SU1086432A2 - Устройство дл управлени режимом обмена мажоритарно-резервированной системы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯУПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ОБМЕНА МАЖОРИТАРНО-РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ по авт. св. №744578, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности устройства путем контрол  на наличие ложных сигналов 1, оно содержит блок прерывани , входы которого соединены с соответствующими выходами группы счетчиков сбоев и схемы сравнени , а выходы - с соответствующими входами группы .счетчиков сбоев и резервируемых блоков.

Description

СХ)

о

4

:о

1

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и может быть применено дл  контрол  работоспобности мажоритарно-резервированных систем, а также дл  управлени  режимом обмена между отдельными каналами (блоками) резервированных систем.

По основному aiBT.CB. № 744578 известно устройство дл  управлени  режимом обмена мажоритарно-резервированной системы, содержащее в каждом канале управл емый мажоритарный блок, соединенный с управл емыми мажоритарными блоками других каналов , группу счетчиков сбоев, запоминающий элемент и схему сравнени , входы которой соединены.с управл емым мажоритарным блоком, с выходом управл емого мажоритарного блока и с первыми выходами группы счетчиков сбоев, вторые выходы которых через запоминающий элемент соединены соответственно с входами управл емого мажоритарного, блока, вькоды схемы сравнени  подключены соответственно к входам группы счетчиков сбоев Cl 3.

Недостаток устройства заключаетс  в том, что оно не осуществл ет проверки на наличие ложных 1 на выходах одного или двух каналов мажоритарно Рвзервированной системы, вследствие этого при наличии ложной 1 на выходе одного из каналов ва других канала квалифицируютс  им как неисправные и исключаетс  обмен с ними информацией. При наличии ложной 1 на выходах двух любых каналов третий канал рассматривает  как неисправный, исключаетс  с им обмен и на выход мажоритарноезервированной системы проход т ожные 1.

Цель изобретени  - повышение надежности мажоритарно-р е з ер вированной системы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  режимом обмена мажоритарно-резёрворованной системы введен блок прерывани , входы которого соединены с соответствующими выходами группы счетчиков сбоев и схемы сравнени , а выходы - с соответствующими входами группы Счетчиков сбоев и резервируемых блоков.

... На фиг. 1 представлена блок-схема мажоритарно-резервированной системы

864322

на фиг. 2 - схема устройства дл  управлени  режимом обмена мажоритарнорезервированной системы.

Мажоритарно-резервированна  сис5 тема (фиг. 1) содержит арифметические блоки 1, 2 и 3, управл емый мажоритарный блок 4, блок 5 управлени  режимом обмена и блок 6 мажоритарных св зей, построенный на уп10 равл емых мажоритарных блоках 4. Каждый из арифметических блоков 1, 2 и 3 содержит сумматор 7, блок 8 местного, управлени , первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 15 регистры, шины 13 занесени  первого числа в первый 9 и третий 11 регистры , шины 14 занесени  второго числа во второй 10 и четвертый 12 регистры , шину 15 сигнала Начало опера20 ции, шину 16 сигнала Конец операции , шины 17 выходов блока 5 управлени  режимо  обмена, шины 18 и 19 выходов соответственно .первого 9 и второго 10 регистров, ши25 ны 20 результата операции, выполненной блоками 1, 2 и 3, шины 21 сигналов с блока 8 местного управлени  на блок 5 управлени  режимом обмена об окончании очередного такта 30 проверки, шины 22 и 23 сигналов прерывани  с блока 5 управлени  режимом обмена на блоки 8 местного управлени  блоков 1, 2 и 3, шины 24, 25 и 26 результата суммировани  35 сумматоров 7 соответственно блоков 1, 2 и 3.

Устройство дл  управлени  режимом обмена мажоритарно-резервированной системы (фиг. 2) содержит 40 управл емый мажоритарный блок 4 и блок 5 управлени  режимом обмена. Управл емый мажоритарный блок 4 выполнен на элементах И 27-30, НЕ 31 и ИЛИ 32. Блок 5 управлени  режимом 45 обмена включает запоминающий элемент 33, блок 34 прерьшани , группу счетчиков 35 сбрев и схему 36 сравнени . Блок 34 прерывани  содержит элемент ИЛИ 37, счетчик 38 тактов про50 верки, элемент И 39 и дешифратор 40. Группа счетчиков 35 сбоев включает счетчики , а схема 36 сравнени  построена на элементе ИЛИ 42 и элементах запрета. Дешифратор 40 имеет выходы 44-48.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Начало операции, поступающий одновременно на шину 15 бло3 ков 1, 2 и 3, запускает блоки 8 ме ного управлени  на вьлолнение операции . Сигналы с блоков 8 местного управлени  проход т на первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12 регистры, сумматор 7 и устанавлива ют их в исходное состо ние. Далее блок 8 местного управлени  формиру ет сигналы, по которым занос тс  поступающие соответственно по шинам 13 и 14 коды первого и второго чисел в первый 9 и третий 11, второй 10 и четвертый 12 регистры. Далее по сигналам с блока 8 местного управлени  первое число с выхода 18 первого 9 регистра, а второе число с выхода 19 второго 10 регистра последовательно поступают на сумматоры 7. С выходов 24, 25 и 26 блоков 1, 2 и 3 результат суммироваНИИ поступает по шинам 24, 25 и 26 обмена на блок 5 управлени  режимом обмена и управл емый мажоритарный блок 4. При наличии на шинах 24, 25 и 26 кодовых сигналов О, а также в момент паузы между кодовыми сигналами элементы запрета схемы 36 сравнени  на выходе сигналов не вырабатывают . Счетчики сбоев 1 4 .наход тс  в таком состо нии, что с их левых выходов сигналы на запрещающие входы элементов запрета не поступают.- С правых выходов счетчиков 41:,-41, сбоев на запоминающий элемент 33 (например, многоустойчивьй триггер) поступают сигналы, которые удерживают его в cocto нии, обеспечивающем обмен всех трех блоков 1,2 и 3. При этом сигналы обмена проход т Через элементы И 27, 29 и 30 управл емого мажоритарного блока 4. При наличии на шинах 24„ 25 и 26 кодовых сигналов 1 устройство работает аналогично. В этом случае на разрешающие входы элементов 43i-43х запрета поступает сигнал с выхода элемента ИЛИ 42, а на запрещаю щие входы - сигналы, поступающие по шинам 24, 25 и 26, а также с выхода управл емого мажоритарного  блока 4. На выходах элементов 43i43 . сигналы отсутствуют. В таблице представлены сочетани  обнаруживаемых отказов в режиме обмена всех блоков 1, 2 и 3 (ситуации 1-6) и в режиме обмена двух бло 2 например блоков 2 и 3 (ситуаков ции 7-9). Дл  каждой ситуации .в 1-й строке таблицы указаны сигналы на выходах 24, 25 и 26 в рабочем режиме, а во 2-й и 3-й или только во 2-й - сигналы соответственно в 1-м и 2-м или только в 1-м тактах проверки. Если на выходе 24 блока 1 (ситуации 1) кодовый сигнал О, а на выходах 25 и 26 других - 1, то сигнал с элемента ИЛИ 42 поступает на разрешающий вход элемента 43 запрета и вызывает срабатывание последнего . В счетчике 41 фиксируетс  первый сбой. С целью проверки истинности кодовых сигналов на выходах 24, 25 и 26 сигнал с элемента 43 запрета поступает,кроме того,на элемент ИЛИ 37 блока 34 прерывани . С выхода последнего сигнал поступает н вход счетчика 38 тактов проверки и первьй вход элемента И 39, на второй вход которого подаетс  низкий уровень с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки. .Сигнал через элемент И 39 не проходит. Счетчик 38 тактов проверки переводитс  в такое состо ние, что на его выходе 23 по вл етс  высокий уровень, а на выходе 22 остаетс  низкий, т.е. счетчик 39 тактов проверки переведен из состо ни  00 в состо ние 01. Уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена поступают на блоки 8 местного управлени . Работа каждого из блоков 8 местого управлени  организована таким образом , что перёд очередным тактом суммировани  анализируютс  сигналы на шинах 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена. В ситуации 1 указанные сигналы соответствуют комбинации 01 - первому такту проверки работоспособности блоков 1, 2 и 3. В результате анализа блок 8 местного управлени  прекращает дальней- ; шее суммирование (устанавлива , например, дл  этого счетчик тактов , Суммировани  блоков 8 (не показан) в состо ние, соответствующее конечному числу тактов суммировани ) И организует режим проверки. Дл  этого сигналами с блока 8 в первый 9 регистр заноситс  код числа 101010.. .01, во второй 10 регистр - 110101..10, далее осуществл етс  последоваельное поразр дное суммирование. На S выходах 24, 25 и 26 должны быть в каждом такте суммировани  О. Если .в предыдущем рабочем такте (вызвавшем переход в режим проверки) на вы ходах 25 и 26 были истинные 1, а на выходе 24 блока 1 - ложньй О то на выходе элементов запрета сигналов в первом такте провер ки (п тактов суммировани ) не будет и в счетчике 41 остаетс  зафиксированный сбой блока 1. Через п тактов суммировани  блок 8 местного управлени  с учетом состо ни  01 выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом не вырабатывает сигнал Конец операции на выходе 16, а вы рабатывает сигнал на выходе 21, пос тупающий на блок 5 управлени  режи мом и устанавливающий счетчик 38 тактов проверки в состо ние 10. По сигналам этой комбинации блок 8 местного управлени  организует второй такт проверки. В первый 9 регистр заноситс  код числа 10101..01 а во второй 10 регистр - 01010..10, и далее осуществл етс  последовательное поразр дное суммирование. На входах 24, 25 и 26 должны быть в кажгэм такте суммировани  1. При по влении во втором такте проверки (п тактов суммировани ) кодовых сигналов 1 на вьсходе элемента 43 запрета сигнал не вьтрабатываетс . По окончании п тактов сум мировани  во втором такте проверки также на выходе 16 не вырабатываетс  сигнал Конец операции, а на выходе 21 вырабатьшаетс  сигнал, который поступает на блок 5 управлени  режимом и устанавливает счетчик 38 тактов проверки в состо ние 00. Сигнал с выхода 49 счетчика 38 поступает на счетчик 41 сбоев и устанавливает его в исходно состо ние. Один сбой считаетс  случайным. Блок 8 местного управлени  с учетом анализа состо нии выходов 23 и 22. блока 5 управлени  режимом обмена организует дальнейшую работу суммирование поступивших ранее чисел . Дл  этого по сигналам с блока 8 местного управлени  первое число из третьего 11 регистра заноситс  в первый 9 регистр, а второе число из четвертого 12 - во второй 10 регистр, и далее осуществл етс  2 суммирование чисел . По окончании п тактов и при наличии комбинации 00 с блока 5 управлени  режимом обмена блок 8 местного управлени  вырабатывает на выходе 16 сигнал Конец операции. Результат операции фиксируетс  во втором 10 регистре и далее вьщаетс  через блок 6 мажоритарных св зей. Если же во втором такте проверки сигнал на выходе 24 блока 1 снова отсутствует (ситуаци  2) в любом такте суммировани , то элемент 43запрета вырабатывает сигнал, и в счетчике 41 фиксируетс  второй сбой. На левом выходе последнего по вл етс  сигнал, который подаетс  на запрещающий вход элемента 43 запрета , запреща  его срабатьгоание при поступлении последующих сигналов с элемента ИЛИ 42. На правом выходе счетчика 41 сигнал отсутствует . Состо ние запоминающего элемента 33 измен етс  таким образом, что запре1цаетс  обмен неработоспобного блока 1 с исправными блоками 2 и 3, т.е. запрещаетс  прохождение сигналов обмена через элементы И 29 и 30 управл емого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных св зей (последний управл етс  также запоминающим элементом 33, цепи управлени  не показаны) .. Сигнал с выхода элемента 43 запрета поступает кроме того4через элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов проверки, перевод  его из состо ни  10 (второй такт проверки) в состо ние 00, и на первый вход элемента И 39, который закрыт по второму входу низким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена поступают на блок 8 местного управлени  и анализируютс  последним перед каждым очередным тактом суммировани . В результате анализа прекращаетс  дальнейшее выполнение второго такта проверки (например, изменением состо ни  счетчика тактов суммировани  до конечного значени ). Блок 8 вырабатывает сигналы, по которым первое число заноситс  из третьего 11 в первый 9 регистры, второе число из четвертого 12 во вто рой 10 регистр, и далее осуществл етс  выполнение операции. По окончании п тактов суммировани  и при наличии кодовой комбинации 00 с блока 5 управлени  режимом обмена блок 8 местного управлени  вырабатывает сигнал Конец операции на выходе 16. Результат операции находитс  во втором 10 регистре и далее выдаетс  через блок 6 мажоритарных св зей, управл емый сигналами с шин 17 блока 5. Предположим, что на выходах 25 и 26 блоков 2 и. 3 ложные 1, а н выходе 24 блока 1 - истинньй О (ситуаци  3). Если в первом такте проверки снова на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 будут ложные 1 на лю бом из п тактов суммировани , то эл 43 запрета вырабатывает сигна мент 41 фиксируетс  второй В счетчике сбой (ложные сбои блока 1), на его правом выходе сигнал отсутствует, и с группы счетчиков 35 сбоев на де шифратор 40 схемы 34 прерывани  подаютсА сигналы, соответствующие ком бинации 0110. С элемента 43 запрета сигнал проходит через элементы ИЛИ 37 и И 39 (состо ние счетчика 38 тактов проверки 01 - первый такт проверки, на выходе 23 высокий уровень, открьюающий И 39 по втором входу) также на дешифратор 40 блока 34 прерывани . На выходе 48 дешифратора 40 по вл етс  сигнал, которьй устанавливает счетчики 4 Ц и 41д в исходное состо ние, а сигна с выходов 45 и 46 перевод т лы счетчики 41. и 412 запоминающий элемент 33 в состо ние, обеспечиваю щее запрет режима обмена исправного блока 1 с неисправными блоками 2 и 3, т.е. прохождение сигналов обмена через элементы И 27, 29, 30 Сигнал исправного блока 1 проходит через элемент И 28 управл емого мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных св зей. Счетчик 38 тактов проверки сигналом с элемента 43 запрета через ИЛИ 37 переводитс  из состо ние 01 в состо ние 00. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом поступают на блок 8 местного управлени  и анализируютс  последним перед каждым очередным тактом суммировани . В результате анализа прекращаетс  дальнейшее выполнение первого и второго тактов 328 проверки. Блок 8 вырабатывает управл ющие сигналы, по котйрым первое число заноситс  из третьего 11 регистра в первый 9, второе число из четвертого 12 - во второй 10 регистр, и далее осуществл етс  суммирование. По окончании п тактов и при наличии кодовой комбинации 00 с блока 5 управлени  режимом обмена блок 16 местного управлени  на выходе 20 вьфабатывает сигнал Конец операции. Результат операции фиксируетс  во втором 10 регистре . Предположим, что на выходе 24 блока 1 кодовый сигнал 1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - О. Сигнал с элемента ИЛИ.42 поступает на разрешающие входы элементов 43о и 43,, запрета и последние срабатывают , фиксиру  в счетчиках 412 41j.первьй сбой блоков 2 и 3. Далее осуществл етс  проверка истинности кодовых сигналов на выходах 24, 25 и 26. Сигнал со схемы 36 сравнени  запускает блок 34 прерывани ; которьй переводит блоки 1, 2 и 3 в режим проверки. Пусть на выходе 24 блока 1 истинна  1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 и 3 - ложные О (ситуаци  4). При по влении в первом такте проверки (п тактов суммировани ) на выходах 24, 25 и 26 всех трех блоков кодовых сигналов О состо ние элементов устройства не мен етс . Блок 8 местного управлени  с учетом состо ни  01 выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом не вырабатывает на выходе 16 сигнал Конец операции, а вырабатывает на .выходе 21 сигнал, которьй устанавливает счетчик 38 тактов проверки в состо ние 10. Блок 8 местного управлени  ранее paccMOTj)eHHbiM образом организует второй такт проверки. Если во втором такте проверки на выходах 24, 25 и 26 всех блоков 1, 2 и 3 1, то сигналом с выхода 21 блока 8 местного управлени  счетчик 38 тактов проверки устанавливаетс  в состо ние 00. Сигналом с его выхода 49 счетчики 41, и 41- устанавливаютс  в исходное состо ние (один сбой считаетс  случайным). Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена поступают на блок 8 местного управлени .

анализируютс , и блоки 1, 2 и 3 перевод тс  в рабочий режим, осуществл   выполнение операции.

Бели же во втором такте проверки на вькодах 25 и 26 блоков 2 и 3 снова будут кодовые сигналы О (ситуаци  5) на любом из тактов суммировани , то в счетчиках 41х, Alg фиксируетс  второй сбой, отсутствуют высокие уровни на их правых вькодах, и запоминающий элемент 33 переводитс  в состо ние, исключающее обмен исправного канала 1 с неисправными каналами 2 и 3. Сигнал исправного канала 1 проходит через элемент И 28 мажоритарного блока 4 и блока 6 мажоритарных св зей.

Сигнал с элементов 432 Ч апрта поступает,кроме того,через элемент ИЛИ 37 на счетчик 38 тактов .проверки, перевод  его из. состо ни  10 в состо ние 00, и на первый вход элемента И 39, который закрыт по второму входу низким уровнем с выхода 23 счетчика ,38 тактов проверки . Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена поступают на блок 8 местного управлени , анализируютс , в результате чего прекращаетс  дальнейшее выполнение второго такта проверки, и блок 1 указанным образом переходи в рабочий режим.

Предположим, что на выходе 24 блка 1 ложна  1, а на выходах 25, 2 . блоков 2 и 3 - истинные О. В предыдущем рабочем такте (вызвавшем переход блоков 1, 2, 3 в режим проверки ) сигнал со схемы 36 сравнени  запустил блок 34 прерьгаани , элемент И 39 подготовлен к работе по второму входу высоким уровнем с выхода 23 счетчика 38 тактов проверки (состо ни  счетчика 01 первый такт проверки).

Если в первом такте проверки на выходе 24 блока 1 кодовый сигнал 1, а на выходах 25 и 26 блоков 2 И 3 - кодовый сигнал О (в любом из п тактов суммировани ), то сигнал с элемента ИЛИ 42 поступает на разрешающие, входы элементов 43, и 43- запрета, последние срабатывают и фиксируют в счетчиках 412 и 41д второй сбой блоков 2 и 3 (ложные сбои). С группы счетчиков 35 сбоев на дешифратор 40| блок 34 прерывани  подаютс  уровни.

соответствукицие комбинации 1000. Одновременно сигнал со схемы 36 сравнени  проходит через элементы ИЛИ 37, И 39 на дешифратор 40

5 блока 34 прерывани , сигнал с выхода 48 которого устанавливает счетчики в исходное состо ние, а сигнал с выхода 47 устанавливает счетчик 41 сбоев в состо ние, соотO ветствующее фиксации в нем второго сбо . Запоминающий элемент 33 переводитс  в состо ние, когда запрещаетс  обмен неработоспособного блока 1 с исправными блоками 2 и 3.

5 Обмен осуществл етс  через элемент И 27 управл емого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарных св зей.

Счетчик 38 тактов проверки сигна0 лом со схемы 36 сравнени  переводитс  из состо ни  01 в состо ние 00. Нулевые уровни с выходов 23 и 22 блока 5 управлени  режимом обмена поступают на блок 8

5 местного управлени  и анализируютс  последним перед каждым очередным тактом суммировани . В результате анализа прекращаетс  дальнейшее выполнение первого и второго тактов

0. проверки и указанным образом (например , как в ситуации 3) исправные блоки перевод тс  в рабочий режим. Устройство в режиме обмена двух блоков, например блоков 2 и 3 (си5 туации 7-9), после отключени  блока 1 работает так же.

Например, в ситуации 9 элемент 43 запрета заблокирован высоким уровнем с левого выхода счетчиQ ка 41 сбоев и не реагирует на поступающие последук цие сигналы. Поэтому на первом такте проверки в счетчике 4Ь сбоев фиксируютс  два сбо  подр д блока 3, что квалифицирует , с  как отказ блока 2 типа ложна  1. С этой целью сигналом с выхода 48 дешифратора 40 счетчики . ус танавливаютс  в исходное положение, а затем сигналами с выходов 46 и 47 счетчики 4Ц и 41- перевод тс  в состо ние, соответствующее фиксации в них двух сбоев подр д. Запоминающий элемент 33 переводитс  в состо ние , запрещающее обмен неработоспособных блоков 2 и 1 (ранее отключенного ) с исправным блоком 3. Сигнал обмена проходит через элемент И 29 управл емого мажоритарного блока 4, блока 6 мажоритарных св зей. 11 Проверка исправности управл емого мажоритарного блока 4 производитс  так же. Блоки 1, 2 и 3 переход т в режим проверки. При неисправности (наличии на выходе ложных О) управл емого мажоритарного блока 4 на правом выходе счетчика 41 сбоев по вл етс  низкий уровень, который измен ет состо ние запоминающего элемента 33 таким образом, что элементы И 27, 28, 29, 30 не готовы к работе по одному из выходов, т.е. производитс  отключение управл емого мажоритарного блока 4, Дл  задани  различных режимов обмена программным или иным путем измен етс  состо ние запоминающего элемента 33. В этом случае вначале сигналами (цепи сигналов не показаны ) соответствующие счетчики 32 сбоев перевод тс  в состо ние, эквивалентное фиксации в них двух сбоев подр д того блока или тех блоков 1, 2 и 3, обмен с которым или с которыми предполагаетс  исключить. На правьЬс выходах соответствующих счетчиков 41 -4 К сбоев по вл ютс  сигналы, которые перевод т запоминающий элемент 33 -в состо ние, обеспечивающее тот или иной режим обмена. I. Таким -образом, введение в известное устройство схемы прерывани  позвол ет повысить надежность функционировани  мажоритарно-резервированной системы путем дополнительного контрол  на наличие ложных кодовых сигналов 1 и автоматической перестройки системы на исправные элементы при осуществлении непрерывного контрол .

108643214

13

Продолжение таблицы

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

   РЕЖИМОМ ОБМЕНА МАЖ0РИТАРН0-РЕЗЕРВИZ- ·

   РОВАННОЙ СИСТЕМЫ по авт. св. №744578, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем контроля на наличие ложных сигналов ”1, оно содержит блок прерывания, входы которого соединены с соответствующими выходами группы счетчиков сбоев и схемы сравнения, а выходы - с соответствующими входами группы .счетчиков сбоев и резервируемых блоков.

   4г7 SU 1086432

   1 1086432