[go: up one dir, main page]

RU2347264C2 - Three-element majority device of reservation - Google Patents

Three-element majority device of reservation Download PDF

Info

Publication number
RU2347264C2
RU2347264C2 RU2007114540/09A RU2007114540A RU2347264C2 RU 2347264 C2 RU2347264 C2 RU 2347264C2 RU 2007114540/09 A RU2007114540/09 A RU 2007114540/09A RU 2007114540 A RU2007114540 A RU 2007114540A RU 2347264 C2 RU2347264 C2 RU 2347264C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
input
elements
output
backup
Prior art date
Application number
RU2007114540/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007114540A (en
Inventor
Иван Юрьевич Лысанов (RU)
Иван Юрьевич Лысанов
Юрий Николаевич Беликов (RU)
Юрий Николаевич Беликов
ков Александр Николаевич Збин (RU)
Александр Николаевич Збиняков
Иван Семенович Иванов (RU)
Иван Семенович Иванов
Арман Есенович Косанов (RU)
Арман Есенович Косанов
Original Assignee
Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации filed Critical Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации
Priority to RU2007114540/09A priority Critical patent/RU2347264C2/en
Publication of RU2007114540A publication Critical patent/RU2007114540A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2347264C2 publication Critical patent/RU2347264C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Hardware Redundancy (AREA)

Abstract

FIELD: physics; guidance.
SUBSTANCE: invention concerns to radio engineering and automatics field and can be used in systems and processing devices of the numeral information with reservation. Technical effect of the invention is aimed at, pinch of reliability of system of reservation at the expense of the control of working capacity of reserve devices and their protection against malfunctions is. The device consists of three reserve devices, three electronic keys, three "2И" devices, one "3ИЛИ" device and the generator of clock impulses. The technical effect is reached at the expense of introduction of the block of the analysis, the block of definition of failures and the block of mapping of a state and communications between them.
EFFECT: increase of reliability of system of reservation at the expense of the control of working capacity of reserve devices and their protection against malfunctions.
4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и автоматики и может быть использовано в системах и устройствах обработки цифровой информации с резервированием.The present invention relates to the field of radio engineering and automation and can be used in systems and devices for processing digital information with redundancy.

Известно устройство резервирования ["Дублированная система с задержкой" а.с. №1538758, кл. Н05К 10/00, 29.06.88]. Оно содержит два резервируемых дискретных устройства, два регистра сдвига, три элемента И, элемент ИЛИ, сумматор по модулю 2, два JK-триггера. Недостатком данного устройства является низкая надежность принятия решения, заключающаяся в невозможности обнаружения сбоев и отказов типа "короткое замыкание".A known backup device ["Duplicate system with a delay" and.with. No. 1538758, cl. H05K 10/00, 06.29.88]. It contains two redundant discrete devices, two shift registers, three AND elements, an OR element, an adder modulo 2, two JK flip-flops. The disadvantage of this device is the low reliability of decision making, which consists in the impossibility of detecting failures and failures of the "short circuit" type.

Известно устройство дублированной системы с задержкой [Авторское свидетельство №1660231 СССР, МПК6 Н05К 10/00, от 30.06.91]. Оно состоит из двух резервируемых устройств, двух регистров сдвига, сумматора по модулю 2, двух JK-триггеров, трех элементов И, одновибратора, элемента ИЛИ, D-триггера, элемента ИЛИ-НЕ, блока установки, входа дискретных устройств, шины синхронизации, двух выходных шин.A device of a duplicated system with a delay is known [Copyright certificate No. 1660231 of the USSR, IPC 6 H05K 10/00, dated 30.06.91]. It consists of two redundant devices, two shift registers, an adder modulo 2, two JK-triggers, three AND elements, a single-vibrator, an OR element, a D-trigger, an OR-NOT element, an installation unit, discrete device input, a synchronization bus input, two output tires.

Недостатком данного устройства является низкая вероятность точного принятия решения на подключение резервного устройства. В этом устройстве могут быть определены только отказы, а сбои в его работе не могут быть выявлены, поэтому отсутствует возможность запрета передачи искаженной информационной последовательности импульсов с выхода резервируемой системы в канал связи.The disadvantage of this device is the low probability of an accurate decision to connect a backup device. Only failures can be detected in this device, and failures in its operation cannot be detected, therefore there is no possibility of prohibiting the transmission of a distorted information sequence of pulses from the output of the reserved system to the communication channel.

Известно также резервированное устройство [Авторское свидетельство №314206, МПК6 Н05К 10/00, от 30.06.2003], содержащее в каждом из каналов резервируемый блок, мажоритарный элемент контроля, элемент неравнозначности, интегрирующий элемент, элемент памяти, элемент ИЛИ-И и восстанавливающий орган.A redundant device is also known [Author's certificate No. 314206, IPC 6 Н05К 10/00, dated June 30, 2003], which contains a redundant block, a majority control element, an ambiguity element, an integrating element, a memory element, an OR-I element, and a recovery element in each channel organ.

Недостаток известного устройства заключается в его низкой помехоустойчивости, так как в нем не обеспечивается защита от сбоев резервируемых блоков. При сбоях возможно последовательное отключение всех каналов, что в результате приводит к отказу всего резервированного устройства. Отказ происходит несмотря на то, что все резервируемые блоки при этом могут быть исправными, и устройство могло бы продолжать нормально функционировать. Отсутствие защиты от сбоев приводит к снижению надежности резервированного устройства.A disadvantage of the known device is its low noise immunity, since it does not provide protection against failures of redundant units. In case of failures, it is possible to disable all channels sequentially, which as a result leads to the failure of the entire redundant device. Failure occurs despite the fact that all redundant blocks can be operational in this case, and the device could continue to function normally. Lack of protection against failures reduces the reliability of the redundant device.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство [Чернышев А.А. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. - М.: Радио и связь, 1998. - С.350], состоящее из трех резервных элементов, трех элементов 2И, одного элемента 3ИЛИ, ко входу которого подключены выходы трех элементов 2И. При этом первый вход первого элемента 2И подключен к первому входу третьего элемента 2И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента 2И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента 2И.The closest in technical essence to the claimed device is a device [Chernyshev A.A. Fundamentals of design and reliability of electronic computing tools. - M .: Radio and communications, 1998. - S.350], consisting of three backup elements, three elements 2I, one element 3OR, to the input of which the outputs of the three elements 2I are connected. In this case, the first input of the first element 2I is connected to the first input of the third element 2I, the second input of which is connected to the first input of the second element 2I, the second input of which is connected to the second input of the first element 2I.

Однако данное устройство имеет низкую надежность из-за отсутствия контроля работоспособности резервных элементов, что ведет к нарушению алгоритма маскирования неисправностей при отказе двух и более резервных элементов, и низкую помехоустойчивость, вследствие того, что в нем не обеспечивается защита от сбоев резервируемых элементов.However, this device has low reliability due to the lack of control of the operability of the backup elements, which leads to a violation of the masking algorithm for failures in case of failure of two or more backup elements, and low noise immunity, because it does not provide protection against failures of the reserved elements.

Техническим результатом изобретения является разработка трехэлементного мажоритарного устройства резервирования, позволяющего повысить надежность системы резервирования за счет контроля работоспособности резервных элементов и их защиты от сбоев.The technical result of the invention is the development of a three-element majority backup device, which allows to increase the reliability of the backup system by monitoring the health of backup elements and protecting them from failures.

Технический результат достигается тем, что в трехэлементное мажоритарное устройство резервирования, содержащее три резервных элемента, объединенные входы которых являются информационным входом устройства, три элемента 2И, выходы которых подключены соответственно к разным входам элемента 3ИЛИ, первый вход первого элемента 2И соединен с первым входом третьего элемента 2И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента 2И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента 2И, дополнительно введены блок анализа, блок определения отказов, генератор тактовых импульсов, блок отображения состояния, первый, второй и третий электронные ключи. При этом выходы первого, второго и третьего резервных элементов подключены соответственно к информационным входам первого, второго и третьего электронных ключей и соединены с вторым, четвертым и шестым входами блока анализа, три выхода которого подключены к трем входам блока определения отказов. Четвертый вход блока определения отказов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а три выхода этого блока подключены к трем входам блока отображения состояния и соединены соответственно с управляющими входами трех электронных ключей. Выход первого электронного ключа соединен с первыми входами первого и третьего элементов 2И, выход второго ключа - со вторыми входами первого и второго элементов 2И, а выход третьего электронного ключа соединен с первым входом второго элемента 2И и вторым входом третьего элемента 2И. Выход элемента 3ИЛИ подключен к первому, третьему и пятому входам блока анализа и соединен с выходом устройства.The technical result is achieved in that in a three-element majority backup device containing three redundant elements, the combined inputs of which are the information input of the device, three elements 2I, the outputs of which are connected respectively to different inputs of the element 3 OR, the first input of the first element 2I is connected to the first input of the third element 2I, the second input of which is connected to the first input of the second element 2I, the second input of which is connected to the second input of the first element 2I, an analysis block is additionally introduced , Failure determining unit, a clock generator, a display unit state, first, second and third electronic switches. The outputs of the first, second and third backup elements are connected respectively to the information inputs of the first, second and third electronic keys and connected to the second, fourth and sixth inputs of the analysis unit, the three outputs of which are connected to three inputs of the failure detection unit. The fourth input of the failure detection unit is connected to the output of the clock generator, and the three outputs of this unit are connected to the three inputs of the status display unit and are connected respectively to the control inputs of the three electronic keys. The output of the first electronic key is connected to the first inputs of the first and third elements 2I, the output of the second key is connected to the second inputs of the first and second elements 2I, and the output of the third electronic key is connected to the first input of the second element 2I and the second input of the third element 2I. The output of the 3OR element is connected to the first, third and fifth inputs of the analysis unit and is connected to the output of the device.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, реализуемых за счет введения новых блоков и связей между ними, обеспечивается возможность защиты от случайных сбоев резервных элементов и реализуется контроль их технического состояния. При случайном выходе из строя одного из резервных элементов имеется возможность обслуживающему персоналу сразу же приступить к замене отказавшего канала, чем и обеспечивается более высокая надежность заявляемого устройства по сравнению с известными.Thanks to the new set of essential features implemented through the introduction of new units and the links between them, it is possible to protect against accidental failures of the backup elements and their technical condition is monitored. In case of accidental failure of one of the backup elements, it is possible for maintenance personnel to immediately begin to replace the failed channel, which ensures higher reliability of the claimed device in comparison with the known ones.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна".The analysis of the prior art made it possible to establish that analogues that are characterized by a set of features identical to all the features of the claimed technical solution are absent, which indicates the compliance of the claimed device with the patentability condition of "novelty".

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками каждого заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "Изобретательский уровень".Search results for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of each claimed invention have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the provided by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result is not known. Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "Inventive step".

Заявленное устройство поясняется схемами:The claimed device is illustrated by diagrams:

на фиг.1 приведена структурная схема трехэлементного мажоритарного устройства резервирования;figure 1 shows the structural diagram of a three-element majority backup device;

на фиг.2 показана структурная схема блока анализа;figure 2 shows the structural diagram of the analysis unit;

на фиг.3 приведена структурная схема блока определения отказов;figure 3 shows the structural diagram of the unit for determining failures;

на фиг.4 - структурная схема анализатора определения отказов.figure 4 is a structural diagram of a failure determination analyzer.

Трехэлементное мажоритарное устройство резервирования, показанное на фиг.1, состоит из трех резервных элементов 1, 2, 3, первого 4, второго 5, третьего 6 электронных ключей, трех элементов 2И 7, 8, 9, элемента 3ИЛИ 10, блока анализа 11, генератора тактовых импульсов 12, блока определения отказов 13 и блока отображения состояния 14.The three-element majority backup device shown in figure 1, consists of three backup elements 1, 2, 3, first 4, second 5, third 6 electronic keys, three elements 2I 7, 8, 9, element 3 OR 10, analysis unit 11, a clock generator 12, a fault detection unit 13, and a status display unit 14.

Информационный вход трехэлементного мажоритарного устройства резервирования подключен к входам трех резервных элементов 1, 2, 3, выход каждого из которых соединен с информационным входом соответственно первого 4, второго 5, третьего 6 электронных ключей и подключен к второму, четвертому и шестому входам блока анализа 11. Выход первого электронного ключа 4 подключен к первым входам первого 7 и третьего 9 элементов 2И, выход второго электронного ключа 5 соединен с вторыми входами второго 8 и первого 7 элементов 2И, а выход третьего электронного ключа 6 соединен с первым входом второго 8 и с вторым входом третьего 9 элементов 2И. Управляющие входы электронных ключей 4, 5, 6 подключены соответственно к первому, второму, третьему входам блока отображения состояния 14 и соединены с первым, вторым и третьим выходами блока определения отказов 13. Четвертый вход блока определения отказов 13 соединен с выходом генератора тактовых импульсов 12, а первый, второй и третий входы блока 13 подключены соответственно к первому, второму, третьему выходам блока анализа 11. Первый, третий и пятый входы блока анализа 11 соединены с выходом трехэлементного мажоритарного устройства резервирования и с выходом элемента 3ИЛИ 10, первый, второй, третий входы которого подключены соответственно к выходам первого 7, второго 8, третьего 9 элементов 2И.The information input of the three-element majority backup device is connected to the inputs of three backup elements 1, 2, 3, the output of each of which is connected to the information input of the first 4, second 5, third 6 electronic keys, and connected to the second, fourth and sixth inputs of the analysis block 11. The output of the first electronic key 4 is connected to the first inputs of the first 7 and third 9 elements 2I, the output of the second electronic key 5 is connected to the second inputs of the second 8 and first 7 elements 2I, and the output of the third electronic key Cha 6 is connected to the first input of the second 8 and to the second input of the third 9 elements 2I. The control inputs of the electronic keys 4, 5, 6 are connected respectively to the first, second, third inputs of the state display unit 14 and are connected to the first, second and third outputs of the failure detection unit 13. The fourth input of the failure detection unit 13 is connected to the output of the clock generator 12, and the first, second and third inputs of block 13 are connected respectively to the first, second, third outputs of the analysis block 11. The first, third and fifth inputs of the analysis block 11 are connected to the output of the three-element majority reserve device and with the output of the element 3 OR 10, the first, second, third inputs of which are connected respectively to the outputs of the first 7, second 8, third 9 elements 2I.

Блок анализа 11 (фиг.2) предназначен для сравнения информационной последовательности сигналов, поданных с выхода элемента 3ИЛИ 10 и с выходов резервных элементов 1, 2, 3 и формирования результирующих сигналов для блока определения отказов 13.The analysis unit 11 (figure 2) is designed to compare the information sequence of signals supplied from the output of the element 3 OR 10 and from the outputs of the backup elements 1, 2, 3 and the formation of the resulting signals for the failure detection unit 13.

Блок анализа 11 состоит из трех сумматоров по модулю два 11.1, 11.2 и 11.3, первые входы которых являются первым, третьим, пятым входами блока анализа 11, к которым подключен выход элемента 3ИЛИ 10. Вторые входы сумматоров по модулю два 11.1, 11.2, 11.3 соединены соответственно с выходами резервных элементов 1, 2, 3. Три выхода сумматоров по модулю два 11.1, 11.2, 11.3 являются выходами блока анализа 11.Analysis block 11 consists of three adders modulo two 11.1, 11.2 and 11.3, the first inputs of which are the first, third, fifth inputs of analysis block 11, to which the output of element 3 OR 10 is connected. The second inputs of the adders modulo two 11.1, 11.2, 11.3 are connected respectively, with the outputs of the backup elements 1, 2, 3. The three outputs of the adders modulo two 11.1, 11.2, 11.3 are the outputs of the analysis unit 11.

Генератор тактовых импульсов 12 предназначен для генерации тактовой последовательности импульсов. В качестве генератора тактовых импульсов может быть использован генератор, описанный в книге [Справочник по интегральным микросхемам. / Под общ. ред. Б.В.Тарабрина. - М.: Энергия, 1977, с.521].The clock generator 12 is designed to generate a clock sequence of pulses. As a clock generator, a generator described in the book [Integrated Circuits Reference] can be used. / Under the total. ed. B.V. Tarabrina. - M .: Energy, 1977, p.521].

Блок определения отказов 13 формирует сигналы управления электронными ключами 4, 5, 6 и выдает информацию блоку отображения состояния 14. Блок определения отказов 13 состоит из трех идентичных анализаторов определения отказов 13.1, 13.2 и 13.3 (фиг.3).The fault detection unit 13 generates electronic key control signals 4, 5, 6 and provides information to the state display unit 14. The fault detection unit 13 consists of three identical fault detection analyzers 13.1, 13.2 and 13.3 (Fig. 3).

Первый, второй и третий выходы блока анализа 11 подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения отказов 13, выходы которых соединены соответственно с первыми входами анализаторов определения отказов 13.1, 13.2 и 13.3, ко вторым входам которых подключен выход генератора тактовых импульсов 12. Выходы анализаторов определения отказов 13.1, 13.2 и 13.3 являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока определения отказов 13 и формируют сигналы управления для электронных ключей 4, 5, 6 и блока отображения состояния 14.The first, second and third outputs of the analysis unit 11 are connected respectively to the first, second and third inputs of the failure detection unit 13, the outputs of which are connected respectively to the first inputs of the failure detection analyzers 13.1, 13.2 and 13.3, to the second inputs of which the output of the clock generator 12 is connected. The outputs of the failure detection analyzers 13.1, 13.2 and 13.3 are respectively the first, second and third outputs of the failure detection unit 13 and generate control signals for electronic keys 4, 5, 6 and the status display unit I'm 14.

Анализаторы определения отказов 13.1, 13.2 и 13.3 формируют сигналы управления электронными ключами 4, 5, 6 и сигналы наличия отказов для блока отображения состояния.Failure analyzers 13.1, 13.2 and 13.3 generate electronic key control signals 4, 5, 6 and failure signals for the status display unit.

Анализатор определения отказов 13.1 (фиг.4) состоит из таймера 13.1.1 и счетчика импульсов 13.1.2 с объединенными первыми входами. Тактовый вход подключен к счетным входам таймера 13.1.1 и счетчика импульсов 13.1.2. Выход таймера 13.1.1 подключен к входу предустановки счетчика импульсов 13.1.2, выход которого является выходом анализатора определения отказов 13.1.The fault detection analyzer 13.1 (Fig. 4) consists of a timer 13.1.1 and a pulse counter 13.1.2 with the combined first inputs. The clock input is connected to the counting inputs of the timer 13.1.1 and the pulse counter 13.1.2. The output of the timer 13.1.1 is connected to the input of the preset pulse counter 13.1.2, the output of which is the output of the fault detection analyzer 13.1.

Блок отображения состояния 14 (фиг.1) предназначен для индикации состояния каждого из трех резервных элементов 1, 2, 3 и содержит три световых индикатора. Первый, второй и третий входы блока отображения состояния 14 подключены к первым контактам световых индикаторов, вторые контакты которых подключены на корпусную шину. Используемые в схеме световые индикаторы известны: [В.Н.Вениаминов, О.Н.Лебедев, А.И.Мирошниченко. Микросхемы и их применение. - Радио и связь, 1989. - С.197, рис.7.1].The status display unit 14 (FIG. 1) is intended to indicate the status of each of the three backup elements 1, 2, 3 and contains three indicator lights. The first, second and third inputs of the state display unit 14 are connected to the first contacts of the light indicators, the second contacts of which are connected to the chassis bus. The light indicators used in the circuit are known: [V.N. Veniaminov, O.N. Lebedev, A.I. Miroshnichenko. Microcircuits and their application. - Radio and communications, 1989. - P.197, Fig. 7.1].

Входящие в рассмотренные блоки элементы 2И, 3ИЛИ известны: [Цифровые интегральные микросхемы: Справочник / П.П.Мальцев, Н.С.Долидзе, М.И.Критенко и др. - М.: Радио и связь, 1994, стр.234-237, счетчики импульсов - на стр.68]. Таймеры также известны: и описаны, например, в книге Справочник по цифровой вычислительной технике: процессоры и память. / Б.Н.Малиновский, Е.И.Брюхович, Е.Л.Денисенко и др. Под ред. Б.Н.Малиновского. - Киев: Техника, 1979, стр.27-35, стр.176-180. Сумматоры по модулю два также известны: [Микросхемы и их применение / В.А.Батушев, В.И.Вениаминов, В.Г.Ковалев и др. - М.: Энергия, 1978, стр.178-180].The elements 2I, 3OR included in the considered blocks are known: [Digital Integrated Circuits: Reference Book / P.P. Maltsev, N.S. Dolidze, M.I.Kritenko et al. - M.: Radio and Communications, 1994, p. 234 -237, pulse counters - on page 68]. Timers are also known: and are described, for example, in the book Digital Computer Reference: processors and memory. / B.N. Malinovsky, E.I. Bryukhovich, E.L. Denisenko and others. Ed. B.N. Malinovsky. - Kiev: Technique, 1979, pp. 27-35, pp. 176-180. Two adders modulo two are also known: [Microcircuits and their application / V.A. Batushev, V.I. Veniaminov, V. G. Kovalev and others - M .: Energy, 1978, pp. 178-180].

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Информационная последовательность импульсов со входа устройства поступает на входы трех резервных элементов 1, 2, 3, где осуществляется ее обработка в соответствии с установленной функцией.The information sequence of pulses from the input of the device is supplied to the inputs of three backup elements 1, 2, 3, where it is processed in accordance with the established function.

С выхода резервных элементов 1, 2, 3 преобразованная информационная последовательность одновременно поступает на информационные входы трех ключей 4, 5, и 6. Одновременно информационная последовательность сигналов с выходов резервных элементов 1, 2, 3 поступает соответственно на второй, четвертый и шестой входы блока анализа 11, в котором формируются три результирующих сигнала, поступающих на три входа блока определения отказов 13.From the output of the backup elements 1, 2, 3, the converted information sequence simultaneously arrives at the information inputs of the three keys 4, 5, and 6. At the same time, the information sequence of signals from the outputs of the backup elements 1, 2, 3 enters the second, fourth, and sixth inputs of the analysis block, respectively 11, in which three resulting signals are generated that are fed to the three inputs of the fault detection unit 13.

Блок анализа (фиг.2) представляет собой три идентичных сумматора по модулю два 11.1, 11.2, 11.3. На их первые входы подается информационная последовательность сигналов с выхода элемента 3ИЛИ 10, а на вторые входы - информационная последовательность сигналов с выходов резервных элементов 1, 2, 3. При совпадении этих информационных последовательностей сигналов на выходах сумматоров по модулю два 11.1, 11.2, 11.3 будет сигнал логического "0", а при несовпадении - сигнал логической "1". Сигнал логической "1" указывает на то, что с выхода соответствующего резервного элемента поступает искаженная информационная последовательность сигналов по причине отказа или сбоя одного из резервных элементов 1, 2, 3. Сигналы с трех выходов блока анализа 11 (с выходов трех сумматоров 11.1, 11.2, 11.3) поступают на входы блока определения отказов 13.The analysis unit (figure 2) is three identical adders modulo two 11.1, 11.2, 11.3. The information sequence of signals from the output of the 3 OR 10 element is supplied to their first inputs, and the information sequence of signals from the outputs of the backup elements 1, 2, 3 is fed to the second inputs. If these information sequences of signals coincide, the modulo two 11.1, 11.2, 11.3 at the outputs of the adders the signal is a logical "0", and if it does not match, the signal is a logical "1". Logical signal "1" indicates that the output of the corresponding backup element receives a distorted information sequence of signals due to the failure or failure of one of the backup elements 1, 2, 3. Signals from the three outputs of the analysis unit 11 (from the outputs of the three adders 11.1, 11.2 , 11.3) go to the inputs of the block failure detection 13.

Блок определения отказов 13 формирует управляющие сигналы для первого 4, второго 5, третьего 6 электронных ключей и для блока отображения состояния 14. При этом управляющие сигналы формируются только в том случае, когда любой из резервных элементов 1, 2, 3 находится в состоянии устойчивого отказа и требуется его замена.The fault detection unit 13 generates control signals for the first 4, second 5, third 6 electronic keys and for the state display unit 14. Moreover, the control signals are generated only when any of the backup elements 1, 2, 3 is in a state of stable failure and its replacement is required.

Блок определения отказов 13 исключает реакцию устройства на отказы типа "сбой".Block failure detection 13 eliminates the response of the device to failures of the type "failure".

Принцип работы блока определения отказов 13 можно рассмотреть на примере работы анализатора отказов 13.1 (фиг.4). При появлении на первом выходе блока анализа 11 сигнала логической "1" этот сигнал поступает на вторые входы таймера 13.1.1 и счетчика импульсов 13.1.2. На первые входы таймера 13.1.1 и счетчика импульсов 13.1.2 подается тактовый сигнал от генератора тактовых импульсов 12, Счетчик импульсов 13.1.2 с тактовой частотой fT=const подсчитывает количество импульсов сигнала логической "1" за установленное время ТУ=const, которое задается таймером 13.1.1. Если количество импульсов сигнала логической "1" не превышает установленную норму Nn=fТ·Ту<Nдоп, то по окончании работы таймера 13.1.1 счетчик импульсов 13.1.2 обнуляется. Это говорит о том, что отказ одного из резервных элементов 1, 2, 3 имел сбойный характер и его отключение не требуется. В противном случае, когда до окончания отведенного интервала времени емкость счетчика 13.1.2 полностью заполнилась Nn>Nном, то на его выходе появится сигнал логической "1". Данный сигнал является запрещающим для работы электронного ключа 4.The principle of operation of the fault detection unit 13 can be considered by the example of the operation of the fault analyzer 13.1 (Fig. 4). When a logical “1” signal appears at the first output of analysis block 11, this signal is supplied to the second inputs of timer 13.1.1 and pulse counter 13.1.2. At the first inputs of the timer 13.1.1 and pulse counter 13.1.2, a clock signal from a clock generator 12 is supplied. A pulse counter 13.1.2 with a clock frequency f T = const counts the number of pulses of a logical “1” signal for a set time T U = const, which is set by the timer 13.1.1. If the number of pulses of the logical "1" signal does not exceed the established norm N n = f T · T y <N add , then at the end of the timer 13.1.1 the pulse counter 13.1.2 is reset to zero. This suggests that the failure of one of the backup elements 1, 2, 3 had a malfunctioning nature and its shutdown is not required. Otherwise, when before the end of the allotted time interval the capacity of the counter 13.1.2 is completely filled with N n > N nom , then a logical 1 signal will appear on its output. This signal is prohibitive for the electronic key 4.

При исправной работе трех резервных элементов 1, 2, 3 сигнал с уровнем логического "0" с выходов блока определения отказов 13 поступает на управляющие входы электронных ключей 4, 5, 6, оставляя ключи открытыми, а также поступает на входы блока отображения состояния 14. При этом световая индикация не включается, что свидетельствует о работоспособном состоянии всех резервных элементов 1, 2, 3. В данном случае идентичные информационные последовательности с выходов трех резервных элементов 1, 2, 3 проходят через электронные ключи 4, 5, 6, элементы 2И 7, 8, 9 и через элемент 3ИЛИ 10 на выход трехэлементного мажоритарного устройства резервирования.When three backup elements 1, 2, 3 are working properly, a signal with a logic level of "0" from the outputs of the fault detection unit 13 is fed to the control inputs of the electronic keys 4, 5, 6, leaving the keys open, and also goes to the inputs of the status display unit 14. In this case, the light indication does not turn on, which indicates the operational state of all backup elements 1, 2, 3. In this case, identical information sequences from the outputs of three backup elements 1, 2, 3 pass through electronic keys 4, 5, 6, elements 2I 7 , 8, 9 and h Res 3or element 10 to output a three-element backup majority device.

При появлении отказа в одном из резервных элементов 1, 2, 3, например, в резервном элементе 1, информационная последовательность сигналов с их выходов поступает через электронные ключи 4, 5, 6 и элементы 2И 7, 8, 9 на входы элемента 3ИЛИ 10. В элементах 2И 7, 8, 9 и элементе 3ИЛИ 10 реализуется известная мажоритарная функция "два из трех" [Чернышев А.А. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. - М.: Радио и связь, 1998. - С.350]. При несовпадении информации в одном из трех резервных элементов на выход элемента 3ИЛИ 10 проходит информация от двух исправных резервных элементов 2 и 3, а с выхода резервного элемента 1 информация не проходит. С выхода элемента 3ИЛИ 10 сигнал поступает на первые входы сумматоров по модулю два 11.1, 11.2, 11.3 блока анализа 11, а на вторые входы которых поступает информационная последовательность сигналов соответственно с выходов резервных элементов 1, 2, 3. На двух выходах сумматоров по модулю два 11.2, 11.3 блока анализа 11 будет сигнал логического "0", а на выходе сумматора по модулю два 11.1 - сигнал логической "1" из-за несовпадения сигналов на его входе. С выходов блока анализа 11 сигналы поступают на входы блока определения отказов 13 и, соответственно, на анализаторы отказов 13.1, 13.2, 13.3. При этом в анализаторе отказов 13.1 по окончании заданного таймером 13.1.2 интервала времени ТУ емкость памяти счетчика 13.1.2 полностью заполнится и на его выходе появится сигнал логической "1", а на выходах счетчиков импульсов 13.2.2 и 13.3.2 будет сигнал логического "0". Данные сигналы управляют работой электронных ключей 4, 5, 6, поэтому электронный ключ 4 закроется, а электронные ключи 5, 6 будут открыты, и через них будет проходить информационная последовательность сигналов с выходов резервных элементов 2, 3 через элементы 2И 7, 8, 9 и элемент 3ИЛИ 10 на выход устройства. Сигнал логической "1" с выхода счетчика импульсов 13.1.2 также поступает на первый вход блока отображения состояния 14, в котором загорается первый световой индикатор, указывающий на отказ резервного элемента 1. Получив световую индикацию, оператору необходимо принять решение на замену отказавшего резервного элемента 1 и т.д.When a failure occurs in one of the backup elements 1, 2, 3, for example, in the backup element 1, the information sequence of the signals from their outputs enters through electronic keys 4, 5, 6 and elements 2I 7, 8, 9 to the inputs of the element 3 OR 10. In elements 2I 7, 8, 9 and element 3 OR 10, the well-known majority function “two out of three” is realized [A. Chernyshev Fundamentals of design and reliability of electronic computing tools. - M .: Radio and communications, 1998. - S.350]. If the information does not coincide in one of the three backup elements, information from two operational reserve elements 2 and 3 passes to the output of the 3 OR 10 element, and information does not pass from the output of the backup element 1. From the output of element 3 OR 10, the signal enters the first inputs of the adders modulo two 11.1, 11.2, 11.3 analysis unit 11, and the second inputs of which receive an informational sequence of signals from the outputs of the backup elements 1, 2, 3. At the two outputs of the adders modulo two 11.2, 11.3 of analysis block 11 there will be a logical “0” signal, and at the output of the adder modulo two 11.1 will be a logical “1” signal due to a mismatch of signals at its input. From the outputs of the analysis unit 11, the signals are fed to the inputs of the failure detection unit 13 and, accordingly, to the failure analyzers 13.1, 13.2, 13.3. In the analyzer failures 13.1 at the end of a predetermined time interval timer 13.1.2 T U capacity memory counter 13.1.2 completely filled and appears at its output a signal of logic "1", and outputs pulse counters 13.2.2 and 13.3.2 will signal logical "0". These signals control the operation of electronic keys 4, 5, 6, so the electronic key 4 will be closed, and the electronic keys 5, 6 will be open, and through them will pass an informational sequence of signals from the outputs of the backup elements 2, 3 through elements 2I 7, 8, 9 and element 3 OR 10 to the output of the device. Logical signal "1" from the output of the pulse counter 13.1.2 also arrives at the first input of the state display unit 14, in which the first indicator lights up, indicating the failure of the backup element 1. Having received a light indication, the operator must decide to replace the failed backup element 1 etc.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном трехэлементном мажоритарном устройстве резервирования достигается возможность защиты от сбоев резервных элементов, контроль их технического состояния, а при отказе одного из них обслуживающему персоналу можно сразу же приступить к замене отказавшего резервного элемента, чем и обеспечивается более высокая надежность заявляемого устройства.Thanks to the new set of essential features in the claimed three-element majority backup device, the ability to protect against failures of the backup elements, monitoring their technical condition is achieved, and if one of them fails, maintenance personnel can immediately begin to replace the failed backup element, which ensures higher reliability of the claimed device .

Claims (1)

Трехэлементное мажоритарное устройство резервирования, содержащее три резервных элемента, объединенные входы которых являются информационным входом устройства, три элемента 2И, выходы которых подключены к разным входам элемента ЗИЛИ, а первый вход первого элемента 2И соединен с первым входом третьего элемента 2И, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента 2И, второй вход которого подключен к второму входу первого элемента 2И, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены блок анализа, блок определения отказов, генератор тактовых импульсов, блок отображения состояния, первый, второй и третий электронные ключи, причем выходы первого, второго и третьего резервных элементов подключены соответственно к информационным входам первого, второго и третьего электронных ключей и соединены с вторым, четвертым и шестым входами блока анализа, три выхода которого подключены к трем входам блока определения отказов, четвертый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а три выхода блока определения отказов подключены к трем входам блока отображения состояния и к управляющим входам трех электронных ключей, при этом выход первого ключа соединен с первыми входами первого и третьего элементов 2И, выход второго ключа - со вторыми входами первого и второго элементов 2И, выход третьего электронного ключа соединен с первым входом второго элемента 2И и вторым входом, третьего элемента 2И, а выход элемента ЗИЛИ подключен к первому, третьему и пятому входам блока анализа и выходу устройства. A three-element majority backup device containing three backup elements, the combined inputs of which are the information input of the device, three elements 2I, the outputs of which are connected to different inputs of the ZILI element, and the first input of the first element 2I is connected to the first input of the third element 2I, the second input of which is connected to the first input of the second element 2I, the second input of which is connected to the second input of the first element 2I, characterized in that it includes an analysis unit, a failure determination unit s, a clock generator, a state display unit, first, second and third electronic keys, the outputs of the first, second and third backup elements being connected respectively to the information inputs of the first, second and third electronic keys and connected to the second, fourth and sixth inputs of the analysis unit , the three outputs of which are connected to the three inputs of the failure detection unit, the fourth input of which is connected to the output of the clock generator, and the three outputs of the failure detection unit are connected to the three inputs of as a state display and to the control inputs of three electronic keys, the output of the first key is connected to the first inputs of the first and third elements 2I, the output of the second key is connected to the second inputs of the first and second elements 2I, the output of the third electronic key is connected to the first input of the second element 2I and the second input of the third element 2I, and the output of the ZILI element is connected to the first, third and fifth inputs of the analysis unit and the output of the device.
RU2007114540/09A 2007-04-17 2007-04-17 Three-element majority device of reservation RU2347264C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114540/09A RU2347264C2 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Three-element majority device of reservation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007114540/09A RU2347264C2 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Three-element majority device of reservation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007114540A RU2007114540A (en) 2008-10-27
RU2347264C2 true RU2347264C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=40531976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007114540/09A RU2347264C2 (en) 2007-04-17 2007-04-17 Three-element majority device of reservation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2347264C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475820C1 (en) * 2011-08-10 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for constant element-by-element backup in discrete electronic systems (versions)
RU2493586C2 (en) * 2011-12-12 2013-09-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Apparatus for restoring operating capacity of standby system using majority decision elements
RU2610246C1 (en) * 2015-12-11 2017-02-08 Олег Александрович Козелков Universal majority module

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU314206A1 (en) * RESERVED DEVICE:? ^ 'IJV. -,
US4472806A (en) * 1982-05-03 1984-09-18 The Boeing Company Signal selection and fault detection apparatus
SU1660231A1 (en) * 1989-04-03 1991-06-30 Военная Краснознаменная академия связи им.С.М.Буденного System with redundancy and delay
US5577199A (en) * 1993-06-01 1996-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Majority circuit, a controller and a majority LSI
RU2105347C1 (en) * 1996-01-25 1998-02-20 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Majority selector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU314206A1 (en) * RESERVED DEVICE:? ^ 'IJV. -,
US4472806A (en) * 1982-05-03 1984-09-18 The Boeing Company Signal selection and fault detection apparatus
SU1660231A1 (en) * 1989-04-03 1991-06-30 Военная Краснознаменная академия связи им.С.М.Буденного System with redundancy and delay
US5577199A (en) * 1993-06-01 1996-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Majority circuit, a controller and a majority LSI
RU2105347C1 (en) * 1996-01-25 1998-02-20 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Majority selector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЧЕРНЫШЁВ А.А. Основы конструирования и надежности электронных вычислительных средств. - М.: Радио и связь, 1998, с.350. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475820C1 (en) * 2011-08-10 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method for constant element-by-element backup in discrete electronic systems (versions)
RU2493586C2 (en) * 2011-12-12 2013-09-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Apparatus for restoring operating capacity of standby system using majority decision elements
RU2610246C1 (en) * 2015-12-11 2017-02-08 Олег Александрович Козелков Universal majority module

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007114540A (en) 2008-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109677447A (en) A multi-standard track signal acquisition system based on two-by-two architecture
US5784383A (en) Apparatus for identifying SMP bus transfer errors
KR20010013491A (en) A hardware design for majority voting, and testing and maintenance of majority voting
RU2347264C2 (en) Three-element majority device of reservation
US6505310B1 (en) Connection integrity monitor for digital selection circuits
US6055660A (en) Method for identifying SMP bus transfer errors
KR101448013B1 (en) Fault-tolerant apparatus and method in multi-computer for Unmanned Aerial Vehicle
RU2444053C1 (en) Computer system
RU2473113C1 (en) Self-organising computer system
RU2453079C2 (en) Apparatus for controlling and backing up information system
SU1089762A1 (en) Redundant pulse counter
JP2013037635A (en) Watchdog timer circuit
SU1103373A1 (en) Majority-redundant device
KR100332205B1 (en) Clock signal monitor circuit
SU1188922A1 (en) Control device for switching stand-by units
SU960826A1 (en) Digital unit checking device
SU661551A2 (en) Device for switching over channels of computing system
SU470810A1 (en) Device for detecting errors in the control equipment
SU1585833A1 (en) Device for checking synchronism of reproduced signals
SU1054919A2 (en) Device for automatic switching of telegraph communication channels
SU744578A1 (en) Device for control of exchange mode of majority redundancy system
SU1598164A1 (en) Counting device with failure correction
SU708354A1 (en) Device for diagnosis of a group of linear serial machines
JPS5945304B2 (en) Line failure detection method in two-wire communication equipment
SU1012252A1 (en) Device for forming random and pseudo-random numbers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090418