Структуры безопасных МИУС

Структурные методы резервирования и контроля в МИУС, отвечающие требованиям безопасности, должны обеспечивать:

· независимость отказов в однотипных элементах функционально избыточных структур;

· защиту системы от сбоев и отказов, исключение возможности накопления отказов;

· контроль правильности функционирования программного обеспечения.

Всем этим требованиям удовлетворяют следующие основные типы безопасных структур МИУС, используемые при построении систем микропроцессорных централизаций.

2.1.1 Одноканальная система с одной программой
и средствами внутреннего контроля и самотестирования

Одноканальная система с одной программой [2] может быть применена при организации достаточно полной проверки вычислительного канала с помощью самопроверяемых средств внутреннего контроля (ССВК) и наличии безопасных выходных схем (БВС) для включения управляемых объектов (УО) (рисунок 2.1).

Задачей самопроверяемой схемы внутреннего контроля является обнаружение неисправностей заданного класса в вычислительном канале и собственных неисправностей. При возникновении отказа ССВК формирует сигнал Y, с помощью которого система может быть переведена в защитное состояние по входу Æ (например, отключено питание), и (или) выходы ЭВМ Z отключаются от управляемых объектов УО с помощью БВС.

Рисунок 2.1 – Одноканальная система с одной программой

Безопасность данной структуры зависит от эффективности способа самопроверки. Обязательно должна присутствовать временная и информационная избыточность. Временная избыточность обеспечивается тестированием вычислительного канала. Тестовые программы должны выполняться перед каждым формированием управляющего воздействия и обеспечивать обнаружение всех одиночных отказов аппаратных средств.

Информационная избыточность реализуется кодированием информации, циркулирующей в системе и хранящейся в памяти, помехоустойчивыми кодами. Целесообразно применение самопроверяемого программного обеспечения.

Достоинством данной структуры является простота технической реализации. Недостатки: сложность определения критериев правильной работы системы для реализации ССВК; обнаружение отказов и сбоев только из заранее определенного множества дефектов; дополнительные затраты на разработку специального самопроверяемого программного обеспечения; снижение быстродействия из-за частого самотестирования; невысокая эксплуатационная готовность, т. к. любой отказ переводит систему в нерабочее защитное состояние.

В связи с этими недостатками данная структура получила ограниченное применение. Например, в системах микропроцессорной централизации она применяется только при условии использования в вычислительном канале безопасных ЭВМ.