DE3023624C1 - Taktgebareanordnung zum Erzeugen von Stauerimpulsen fuer ein redundantes Datenverarbeitungssystem - Google Patents

Description

• Anspruchs 1.
• Aus der DE-OS 2360450 ist eine dreikanalige Taktgeberanordnung bekannt, die drei Oszillatoren enthält, an welche der Takteingang je eines Schieberegisters angeschlossen ist An die Ausgänge der Schieberegister ist eine 2-von-3-Mehrheitsschaltung angeschlossen, deren Ausgangssignale auf den Eingang des Schieberegisters rückgeführt sind. Dadurch werden die Ausgangssignale der Schieberegister synchronisiert.
• Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie nicht ohne weiteres auf vier oder mehr Kanäle erweiterbar ist und daß die Dauer der Ausgangsimpulse sich ändern kann, z. B wenn ein Kanal ausfällt In der DE-AS 2423276 ist eine Taktgeberanordnung beschrieben, die für beliebig viele Kanäle geeignet ist und die mehrere Signalgeneratoren aufweist, wobei die Anzahl der Signalgeneratoren größer als das Doppelte des Redundanzgrades ist Die Ausgangssignale aller Signalgeneratoren sind in Mehrheitsschaltungen miteinander verknüpft Deren Ausgangssignale werden mit denen der Signalgeneratoren in einer Phasenvergleichsschaltung verglichen, und die Repetitionsfrequenzen der Signalgeneratoren werden im Sinne einer Konstanthaltung der Phasendifferenz gesteuert Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taktgeberanordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen für ein redundantes Datenverarbeitungssystem mit mehreren Taktgebern zu schaffen, bei der, wie bei den bekannten Taktgeberanordnungen, die einzelnen Taktgeber sich synchronisieren und bei Ausfall einer zugelassenen Anzahl von Taktgebern die restlichen nicht beeinflußt werden, bei der aber ferner die Frequenz der Oszillatoren nicht geregelt wird und die außerdem mit einfachen digitalen Bausteinen aufgebaut werden kann -Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst Während der Zähler vom Stand 0 bis zum ersten Zählerstand die Taktimpulse aufsummiert, ist die Mehrheitsschaltung gesperrt, so daß während dieser Zeit weder ein Synchronisierimpuls von den anderen Taktgebern noch ein Störimpuls ausgewertet wird. Erst dann, wenn das Freigabesignal gebildet ist, kann die Mehrheitsschaltung ein Mehrheitssignal abgeben, das
• aus den von den zweiten Ausgängen der Zähler abgegebenen Synchronisierimpulsen gebildet ist Mit diesem Mehrheitssignal wird der Zähler zurückgesetzt Da bei ordnungsgemäßem Betrieb an den Ausgängen der Mehrheitsschaltungen aller Taktgeneratoren gleich zeitig Mehrheitssignale auftreten, sind somit die Zähler und daher auch die Taktgeber synchronisiert, auch dann, wenn die Oszillatorfrequenzen geringfügig voneinander abweichen. Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet also in der Weise, daß dann, wenn auf Grund eines Driftfehlers des Oszillators die Freigabesignale für die Mehrheitsschaltung und damit die Synchronisierimpulse früher oder später als die Synchronisierimpulse der anderen Taktgeber erscheinen, die Mehrheitsbedingung der Mehrheitsschaltung nicht erfüllt wird, der Zähler nicht zurückgesetzt wird und den dritten Zählerstand erreicht, bei dem ein Störmeldesignal abgegeben wird Damit die Steuerimpulse eine bestimmte Dauer haben, ist der Mehrheitsschaltung zweckmäßig eine Zeitstufe nachgeschaltet, von der die Steuerimpulse und die Rücksetzimpulse für den Zähler abgenommen werden. Im allgemeinen sind die Zähler gesperrt, während die Rücksetzimpulse am Rücksetzeingang des Zählers anliegen. Erst mit den Rückflanken der Rücksetzimpulse beginnen die neuen Zählvort,ange. Es ist aber auch möglich, die Zähler sofort nach dem Zurücksetzen einen neuen Zählvorgang beginnen zu lassen.
• Vorteilhaft enthält die Zeitstufe einen Zeitstufenspeicher, dessen Setzeingang an die Mehrheitsschaltung angeschlossen ist, von dessen Ausgang die Steuerimpulse abgenommen sind, an den der Rücksetzeingang des Zählers angeschlossen ist und der im gesetzten Zustand einen Zeitstufenzähler freigibt, dem vom Oszillator Taktimpulse zugeführt sind und der bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes den Zeitstufenspeicher zurücksetzt Die Steuerimpulse haben dann stets gleiche, durch die aufsummierte Impulszahl und die Taktimpulsperiode bestimmte Dauer.
• In der Zeichnung ist das Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.
• An Ausgängen A 1, A 2, A 3, A 4 von vier Taktgeneratoren TG 1, TG2, TG3, TG4 treten gleichphasige Steuerimpulse für ein vierkanaliges redundantes System auf. Die Taktgeber sind identisch aufgebaut Jeder enthält eine Mehrheitsschaltung ML 1, MLZ ML3 mit jeweils vier Eingängen Ei,E2, E3, E4 und einem Freigabeeingang R Liegt ein Freigabesignal an, so werden die den Eingängen El, EZ E3, E4 zugeführten Signale nach einer Mehrheitsentscheidung, im Ausführungsbeispiel einer 2-von-4-Entscheidung, verknüpft Dies bedeutet, daß die Mehrheitsschaltungen ML 1, ML Z ML 3 einen Setzimpuls auf einen Zeitstufenspeicher ZSPI, ZSPZ ZSP3 geben, wenn mindestens zwei der den Eingängen zugeführten Signale log. »1« sind und ein Freigabesignal anliegt Freigabe- und Eingangssignale werden mittels Oszillatoren OSund Zählern Z I erzeugt Der Oszillator OSist zweckmäßig ein Quarzgenerator, der Taktimpulse konstanter Frequenz auf einen Frequenzteiler FT gibt Dessen Ausgang ist mit dem Takteingang eines Zählers Z 1 verbunden. Dieser gibt bei Erreichen eines ersten Zählerstandes an einem Ausgang Xl über ein ODER-Glied OR 2 das Freigabesignal auf den Freigabeeingang F der Mehrheitsschaltung MLI. Erst von diesem Zeitpunkt an können den Eingängen El, E2, E3, E4 zugeführte Signale nach einer Mehrheitsentscheidung zu einem Ausgangssignal verknüpft werden.
• Es ist somit verhindert, daß vom Start des Zählvorgangs bis zu diesem Zählerstand an den Eingängen El, EZ E3, E4 auftretende Impulse, also auch Störimpulse, zu einem Ausgangssignal führen können. Nach weiterem Erhöhen des Zählerstandes tritt an einem Ausgang X2 ein Synchronisierimpuls auf, der als Freigabesignal der Mehrheitsschaltung ML 1 zugeführt wird und der andererseits sowohl auf den Eingang E4 der Mehrheitsschaltung MOL 1 als auch über einen Synchronisierimpuls-Verstärker A Vl auf die Eingänge E4 der Mehrheitsschaltungen Milz, ML3 der anderen Taktgeber TG2, TG3, TG4 gelangt Entsprechend werden von den anderen Taktgebern den Eingängen El, E2, E3 der Mehrheitsschaltung ML 1 Synchronisierimpulse zugeführt Jede Mehrheitsschaltung erhält daher von den Zählern Z1 aller Taktgeneratoren Synchronisierimpulse.
• Bei ungestörtem Betrieb erscheinen die Synchronisierimpulse an den Synchronisiereingängen der Mehrheitsschaltungen wegen der Frequenzstabilität der Quarzoszillatoren nahezu gleichzeitig. Die Mehrheitsbedingung ist daher erfüllt, und die Speicher ZSP1, ZSPZ ZSP3 und ein im Taktgeber TG4 enthaltener, nicht dargestellter entsprechender Speicher werden gesetzt Es erscheint daher an den Ausgängen A 1, A 2, A 3, A 4 der Taktgeber jeweils ein Steuerimpuls. Im gesetzten Zustand gibt der Speicher ZSP 1 einen Zeitstufenzähler Z2 für die Impulse des Oszillators OS frei Nach Aufsummieren einer vorgegebenen Zahl von Impulsen gibt der Zähler Z2 einen Rücksetzimpuls auf den Speicher ZSPI, so daß die Dauer der Impulse an den Ausgängen A 1, A 2, A 3, A 4 durch die Periodendauer der Taktimpulse und die in den Zählern Z2 vorgegebene Impulszahl gegeben ist Der Zeitstufenspeicher ZSP 1 gibt im gesetzten Zustand ferner über ein ODER-Glied OR 1 Rücksetzimpulse auf den Zähler Z1 und den Frequenzteiler ET, so daß diese im Zählerstand Null gehalten werden, bis der Speicher ZSP 1 rückgesetzt ist Mit der Rückflanke des Impulses am Ausgang A 1 beginnt daher ein neuer Zählvorgang in den Zählern Z 1 und den Frequenzteilern FTaller Taktgeber.
• Erscheint infolge eines Fehlers des Oszillators OS, des Zählers Zl oder des Frequenzteilers Ender Freigabeimpuls am Ausgang X1 und damit der Synchronisierimpuls am Ausgang X2 früher oder später als die Synchronisierimpulse der anderen Taktgeber, dann gibt die Mehrheitsschaltung ML 1 keinen Setzimpuls auf den Zeitstufenspeicher ZSP 1. Bei den Mehrheitsschaltungen ML 2, ML 3 der anderen Taktgeber ist jedoch, falls nur ein Synchronisierimpuls ausfällt, die Mehrheitsbedingung noch erfüllt, und an den Ausgängen A 2, A 3, A 4 werden Impulse auftreten. Da der Zeitstufenspeicher ZSP 1 nicht gesetzt ist, werden die Zähler Z1 und der Frequenzteiler FTnicht zurückgesetzt, und es wird ein Zählerstand erreicht, bei dem an einem Ausgang X3 ein Impuls auftritt, der einen Störmeldespeicher SMS setzt Dessen Ausgangssignal wird einer Lumineszenzdiode LD 1 zugeführt, die a»fleuchtet und den Fehler meldet Die Freigabesignale für die Mehrheitsschaltung müssen zumindest so lange andauern, bis deren Ausgangsimpuls abgegeben ist Im Ausführungsbeispiel ist das Freigabesignal unmittelbar aus dem jeweiligen Stand des Zählers Z1 allein abgeleitet, indem es vom Erreichen des ersten Zählerstandes bis zum Erreichen des dritten Zählerstandes, bei dem ein Störmeldesignal abgegeben wird, erzeugt wird. Man könnte aber auch mit dem Signal, das am ersten Ausgang Xl des Zählers Z I auftritt, einen Speicher setzen, der dann vom Ausgangssignal der Mehrheitsschaltung ML 1 bzw. dem Ausgangssignal des Zeitstufenspeichers oder von dem am dritten Ausgang X3 des Zählers Z I erscheinenden Signal bzw. dem Ausgangssignal des diesem nachgeschalteten Störmeldespeichers SMS rückgesetzt wird.
• In jedem Falle ist das Freigabesignal sowohl dann zurückgenommen, wenn der Zähler Z 1 zurückgesetzt ist und einen neuen Zählvorgang beginnt, als auch dann, wenn die Mehrheitsschaltung ML 1 kein Signal abgibt und der Zähler Z I den dritten Zählerstand erreicht und an seinem dritten Ausgang X3 ein Störmeldesignal abgibt.
• Das Ausgangssignal des Störmeldespeichers SMS gelangt ferner über ein Antikoinzidenzglied AK und das ODER-Glied OR 1 auf die Rücksetzeingänge R des Zählers Zl und des Frequenzteilers Fit so daß diese zurückgesetzt und gesperrt werden, so lange der Speicher SMS gesetzt ist. Durch Betätigen einer Taste RS 1 gelangt über ein ODER-Glied OR 3 log. »l«-Signal auf den Rücksetzeingang des Störmeldespeichers SMS, so daß dieser zurückgesetzt wird und der Zählvorgang fortgesetzt werden kann. Entsprechende Starttasten und ODER-Glieder sind auch in den anderen Taktgebern enthalten, wobei jedes ODER-Glied an alle Starttasten angeschlossen ist, so daß mit jeder Starttaste alle Störmeldespeicher SMS zurückgesetzt werden können. Es können daher nach dem Einschalten der Taktgeberanordnung durch Betätigen einer Starttaste die Taktgeber einsynchronisiert werden.
• Mit den Signalen der Starttasten, die auf das ODER-Glied OR 2 geführt sind, werden Freigabesignale für die Mehrheitsschaltungen gebildet Dadurch ist es möglich, auch dann an einer Mehrheitsschaltung ein Ausgangssignal zu erhalten, wenn der zugehörige Zähler Z 1 gesperrt ist, natürlich vorausgesetzt, daß die Mehrheitsbedingung von den anderen Taktgebern noch erfüllt ist.
• Um auch einen vollständigen Ausfall des Oszillators OS, des Frequenzteilers FT oder des Zählers Z 1 anzeigen zu können, ist an den Ausgang X2 eine retriggerbare monostabile Kippstufe MF angeschlossen, von deren Ausgangssignal eine Lumineszenzdiode LD2 gespeist ist. Die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe MF ist mindestens gleich der Periodendauer gewählt, mit der die Synchronisierimpulse am Ausgang X2 im störungsfreien Betrieb auftreten Die Kippstufe MF wird dann von den Synchronisierimpulsen im astabilen Zustand gehalten. Fallen dagegen die Impulse aus, gelangt die Kippstufe MF in den stabilen Zustand und die Lumineszenzdiode LD 2 leuchtet auf. Selbstverständlich können die Lumineszenzdioden LDI, LD2 auch so geschaltet werden, daß sie bei störungsfreiem Betrieb aufleuchten.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Taktgeberanordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen für ein redundantes Datenverarbeitungssystem mit mehreren Taktgebern, die jeweils enthalten: einen Oszillator, an den ein Zähler angeschlossen ist, und eine Mehrheitsschaltung, die den Zählern aller Taktgeber nachgeschaltet ist und mit deren Ausgangssignalen der Zähler gesteuert ist und die Steuerimpulse gebildet sind, g e k e n n -zeichnet durch folgende Merkmale: a) der Zähler (Z 1) gibt bei einem ersten Zählerstand an einem ersten Ausgang (X 1) ein Signal ab, aus dem ein Freigabesignal für die Mehrheitsschaltung (ML 1) gebildet ist; b) der Zähler (Z 1) gibt bei einem zweiten, höheren Zählerstand an einem zweiten Ausgang (X2) einen Synchronisierimpuls ab, welcher der Mehrheitsschaltung zusammen mit den Synchronisierimpulsen von den Zählern der anderen Taktgeber der Mehrheitsschaltung zur Bildung eines Mehrheitssignals zugeführt ist, das auf den Rücksetzeingang (R) des Zählers (Z 1) aufgeschaltet ist; c) der Zähler (Z1) gibt bei einem dritten, noch höheren Zählerstand an einem dritten Ausgang einen Impuls ab, aus dem ein Störmeldesignal gebildet ist, das als Sperrsignal dem Zähler (Z 1) und einer ersten Meldeeinheit (LD 1) zugeführt ist.
2. 2. Taktgeberanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den dritten Ausgang (X3) des Zählers (Z1) der Setzeingang eines Störmeldespeichers (SMS) angeschlossen ist, von dessen Ausgang das Sperrsignal für den Zähler (Z1) und das Störmeldesignal abgenommen sind.
3. 3. Taktgeberanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksetzeingang (R) des Störmeldespeichers (SMS) an eine Starttaste (RS) angeschlossen ist
4. 4. Taktgeberanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksetzeingang (R> des Zählers (Z 1) an die Starttaste (RS) angeschlossen ist.
5. 5. Taktgeberanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücksetzeingang des Störmeldespeichers (SMS) und gegebenenfalls der Rücksetzeingang (R) des Zählers (Z1) einem ODER-Glied (OR 3) nachgeschaltet sind, dessen Eingänge an die Starttasten aller Taktgeber angeschlossen sind.
6. 6. Taktgeberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrheitsschaltung (ML1) eine Zeitstufe (ZSP1) nachgeschaltet ist, von der die Steuerimpulse und die Rücksetzimpulse für den Zähler (Z1) abgenommen sind.
7. 7. Taktgeberanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitstufe einen Zeitstufenspeicher (ZSP 1) enthält, dessen Setzeingang (S) an die Mehrheitsschaltung (ML 1) angeschlossen ist, von dessen Ausgang die Steuerimpulse abgenommen sind, an den der Rücksetzeingang (R) des Zählers (Z1) angeschlossen ist und der im gesetzten Zustand einen Zeitstufenzähler (Z2) freigibt, dem vom Oszillator (OS)Taktimpulse zugeführt sind und der bei Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes den Zeitstufenspeicher (ZSP 1) zurücksetzt
8. 8. Taktgeberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zähleingang des Zählers (Z1) ein Frequenzteiler (FT) vorgeschaltet ist
9. 9. Taktgeberanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am zweiten Ausgang (X2) des Zählers (Z 1) eine retriggerbare monostabile Kippstufe (MF) angeschlossen ist, deren Zeitkonstante mindestens gleich der Periodendauer der bei ungestörtem Betrieb des Taktgebers am zweiten Ausgang (X2) des Zählers (Z1) auftretenden Impulse ist, und der eine zweite Meldeeinheit (LD 2) nachgeschaltet ist Die Erfindung betrifft eine Taktgeberanordnung zum Erzeugen von Steuerimpulsen für ein redundantes Datenverarbeitungssystem gemäß dem Oberbegriff des