SU993267A1 - Устройство дл блокировки и перезапуска ЭВМ при сбо х питани - Google Patents

Description

, (54) УСТРЮЙСТВО БЛОКИРОВКИ и ПЕРЕЗАПУСКА ЭВМ ПРИ СБОЯХ ПИТАНИЯ Изобретение отнрситс  к вьгчиспительной технике и может быть использовано в электронных вычислктельных машинах (ЭВМТ с повышенными требовани ми к помехоустойчивости. Известно устройство дл  блокировки информации в ЭВМ пр.н включении и выключении электропитани , содержащее триггер, блоки контрол , входы которых подключены к входам устройства, а BI ходы через элемент И соединены- с вхсьдОм блока автопуска и блока аварийного выключени . Установка .триггера прои&вОдитс  при переходе к подпрограмме прерывани  при получении прёд тхрезадаккщёго сигнала, а его сброс осуществл в с  по окончании работы прерывающей программы, что обеспечивает работу устройства при кратковременном исче&новении питй4ошего напр жени  Cl3 . Недостатком устройства  вл етс  ог раниченна  область применени  из-за н&возможности его использовани  в; вычислительных системах с магистральНОЙ структурой св зей между отдельны ми машинами, кажда  из которых имеет автономный блок питани . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  блокировки и перезапуска ЭВМ при сбо х тггани , содержащее выпр митель, выход, которого соединен с входом блока дискриминации, выходы юторрго соединены с взсодами двух формирОЕ1ателей, выходы котюрых  вл ютс  вы одами устройства, причем блок дискриминации содержит генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом установки нул  первого триггера, выход которого  вл етс  первым выходом блока дискриминации . Устройство также сспержит два операционных усилгггел , стабилитрон, интегрирующие и дифференцирующие резисторно-емкостные цепи. Принцип действи  устройства состоит B следующем. При пропадании сетевого питани  напр жение на выходе выпр м тел  монотонно спадает за счет разр да конденсатора фильтра. При этом последовательно срабатывают два дискриминатора ур1ОвнЯ| в результате чего в две интерфейсные линии ЭВМ последовательно выдаютс  сигналы предупреждени  об аварии питани , В течение этого I времени источник питани  ЭВМ все еще обеспечивает поддержание нужных номкн налов питающих нгшр жений с заданной точностью за счет накопленной ранее энергии, поэтому сигналы на указанных интерфейсных лини х успевают обрабатьь витьс  процессором. При восстановлении сетевого питани  сигналы снимаютс ,. обеспечива  автоматический перезапуск ЭВМ 2 . . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность иэ-за испол зовани  аналоговых элементов. Цель изобретени  - повышение надеж ности работы устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что В устройство дл  блокировки и перезапуска ЭВМ при сбо х питани , содержащее выпр митель, вход которого соединен с управл ющим входом устройства два выходных усилител , выходы которы  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства, блок дискриминации , включающий генератор импульсов , выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, и первый триггер, единичный выход которого соединен с входом первого выходного усилител , в блок дискриминации введены формирователь импульса, второй счетчик , дешифратор, второй триггер и элемент И, причем вход формировател  импульса соединен с выходом выпр мител  а выход - с входом установки нул  первого счетчика и со счетным входом вта рого счетчика, выход генератора импульсов соединен с управл ющим входом дешифратора, выход первого счетчика . соединен с информационным входом дещифратора , первый, и второй выходы кот рого соответственно соединены с первы . ми входами установки нул  первого и второго триггеров, вторые входы установки нул  которых соединены с входом основного питани  устройства, с первым входом элемента И, с шиной питани формировател  импульса, генератора импульсов , первого счетчика и дещифраторар нулевой выход первого триггера сое динен с вторым входом элемента И, вы . которого соединен с входом установки нул  второго счётчика, выход -которого оединен с входами установки единицы ервого и второго триггеров, шины пиани  второго счетчика, первого и втоого триггеров и элемента И подключеы к входу резервного питани  ус- ойства , выход второго триггера соединен с входом второго выходного усилиел . На фиг. 1 представлена блок-схема системы питани  ЭВМ, по сн юща  назначение предлагаемого устройства; наг фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 3 - принципиальна  схема выходного усилител . . Устройство 1 (фиг. 1) предназначено дл  защиты информации от искажений при выключении и включении питающего переменного напр жени , например 220 В, 50 Гц, на входе 2 блока 3 питани , выходы 4 которого соединены с входами питани  функциональных блоков 5, объединенных между собой группой однона- правленны.х и двунаправленных шин 6 ( магистралью), предназначенных дл  передачи адресной, числовой, командной и управл ющей информации. В систему питани  ЭВМ входит также резервный источник 7 питани  (например, батаре ), подключенный через элемент разв зки (диод) 8 к одному из выходов блока 3 питани  и к шине 9 резервированного питани , входу резервного питани  уст ройства 1 и к одному из входов одного из фyIiкциoнaльныx блоков 5, например к оперативному запоминающему устройству статического типа на К-МОП элементах. Один из выходов 4 блока 3 питани  ctvединен шиной 1О с входом основного питани  устройства 1. Переменное напр жение невысокой амплитуды (снимаемое , например, с вторичной обмотки силового трансформатора блока 3 и равное например, ±8 В) передаетс  по шине 11 на управлшощий вход устройства 1. Выход 12 устройства подключен к входам функциональных модулей 5, по крайней мере, к тем из них, которые должны спасти информацию о своем текущем состо нии при получении предупреждшощего сигнала об аварии питани . Выход 13 подключен к входам блокировки всех функциональных модулей 5 и предназначен дл  передачи сигнала блокировки (запрета работы). В состав р да функ циональных модулей 5 могут входить процессоры, блоки пам ти, контролеры устройств- ввода-вывода, адаптеры, магистралей и т.п. Устройство 1 (фиг. 2) содержит выпр митель 14, ВЫХОД которого соединен шиной 15 с входом блока 16 дискрим иапии , выходы 17 и 18 которого соответотвенно соединены через второй и первый выходные усилители (формирователи ) 19 и шины 12 и. 13 с вторым и первым выходами устройства 1. Выпр митель 14 содержит Ейипр мительный диод 20 и резистор 21. Анод диода 2О соединен с входом 11, а его катод - с шиной 15 и через резистор 21 с шиной 22 земли. Блок 16 дискриминации содержит формирователь 23 импульса (одновибратор ), генератор 24; импульсов, счетчв ки 25 и 26, деши4 атор 27, триггеры 28 и 29 и элемент И 30. Выходы 31 и 32 дешифратора 27 соединены с nefv выми входами установки кул  триггеров 28 и 29. Выход нулевого плеча триг гера 29 соединен с втюрым входом 33 элемента ИЗ О. Выход 34 счетчика 26 соединен с входами установки единицы триггеров 28 и 29, выполненных, напрвн мер, на элементах И-НЕ 35, по стандар ной схеме. Формирователь 19 (фиг. 3) содержит р-п-р и п-р-п транзисторы 36 и 37 и резисторы 38 и 39. База транзистора 36  вл етс  входом формировател , коллектор транзистора 36 объединен с транзистора 37 и через резистор 38 соединен с шиной земли 22 и с эми тером транзистора 37, коллектор которого объединен с эмиттером транзистора 36 и  вл етс  выходом формировател 19. Нагрузочный резистор 39 включен между выходом 12 и шиной 10 питани . Устройство работает следующим обр& зом. При нормальной работе ЭВМ на взощ 2 блока 3 питани  подано переменное напр жение питающей сети, с выходов блока 3 снимаютс  посто5щные стабилизированные напр жени , необходимые дл  питани  функционельных блоков 5 и устройства 1. Напр жение на шине 9 равно или превышает напр жение резер& ного источника 7, вследствие чего дисщ 8 закрвдт. Из блока 3 питани  в устройство 1 по швне 11 передаетс  перем&нное напр жение невысокой амплитуды с частотой сети переменного тока. Формирователи 19 наход тс  в выключенном состо нии (транзисторы 36 и 37 aaspaты ), а на шинах 12 и 13 попд рживоютс  сравнительно высокие положвтёаьг ные потенциалы за счет нагрузочных . резисторов 39. При наличии высоких п тенциалов на шинах 1.2 и 13 функциональные блоки 5 обмениваютс  информацией по магистрали 6 согласно алгоритму работы ЭВМ. Поддержание выключенного состогшн  формирователей 19 при нормальной работе ЭВМ достигаетс  следующим образом . Синусоидальный сигнал на шине 11, проход  через однополупериодный выпр митель 14 и одновибратор 23, периодически сбрасывает счетчик 25, в результате чего он не успевает накопить код, который опознаетс  деши4 тором 27 Частота генератора 24 определ ет точность контролируемых временных интервалов и выбираетс  значите;:&но большей , чем частота сети (например ЮкГц). Стробирование детиифратора 27 производитс  нулевым сигналом с генератора 24, а переключение счетчика - единичным сигналом, это обеспечивает отсутствие гонок при срабатывании сче- чика и дешифратора. Таким образом, сигналы на выходах 31 и 32 дешифратора 27 посто нно иметэт единичные значени . Сигнатал с выхода одновибратора 23 поступают также на счетЛхй вход счет чика 26, но не привод т к накоплению в нем кода, так как на этот счетчик подан сигнал сброса в виде логического нул  с выхода элемента И ЗО, закрытого по входу 33. Сигнал нулевого плеча старшего счетчика 26 имеет единичное значение, поступа  на входы триггеров 28 к 29 по линии 34, не иэмен ет их состо ние. Сигнал на шине Ю также не вли ет на состо ние три1 геров 28 и 29. Таким образом, триг геры 28 и 29 :фан51т на выходах 17 и 18 единичную информацию, котора , как б:удет показано ниже, устанавливаетс  в них через некотс юе врем  после вклю чени  сетевого питани . Единичный сиг нал на базе транзистсфа 36 закрывает его, следовательно, отсутствует ток в цепи база транзистора 37, который также закрываетс . Рассмотренное выше состо ние сохран етс  вплоть до моме1Ь та внключенк  сетевого питани . При выключении сетевого питани , за счет оверасионности блока 3 па его выходах 4 в течение сранпвтельпо боль шого (например, большего, чем ЗО мс) подд жнваютс  стабилвзирова пые на ф жеш1 . В этот период сначала на шнне 12, а затем на шина 13 формируютс  ВЕЗкве потенциалы, которые

сохран ютс  йа этих пини х до момента включени  сетевого питани .

Отрицательный фронт сигнала на unitlie 12 вызывает прерывание ЭВМ и переход к подпрограмме упр тывани  . параметров возврата (содержимого счетчика команд, регистров общего и специального назначени  и т.п.) в пам ть, подключенную к шине 9 резервного питани . Работа прерывающей подпрограммы завершаетс  командой СТОП до момента формировани  отрицательного фронта на шине 13. Задержка между фронтами сигналов на шинах 12 и 13 может составл ть, например, 3 мс.

Нулевой сигнал на шице 13 вызывает общий сброс, всех функциональных блоков 5, а также запрет работы блока пам ти , подключенного к шине 9 резервного питани . Благодар  этому.- содержимое указанного блока пам ти не подверлсено искажени м которые могли быть обусловлены по влением в магистрали 6 случайных сигналов после снижени  напр жений питани  на выходах 4 за допустимые пределы.

При выключении питающей сети одновибратор 23 прекращает работу, в счетчике 25 накапливаетс  код, который после дешифрации передаетс  с выхода 31 на вход сброса триггера 28 в виде отрицательного импульса (или серии импульсов , если счетчик 25 успевает многократно переполнитьс ). В результате этого триггер 28 сбрасываетс , потенциал на шине 12 не может превысить вешгчины, при которой открываютс  транзисторы 36 и 37, т.е. Потенциал фиксируетс  на уровне, близком к 1 В.

Аналогичный процесс накоплени  и дешифрации кода приводит к срабатыванию цепи элементов 24-25-27-32-2918-19-13 . Задержка сигнала на шине 13 относительно сигнала на шине 12 определ етс  частотой генератора 24, разр дностью счетчика 25 и конструкцией дешифратора 27, После сброса три гера 29 открываетс  элемент И 30 и счетчик 26 переходит в режим о жида- ни  счетных импульсов, которые в данный период отсутствуют.

При отсутствии сетевого напр жени  питание устройств(, подключенных к шин 9 производитс  от резервного источника 7 питани  через диод 8. Поскольку потенциал шины 10 близок к нулю, триггеры 28 и 29 поддерживаютс  в нулевом состо нии (это необходимо при первом включении ЭВМ, когда предыстори 

не известна), элемент И закрыт, счетчик 26 сброшен.

Через некоторое врем  после включени  сетевого питани  .(например, не позднее , чем через 50 мс) на выходах 4 блока 3 питани  устанавливаютс  стабилизированные напр жени , а на шинах 12 и 13 по-прежнему поддерживаютс  низкие потенциалы. Одновибратор 23, как было рассмотрено ранее, периоди , чески сбрасывает счетчик 25 и посылает импульсы на счетчик 26, где происходит их накопление, так как сигнал на выходе элемента И 30 имеет единичное зна5 чение. Через некоторое врем  (например , через 0,5 с) после включени  питани  .счетчик 26 переполн етс , сиг- нал на выходе 34 устанавливает триггеры 28 и 29 в единичное состо ние,

0 на шинах 12 и 13 формируютс  логические единицы, а счетчик 26 сбрасываетс .

По вление единичных сигналов на шинах 12 и 13 (или на одной из них)

5 приводит к перезапуску ЭВМ. При этом информаци , ранее упр танна  в пам ть восстанавливаетс  на регистрах процессора и он продолжает вычислени , начина  с прерванного места.

0Следует отметить , что в качестве

генератора 24 может использоватьс  тактовый генератор, обычно вход щий в состав одного из блоков 5 ЭВМ.

Таким образом, предлагаемое устрой5 ство позвол ет существенно повысить надежность работы по сравнению с прототипом .

Claims (2)

1. 40 Формула изобретени 

   Устройство дл  блокировки и перезапуска ЭВМ при сбо х питани , содержащее выпр митель, вход которого соединен с управл ющим входом устройства, два выходных усилител , выходы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым выходами устройства, блок дискриминации , включающий генератор импульсов , выход которого соединен со

   счетным входом первого счетчика, и первый триггер, единичный выход которого соединен с входом первого выходного усилител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности работы устройства, в блок дискриминации устройства введены фс мирователь импульюа , второй счетчик, дешифратор, вто5зой тригтер и элемент И, причем вхо. 99& формировател  импульса соединен с выходом вьгар мител , а выход - с входом установки нул  первого счетчика, и со счетным входом второго счетчика, выход генератора импульсов соединен с упра&ч. л ющим входом дешифратора, выход пер- вого счетчика соединен с информационным входом дешифратора, первый и второй выходы которого соответственно соединены с первыми входами установки нул  первого и второго триггеров, вторые входы установки нул  которых соединены с входом основного питани  устройства , с первым входом элемента И, с шиной питани  формировател  импульса, генератора импульсов, первого счетчика и деши4ч атора, нулевой выход первого 67 триггера соединен с вторым входом эле мента И, выход которого соединен с входом установки нул  второго счетчика, выход которого соединен с входами уотановки единицы первого ti второго триг геров, шины питани  второго счетчика, первого и второго триггерюв и элемента И подключены к входу резервного питани  устройства, выход второго триггера соединен с входом второго выходного усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 495665, кл. С, 06 Р 9/18, 1974.
2. 2. Патент США № 423492О, кл. G, Об F Ц/ОО, 1978 (прототип).

   9 J

   10

   ( (

   f/l

   ,12

   ( f

   ±

   6

   фиг, 1

   W.