SU742940A1 - Мажоритарно-резервированное устройство - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в цифровых устройствах различного назначени ,например в цифровых системах автоматического управлени  и контрол , в электронных цифровых вычислительных машинах,при повышенных требовани х к их надежности .

Известно мажоритарно-резервированное устройство, содержащее в каждом канале резервируемое устройстро, запоминающий элемент И, выход которого через элементы ИЛИ подключен к входам считывани  двух других запоминающих элементов l Недостаток устройства заключаетс  в том, что оно работоспособно то.пько при использовании шин синхронизации, общих дл  всего резервированного устройства. В св зи с этим один отказ в цепи синхроимпульсов приводит к прекращению функционировани  всего резервированного устройства.

Кроме того,. устройство недостаточно надежно вследствие того,что сигнал с выхода запоминающего злемейта одного из каналов поступает через элементы ИЛИ на выходы устройства,а

следовательно, и на вход сброса счетчиков всех каналов. В св зи с этим неисправность запоминающего элемента J в одном из каналов заключаетс ,например , в формировании ложного выходного сигнала, что приводит к нарушению работоспособности всего резервирюванного устройства.

10 Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  мажоритарно-резервированное устройство , содержащее в каждом канале резервируемый блок с двум  выходами,

15 первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И и с нулевым входом первого элемента пам ти , выход первого элемента И соеди .20 нен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ в данном канале, выходы второго и третьего э.пементов И соединены с соответствук цими двум  входами первого и второго элементов ИЛИ

25 в других каналах, а выход второго элемента ИЛИ соединен с установочным входом резервируемого блока в данном канале 2 .

Известное устройство также недостаточно нгшежно вследствие того,что тер ет работоспособность при одном отказе в цепи синхронизации,посколь щины синхронизации  вл ютс  общими дл  всего мажоритарно-резервированно ро устройства. Кроме того, в извест ном устройстве недостаточно надежно формируютс  выходные сигналы.Это обусловлено тем, что при отказе одно го элемента И возможно отсутствие сигнала на одном из соответствующих выходов устройства. Цель изобретени  - повышение на Дежности устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что мажоритарно-резервированное устройство содержит в каждом канале второй и третий элементы пам ти,четвертый , п тый и шестой элементы И, третий и четвертый элементы ИЛИ,интегрирующий элемент и две шины син хронизадии , перва  из которых соединена с первым входом синхронизации резервируемого блока и через четвертый элемент И - с третьим входом первого элемента ИЛИ, втора  шина синхронизации соединена с вторым входом синхронизации резервируемого блока и через п тый элемент И - с нулевым входом второго элемента пам ти , единичный выход которого соед нен с вторым входом четвертого элемента И, первый выход резервируемог ; блока в каждом канале соединен с ; единичным входом первого элемента пам ти через третий элемент ИЛИ, вт рой вход которого соединен с выходо четвертого элемента ИЛИ и с единичным входом третьего элемента пам ти а единичный выход первого элемента пам ти соединен через интегрирующий элемент с первым входом первого, второго и третьего элементов И,второй выход резервируемого блока в каждом канале соединен с первым вх,о дом шестого элемента И в данном каНбше и с соответствующими входами четвертых элементов ИЛИ в друг каналах, второй вход шестого элемен та И соединен с единичным выходом третьего элемента пам ти,выход шестого элемента И - с единичным входо . второго элемента пам ти, а выход вт рого элемента ИЛИ соединен с нулевым входом третьего элемента пам ти нулевой выход которого соединен с вторам входом п того элемента И. На чертеже приведена функциональ на  блок-схема мажоритарно-резервированного устройства. Устройство содержит в каждом из трех каналов резервируемые блоки 1, например счетные устройства , первый второй и третий элементы 2-4 пам ти первый, второй, третий и четвертый элементы 5-8 ИЛИ, первый,второй, третий, четвертый, п тый и шестой элементы 9-14 И, интегрирующий элемент 15, первый и второй выходы 16 и 17 резервируемых блоков 1,первую и вторую шины 18, 19 синхронизации , входы 20 и выходы 21 устройства. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии элементы 2-4 и блоки 1 устанавливаютс  в состо ние О сигналом установки,цепь которого не показана на чертеже.Вход- , ные импульсы поступают на входы 20 блоков 1, а синхроимпульсы, сдвинутые по времени друг относительно друга , - соответственно на шины 18,19 синхронизации и, далее, на первый и второй входы синхронизации резервируемых блоков 1 и на первые входы элементов 12, 13 И. Выходной сигнал, формируемый блоком 1 на выходе 16 каждом канале, синхронизирован инхроимпульсами, поступающими на ину 18 синхронизации импульсов, выходной сигнал на выходе 17 блока 1 - синхроимпульсами,поступающими на шину 19 синхронизации. При наличии отказов или сбоев ,в блоках 1 их выходные сигналы формируютс  в различные периоды времени или не формируютс  вообще. Импульс с выхода 16 блока 1 одного из каналов, который срабатывает первым,проходит через элемент 7 ИЛИ и устанавливает в состо ние 1 элемент 2, который так же, как и элемент 3,4, может быть выполнен на импульсно-потенциальных элементах или на потенциальных элементах, например, в базисе И-ИЛИ-И. При установке элемента 2 в состо ние 1 с его единичного выхода через элемент 15 поступает разрешающий сигнал на вторые входы элементов 9-11 И. Следующий импульс с выхода 17 блока 1, синхронизированный синхроимпульсом, поступающим на шину 19, в свою очередь, проходит через элементы 8 ИЛИ в двух других каналах и устанавливает в состо ние 1 элементы 2 и 4. Кроме того, импульс с выхода 17 блока 1 поступает на первый вход элемента 14 И. Так как элемент 4 в рассматриваемом канале находитс  в состо нии О, то поступивший на первый вход элемента 14 И импульс не проходит на единичный вход элемента 3 пам ти. При по влении импульса на выходе 16 блока 1 в другом канале,например во втором, подтверждаетс  состо ние 1 элемента 2 пам ти в этом канале. Следующий импульс с выхода 17 блока 1 в этом канале проходит через элемент 14 И,поскольку он подготовлен сигналом с единичного выхода элемента 4 , который установлен в состо ние 1 импульсом из ранее сработавшего, например, первого канала . Элемент 3 пам ти при этом устанавливаетс  в состо ние 1 и подготавливает элемент 12 И. Очередной синхроимпульс с шины 18 проходит через элемент 12 И и элемент 5 ИЛИ на нулевой вход элемента 2 пам ти и устанавливает его в состо ние О, Одновременно импульс с выхода элемента 5 ИЛИ поступает на первые входы элементов 9-11 И и далее - на их выходы, поскольку сигнал на их вторых входах,формируемый на выходе элемента 15, остаетс  разрешающим. Элемент 15 может быть выполнен, например, в виде RC-цепочки и предназначен дл  задержки спада разрешающего сигнала на вторых входах элементов 9-11 И при установке элемента 2 пам ти в состо ние О. Импульсы с выходов элементов 9-11 И поступают черезэлементы б ИЛИ на выходы 21 устройства.Одновременно импульс с выхода элемента 10 И поступает в первый канал,а с элемента 11 И в третий канал на соответствующие входы элементов 5 ИЛИ и устанавливает элементы 2 пам ти в этих каналах в состо ние О, что приводит к формирова-нию импульсов на выходах элементов 9-11 И в этих каналах. Сигналы с выходом элементов 6 ИЛИ в каждом канале осуществл ют установку блоков 1 и элементов 4 пам ти в сосО

и тем самым подготавлито ние

вают устройство к следующему циклу работы. Элемент 3 пам ти при этом устанавливаетс  в состо ние О сигналом с выхода элемента 13 И,поскольку последний подготавливаетс  сигна|Лом с нулевого выхода элемента 4 пам ти . Аналогичным образом происходит функционирование устройства и при других вариантах по влени  сигналов на выходах резервируемых блоков 1. В результате формирование сигнала на выходах 21 устройства происходит от среднего по временному положению сигнала одновременно на всех выходах 21 устройства.

Если при неисправности какого-либ элемента 9-11 И в одном из каналов, например элемента 10 И в рассматриваемом , втором канале,сигнал на его выходе, а следовательно, на соответствующем входе элемента 6 ИЛИ и на нулевом входе элемента 2 пам ти в первом канале отсутствует, это не сказываетс  на работоспособности устройства , поскольку установка элемента 2 пам ти первого канала в состо ние О осуществл етс  сигналом с выхода элемента 11 И третьего канала . При этом на других входах элемента 6 ИЛИ в первом канале по вл ютс  сигналы с выхода элемента 9 ИЛИ первого канала и с выхода элемента 11 И третьего канала. Аналогична  ситуаци  складываетс  и при других вариантах по влени  сигналов на выходах блоков 1 и сочетани х неисправных элементов 9-11 И. Работоспособность устройства сохран етс  также и при полном отказе одного из каналов . В этом случае сигналы на всех выходах 21 устройства продолжают формироватьс  двум  оставшимис  работоспособными каналами. Если оказываетс , что формирование сигнала на выходах 21 устройства по двум ранее сработавшим каналам осуществл етс  в тот момент, когда в оставшемс  третьем канале формируетс  сигнал на выходе 16 резервируемого блока 1, то резервируемый блок 1 в этом канале устанавливаетс  в состо ние О сигналом с выхода 21 устройства, а элемент 2 пам ти в этом канале усталом , поступающим на один из выходов 5 ИЛИ этого канала с выхода элемента 11 И первого и второго каналов. В св зи с этим длительность сигнала на выходе элементов 9-11 И должна превьн ать врем  установки в состо ние О резервируемого блока 1,что обеспечиваетс  выбором времени задер1хки интегрирующего элемента 15.

Таким образом, введение дополнительных элементов 3 и 4 пам ти, элементов 7,8 ИЛИ элементов 12-14 И, интегрирующего элемента 15 и шин 18,19 синхронизации в каждом канале, во-первых, позвол ет обеспечить одновременное формирование сигналов

на входах всех трех каналов устройств при независимой (асинхронной) работе каналов от несин сронных источников , синхроимпульсов. В св зи с этим отказ или сбой источника

синхроимпульсов, соединенного с шинами 18 и 19 в каком-либо канале приводит к отказу только этого канала и не вли ет на работоспособность остальных каналов устройства. Тем са-- ,

мым повьвиаетс  надежность устройства . Во-вторых, как показывает схемотехнический анализ, надежность устройства повышаетс  и за счет того, что при отказе любого из элементов 9-11 И в одном из каналов на всех трех выходах 21 устройства продолжают правильно формироватьс  сигналы за счет соответствующих элементов 9-11 И двух других каналов. Тем самым , при одной неисправности в данном устройстве обеспечиваетс  надежное включение последующих устройств , подключаемых к выходам 21. Технико-экономический эффект от использовани  изобретени  определ етс , во-первых, существенным снижением требований к надежности, а следовательно, и снижением стоимости задающего генератора, используемого дл  формировани  синхроимпульсов,

поступаккцнх на шины синхронизации, поскольку в каждый канал предлагаемого устройства синхроимпульсы поступают от автономного нерезервированного задающего генератора. Вовторых , за счет исключени  вли ни 

отказов элементов И в каждом канале на работоспособность устройства устран ютс  те потери, которые могут в той системе, где используетс  устройство.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 271396, кл. Н 05 К 10/00, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР 5 f 434641, кл. Н 05 К 10/00, 1972

(прототип).