Brevet FR2070771A1 — publié le 19710917

L@invention concerne un ensemble redondant à dispositifs micro-électroniques numériques très intégrés. On sait que le rendement d'un système micro-électronique numérlque en cas de rendements donnés de ses sous-systèmes, par exemple de montages de principe logiques, peut être augmenté par redondance, On distingue deux sortes de montage redondants. Ou bien tous les sous systèmes sont couplés électriquement entre eux de façon convenable (redondance chaude) ou bien tous les sous-systèmes sont vérifiés en ce qui concerne leur capacité de fonctionnement avant leur couplage électrique9 et seuls les sous-systèmescapables de fonctionner sont couplés ensemble (redondance froide). Dans les systèmes à redondance chau- des il se produit simultanément une augmentation de la fiabili téO Font partie de ces systèmes, la redondance de composants et de fonctionnement ainsi que les systèmes qui sont construits dgaprès le principe dit.majoritairee Ces principes de construction ont, cependant9 été limités à la technique discrète. L9augmentation du rendement en cas d'utilisation du principe majoritaire n'est pas significative, étant donné que deux au moins des trois sous-systèmes doivent pouvoir fonctionner0 En outre9 le genre de défaut influe sur ie montage de la logique majoritaire. Si l'on donne la préférence au niveau, à la sortie du montage défectueux9 la logique majoritaire doit être composée d'éléments "ET". Si 1 on donne la préférence au niveau -L, il faut choisir des éléments "OU". Les défauts de lQautre polarité9 qui se produisent rarement9 condui- sent même à de fausses indications. La redondance froide exige la véri- fication de tous les sous-systèmes en ce qui concerne leur capacité de fonctionnement dont différentes variantes sont connues dans la technique micro-électronique et le calcul et ensuite la fabrication subséquente du câblage des sous-systèmes pouvant fonctionner pour chaque système individuel. La vérifi@ation in- dividuelle exige, en outre, des surfaces de contact d'une grandeur telle que les joints les-plus étanches des éléments ne sont pas possibles, La dépense économique est, par conséquent9 consi- dérable. L'invention a pour but de réaliser un dispositif micro-électronique numérique dont le procédé de fabrication permet un rendement plus élevé et dont la fiabilité est supérieure à celles de systèmes connus dans lequel les sorties équivalentes dans un groupe de sous-systèmes de mEme type commandés en commun9 capables de bon fonctionnement ou défectu- eux, sont assembles s de telle sorte que le flux de signal est ga- ranti par un sous système du groupe9 le montage du système devant être indépendant du niveau de sortie du sous-système défec- tueux. 19invention est caractérisée en ce que les sorties des sous-systèmes du même type commandés en com- mun9 sont pourvues dun moyen pour la distinction dynamique en- tre les sous systèmes de bon fonctionnement et ceux défectueux le flux du signal étant garanti par un sous-système de bon fonctionnement. Suivant un mode de réalisation, les sorties des sous système commandés en commun sont réunies par l'intermédiaire dun organe de différentiation et amenées à une mémoire dont la sortie forme la sortie du système total. On peut. cependant associer9 dans les.lignes de sortie des sous-systèmes9 un commutateur qui est ouvert ou fermé par un système de montre le associé qui vérifie la capacité de fonctionnement du soussystème après sa connexion. On obtent ainsi que le flux du si gnal s effectue par un sous-système de bon fonctionnement. Par rapport aux systèmes micro-'elec- troniques connus, la solution suivant l'invention présente l'avantage de supprimer la vérification des sous-systèmes dans ia jonction à disques. Dans ce cas, il s'agit d'une phase qui demande beaucoup de temps et beaucoup de dépense, Sous cette condition, on peut augmenter l'étanchéité des joints du cEté de la grandeur des sous-systèmes, une partie du gain étant cependant de nouveau perdue pour les éléments supplémentaires0 Ce système est9 par conséquent9 avantageux uniquement à partir d'une cer- taine grandeur minimale des sous-systèmes. D'autre part, on supprime les opérations photolithographiques pour la structuration individuelle ou partiellement individuelle. On supprime ainsi l'utilisation d'un calculateur et des appareils qui servent à la production de masques à caractère individuel. Finalement, le système décrit possède9 par suite de la redondance chaude, une fiabilité plus grande, ce qui entraine une durée de vie plus grande et la construction de systèmes plus grands. La description ci après et les dessins annexés représentent deux exemples de réalisation de l9înven- tion9 dessins dans lesquels - la figure d montre le schéma synoptique du système suivant l'invention d'après la variante A9 ^ la figure 2 montre une construction réelle possible du système de la figure I 9 - la figure 3 montre le schéma synopt tique du système suivant l'invention d'après la variante B, - la figure 4 est un schéma synoptique d'un système partiel suivant la figure 39 - la figure 5 montre le montage ré- el des figures 3 et 4. Dans la figure 19 les entrées tSo2 agissent de la même façon sur les sous-systèmes 3 et 4 montés de façon identique9 dont les sorties sont assemblées par lein- termédiaire d'organes de différentiation 5;6 au point d'addi- tion 7 et sont emmagasinées dans la mémoire 8. La référence 9 indique la sortie. Si les deux sous-systèmes 3;4 sont de bon fonctionnement, les mêmes impulsions se rencontrent au point d'addiction 7. Si un sous-système est défectueux9 une seule impulsion parvient au point d'addition 70 Bien entendu9 la mémoire doit fonctionner avec cette seule impulsion, Si, par conséquent, une impulsion au moins d'un organe différentiel 5;6 arrive au point d'addition 7, le système redondant est capable de fonctionner. La capacité de fonctionnement des organes de-différentiation 596 et de la mémoire 8 est admise comme hy- ppthèse. La figure 2 montre un montage réel possible du système représenté dans la figure 1. Les organes de différentiation 596 dans les lignes de sortie des sousmsystèmes 3e4 sont réalisés par des capacités et sont combinés par l'in termédiaire d'un montage auxiliaire 209 de façon logique avec la mémoire 8 équipée comme basculeur et qui ne fonctionne que sur des impulsions positives. Le basculeur doit posséder une position préférentielle ou être placé dans une telle position lors de la mise en marche du système pour réaliser des conditions définies. Un deuxième exemple de réalisation est décrit à l'aide de la figure 3. Les entrées 1;2 agissent de la même façon sur les sous-systèmes 394 montés de façon identi que et dont les sorties sont réunies par l'intermédiaire de commutateurs 12,13 au point d'addiction 7 et conduisent à la sortie 9. Les références 10;11 représentent les systèmes de vérification associés aux commutateurs 12, 13. Le montage de principe du moyen de vérification 10 ou 18 est indiqué dans la figure 4. A la sortie 18 du système de vérification 10, il faut appliquer9 après l'o- pération de vérification qui suit la phase de mise en marche, un niveau i ou L pendant tout le temps de service' suivant que le sous-système en question est défectueux ou capable de fonctionner. Pour cela, on se sert de la mémoire 17. Le principe de l'opération de véri- fication consiste alors à maintenir le niveau de sortie du début du sous-système en question9 par exemple du sous-système 3 dans la mémoire 15 dont la sortie prend la position préférentielle au moment de la mise en marche, et à le comparer avec un niveau de sortie modifié à l'aide de l'action d'un change- ment de la valeur d'entrée (en cas de sous-système de bon fonc tionneme,nt) ou non modifié (en cas de sous-système défectueux). Aussi longtemps que les deux entrées du discriminateur 16 sont identiques, les sorties 18 de ce dernier et la mémoire 17 dont la sortie est également au moment de la mise en marche dans la position préférentielle , sont placées au niveau -, ce qui en trains un blocage du flux du signal dans le commutateur 12. S'il existe une inégalité aux entres du discriminateur 16, il doit apparaître à sa sortie un niveau -L de même qu'à la sortie 18 de la mémoire 17p de sorte que le commutateur 12 fait passer le flux de signal. Etant donné que le niveau statique de début de la sortie 9 peut être, suivant le but à mettre en oeuvre, ou L, la valeur L n'apparaissant cependant pas dans cet exemple à la sortie 9 par suite du commutateur 'bloqué 12, il faut vérifier immédiatement avec la mise en marche0 Pour ce- la, on se sert de l'entrée 19. Cette entrée 19 doit présenter un niveau tel (tension de service ou masse) que le sous-système assure la commutation de façon sûre après l'amortissement de- l'- impulsion de mise en marche par l'intermédiaire de la capacité 21. La figure 5 montre un montage réel possible; dans ce cash le système de vérification n'est représenté dans le dessin qu'- une fois pour des raisons de clarté, Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'au- tres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Ensemble redondant à dispositifs micro électroniques numériques, à redondance chaude, qui est composé de sous-systèmes identiques commandés en commun aveo des sorties parallèles communes, ensemble caractérisé en ce qu'- un moyen est prévu aux sorties des sous-systèmes pour la dis- tinction dynamique entre les sous-systèmes de bon fonctionne- ment et les sous-systèmes défectueux. 2.- Ensemble suivant la revendica- tion 1 caractérisé en ce que les sorties des sous-systèmes sont reliées par l'intermédiaire d'un organe de différentiation à un point d'addition formant l'entrée d'une mémoire. 3.- ensemble suivvant la revendication 1 caractérisé en ce que les sorties des sous-systèmes ont reliées avec un commutateur, aussi bien directement que par 1'intermédiaire d'un système pour la vérification de la capacité de -fonctionnement de sous-systèmes, les sorties du commutateur étant conduites i un point d'addition.