Пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи

Пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи, який має перший-четвертий резервовані блоки, перший-третій блоки порівняння, комутатор, перший та другий регістри відмов, перетворювач кодів керування і діагностування, блок дозволу запису, блок відмови системи, вхід синхронізації, виходи відмови першої, другої підсистем, неконтрольованого функціонування та відмови системи, причому вихід першого резервованого блока з'єднаний з першим інформаційним входом комутатора і першим входом першого блока порівняння, вихід другого резервованого блока з'єднаний з другим входом першого блока порівняння і другим інформаційним входом комутатора, вихід третього резервованого блока з'єднаний з першим входом другого блока порівняння і третім інформаційним входом комутатора, вихід четвертого резервованого блока з'єднаний з другим входом другого блока порівняння і четвертим інформаційним входом комутатора, вихід якого є інформаційним виходом пристрою, виходи першого і третього резервованих блоків з'єднані з першим і другим входами третього блока порівняння відповідно, вихід першого блока порівняння з'єд 2 (19) 1 3 89063 4 го регістра відмов з'єднані з першим-третім входами другої групи входів блока керування версіями, перший-третій виходи другого регістра відмов з'єднані з першим-третім входами третьої групи входів блока керування версіями, першийчетвертий виходи групи виходів якого з'єднані з входами першого-четвертого резервованих блоків відповідно, обнулюючий вхід пристрою з'єднаний з першим входом елементу АБО, обнулюючими входами першого регістра відмов, регістра конфігурації версій, третім входом блока відмови системи та входом блока керування версіями, вихід якого з'єднаний з другим входом елементу АБО, другий вихід блока відмови системи з'єднаний з третім входом елементу АБО, вихід якого з'єднаний з обнулюючим входом другого регістра відмов. Винахід відноситься до обчислювальної техніки і призначений для оперативного контролю працездатності, визначення відмовив, реконфігурації резервованої системи і може бути використаний при побудові відмовостійких обчислювальних і керуючих систем реального часу для критичних і бізнес-критичних додатків з багатоканальною дубльованою архітектурою та двохверсіонним програмним забезпеченням. Таку архітектуру мають обчислювальні системи серії Continuum, FTServer, що реалізуються за STRATUS-технологією фірми Hewlett Packard. Відомий пристрій для реконфігурації резервованих блоків, що містить перший-четвертий резервовані блоки, шість блоків порівняння, чотири лічильники, регистр, комутатори даних і сигналів відмов, три елементи І та шість елементів АБО (а. с. CPCP №1748155, кл. G06F 11/18, Н05К 10/00, 1992, БВ №26). Недоліками відомого пристрою є: по-перше, велика складність засобів контролю та реконфігурації, обумовлена наявністю шести блоків порівняння, по-друге, низька відмовостійкість внаслідок неможливості використання ресурсу четвертого резервованого блоку для забезпечення працездатності системи (тобто працездатність системи забезпечується тільки при двох відмовах першоготретього резервованих блоків, оскільки вихід четвертого резервованого блоку не може бути скомутований на вихід системи). Відомий пристрій для контролю і реконфігурації резервованих блоків, що містить першийчетвертий резервовані блоки, три блоки порівняння, три додавачі, два перетворювачі кодів, регистр даних, генератор констант, мультиплексор, групу тригерів, три тригери, комутатори даних і відмов, мажоритарний елемент, два елементи І, три елементи АБО, елемент HI (а.с. CPCP №1800456, кл. G06F 11/18, Н05К 10/00, 1993, БВ №9). Недоліками цього пристрою є: по-перше, обмежені функціональні можливості, обумовлені зорієнтованістю структури на спеціалізовану архітектуру обчислювальної системи, що будується за принципом "три-плюс-один" (де останній канал має іншу побудову на відміну від перших трьох). Це обмежує можливість його використання у системах, побудованих за STRATUS-технологією; подруге, суттєвою складністю обладнання за рахунок використання додаткових додавачів та комутаторів даних. Цей недолік зростає при збільшенні розрядності даних і обумовлює низьку безвідмовність пристрою. Відомий пристрій, що містить перший четвертий резервовані блоки, перший і другий блоки порівняння, комутатор, причому вихід першого резервованого блоку з'єднаний з першим входом першого блоку порівняння, вихід якого з'єднаний з першим керуючим входом комутатора, вихід якого є виходом даних пристрою, вихід другого резервованого блоку з'єднаний з другим входом першого блоку порівняння, вихід якого з'єднаний з другим керуючим входом комутатора, вихід третього резервованого блоку з'єднаний з першим входом другого блоку порівняння і першим інформаційним входом комутатора, вихід четвертого резервованого блоку з'єднаний з другим входом другого блоку порівняння і другим інформаційним входом комутатора (див. Каган Б.М., Мкртумян И.Б. Основы эксплуатации ЭВМ. - M.: Энергоатомиздат, 1988, с. 118, рис. 4.17, с. 160-162, рис. 5.30). Цей пристрій співпадає з пристроєм, який реалізується в STRATUS-архітектурах фірми HP (ряд Continuum, FTServer, http://www.cpm.ru/ product/stratus, http://www.ftserver.ru). Недоліком означеного пристрою є низька відмовостійкість (безвідмовність). При його застосуванні відмова двох довільних резервованих блоків з різних підсистем, що контролюються різними блоками порівняння, призводить до відмови системи. Тобто, в такій системі при наявності двох працездатних блоків (з різних підсистем) фіксується відмова системи в цілому), оскільки пристрій контролю і реконфігурації не забезпечує перебудову системи на один з двох працездатних каналів. Іншим недоліком відомого пристрою є низька глибина діагностування, яка обумовлена неможливістю визначення технічного стану системи при відмовах резервованих блоків. Найбільш близькими за технічною суттю і результатом, що досягається, є пристрій, що містить перший - четвертий резервовані блоки, перший третій блоки порівняння, комутатор, перший та другий регістри, перетворювач кодів керування і діагностування, блок дозволу запису, блок відмови, вхід синхронізації та виходи відмов першої, другої підсистем, неконтрольованого функціонування та відмови системи, причому виходи першого і третього резервованих блоків з'єднані з першим і другим входами третього блоку порівняння відповідно, вихід першого блоку порівняння з'єднаний з першими інформаційними входами першого і другого регістрів і першим входом першої групи входів блоку дозволу запису, перший - третій виходи якого з'єднані з першим входом перетворювача кодів керування і діагностування, керую 5 89063 чими входами першого та другого регістрів відповідно, вихід другого блоку порівняння з'єднаний з другим входом першої групи входів блоку дозволу запису і другими інформаційними входами першого і другого регістрів, перший - третій виходи яких з'єднані з другим-сьомим входами перетворювача кодів керування і діагностування відповідно, вихід третього блоку порівняння з'єднаний з третім входом першої групи входів блоку дозволу запису і третіми інформаційними входами першого та другого регістрів, входи синхронізації яких з'єднані з входом синхронізації пристрою, перший - третій виходи першого регістру з'єднані з першим - третім входами другої групи входів блоку дозволу запису відповідно, перший - шостий виходи групи керуючих виходів перетворювача кодів керування і діагностування з'єднані відповідно з першим - четвертим керуючими входами комутатора, першим і другим входами блоку відмов, вихід якого є виходом відмов системи пристрою, перший - третій діагностичні виходи перетворювача кодів керування і діагностування з'єднані з виходами відмов першої, другої підсистем і неконтрольованого функціонування пристрою відповідно (кл. G06F 11/18, Н05К 10/00, 2004). Недоліком означеного пристрою є недостатня надійність. Він обумовлений: по-перше, відсутністю можливості виявлення першої та другої відмови програмних версій каналів, по-друге, відсутністю апаратних засобів керування перемиканням програмних версій каналів для парирування відмов ПЗ. Відмовостійкість системи може бути визначена за формулою: РВ 4 РБ 3 4РБ 1 РБ 2 6РБ 1 РБ 2 РКВ, (1) де Р КВ - ЙБР засобів контролю і реконфігурації пристрою. ВІДПОВІДНО ймовірність відмови визначається: QВ 4 1 РБ 3 4РБ 1 РБ 2 6РБ 1 РБ 2 РКВ, (2) В основу винаходу поставлено задачу вдосконалити пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи шляхом введення нового складу елементів та нової організації взаємозв'язків між ними і на цій підставі: - збільшити достовірність контролю завдяки здійсненню можливості достовірного визначення відмови програмних засобів чи апаратних засобів; - збільшити глибину діагностування завдяки здійсненню можливості достовірного визначення додаткових технічних станів (окрім відмов підсистем, тобто двох резервованих блоків з різних пар, відмов двох блоків з однієї пари, неконтрольованого функціонування, повної відмови - відмови трьох блоків), а саме відмови програмних засобів. Поставлене завдання вирішується тим, що пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи, який має перший - четвертий резервовані блоки, перший - третій блоки порівняння, комутатор, перший та другий регістри відмов, перетворювач кодів керування і діагностування, блок дозволу запису, блок відмови системи, вхід синхронізації, виходи відмови першої, другої підсистем, неконтрольованого функціонування та відмови системи, причому вихід першого резервованого 6 блоку з'єднаний з першим інформаційним входом комутатора і першим входом першого блоку порівняння, вихід другого резервованого блоку з'єднаний з другим входом першого блоку порівняння і другим інформаційним входом комутатора, вихід третього резервованого блоку з'єднаний з першим входом другого блоку порівняння і третім інформаційним входом комутатора, вихід четвертого резервованого блоку з'єднаний з другим входом другого блоку порівняння і четвертим інформаційним входом комутатора, вихід якого є інформаційним виходом пристрою, виходи першого і третього резервованих блоків з'єднані з першим і другим входами третього блоку порівняння відповідно, вихід першого блоку порівняння з'єднаний з першими інформаційними входами першого і другого регістрів відмов і першим входом першої групи входів блоку дозволу запису, перший - третій виходи якого з'єднані з першим входом перетворювача кодів керування і діагностування, керуючими входами першого та другого регістрів відмов відповідно, вихід другого блоку порівняння з'єднаний з другим входом першої групи входів блоку дозволу запису і другими інформаційними входами першого і другого регістрів відмов, перший - третій виходи яких з'єднані з другим-сьомим входами перетворювача кодів керування і діагностування відповідно, вихід третього блоку порівняння з'єднаний з третім входом першої групи входів блоку дозволу запису і третіми інформаційними входами першого та другого регістрів відмов, входи синхронізації яких з'єднані з входом синхронізації пристрою, перший - третій виходи першого регістру відмов з'єднані з першим - третім входами другої групи входів блоку дозволу запису відповідно, перший - шостий виходи групи керуючих виходів перетворювача кодів керування і діагностування з'єднані відповідно з першим - четвертим керуючими входами комутатора, першим і другим входами блоку відмови системи, перший вихід якого є виходом відмови системи пристрою, перший - третій діагностичні виходи перетворювача кодів керування і діагностування з'єднані з виходами відмов першої, другої підсистем і неконтрольованого функціонування пристрою відповідно, згідно з винаходом додатково містить регістр конфігурації версій, блок відмови програмних засобів, блок керування версіями, елемент АБО, причому вхід синхронізації пристрою з'єднаний з входом синхронізації регістру конфігурації версій, перший четвертий виходи якого з'єднані відповідно з першим - четвертим входами першої групи входів блоку відмови програмних засобів, перший - третій виходи інформаційної групи виходів перетворювача кодів керування і діагностування з'єднані відповідно з першим - третім входами групи інформаційних входів блоку відмови програмних засобів, вихід якого є виходом відмови програмних засобів пристрою, перший - четвертий виходи регістру конфігурації версій з'єднані відповідно з першим четвертим входами першої групи входів блоку керування версіями, перший - третій виходи першого регістру відмов з'єднані з першим - третім входами другої групи входів блоку керування версіями, перший - третій виходи другого регістру відмов з'єд 7 89063 нані з першим - третім входами третьої групи входів блоку керування версіями, перший - четвертий виходи групи виходів якого з'єднані з входами першого - четвертого резервованих блоків відповідно, обнулюючий вхід пристрою з'єднаний з першим входом елементу АБО, обнулюючими входами першого регістру відмов, регістру конфігурації версій, третім входом блоку відмови системи та входом блоку керування версіями, вихід якого РMВ Р4 A 4Р3 1 РA A з'єднаний з другим входом елементу АБО, другий вихід блоку відмови системи з'єднаний з третім входом елементу АБО, вихід якого з'єднаний з обнулюючим входом другого регістру відмов. Введення означених нових елементів і нової організації взаємозв'язків забезпечує підвищення відмовостійкості системи. Вважається, що відмови AЗ та ПЗ незалежні, тоді безвідмовність системи може бути визначена за формулою: 6Р2 1 РA A 4 1 РБ 2 РКMВ Р2П, (3) Відповідно ймовірність відмови визначається за формулою: де РА - ВБР AЗ, РКМВ - ВБР засобів контролю та реконфігурації винаходу, PП - ВБР ПЗ. QMВ 8 3 4РБ 1 РБ 2 6РБ 1 РБ 2 РКВ Р2П, (4) Достовірність системи визначається за формулою: DMВ PMB 2 2PA 1 PA PKMB PП На Фіг.1 представлена функціональна схема пристрою для контролю та реконфігурації резервованої системи, на Фіг.2-6- функціональні схеми блоку дозволу запису, перетворювача кодів керування і діагностування, блоку відмови системи, блоку відмови програмних засобів і блоку керування версіями відповідно. На Фіг.7-13 представлені таблиці станів резервованих блоків у одно- і двохверсійному режимах при послідовності відмов апаратних засобів (AЗ), у двохверсійному режимі типу ABAB (перший і третій канали мають першу версію програмних засобів (ПЗ), другий і четвертий - другу версію ПЗ) при послідовності відмов A3 і ПЗ, у двохверсійному режимі типу AABB (перший і другий канали мають першу версію програмних засобів (ПЗ), третій і четвертий - другу версію ПЗ) при послідовності відмов AЗ і ПЗ, у двохверсійному режимі типу ABBA (перший і четвертий канали мають першу версію програмних засобів (ПЗ), другий і третійдругу версію ПЗ) при послідовності відмов AЗ і ПЗ, у двохверсійному режимі типу ABAB при першій відмові ПЗ, у двохверсійному режимі типу AABB при першій відмові ПЗ, у двохверсійному режимі типу ABBA при першій відмові ПЗ відповідно. Часова діаграма роботи пристрою представлена на Фіг.14. Пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи містить перший 1-четвертий 4 резервовані блоки, перший 5 - третій 7 блоки порівняння, перший 8 і другий 9 регістри відмов, елемент 10 АБО, блок 11 дозволу запису, регістр 12 конфігурації версій, перетворювач 13 кодів керування і діагностування, блок 14 відмови системи, блок 15 відмови програмних засобів, блок 16 керування версіями, комутатор 17, вхід 22 обнулюючий, вхід 23 синхронізації, перший 24.1-четвертий 24.4 входи регістру конфігурації версій, виходи відмов першої 25, другої 26 підсистем, неконтрольованого функціонування 27, відмови системи 28, відмови програмного забезпечення 29, інформаційний вихід 30. Вихід першого резервованого блоку 1 з'єднаний з першим інформаційним входом комутатора 17 і першим входом першого блоку 5 порівняння, вихід другого резервованого блоку 2 з'єднаний з другим входом першого блоку 5 порівняння і другим інформаційним входом комутатора 17, вихід 2 1 PП РП Р4 А 4Р3 1 РА РКМВ . А (5) третього резервованого блоку 3 з'єднаний з першим входом другого блоку 2 порівняння і третім інформаційним входом комутатора 17, вихід четвертого резервованого блоку 4 з'єднаний з другим входом другого блоку 6 порівняння і четвертим інформаційним входом комутатора 17, вихід якого є інформаційним виходом пристрою 30, виходи першого 1 і третього 3 резервованих блоків з'єднані з першим і другим входами третього блоку 7 порівняння відповідно, вихід першого блоку 5 порівняння з'єднаний з першими інформаційними входами першого 8 і другого 9 регістрів відмов і першим входом першої групи входів блоку 11 дозволу запису, перший - третій виходи якого з'єднані з першим входом перетворювача 13 кодів керування і діагностування, керуючими входами першого 8 та другого 9 регістрів відмов відповідно, вихід другого блоку 6 порівняння з'єднаний з другим входом першої групи входів блоку 11 дозволу запису і другими інформаційними входами першого 8 і другого 9 регістрів відмов, перший - третій виходи яких з'єднані з другим-сьомим входами перетворювача 13 кодів керування і діагностування відповідно, вихід третього блоку 7 порівняння з'єднаний з третім входом першої групи входів блоку 11 дозволу запису і третіми інформаційними входами першого 8 та другого 9 регістрів відмов, входи синхронізації яких з'єднані з входом 23 синхронізації пристрою, перший - третій виходи першого регістру відмов 8 з'єднані з першим - третім входами другої групи входів блоку 11 дозволу запису відповідно, перший - шостий виходи групи керуючих виходів перетворювача 13 кодів керування і діагностування з'єднані відповідно з першим - четвертим керуючими входами комутатора 17, першим і другим входами блоку 14 відмови системи, перший вихід якого є виходом 28 відмови системи пристрою, перший - третій діагностичні виходи перетворювача 13 кодів керування і діагностування з'єднані з виходами відмов першої 25, другої 26 підсистем і неконтрольованого функціонування 27 пристрою відповідно, вхід 23 синхронізації пристрою з'єднаний з входом синхронізації регістру конфігурації версій 12, перший - четвертий виходи якого з'єднані відповідно з першим - четвертим входами першої групи входів блоку 15 відмови програмних засобів, перший - третій виходи інформаційної групи виходів перетворювача 13 кодів керування і 9 діагностування з'єднані відповідно з першим - третім входами групи інформаційних входів блоку 15 відмови програмних засобів, вихід якого є виходом 29 відмови програмних засобів пристрою, перший - четвертий виходи регістру конфігурації версій 12 з'єднані відповідно з першим - четвертим входами першої групи входів блоку 16 керування версіями, перший - третій виходи першого регістру відмов 8 з'єднані з першим - третім входами другої групи входів блоку 16 керування версіями, перший - третій виходи другого регістру відмов 9 з'єднані з першим - третім входами третьої групи входів блоку 16 керування версіями, перший - четвертий виходи групи виходів якого з'єднані з входами першого - четвертого резервованих блоків 1-4 відповідно, обнулюючий вхід 22 пристрою з'єднаний з першим входом елементу 10 АБО, обнулюючими входами першого регістру відмов 8, регістру конфігурації версій 12, третім входом блоку 14 відмови системи та входом блоку 16 керування версіями, вихід якого з'єднаний з другим входом елементу 10 АБО, другий вихід блоку 14 відмови системи з'єднаний з третім входом елементу 10 АБО, вихід якого з'єднаний з обнулюючим входом другого регістру відмов 9. Блок 11 дозволу запису (Фіг.2) містить елемент порівняння 31, елементи АБО 32, НІ 33, елемент І 34. Перший-третій входи першої та другої груп входів блоку 11 з'єднані відповідно з першими третіми входами першої та другої групи входів елементу порівняння 31, вихід якого з'єднаний з першим входом елементу І 34. Перший-третій входи другої групи входів блоку 11 через елемент АБО 32 з'єднані з першим виходом блоку 11 і через елемент НІ 33 і другий вхід елементу І 34 з другим і третім виходами блоку 11 відповідно. Перетворювач кодів 13 керування і діагностування (Фіг.3) містить перший 35 і другий 36 дешифратори, перший 37 - чотирнадцятий 50 елементи І, перший 51 - п'ятий 55 елементи АБО. Перший вхід перетворювача з'єднаний з першим входом першого елементу 137, другий-сьомий входи - з першим-третім входами першого 35 - другого 36 дешифраторів відповідно. Перший-п'ятий виходи дешифратора 35 з'єднані з першими входами другого 38 - шостого 42 елементів І. Шостий - восьмий виходи дешифратора 35 з'єднані з першим - третім виходами інформаційної групи виходів перетворювача 13. Вихід першого елементу І 37 з'єднаний з першими входами сьомого 43 чотирнадцятого 50 елементів І. Перший вихід другого дешифратора 36 з'єднаний з другими входами другого 38 - шостого 42 елементів І. Другий п'ятий виходи першого 35 і другого 36 дешифраторів з'єднані відповідними другими і третіми входами сьомого 43 - чотирнадцятого 50 елементів І. Другий - п'ятий виходи другого дешифратора 36 з'єднані з відповідними першим і другим входами першого елементу АБО 51, першим - третім входами другого елементу АБО 52, першим входом четвертого елементу АБО 53, другий вхід якого з'єднаний з виходом третього елементу АБО 52, а вихід -з другим входом першого елементу І 37, п'ятий вихід першого дешифратора 35, виходи другого 38 - чотирнадцятого 50 елементів І з'єдна 89063 10 ні з відповідними першим-дев'ятим входами четвертого елементу АБО 54 і першим-четвертим входами п'ятого елементу АБО 55, виходи третього 54, четвертого 55 елементів АБО, тринадцятого 49 і чотирнадцятого 50 елементів І, другого елементу АБО 52 і п'ятий вихід другого дешифратора 36 з'єднані з першим - шостим виходами групи виходів керування перетворювача 13, виходи восьмого 44, одинадцятого 47 елементів І і першого елементу АБО 51 з'єднані з першим 25 - третім 27 виходами групи виходів діагностування. Блок 14 відмови системи (Фіг.4) містить перший 56 і другий 57 тригери, перший 58 - третій 60 одновібратори, елемент І 61. Перший і другий входи блоку 14 через перший 58 і другий 59 одновібратори з'єднані з одиничним входом першого тригера 56 і першим входом елементу 161, третій вхід блоку 14 з'єднаний з обнулюючими входоми першого 56 і другого 57 тригерів, другий вхід елементу І 61 з'єднаний з одиничним виходом першого тригеру 56, який також через одновібратор з'єднаний з другим виходом блоку 14, вихід елементу І 61 з'єднаний з одиничнім входом другого тригеру 57, вихід якого є виходом 28 блоку 14 відмови системи. Блок 15 відмови програмних засобів (Фіг.5) містить перший 62 - третій 64 елемент І, елемент 65 АБО. Перший - четвертий входи першої групи входів блоку 15 з'єднані з першими - четвертими входами першого 62 - третього 64 елементів І, перший - третій входи інформаційної групи входів блоку 15 з'єднані з п'ятими входами першого 62 третього 64 елементів І, виходи яких з'єднані з першим - третім входами елементу 65 АБО, вихід якого з'єднаний з виходом 29 блоку 15 відмови програмних засобів. Блок 16 керування версіями (Фіг.6) містить перший 66 і другий 67 дешифратори, перший 68 п'ятий 72 елементи АБО, перший 73 - третій 75 одновібратори, тригер 76, перший 77 - тринадцятий 89 елементи І, перший 90 - третій 93 елементи І-АБО. Перший - третій входи другої групи входів блоку 16 з'єднані з першим - третім входами першого дешифратору 66, перший - четвертий виходи якого з'єднані з першим - четвертим входом першого 68 елементу АБО, вихід якого з'єднаний з першим входом першого 77 елементу І, перший третій входи третьої групи входів блоку 16 з'єднані з першим - третім входами другого дешифратору 67, перший - четвертий виходи якого з'єднані з першим - четвертим входами другого 69 елементу АБО, вихід якого з'єднаний через перший одновібратор 73 з одиничним входом тригера 76, обнулюючий вхід якого з'єднаний через другий одновібратор 74 з входом 22 блоку 16, вихід тригера 76 з'єднаний з другим входом першого 77 елементу І, вихід якого з'єднаний через третій одновібратор 75 з виходом блоку 16, а також з п'ятими входами четвертого 80 - шостого 82 елементів І, перший четвертий входи першої групи входів блоку 16 з'єднані з першим - четвертим входами другого 78 - шостого 82 елементів І, перший вхід першої групи входів блоку 16 з'єднаний з п'ятим входом першого 90 елементу І-АБО, другий вхід першої групи входів блоку 16 з'єднаний з першим входом сьомо 11 го 83 елементу І, з першим входом дев'ятого 85 елементу І та з другим входом одинадцятого 87 елементу І, третій вхід першої групи входів блоку 16 з'єднаний з першим входом восьмого 84 елементу І, четвертий вхід першої групи входів блоку 16 з'єднаний з другим входом десятого 86 елементу І та з першим входом дванадцятого 88 елементу І, виходи другого 78 і третього 79 елементів І з'єднані з першим і другим входами першого 70 елементу АБО, вихід якого з'єднаний з другими, четвертими, шостими входами першого 90 - четвертого 93 елементів І-АБО, виходи яких з'єднані з виходами групи виходів блоку 16 керування версіями, вихід другого 78 елементу І з'єднаний з першими входами першого 90 - четвертого 93 елементів I-АБО, вихід третього 79 елементу І з'єднаний з третіми входами першого 90 - четвертого 93 елементів І-АБО, вихід четвертого 80 елементу І з'єднаний з другим входом сьомого 83 елементу І і з другим входом восьмого 84 елементу І, вихід п'ятого 81 елементу І з'єднаний з другим входом дев'ятого 85 елементу І і з першим входом десятого 86 елементу І, вихід шостого 82 елементу І з'єднаний з першим входом одинадцятого 87 елементу І і з другим входом дванадцятого 88 елементу І, виходи шостого 83 і одинадцятого 87 елементів І з'єднані з входами тринадцятого 89 елементу І, вихід якого з'єднаний з першим входом другого 71 елементу АБО, вихід дев'ятого 85 елементу І з'єднаний з другим входом другого 71 елементу АБО, вихід якого з'єднаний з п'ятим входом другого 91 елементу І-АБО, вихід восьмого 84 елементу І з'єднаний з п'ятим входом третього 92 елементу ІАБО, виходи десятого 86 і дванадцятого 88 елементів І з'єднані з входами третього 72 елементу АБО, вихід якого з'єднаний з п'ятим входом четвертого 93 елементу І-АБО. На Фіг.7-13 позначки K11, K12, К21, K22 відповідають резервованим блокам 1-4, код відмови - виходам блоків порівняння 5-7 відповідно, код комутації - сигналам на першому-четвертому керуючих входах комутатора 17, код діагностування сигналам на виходах 25-29 (перетворювача кодів 16, блоку відмови системи 14 і блоку відмови програмних засобів 15). Позначці НФ відповідає стан неконтрольованого функціонування, ПС 1, 2 - відмови першої та другой підсистем, що складається з першого 1, другого 2 і третього 3, четвертого 4 резервованих блоків відповідно, позначці ВПВ відповідає стан відмови програмної версії. Позначки на Фіг.14 відповідають позначкам на Фіг.1-6 (виходам відповідних елементів). Перший 1(3) і другий 2(4) резервовані блоки утворюють пари резервованої системи - першу (другу) підсистеми. Перший 5 і другий 6 блоки порівняння призначені для контролю працездатності відповідно першої і другої підсистем. Третій блок 7 порівняння забезпечує контроль резервованих блоків різних підсистем. Перший регістр 8 призначений для запису значення коду відмови - першої відмови одного з резервованих блоків 1-4. Другий регістр 9 використовується для запису і збереження коду другої відмови. Запис інформації в регістри 8 і 9 89063 12 здійснюється за синхроімпульсами на вході 23 (Фіг.14), по їх задньому фронту при наявності одиничного сигналу на керуючих входах V регістрів. Дешифратор 35 (Фіг.3) декодує код першої відмови, дешифратор 36 - код другої відмови. Код керування комутатором формується на виходах "1", "2", "5", "6" дешифратора 35 відповідно елементами АБО 54 і 55, І 49 і 50. Наприклад, якщо першим відмовив резервований блок 2 (канал K12, код , рядок 6 таблиці, Фіг.7), дешифратор 35 формує одиничний сигнал на другому виході (вихід "1"). Це призводить до появи одиничного сигналу на виході елементу І 39 (оскільки на його другому вході присутній високий потенціал з першого виходу (виходу "0") дешифратору 36), елементу АБО 55 і його виході, тобто формується код комутації для підключення на вихід блоку 3. Якщо після цього відмовить резервований блок 4 (канал K22, код, рядок 6 таблиці, Фіг.7), на другому виході (виході "3") дешифратора 36 з'являється високий потенціал і спрацьовує елемент І 40. Елемент І 37 формує одинарний сигнал як тільки з'являється одиночний сигнал на виходах "3", "5", "6", "7" дешифратору 36, тобто після запису коду другої відмови. Спрацювання елементу І 40 призводить до формування одиночного сигналу на виході елементу АБО 54 і його виході. Таким чином, на вихід пристрою комутується вихід резервованого блоку 1 (К11). При цьому також спрацьовує елемент АБО 51 і формується одиночний сигнал на виході 27 - сигнал діагностування "неконтрольоване функціонування". Цей сигнал видається, оскільки надалі працездатність каналу K11 (резервованого блоку 1) не контролюється блоками порівняння. Сигнали на виходах 25 і 26 формуються елементами І 44 та І 45 при відмовах першої і другої підсистем (рядки 4 і 12 таблиці станів, Фіг.7 відповідно). Другі за виникненням відмови першої підсистеми у послідовності блок 1 (K11) - блок 2 (K12), рядок 1 (Фіг.7), та другої підсистеми у послідовності блок 3 (K21) - блок 4 (K22), рядок 9 (Фіг.7), не фіксуються. Одиночні сигнали w3 і w4 на виходах елементів 49 і 50 відповідно формуються при послідовностях відмов блок 1 (K11)- блок 3 (K21), блок 1 (K11)- блок 4 (K22), рядки 2, 3 таблиці станів і блок 3 (K21)- блок 1 (K11), блок 3 (К21)- блок 2 (K12), рядки 7, 8 таблиці станів (Фіг.7). Блок 11 призначений для керування записом кодів відмов у регістри 8, 9, а також формування кодів перетворювачем 13. Блок 11 (Фіг.2) формує одиничний сигнал на виході елемента АБО 32 при наявності одиночних сигналів на виходах регістру 8 після запису коду першої відмови. При цьому елемент НІ 33 видає нульовий сигнал на виході, блокуючи запис інформації (зміну коду) у регістрі 8. Крім того, частково відкривається елемент І 34, який спрацьовує після зміни коду на першій групі входів блоку 11. Це має місце після другої відмови і формування одиночного сигналу елементом порівняння 31. Одиночний сигнал з виходу елементу І 34 дозволяє запис в регістр 9. Перетворювач кодів 13 (Фіг.3) забезпечує формування кодів керування комутатором 17, блоком відмови системи та видачі на вихід пристрою 25 13 27 діагностичних сигналів. Ці коди формуються відповідно до таблиць станів (Фіг.7-13). Блок 14 відмови системи (Фіг.4) формує одиночний сигнал після того, як: з'являються одиночні сигнали на одному з виходів "3", "5" або "6" дешифратору 36 і елементу АБО 52 перетворювача 13 і спрацьовує одно вібратор 58 і тригер 56 (Фіг.14); виникає третя відмова, внаслідок чого формується одиночний сигнал на виході "7" дешифратору 36, і спрацьовує одновібратор 59 та елемент І 61 та переходить у одиночний стан тригер 57. Така ситуація виникає, коли були дві відмови, що описуються рядками 1, 4, 6, 9, 11 і 12 таблиці станів (Фіг.7) і після цього відмовляє ще один резервований блок. Це призводить до появи коду і видачі сигналу відмови системи d4=1 (у таблиці станів не показано). Комутатор 13 забезпечує підключення на вихід пристрою шину даних 19 вихід одного з резервованих блоків 1-4 відповідно до сигналів керування ( w 4 - w 1 ) . Блок 15 відмови програмних засобів (Фіг.5) формує одиничний сигнал на виході 29 - сигналу відмови програмних засобів d5=1 після того, як на виходах "3", "4" або "7" дешифратора 35 блоку 13 з'являються одиночні сигнали. Така ситуація виникає, коли була перша відмова програмних засобів (Фіг.5-7). Блок 16 керування версіями (Фіг.6) формує одиничний сигнал на виході при наявності одиничного сигналу на виході елементу І 77 і комбінацію одиничних і нульових сигналів на виходах групи виходів в залежності від комбінації на виходах регістру 12 і від значення сигналу на виході елементу І 77. Одиничний сигнал на виході виникає, коли потрібно обнулити регістри 8, 9 і 12, у разі зміни версій програмного забезпечення каналів. Пристрій для контролю та реконфігурації резервованої системи працює у двох режимах: 1) одноверсійному; 2) двохверсійному. Початковий стан пристрою характеризується нульовим станом всіх елементів пам'яті (регістрів 8, 9, 12, тригерів блоків 14, 16). Ланцюги установлення нульового стану цих елементів на схемах умовно не показані. Пристрій працює за синхроімпульсами на вході 23 (Фіг.14). Вони подаються на вхід в моменти часу після зміни інформації на виходах резервованих блоків. Режим 1. Одноверсійний режим може бути поділений на чотири підрежима: 1. Відсутність відмов резервованих блоків каналів системи. За відсутністю відмов спрацьовує елемент І 38, АБО 54 і на вихід 30 пристрою комутується вихід резервованого блоку 1. У цьому режимі пристрій та система вцілому працюють далі, поки працездатними залишаються усі канали. 2. Перша відмова одного з каналів. При виникненні першої відмови (наприклад, блоку 1) у регістрі 8 записується код (), а на вихід комутується вихід відповідного працездатного каналу (K21, блок 3, внаслідок спрацювання елементу І 41, АБО 55). Крім того, блокується подальший запис інформації у регістр 8 внаслідок нульового сигналу 89063 14 на виході елементу 133. 3. Друга відмова. При виникненні другої відмови змінюється код на виходах блоків порівняння 57. Це призводить до появи одиночного сигналу на виході елементу І 48 блоку 11 і запису коду відмови у регістр 9. Відповідно до цього коду перетворювач 13 формує код керування комутатором 17. Якщо другим відмовив резервований блок 3 (К21), то на вихід 30 пристрою комутується вихід блоку 2. Це забезпечується формуванням одиночного сигналу елементом І 49 перетворювача 13. У цьому режимі можуть формуватись також сигнали відмов підсистем та неконтрольованого функціонування відповідно до таблиці станів (Фіг.7). 4. Третя відмова - відмова системи. Якщо у системі відмовляє третій резервований блок, то можливе формування узагальненого сигналу відмови системи блоком 14 на виході 28. Це має місце за відповідних послідовностей відмов резервованих блоків, які описуються рядками 1, 4, 6, 9, 11 і 12 таблиці станів (Фіг.7). Вони характеризуються тим, що за другої відмови не всі змінні аi, i=1,2,3, дорівнюють одиниці. Таким чином, коли виникає третя відмова, ці змінні всі будуть дорівнювати одиниці, а це призведе до видачі сигналу на виході 7 дешифратора 36 блоку 13, а потім виході 28 блоку 14. Режим 2. Двохверсійний режим може бути поділений на шість підрежимів: 1. Відсутність відмов резервованих блоків каналів системи і програмних засобів. За відсутністю відмов спрацьовує елемент І 38, АБО 54 і на вихід 30 пристрою комутується вихід резервованого блоку 1. У цьому режимі пристрій та система вцілому працюють далі, поки працездатними залишаються усі канали. 2. Перша апаратна відмова одного з каналів. При виникненні першої відмови (наприклад, блоку 4) у регістрі 8 записується код (), а на вихід комутується вихід відповідного працездатного каналу (K11, блок 1, внаслідок спрацювання елементу І 40, АБО 54). Крім того, блокується подальший запис інформації у регістр 8 внаслідок нульового сигналу на виході елементу І 33. 3. Перша відмова програмних засобів - відмова системи. При виникненні першої відмови програмних засобів в залежності від працюючої версії у регістрі 8 записується код (), якщо версія ABAB (Фіг.11), код (), якщо версія AABB (Фіг.12), код (), якщо версія ABBA (Фіг.13). 4. Друга відмова апаратних засобів. При виникненні другої відмови змінюється код на виходах блоків порівняння 5-7. Це призводить до появи одиночного сигналу на виході елементу І 48 блоку 11 і запису коду відмови у регістр 9. Відповідно до цього коду перетворювач 13 формує код керування комутатором 17. Якщо другим відмовив резервований блок 3 (K21), то на вихід 30 пристрою комутується вихід блоку 1. Це забезпечується формуванням одиночного сигналу елементом І 47 і АБО 54 перетворювача 13. У цьому режимі можуть формуватись також сигнали відмов підсистем та неконтрольованого функціонування відповідно до таблиці станів (Фіг.7). 5. Третя відмова апаратних засобів - відмова 15 системи. Якщо у системі відмовляє третій резервований блок, то можливе формування узагальненого сигналу відмови системи блоком 14 на виході 28. Це має місце за відповідних послідовностей відмов резервованих блоків, які описуються рядками 1, 4, 6, 9, 11 і 12 таблиці станів (Фіг.7). Вони характеризуються тим, що за другої відмови не всі змінні аi, i=1,2,3, дорівнюють одиниці. Таким чином, коли виникає третя відмова, ці змінні всі будуть дорівнювати одиниці, а це призведе до видачі сигналу на виході 7 дешифратора 36 блоку 13, а потім виході 28 блоку 14. 6. Друга відмова програмних засобів - сигнал на реконфігурацію програмних засобів. Якщо після 89063 16 першої відмови апаратних засобів виникає друга відмова, для виявлення апаратна чи програмна друга відмова треба провести реконфігурацію версій згідно зсигналами на елементах І-АБО 90-93, а також видати обнулюючий сигнал регістрів з елементу І 77 на елемент АБО 10. Пристрій може бути вбудований в стандартну архітектуру багатоканальної дубльованої обчислювальної системи, побудованої, наприклад, за STRATUS-технологією. При відновленні працездатності системи проводиться установка у відповідний (нульовий) стан елементів пам'яті даного пристрою. 17 89063 18 19 89063 20 21 89063 22 23 89063 24 25 89063 26 27 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 89063 Підписне 28 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601