нальный блок состоит из секций, инт формаци  в которых обрабатываетс  независимо и последовательно во времени поступает на выход функционального блока. Примером такого функционального блока может служить запоминающее устройство, а секци ми - отдельные модули накопител  запоминающего устройства. Пусть, например, каждый из трех резервируемых функцио нальных блокоЪ. содержит секции ei,,-, 52 3i ,3, (номер функционального блокад. Пусть также в секци х и 522 обнаружены отказы. В этой ситуации .все известные резервированные устройства, перестраивают с  схемами контрол  и реконфигурации на выдачу.информации секций , в дальнейшем при отказе любой из указанных секций устройство выходит из стро . Цель изобретени  - повышение надежности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  реконфигурацией резервированной система , содержащее формирователь контрольных сигналов, вход которого соединен 9 тактовым входом устройства, а первый выход - с входами трех резервируемых блоков, выходы которых соединены с информационными входами управл емого мажоритарного элемента, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнени , со вторым входом которого соединен второй выход формировател  контрольных сигнапов, введены четеры эле мента И записи, три элемента И считывани , элемент И контрол , два элемента НЕ, мажоритарный элемент контрол , регистр контрол , регистр задани  режима , первый вход которого соединен с тактовым входом устройства, первый, второй, третий и четвертый выходы с .первыми входами соответствую шх четырех элементов И записи, вторые входы которых соединены с выходом блока сравнени , а выходы - с соответствующими входами регистра контрол , первый выход которого соединен с первым входом элемента И контрол , со вторым входс 4 которого через первый элемент НЕ соединен выход мажоритарного элемента контрол ,со входами которого и со вторыми входами элементов И считывани  соединены второй, третий   четвертый выходы регистра контрол , с третьими входами Всех элементов И считывани  соединен через второй элемент НЕ в.ыход элемента И контрол , а выходы элементов И считывани  соединены-соответственно со вторь, третьим и четвертым входами регистра задани  режима, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управл ющими входами управл емого мажоритарного элемента , а п тый выход, - с первьвчи входами всех элементов И считывани . На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство дй  управлени  реконфигурацией резервированной системы содержит резервируемые блоки 1-3, формирователь 4 контрольных сигналов, управл емый мажоритарный элемент 5, блок б сравнени , регистр 7 задани  режима, элементы И 8-11 записи, регистр 12 контрол , элемент И 13 контрол , первый элемент НЕ 14, мажориI тарный элемент 15 контрол , §лемен1ТЫ И 16-18 считывани , второй элемент

НЕ 19. Тактовый вход устройства обог знамен позицией 20, а выход - 21. ,. Тактовый вход 20 устройства соедй иен с первым входом регистра 7 задани  режима и входом формировател  4 контрольных сигналов. Первый выход формировател  4 соединен со входами резервируемых блоков 1-3, а втор.ой выход - со вторым входом блока 6 сравнени . Выходы резервируемых блоков 1-3 соединены с информационными вхо- 10 дами управл емого мажоритарного элемента 5, выход которого соединен с выходом 21 и с первым входом блока 6 сравнени . Первый, второй, третий и четвертый выходы регистра 7 задани  15 режима (выходы первого, второго, третьего , и четвертого разр дов ) соедийены с первыми входами элементов и 8-11 записи со вторыми входами которых соединен выход блока б сравнени . Вы- 20 ходы элементов И 8-11 записи соедиjigHu .co входами регистра 12 контрол  первый выход (ВЫХОД первого разр да ) регистра 12 контрол . Соединен с первым входом элемента , 25 и 13 контрол , со вторым входом которого через первый элемент НЕ 14 соединен выход мажоритарн.ого элемента 15 контрол . Со входами этого элемента соединены второй, третий п и четвертый выходы регистра .12 контрол . Эти выходы соединены также с первыми входами элементов И 16-18 считывани , со вторыми входами которых через второй элемент НЕ 19 соединен выход элемента И 13 контрол , Выходы элементов И 16-18 считывани  соединены со вторым, третьим и четвертым входами регистра 7 задани  режима, п тый выход которого .(выход п того разр да соединен с тре- 40 тьим входом элементов И 16-18 считывани . Второй,-третий и четвертыйвыходы регистра 7 задани  режима соединены с управл ющими входами управл емого мажоритарного элемента 5. , .45

Устройство работает следующим образом .

На тактовый вход 20 устройства последовательно во времени подаютс  четыре тактовых сигнала. Этим опре- .« делаетс  цикл контрол  и установки работоспосрбной конфигурации устроит ства. Начальное состо ние регистра 7 задани  режима - 00000. Таким образом, на управл ющих входах, мажо- ритарного элемента 5 код 000, зада- ющий Мс1жорит арный режим-его работы.

По первому тактовому сигналу формирователь 4 выдает серию контрольных сигналов, поступакхцих на входы резервируемых блоков 1-3. Резервируе-60 itoe блоки обрабатывают эти сигнг1лы и выдают на выход устройства серию результирунлдих сигналов, которые. после выполнени  над ними логической

функции мажоритарного элемента 5 65

поступают на, выход устрбйства и на первый вход блока 6 сравнени . На второй вход этого блока подаютс  эталонные сигналы. При несравнении блоком 6 сравнени  вырабатываетс  сигнал ОУ а при сравнении 1.

По первому тактовому сигналу регистр 7 задани  режима устанавливаетс  в состо ние 10000 и разрешаетс  тем самым запись выходного сигнала блока 6 сравнени  после первого такта контрол  в первый разр д регистра 12 контрол  через элемент И 8 записи.-.

В этом такте провер етс  работоспособность в мажоритированной конфгурации резервированной системы, состо щей из трех блоков 1-3 и tfa жоритарного элемента 5.

При браке {несравнении)в первый разр д регистра 12 контрол  записываетс  О,.при норме - 1.

По второму тактовому сигналу регистр 7 задани  режима устанавливаетс  в состо ние 01000. Этим задаетс  режим выдачи на выход мажоритарного элемента 5 информации блока 1 и разрешаетс  запись результата сравнени  во второй раэргщ регистра 12 контрол  через элемент И 9 записи. В этом такте контрол  провер етс  работоспособность функционального блока 1.

По третьему и четвертому тактовосу сигналу регистр 7 задани  режима устанавливаетс  соответственно в состо ни  00100 и 00010 и .провер етс  работоспособность блоков 2 и 3.

По п тому тактовому сигналу регистр 7 задани  режима устанавливаетс  в состо ние 00001, разреша  тем самым срабатывание элементов И 16-18 считывани  по третьему входу Если в мажоритированной конфигурации система не работоспособна (в первом разр де регистра 12 контрол  О , то на входе элемента И 13 контрол  , на выходе второго элемента НЕ 19-- 1, и во второй, третий и четвертый разрдаы регистра 7 задани  режима переписываетс  содержимое второго, третьего и четвертого разр дов регистра 12 контрол , задава  возможную работоспособную конф гурацию системы.

Если в мажоритированной конфигургщии сиртем.а.работоспособна (в первом разр дерегистра 12 контрол  то разрешаетс  срабатывание элемента -И 13 контрол  по первому входу. В том,случае, если во втором, третьем и четвертом разр дах регистра 12 контрол  содержатс  коды 100, . 010, 001, 000, то на выходе первого элемента НЕ 14 - 1 и срабатывает элемент И 13 контрол , запреща  тем раьалм через второй элемент НЕ 19 ерабатывание элементов И считывани  16-18. При этом во второй, третий и четвертый разр ды регистра 7 задани  режима записываетс  код 000 задава  мажоритарную конфигурацию, В этом случае, если во втором, тре тьем и четвертом разр дах регистра 12 Контрол  содержатс  коды 111, .011, 101, 110, то на выходе мажоритарного элемента 15 контрол  - 1, на выходе первого элемента НЕ 14 ., элемент И 13 контрол  Me срабатывает и во второй, третий и четвертый раэр ды регистра 7 задани  ре хима переписываетс  код разр дов ре- . г стра 12 контрол . При этом коды 111,011,101 и 110 задают мажоритарную конфигурацию.

На этом режим контрол  и установки рабочей конфигурации -заканчиваетс  и система продолжает работать в рабочем режиме .в конфигурации, задаваемой вторым, третьим и четвертым разр дами регистра 7 задани  режима.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет не перестраивать мажоритарный элемент.5 при отказе двух блоков и работоспособности в мажоритированной конфигурации. Это . обеспечивает повышение надежности, например; дл  системы из резервируемых блоков, состо щих из секций, информаци  в которых обрабатываетс  независимо и .последовательно во времени поступает на выход блока. :

Определим выигрьш в надежности дл  предлагаемой системы по сравнению с известной, счита , что в состав -го функционального блока вход т четыре секции 5, , Sj., S.. Схемы контрол  и. перестройки ,будей считать значительно более надежными

чем функциональные блоки, и примем их надежность равной 1.

Надежность известного устройства рассчитывают по формуле

. ((, I

где р р|;

R - Надёжность секции Si-,, } 1,2,3,4,

1 12,3; ./ы- веро тность обнаружени  -отказов средствами контрол . Надежность предлагаемого устройства рассчитывают по формуле ., ;. , . . ((-Р-1) Р Р РЛ

Дл  ,95, .,«, 0,8 имеем R 0,9768,

,9936.

Веро тность выхода предлагаемого устройства из стро  по сравнению с известным уменьшаетс  при выбранных

значени х р, и /и. . примерно в 3,6 раза. Очевидно, что при увеличении числа секций в функциональном блоке выигрыш в надежности увеличиваетс . Надежность устройства, состо щего из N секций, рассчитывают по формуле

(-P-tlf-3,Np(R,f Р.ЗР (-f-pJNH

. Результаты испытаний предлагаемого устройства подтверждают его высокую надежность, так как оно парирует большее число отказов резервируемых 40 функци.ональных ;блоков..

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕКОНФИГУРАЦИЕЙ РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ, содержащее формирователь контрольных сигналов, вход которого соединен с тактовый входом устройства, а первый выход - с входами трех резервируемых блоков, выходы которых соединены с информационными входами управляемого мажоритарного элемента, выход которого соединен с выходом устройства и с первым входом блока сравнения, с вторым входом которого, соединен второй выход фдрмирователя контрольных сигналов, о т л и ч ающ :е е с я тем, что, с целью повыше^{* 2 3 4} ния надежности, оно содержит четыре элемента И записи три элемента И ^z считывания и элемент И контроля, два элемента НЕ, мажоритарный элемент контроля, регистр контроля, регистр задания режима, первый вход которого соединен с тактовым входом устройства, первый, второй, третий и четвертый выходы - с первыми входами соответствующих четырех.элементов И записи, вторые входы которых соединены с выходом блока сравнения, а выходы с соответствующими входами регистра контроля, первый выход которого соединен с первым входом элемента И контроля, с вторым входом которого через первый элемент НЕ соединен выход мажоритарного элемента контроля, с входами которого и с вторыми вхо- р дами элементов И считывания соединены® второй, ^третий и четвертый выходы ' регистра контроля, с третьими входами всех элементов И считывания соединен через второй элемент НЕ выход элемента И контроля, а выходы, элементов И считываний соединены соот- ветственно с вторым, третьим и четвертым входами регистра задания режима, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с управляющими входами управляемого мажоритарного элемента, а пятый выход ίсоединен с первыми входами всех •элементов И считывания.