Последовательное устройство контроля мажоритарной структуры. Реализация схем контроля в самопроверяемых структурах. Обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости между элементами системы

43. Последовательное устройство контроля мажоритарной структуры

Структурная схема устройства контроля шин мажоритарно-резервированных микропроцессорных моделей приведена на рисунке 19. В данном случае сигналы каждого канала сравниваются с выходом мажоритарного элемента «2 из 3». Сигнал на выходе мажоритарного элемента определяется большинством входных сигналов. В устройстве контроля не требуется дешифратор неисправного канала, т.к. контрольное реле подключено к соответствующему каналу обработки информации. Поэтому, при отказе вычислительного канала, выключается соответствующее реле.

 Рисунок19 – Последовательное устройство контроля мажоритарной структуры

44. Последовательное устройство контроля мажоритарной структуры с резервированным мажоритарным элементом

Для повышения отказоустойчивости устройства контроля мажоритарный элемент может быть выполнен резервированным как это показано на рисунке 20.

Последовательные устройства контроля для обеспечения высокой достоверности должны выполнять операции сравнения сигналов в течение одного такта (одной команды) работы микропроцессора в зависимости от степени синхронизации каналов.

Рисунок 20 – Последовательное устройство контроля мажоритарной структуры с резервированным мажоритарным элементом

45.1 Реализация схем контроля в самопроверяемых структурах. Схема контроля двухканальной самопроверяемой структуры

Схема контроля двухканальной самопроверяемой структуры представлена на рисунке 21.

Рисунок 21 – Схема контроля двухканальной самопроверяемой структуры

Схема содержит два одинаковых и синхронно действующих самопроверяемых вычислительных каналов. Сигналы на одноименных рабочих выходах Z₁¹, …, Z_q¹ и Z₁², …, Z_q² сравниваются между собой с помощью безопасных элементов И₁, …, И_q. В отличие от других дублированных структур в этом случае, помимо безопасного сравнения выходных сигналов, осуществляется внутренний самоконтроль обоих каналов. Парафазные сигналы с выходов ФЭ₁ и ССВК₂ контролируются схемой 2/4-СПТ и ФЭ₃.

то на его выходах y₁¹, y₁⁰ частота входных импульсов делится на два. Поэтому сигналы y₁¹, y₁⁰ и w₂¹, w₂⁰ не совпадают и образуют проверяющий тест схемы (таблица 1).

45.2 Реализация схем контроля в самопроверяемых структурах. Схема контроля двухканальной самопроверяемой структуры

Таблица 1

47.1 Схема контроля трехканальной самопроверяемой структуры

Схема контроля троированной самопроверяемой структуры представлена на рисунке 23.

Рисунок 23 – Схема контроля троированной самопроверяемой структуры

Сигналы на одноименных рабочих выходах поступают на входы безопасных мажоритарных элементов МЭ. Парафазные сигналы контроля исправности каналов a₁¹, a₁⁰, y₁¹, y₁⁰ и w₂¹, w₂⁰ подаются на входы самопроверяемого мажоритарного элемента контроля МЭК (рисунок 24). При наличии парафазных сигналов на двух или более входах элемента b₁, b₂, b₃ на его выходе c имеется парафазный сигнал. Любая одиночная внутренняя неисправность элемента проявляется на выходе в результате возникновения непарафазного сигнала хотя бы на одном из рабочих входных наборов переменных (таблица 2).

47.2 Схема контроля трехканальной самопроверяемой структуры

Рисунок 24 – Схема самопроверяемого мажоритарного элемента контроля

Таблица 2

Это восемь наборов составляют проверяющий тест МЭК и должны появиться на входах элемента при исправной работе трех каналов. Это обеспечивается тем, что парафазные контрольные сигналы с выходов ССВК, которые для всех трех каналов совпадают, делятся на два с помощью ФЭ₂ и на четыре с помощью ФЭ₃ и парафазного триггера ПТ.

Если в системе выходные мажоритарные элементы МЭ не являются безопасными, то контроль их работы осуществляется способом, аналогичным для дублированной структуры (рисунок 22).

46. Реализация контроля выходов

Если выходные элементы И₁, …, И_q не являются безопасными, то необходимо контролировать их работу. для этого сравниваются значения сигналов на выходах элементов «И» со значениями соответствующих сигналов на выходах одного из каналов. На рисунке 22 показана схема сравнения для случая, когда вычислительные каналы имеют по два выхода. При отказе одного из элементов «И» нарушается равенство сигналов Z_i и Z_i¹. Это фиксируется схемами 2/4-СПТ, и ФЭ₃ блокируется в защитном состоянии.

Рисунок 22 – Схема контроля выходных элементов сравнения

48.1 Понятие интерфейса. Основные подходы к организации интерфейса. Международная стандартизация интерфейсов.

Понятие интерфейса

Информационно - управляющие системы (ИУС) содержат ряд подсистем: измерительную, сбора, преобразования, предварительной обработки данных и подсистемы управления. Все подсистемы в ИУС соединены в единую систему. Кроме того, ИУС в настоящее время проектируют  на основе агрегатного (модульного) принципа, по которому  устройства, образующие систему, выполняются в виде отдельных, самостоятельных изделий  (приборов,  блоков).  В  составе  ИУС  эти устройства выполняют определенные операции и взаимодействуют друг  с  другом, передавая информационные  и  управляющие  сигналы  через  систему сопряжения.

Для унифицированных систем  сопряжения  между  устройствами, участвующими  в  обмене  информации,  стал  общепринятым   термин интерфейс (interface).

Термин  "интерфейс"  обычно  трактуется  как  синоним  слова "сопряжение"  и  понимается  как  совокупность   схемотехнических средств, обеспечивающих непосредственное взаимодействие составных элементов  устройства  или  системы.  Нередко  это    определение используется для обозначения составных компонентов интерфейса.  В одних  случаях  под  интерфейсом  понимают  программные  средства, обеспечивающие взаимодействие программ  операционной  системы.  В других - устройства сопряжения, обеспечивающие взаимосвязь  между составными  функциональными  блоками  или  устройствами  системы.

Согласно  ГОСТ  15971 - 74  под   стандартным    интерфейсом понимается совокупность унифицированных аппаратных,  программных и  конструктивных    средств,    необходимых    для реализации взаимодействия различных функциональных элементов в автоматических  системах сбора и обработки информации при условиях, предписанных стандартом и направленных  на  обеспечение информационной, электрической и конструктивной   совместимости указанных элементов.

48.2 Понятие интерфейса. Основные подходы к организации интерфейса. Международная стандартизация интерфейсов.

Понятие интерфейса

Основные подходы к организации интерфейса: унификация, стандартизация и использование блоков с адаптивными характеристиками

Возможны два подхода к организации взаимодействия  элементов системы и построению материальных связей между ними :

жесткая  унификация  и  стандартизация  входных  и    выходных параметров системы;

использование    функциональных    блоков    с     адаптивными характеристиками по входам-выходам.

На  практике  часто  сочетают  два  подхода.  Стандартизация интерфейсов позволяет:

проектировать ИУС различных конфигураций;

значительно сократить число типов функциональных блоков  и  их устройств сопряжения;

ускорить и упростить разработку отдельных ИУС;

упростить техническое обслуживание и модернизацию ИУС;

повысить надежность ИУС.

Применение развитых стандартных интерфейсов при  организации ИУС позволяет обеспечить быструю компоновку системы и  разработку программ управления.

Структурная схема одноуровневая ИУС с интерфейсными узлами представлена на рисунке 1. Основной структурной единицей ИУС  является  функциональный блок  ФБ,  который  представляет собой один или несколько объединенных и взаимодействующих между собой измерительных преобразователей. Взаимодействие    ФБ    осуществляется    через интерфейсные блоки ИБ по командам,  организующим  обмен  данными. Команды  управления  формируются  в  управляющем  блоке   УБ и воздействуют на интерфейсные блоки через контроллер К.

48.3

Рисунок 1 – Одноуровневая ИУС

Между  ФБ  ИУС  осуществляется  обмен информационными и управляющими  сообщениями.  Информационное  сообщение    содержит сведения о значении измеряемого параметра,  диапазоне  измерения, времени измерения, результатах контроля  состояния  измерительных каналов и др. Управляющее сообщение содержит  сведения  о  режиме работы ФБ, порядке выполнения ими последовательности операций  во времени, команде контроля состояния измерительных каналов.

Интерфейс может  быть  общим  для  устройств  разных  типов, наиболее распространенные  интерфейсы  определены  международными, государственным и отраслевыми стандартами