SU798847A1 - Adaptive multichannel redundancy device - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в системах автФматического управлени  и контрол  повышенной надежности. Известно адаптивное резервированное устройство, содержшчее резервируемые блоки, соединенные с блоками контрол  и адаптации, и восстанавливающий блок. Дл  изменени  структуры используютс  управл ющие входы восст навливающего блока, с по ощью которых измен етс  его порог l , Недостаток устройства состоит в неполном использовании структурных возможностей устройства, что уменьшает надежность, а введение л ющих входов в восстанавливающий . блок усложн ет его, Известное адаптивное резервирован ное устройство, содержащее резервируемые блоки, соединенные с блоками контрол  и адаптации, ключи и-восстанавливающие блоки; при отказе резервируемого блока-блок адаптации данного канала управл ет ключом таким образом, что измен етс  порог восстанавливающего блока в соответ,ствии с выбранной стратегией 2, Недостаток устройства состоит в том, что примен ема  стратех-и  изменени  порога восстанавливающих блоков не  вл етс  оптимальной, так как отказ двух ключей уже приводит к отказу всего устройства в целом. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  гадаптивное резервированное устройство, содержащее элементы сравнени , одни входы которых соединены с выходами восстанавливающего блока, а другие с выходами соответствующих блоков, блоки адаптации, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами резервируемых блоков, управл ющие входы - с выходами элементов сравнени , а информационные выходы - со входами восстанавливающего блока, выходной элемент ИЛИ, соединенный с триггером, выходы которого соединены с соответствующими сигнальными входами блоков адаптации З , Недостаток устройства - низка  надежность , в частности при отказе тригге 1а или элемента ИЛИ, адаптивное резервированное устройство откажет уже при отказе - каналов резервировани  Это св зано с тем.The invention relates to automation and computer technology and can be used in systems of autofmat control and control of increased reliability. An adaptive, redundant device is known that contains redundant blocks connected to control and adaptation blocks and a recovery block. To change the structure, the control inputs of the recovery unit are used, with which its threshold l is changed. The disadvantage of the device is the incomplete use of the structural capabilities of the device, which reduces the reliability, and the introduction of ly input inputs into the restoring one. the block complicates it; the well-known adaptive redundant device, which contains redundant blocks connected to control and adaptation blocks, keys and recovery blocks; in case of failure of the reserved block, the block of adaptation of this channel controls the key in such a way that the threshold of the recovery block changes in accordance with the chosen strategy 2. The drawback of the device is that the applied strategy does not optimize the change of the threshold of the recovery blocks , since the failure of two keys already leads to the failure of the entire device. The closest technical solution to the proposed is a gadaptive redundant device containing comparison elements, some inputs of which are connected to the outputs of the recovery unit, and others with the outputs of the corresponding blocks, adaptation blocks, information inputs of which are connected to the corresponding outputs of redundant blocks, control inputs the outputs of the comparison elements, and the information outputs - with the inputs of the recovery unit, the output element OR, connected to the trigger, the outputs of which are connected Nena with respective signal inputs of adaptation units W, device disadvantage - low reliability, in particular in case of failure Trigg 1a or OR, adaptive redundant device fails already at failure - This reservation channel associated with that.

что в этом -случае на выходах блоков адаптации отказавших каналов будут по вл тьс  логические сигналы )дного (типа либо логический О, либо лоМ-Ь1that in this case, logical signals from one channel will appear at the outputs of the adaptation blocks of the failed channels (of the type either logical O or lL-L1

гическа  1). По вление -g- одинаковых сигналов приведет к отказу устройства в целом. К этому же резул ,тату приводит отказ в логическую единицу по одному из входов элемента ИЛИ, так как в этом случае триггер не будет измен ть своего состо ни . Цель изобретени  - повышение надежности адаптивного резервированного устройства.physical 1). The occurrence of -g- identical signals will lead to failure of the device as a whole. By the same result, the tattoo leads to a failure in a logical unit of one of the inputs of the OR element, since in this case the trigger will not change its state. The purpose of the invention is to increase the reliability of an adaptive redundant device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в адаптивном многоканальном резервированном устройстве, содержащем элементы сравнени , первые входы которых соединены с выходами восстанавливающего блока, вторые - с выходами соответствующих резервируемых блоков, выходы - с управл ющими входами блоков адаптации, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами резервируемых блоков, управл ющие входы - с выходами элементов сравнени , информационные выходы - со входами восстанавливающего блока, информационный и обменный выходы блока адаптации каждого канала соединены соответственно со вторым и первым обменными входами блока адаптации последующего канала, а также тем, что блок адаптации содержит триггер имитации 1 и логический элемент, выход которого подключен к информационному выходу блока, а первый, второй, третий и четвертый входы - соответственно к информационному входу блока, выходу триггера имитации 1, первому обменному входу блока, второму обменкому входу блока, выход триггера имитации 1 подключен к обменному выходу блока адаптации, а управл ю щий и установочный входы - к управл ющему и информационному входам блока.The goal is achieved by the fact that in an adaptive multi-channel redundant device containing comparison elements, the first inputs of which are connected to the outputs of the recovery unit, the second - with the outputs of the corresponding redundant blocks, the outputs - with the control inputs of the adaptation blocks, the information inputs of which are connected to the corresponding outputs of redundant blocks, control inputs - with outputs of comparison elements, information outputs - with inputs of recovery block, information and exchange you Each adaptation channel block is connected to the second and first exchange inputs of the next channel adaptation block, respectively, as well as the adaptation block contains a simulation trigger 1 and a logic element whose output is connected to the information output of the block, and the first, second, third and fourth inputs - respectively to the information input of the block, the output of the trigger of simulation 1, the first exchange input of the block, the second exchange input of the block, the output of the trigger of simulation 1 is connected to the exchange output of the adaptation block, and the control and installation inputs - to the control and information inputs of the block.

На чертеже приведена блок-схема адаптивного резервированного устрой .ства.The drawing shows a block diagram of an adaptive redundant device.

Адаптивное многоканальное резервированное устройство содержит резервируемые блоки 1, элементы сравнени  2, восстанавливающий блок 3, блоки 4 адаптации, триггер 5 имитации 1, логический элемент б, информационный выход 7 и обменный выход 8 блока адаптации, первый и второй обменные входы 9 и 10, информационный и управл ющий входы 11 и 12 блока адаптации 4, первый-четвертый входы -13-16 логи- ческого элемента б.The adaptive multichannel redundant device contains redundant blocks 1, elements of comparison 2, recovery block 3, adaptation blocks 4, trigger 1 of simulation 1, logic element b, information output 7 and exchange output 8 of the adaptation block, first and second exchange inputs 9 and 10, information and the control inputs 11 and 12 of the adaptation block 4, the first to fourth inputs of the -13-16 logic element b.

-Выходы резервируемых блоков 1 подключены к Первым входам элементов сравнени  2, вторые входы которых подключены к выходу восстанавливающего блока 3. Информационные входы- The outputs of the reserved blocks 1 are connected to the First inputs of the elements of comparison 2, the second inputs of which are connected to the output of the recovery block 3. Information inputs

11 блоков адаптации 4 соединены с соответствующими выходами резервиру:емых блоков 1. Информационные выходы 7. блоков адаптации 4 соединены со входами восстанавливающего блока 3.11 adaptation blocks 4 are connected to the corresponding outputs of the reserved blocks 1. Information outputs 7. adaptation blocks 4 are connected to the inputs of the recovery block 3.

.Информационный и обменный выходы 7 и 8 блока ад аптац1Ш 4 каждого канапа соединены с первым и вторым обменными входами 9 и- 10 блока адаптадии 4 последующего канал.а, а информационный и установочный входы триггера 5 имит;ации i соединены с управл ющим и имитационным входами 11 и 12 блока адаптации 4 соответственно , а выход - со вторым входом логического элемента б, первый, третий ичетвертый входы которого соединены соответственно с информационным входом 11, первым и вторым обменными входами 9 и 10 блока адаптации 4. Выход логического элемента 6 подключен к информационному выходу 7 блока адаптации 4..Information and exchange outputs 7 and 8 of the block of devices 1 4 of each canal are connected to the first and second exchange inputs 9 and 10 of the adaptadia block 4 of the subsequent channel, and the information and installation inputs of the trigger 5 imitation; ation i are connected to the control and imitation inputs 11 and 12 of the adaptation block 4, respectively, and the output with the second input of the logic element b, the first, third and fourth inputs of which are connected respectively to information input 11, the first and second exchange inputs 9 and 10 of the adaptation block 4. The output of the logic element 6 through Connected to the information output 7 of the adaptation block 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device works as follows.

Все резервируемые блоки наход т ,с  в исправном состо нии. Триггеры 5 имитации 1 наход тс  в нулевом состо нии; когда-на вторых входах логических элементов 6 присутствует ноль. Такое состо ние триггера 5 имитации 1 обеспечивает наличие нул  на третьих входах логических элементов 6 блоков адаптации 4.Истинность логического элемента б приведена в таблице. Продолжение таблицы Из таблицы истинности видно, что при наличии логического нул  на втором входе 14 логического элемента 6 на его выходе повтор етс  сигнал , поступающий на первый вход логического элемента. При наличии единицы на втором входе 14 логического элемента б и логического нул  на третьем его входе 15 на выходе логического элемента 6 повтор етс  сигнал , поступающий на его четвертый вход 16. При наличии единицы на втором входе 14 логического элемента б и на третьем его входе 15 на выходе 7 логического элемента 6 инвертирует с  сигнал, поступающий на его четвертый вход 16. Следовательно, когда все резервируемые блоки 1 исправны, на втором и третьем входах 14 и 15 логических элементов б присутствуют логические нули, что обеспечивает повторение сигналов на информационных выходах 7 блоков адаптации 4, а следовательно , на выходах восстанавлива ющего блока 3, сигналов логических peзepвиpye 1ыx блоков 1 . При отказе одного из резервируег шх блоков 1 на информационном выходе 7 блока адаптации 4 присутствует логическа  единица. В этом случае на втором входе 15 логического элемента б этого канала также присутствует логическа  единица, так как сигнал с выхода элемента сравнени  2, воздейству  на информационный вход триггера 5, переводит его в противоположное (единичное) состо ние. При этом, если триггер 5 имитации 1 переведен в единичное состо ние за счет сбо  в данном канале, то после того, как канал восстановит свою работоспособность, триггер 5 переводитс  обратно в нулевое состо ние за счет воздействи  перепада напр же ни  на его установочный вход. Наличие логического единицы на вто ром и логического нул  на третьем входах логического элемента б обеспе чивает повторение на его выходе сигнала , поступающего на четвертый вход 16 логического элемента 6, В этом случае на первом выходе блока адаптации 4 отказавшего канала повтор етс  выходной сигнал блока адаптации 4 исправного, предыд тцего канала. При отказе К-го канала на втором входе 14 логического элемента 6 ( K-l)-ro канала присутствует логическа  единица, на третьем входе 15 логический ноль, на четвертом входе 16 - сигнал исправного (К-2)-го канала . В этом случае на информационном выходе 7 блока адаптации 4 (K-l)-ro канала присутствует сигнал исправного ( к-2)-го канала. В то же врем  на втором входе 14 логического элемента 6 К-го канала присутствует логическа  единица, на третьем - логическа  единица, на четвертом - сигнал информационного выхода 7 блока адаптации 4 (K-l)-ro канала. В соответствии с таблицей истинности логического элемента 6 на информационном выходе 7 блока адаптации 4 К-го канала присутствует инвертированный сигнал четвертого входа логического элемента б этого канала, который в данном случае  вл етс  сигналом исправного ( К-2)-го канала. При отказе иесоседних каналов (например К-го, (К-2)-го, (К-4)-го и т.д. каналов) на информационных выходах 7 блоков адаптации 4 отказавщих каналов присутствуют сигналы соответствующих исправных каналов (K-l)-ro, (К-З)-го, (К-5)-го и т.д. каналов соответственно). При отказе N-2 соседних каналов на информационных выходах 7 Р блоков адаптации 4 отказавших каналов, где N-1 + 1, присутствует сигнал одного из оставшихс  исправных каналов, а на информационных выходах М блоков адаптации 4 отказавших каналов, где N-1 - 1,присутствует инвертированный сигнал того же исправного канала . Кроме того, если при наличии N-2 отказавших соседних каналов адаптивного резервированного устройства происходит отказ канала, выходной сигнал которого не повтор етс  Р отказавшими каналами и не инвертируетс  М отказавшими каналами, то отказ этого канала зафиксируетс  его блоком адаптации 4, а на информационном выходе 7 блока адаптации 4 этого канала окажетс  инвертированный сигнал исправного канала. При этом адаптивное резервированное устройство остайетс  работоспособным. Таким образом, устройство останетс  всегда работоспособным при отказе (N-2)-yx каналов, а также при отказе (N-l)-ro каналов, если сигнал (N-1)го отказавшего канала не повтор етс  и не инвертируетс  до его отказа (Н-2)-м  уже отказавшими каналами.All reserved blocks are in good condition. Triggers 5 of Simulation 1 are in the zero state; when zero is present at the second inputs of logic elements 6. This state of trigger 5 of simulation 1 ensures the presence of zero at the third inputs of logic elements 6 of adaptation blocks 4. The truth of logic element b is given in the table. Continuation of the table From the truth table it can be seen that in the presence of a logical zero at the second input 14 of the logic element 6 at its output, the signal arriving at the first input of the logic element repeats. When there is a unit at the second input 14 of the logic element b and a logical zero at its third input 15 at the output of the logic element 6, the signal arrives at its fourth input 16. If there is a unit at the second input 14 of the logic element b and at its third input 15 the output 7 of the logic element 6 inverts the signal arriving at its fourth input 16. Therefore, when all the reserved blocks 1 are intact, the second and third inputs 14 and 15 of the logic elements b contain logical zeroes, which ensures repetition information signals on outputs 7 adaptation units 4, and hence at the outputs of restoring guide unit 3, a signal of logical blocks pezepvipye 1yx 1. If one of the reservation blocks 1 fails, a logical unit is present at the information output 7 of the adaptation block 4. In this case, a logical unit is also present at the second input 15 of the logic element b of this channel, since the signal from the output of the element of comparison 2, acting on the information input of the trigger 5, transfers it to the opposite (single) state. In this case, if the trigger 5 of simulation 1 is transferred to the single state due to a failure in this channel, then after the channel recovers its operation, the trigger 5 is transferred back to the zero state due to the influence of the differential on its installation input. The presence of a logical unit at the second and logical zero at the third inputs of the logic element b ensures that the output of the signal arriving at the fourth input 16 of logic element 6 is repeated at its output. In this case, the output of the adaptation channel 4 at the first output of the failed channel 4 good, the previous channel. If the K-th channel fails, a logical one is present at the second input 14 of the logic element 6 (K-l) -ro channel, the logical zero at the third input 15, the signal of the healthy (K-2) -th channel at the fourth input 16. In this case, the information output 7 of the adaptation block 4 (K-l) -ro channel contains a signal of the healthy (k-2) -th channel. At the same time, there is a logical unit on the second input 14 of the 6th K-channel logical element, a logical one on the third, and an information output 7 from the adaptation block 4 (K-l) -ro on the fourth. In accordance with the truth table of the logic element 6, the information output 7 of the adaptation block 4 of the K-th channel contains an inverted signal of the fourth input of the logic element b of this channel, which in this case is the signal of the healthy (K-2) -th channel. In case of failure of neighboring channels (for example, K-th, (K-2) -th, (K-4) -th, etc. channels), information outputs of 7 adaptation blocks 4 failing channels contain signals of corresponding healthy channels (Kl) - ro, (KW) th, (K-5) th, etc. channels, respectively). When N-2 adjacent channels fail, the information outputs of the 7 P adaptation blocks 4 failed channels, where N-1 + 1, the signal of one of the remaining healthy channels, and the information outputs M of the adaptation blocks 4 failed channels, where N-1 - 1 , there is an inverted signal of the same healthy channel. In addition, if in the presence of N-2 failed adjacent channels of an adaptive redundant device, a channel fails, the output of which is not repeated by P failed channels and is not inverted by M failed channels, then the failure of this channel will be fixed by its adaptation unit 4, and at information output 7 Adaptation block 4 of this channel will have an inverted signal of a healthy channel. In this case, the adaptive redundant device remains operational. Thus, the device will always remain operable in case of failure of (N-2) -yx channels, as well as failure of (Nl) -ro channels, if the signal of the (N-1) failed channel is not repeated and not inverted until it fails (N -2) th already failed channels.

Положительный эффект предлагаемого адаптивного резервированного устройства состоит в увеличении надежности , что достигаетс  исключением из структурной схемы известного устройства нерезервированных элементов с одновременным использованием оптимальной стратегии изменени  порога восстанавливающего органа.The positive effect of the proposed adaptive redundant device is to increase reliability, which is achieved by eliminating unreserved elements from the structural diagram of the known device while simultaneously using the optimal strategy for changing the threshold of the restoring organ.

Claims (3)

1. Адаптивное многоканальное резервированное устройство, содержащее элементы сравнени , первые входы которых соединены с выходами восстанавливающего блока, вторые входы с выходами соответствующих резервируемых блоков, а выходы - с управл ющими входами блоков адаптации, информационные входы которых соединены с соответствующими выходами -резервируемых блоков, управл ющие входы с выходами элементов сравнени , а информационные выходы - со входами восстанавливающего блока, о т л и ч ающеес  тем, что, с целью1. Adaptive multichannel redundant device containing comparison elements, the first inputs of which are connected to the outputs of the recovery unit, the second inputs to the outputs of the corresponding redundant blocks, and the outputs - to the control inputs of the adaptation blocks, information inputs of which are connected to the corresponding outputs of reserved blocks, controllable the inputs with the outputs of the comparison elements, and the information outputs with the inputs of the recovery block, which is повышени  надежности устройства , в нем информационный и обменный выходы блока адаптации каждого канала соединены соответственно с вторым и первым обменными входами блока адаптации последующего канала,increase the reliability of the device, in it the information and exchange outputs of the adaptation block of each channel are connected respectively to the second and first exchange inputs of the adaptation block of the subsequent channel, 2. Устройство ПОП.1, ОТЛИчающеес  тем, что .блок адаптации содержит триггер имитации 1 и логический элемент, выход которог подключен к информационному выходу блока, а первый, второй, третий и четвертый входы - соответственно к информационному входу блока, выходу триггера имитации 1, первому обменному входу блока-, второму обменнму входу блока, выход триггера имитации 1 подключен к обменному выхду блока, а управл ющий и установоч ный входы - к управл ющему и информационному входам блока.2. Device POP.1, DIFFERENT that the adaptation block contains a simulation trigger 1 and a logic element, the output of which is connected to the information output of the block, and the first, second, third and fourth inputs - respectively to the information input of the block, the output of the simulation trigger 1 , the first exchange input of the block, the second exchange input of the block, the output of the trigger of simulation 1 is connected to the exchange output of the block, and the control and installation inputs are connected to the control and information inputs of the block. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1.Авторское свидетельство СССР № 315180, кл.а 06 F 11/00, 1970.1. USSR author's certificate No. 315180, class a 06 F 11/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР -№ 506.859, кл.С 06 F 11/00, 197-Н.2. USSR Author's Certificate No. 506.859, c. 06 F 11/00, 197-H. 3.Авторское свидетельство СССР № 496560, кл.С 06 F 11/00, 19733. USSR author's certificate No. 496560, c. 06 F 11/00, 1973 (прототип) .(prototype).