Designing of radio-electronic systems of responsible purpose with hardware-software implementation involves the mandatory provision of their property of fault-tolerance. The property of fault-tolerance are provided by the use of fault-tolerant systems. For these fault- tolerant systems at the stage of system engineering design it is necessary to solve the problem of reliability structural-parametric synthesis. A designer must have a high degree of adequacy of reliability models of fault-tolerant systems with different configurations to solve such a task.
Wide application for the design of radio electronic systems (RES) of responsible purpose with hardware and software implementation have fault-tolerant systems with majority structure. Fault-tolerant systems with a majority structure have many options for practical implementation. However, not all variants of their implementation have developed reliability models that are suitable for solving the problem of reliability structural- parametric synthesis. In the list of fault-tolerant systems with a majority structure, for which there are no models of the required degree of adequacy, includes a fault-tolerant system in which there are 5 RES in the core and the majority function works according to the rule {3 of 5}. The developed reliability model takes into account the technical implementation features described below.
The suitability of a reliability fault-tolerant system model for solving the problem of reliability synthesis by the multivariate analysis determines the availability of computer support for the development of a reliability model and the solution to the problem of reliability analysis. The basis of technology development of reliability models is the method of developing models of discrete-continuous stochastic systems in the form of states diagram. Implementation of the method involves the development of a structural and automatic model of fault-tolerant system.
In this paper, for a fault-tolerant system with a majority structure {3 of 5}, a developed supporting state diagram is presented and mathematical model is developed in the form of a system of Kolmogorov—Chapman differential equations.
1. Бахмач Е. С., Герасименко А. Д., Головир В. А., Сиора А. А., Скляр В. В., Токарев В. И., Харченко В. С. Отказобезопасные информационно-управляющие системы на программируемой логике / Под ред. Харченко В. С., Скляра В. В. — Национальный аэрокосмический университет “ХАИ”, Научно-производственное предприятие “Радий”, 2008. — 380 с. 2. Кустов В. Ф. Математичні моделі функційної безпечності та безвідмовності відновлюваних технічних засобів у разі використання мажоритарного резервування “2” із “3” / В. Ф. Кустов // Збірник наукових праць ДонІЗТ. Автоматика, телемеханіка, зв’язок. — 2010. — № 23. — С. 5–13. 3. Панченко С. В. Дослідження мажоритарної структури системи з відновленням / С. В. Панченко, Н. Г. Панченко, А. А. Меліхов // Науково-технічний журнал “Інформаційно- керуючі системи на залізничному транспорті”. — 2010. — № 5. — С. 62–68. 4. Мандзій Б. А. Оцінювання показників надійності відмовостійкої системи на основі мажоритарної структури з врахуванням параметрів стратегії аварійного відновлення / Б. А. Мандзій, Б. Ю. Волочій, Л. Д. Озірковський, М. М. Змисний, І. В. Кулик // Вісник Нац. ун-ту “Львівська політехніка”. Радіотехніка та телекомунікації. — 2011. — № 705. — С. 216–224. 5. КАУ РБ РКК “Наземный старт” [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.apsystem.ru/land_launch.shtml. 6. Ольшевский Ю. Н. Перспективы развития систем управления и защиты ядерных энергетических реакторов типа ВВЭР-1000 / Ю. Н. Ольшевский, Г. А. Жемчугов, А. О. Мирошник, Т. Н. Галкина // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. — 2001. — C. 188–196. 7. Ястребенецкий М. А., Васильченко В. Н., Виноградская С. В. и др. Безопасность атомных станций: Информационные и управляющие системы (Безпека АЕС. Інформаційні та керуючі системи) / Под ред. М. А. Ястребенецкого. — К.: Техніка, 2004. — 472 с. 8. Sklyar V. Reliability and Availability Analysis of FPGA-based Instrumentation and Control Systems / V. Sklyar, V. Kharchenko, A. Siora, S. Malokhatko, V. Golovir, Yu. Beliy // The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM): proceedings of the 11th International Conference CADSM. — 2011. — P. 27−33. 9. Кривоносов А. И. Структурно- алгоритмическая организация и модели надежности мажоритарно-резервированных систем / А. И. Кривоносов, Н. К. Байда, А. А. Кулаков, В. С. Харченко, Н. П. Благодарный // Космічна наука і технологія. — 1995. — № 1. — С. 74–79. 10. Lala J. H. A Design Approach for Ultra Reliable Real-Time / J. H. Lala, R. B. Harper, L. S. Alger // Systems IEEE Computer. — 1991. — P. 12–22. 11. Бочков К. А. Методы обеспечения безопасности в микропроцессорных системах железнодорожной автоматики и телемеханики: учеб. пособ. для студентов транспортных специальностей высших учебных заведений / К. А. Бочков, С. Н. Харлап. — Гомель: БелГУТ, 2001. — 84 с. 12. Кустов В. Ф. Дослідження функційної безпечності системи МПЦ-Д / В. Ф. Кустов, О. В. Давидчук // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. Автоматика та ком’ютерні системи управляння рухом поїздів. — 2010, вип. 118. — С. 7–12. 13. Кустов В. Ф. Дослідження функційної безпечності мікропроцесорної системи типу МПЦ-Ц / В. Ф. Кустов, С. В. Осадчий // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. Автоматика та комп’ютерні системи управляння рухом поїздів. — 2011, вип. 126. — С. 72–76. 14. Kim Min-Seok Reliability Analysis for Train Control System by Hardware Redundancy Architecture in Fault Tolerance System /Min-Seok Kim, Min-Kyu Kim, Jong-Woo Lee // Journal of International Council on Electrical Engineering. — 2011. — № .2. — Р. 140–144. 15. TMS1000-R triple modular redundancy for turbine control systems [Електронний ресурс]. — Режим доступу: http://www.turbinetech.com/pdf/TMS-1000R_Rev1-7.pdf. 16. Koren Israel Fault tolerant systems / Israel Koren, C. Mani Krishna // Morgan Kaufmann Publishers is an imprint of Elsevier, 2007. — 378 p. 17. Федухин А. В. Моделирование надежности восстанавливаемой резервированной системы со структурой типа “k из n” / А. В. Федухин // Математичні машини і системи. — 2008. — № 4. — С. 189–193. 18. Shooman Martin L. Reliability of Computer Systems and Networks: Fault Tolerance, Analysis, and Design / Martin L. Shooman. — John Wiley & Sons, Inc., New York, 2002. — 528 p. 19. Sherif Yacoub Automating the Analysis of Voting Systems / Sherif Yacoub, Xiaofan Lin, Steve Simske, John Burns // Software Reliability Engineering. ISSRE. — 2003. — P. 203–214. 20. Федасюк Д. В., Волочій С. Б. Методика розроблення структурно-автоматних моделей дискретно-неперервних стохастичних систем // Науково-технічний журнал “Радіоелектронні і комп’ютерні системи”. — Харків “ХАІ” 2016. — № 6(80). — С. 24–34. 21. Математичні моделі та методи аналізу надійності радіоелектронних, електротехнічних та програмних систем: монографія / Ю. Я. Бобало, Б. Ю. Волочій, О. Ю. Лозинський, Б. А. Мандзій, Л. Д. Озірковський, Д. В. Федасюк, С. В. Щербовських, В. С. Яковина. — Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2013. — 300 с. 22. Fedasyuk D. Method of Developing the Structural-Automaton Models of Fault-Tolerant Systems [Text] / Dmytro Fedasyk, Serhiy Volochiy // Proceedings 14th International Conference “The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM)”, 21–25 February 2017, Polyana, Ukraine. — P. 22–26. 23. Волочій Б. Ю. Технологія моделювання алгоритмів поведінки інформаційних систем / Б. Ю. Волочій. — Львів: Вид-во Нац. ун-ту “Львівська політехніка”, 2004. — 220 с.