1.2 Контроль дублированием и троированием

К простейшим методам обнаружения ошибок в работе ЦУ относится также метод дублирования ЦУ и сравнения их выходных сигналов. Метод базируется на использовании аппаратурной избыточности.

Поясним суть этого метода. Допустим, необходимо контролировать работоспособность некоторого одновыходного ЦУ. Возьмем второе устройство (ЦУ_к), абсолютно идентичное контролируемому и их входы соединим параллельно, а выходные сигналы устройств подадим на схему сравнения (рис. 4). Учитывая то, что вероятность одновременной потери работоспособности (отказа) обоими ЦУ много меньше вероятности отказа одного из них, можно сделать следующее заключение. Если у=у_к, то оба ЦУ исправны и получен­ные на выходе ре-зультаты у и у_к не содержат ошибок. Если же уу_к – отказало одно из ЦУ (один из результатов у или у_к ошибочен), но указать, какое именно, не представляется возможным.

Устранить указанное ограничение метода контроля дублированием можно, несколько усложнив схему контроля, а именно, перейдя к троированию аппаратуры (трехкратному резервированию) и выборке результата путем“голосования”. Последнее обеспечивается с помощью так называемого мажоритарного элемента, который передает на выход сигнал, соответствующий большинству из входных. Очевидно, что в случае отказа одного из трех ЦУ (что и является наиболее вероятным) сигнал на выходе мажоритарного элемента (Y) все равно останется верным, т.к. он будет равен зна-чению сигналов, имеющих место на выходах двух других работоспособных ЦУ, т.е. происходит маскирование ошибки. Схема реализации метода контроля троированием аппаратуры с мажоритарным элементом (2) приведена на рис. 5, а, а таблица функционирования мажоритарного элемента на рис. 5, б.

a

)

Y1 Y2 Y3	Y	a1 a0
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1	0 0 0 1 0 1 1 1	0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0

б)

Кроме выхода мажоритарного элемента Y, в таблице приведены и выходы а1 и а0 – старший и младший разряды двухразрядного кода, формируемого узлом, определяющим номер отказавшего ЦУ (А).

Из таблицы функционирования получаем уравнения связи:

(3)

, (4)

(5)

Соответствующая уравнениям связи схема мажоритарного элемента и узла, определяющего номер отказавшего ЦУ приведена на рис. 6.

2. Задание на лабораторную работу

2.1. Используя двухвходовые ЛЭ “М2”спроектировать и исследовать (снять таблицу функционирования) схему сверткиm-разрядного двоичного слова: а) пирамидального и б) ступенчатого типов.

m=3 – для бригад №№ 1, 2, 3 и

m=4 – для бригад №№ 4, 5.

2.2. Исследовать работу (снять таблицу функционирования) ИС К155ИП2.

2.3. Спроектировать и исследовать работу мажоритарного элемента и узла определения номера отказавшего ЦУ (канала).

Примечание: мажоритарный элемент должен быть построен с использованием ЛЭ“И-НЕ”.