DE2415307A1 - Verfahren zur synchronisation der ausgaben von mehreren rechnern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Synchronisation der Ausgaben von mehreren Rechnern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Synchronisation der Ausgaben von n mit Identischen Programmen arbeitenden, jedoch asynchron laufenden Prozeßrechnern, denen in unregelmäßiger Folge Prozeßdaten zur Verarbeitung angeboten erden.
• Um die Sicherheit für die Steuerung eines Prozesses mittels eines Rechners zu erhöhen, kann man mehrere parallel arbeitende zusätzliche Rechner vorsehen, allen Rechnern die gleichen Prozeßdaten zuführen, sie nach dem gleichen Programm arbeiten lassen und die ausgegebenen Daten dann einer Mehrheitsentscheidungsschaltung zuführen, wo sie verglichen werden, und die diejenigen Daten als Steuersignale weitergibt, für die eine bestimnte Mehrheit vorliegt; z.B. kann man beim Einsatz von drei Rechnern die Bedingung machen, daß diejenige Date der drei Daten als Steuersignal abgegeben wird, die zweifach auftritt (2 aus 3-Mehrheitsentscheidung).
• Dabei ist jedoch foigendes zu beachten: Die Ausgangssignale entstehen durch Verknüpfung eingalesener Prozeßsignale. Sie können nur dann identisch ein, wenn alle Rechner von identischen Eingangssignalen ausgegangen sind. Durch den asynchronen Lauf der Rechner ist diese Bedingung jedoch nicht gewährleistet, dh. da eine sich asynchron zum Rechnerlauf ändernde Prozeßdate ron einem Rechner vor, von einem anderen Rechner nach der Änderung eingelesen werden kann. Dadurch entstehen zwangsläufig Unterschiede in den Ausgangssignalen, und die beabsichtigte Mehrheitsentscheidung führt zu Signalen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesem Mangel .., abzuhelfen.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die einlaufenden Prozeßdaten mittels einer Durchschalteinrichtung nur zu diskreten Zeitpunkten zu den Rechnern durchgeschaltet und dort mindestens bis zum nächsten Durchschaltzeitpunkt gespeichert werden, wobei eine solche Durchschaltung erst dann vorgenommen wird, wenn alle Rechner die mit der vorhergehenden Durchschaltung eingegebenen Prozeßdaten abgearbeitet haben.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird mit Hilfe der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung nachstehend näher erläutert.
• In der Figur ist mit A eine Durchschalteinrichtung bezeichnet-. Mit Y sind Kontakte für die Eingabe der Prozeßdaten angedeutet. Der Durchschalteinrichtug A sind drei Rechner R1, R2, R3 nachgeschaltet, denen die Daten von der Durchschalteinrichtung Azugeleitet werden; die Ausgabe über zugehörige Verkehrsverteiler VVT1, VVT2, -3- VVT3 DER Rechner erfolgt ebenfalls über Verkehrsverteiler VVT4, VVT5, VVT6 auf eine Mehrheitsentscheidungs-Schaltung M. Ferner ist eine Steuereinrichtung B orgesehen.
• Pie Durchschaltung der Prozeß-Daten durch die Durchscbalt--eiarichtung A erfolgt nicht in dem Maße wie Daten an-* allen, sondern nur zu ganz bestimmten Zeitpunkten @tO, t1 t2,...). Der durchgeschaltete Zustand bleibt mindestens bis zum nächsten Durchschaltzeitpunkt gespeichert und unabhängig davon, ob sich das Prozeßsignal ändert, Die Durchschaltezeitpunkte (t0, t11 t2) werden durch die vollzogene Abarbeitung der Prozeßdaten (bei @gleichem Programm) in allen drei Rechnern bestimmt; sowie der letzte der drei Rechner seine Abarbeitung vollendet hat (oder 2 Rechner abgearbeitet sind und eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist), wird mittels der Steuerschaltung B ein Durchschaltesignal für die Durchschalteinrichtung A abgegeben. Zugleich erfolgt in Anstoß zur synchronen Ausgabe der Daten von den Verkehrsverteilern VVT4, VVT5, VVT6 zur Mehrheitsentscheidungs-Schaltung M. Gleichzeitig wird ein Warte status für die drei Rechner R, R2, R3 aufgehoben. Durch den knstoß durch die Steuereinrichtung B werden also nur zu diskreten Zeitpunkten to, t1, t2 Prozeßdaten an den.Reches gegeben- Danach gehen die Rechner wieder in den Wartestatus.
• Es ist selbstverständlich, daß die Durchschaltzeiten zu den Zeitpunkten bestimmte, einstellbare Werte betragen, so daß jeweils eine bestimmte Informationsmenge an die Rechner gelangt.
• Die Erzeugung der Ausgangssignale in allen Rechnern erfolgt zwischen dem Durchschaltzeitpunkt t1 und einer Durchschaltung zum Zeitpunkt t2 (t2>t1). Die zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 eingelesenen Signale werden für die ERmittlung der in diesem Zeitraum ausesebenen Ausgangssignale nicht herangezogen. Diese werden ermittelt auf Grund von Eingangssignalen, die zur neitpunkt t0<t1 durchgeschaltet wurden.
• Wird diese Mehrrechneranlage in Eisenbahnsignalanlagen eingesetzt, so muß verhindert werden, daß durch einen Bauteilfehler in den Einheiten A, B, M eine Fehlentscheidung bei der Auswahl der Ausgabesignale (z.B. Serientelegramme) getroffen wird.
• Aus diesem Grund müssen die 3 Einheiten in eiserbahtechnisch sicherem Aufbau (fail-safe) ausgeführt werden.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Synchronisation der Ausgaben von n mit identischen Programmen arbeitenden, jedoch asynchron laufenden Prozeßrechnern, denen in unregelmäßiger Folge Prozeßdaten zur Verarbeitung angeboten werden.

dadurch gekennzeichnet, daß die einlaufenden Prozeßdaten mittels einer Durchschalteinrichtung (A) nur zu diskreten Zeitpunkten (t0, t1 t2...) zu den Rechnern (R1, R2, R3) durchgeschaltet und dort mindestens bis zum nächsten Durchschaltzeitpunkt gespeichert werden, wobei eine solche Durchschaltung erst dann vorgenommen wird, wenn alle Rechner die mit der vorhergehenden Durchschaltung eingegebenen Prozeßdaten abgearbeitet haben.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Steuerschaltung (B) Meldungen der Rechner über die erfolgte Abarbeitung der Prozeßdaten zugeleitet werden und diese nach erfolgter Abarbeitung durch alle Rechner der Durchschalteinrichtung (A) ein Durchschaltsignal zuleitet und den Rechnern nachgeschalteten Verkehrsverteilern (VVT4, VVT5, VVT6) einen Anstoß zur synchronen Ausgabe der Daten zu einer Mehrheitsentscheidungs-Schaltung (M) gibt.

3. Einrichtung nach-Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchschalteinrichtung (A), die Steuerschaltung (B) und die Mehrheitsentscheidungs-Schaltung (M) eisenbahnsignaltechnisch sicher aufgebaut sind.