Резервированное устройство с перестраиваемой структурой

Резервированное устройство с перестраиваемой структурой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

<ц>993502

Союз Советснмк

Социалистических

Республик

М АВТОРСКОМУ СЯИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.08.81 (21) 3327315/18-24 (5! )М. Кд.

Н 05 К 10/00 с присоединением заявки М

Гввударствмшый квмнтвт

CCCP (23) Приоритет(53) УДК681 ° 325. . 67 (088, 8.) Опубликовано 30.01 83. Бюллетень №4

Дата опубликования описания 02.02.83 ке делам нзеврвтвннй

И втнрытнй (54) РЕЗЕРВИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО С ПЕРЕСТРАИВАЕИОЙ

СТРУКТУРОЙ

Изобретение относится к вычисли.- тельной технике и может быть использовано при построении систем пЬвышенной надежности. и производительности °

Известно резервированное устрой» ство с перестраиваемой структурой содержащее резервируемые блоки, сое-диненные с конфигуратором и подклю- ченные к блоку управления конфигу- -ратором, позволяющее осуществлять любые соединения резервируемых блоков соседних ярусов устройства (1

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности исправления ошибок без изменения соединений в устройстве и сложность реализации конфигуратора и блока управления.

Известно устройство с перестраиваемой структурой, .содержащее три мажоритарных блока, входы которых .. соединены с выходами трех резервируемых блоков и деши оатора, входы .ко-торого соединены с выходом регистра Г2)

Основным недостатком известного устройства является невозможность . осуществления параллельной работы

-5 двух резервируемых блоков совместно и одного блока независимо, что не позволяет при использовании такого .устройства в системах обработки информации реализовать режим повышенной производительности системы с со хранением высокой надежности решения более важных задач. Недостатком известного устройства является также и относительная сложность мажоритар" ного блока.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ре-. зервированное устройство с перестраи20 ваемой структурой, содержащее три мажоритарных блока, подключенных к трем резервируемым блокам и дешифратору, .. входы которого соединены с выходами регистра. В данном устройстве реали993502 зована возможность параллельной работы двух резервируемых блоков совместно и одного блока независимо - режим повышенной производительности системы (3 3.

Основным недостатком данного устройства является низкая надежность вследствие наличия общего для трех каналов регистра и дешифратора. Отказ регистра или дешифратора приводит 1р к отказу всей системы, в которой может быть использовано данное трехканальное резервированное устройство с перестраиваемой структурой, Недостатком данного устройства является также невозможность проведения реконфигурации структуры в замкнутом контуре с помощью канальных резервируемых блоков, т.е. нет автономности работы несинхронного резервированного устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства и обеспечение возможности проведения реконфигурации структуры несинхронно работающих резервируемых вычислительных блоков.

Указанная цель достигается тем, что резервированное устройство с перестраиваемой структурой содержит три резервируемых вычислительных блока, три синхронных формирователя меток времени, причем выход первого формирователя меток соединен с входом первого резервируемого блока, выход второго формирователя меток соединен с входом второго резервируемого вы35 числительного блока, выход третьего формирователя меток соединен с входом третьего резервируемого вычислительного блока, выход первого ре40 зервируемого вычислительного блока соединен с входом первого регистра реконфигурации, с четвертым входом первого мажоритарного блока, с десятым входом второго мажоритарного

45 блока, с восьмым входом третьегс: мажоритарного блока, выход второго резервируемого вычислительного блока соединен с входом второго регистра реконфигурации, с восьмым входом первого мажоритарного блока, с четвер50 тым входом второго мажоритарного блока, с десятым входом третьего мажоритарного блока, выход третьего резервируемого вычислительного блока соединен с входом третьего регистра реконфигурации, с десятым входом первого мажоритарного блока, с восьмым входом второго мажоритарного

4 блока, с четвертым входом третьего мажоритарного блока.

Предлагаемое устройство не теряет работоспособности при одной возможной неисправности (теряет работоспособность только один из каналов ).

На фиг. 1 представлена функциональная блок-схема резервированного уст.ройства с перестраиваемой структурой; на фиг.2 — конкретный вариант блоксхемы Формирователя меток; на фиг..3несколько циклов работы устройства.

Устройство содержит мажоритарные блоки 1 — 3, резервируемые блоки 4

6, дешифраторы 7 - 9, первые и вторые регистры 10, 11 и 12. Первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы первого дешифратора 7 соединены соответственно с первы, вторым, третьим, пятым, шестым, седьмым, девятым, десятым и одиннадцатым входами первого мажо-ритарного блока 1. Первый выход второго дешифратора 8 соединен с первым входом второго мажоритарного блока

2, второй — с одиннадцатым, третий— с шестым, четвертый — с вторым, пя" тый - с девятым, шестой — с седьмым, седьмой — с третьим, восьмой - с пятым входами второго мажоритарного блока 2. Первый выход третьего дешифратора 9 соединен с первым входом третьего мажоритарного блока 3, второй — с пятым, третий - с девятым, четвертый — с одиннадцатым, пятый с вторым, шестой - с седьмым, седьмой — с шестым, восьмой - с третьим входами третьего мажоритарного блока

3. Входы дешифраторов 7 — 9 соединены с выходами регистров 10-12, вход первого регистра 10 реконфигурации соединен с выходом резервируемого блока 4, четвертым входом первого, десятым входом второго, восьмым входом третьего мажоритарных блоков.

Вход второго регистра 11 реконфигурации соединен с выходом резервируемого блока 5, восьмым входом первого, четвертым входом второго и десятым входом третьего мажоритарных блоков.

Вход третьего регистра реконфигурации 12 соединен с выходом резервируемого блока 6, десятым входом первого, восьмым входом второго и четвертым .входом третьего мажоритарных блоков.

Вход резервируемого блока 4 соединен с выходом формирователя 13 синхронных меток и первыми входами формирователей 14 и 15 синхронных меток, Резервированные вычислительные блоки 4 — 6 работают как по синхронным, так и по несинхронным программам.

В синхронном pe>::име реконфигурация структуры осуществляется также одновременно. При переходе в несинхронный (режим повышенной производительности устройства, два канала синхронно, один несинхронно или все три канала несинхронно ) резервированные вычислительные блоки теряют возможность проведения одновременной реконфигурации, так как они выполняют разные программы. Проведение реконфигурации по несинхронным программам приведет к искажению информации на вь ходах мажоритарных блоков.

Для предотвращения сбойных ситуаций и проведения реконфигурации устройства при несинхронной работе резервируемых вычислительных блоков и перехода с несинхронного на синхронный режим работы используются формирователи меток. Формирователи 1315 имеют между собой двусторонние связи, с помощью которых они синхронизируются между собой так,что на выходах всех формирователей 1315 формируются синхронные метки времени,с помощью которых блоки 4-6 выравнивают свои программы, переходят на синхронный режим работы, проводят реконфигурацию устройства, если этого . требуют условия работы, далее продолжают выполнять прерванные или но5 993502 вход резервируемого блока 5 соединен с выходом формирователя 14 и вторыми входами Формирователей 13 и 15,.вход резервируемого блока 6 соединен с выходом формирователя 15 меток, первым входом формирователя 13 меток и вторым входом формирователя 14 меток.

Структура мажоритарных блоков

2 и 3 аналогична структуре мажоритарного блока 1.

Формирователь 13 (14 и 15 ) на фиг.2 содержит счетчик 16 и мажоритарный элемент 17, причем первый и третий вход мажоритарного элемента 17 соединены с выходами счет- 15 чиков второго и третьего Формирорателей меток соответственно, второй вход соединен с выходом счетчика, вход обнуления счетчика соединен с выходом мажоритарного элемента 17, щ счетный вход счетчика соединен с выходом элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 19, вход которого соединен с выходом счетчика 16. 25

На фиг. 3 цифрами 1,2 и 3 обозначены сигналы на выходах соответствующих формирователей 13, 14 и 15 меток.

Устройство работает следующим образом. . З0

На вход элемента И 18 поступает ,синхронная во всех каналах частота, которая проходит на счетный вход счетчика. После заполнения последнего разряда счетчика- на выходе счетчи35 ка появляется сигнал логической единицы, который поступает на вход мажоритарного элемента 17 и через элемент НЕ 19 на вход элемента И 18, где запрещает прохождение счетных

40 импульсов на вход счетчика. В,таком состоянии счетчик находится до того момента времени, пока один из двух других счетчиков не встанет в такое же состояние, после чего все три счетчика обнуляются и начинается синхронная работа. Появление неисправности в любом из счетчиков не нарушает работоспособности устройства.

S0

Мажоритарные блоки 1 - 3 с помощью принадлежащих им регистров обеспечивают следующие режимы работы резервированного устройства с пе/,.. рестраиваемой структурой:

55 возбуждены первые выходы дешифраторов 10 - 12:У1=-Xl, У2=Х2, УЗ=ХЗ; ю возбуждены вторые выходы: У 1=Х1;

У2=Х 1, УЗ=Х1;

6 возбуждены третьи выходы: Уl=Х1, У2=Х2хХЗ, УЗ=Х2хХЗ; возбуждены четвертые выходы:

Уl=Х2, У2=Х2, УЗ=Х2; возбуждены пятые выходы: Уl=Х1хХ2, У2=ХlхХ2,УЗ=ХЗ возбуждены шестые выходы: Уl ХlхХ2

Х1хХ3 Х2хХ3, У2=ХlхХ2 ХlхХЗ Х2хХ3, УЗ=ХlхХ2 XlxXÇ Х2хХЗ; возбуждены седьмые выходы: Уl=

=ХlхХЗ, У2=Х2, УЗ=ХlхХЗ; возбуждены восьмые выходы: Уl=ХЗ, У2=ХЗ, УЗ=Х, где Xl, Х2, XÇ - выходные сигналы резервируемых вычислительных блоков 4 - 6; Уl, У2, УЗ вЂ” выходные сигналы мажоритарных блоков

1 - 3 °

Любая из приведенных выше конфигураций мажоритарных блоков устанавливается управляющими командами, выдаваемыми резервируемыми вычислительными блоками в регистры реконфигурации.

7 993502 8 вые программы как синхронно, так и несинхронно в зависимости от требуемого режима работы.

Использование предлагаемого устройства в трехканальных системах обработки информации обеспечивает по сравнению с известными повышение надежности системы с сохранением возможности осуществления режимов повышенной производительности (два канала!0 решают одну задачу, а третий независимую от них другую или три канала решают отдельные независимые задачи ), при этом одна возможная неисправность приводит к появлению не- 1s исправности только в одном канале, остальные два канала работоспособности не теряют.

Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечивается автономный .zo режим работы несинхронных резервируемых блоков, реконфигурация устройства производится резервируемыми вычислительными блоками с использованием сигналов формирователей 25 меток без привлечения неканальных устройств.

Формула изобретения

Резервированное устройство с перестраиваемой структурой, содержащее три мажоритарных блока, три резервируемых блока и первый дешифратор, входы которого соединены с выходом первого регистра, а первый, втооой. третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы соединены соответственно с первым, вторым,,третьим, пятым, шестым, седьмым, девятым, десятым и одиннадцатым входами первого мажоритарного блока, выход первого резервируемого блока соединен с четвертым входом первого 4> десятым входом второго, восьмым входом третьего мажоритарных блоков,,выход второго резервируемого блока . соединен с восьмым входом первого четвертым входом второго, десятым входом третьего .мажоритарных блоков, выход третьего резервируемого блока соединен с десятым входом первого, восьмым входом второго, четвертым входом третьего мажоритарных блоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и обеспечения автономности функционирования устройства, в него введены три формирователя синхронных меток, два регистра и второй и третий дешифратЬры, входы которых соединены с выходами соответствующих вторых регистров, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы второго дешифратора соединены .соответственно с первым, одиннадцатым, шестым, вторым, девятым, седьмым, третьим и пятым входами второго мажоритарного блока, первый второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы третьего дешифратора соединены соответственно с первым, пятым, девятым,одиннадцатым, вторым, седьмым, шестым и третьим входами третьего мажоритарного блока, входы первого и вторых регистров соединены с выходами соответствующих резервируемых блоков, вход первого резервируемого блока соединен с выходом первого и первыми выходами второго и третьего формирователей синхронных меток, вход второго резервируемого блока соединен с выходом второго и вторыми входами первого и третьего формирователей синхронных меток, вход третьего резервируемого блока соединен с выходом третьего, первым входом первого и вторым входом второго формирователей синхронных меток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Байцер Б. Архитектура вычис- . .лительных комплексов. М., "Мир", T.2, 1974, с.390, рис. 12.

2. Авторское свидетельство .СССР

1 413485,,кл. G Об F 11/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 595887, кл. H 05 К 10/00, 1971 (прототип).

993502 фиг 3

Составитель В Максимов

Редактор Ю.Ковач ТехредМ.Надь Корректор Г.Огар

Заказ 511/78 Тираж 843 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4