專利名稱：產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置并行一同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法和設(shè)備，使得三個(gè)相同裝置輸出端的一個(gè)陣列在各數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，并且使得各裝置通過多個(gè)輸出端陣列傳輸含多個(gè)二進(jìn)制位的互相相同的數(shù)據(jù)字。
一種對(duì)于至少含三個(gè)相同的數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的宣傳性呼聲指出使這種冗余系統(tǒng)按與不具有冗余設(shè)置的系統(tǒng)相同的運(yùn)轉(zhuǎn)方式投入運(yùn)轉(zhuǎn)，即將輸入/輸出控制端聯(lián)至欲控制的處理對(duì)象，接通電源從而自動(dòng)得到并行-同步操作，這類操作方式的優(yōu)點(diǎn)在于極高的可靠性、差錯(cuò)寬容度以及借助多數(shù)選擇(majorityselection)的差錯(cuò)分析。
然而經(jīng)驗(yàn)證明，上述依靠接通總電壓的常規(guī)啟動(dòng)，即冷啟動(dòng)，對(duì)于帶冗余設(shè)置的系統(tǒng)常常是不成功的。
根據(jù)本發(fā)明，考慮到各種不同的條件，當(dāng)所有這些條件都滿足時(shí)，能啟動(dòng)三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置的并行-同步操作。第一個(gè)條件是各數(shù)據(jù)處理裝置是可服務(wù)的，即能夠執(zhí)行正確的數(shù)據(jù)處理?？煞?wù)性通常借助一個(gè)單獨(dú)加到該數(shù)據(jù)處理裝置的測試程序來檢查。如果該數(shù)據(jù)處理裝置使用合適的指令序列的同時(shí)被命令作數(shù)據(jù)處理，則也可以獲得可服務(wù)性檢查。第二個(gè)條件是如果第一個(gè)條件滿足的話，各數(shù)據(jù)處理裝置精確地按照相同定時(shí)進(jìn)行操作，定時(shí)例如是依靠一個(gè)公共的定時(shí)發(fā)生器來實(shí)現(xiàn)的，并且使得各裝置同步地傳輸被計(jì)算的數(shù)據(jù)位和包含若干位的數(shù)據(jù)字。
如果滿足第一個(gè)和第二個(gè)條件，并行-同步操作的第三個(gè)條件是各裝置在每一數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)精確地并行執(zhí)行相同的程序指令。例如，美國專利第4099241號(hào)描述了如何啟動(dòng)一種雙處理器系統(tǒng)并行-同步操作，其中，啟動(dòng)信號(hào)在恰當(dāng)?shù)南辔话l(fā)出專用的啟動(dòng)指令。
根據(jù)本發(fā)明，并行-同步啟動(dòng)信號(hào)僅僅在這種情況下產(chǎn)生如果各裝置能夠依靠單獨(dú)的隨機(jī)啟動(dòng)的幫助按照系統(tǒng)定時(shí)執(zhí)行彼此不相同的數(shù)據(jù)處理，使得的本說明書開頭所提及的輸出端陣列在相同的定時(shí)周期內(nèi)傳輸不同的數(shù)據(jù)字，也就是說，如果滿足第一個(gè)和第二個(gè)條件。然后，將通過比較操作而確定的字差異被轉(zhuǎn)換并行-同步操作啟動(dòng)信號(hào)。
在具有三重冗余設(shè)置的系統(tǒng)中，一個(gè)用于產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)的二進(jìn)制字至少包含2個(gè)數(shù)據(jù)位，否則就不可能在一個(gè)定時(shí)周期內(nèi)確定字差異。每字中的位數(shù)愈多，迅速產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)的幾率就愈大。
在具有基于多數(shù)選擇的數(shù)據(jù)字的冗余系統(tǒng)中，甚至還可利用在多個(gè)定時(shí)周期內(nèi)從各數(shù)據(jù)處理裝置三個(gè)相同的輸出端的單個(gè)陣列中獲得的二進(jìn)制狀態(tài)來生產(chǎn)啟動(dòng)信號(hào)。將狀態(tài)差異存儲(chǔ)起來，并在陣列中三對(duì)裝置輸出端中的兩對(duì)上在一個(gè)定時(shí)周期內(nèi)通過比較操作來確定這些狀態(tài)差異。如果在多個(gè)定時(shí)周期內(nèi)所有三對(duì)陣列輸出端上的狀態(tài)差異都存儲(chǔ)了，則產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)。
使用本發(fā)明的啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)具有三重冗余設(shè)置的系統(tǒng)比使用上述的系統(tǒng)冷啟動(dòng)更為可靠。本發(fā)明的啟動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生特征如下本發(fā)明提供產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法，其中所述裝置在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)通過多個(gè)輸出端陣列傳輸包括多個(gè)二進(jìn)制位的彼此相同的數(shù)據(jù)字，所述多個(gè)輸出端陣列各包含三個(gè)相同裝置輸出端，該方法其特征在于，使得所述裝置由于隨機(jī)啟動(dòng)而并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理;將從各裝置通過所述輸出端陣列傳送出的一個(gè)二進(jìn)制字與另外兩個(gè)裝置同時(shí)傳送過來的兩個(gè)二進(jìn)制字相比較;并且，基于在相同定時(shí)周期內(nèi)通過所述比較而確定的三個(gè)二進(jìn)制字差異而產(chǎn)生出啟動(dòng)信號(hào)。
本發(fā)明還提供了根據(jù)上述方法產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的設(shè)備，其中各數(shù)據(jù)處理裝置在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)通過多個(gè)輸出端陣列傳輸包括多個(gè)二進(jìn)制位的彼此相同的數(shù)據(jù)字，所述多個(gè)輸出端陣列各包含三個(gè)相同裝置輸出端，其特征在于包括三個(gè)啟動(dòng)端，各聯(lián)至一個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置，使得由于隨機(jī)啟動(dòng)的所述裝置借助于三個(gè)字比較器并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，所述三個(gè)字比較器包含“異或”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元各比較器通過所述輸出端陣列聯(lián)至所述數(shù)據(jù)處理裝置中的兩個(gè);以及包括“與”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元，該單元的輸入端聯(lián)至各字比較器的輸出端，而其輸出則聯(lián)至各裝置的啟動(dòng)信號(hào)輸入端。
在本發(fā)明提供的產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法中，其中三個(gè)相同裝置輸出端陣列在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，其特征在于，所述各裝置由于隨機(jī)啟動(dòng)從而并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，其中在與所述陣列相關(guān)聯(lián)的各輸出端得到的二進(jìn)制狀態(tài)與陣列另二個(gè)輸出端在相同的定時(shí)周期內(nèi)得到的兩個(gè)狀態(tài)相比較，各狀態(tài)差異被存儲(chǔ)起來，這些狀態(tài)差異借助于在與所述陣而相關(guān)聯(lián)的三對(duì)裝置輸出端中的二對(duì)所進(jìn)行的比較而確定;并且，如果在多個(gè)定時(shí)周期內(nèi)所述陣列所有三對(duì)輸出端上的狀態(tài)差異已經(jīng)被存儲(chǔ)了，則產(chǎn)生所述啟動(dòng)信號(hào)。
根據(jù)上述方法產(chǎn)生使三個(gè)基本相同數(shù)據(jù)處理裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的設(shè)備的特征在于包括三個(gè)啟動(dòng)端，各聯(lián)至數(shù)據(jù)處理裝置之一，使得由于隨機(jī)啟動(dòng)的各裝置借助三個(gè)位比較器并行執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，所述三個(gè)位比較器包含“異或”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元，各位比較器通過所述輸出端陣列聯(lián)至兩個(gè)所述裝置;三個(gè)不可再觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)單元各接至所述比較器之一，所述單元的特性解除時(shí)間包含多個(gè)定時(shí)周期;并且，還包括一個(gè)“與”-響應(yīng)的二進(jìn)制邏輯單元，其各輸入端聯(lián)至所述單穩(wěn)態(tài)單元的各輸出端，其輸出端聯(lián)至所述裝置的各啟動(dòng)信號(hào)輸入端。
下面，參考本說明書唯一的附圖
，對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述，附圖中描繪了三個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置1，它們聯(lián)至包含“與”單元9和三個(gè)比較器10的啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器5。
三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置1各有一個(gè)冷啟動(dòng)端2，當(dāng)冷啟動(dòng)端2接受冷啟動(dòng)信號(hào)后，數(shù)據(jù)處理裝置可按公共定時(shí)發(fā)生器3確定的定時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理操作。此外，數(shù)據(jù)處理裝置具有啟動(dòng)信號(hào)輸入端4，后者聯(lián)至用以產(chǎn)生使各裝置并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的公共的啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器5。圖中未示出各數(shù)據(jù)處理裝置與受其控制的設(shè)備(例如遠(yuǎn)程通信設(shè)備)之間的聯(lián)接，也未示出數(shù)據(jù)處理裝置中在依靠啟動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)并行-同步操作的那些常規(guī)部件。如果三個(gè)相同裝置輸出端陣列6呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，或者如果多個(gè)(圖示為2個(gè))輸出端陣列7傳輸包含多個(gè)數(shù)據(jù)位的一致的數(shù)據(jù)字，則在一個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)存在三重冗余。
然而，由于數(shù)據(jù)處理裝置的隨機(jī)啟動(dòng)，通過輸出端陣列7傳送互不相同的數(shù)據(jù)字。如果裝置的冷啟動(dòng)端2在不同的定時(shí)周期內(nèi)接收到冷啟動(dòng)信號(hào)和/或如果在裝置中并行地發(fā)出隨機(jī)數(shù)據(jù)處理指令，則獲得隨機(jī)啟動(dòng)。
啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器5聯(lián)至使其與數(shù)據(jù)處理裝置1同步操作的定時(shí)發(fā)生器3，并且其觸發(fā)輸入端8(如圖中所示)聯(lián)至冷啟動(dòng)端2之一，啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器5包括一個(gè)“與”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元9，后者的輸入端聯(lián)至包含著“異或”-響應(yīng)邏輯單元的三個(gè)比較器10。數(shù)據(jù)處理裝置的輸出端陣列7聯(lián)至啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的比較器10的輸入端，通過該聯(lián)接方式使得從各數(shù)據(jù)處理裝置輸出的數(shù)據(jù)字與在相同定時(shí)周期內(nèi)從另外兩個(gè)裝置輸出的兩個(gè)數(shù)據(jù)字相比較?！芭c”單元9將比較器確定的“所有數(shù)據(jù)處理裝置不同”狀態(tài)轉(zhuǎn)換為一個(gè)啟動(dòng)狀態(tài)，并將其輸出端聯(lián)至啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的解除觸發(fā)輸入端11及各數(shù)據(jù)處理裝置的啟動(dòng)信號(hào)輸入端4。
在實(shí)際運(yùn)用時(shí)，比較器10還通過多數(shù)選擇用于對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置的并行-同步操作實(shí)行常規(guī)監(jiān)視。在此情況下，啟動(dòng)信號(hào)僅僅使“與”單元9解除觸發(fā)。
在具有二進(jìn)制位監(jiān)視的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，多數(shù)選擇比較器僅聯(lián)至一個(gè)相同數(shù)據(jù)處理裝置輸出端陣列6。由于在使用一位比較器既用于監(jiān)視又用于產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)的情況下，不可能在相同定時(shí)周期內(nèi)確定本發(fā)明的“所有數(shù)據(jù)處理裝置不同”狀態(tài)，因此，三個(gè)不可再觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)單元12在此情況下被設(shè)置在比較器10和“與”單元9之間。如果三個(gè)1位比較器中的兩個(gè)在一個(gè)定時(shí)周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)二進(jìn)制狀態(tài)差異，則兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的單穩(wěn)態(tài)單元的輸出端被觸發(fā)，這些單元的特性釋放時(shí)間包含著多個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期。如果第三個(gè)單穩(wěn)態(tài)單元在前面兩個(gè)被觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)單元返回解除觸發(fā)狀態(tài)之前也被觸發(fā)，則出現(xiàn)“所有數(shù)據(jù)處理裝置不同”的狀態(tài)。適合于基于二進(jìn)制位的多數(shù)選擇的啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生器5在圖中借助介于輸出端陣列6、比較器10、單穩(wěn)態(tài)單元12和“與”單元9之間的虛線表示出來。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置(1)并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法，其中所述裝置在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)通過多個(gè)輸出端陣列(7)傳輸包括多個(gè)二進(jìn)制位的彼此相同的數(shù)據(jù)字，所述多個(gè)輸出端陣列(7)各包含三個(gè)相同裝置輸出端，該方法其特征在于，使得所述裝置由于隨機(jī)啟動(dòng)而并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理；將從各裝置通過所述輸出端陣列傳送出的一個(gè)二進(jìn)制字與另外兩個(gè)裝置同時(shí)傳送過來的兩個(gè)二進(jìn)制字相比較；并且，基于在相同定時(shí)周期內(nèi)通過所述比較而確定的三個(gè)二進(jìn)制字差異而產(chǎn)生出啟動(dòng)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置(1)并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的設(shè)備，其中各數(shù)據(jù)處理裝置在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)通過多個(gè)輸出端陣列(7)傳輸包括多個(gè)二進(jìn)制位的彼此相同的數(shù)據(jù)字，所述多個(gè)輸出端陣列(7)各包含三個(gè)相同裝置輸出端，其特征在于包括三個(gè)啟動(dòng)端(2)，各聯(lián)至一個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置，使得由于隨機(jī)啟動(dòng)的所述裝置借助于三個(gè)字比較器(10)并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，所述三個(gè)字比較器(10)包含“異或”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元各比較器(10)通過所述輸出端陣列(7)聯(lián)至所述數(shù)據(jù)處理裝置中的兩個(gè);以及包括“與”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元(9)，該單元(9)的輸入端聯(lián)至各字比較器的輸出端，而其輸出則聯(lián)至各裝置的啟動(dòng)信號(hào)輸入端(4)。
3.一種產(chǎn)生使三個(gè)基本相同的數(shù)據(jù)處理裝置(1)并行-同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的方法，其中三個(gè)相同裝置輸出端陣列(6)在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，其特征在于，所述各裝置由于隨機(jī)啟動(dòng)從而并行地執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，其中在與所述陣列相關(guān)聯(lián)的各輸出端得到的二進(jìn)制狀態(tài)與陣列另二個(gè)輸出端在相同的定時(shí)周期內(nèi)得到的兩個(gè)狀態(tài)相比較，各狀態(tài)差異被存儲(chǔ)起來，這些狀態(tài)差異借助于在與所述陣而相關(guān)聯(lián)的三對(duì)裝置輸出端中的二對(duì)所進(jìn)行的比較而確定;并且，如果在多個(gè)定時(shí)周期內(nèi)所述陣列所有三對(duì)輸出端上的狀態(tài)差異已經(jīng)被存儲(chǔ)了，則產(chǎn)生所述啟動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法產(chǎn)生使三個(gè)基本相同數(shù)據(jù)處理裝置(1)并行一同步操作的啟動(dòng)信號(hào)的設(shè)備，其中三個(gè)相同裝置輸出端的陣列(6)在每個(gè)數(shù)據(jù)處理定時(shí)周期內(nèi)呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，其特征在于包括三個(gè)啟動(dòng)端(2)，各聯(lián)至數(shù)據(jù)處理裝置之一，使得由于隨機(jī)啟動(dòng)的各裝置借助三個(gè)位比較器(10)并行執(zhí)行不同的數(shù)據(jù)處理，所述三個(gè)位比較器(10)包含“異或”-響應(yīng)二進(jìn)制邏輯單元，各位比較器(10)通過所述輸出端陣列(6)聯(lián)至兩個(gè)所述裝置;三個(gè)不可再觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)單元(12)各接至所述比較器(10)之一，所述單元的特性解除時(shí)間包含多個(gè)定時(shí)周期;并且，還包括一個(gè)“與”-響應(yīng)的二進(jìn)制邏輯單元(9)，其各輸入端聯(lián)至所述單穩(wěn)態(tài)單元(12)的各輸出端，其輸出端聯(lián)至所述裝置的各啟動(dòng)信號(hào)輸入端(4)。
全文摘要
產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)三個(gè)數(shù)據(jù)處理裝置并行同步操作，其中三個(gè)相同裝置輸出端陣列并行同步地呈現(xiàn)一致的二進(jìn)制狀態(tài)，或輸出端陣列傳輸相同數(shù)據(jù)字。各單獨(dú)的隨機(jī)啟動(dòng)使得各裝置并行地執(zhí)行互不相同的數(shù)據(jù)處理，三個(gè)比較器或其中的每個(gè)分別通過輸出端陣列聯(lián)至所述各裝置中的兩個(gè)裝置。啟動(dòng)信號(hào)從“與”單元傳送出來，該單元的各輸入端聯(lián)至三個(gè)單穩(wěn)態(tài)單元，該單元的各輸入端聯(lián)至位比較器；或者，啟動(dòng)信號(hào)由“與”單元傳送出來，該單元各輸入端聯(lián)至字比較器。
文檔編號(hào)G06F15/16GK1038890SQ89103890
公開日1990年1月17日 申請日期1989年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月23日
發(fā)明者拉斯-戈蘭·彼得森 申請人:艾利森電話股份有限公司