SU982187A1 - Majority-redundancy device - Google Patents

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежных резервированных систем.The invention relates to automation and computer technology and can be used in the construction of highly reliable redundant systems.

Известно резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки, соединенные с блоками контроля, и мажоритарными элементами через элементы И, ИЛИ, НЕ, повышение надежности в нем обеспечивается за счет отклю^₀ чения неисправного блока от входов мажоритарного элемента £11.Known redundant device comprising redundant blocks connected to the control units, and majority-elements via the AND, OR, NOT, higher reliability is ensured therein due DISABLE ~ ₀ cheniya faulty unit from inputs 11 £ majority element.

Недостатком устройства являются большие аппаратурные затраты, связан-₁₅ ные с реализацией блоков контроля, которые должны обнаруживать и классифицировать сбои и отказы, а также снижение достоверности функционирования, связанное с тем, что даже при 20 сбоях неисправный блок исключается из голосования на весь цикл работы устройства, который часто бывает весьма продолжительным.A disadvantage of the device are large hardware expenses, associated with the implementation nye ₁₅ control blocks to detect and classify cracks and faults, as well as decrease the reliability of functioning due to the fact that even if the faulty unit 20 failure is excluded from voting for the whole operation cycle of the device , which is often very long.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является мажоритарно-резервированное устройство, содержащее резервируемые блоки (счетчики ),соединенные с мажоритарными элементами, выходы которых соединены с входами узлов установки и через элементы НЕ и И с информационным входом устройства [2].The closest in technical essence to this invention is a majority-redundant device containing redundant blocks (counters) connected to the majority elements, the outputs of which are connected to the inputs of the installation nodes and through the elements NOT and AND with the information input of the device [2].

Недостаток известного устройства состоит в том, что достоверность функционирования остается достаточно низкой, поскольку коррекция состояния резервируемых блоков осуществляется один раз за цикл работы счетчика.A disadvantage of the known device is that the reliability of the operation remains quite low, since the correction of the status of the reserved units is carried out once per counter operation cycle.

Цель изобретения - повышение надежности и достоверности устройства.The purpose of the invention is to increase the reliability and reliability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в мажоритарно-резервированном устройстве, содержащем резервируемые блоки, основные входы синхронизации которых подключены к первой шине синхронизации, а разрядные выходы - к соответствующим разрядным входам блока з эй:This goal is achieved in that in a majority-redundant device containing redundant blocks, the main synchronization inputs of which are connected to the first synchronization bus, and the bit outputs are connected to the corresponding bit inputs of the block hey:

мажоритарных элементов, разрядные выводы которого соединены с выходами устройства, все разрядные выходы блока мажоритарных элементов подключены :: установочным входам соответствующих ₅ дагрядов всех резервируемых блоков, асгюмогательные входы синхронизации которых связаны со второй шиной синхронизации .majority elements, the bit outputs of which are connected to the device outputs, all the bit outputs of the majority elements block are connected :: to the installation inputs of the corresponding ₅ dagrads of all redundant blocks whose synchronization inputs are connected to the second synchronization bus.

На фиг. 1 представлена схема уст- ₁₀ ройства для трехкратного резервирования; на фиг. 2 - схема устройства для двух разрядов счетчика.In FIG. 1 is a diagram Device for roystva ₁₀ for triple redundancy; in FIG. 2 is a diagram of a device for two bits of a counter.

Устройство (.фиг. 1) содержит резервируемые блоки 1-3, блок мажоритарных ₁₅ элементов 4, первую шину 5, вторую шину 6 синхронизации.The device (. Fig. 1) contains redundant blocks 1-3, the majority block of ₁₅ elements 4, the first bus 5, the second bus 6 synchronization.

Блок мажоритарных элементов ( фиг.2) содержит мажоритарные элементы 7 и 8. Счетчики 1-3 содержат установочные ₂₀ входы, по которым при наличии на входе С импульса в них записывается код, поданный на входы D₁ - D^. По импульсам на входе +1 счетчики модифици' 4 когда состояние одного или меньшинства резервированных блоков не соответствует коду на выходе блока 4 сигналы установки переводят эти блоки в требуемое состояние, идентичное состоянию большинства резервированных бло’ков. Гонки в предлагаемом устройстве исключены благодаря разнесению во времени сигналов модификации· и установки, а также вследствие того, что установка не может изменить код мажора, поскольку при установке может измениться состояние только меньшинства блоков.The block of majority elements (figure 2) contains the majority elements 7 and 8. Counters 1-3 contain installation ₂₀ inputs, which, if there is a pulse at the input C, they write a code applied to the inputs D ₁ - D ^. According to the impulses at the input +1, the modifier '4 counters when the state of one or a minority of redundant blocks does not correspond to the code at the output of block 4, the installation signals transfer these blocks to the required state, identical to the state of the majority of redundant blocks. Racing in the proposed device is excluded due to the diversity in time of the modification · and installation signals, and also because the installation cannot change the major code, since only a minority of blocks can change during installation.

Предлагаемое устройство отличается от известных повышенной достоверностью функционирования, так как в нем восстановление состояния резервируемого блока (сбившегося) происходит за один такт синхронизации. Оно наиболее эффективно в различных программновременных, пересчетных, таймерных и аналогичных системах, в которых единичные сбои могут вызывать долгоруют свое состояние.The proposed device differs from the known increased reliability of operation, since in it the restoration of the state of the reserved unit (lost) occurs in one clock cycle. It is most effective in various program-simultaneous, recounting, timer, and similar systems in which individual failures can cause their state to last.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Работа устройства синхронизируется дэумя разнесенными во времени сериями синхроимпульсов, поступающими по шине 5 на основные входы синхронизации блоков 1-3 (синхроимпульсы модификации ). По синхроимпульсам модификации блоки 1-3 модифицируют свои состояния и формируют выходные сигналы на разрядных выходах. Блок 4 формирует поразрядные сигналы по мажоритарному сигналу от соответствующих разрядных сигналов блоков 1-3.Поразрядные сигналы с выходов блока 4 поступают на выходы устройства и на соответствующие одноименные установочныеThe operation of the device is synchronized by the deum, a series of clock pulses spaced apart in time, arriving via bus 5 to the main synchronization inputs of blocks 1-3 (modification clock pulses). According to the synchronization pulses of the modification, blocks 1-3 modify their states and form output signals at the bit outputs. Block 4 generates bit-wise signals according to the majority signal from the corresponding bit signals of blocks 1-3. Bit-wise signals from the outputs of block 4 are fed to the outputs of the device and to the corresponding installation signals of the same name

13-входы блоков 1-З.При наличии синхроимпульса установки на шине 6 все разряды блоков 1-3 устанавливаются в состояние, соответствующее значению сигналов на выходах блока 4 для даннога разряда.13-inputs of blocks 1-З. In the presence of a clock pulse on the bus 6, all bits of blocks 1-3 are set to the state corresponding to the value of the signals at the outputs of block 4 for this discharge.

Если состояние всех резервированных блоков соответствует коду на выходе блока 4 ( бессбойная ситуация ), то сигналы установки не изменяют, а только подтверждают состояния резервированных блоков. При сбойной ситуации, временные отказы.If the status of all redundant blocks corresponds to the code at the output of block 4 (trouble-free situation), then the installation signals do not change, but only confirm the state of the redundant blocks. In case of a failure, temporary failures.

Claims (3)

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении высоконадежных резервированных систем Известно резервированное устройст во, содержащее резервируемые блоки, соединенные с блоками контрол , и ма жоритарны1«м элементами через элементы И, ИЛИ, НЕ, повышение надежнос ти в нем обеспечиваетс  за счет откл чени  неисправного блока от входов мажоритарного элемента С 1 1. Недостатком устройства  вл ютс  большие аппаратурные затра,ты, св зан ные с реализацией блоков контрол , которые должны обнаруживать и классиАицировать сбои и отказы, а также снижение достоверности функциониров ни , св занное с тем, что даже при сбо х неисправный блок исключаетс  из голосовани  на весь цикл работы устройства, который часто бывает весьма продолжительным. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  мажоритарно-резервированное устройство , содержащее резервируемые блоки (счетчики ),соединенные с мажоритарными элe лeнтaми, выходы которых соединены с входами узлов установки и через элементы НЕ и И с информационным входом устройства The invention relates to automation and computer technology and can be used in the construction of highly reliable redundant systems. A known redundant device containing redundant blocks connected to control units and majority 1 м elements through elements AND, OR, NOT increases its reliability. due to the disconnection of the faulty block from the inputs of the major element C 1 1. The drawback of the device is the large hardware costs associated with the implementation of the control blocks, which must be also been observed in klassiAitsirovat malfunctions and failures, and also decrease the reliability of functioning or associated with the fact that even when x SRB defective block is excluded from voting for the whole operating cycle of the device, which is often quite long. The closest to the technical essence of this invention is the majority-redundant device containing redundant blocks (counters) connected to the majority ele- ments, the outputs of which are connected to the inputs of the installation nodes and through the elements NOT and AND to the information input of the device 2. Недостаток известного устройства состоит в том, что достоверность функционировани  остаетс  достаточйо низкой, поскольку коррекци  состо ни  резервируемых блоков осуществл етс  один раз за цикл работы счетчика. Цель изобретени  - повышение надежности и достоверности устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в мажоритарно-резервированном устройстве, содержащем резервируемые блоки, основные входы синхронизации которых подключены к первой шине синхронизации , а разр дные выходы - к соответствующим разр дным входам блока тэжор тарных элементов, разр дные вы ходы которого соединены с выходами устройства, все разр дные выходы бло ка мажоритарных элементов подключены к установочным входам соответствующи разр дов всех резервируемых блоков, йспомогательные входы синхронизации которых св заны со второй шиной синх ронизации . На фиг. 1 представлена схема устройства дл  трехкратного резервирова ни ; на фиг. 2 - схема устройства дл двух разр дов счетчика. Устройство (.фиг. ) содержит резе вируемые блоки 1-3, блок мажоритарны элементов , первую шину 5, вторую шину 6 синхронизации. Блок мажоритарных элементов (фиг. содержит мажоритарные элементы 7 и 8 Счетчики 1-3 содержат установочные входы, по которым при наличии на входе С импульса в них записываетс  код, поданный на входы D. По импульсам на входе +1 счетчики модифици руют свое состо ние. Устройство работает следующим образом . Работа устройства синхронизируетс  P. разнесенными во времени сери ми синхроимпульсов, поступающими по 5 на основные входы синхронизации блоков 1-3 (синхроимпульсы модификации J. По синхроимпульсам модификации блоки 1-3 модифицируют свои состо ни  и формируют выходные сигналы на разр дных выходах. Блок 4 форми рует поразр дные сигналы по мажоритар ному сигналу от соответствующих разр дных сигналов блоков 1-З.Поразр дHhie сигналы с выходов блока k поступают на выходы устройства и на соответствующие одноименные установочные D входы блоков 1-2. A disadvantage of the known device is that the reliability of operation remains sufficiently low, since the correction of the state of the reserved blocks is performed once per cycle of the counter. The purpose of the invention is to increase the reliability and reliability of the device. The goal is achieved by the fact that in a major-redundant device containing redundant blocks, the main synchronization inputs of which are connected to the first synchronization bus, and the bit outputs are connected to the corresponding bit inputs of the block of thermal elements, the bit outputs of which are connected to the outputs of the device , all the bit outputs of the block of the majority elements are connected to the installation inputs of the corresponding bits of all the reserved blocks, the auxiliary synchronization inputs of which are connected to the second bus Noah Synchronization. FIG. 1 shows a schematic of a device for triple reservation; in fig. 2 is a schematic of the device for two counter bits. The device (.fig.) Contains the reproducible blocks 1-3, the block of majority elements, the first bus 5, the second bus 6 synchronization. The block of majority elements (Fig. Contains majority elements 7 and 8 Counters 1-3 contain setting inputs, which, when there is a pulse at input C, write the code applied to inputs D. They write their state on input +1 pulses. The device works as follows. The operation of the device is synchronized by P. time-separated series of clock pulses, arriving at 5 to the main clock inputs of blocks 1-3 (clock syncs of modification J. By modifying clock pulses, blocks 1-3 modify their state They generate output signals at the bit outputs. Block 4 generates bitwise signals by the majority signal from the corresponding bit signals of the 1-Z blocks. Hohie signals from the outputs of the block k are fed to the device outputs and to the corresponding installation D inputs of the blocks one- 3.При наличии синхроимпульса установки на шине 6 все разр ды блоков 1-3 устанавливаютс  в состо ние, соответствующее значению сигналов на выходах блока k дл  данного разр да. Если состо ние всех резервированных блоков соответствует коду на выхо де блока k (бессбойна  ситуаци  ), то сигналы установки не измен ют, а толь ко подтверждают состо ни  резервированных блоков. При сбойной ситуации. когда состо ние одного или меньшинства резервированных блоков не соответствует коду на выходе блока k сигналы установки перевод т эти блоки в требуемое состо ние, идентичное состо нию большинства резервированных , Гонки в предлагаемом устройстве исключены благодар  разнесению во времени сигналов мoдификaци и установки , а также вследствие того, что установка не может изменить код мажора, поскольку при установке может изменитьс  состо ние только меньшинства блоков. Предлагаемое устройство отличаетс  от известных повышенной достоверностью функционировани , так как в нем восстановление состо ни  резервируемого блока (сбившегос  происходит за один такт синхронизации. Оно наиболее эффективно в различных программновременных , пересчетных, таймерных и аналогичных системах, в которых единичные сбои могут вызывать долговременные отказы. Формула изобретени  Мажоритарно-резервированное устройство , содержацее резервированные блоки, основные входы синхронизации которых подключены к первой шине синхронизации, а разр дные выходы к соответствукйцим разр дным входам блока мажоритарных элe 4eнтoв, разр дные выходы которого соединены с выходами устройства, отли ч. ающее с   тем, что, с целью повышени  надежности и достоверности работы устройства, в нем все разр дные выходы блока мажоритарных элементов подключены к установочным входам соответствующих разр дов всех резервируемых блоков, вспомогательные входы синхронизации которых св заны со второй шиной синхронизации. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № «63972, кл. G Об F 11/00, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР W i 13632, кл. Н 05 К 10/00, 1972 (прототип).3. In the presence of a sync pulse on bus 6, all bits of blocks 1–3 are set to the state corresponding to the value of the signals at the outputs of block k for a given bit. If the state of all the reserved blocks corresponds to the code at the output of the block k (unburned situation), then the setup signals do not change, and only confirm the states of the reserved blocks. When a bad situation. when the state of one or a minority of reserved blocks does not correspond to the code at the output of block k, the installation signals transfer these blocks to the required state, identical to the state of most of the reserved ones, the races in the proposed device are excluded due to the time separation of the modifying and setting signals, and also that the installation cannot change the major code, since during the installation only a minority of blocks may change. The proposed device differs from the known higher reliability of operation, as it restores the state of the reserved block (it crashes during one synchronization cycle. It is most effective in various time-based, recalculating, timer, and similar systems in which individual failures can cause long-term failures. Formula Invention Majority-redundant device, containing redundant blocks, the main synchronization inputs of which are connected to the first bus sync renonization, and the bit outputs to the corresponding bit inputs of the majority element block, the bit outputs of which are connected to the device outputs, distinguished by the fact that, in order to increase the reliability and reliability of the device, all the bit outputs of the unit are The majority elements are connected to the installation inputs of the corresponding bits of all the reserved blocks, the auxiliary synchronization inputs of which are connected to the second synchronization bus. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 63972, cl. G About F 11/00, 1972. 2, USSR Copyright Certificate W i 13632, cl. H 05 K 10/00, 1972 (prototype). Фиг.11