Оптоэлектронное устройство вычитания десятичных чисел
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для выполнения операций вычитания десятичных чисел в логико-временных средах. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Для достижения цели в устройство, содержащее регенеративный бистабильный оптрон, первый и второй оптоэлектронные регистры, содержащие элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и разрядные ячейки, введена группа элементов ИЛИ, группа элементов И и группа элементов НЕ, а также два элемента И, кроме того, в каждую разрядную ячейку оптоэлектронных регистров введен дополнительный элемент ИЛИ. Вместе с новыми связями это позволяет повысить скорость сдвига информации в оптоэлектронных регистрах при выполнении последовательного вычитания десятичных чисел в единичном нормальном коде. 1 ил.
09) (I I) СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК
А1 (51)S С 06 Е I 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!. -е
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4307752/24-24 (22).22 ° 09.87 (46) 3001.90, Бюл. II 4 (71) Грузинский политехнический институт им, В,И,Ленина (72) О,Г,Натрошвили, Л,Ш.Имнаишвили, З.К.Кобесашвили, А,И.Прангишвили и В.Г,Гигаури (53) 681 ° 325,5(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР
840895, кл е G 06 F 7/56 е 1978 °
Авторское свидетельство СССР
Р 1-136157, кл, С 06 F 7/56, 1983 ° (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОИСТВО ВЫЧИТАНИЯ ДЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольsoзовано для выполнения операций .вычитания десятичных чисел в логико-вреИзобретение относится. к вычислительной технике и может быть исполь» зойано для выполнения операций вычитания десятичных чисел в логиковременных средах.
Цель изобретения - повьш ение быстродействия устройства, На чертеже представлена структурная схема оптоэлектронного устройства вычитания десятичных чисел, Оптоэлектронное устройство вычитания содержит два оптоэлектронных
perxC rpa I zi 2 операндов A и В соответственно, регенеративный бистабильный оптрон 3, группу 4 оптоэлектронных элементов ИЛИ, группу 5 оптоэлектронных элементов HF., группу 6 оптоэлектронных элементов И, оптоэлеКт2 менных средах, Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, Дпя достижения цели в устройство, содержащее регенеративный бистабильный оптрон, первый н второй оптоэлектронные регистры, содержащие элемент И, элемент ИЛИ-НЕ и разрядные ячейки, введена группа элементов ИЛИ, группа элементов И и группа элементов НЕ, а также два элемента И, icpo ме того, в каждую разрядную ячейку оптоэлектронных регистров введен дополнительный элемент ИЛИ, Вместе с новыми связями это позволяет повысить скорость сдвига информации в оптоэлектронных регистрах при выполнении последовательного вычиташнг десятичных чисел в единичном нормальном коде ° 1 ил ° ронные элементы И 7 и 8, Каждый оптоэлектронный регистр представлен двумя разрядными ячейками 9 и 10 оптоэлектронным элементом И 11 u оп- тоэлектронным элементом ИЛИ-НЕ 12, а каждая разрядная ячейка регист- .ров 1 и 2 содержит два оптоэлектронных квантующих модуля 13 и 14, два модулятора 15 и 16 и оптоэлектронный элемент ИЛИ 17 ° В каждой разрядной ячейке регистров 1 и.2 у модуля 13 оптический вход 18 соединен с выходом модулятора 15, а электрические входы соединены с выходом 19 модулятора 15 и с шиной 20 питания, у модуля 14 оптический вхол 2I соединен с выходом модулятора ib, а электрические входы соединены с выходом 22 мо-.
1539754 дулятора 16 и с шиной 20 питания, Кроме того, модуль 13 оптически сое- динен с выходом 23 модуля 14, который оптически соединен с выходом 24 моду5 ля 13, а модуль 13 электрически соединен также с выходом 22 модулятора 16, Оптический, вход 25 модулятора 15 является оптическим входом каждой разрядной ячейки 9 и 10 регистров 1 и 2 ° B младших разрядных ячейках обоих регистров 1 и 2 выход девятого разряда модуля 14 оптически соединен с оптическим входом 26 модуля 13, оптическим входом 27 модуля 14 и первым входом оптоэлектронного элемента ИЛИ 17 последующей разрядной ячейки, В обоих регистрах 1 и 2 выход 28 девятого разряда модуля 14 каждой разрядной ячейки оптически со- 20 единен с соответствующим входом перaoro оптоэлектронного элемента И 11 выход которого соединен с первым входом оптоэлектронного элемента
ИЛИ-НЕ 12, второй вход которого on- 25 тически соединен с выходом 29 регенеративного бистабильного оптрона 3, единичный оптический .вход 30 которого соединен с входом запуска устройства. Нулевые оптические входы 31 и 32 регенеративного бистабильного оптрона 3 соединены с выходом оптоэлектронного элемента И 11 соответственно 1 и 2 регистров, В каждой разрядной ячейке обоих регистров 1 и 2 выход оптоэлектронного элемента
ИЛИ 17 соединен с оптическим вхо;дом 33 модулятора 16 ° Выход элемента HJIH-HE 12 в регистре 1 соединен с оптическим выходом 34 признака присутствия разности в регистре 1, а в регистре 2 — с оптическим выходом 35 признака присутствия разности в регистре 2, 0nòoýëåêòðoíHoå устройство вычи га45 ния десятичных чисел работает следующим о бр аз ом, По оптическому входу 25 модулятора 35 во всех разрядных ячейках регистров 1 и 2 происходит запись соответствующих операндов A и В параллельно по разрядам в единичном нормаль ном коде: в регистр 1 записывается операнд А, в регистр 2 — операнд В, Причем в модуле 13 каждой разрядной
55 ячейки обоих регистров записывается соответствующая цифра н прямом коде, а в модуле 14 — в дополнительном до девяти коде за счет оптической связи по выходу 24 модуля 13, Например, цифра 7 записывается в следующем виде: модуль 13 - 311!11100 модуль 14000000011 °
При поступлении запускающего оптического сигнала длительностью 1" (где ь - время срабатывания регенеративного бнстабильного оптрона) на вход 30 регенеративного бистабильного оптрона 3 происходит срабатывание последнего и появление на его выходе 29 оптического сигнала, который поступает одновременно на оптические входы всех элементов И 6< — бп и при отсутствии единичного сигнала на выходах соответствующих элементов
ИЛИ 41- 4„, что возможно в случае, когда в соответствующих одноименных разрядных ячейках регистров I и 2 одновременно находится единичная информация, через элемент ИЛИ 17 в этих разрядных ячейках вызывает срабатывание модулятора 16 ° Последнее приводит к увеличению записанного в модуль 14 кода количества единиц, а следовательно, к обнулению соответст- . вующих разрядов модуля 13 через оптическую связь на выходе 23 модуля 14, Увеличение количества единиц происхо,дит до тех пор, пока в девятом разря де одного из двух модулей 14 одноименных разрядных ячеек не появится единичный. оптический сигнал, свидетельствующий о том, что соответствующий модуль 13 обнулен, Таким образом, во всех одноименных разрядных ячейках регистров 1 и 2 .происходит сдвиг.информации до тех.пор, пока не обнулится один из. двух модулей 13 всех одноименных разрядных ячеек
В это время, если с выхода 28 девятого разряда модуля 14 каждой раз рядной ячейки регистров 1 и 2 на соответствующий вход элемента И 11 одновременно не поступает оптический сигнал, что свидетельствует о нали чии единичной информации в модуле 13 соответствующей разрядной ячейки регистров 1 и 2, установки в нулевое состояние регенеративного бистабильного оптрона 3 не происходитОднако наличие оптического сигнала на выходе 29 регенеративного бистабильного оптрона 3 ° поступающего на вход элемента И 8, при присутствии единичного сигнала на выходе элемента И 7, что возможно в случае, когда на выхоФормул а из обр ет ения
Оптоэлектронное устройство вычитания десятичных чисел, содержащее регенеративный бистабильный оптрон и
I первый и второй оптоэлектронные регистры, содержащие элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, и разрядные ячейки по числу десятичных разрядов, каждая из
25 которых содержит два оптоэлектронных квантующих модуля и два модулятора, причем в каждой разрядной ячейке обоих оптоэлектронных регистров первые электрические входы первого и
3Q второго квантующих модулей соединены с электрическими выходамн соответственно первого и второго модуляторов, а вторые электрические входы подключены к шине питания устройства, первый оптический вход первого оптоэлектронного квантующего модуля соединен с выходом второго оптоэлектронного квантующего модуля, первый оптический вход которого соединен с выходом пер40 ваго оптоэлектронного квантующего модуля, оптические входы первых модуляторов разрядных ячеек первого и второго оптоэлектронных регистров соединены с соответствующими разрядами
45 входов соответственно первого и второго операндов устройства, вторые оптические входы первого и второго оптоэлектронных квантующих модулей в каждой разрядной ячейке обоих опто5О электронных регистров соединены с оптическими выходами соответственно первого и второго модуляторов, первь!й оптический выход девятого разря- да второго оптоэлектронного квантую55 щего модуля к дой р зрядной ячейки оптически соединен с соответствуницим входом элемента И соответствующего оптоэлектронного регистра, третий
:электрический вход первого оптоэлек5 l 5 дах элементов ИЛИ 4,-4„одновременно присутствует единичный сигнал,свидетельствующий о том, что информация
s одном из двух модулей 13 соответствующих одноименных разрядных яче\ ек регистров 1 и 2 равна нулю, через элемент ИЛИ 17 первой разрядной ячейки 9 обоих регистров 1 и 2 вызывает ср аб а ты в апи е модул я т ор а 16 ° По сл ед нее приводит в следукщий момент к увеличению информации на один единичный разряд в модуле 14 первой разрядной ячейки 9 регистров 1 и 2, что соответственно вызывает обнуление . соответствующего разряда модуля 13 в необнуленной разрядной ячейке 9, а в обнуленной разрядной ячейке 9 приводит к установке в единичное cocToHHlle всего модуля 13 по оптическому входу 26 и к обнулению всего модуля 14 по оптическому входу 27, а также через оптроэлектронный эле, мент ИЛИ 17 в последующей разрядной ячейке данного регистра - к срабатыванию модулятора 16, который увеличивает информацию иа один единичный разряд в модуле 14 этой разрядной ячейки, что соответственно вызывает обнуление соответствующего разряда модуля 13 данной разрядной ячейки °
В дальнейшем присутствие оптического,сигнала на выходе 29 регенератив ного бистабнльного оптрона 3 аналогична осуществляет процесс обнуления модуля 13 каждой разрядной ячейки обоих регистров 1 и 2 до тех пор, пока в девятом разряде модуля 14 каж- дой разрядной ячейки одного из регист« ров не появляется единичный оптический сигнал, Если. с выхода 28 девятого разряда модуля 14 каждой разрядной ячейки регистров I или 2 на соответствующий вход элемента И 1! одновременно по-. ступает оптический единичный сигнал, что свидетельствует о том, что информация, записанная в соответствующем регистре равна нулю, тогда единичный оптический сигнал на выходе элемента И 11 регистров I и 2 вызывает обнуление регенеративного бистабильного оптрона .3 ° При этом прекращается поступление оптического единичного сигнала через элементы ИЛИ 4 -4 и n
И 8 на входы модуляторов !6 каждой разрядной ячейки регистров 1 и 2, что необходимо для предотвращения установки в единичное состояние все39754 6 го модуля 13 и обнуление модуля 14 соответствующих разрядных ячеек ре" гистра 1 или 2
Таким образом, один из регистров (! или 2) является обнулеиным, à s другом записана разность операндов
А и В, О том, что разность находится, например, в регистре 1, свидетельствует наличие оптического сиг..нала на выходе 34 признака присутствия разности в регистре I, в npîòèâном случае оптический сигнал присутствует на выходе 35 признака присутствия разности в регистре 2.
1539754 тронного квантующего модуля в каждой разрядной ячейке соединен с электрическим выходом второго модулятора, второй оптический выход девятого раз5 ряда второго оптоэлектронного квант тующего модуля. соединен с третьими оптическими входами первого и второго оптоэлектронных квантующих модулей, в каждом оптоэлектронном регистре выход элемента И оптически соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого оптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона, единичный оптический вход которого соединен с входом запуска устройства, первый и второй нулевые оптические входы регенеративного бистабильиого оптрона соединены с выходами элементов И первого и второго оптоэлектронных регистров, выход элемента ИЛИ-НЕ каждого оптоэлектронного регистра соединен с оптическим выходом признака присутствия разности в соответствующем оптоэлек- 25 тронном регистре, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены группы элементов ИЛИ, НЕ, И, два элемента И, а в каждую разрядную ячейку 30 обоих оптоэлектронных регистров введен элемент ИЛИ, причем первые оптические выходы девятых разрядов вторых оптоэлектронных квантующих модулей одноименных разрядных ячеек обоих оптоэлектронных регистров соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующего элемента ИЛИ группы, выход каждого элемента ИЛИ группы через соответствующий элемент НЕ группы оптически подключен к первому входу соответствующего элемента И группы, второй вход которого оптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона, выход каждого элемента И группы оптически соединен с первым входом эле« мента ИЛИ в соответствующей разрядной ячейке каждого оптоэлектронного ре-, гистра, выход каждого элемента ИЛИ группы оптически соединен с соответствующим входом первого элемента И, выход которого оптически соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого оптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона, выход второго элемента И оптически соединен с вторьм входом элемента ИЛИ в первой разрядной ячейке каждого оптоэлектронного регистра, а второй вход эле.- мента ИЛИ в каждой разрядной ячейке, кроме первой, каждого оптоэлектронного.регистра соединен с вторым оптическим выходом девятого разряда второго оптоэлектронного квантующего модуля предыдущей разрядной ячейки, выход элемента ИЛИ в каждой разрядной ячейке каждого оптоэлектронного регистра оптически соединен с входом второго модулятора.
1539754
Составитель А,Степанов
Техред М.Дидык Корректор В,Гирняк, Редактор И,Петрова. Заказ 219 Тираж 248 Подписи о е
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5
Проиэводственн
