Оптоэлектронный десятичный сумматор

 

ОПТОЭЛЕКТРОННЬЙ ДЕСЯТИЧНЫЙ СУММАТОР, содержащий два блока ввода слагаемых, разрядные ячейки, генератор импульсов и блок формирования импульсов, причем каждая разрядная ячейка содержит оптоэлектронньш квантующий модуль, первьй и второй блоки памяти и переключатель, при этом выходы первого и второго блоков ввода слагаемых подключены к соответствующим входам слагаемых соответствующей разрядной ячейки; в каждой разрядной ячейке первьй вход оптоэлектронного квантующего модуля соединен с установочным входом разрядной ячейки , который соединен с шиной установки сумматора в начальное состояние, второй вход оптоэлектоонного квантующего модуля соединен с питающим входом разрядной ячейки, которьй соединен с шиной питания сумматора, первьй и второй управляющие входы .сумматора подключены соответственно к первым.и вторым управляющим входам разрядных ячеек, вькод генератора импульсов подключен к входам синхронизации разрядных ячеек, первый выход блока формирования импульсовявляется выходом отрицательного знака сумматора и соединен с входом разрешения переполнения последней разрядной ячейки сумматора, второй выход блока формирования импульсов соединен с входом запрещения переполнения последней разрядной ячейки сумматора и входом приема переноса первой разрядной ячейки сумматора, первый вход блока формирования импульсов соединен с выходом запроса на вьщачу заема последней разрядной ячейки сумматора и входом запроса на выдачу заема первой разрядной ячейки сумматора, второй вход блока формирования импульсов соединен с выходом коррекции 3 последней разрядной ячейки сумматот ра, которьй является выходом коррекции сумматора, третий вход блока формирования импульсов саединен с шиной установки сумматора г. начальное состояние , вход приема переноса каждой разрядной ячейки, начиная с второй, iсоединен с выходом вьщачи переноса предыдущей разрядной ячейки, выход СП управления приемом переноса каждой разрядной ячейки, начиная с второй, 00 соединен с входом управления выдачей ел переноса предыдущей разрядной ячейки, 4 выход управления вьщачей заема первой разрядной ячейки соединен с входом управления приемом заема последней разрядной ячейки, выход переполнения которой является выходом переполнения сумматора, при этом в каждой разрядной ячейке первый и второй входы переключателя соединены с соответствующими входами слагаемых разрядной ячейки, третий и четвертый входы переключателя соединены соот

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1151954 А

4(51) G 06 F 7/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н (54) (57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ДЕСЯТИЧНЫЙ

СУММАТОР, содержащий два блока ввода слагаемых, разрядные ячейки, генератор импульсов и блок формирования импульсов, причем каждая разрядная ячейка содержит оптоэлектронный квантующий модуль, первый и второй блоки памяти и переключатель, при этом выходы первого и второго блоков ввода слагаемых подключены к соответствующим входам слагаемых соответствующей разрядной ячейки, в каждой разрядной ячейке первый вход оптоэлектронного квантующего модуля соединен с установочным входом разрядной ячейки, который соединен с шиной установки сумматора в начальное состояние

) . в торой вход оптоэл ект в он но го кв антующего модуля соединен с питающим входом разрядной ячейки, который соединен с шиной питания сумматора, первый и второй управляющие входы .сумматора подключены соответственно к первым и вторым управляющим входам разрядных ячеек, выход генератора импульсов подключен к входам синхронизации разрядных ячеек, первый выход блока формирования импульсов явГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3492606/24-24 (22).27.07.82 (46) 23.04.85, Бюл. Р 15 (72) В.П. Кожемяко и Л.И. Тимченко (71) Винницкий политехнический институт (53) 681. 325. 56 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 840895, кл. С 06 F 7/56, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Р 915618, кл. G 06 F 7/56, 1980. ляется выходом отрицательного знака сумматора и соединен с входом разрешения переполнения последней разряднбй ячейки сумматора, второй выход блока формирования импульсов соединен с входом запрещения переполнения последней разрядной ячейки сумматора и входом приема переноса первой разрядной ячейки сумматора, первый вход блока формирования импульсов соедине с выходом запроса на выдачу заема последней разрядной ячейки сумматора и входом запроса на выдачу заема первой разрядной ячейки сумматора, второй вход блока формирования импульсов соединен с выходом коррекции последней разрядной ячейки сумматора, который является выходом коррекции сумматора, .третий вход блока фор мирования импульсов соединен с шиной установки сумматора г. начальное состояние вход приема пе еноса ка й

Э P ждо разрядной ячейки, начиная с второй,,соединен с выходом выдачи переноса предыдущей разрядной ячейки, выход управления приемом переноса каждой разрядной ячейки, начиная с второй, соединен с входом управления выдачей переноса предьдущей разрядной ячейки, выход управления вьдачей заема первой разрядной ячейки соединен с входом управления приемом заема последней разрядной ячейки, выход переполнения которой является выходом переполнения сумматора, при этом в каждой разрядной ячейке первый и второй входы переключателя соединены с соответствующими входами слагаемых разрядной ячейки, третий и четвертый входы переключателя соединены соот1 1 51954 ветственно с первым и вторым управляющими входами разрядной ячейки, пятый вход переключателя соединен с входом синхронизации разрядной ячейки, шестой вход переключателя соединен с входом приема переноса разрядной ячейки, седьмой вход переключателя соединен с входом запроса на выдачу заема разрядной ячейки, первый выход переключателя каждой разрядной ячейки, кроме первой, соединен с выходом управления приемом переноса этой разрядной ячейки, в каждой разрядной ячейке второй выход переключателя соединен с выходом управления выдачей заема, третий выход переключателя соединен с первым электрическим входом первого блока памяти, второй электрический вход первого блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с входом управления выдачей переноса этой разрядной ячейки, второй электрический вход пЕрвого блока памяти последней разрядной ячейки соединен с входом разрешения переполнения этой разрядной ячейки, выход первого блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, подключен к выходу выдачи переноса этой разрядной ячейки,в каждой разрядной ячейке четвертый выход переключателя соединен с первым электрическим входом второго блока памяти, второй электрический вход второго блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с входом управления приемом заема этой разрядной ячейки, выход второго блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с выходом запроса на выдачу заема этой разрядной ячейки, в каждой разрядной ячейке первый и второй оптические выходы оптоэлектронного квантующего модуля соединены соответственно с оптическими входами первого и второго блоков памяти, в последней разрядной ячейке основной выход первого блока памяти соединен с выходом переполнения этой разрядной ячейки, а до- полнительный выход — с выходом коррекции этой разрядной ячейки, третий электрический вход первого блока памяти последней разрядной ячейки соединен с входом запрещения переполнения этой разрядной ячейки, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения надежности путем снижения требований к параметрам импульсов генератора импульсов, в каждую разрядную ячейку введены блок управления записью и блок записи, причем третий выход переключателя соединен с первым входом блока управления записью, а четвертый выход переключателя подключен к второму входу блока управления записью, выход которого подключен к первому входу блока записи, первый управляющий вход сумматора соединен с вторым входом блока записи, второй управляющий вход сумматора подключен к третьему входу блока записи, третий выход переключателя соединен с четвертым входом блока записи, четвертый вход переключателя. подключен к пятому входу блока записи, первый выход блока записи соединен с третьим входом оптоэлектронного квантующего модуля, второй выход блока записи соединен с четвертым входом оптоэлектронного квантующего модуля, третий вход блока управления записью соединен.с шиной питания сумматора, при этом блок управления записью содержит входной источник света, регенеративный оптрон, оптоэлектронный ключ и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока управления записью, выход элемента ИЛИ соединен с входом регенеративного оптрона, который содержит транзистор, источник света и три фотоприемника, оптоэлектронный ключ содержит транзистор, фотоприемник, режимный и нагрузочный резисторы, в коллекторную цепь транзистора регенеративного оптрона включен источник света, соединенный с третьим входом блока управления Записью, база транзистора регенеративного оптрона подключена через первый фотоприемник к третьему входу блока управления записью, через второй фотоприемник - к входу регенеративного оптрона, через третий фотоприемник— к шине нулевого потенциала, один вывод входного источника света подключен к третьему входу блока управления записью, а другой — к шине нулевого потенциала, причем входной источник света оптически связан с вторым фотоприемником регенеративного оптрона, источник света регенератив1151954 и второго элементов И, а выход — с

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах как базисный элемент процессора. 5

Цель изобретения — повышение быстродействия сумматора и повышение надежности путем снижения требований к параметрам импульсов генератора импульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема трех разрядов сумматора; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления записью; на фиг. 3 — функциональная схема блока записи; на фиг. 4 — принципиальная схема оптоэлектронного квантующего модуля.

Оптоэлектронный десятичный сумматор содержит самую младшую 1, старшую 2 и самую старшую 3 разрядные ячейки, два блока 4 и 5 ввода слагаемых, генератор б импульсов и блок 7 формирования импульсов (импульса коррекции и отрицательного знака). Каждая разрядная ячейка,содержит первый и второй блоки 8 и 9 памяти, оптоэлектронный квантующий модуль 10 и переключатель 11, входы ного оптрона оптически связан с. его третьим фотоприемником и фотоприемником оптоэлектронного ключа, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой — к базе транзистора оптоэлектронного ключа и через режимный резистор — к третьему входу блока управления записью, коллектор транзистора оптоэлектронного ключа через нагрузочньп» резистор соединен с третьим входом блока управления записью, выход блока управления записью подключен к коллектору транзистора оптоэлектронного ключа, при этом блок записи содержит четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ, причем входы первого элемента И соединены с первым, третьим и четвертым входами блока записи, входы первого элемента ИЛИ подключены к первому и четвертому входам блока записи, а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму входу блока записи, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого первым выходом блока записи, входы третьего элемента ИЛИ соединены с пятым и первым входами блока записи, а выход подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом блока записи, входы четвертого элемента И соединены с пятым, первым н вторым входами блока записи, а выход — с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом третьего елемента И, а выход- с вторым выходом блока записи.—

12 и 13 которого являются входами

14 и 15 слагаемых разрядной ячейки, входы 16 и 17 переключателя t1 соединены соответственно с управляющими входами 18 и 19 сумматора, вход 20 переключателя 11 является входом синхронизации разрядной ячейки и соединен с выходом 21 генератора б импульсов, вход 22 переключателя 11 соединен с входом 23 приема переноса разрядной ячейки, вход

24 переключателя 11 соединен с входом 25 запроса на выцачу займа разрядной ячейки, .выход 26 переключателя 11 является выходом 27 упоавления приемом переноса разрядной ячейки, выход 28 переключателя 11 является выходом 29 управления выдачей займа разрядной ячейки, выход 30 переключателя 11 соединен с входом

31 блока 32 записи и с входом 33. блока 8 памяти, вход 34 и выход 35 которого являются входом 36 управления выдачей переноса и выходом 37 выдачи переноса разрядной ячейки и соединены соответственно с выходом

27 управления приемом переноса и входом 23 приема переноса соседней старшей разрядной ячейки, если дан1! 51954

3 ная разрядная ячейка не является самой старшей. Выход 38 переключателя 11 соединен с входом 39 блока 32, с входом 40 блока 9 памяти, вход 41 и выход 42 которого являются соответственно входом 43 управления переносом займа и выходом 44 запроса на выдачу займа разрядной ячейки и соединены соответственно с выходом 29 управления выдачей займа и входом 25 запроса на. выдачу займа соседней старшей разрядной ячейки. Оптические выходы 45 и 46 оптоэлектронного квантующего модуля 10 соединены соответственно с оптическими входами 47 и 48 блоков 8 и 9 памяти. В самой с1аршей разрядной ячейке 3 выход 35 блока 8 памяти является выходом

"Переполнение" сумматора, выход 49— выходом "Коррекция" сумматора и соединен с входом 50 блока 7. Первый и третий входы 51 и 52 блока 8 являются соответственно входами 53 и 54 разрешения и запрещения выдачи переполнения разрядной ячейки 3 и 25 соединены соответственно с выходами

55 и 56 блока 7, Вход 43 управления приемом займа разрядной ячейки 3 соединен с выходом 28 управления выдачей займа разрядной ячейки 1, 30 выход 44 запроса на выдачу займа разрядной ячейки 3 соединен с входом 24 приема займа разрядной ячейки 1 и с входом 57 блока 7. Вход 58 блока 7 и вход 59 оптоэлектронных

35 квантующих модулей 10 подключены к шине 60 установки сумматора в начальное состояние, входы 61 модулей 10 подключены к шине 62 питания сумматора. Выход 55 блока 7 является выходом 63 отрицательного знака сумматора, выход 56 блока 7 соединен с входом 22 приема переноса разрядной ячейки 1, выходы переключателя и выход генератора б импульсов соеди45 иены с входами 64 и 65 блока 66 управления записью, выход 67 которого соединен с входом 68 блока 32 записи, вход 69 блока 32 соединен с управляющим входом 18 сумматора вход 70 бло—

Э 50 ка 32 соединен с управляющим входом

19 сумматора, выход 71 блока 32 подключен к входу 72 оптоэлектронного квантующего модуля 10, выход 73 блока 32 соединен с входом 74 оптоэлек55 тронного квантующего модуля 10, шина 62 питания соединена с входом 75 блока 66 управления записью.

Блок 66 содержит входы 64, 65, 75 и выход 67, элемент ИЛИ 76 с входами 77 и 78, которые подключены соответственно к входам 64 и 65, выход 79 элемента ИЛИ 76 соединен с входом 80 регенеративного оптрона 81, в коллекторную цепь транзистора 82 регенеративного оптрона 8 1 включен источник 83 света, соединенный с входом 75, база транзистора

82 подключена через фотолриемник 84 к входу 75, через фотоприемник 85 к входу 80 регенеративного оптрона

81, через фотоприемник 86 — к шине нулевого потенциала, один вывод входногб источника 87 света подключен к входу 75, а другой — к шине нулевого потенциала, причем входной источник 87 света оптически связан с фотоприемником 85 регенеративного оптрона 81 источник 83 света регенеративного оптрона 81 оптически связан с фотоприемником 86 и фотоприемником 88 оптоэлектронного ключа 89, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой к базе транзистора 82 и через режимный резистор 90 к входу

75, коллектор транзистора 82 оптоI электронного ключа 89 через иагрузочный резистор 91 соединен с вхо дом 75, причем выход 67 блока 66 под. ключен к коллектору транзистора 82 оптоэлектронного ключа 89.

Блок 32 содержит пять входов 31, 39, 68, 69 и 70, два выхода 71 и

73, причем вход 31 соединен с входами 92 и 93 элемента И 94 и элемента ИЛИ 95, выходы 96 и 97 которых соответственно подключены к входу

98 элемента ИЛИ 99 и входу 100 элемента И 10 1, вход 39 соединен с входами 102 и 103 элемента ИЛИ 104 и элемента И t05 выходы 106 и 107 которых соответственно подключены к входу 108 элемента И 109 и входу 110 элемента ИЛИ 111 вход 68 соединен с входами 112 и 113 соответственно элемента И 94 и элемента

ИЛИ 104, вход 68 соединен с входами 114 и 115 соответственно элемента ИЛИ 95 и элемента И 105, вход

69 подключен соответственно к входу 116 элемента И 94 и входу 117 элемента И 109, выход 118 которого соединен с входом 1t9 элемента

ИЛИ 111, вход 70 подключен к входу

120 элемента И 105 и входу 121 эле1151954 мента И 101, выход 122 которого соединен с входом 123 элемента ИЛИ 99, выходы 124 и 125 соответственно элемента ИЛИ 99 и элемента !JIM 111 являются выходами 71 и 73 блока 32. 5

Модуль 10 содержит десять регенеративных оптронов 126-135, каждый из которых содержит источник 136 света, фотоприемники 137-139, усилитель 140, диод 141, оптический вы- 10 ход 142, оптические входы 143 и 144.

В состав модуля 10 входит также элемент HE 145. При этом оптический выход 142 последующего регенеративного оптрона связан с оптическим 15 входом 144 предыдущего регенеративного оптрона, оптический выхбд (42 которого связан с оптическим входом

143 последующего регенеративного оптрона, а оптический выход 142 pere- 20 неративного оптрона 126 нулевого разряда связан с оптическим входом 144 девятого регенеративного оптрона 135, оптический выход 142 которого связан с оптическим входом 143 регене- 25 ративного оптрона 126 нулевого разряда; оптоэлектронный квантующий модуль 10 имеет электрические входы

61,72, 74 и 59; вход 59 для всех регенеративных оптронов, кроме нулево- gp го 126, через диод 14 1 подключен к входу усилителя 140; вход 69 через элемент НЕ !45 и диод 141 соединен с входом усилителя 140 нулевого регенеративного оптрона 126, электри-з ческий вход 61 соединен с объединенными выводами источника 136 света и фотоприемника 137 всех регенеративных онтронов 126-135 модуля 10; электрический вход 72 подключен к объединенным выводам фотоприемников

138 всех регенеративных оптронов

126-135 модуля 10, электрический вход 74 соединен с объединенными выводами фотоприемников 139 всех ре- <

45 генеративных оптронов 126-135 модуля 10. Модуль 10 снабжен оптическими выходами 45 и 46.

Оптоэлектронный десятичный сумматор работает следующим образом.

В начальный момент времени отрицательный импульс сброса через шину 60 установки сумматора в начальное состояние поступает на вход 58 блока 7, при этом на выходах 55 и

56 блока 7 — низкий потенциал. Одновременно импульс сброса поступает на входы,59 оптронных квантующих б модулей 10 и устанавливает нулевые регенеративные оптроны 126 в единичное состояние, а остальные регенеративные оптроны — в нулевое состоя-! ние. Это состояние сумматора сооТ ветствует начальному нулевому состоянию и свидетельствует о том, что он не содержит информацию.

Переключатель 11 выполняет .функцию управления передачей слагаемых, переноса и займа. При одновременной подаче высокого потенциала на вход

16 и высокого потенциала на вход 12 при отсутствии сигналов на входах

13 и 17 переключатель 11 пропускает импульсы с входа 20 на вьгход 30, а на вьгход 38 — низкий потенциал. При этом на выходе 67 блока 66 управления записью присутствует высокий потенциал, поступающий на вход 68 бпока 32. На вход 31 блока 32 поступают импульсы с выхода 30 переключателя 11, а на вход 39 блока 32 записи поступает низкий потенциал с выхода 38 переключателя 11. На выходе 96 элемента И. 94 возникают импульсы, поступающие на выход 71 бло-. ка 32 через элемент ИЛИ 99. Так как на входе 113 элемента ИЛИ 104 присутствует высокий потенциал, то и на его выходе 106 также имеется высокий потенциал, поступающий на вход 108 элемента И 109, на вход 117 которого поступает высокий потенциал, а следовательно, на выходе 118 элемента И 109 также возникает высокий потенциал. Так как выход 118 элемента И 109 соединен с входом

119 элемента ИЛИ 111, то на его выходе 125 появляется высокий потен— циал, такой же потенциал имеется и на выходе 73, связанном с выходом

125 элемента ИЛИ 111. Это справедливо только во время записи операндов в сумматор.

При завершении записи операндов в сумматор на выходе 67 блока 66 управления записью возникает низкий потенциал, поступающий на вход

68 блока 32. На вход 31 блока 32 при завершении записи любого из операндов поступает низкий потенциал, так как вход 31 соединен с выходом 30 переключателя 1 1. На все остальные входы поступают те же потенциалы.

Так как на.входах 31 и 68, соединенных соответственно с входами 92 и

112 элемента И 94, присутствуют низ7 115

4 кие потенциалы, то на его выходе 96 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 71 блока 32 через элемент ИЛИ 99. Поскольку на входах 102 и 113 элемента ИЛИ 104, соответственно подключенных к входам 39 и 68 блока 32, также присутствуют низкие потенциалы, то на выходе 106 элемента ИЛИ 104 также возникает низкий потенциал, посту- 10 пающий на выход 73 блока 32 через элементы И 109 и ИЛИ 111. При этом запрещается запись оперантов в сумматор.

Наоборот, при подаче управляюще- . 15 го импульса на вход 17 и высокого потенциала на вход 13 переключателя

11 импульсы подаются на выход 38, а низкий потенциал — на выход 30.

При этом на выходе 67 блока 66 уп- 20 равления записью присутствует высокий потенциал, поступающий на вход

68 блока 32. На вход 39 блока 32 пос тупают импульсы с выхода 38 переключателя 1!, а на вход 31 поступа- 25 ет низкий потенциал с выхода 30 того же переключателя 11. На выходе 107 элемента И l05 возникают импульсы,, поступающие на выход 73 блока 32 через элемент. HJIH 111. .Tare как на входе щ

114 элемента ИЛИ 95 присутствует высокий потенциал, то и на его выходе 97 также будет высокий потенциал, поступающий на вход 100 элемента

И 101 на вход 121 которого поступает высокий потенциал, а,следовательно, на выходе 122 элемента И 101 также возникает высокий потенциал.

Так как выход 122 элемента И 101 соединен с входом 123 элемента ИЛИ 994 то на его выходе 124 появляется высокий потенциал, такой же потенциал имеется и на выходе 71, связанном с выходом 124 элемента ИЛИ 99. Это справедливо только во время записи 4 операндов в сумматор..

При завершении записи операндов в сумматор на выходе 67 блока 66 управления записью возникает низкий потенциал, поступающий на вход 68 N блока 32, На вход 39 блока 32 при завершении записи любого из операндов поступает низкий потенциал, так как вход 39 с.оединен с выходом 38 переключателя 1t. Так как на входах 39 и 68, соединенных соответственно с входами 113 и 115 элемента И 105, присутствуют низкие потенциалы, то i 954 на его выходе 107 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 73 блока 32 через элемент

ИЛИ 111. Поскольку на входах 93 и 114 элемента ИЛИ 95, соответственно подключенных к входам 31 и 68 блока

32, также присутствуют низкие потенциалы, то на выходе 97 элемента

ИЛИ 95 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 71 блока 32 через элементы И 101 и ИЛИ 99.

При этом запрещается запись операндов в сумматор.

Рассмотренные случаи предназначены соответственно для управления работой сумматора в режимах сложения и вычитания. При отсутствии сигналов на входах 12, 13, 16 и 17 возможны импульсы переноса и займа на входах

22 и 24. В этих случаях переключатель 11 выдает их соответственно на выходы 30 и 38. Блок 7 предназначен для определения знака результата, а ,также корректировки в случае сложения

1 первого отрицательного операнда с вторым положительным большим по модулю операндом. При подаче на его вход 58 импульса сброса от шины 60 установки сумматора в начальное ) состояние на выходах 55 и 56 блока

7 отсутствует сигнал. При подаче импульса на вход 57 на выходе 55 блока 7, а соответственно, на выходе

63 сумматора появляется высокий потенциал, означающий, что сумматор содержит информацию с отрицательным знаком. А если после этого момента на вход 50 блока 7 подается импульс, то на выходе 56 блока 7 появляется импульс коррекции с длительностью, равной длительности стабилизированных импульсов, предназначенный для корректировки результата, а также установки блока 7 в нулевое состояние.

В оптоэлектронном квантующем модуле 10 в начальном состоянии возбужден нулевой регенеративный оптрон 126. Это состояние сумматора соответствует начальному нулевому состоянию и свидетельствует о том, что он не содержит информацию. Подача на вход 72 модуля 10 импульсов (при прекращении записи любого из операндов на вход 72 модуля 10 поступает низкий потенциал), а на вход 74 модуля 10 во время записи любого из операндов высокого потенциала

11519 (при прекращении записи любого из операндов на вход 74 модуля 10 поступает низкий потенциал) соответствует режиму сложения. Подробно процесс подачи управляющих потенциалов рас- 5 смотрен выше.

При подаче светового потока на фотоприемник 138 первого разряда 127 и импульса на электрический вход

72 модуля 10 в возбужденное состояние переходит первый разряд 127. На вход 64 с выхода 30 переключателя

11 поступают входные импульсы, а на вход 65 с выхода 38 переключателя 11 — низкий потенциал. Так как входы 65 и 64 блока 66 управления записью соединены соответственно с входами 77 и 78 элемента ИЛИ 76, то с выхода 79 элемента ИЛИ 76 на электрический вход 80 поступают 20 входные импульсы. При подаче входного импульса на вход 80 фотоприемник

85 оказывается засвеченным, так как он связан с входным источником 87 света. Базовый ток транзистора 82 регенеративного оптрона 81 повышается настолько, что он оказывается в открытом состоянии и через его источник 83 света протекает ток, достаточный для его эасвечивания, 30 а так как между источником 83 света и фотоприемником 84 имеется положительная оптическая обратная связь, то транзистор 82 поддерживается в открытом состоянии даже после прекращения входного импульса. Поскольку регенеративный аптрон 81 блока 66 управления записью находится в возбужденном состоянии, а его источник

83 света связан с фотоприемником 88 4О оптоэлектронного ключа 89, то ключ

89 срабатывает и с коллектора транзистора 82 снимается высокий потенциал, поступающий на вход 67 блока 66. Нри этом длительность пау- 45 зы между входными импульсами выбирается так, чтобы регенеративный онтрон 81 блока 66 не успел обнулиться и при записи следующей единицы информации с коллектора транзистора 821 ключа 89 также. снимается высокий потенциал. При поступлении очередных импульсов с выхода 30 переключателя 11 последовательно срабатывают второй 128, третий 129 и т.д. регенеративные оптроны.

При этом во время записи информации в модуль 10 (запись любого из

54

10 операндов) на вход 74 поступает высокий потенциал с выхода 73 блока 32 и при возбуждении (i+1)-ro разряда модуля 10 обнуление i-го разряда модуля 10 не происходит, так как оптический выход 142 (+1)-гo разряда связан с оптическим входам 144 i-ro разряда, а на объединенные выводы их фотоприемников 139 поступает высокий потенциал, запрещающий обнуление разрядов модуля 10. При завершении записи информации в модуль 10 (на выходах 71 и 73 блока 32 появляются низкие потенциалы) регенеративный оптрон 81 блока 66 управления записью обнуляется, так как сопротив ление фотоприемника 86 падает настолько, что он шунтирует переход база-эмиттер транзистора 82 оптрона 81 и почти весь базовый ток протекает через фотоприемник 86 регенеративного оптрона 81, а следователь-. но, его транзистор 82 закрывается, его источник 83 света .оказывает я незасвеченным, неосвещенным будет и фотоприемник 88 ключа 89, тогда транзистор 82 ключа 89 оказывается в открытом состоянии и с ега коллектора снимается низкий потенциал, а следовательно, при завершении записи информации в модуль 10 на выходе

67 блока 66 управления записью появляется низкий потенциал, проходящий через блок 32 на его.выход 73 (на выходе 71 блока .32 также низкий потенциал — это следует из описанного принципа работы блока 32). При этом с выхода 142 l-го разряда оптический сигнал поступает на оптических вход

143 (1+1)-rî разряда, а с выхода 142 (i+!)-ro разряда оптический сигнал поступает на оптический вход 144

1 го разряда оптический сигнал пос тупает на оптический вход 144 i-го разряда. Такое распределение оптических сигналов справедливо для всех разрядов, где записана информация, кроме последнего разряда, где записана единица информации. В режиме сложения оптическйй сигнал не подается на оптический вход 144 последнего разряда, где записана единица информации, в режиме вычитания оптический сигнал не подается на оптический вход 143 последнего разряда, где записана единица информации.

Таким образом, при завершении записи информации в модуле 10 на вхо- .

1151954

l2 дах 72 и 74 присутствуют низкие по/ тенциалы, а на входы 143 и 144 поступают оптические сигналы всех разрядов, где записана информация, кроме последнего разряда, где записана 5 единица информации (лишь на вход 143 поступает оптический сигнал с предыдущего разряда) .

Следовательно, фотоприемники 138 и 139 оказываются включенными парал- 1О лельно для каждого разряда, и если на их оба входа поступают оптические сигналы, то суммарное их сопротивление уменьшается настолько, что оно шунтирует переход база-эмиттер 15 (если в качестве усилителя 140 взят транзистор) и почти весь базовый ток протекает через фотоприемники

138 и 139, При этом все регенеративные оптроны модуля 10, кроме послед- 20 него, где записана последняя единица информации, обнуляются. Последний регенеративный оптрон, где записана последняя единица информации не обнуляется, так как на его вход 144 25 в режиме сложения оптический сигнал не поступает (это очевидно, так как следующий за последним регенеративный оптрон не возбужден).

В случае, если с выхода 30 пере- Зр ключателя 11 поступает низкий потенциал, а с выхода 38 переключателя

11 подаются импульсы, процесс движения информации происходит в обратную сторону справа налево При этом во время записи информации в модуль

10 на выходе 67 блока 66 управления записью присутствует высокий потенциал, запрещающий обнуление с каждым тактом предыдущего разряда. Причем во время записи информации на выход

73 блока 32 поступают импульсы, а на выход 71 — высокий потенциал.

Продвижение информации в оптоэлектронном квантующем модуле 10

45 происходит справа налево (заметим, что в режиме суммирования слева направо). После срабатывания оптрона 126 при продолжении подачи импульсов сработает регенеративный

5О оптрон 135 и процесс сдвига информации налево продолжается. При этом на выход 73 поступают импульсы, а на вход 72 — высокий потенциал (это справедливо лишь во время записи информации). При завершении записи информации в модуль 10 все разряды его, где была записана информация, обнуляются, кроме последнего, где была записана последняя единица информации. В этом случае на фотоприемники 138 и 139 всех разрядов, где записана информация, кроме последнего разряда, где записана последняя единица информации, поступают оптические сигналы, а на входах 72 и 74 присутствуют низкие потенциалы. В последнем разряде на фотоприемник. 138 оптический сигнал не поступает. Вследствие этого все разряды модуля, кроме последнего, где записана последняя единица информации, обнуляются. Последний разряд остается в возбужденном состоянии.

Для описания работы сумматора рассмотрим два случая подачи слагаемых — слагаемое с положительным знаком и слагаемое с отрицательным знаком.

В первом случае слагаемое подается с блока 4 через вход 14 слагаемых разрядной ячейки на вход 12 переключателя 11, а на его третий вход

16 подается высокий потенциал с входа I8 сумматора. При этом с выхода

38 переключателя 11 через блок 32 на вход 74 модуля 10 подается высокий потенциал (во время записи информации), а затем низкий потенциал ,(при завершении записи информации), С выхода 30 переключателя 11 через блок 32 на вход 72 модуля 10 подаются импульсы (во время записи информации), а затем низкий потенциал (при завершении записи информации).

Согласно изложенному функционированию оптоэлектронного квантующего модуля 10 информация в этом случае сдвигается слева направо и значение ее определяется во время записи информации порядковым номером. возбужденного регенеративного оптрона, а при завершении записи информации значение ее определяется позиционным номером возбужденного регенеративного оптрона. При возникновении единицы переноса на оптическом выходе 45 оптоэлектронного квантуюшего мод ля 10 она передается на оптический вход 47 и запоминается в блоке 8 памяти, После прекращения подачи слагаемого в виде временного интервала в соседней старшей разрядной ячейке низкий потенциал с ее выхода 27 управления приемом переноса поступает через вход 36 управления выдачей переноса

l4 рядной ячейке 3, например, в случае сложения и вычитания "— 1.8-3", "+21-61"

"-21+61", "-28+15", "-21 — 61", он поступает на вход 25 самой младшей разрядной ячейки и приводит к уменьшению информации в ее оптоэлектронном квантующем модуле 10 на единицу.

Этот импульс также поступает на вход 57 блока ?, в результате этого на выходе 55 блока 7, а соответственно, на выходе 63 сумматора — высокий потенциал. Если после сложения и вычитания на выходе 63 сумматора высокий потенциал сохраняется то г

Ф это говорит о том, что в сумматоре результат отрицательный. В противном случае, например, при сложении

tl

"- 1+61 сумматор содержит реэуль— тат в прямом коде.

В случае сложения отрицательного числа с большим положительным числом, например, сложение "-2 1+6 1", единица переноса с выхода 49 блока

8 памяти самой старшей разрядной ячейки 3 поступает на вход 50 блока 7. В этом случае на выходе 56 блока 7 формируется импульс с длительностью, равной длительности импульсов, который поступает на вход .23 приема переноса самой младшей разрядной ячейки и приводит к увеличению информации в ее модуле на единицу.

Одновременно этот импульс поступает через вход 54 на вход 52 блока 8 памяти самой старшей разрядной ячейки 3 для запрещения передачи переполнения сумматора. Если после сложения слагаемых, например, в случае сложения "+999+1 с выхоца 55 блока 7 через вход 53 самой старшей разрядной ячейки 3 на вход 51 ее блока памяти поступает низкий потенциал, то в этом случае сумматор выдает на выход 35 самой старшей разрядной ячейки 3 сигнал, означающий переполнение сумматора.

Таким образом, отличительной особенностью предлагаемого о сумматора является то что при за

У писи информации в мо ль, ду .10 он работает в единично-нормальном коде, а при завершении записи информации преобразуется

1151954 даннои разрядной ячейки на вход 34, ключатель 11 на вход 74 модуля 10 блока 8 памяти. П и памяти. При этом единица пе- и приводит к уменьшению информации реноса с литель д льностью, равной пли- в нем на единицу. При этом происхотельности импульсов, через выход 35 дит обнуление блока 9 памяти. В слуи выход 37 выдачи переноса поступа- 5 чае возникновения импульса запроса ет на вход 23 приема пе еноса ста— р о а стар на выдачу займа в самой старшей разшей разрядной ячейки и приводит к увеличению информации в ее оптоэлектронном квантующем модуле 10 на единицу. При этом блок 8 памяти обнуляется ..

Во втором случае слагаемое подается с блока 5 через вход 15 слагаемых разрядной ячейки на вход 13 переключателя 11, а на его вход .17 подается высокий потенциал с входа

19 сумматора. При этом с выхода 30 переключателя 1 1 через блок 32 на вход 72 подается высокий потенциал (во время записи информации), а за- 20 тем низкий потенциал (при завершении записи информации), а с выхода

38 переключателя 11 на вход 74 через блок 32 подаются импульсы (во время записи информации), а затем— низкий потенциал (при завершении

1 записи информации).

Информация в оптоэлектронном квантующем модуле 10 в этом случае сдвигается справа налево и значение ее определяется во время записи информации порядковым номером возбужденного регенеративнаго оптрона, а при завершении записи информации значение ее определяется позицией возбужденного регенеративного оптрона. При возникновении единицы займа на оптическом выходе 46 модуля 10 она передается на оптический вход 48 блока 9 памяти и хранится до тех пор, пока не закончится подача слагаемого в виде временного интервала в соседнем старшем разряде. Когда это произойдет, низкий потенциал с выхода 28 переключателя 11 старшей разрядной ячейки поступает через выход 29 управления выдачей займа через вход 43 управления приема займа младшей разрядной ячейки на вход 41 блока 9 памяти. При этом блок 9 памяти формирует импульс .запроса на выдачу займа с длительностью,равной длительности импульсов, который через выход 44 запроса на выдачу займа поступает на вход 2 приема запроса на выдачу займа старшей разрядной ячейки и отсюда данный импульс поступает через пере15

1151 в соответствующий единично-позиционный код.

Если длительность входных импульсов g, то для функционирования сумматора в указанном режиме необходимо, 5 чтобы длительность паузы между импульсами была меньше времени обнуления регенеративного оптрона 81 блока бб управления записью информации, е ° "Н 4 оБн где. "Н длительность 10 паузы между импуль .ами, С „ - время обнуления дегенеративного оптрона.

Если „ i Гд н, то оптоэлектронный сумматор функционирует в единичнопозиционном коде. 15

Рассмотрим,как происходит запись информации н оптоэлектронный квантующий модуль 10 в режиме сложения, Если нулевой разряд 126 в модуле 10 находится в возбужденном состоянии, то при подаче входного импульса с выхода 30 переключателя 11 в возбужденное состояние переходит первый разряд 127 и регенеративный оптрон

81 блока 66 управления записью, на 25 выходе 67 которого высокий потенциал, разрешающий запись информации в модуль 10, причем в паузе между импульсами регенеративный оптрон обнуляется, -.àê как 3 i gÄ, пере- 3Q ключая оптоэлектронный ключ 89, с выхода которого на выход 67 блока 66 подается низкий потенциал, при этом нулевой разряд 1.26 модуля 10 обнуляется. Заметим, что процесс сложения в таком режиме — Г С „ аналогичен режиму сложения известного устройства.

Отличительной особенностью этого режима является то, что во время записи информации в модуль 10 и во . время прекращения записи, сумматор работает в единично-позиционном коде

В режиме вычитания, если (i+1)-й разряд модуля 10 находится в возбуж- 45 денном состоянии, то при подаче очередного импульса возбуждается i-й разряд и регенеративный оптрон 81 блока бб, на выход 67 которого вы- сокий потенциал, разрешающий запись $0 информации в i-й разряд модуля 10, причем в паузе между импульсами регенеративный оптрон 81 модуля 10 обнуляется, так как Г,„>i iТ ц, переключая оптроэлектронный ключ 89, с выхода которого на вход 67 блока 66 подается низкий потенциал, при этом (i+1)-й разряд модуля IO обнуляется.

954 16

Если Тн =О, то оптоэлектронный сумматор в режиме записи информации функционирует в единично-параллельном коде, а при завершении записи информации преобразуется в соответствующий ему единично-. позиционный код.

Рассмотрим,как происходит запись информации в модуле 10 в режиме сложения. Если нулевой разряд 126 модуля 10 находится в возбужденном состоянии, то при подаче высокого потенциала в течение времени п7 где n=1,2 ... 9; t — время срабатывания регенеративного оптрона, в возбужденное состояние перейдет и регенеративных оптронов. Прекращение записи информации в модуле 10 соответствует тому, что регенеративный оптрон 81 обнуляется, оптоэлектронный ключ 89 переключается.и с выхода блока бб снимается низкий потенциал.

При этом обнуляются все регенеративные оптроны модуля 10, кроме последнего разряда, в котором записана единица информации.

Предположим, что (i+1) é разряд .модуля 10 находится в возбужденном ,состоянии. Тогда в режиме вычитания .последовательно возбуждаются i-й, .(i-1)-й и т.д. разряды. Конец запи си информации в модуль 10 соответст-. вует тому, что все регенеративные оптроны модуля 10 обнуляются, кроме последнего, в котором записана единица информации .

Таким образом, повышение быстродействия предлагаемого оптоэлектронного сумматора связано стем, что длительность паузы между импульсами (входными) может варьироваться в пределах 0 4 izgz так как при записи единицы информации в i-й разряд оптоэлектронного квантующего модуля не происходит обнуление (i-1) -ro разряда, а обнуление всех разрядов модуля, кроме последнего, в котором быпа записана единица информации, осуществляется при фиксации информации и, следовательно, длительность паузы между входными импульсами не

1 следует выбирать максимальной. При данном условии 04 с< рь.„оптоэлектронный сумматор функционирует во время записи информации в него в единичнонормальном коде, а при завершении записи информации преобвазчется в соответствующий емуединично-позицион ный код, т. е. в данном режиме функционирует в единичном нормально-позиционномкоде.

1151954

1151954

1151954

Составитель В. Березкин

Редактор Е. Папп Техред C.Éoâæèé Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2324/37 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4