SU1072051A1

SU1072051A1 - Multichannel redundant generator

Info

Publication number: SU1072051A1
Application number: SU823492944A
Authority: SU
Inventors: Виктор Григорьевич Бормот; Владимир Михайлович Васильев; Елена Ивановна Воробьева; Геннадий Александрович Скотаренко
Original assignee: Предприятие П/Я А-7460
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-02-07

Abstract

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий в каждом канале последовательно соед Й€енные задакндий генератор, делитель частоты, дешифратор, триггер пам ти и пороговый элемент, входы которого соединены с выходами триггеров пам ти каждого канала, а выход - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, р т л и ч а ю щ ни с тем, что, с целью повышени его надежности, он содержит в каждом канале .элемент задержки и триггер обратной св зи, выход которого соединен с соответствующими установочными входами делителей частоты каждого канала, а вход установки в единицу - с выходом элемента И, вход элемента задержки соединен с выходом порогового элемента, а выход с входами установки в нуль триггеров пам ти и обратной св зи. WA MULTI-CHANNEL RESERVED GENERATOR, containing in each channel sequentially connected back-end generator, frequency divider, decoder, memory trigger and threshold element, the inputs of which are connected to the outputs of the memory trigger of each channel, and the output with the first input of the I element, the second input which is connected to the output of the decoder, p tl and h and s with the fact that, in order to increase its reliability, it contains in each channel a delay element and a feedback trigger, the output of which is connected to the corresponding installation and the inputs of the frequency dividers of each channel, and a setting input unit - with output member and the input of delay element connected to the output of the threshold element, and the output from the zero setting inputs of the memory flip-flops and feedback. W

Description

о м юo m you

Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежных и стабильных генераторов тактовых импульсов и делителей частоты .The invention relates to computing and can be used in the construction of highly reliable and stable clock generators and frequency dividers.

Известен резервированный генератор импульсов, содержащий блок контрол и резервные генераторы импульсов , соединенные через элементы И-ИЛИ-НЕ с выходными каскадами, регистр сдвига, выходы которого соединены с соответствующими входами -элемента И-ИЛИ-НЕ, а установочный вход подключен к управл ющему; входу генератора l .A redundant pulse generator is known that contains a control unit and backup pulse generators connected via AND-OR-NOT elements with output stages, a shift register, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the AND-OR-NOT element, and the setup input is connected to the control; generator input l.

Недостаток устройства состоит в том, что возможно нарушение его работоспособности при одном дефекте в цепи установочного входа регистра сдвига, при этом на выходах либо полное отсутствие сигналов либо наложение сигналов от двух или трех генераторов.The drawback of the device is that it is possible that its performance may be impaired with one defect in the circuit of the setup input of the shift register, while at the outputs either complete absence of signals or imposition of signals from two or three generators.

Известен резервированный генератор тактовых импульсов, содержащий мйогоустойчивый триггер, вы-ходы которого соединены с соответствующими входами выходных элементов И-ИЛИ-НЕ, а установочные входы через/элементы контрол - -с выходами соответствующих генераторов,подключенных к одним из входов элемента И-ИЛИ-НЕ 2j .Known redundant clock pulse generator, containing myogostable steady trigger, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the output elements AND-OR-NOT, and the installation inputs through / control elements - with the outputs of the corresponding generators connected to one of the inputs of the element AND-OR- NOT 2j.

Однако Этот генератор имеет низкую надежность, так как элементы контрол Контролируют работоспособность только резервных генераторов, поэтому одна неисправность многоустойчивого триггера может привести к выходу из стро всего генератора .However, this generator has low reliability, because control elements Control only the performance of backup generators, so one failure of a multi-stable trigger can lead to the failure of the entire generator.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс многоканальный резервированный генератор , содержащий в каз|сдом канале задающий генератор, делитель частоты , дешифратор, триггер пам ти, эле .менты И по числу каналов и пороговый элемент sj .The closest in technical essence to the present invention is a multichannel redundant generator, which contains a master oscillator, a frequency divider, a decoder, a memory trigger, elementandy in the number of channels and a threshold element sj in a channel.

Недостаток известного устройства заключаетс в том, что может быть нарушена работа всего устройства при неблагопри тном сочетании временых характеристик триггера пам ти, порогового элемента и делителей частоты из-за того, что делители частоты в разных каналах не будут установлены в одинаковое состо ние сигналами с выхода порогового элемента . Кроме того, длительность выходного сигнала, определ ема временем срабатывани порового элемента и триггера пам ти, имеет случайный характер ..A disadvantage of the known device is that the operation of the entire device can be disrupted with an unfavorable combination of temporary characteristics of the memory trigger, threshold element and frequency dividers due to the fact that the frequency dividers in different channels will not be set to the same state by the output signals. threshold element. In addition, the duration of the output signal, determined by the response time of the pore element and the memory trigger, is random.

Цель изобретени - повышение надежности генератора путем обеспечеНИН условий надежного срабатывани делителей частоты по установочным входам и стабильности выходных сигналов по длительности.The purpose of the invention is to increase the reliability of the generator by ensuring the conditions of reliable operation of frequency dividers on the installation inputs and stability of the output signals in terms of duration.

Поставленна цель достигаетс 5 тем, что в многоканальный резервированный генератор, содержащий в каждом канале последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, дешифратор, триггер па0 .м ти и пороговый элемент, входы которого соединены с выходами тригге--ров пам ти каждого канала, а выход с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходомThis goal is achieved by the fact that a multichannel redundant generator containing in each channel a serially connected master oscillator, a frequency divider, a decoder, a trigger of 0.m and a threshold element, the inputs of which are connected to the outputs of the memory trigger of each channel, and output with the first input element And, the second input of which is connected to the output

5 дешифратора, введены .в каждый ..канйл элемент задержки и триггер обратной св з.и, выход которого соединен с соответствующими установочными входами делителей частоты каждого кана0 ла, а вход установки в единицу соединен с выходом элемента И,,вход элемента задержки, соединен с выходом порогового, элемента, а выход с входами установки в ноль триггеров5 decoder, .in. Each .kayl delay element and feedback trigger trigger are added, the output of which is connected to the corresponding installation inputs of the frequency dividers of each channel, and the installation input to the unit is connected to the output of the AND element, the input of the delay element, connected with the output of the threshold element, and the output with the inputs of the installation to zero triggers

5 пам ти и обратной св зи. .5 memory and feedback. .

v На чертеже изображена блок-схема резервированного генератора,v The drawing shows a block diagram of a redundant generator

1енераторсодержит в каждом канале последовательно соединенные задающий генератор 1, делитель 2 частоты , дешифратор 3, триггер 4 пам ти и пороговый элемент 5, входы которого соединены с выходами триггеров 4 пам ти каждого канала, а выход с входом элемента 8 задержки; и сThe generator contains in each channel serially connected master oscillator 1, frequency divider 2, decoder 3, memory trigger 4 and threshold element 5, the inputs of which are connected to the memory trigger outputs 4 of each channel, and output to the delay element 8; and with

5 первым входом элемента И б, второй вход- которого соединен с выходом дешифратора 3, а выход - с входом установки в единицу триггера 7 обратной св зи, выход элемента 85 by the first input of the element I b, the second input of which is connected to the output of the decoder 3, and the output to the input of setting the feedback trigger 7 in the unit, the output of the element 8

0 задержки соединен с входами установки в ноль триггера 4 пам тии триггера 7 обратной св зи, а выход триггера 7 обратной св зи соединен с соответствующими установочными входами0 delay is connected to the inputs to zeroing the trigger 4 of the memory of the trigger 7 feedback, and the output of the trigger 7 feedback is connected to the corresponding setup inputs

5 делителей 2 частоты каждого канала. Дешифраторы 3 каналов настроены на срабатывание при различных сбсто нй х делителей 2 частоты,в зависимости от номера,присвоенного каналу.Дешифратор5 dividers 2 frequencies of each channel. 3 channel decoders are configured to operate with 2 different frequencies at different frequencies, depending on the number assigned to the channel. Descrambler

Q 3 i-ro канала срабатывает приQ 3 i-ro channel triggered when

(t-l)-k состо нии делител 2 частоты , где иг (p-l.)-k+ 1 - коэффициент делени частоты задающего генератора 1;.р - количество каналов; i 1,2. ..р; k -1 - целое число, конкретна величина которого определ етс исход из стабильности задающих генераторов 1 и требуемого времени переключени на резервный канал при отказе ведущего.(t-l) -k state of the splitter 2 frequency, where ig (p-l.) - k + 1 is the frequency division factor of the master oscillator 1; p is the number of channels; i 1,2. ..R; k -1 is an integer, the specific value of which is determined on the basis of the stability of the master oscillators 1 and the required switching time to the backup channel when the master fails.

0 Все делители 2 частоты имеют установо ные входы (по числу каналов резервировани ) дл их установки в. состо ни о, k, 2k... (р- )k.0 All 2 frequency dividers have set inputs (by the number of backup channels) for setting them in. state neither, k, 2k ... (p-) k.

Устройство работает следующим образом . В каждом канале с задающих гене раторов поступают сигналы на входы делителей 2 частоты, осуществл ющи пересчет сигналов. Когда-либо из делителей 2 частоты устанавливаетс заданное состо ние, на выходе деши ратора-3 по вл етс сигнал, запоминающий на триггере 4 пам ти. .Пос включени питани делител 2 часто во всех каналах устанавливаютс в одинаковое исходное состо ние- При исправности каналов, так как все дешифраторы 3 настроены на срабаты вание при различных состо ни х. Делителей 2 частоты, пор док их срабатывани строго определенный. Пер вымй сра;батывают дешифратор 3 и триггер 4 пам ти первого канала, вторыми - второго канала, i-ми i-ro канала и т.д., т-м по счету срабатывает дешифратор 3 и триггер 4 пам ти т-го канала. При этом во всех каналах происходит., срабатывание пороговых элементов 5 и по в л ютс сигналы на входах элементов И б, выходы которых соединены с входами установки в единицу тригге ра 7 обратной св зи. В т-м канале. на выходе И 6 по витс .сигнал, так как только в этом кана ле сработал в данный момент дешифратор 3, и устан.овит триггер 7 обратной св эи в единицу. Сигнал с триггера 7 обратной св зи установи делители 2. частоты во.всех каналах в состо ние (т-1) k. Сигналы с выхода пороговых элементов 5 через -врем , равное задержки, по в тс на выходах элементов 8 задержки и установ т в нулевое сос то ние триггер 4 пам ти и триггер 7 обратной св зи во всех каналах. С установкой хот бы в одном канале в нулевое состо ние триггера 4 пам ти, исчезнет сигнал на выходе поро говых элементов 5, его длительность Определ етс .элементом 8 задержки одного из m каналов, который имеет минимальное врем задержки. Врем держки выбираетс из услови 1 I где Т - период импульсов задак дего генератора 1. Таким образом, все делители 2 частоты установлены в одно и то же состо ние Cm-l) k, . от которого продолжают счет выходг ных сигналов задающих генераторов 1, а триггер 4 пам ти и триггер 7 обратной св зи - в нулевое состо ние . Пор док срабатывани деишфраторов 3 и триггеров -4 пам ти остаетс прежним и процесс счета от состо ни (т-1) k до срабатывани дешифратора 3 и триггера 4 пам ти ш-го канала происходит циклически. При этом на выходах пороговых элементов 5 формируютс сигналы,длительность которых определ етс элементом 8 задержки одного из m . налов, который имеет Мйнимально.е врем задержки, а период зависит ; только от частоты задающего генератора 1 т-го канала и коэффициента делени делител 2 частоты этого ка.нала, равного п + (т-1) k - (m-1) k n При отказе канала, которому присвоен номер Меньше и л if. равный т, .т-м по счету срабатывает дешифра тор 3 и триггер 4 пам ти (т+1)-го канала и все д18лители 2 частоты устанавливаютс в начальное состо ние m k. Так как дешифратор 3 (т+1)-го канала настроен на срабатывание при n+m . к состо нии делител 2 част.оты, то коэффициент делени , которым определ етс величТ5на первого формируемого после отказа периода выходного сигнала, равен (ri+fc k)-(m-l) k n+-k , т.е. происходит однократное увеличение одного периода выходного сигнала из-за увеличени , коэффициента делени на k периодов задающего генератора 1. В дальнейшем, поскольку пор док срабатывани дешифратора 3 и триггеров 4 пам ти при счете от состо ни m -k остаётс прежним, процесс счета от этого состо ни до срабатывани дешифратора 3 и триггера 4 пам ти (т+1)-го канала происходит циклически. При этом на выходах пороговых элементов 5 формируютс сигналы, период которых определ етс частотой задающего генератора 1(т+1)-го канала и коэффициентом делени делител 2 частот ы этого канала, равного ( n+m . п) - m г k п, а дШтельность определ етс элементом 8 задержки одного из (т+1) каналов, который имеет минимальное врем задержки. Поскольку при нормальной работе устройства происходит срабатывание дешифраторов 3 только первых m каканалов , а остаильные срабатывать не успевают, так как происходит установка делител 2 частоты в начальное состо ние, то отказ канала, которому присвоен нс лер больше т, на формирование выходных сигналов генератора вли ни не оказывает. Работоспособность устройства сохран етс до тех пор, пока число исправных каналов больше или равно т, т.е. пока возможно срабатывание пороговых , элементов 5. В простейшем случае , когда порог срабатывани пороговых элементов и равен 1, генератор работоспособен при наличии хот бы одного исправного канала. Таким образом, резервированный Генератор обладает повышенной надеж- ностью, так как его работа не зависит от сочетани временных характеристик элементов устройства, а длительность выходных сигналов не носит случайный характер из-за ненормируемости времени срабатывани его элементов, а определ етс параметрами элемента задержки.The device works as follows. Each channel from the master oscillators receives signals at the inputs of frequency dividers 2, which recalculate the signals. At any one of the frequency dividers 2, a predetermined state is established, and a signal appears on the output of the deharyor-3, which is stored on the memory trigger 4. The power-on state of the splitter 2 is often set to the same initial state in all channels. When the channels are healthy, all the decoders 3 are set to operate in different states. Dividers of 2 frequencies, the order of their operation is strictly defined. The scrambler 3 and the trigger 4 of the memory of the first channel, the second - of the second channel, the i-th i-ro channel, etc., the decryptor 3 and the trigger 4 of the memory of the th channel . In this case, all channels occur., The triggering of the threshold elements 5 and the signals at the inputs of the elements And b appear, the outputs of which are connected to the inputs of the installation in the feedback trigger unit 7. In the tm channel. at the output of AND 6 according to the Wits. signal, since only in this channel the decoder 3 has been triggered at the moment, and the trigger 7 of the feedback is set to one. The signal from the trigger 7 feedback set the dividers 2. the frequency of all channels in the state (t -1) k. The signals from the output of the threshold elements 5 through-time, equal to the delay, are detected in terms of the outputs of the delay elements 8, and the trigger 4 of the memory and the feedback trigger 7 in all channels are set to zero. With the installation of at least one channel in the zero state of memory trigger 4, the signal at the output of the threshold elements 5 disappears, its duration is determined by the delay element 8 of one of the m channels that has a minimum delay time. The hold time is selected from the condition 1 I where T is the period of pulses at the time of generator 1. Thus, all dividers 2 frequencies are set to the same state Cm − 1) k,. from which the output signals of the master oscillators 1 continue to be counted, and the memory trigger 4 and the feedback trigger 7 to the zero state. The order of operation of the de-distractors 3 and memory triggers -4 remains the same, and the counting process from the state (t −1) k to the operation of the decoder 3 and the trigger 4 of the memory of the w-th channel occurs cyclically. In this case, the outputs of the threshold elements 5 form signals, the duration of which is determined by the delay element 8 of one of m. The minimum delay time and period depends on; only from the frequency of the master oscillator of the 1-th channel and the division factor of the divider 2 frequency of this channel equal to n + (t-1) k - (m-1) k n If the channel fails, to which the number is assigned less than and l if. equal to t, tm, in turn, the decipher torus 3 and the trigger 4 of the memory (t + 1) -th channel are triggered and all 8 frequencies of 2 frequencies are set to the initial state m k. Since the decoder 3 (t + 1) -th channel is configured to operate when n + m. to the divider 2 frequency state, the division factor, which determines the value of T5 on the first output period formed after the failure, is (ri + fc k) - (m-l) k n + -k, i.e. a one-time increase in one period of the output signal occurs due to an increase in the division factor into k periods of the master oscillator 1. Further, since the order of operation of the decoder 3 and the triggers 4 memories when counting from the m-k state remains the same, the counting process from this The state before the operation of the decoder 3 and the trigger 4 of the memory of the (m + 1) -th channel occurs cyclically. In this case, at the outputs of the threshold elements 5, signals are generated whose period is determined by the frequency of the master oscillator 1 (m + 1) -th channel and the division factor of divider 2 frequency y of this channel, equal to (n + m. N) - m g k p, And the definition is determined by the delay element 8 of one of the (t + 1) channels, which has a minimum delay time. Since during normal operation of the device, only the first m channel channels triggered the decoders, and the residual ones do not have time, as the divider 2 frequencies are set to the initial state, the failure of the channel assigned to ns ler is greater than t on the generation of output signals of the influence does not render. The operability of the device is maintained as long as the number of healthy channels is greater than or equal to t, i.e. as long as the threshold elements 5 can be triggered. In the simplest case, when the threshold thresholds trigger threshold is equal to 1, the generator is operational with at least one healthy channel. Thus, the redundant Generator has increased reliability, since its operation does not depend on the combination of temporal characteristics of the device elements, and the duration of the output signals is not random due to the nonnormalizability of the response time of its elements, but is determined by the parameters of the delay element.

Claims

A MULTI-CHANNEL RESERVED GENERATOR containing in each channel a serially connected master oscillator, frequency divider, decoder, memory trigger and threshold element, the inputs of which are connected to the outputs of the memory triggers of each channel, and the output is connected to the first input of the I element, the second input of which is connected to the output of the decoder Therefore, in order to increase its reliability, it contains a delay element and a feedback trigger in each channel, the output of which is connected to the corresponding installation inputs and frequency dividers of each channel, and the installation input to one - with the output of the AND element, the input of the delay element is connected to the output. the house of the threshold element, and the output with the inputs of setting zero triggers memory and feedback. j * cl>