Санкт-Петербургский государственный технический университет РЕФЕРАТ по предмету "Теория надежности"
    тема: Резервирование с применением мажоритарного элемента.
    
    
    
    
     Выполнил: Карцев А. А. Санкт-Петербург 2000 г.
    Мажоритарный элемент позволяет обеспечить режим одновременного штатного функционирования основного и резервных элементов РЭУ и исключает применение специальных коммутационных узлов, устраняющих взаимное влияние основного и резервных элементов друг на друга. При этом отказ основного или резервного элементов не влияет на работу оставшихся исправных элементов. В настоящее время нашло весьма широкое применение структурное резервирование с мажоритарным элементом, оно используется для повышения надежности цифровых электронных устройств и цифровых систем.
    Мажоритарный элемент - это логическое устройство с нечетным числом входов m=2k+1 (где k = 1, 2 ,3...) и одним выходом. Чаще всего используются элементы с m = 3, реже с m = 5 и совсем редко с m = 7. Условное обозначение мажоритарных элементов показано на рис. 1.
    
    
    Мажоритарный элемент может быть выполнен в виде отдельной микросхемы или собран из нескольких логических микросхем. В дальнейшем для краткости будем называть резервирование с применением мажоритарного элемента просто мажоритарным резервированием.
    Принцип мажоритарного резервирования поясним на примере с помощью рис. 2, отображающего часть некоторой цифровой схемы.
    
    С выхода цифрового устройства У1 цифровые сигналы в виде последовательности символов "0" и "1" поступают на входы трех работающих одновременно одинаковых равно надежных устройств У21, У22, У23, образующих резервированный узел. Цифровые сигналы с выхода каждого из устройств У21, У22, У23 поступают на соответствующий вход мажоритарного элемента (в данном случае трехвходового).
    Если каждое из устройств У21, У22, У23 исправно, то в данный момент времени на их выходах будет один и тот же двоичный символ (0 или 1), а значит и на входах мажоритарного элемента. Тогда и на выходе мажоритарного элемента будет такой же двоичный сигнал. Если какое-либо из устройств У21, У22, У23 отказало, то только на двух входах мажоритарного элемента в данный момент времени двоичные символы будут одинаковые. На выходе же мажоритарного элемента будет двоичный символ, совпадающий с символом на выходе двух исправных устройств. То есть мажоритарный элемент выполняет логическую операцию принятия решения "по большинству" (операция "голосования"). Теперь становится понятным, почему количество входов у мажоритарного элемента должно быть нечетным и больше единицы.
    На рис. 3 изображена структурная схема трехвходового мажоритарного элемента, из которой становится понятной логика его работы, отвечающая логической функции Z=(x1 /\ x2) \/ (x2/|x3)\/(x1/|x3).
    
    
    Найдем зависимость вероятности безотказной работы узла с мажоритарным резервированием Pрм(t) от вероятности безотказной работы резервируемого и резервных элементов P(t). Начнем с частного случая, отвечающего трехвходовому мажоритарному элементу. Предполагаем при этом, что сам мажоритарный элемент абсолютно надежен.
    
    
    
    Узел на рис. ............