4.2. Восстанавливающие органы дискретных устройств

4.2.1. Основные определения

Для бесконтактных дискретных устройств применение резервирования в его обычном виде в большинстве случаев является невозможным. Наиболее подходящим методом введения избыточности в подобных случаях является использование восстанавливающего органа. Суть его заключается в следующем.

Если взять отдельное дискретное устройство - логический блок (ЛБ) с одним выходом, то его функционирование можно представить как выдачу выходной информации, состоящей из последовательности нулей и единиц (рис. 4.1, а).

Рис. 4.1

Из-за ненадёжности составляющих элементов заданная последовательность нулей и единиц может нарушаться, т.е. возникает отказ. Этот отказ может быть двух типов. Если вместо требуемого нуля на выходе формируется единица, то говорят, что произошел отказ по "1" (или ошибка - ложная единица). Если на выходе вместо единицы появляется нуль, то происходит отказ по "0" (или ошибка - ложный нуль) [9].

Для того, чтобы устранить (нейтрализовать, скорректировать) эти ошибки, и используют восстанавливающий орган (ВО), который, как показывает само его название, как бы восстанавливает искаженную информацию. Идея использования ВО заключается в следующем. Берут r одинаковых логических блоков, на каждый из них подают одну и ту же информацию, а сигнал с их выходов подают на входы ВО (см. рис. 4.1, б). Таким образом, (r - 1) блоков являются избыточными.

Восстанавливающий орган функционирует согласно следующему уравнению.

(4.1)

где r - порог ВО, показывающий, какое минимальное количество единиц должно быть на его входе, чтобы на выходе также появилась единица.

Рассмотрим, при каких условиях происходит коррекция ошибок типа ложный "0" и типа ложная "1".

4.2.2. Коррекция ошибок (отказов) типа ложный "0".

Такие ошибки появляются на выходах неисправных логических блоков тогда и только тогда, когда на выходе исправных блоков должна быть "1". ВО должен следовать за исправными блоками, т.е. на его выходе в этот момент тоже должна быть "1". Из (4.1) следует, что "1" на выходе ВО будет тогда, когда а это значит, что может отказать по "0" (г - r) блоков и ВО все равно будет выдавать требуемую "1". Действительно, в этом случае

Больше, чем (r-r) ошибок типа ложный "0", BО корректировать не может, так как в этом случае

и на выходе ВО будет постоянный нуль (рис. 4.2, а).

4.2.3. Коррекция ошибок (отказов) типа ложная "1"

Такие ошибки появляются на выходах неисправных логических блоков тогда и только тогда, когда на выходе исправных блоков должен быть "0". ВО должен следовать за исправными блоками, на его выходе в этот момент тоже должен быть "0". Из (4.1) следует, что "0" на выходе ВО будет тогда, когда а это значит, что может отказать по "1" (r - 1) блоков и ВО все равно будет выдавать требуемый "0". Действительно, в этом случае

Больше, чем (r - 1) ошибок типа ложная "1", ВО корректировать не может, так как в этом случае

и на выходе ВО будет постоянная единица (рис. 4.2, б).

Следует отметить, что, вообще говоря, ВО не восстанавливает информацию, а только контролирует количество единиц на входе. Если

определенная совокупность единичных сигналов есть, то на выходе ВО будет единичный сигнал, иначе - нулевой, независимо от исправности не избыточных логических блоков на входе ВО.