Устройство для диагностирования многоканальных резервированных систем

Устройство для диагностирования многоканальных резервированных систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ СИСТЕМ, содержащее по числу каналов п1 -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов kh -разрядных блоков совпадения, {л- -разрядньй счетчйк, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первьй вход - с выходом первого элемента ИЛИ, вторые входы блока анализа .соединены с выходами счетчика, вход которого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого блока совпадения соединены с шинами одноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ, о тл и чающ е е с я тем, что, с целью повьивения надежности и упрощения устройства, оно содержит блок коммутации и инвертор, причем вто: рой вход устройства непосредственно и через инвертор соединен с вторыми едйетшд входами калсдого блока совпадения и с управляющими входами блока коммутации , информационные входы которого соединены с выходами счетчи .ка, a вьпсоды - с третьими входами каждого блока совпадения. 2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что блок коммутации содержит (п-1) узел коммутации , каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, первые входы Первого и второго элементов И соединены с прямыми информационными входами, a первые входы третьего и четвертого элементов И - с инверсными информационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторые ходы первого и четвертого элементов И .соединены с первым, a вторые входы второго и третьего элеменjTOB И - с вторыми управляющими входа- i ми блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами 1C : первого и третьего элементов И, a вхоо ды третьего элемента ИЛИ - с выхо- . О1 дами второго и четвертого элемено оо тов И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутации . 3.Устройство по П.1,о т л ичающееся тем, что блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход - с вторым входом блока, a выход - с выходом блока, вход дешифратора соединен i с первым входом блока анализа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ !!И !!!Л!!

РЕСПУБЛИК

1ООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТЮ (21) 3608023/18-24 (22) 21. 06. 83 (46) 23.10.84. Бюл. М 39 (72) А.Ю.Веревкин, П.В.Ильин, В.П.Лачугин и Ю.С.Мануйлов (53) 621.396(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 318029, кл. С 06 F 11/00, 1968.

2. Чернышев Ю.А. и др. Расчет и проектирование устройства ЭВМ с пассивным резервированием. М., "Энергия", 1979, с. 79.

3. Авторское свидетельство СССР

В 1070712, кл. G 06 F 11/00, 1982 (прототип).

: (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МНОГОКАНАЛЬНЫХ РЕЗЕРВИРОВАННЫХ СИСТЕМ, содержащее по числу каналов П% -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов оп -разрядных блоков совпадения, (ь-q)-разрядный счетчик, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход - с выходом первого элемен» та ИЛИ, вторые входы блока анализа .соединены с выходами счетчика, вход которого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого блока совпадения соединены с шинами од" поименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, оно содержит блок коммутации и инвертор, причем второй вход устройства непосредственно и через инвертор соединен с вторыми

„Я0.„1120503 A

3458 Н 05 К 10/00, G 05 В 23/02

G 06 F 11/20 I входами каждого блока совпадения и с управляющими входами блока коммутации, информационные входы которого соединены с выходами счетчика, а выходы — с третьими входами каждого блока совпадения.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок коммутации содержит (n -1) узел коммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, первые входы первого и второго элементов И соединены с прямыми информационными входами, а первые входы третьего и четвертого элементов И вЂ” с инверсными инфор- Е мационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторые входы первого и четвертого элементов И соединены с первым, а вторые входы второго и третьего элемен-!

Ф

:тов И вЂ” с вторыми управляющими входа- " ив ми блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами . первого и третьего элементов И,а входы третьего элемента ИЛИ вЂ” с выхо- . дами второго и четвертого элемен- © тов И, выходы второго и третьего Ю элементов ИЛИ являются выходами Ж соответствующего разряда блока коммутации.

3. Устройство по п.1,о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход — с вторым входом блока, а выход — с выходом блока, вход дешифратора соединен, e первым входом блока анализа.

1120503

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных резервированных системах для диагностиро- вания их состояния и идентификации источника ошибки.

Известно устройство, содержащее мажоритарные элементы и позволяющее выделить достоверный результат по мажоритарному принципу в многоканаль- 1п ной резервированной системе1 1j.

Недостатком такого устройства является невозможность определить источник недостоверной информации.

Известно также устройство, содержащее шиныМ, g, С, являющиеся входами устройства, которые непосредственно и через элементы НЕ соединены с входами элементов И, выходы элементов И соединены с входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства. Элементы НЕ, И, ИЛИ вместе со своими связями образуют блок анализа, реализующий логические функции АВС V АВС, АВС V Ч АВС, 25

ABCV ABC. Это устройство позволяет локализовать источник ошибки в трехканальной резервированной системе 2).

Недостатком данного устройства является низкая надежность, связанная ° З со сложностью устройства. Это обусловлено тем, что с увеличением числа разрядов во столько же раз возрастает количество блоков анализа, являющихся..относительно сложными узла35 ми.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее по числу каналов n % -разрядных шин, являю- 40 щихся первыми входами устройства, блок анализа, выход которого являутся выходом устройства, оп -раз" рядных блоков совпадения элемента

ИЛИ и и -разрядный счетчи, вход ко- 45 торьго соединен с вторым входом устройства, а выходы — с первыми входами блоков совпадения и первыми входами

° блока анализа, вторые входы каждого

° блока совпадения соединены с выходами одноименного разряда всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами элемента ИПИ, выход которого — с вторым входом блока анализа.

Это устройство позволяет опреде- 55 лить источник недостоверной информации в и --канальной резервированной системеГ33.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная со cJIoxHocTblo устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение устройства.

Для достижения поставленной цели устройство, содержащее по числу ка-. налов п% -разрядных шин, являющихся первыми входами устройства, и по числу разрядов 1с -разрядных блоков совпадения, (n-<)-разрядный счетчик, блок анализа, выход которого соединен с выходом устройства, первый вход - c выходом первого элемента

ИЛИ, вторые входы блока анализа соединены с выходами счетчика, вход ко" торого соединен с вторым входом устройства, первые входы каждого блб ка совпадения соединены с шинами одноименных разрядов всех каналов, выходы блоков совпадения соединены с входами первого элемента ИЛИ,, снМжено блоком коммутации и инверторой» причем второй вход устройства непос" редственно и через инвертор соединей с вторыми входами каждого блока соФ" падения и с управляющими входами блока коммутации, информационные вМбды которого соединены с выходами счетчика, а выходы — с третьими вхбдами каждого блока совпадения.

Блок коммутации содержит (-1) узел коммутации, каждый из которых содержит четыре элемента И и второй и третий элементы ИЛИ, первые входЫ первого и второго элементов И соедйнены с прямыми информационными вхо" дами, а первые входы третьего и чет" вертого элементов И вЂ” c инверсными информационными входами соответствующего разряда блока коммутации, вторите входы первого и четвертого элементов И соединены с первым, а вторые входы второго и третьего элементов И»

<с вторыми управляющими входами -блока коммутации, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и третьего элементов И, а входы ,третьего элемента ИЛИ вЂ” с выходами второго и четвертого элементов И, выходы второго и третьего элементов

ИЛИ являются выходами соответствующего разряда блока коммутации.

Блок анализа содержит дешифратор и группу вентилей, прямые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, второй вход — с вторым входом блока, а выход " с выходом блока, вход дешнф-..

1120503 4 (n 5) одноразрядной системы А, В, С, Р, E . .Нетрудно заметить, что одноименным неисправностям соотBpтствуют по две взаимно инверсных кодовых комбинации (см.таблицу). (1 I I

Комбинация А В С D Е Наименование ситуации

0 0 0 0 О

1 1 1 1 1

Все каналы исправны

0 0 0 0 1

1 1 1 1 0 Неисправен канал Е

0 0 0 1 0 Неисправен канал D

1 1 1 0 1

1 1 1

0 0

1 1

0 0 0

Неисправны каналы. А и В

0 1 1 1 1

1 0 0 0 0 Неисправен канал А

Очевидно,что для диагностирования состояния системы достаточно дешифрировать комбинации 1,3,5,...,31, причем общим признаком в этих комби- З5 нациях является наличие нуля в разряде, соответствующем каналу А.

Таким образом, на вход блоков совпадения будут подаваться все возможные 32 кодовые комбинации, как 4О это имеет место в прототипе, а на вход блока анализа — только нечетные.

Благодаря этому появляется возможность уменьшить на единицу разрядность счетчика и существенно упростить дешифратор, входящий в состав блока анализа, поскольку число ди- . агностируемых ситуаций уменьшилось с 2 до 22."1

На фиг. 1 представлена структурная 5О схема устройства на фиг.2 — блок коммутации", на фиг.3 — блок совпадения.

Устройство содержит (и-1) -разряд-. ный счетчик 1, блок 2 совпадения, 55 элемент HJlH 3, дешифратор 4, группу вентилей 5, блок 6 анализа, инвертор 7, блок 8 коммутации, выходы 9 ратора соединен с первым входом блока анализа.

Принцип, положенный в основу изобретения, рассмотрим на примере диагностирования пятиканальной блоков совпадения, сигнал 10 разрешения для группы вентилей 5, входные ,1 -разрядные шины 11 от каналов, вход 12 устройства от генератора импульсов, блок 13 коммутации.

Блок 8 коммутации содержит узел 13 коммутации одного разряда, элемент

И 14, элемент ИЛИ 15, прямые и инверсные входы 16 от счетчика 1, прямые и инверсные выходы 17 блока. коммутации, управляющие входы 18 блока коммутации.

Блок 2 совпадения содержит элемент И 19, элемент ИЛИ 20, элемент

И 21, элемент НЕ 22 и схему 23 совпадения одного разряда.

Счетчик предназначен для последовательного перебора всех возможных ситуаций в одном разряде (h-1)-й канальной резервированной системы.

Счетчик имеет прямые и инверсные выходы, изменение его состояния происходит при переходе входного сигнала из "1" в "0".

Блок 2 совпадения предназначен для сравнения h -разрядного кода, поступающего от одноименных

1120503 б

f разрядов всех каналов с кодом на вторых, третьих входах, и выдачи сигнала 9 в случае их совпадения.

Элемент ИЛИ 3 обеспечивает выда" чу сигнала 10 при наличии хотя бы од- 5 ,ного сигнала.

Дешифратор 4 предназначен для формирования сигнала ошибки, соответствующего текущему коду на счетчике 1.

Для упрощения дешифратора на его вход подаются прямой и инверсные коды. Выходам дешифратора приписываются значения в соответствии с принятой идеологией оценки, ситуаций. Например, для системы ASCDE (см.таб- 15 лицу) коду 0000 приписывается значеwe "Все каналы исправны", коду 0111—

"Неисправны каналы А и В",а коду

1111 - "Неисправен канал А".

Группа вентилей 5 предназначена 26 для передачи сигнала ошибки с дешифратора 4 на вход устройства при наличии сигнала 10 разрешения.

Инвертор,7 предназначен для инв ртирования входного сигнала 12.Блок 8 коммутации предназначен для подачи на вход блока 2 совпадения прямого или инверсного .кода со счетчика 1

s зависимости от управляющего сигнала. При постутшении единичного сигнала на первый (второй) управляющий вход 18 код с прямых выходов счетчи-ка 1 поступает на прямые (инверсные) выходы блока 8 коммутации, а с инверсных выходов, счетчика 1 — на и инверсные (прямые) выходы блока 8 коммутации.

Пусть в исходном состоянии счет": чик 1 обнулен. На ь входных к-разрядных шин 11 поданы коды от ь каналов ° подлежащих днагностированию ° 45

При этом на вход каждого блока 2 совпадения поданы значения одноименных разрядов всех каналов и эти значеат ния не изменяются за полный цикл счета счетчика .1.

Ю

Нулевой сигнал с генератора.импульсов, проходя через инвертор 7, поступает на управляющий вход бло:ка 8 коммутации и обеспечивает передачу на его выход прямого кода со 5$ счетчика 1. На первый вход каждого ,блока 2 совпадения подан код с одно" ,именных.разрядов всех и каналов, на третий вход — прямой и инверсный (5-f) -разрядный код с блока 8 коммуУстройство работает следующим об разом» тации, а на второй вход блока 2 совпадения поступают прямой и инверсный сйгналы с входа 12, выполняя функцию n -го сравниваемого разряда. Таким образом, с блока 8 коммутации и входа 12 на вход блока 2 оо...о совпадения поступят код и его инверсия . Если в

1 И ... 1

h t каком-либо разряде диагностируемой системы во всех каналах нули, то на . выходе соответствующего блока 2 совпадения появится сигнал 9, который, пройдя через элемент ИЛИ 3, откроет вентили 5. Одновременно код 00...o

ll. т и его инверсия -" со счетчи1%i.. a п-1 ка .1 поступят на вход дешифратора 4. В результате на его выходе появится единичный сигнал, свиде" . тельствующий об исправной работе всех каналов. Этот сигнал поступит на выход блока 6 анализа, так как группа. вентилей 5 открыта. Затем сигнал перейдет в единичное состояниее Состояние счетчика 1 не изменится, а следовательно, в возбужденнном состоянии окажется тот же выход дешифратора 4. Сигнал поступит на второй управляющий вход блока 8 коммутации, в результате чего на его прямых выходах появится код

Sa° . п1 оо...о h-1 а на инверсньы — . . На пряh 4 мые входы блоков 2 совпадения будет пОдан код -" ып, а на ин° и Г... оа.,о " версные йк.-- - . и случае сон-. ь падения кодов сигнал 10 откроет группу вентилей и сигнал об исправной работе всех каналов поступит на выход устройства.

Переход сигнала из единичного состояния в нулевое приведет к прибавлению единицы к содержимому счетчика 1 — он перейдет в состояние

00...01. В то же время нулевой сигнал откроет передачу прямых кодов со счетчика 1 на прямые входы блока 2 совпадения, инверсных — на инверсные. На прямые входы поступит

oo... о

«од — О -, что в пятнканальной и системе ABCDE соответствует неисправности канала Е . Если такая кодовая комбинация имеет место в какомлибо разряде, то сигналы 9 и 10 обеспечат появление на выходе устройства соответствующего сигнала с дешифратора 4. После перехода сигнала с входа 12 в единичное состояние на прямые входы блоков совпадения поступит код, инверсный предццущему,а именно 11...10,что также способствует не- исправности канала Е.

1120503

В дальнейшем будут перебраны последовательно все кодовые комбинации, которые могут возникнуть в одноименных разрядах резервированной системы, причем коды, соответствующие неисправностям одного и того же канала (каналов), будут появляться один за другим на входах блоков 2 совпадения при нулевом и единичном состояниях сигнала с входа 12. Отметим, что последними двумя комбинациями будут

0 ... < и 10... О, что соответю l1 ствует неисправности канала Я

Оценим глубину диагностирования неисправностей. Номер неисправного канала определяется по выходу с блока 6 анализа, разряд,в котором произошла ошибка, может быть определен по номеру блока 2 совпадения, у которого в данный момент имелся выходной сигнал 9, а характер ошиб5 кн определяется значением несовпавшего разряда в неисправном канале.

Таким .образом, введенные элементы и их связи обеспечивают выявление неисравного канала, при этом повышается .адежность устройства за счет снижения аппаратурных затрат на блок анализа. Это связано с тем, что в известном устройстве применялся и-разрядный счетчик, а в предлагае1S мом — (n-1)-разрядный счетчик и соотп- ветственно дешифратор 2 кодовой комбинации, а не 2 " как в известном устройстве.

1120503

Ф Э

ЗИИИПИ Заказ ? 762/45 Тираж 782 Водписаое

Фвлаа» ШШ "Иатевт", r.Уагород, ya Qyoeamaa 4