Самоконтроль технічного стану в електронних пристроях із структурною надлишковістю

Анотація

У більшості випадків введення апаратної надлишковості використовується як засіб підвищення надійності невідновлювального обладнання, тобто такого, яке неможливо за конструктивними особливостями або умовами експлуатації ремонтувати. У цьому випадку можна покращити не лише ймовірність безвідмовної роботи, але й збільшити час напрацювання до відмови. У статті показано, що у випадку введення надлишковості для відновлюваної апаратури виникають додаткові можливості для організації самоконтролю (самодіагностики) технічного стану обладнання. На прикладі популярної структури NonStop фірми Tandem розглянуто конкретні рішення для утворення сигналів індикації технічного стану структури в реальному часі у разі виникнення передаварійних та аварійних ситуацій. Показано, що зазначені додаткові можливості практично відсутні в мажоритарних структурах у випадку 3-кратної надлишковості та суттєво покращуються зі збільшенням рівня надлишковості. Ще одна важлива та корисна особливість таких структур – це адаптація алгоритму відновлення сигналів при відмові частини обладнання у структурі. Так, структура типу «тандем» після відмови одного з компонентів при такій адаптації переходить до процедури відновлення «2 з 3», що збільшує ймовірність безвідмовної роботи за рахунок збільшення кількості працездатних станів. Проведено аналіз структур типу «тандем» для різних стартових технічних станів. Отримані аналітичні вирази для середнього часу переходу із схеми «тандем» до схеми із трикратною надлишковістю та у подальшому до наступного технічного стану без надлишковості, для середнього часу зворотних переходів при наявності процедур відновлення. Отримані вирази для відповідних коефіцієнтів готовності. Ключові слова: структурна надлишковість, відмовостійкість, самоконтроль, адаптація до відмов.