DE2415307B2

DE2415307B2 - Einrichtung zur synchronisation der ausgaben von mehreren rechnern

Info

Publication number: DE2415307B2
Application number: DE19742415307
Authority: DE
Inventors: Holger Brockmann Jürgen Dipl-Ing 1000 Berlin Manke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-03-27
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1977-09-08
Also published as: DE2415307A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Synchronisation der Ausgaben von mehreren Rechnern, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs charakterisiert ist.

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 Mehrheitsentscheidungs-Schaltung zuführen, wo sie verglichen werden, und die diejenigen Daten als Steuersignale weitergibt, für die eine bestimmte 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 folgendes zu beachten: Die Ausgangssignale entstehen durch Verknüpfung eingelesener Prozeßsignale. Slie können nur dann identisch sein, wenn alle Rechner von identischen Eingangssignalen ausgegangen sind. Durch den asynchronen Lauf der Rechner ist diese Bedingung jedoch ⁶S nicht gewährleistet, d. h., daß eine sich asynchron zum Rechr.erlauf ändernde Prozeßdate von 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 Fehl-Signalen.

Es ist bereits eine Einrichtung für einen rechnergesteuerten Prozeßablauf, insbesondere bei Eisenbahnen, unter Verwendung von zwei Datenverarbeitungsanlagen mit einem gemeinsamen, ausgangsseitig vorgesehenen Vergleicher zum Überwachen der auf beiden Kanälen bei ordnungsgerechtem Betrieb jeweils übereinstimmenden Informationen zur Ausgabe an verschiedene Prozeßelemente bekannt, bei der für die bei allen ständig bzw. begrenzt abfragbaren Datenquellen anfallenden Meldungen ein taktgesteuertes Übertragungssystem mit jeweils blockweiser Meldungsübertragung von mehreren Datenquellen zu den beiden Datenverarbeitungsanlagen vorgesehen ist mit zwischen den Meldungsblöcken liegenden Markierungsimpulsen, wobei jeder Datenverarbeitungsanlage zwei Wechselspeicher vorgeschaltet sind mit einer diesen zugeordneten Steuereinrichtung, die nach jedem Markierungsimpuls den folgenden Meldungsblock in den jeweils anderen Wechselspeicher leitet, und wobei jeder Markierungsimpuls ferner als Startimpuls zum Abfragen der mit dem zuletzt übertragenen Meldungsblock bdegten Wechselspeicher durch die diesen zugeordneten Datenverarbeitungsanlagen verwendet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausgaben von mehreren asynchron laufenden Prozeßrechnern zu synchronisieren, um fehlerhafte Ausgangssignale nach einer Mehrheitsentscheidung mit Sicherheit zu verhindern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen angegebene Lehre gelöst.

Die Einrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß sie keine Markierungsimpuise benötigt, also einfacher, aber dennoch sicher ist.

Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnung nachstehend näher erläutert.

In der Figur ist mit A eine Durchschalteinrichtung bezeichnet. Mit K sind Kontakte für die Eingabe der Prozeßdaten angedeutet. Der Durchschalteinrichtung A sind drei Rechner ΛΊ, R₂, R3 nachgeschaltet, denen die Daten von der Durchschalteinrichtung A über zugehörige Verkehrsverteiler VVTi, VVT₂, VVT₃ zugeleitet werden; die Aufgabe der Rechner erfolgt ebenfalls über Verkehrsverteiler VVT₄, VVT₅, VVT₆ auf eine Mehrheitsentscheidungs-Schaltung M. Ferner ist eine Steuereinrichtung ßvorgesishen.

Die Durchschaltung der Prozeß-Daten durch die Durchschalteinrichtung A erfolgt nicht in dem Maße wie Daten anfallen, sondern nur zu ganz bestimmten Zeitpunkten (fo, u, h,...). Der durchgeschaltete Zustand bleibt mindestens bis zum nächsten Durchschaltzeitpunkt gespeichert und unabhängig davon, ob sich das Prozeßsignal ändert. Die Durchschaltezeitpunkte (to, t\, to) 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 Bein Durchschaltesignal für die Durehschalieinrichtung A abgegeben. Zugleich erfolgt ein Anstoß zur synchronen Ausgabe der Daten von den Verkehrsverteilern VVT*, VVT5, VVT₆ zur Mehrheitse ntscheidungs-Schaltung M. Gleichzeitig wird ein Wartestatus für die drei Rechner R\, R₂, /?3 aufgehoben. Durch den Anstoß durch die Steuerein-

richtung B werden also nur zu den diskreten Zeitpunkten to, fi. ij Prozeßdaten an den Rechner gegeben. Danach gehen die Rechner wieder in den Wartestatus.

Es ist selbstverständlich, daß die Purchschaltzeiten 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 t\ und einer Durchschaltung zum Zeitpunkt t₂ (t₂> h). Die zwischen den Zeitpunkten ft und h eingelesenen Signale

werden für die Ermittlung der in diesem Zeitraum ausgegebenen Ausgangssignale nicht herangezogen. Diese werden ermittelt auf Grund von Eingangssignalen, die zum Zeitpunkt fo < fi 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 Grunde müssen die drei Einheiten in eisenbahntechnisch sicherem Aufbau (fail-safe) ausgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Synchronisation der Ausgaben von mit identischen Programmen arbeitenden, jedoch asynchron laufenden voneinander unabhängigen Prozeßrechnern, denen in unregelmäßiger Folge Prozeßdaten angeboten und in ihnen mindestens bis zum nächsten Durchschaltzeilpunkt gespeichert werden, deren Ausgänge mit einer Entscheidungsschaltung verbunden sind, in der die Überein-Stimmung der errechneten Daten geprüft wird, und zu denen die einlaufenden Prozeßdaten nur zu diskreten Zeitpunkten durchgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingabe dienende Kontakte (K) nur zu den diskreten Zeitpunkten (to, t\, h--) über eine Durchschalteinrichtung (A) und über Verkehrsverteiler (VVT\, VVT₂, VVT3) mit den voneinander unabhängigen Rechnern (Ri, R₂, Ri) verbunden sind, und daß die Rechner einerseits mit einer Steuerschaltung (B), an welche von jedem Rechner die Abarbeitung der einlaufenden Prozeßdaten gemeldet wird, und andererseits über weitere Verkehrsverteiler (VVTa, VVTs, VVTb) mit einer Mehrheitsentscheidungs-Schaltung (M) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (B) jeweils nach erfolgter Abarbeitung der Prozeßdaten durch alle Rechner der Durchschalteinrichtung (A) ein Durchschaltsignal zuleitet und den den Rechnern nachgeschalleten Verkehrsverteilern (VVTt₁, VVT₅, VVTb) einen Anstoß zur synchronen Ausgabe der Daten an die Mehrheitsentscheiduigs-Schaltung (M) gibt.

3. Einrichtung nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Duirchschalteinrichtung (A), die Steuerschaltung (B) und die Mehrheitsentscheidungs-Schaltung (M) eisenbahnsignaltechnisch sicher aufgebaut sind.

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