Адаптивное резервированное устройство

Адаптивное резервированное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((() 506857

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.73 (21) 1880998/18-24 с присоединением заявки )ч" (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 21.06.76 (51) М. Кл.- 6 06F 11/00

1-1 05К 10/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-5:681,3-19 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Шевкопляс, Р. Ж. Ержанов и E. В. Бычков (71) Заявитель (54) АДАПТИВНОЕ РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении резервированных логических устройств.

Известно адаптивное резервированное устройство, содержащее пороговый элемент, элемент «И — НЕ» и триггер.

Недостатком известного устройства является его низкая помехоустойчивость к воздействию кратковременных помех (сбоев).

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

Предлагаемое устройство содержит дополнительно дифференцирующий элемент, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход — к установочному входу триггера, выход которого соединен с выходом элемента «И вЂ” HE» и компенсирующим входом порогового элемента, информационные входы которого соединены с соответствующими входами элемента «И вЂ” НЕ».

На фиг. 1 показана развернутая блок-схема описываемого резервированного устройства, где: 1 — пороговый элемент, выполняющий функцию восстановления правильного сигнала с инверсией; 2 — элемент «НЕ» (инвертор);

3 — элемент «И — HE»; 4 — элемент «И — HE» с диодно-транзисторной логикой (ДТЛ); 5— дифференцирующий элемент с диодно-транзисторной логикой (ДТЛ); 6, 7, 8, 9 — информационные входы порогового элемента; 10 — выходы элементов 2 и 3, объединенные с входом элемента 4 и компенсирующим входом порогового элемента 1; 11 — выход элемента 4; 12—

5 установочный вход элемента 4; 13 — диод;

14 — управляющий вход устройства; 15, 16— входные диоды элементов 5; 17 — выход устройства; 18 — управляющий вход порогового элемента; 19 — вход начальной установки; 20, 10 21 — диоды с накоплением заряда элемента 5;

22 — триггер из элементов 2 и 4, выполняющий функцию адаптации.

На фиг. 2 показана временная диаграмма работы описываемого устройства.

15 Адаптивное резервированное устройство осуществляет исправление ошибок (постоянных или временных, типа «ложный О» или «ложная 1»), возникающих на его информационных входах 6, 7, 8, 9, на которые поступают вход

20 ные сигналы Xl, Х2, ХЗ, Х4. При этом в результате «адаптации» к ошибкам типа «ложный О» устройство обеспечивает исправление любых двойных ошибок (00, 01, 10 и 11) и некоторых тройных ошибок, если последние

25 возникают на различных входах устройства (6 — 9) в одной из следующих последовательностей: а) ложный 0 ложный 0 ложная 1; б) ложный 0 ложная 1 ложный О;

30 в) ложная 1 ложный О ложный О, 506857

Условием правильного функционирования устройства является ординарность потока отказов типа «ложный 0 . Эго означает,;;о время между появлением двух постоянных ошибок типа «ложный 0» на различных входах устройства должно быль достаточно большим для обнаружения первой из этих ошибок, а именно, за это время на входах устройства должна хотя бы один раз появиться информация, соответствующая логической единице, т.е. на всех информационных входах, кроме неисправного, должны появиться логические единицы. Другими словами, одновремен loe появление двух ошибок типа «ложный О» на входах устройства недопустимо. Подобное ограничение по отношению к ошибкам типа «ложная

1» отсутствует. Во всех случаях принимается, что логическому «О» соответствует олизкий к нулю потенциал, а логический «1» — высокий положительный потенциал.

Устройство приводится в исходное состояние кратковременным воздействием сигнала

S=0 на вход 19 начальной установки устройства. При этом сигналы на выходах 10 H 11 равны нулю и единице, соотве1ственно (Q=

=О, Q=1). Сппхронизация устройства может осуществляться сериями импульсов Cl н С2 (см. фиг. 2), подаваемыми, соответственно, на входы 14 и 18. Входная информация (Хl — Х4) подается на входы устройства в моменты, соответствующие положительным фронтам импульсов Сl (tpó 1г„1, ll2, tip и т. Д ) и фиксируется на время, равное периоду тактовых импульсов. Пороговый элемент 1 вырабатывает на выходе 17 сигнал логического нуля только в тех случаях, когда число возбужденных входов (т. е. входов, на которые поданы логические единицы) равно или превышает величину порога 7, равную четырем. Исправленная инверсная информация (сигнал Y) может быть считана с выхода устройства в ипгервалы времени, когда С2=1.

Рассмотрим случай, соответствующий постоянной входной информации Хl =Х2=ХЗ=

=Х4=0 при отсутствии ошибок типа «ложная 1», В этом режиме сигнал на выходе устройства У соответствует инверсному значению любого из входных сигналов и равен единице.

Действительно, сумма возбужденных входов линейного сумматора не может превысить двух (сумма равна двум при С2=1 и при условии, что ранее возникшая ошибка типа

«ложный О» уже перевела триггер на элементах 2 и 4 в состояние Q=l в соответствии с процессом адаптации, описанным ниже), следовательно, сумма лежит ниже значения порога Z, что обеспечивает поддержание высокого уровня напряжения (логической единицы) на выходе 17. При переходе сигнала Сl из состояния «единица» в состояние «нуль» возникает кратковременное запирание выходного транзистора ДТЛ элемента 5 за счет эффекта рассасывания заряда, накопленного

65 з

;lHодами 20 и 21 за время действия положит;льного импульса. Это приводит к повышению потенциала входа 12, который, однако, фиксируетс« liB уровне, близком к порогу отпирания диода 13, TaF как Ila катод последнего в это время подан низкий потенциал (Cl=

=О). Повышение потенциала входа 12 не может изменпть состоянис триггера на элементах 2 и 4, в каком бы состоянии он не находился. Таким образом, при Xl Õ2=Õ3=

=- Y4=0 и произвольном исходном состоянии триггера (Q=O или Q=1) на выходе У постоянно поддевживает <единица», на Bbixoe ДТЛ элемента 5 в моменты, соотве ству1ощие перехо,"..у Cl из «единицы» в «нуль», появляются

II0ло>кительные HidIIó Ihc bI малой амплитуpbI, причем состояние триггера остается неизменным.

Проведенный выше аналн-: состояний устройства может быть повторен для случая, когда па его входах появляются одна или две ошибки типа «ложная 1» (в последнем случае предполагается, что на входах ранее не возникали ошибки типа сложный О», которые, как будет показано, приводят к переключению триггера в состояние Q=- l), Поскольку при этом число возбужденных входов порогового элемента 1 ие превышает трех, сигнал также остается равным единице. Иными словами, ошибки типа «ложная 1» исправляются.

Рассмотрим теперь слччай, соответствучОщий постоянной информации Хl =Х2=ХЗ=

=Х4=1 н последовательному возникновению ошибок типа «ложный О», число которых обозначим через Z (см. фиг. 2). Пусть при tp(t( (/4 Z=O, т. е. величина 6=Х1+Х2+ХЗ+Х4 (сумма арифметическая) равна четырем, а сигнал Q=O. Поскольку в рассматриваемом интервале времени G=T, то на выходе Y возникает логический «О», на выходе элемента 5 постоянно присутствует низкий потенциал, элемент 3 вырабатывает на выходе логический

«0», «подтверждая» исходное состояние триггера (Q=O).

Пусть в момент времени 4 на вход устройства поступает информация, содержащая три

«истинных» единицы и один «ложный О» (Z=

= 1) . При t„ (t(t5 Величина 6 =3, что недостаточно для включения порогового элемента

1, следовательно, на выходе У появляется высокий потенциал, который совместно с высоким потенциалом на входе 14 вызывает прохождение прямого тока через диоды с накоплением заряда 20 и 21. Состояние триггера при этом не изменяется. В момент времени 4 сигнал С2= 1 увеличивает сумму возбужденных входов на единицу (6+

+С2=4), что приводит к срабатыванию элемента 1 и переходу сигнала Y из «1» в «О», При этом благодаря эффекту накопления заряда в диодах 21 и 22 за время т=4 — t4 элемент 5 временно переходит в состояние логи506857 ческой «1» на выходе, и, поскольку диод 13 заперт, потенциал входа 12 о казывается достаточно высоким для включения элемента 4 и переключения триггера в состояние Q= 1, Q=0. Таким образом, «ложный 0», возникающий на одном из информационных входов, компенсируется сигналом Q= 1, что приводит к стабилизации величины G+Q (см. соответствующую диаграмму на фиг. 2). Состояние

Q= 1, У=О сохраняется вплоть до момента 1 з появления второй ошибки типа «ложный 0».

Если первая ошибка являлась сбоем, то в одном из последующих тактов она исчезнет, т. е. появится комбинация Х1=Х2=ХЗ=

=Х4= 1, котораз приведет к срабатыванию элемента 3 и к автоматической установке прежнего состояния триггера, отвечающего отсутствию ошибок типа «ложный

0» во входной информации. Другими словами, появление кратковременных ошибок (сбоев) во входной информации (Х1 — Х4) не приводит к снижению корректирующих возможностей устройства (процесс адаптации является обратимым).

В момент времени f

+Я= 3. При этом общее число возбужденных входов R = Н+ С2 оказывается достаточным для перехода сигнала Y в нулевое состояние в интервалы времени, при которых С2=1, т. е. во время считывания информации. Таким образом, осуществляется коррекция до двух ошибок типа «ложный 0».

Применение предлагаемого адаптивного резервированного устройства позволяет использовать четыре (а не пять, как прн мажоритарном резервировании) идентичных канала обработки информации при допустимой кратности ошибок, равной двум.

Формула изобретения

Адаптивное резервированное устройство, содержащее пороговый элемент, элемент «И—

НЕ» и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости уст20 ройства, оно содержит дифференцирующий элемент, вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход — к установочному входу триггера, выход которого соединен с выходом элемента «И вЂ” НЕ» и компенсиру25 ющим входом порогового элемента, информационные входы которого соединены с соответствующими входами элемента «И вЂ” НЕ».

Редактор С. Хейфиц

Составитель В. Максимов

Техред Т. Колесова

Корректор Е. Митрофанова

Заказ 1520! 1 Изд. ¹ 1434 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2