Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор решает задачу ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение производительности и надежности коррелятора. Коррелятор содержит многоканальный перестраиваемый спектральный излучательный блок 1 для ввода ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков, группу 2 световодных мультиплексоров, каждый из которых служит для объединения строки световых пучков с различными длинами волн в единый многоцветный пучок, световодный мультиплексор 3 для .объединения многоцветных световых пучков, полученных на выходах группы 2 мультиплексоров, в единый многоцветный световой пучок, световодный демультиплёксор.4 для размножения многоцветного светового пучка, полученного на выходе мультиплексора 3, на множество многоцветных световых пучков , группу 5 световодных демультиплексоров, каждый из которых служит, для размножения многоцветного пучка, многоканальный оптический модулятор 6 для отображения признаков опроса, блок 7 световодов для передачи световых сигналов , блок спектральных демультиплексоров 8 для разделения многоцветных пучков на составляющие одноцветные пучки, блок 9 фотоприемников для определения совпадения признаков и блок 10 управления. 3 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

Л,,44

Л Л 1 Л

ЛуЛ Л Л

Л У, У (21) 4762872/24 (22) 28.11.89 (46) 07.02.92. Бюл. ¹ 5 (75) А.А. Вербовецкий (53) 681.327.66 (088,8) (56) Авторское свидетел ьство СССР

¹- 1485902, кл. G 11 С 11/42, 1987.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1644230, кл. G 11 С 1.1/42, 1989, (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ АССОЦИАТИВHblA ОПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор решает задачу ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение производительности и надежности коррелятора, Коррелятор содержит многоканальный перестраиваемый спектральный излучательный блок 1 для ввода ассоциативных признаков в кор Ы 1711231 А1

t (s»s G 11 С 11/42, G 06 Е 3/00 релятор в виде световых пучков, группу.2 световодных мультиплексоров, каждый из которых служит для объединения строки световых пучков с различными длинами волн в единый многоцветный пучок, световодный мультиплексор 3 для объединения многоцветных световых пучков, полученных на выходах группы 2 мультиплексоров. в единый многоцветный световой пучок, световодный демультиплексор.4 для размноже-, ния многоцветного светового пучка, полученного на выходе мультиплексора 3, на множество многоцветных световых пучков, группу 5 световодных демультиплексоров, каждый из которых служит.для размножения многоцветного пучка, многоканальный оптический модулятор 6 для отображения признаков опроса, блок 7 световодов для передачи световых сигналов, блок спектральных демультиплексоров

8 для разделения многоцветных пучков на составляющие одноцветные пучки, блок 9 фотоприемников для определения совпадения признаков и блок 10 управления. 3 ил.

1711231

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано совместно с запоминающими устройствами различного типа (оптоэлектронными, магнитными, электронными и т.д) для ассоциативного поиска информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности коррелятора.

На фиг.1 и 2 приведена схема многоканального ассоциативного оптического коррелятора для запоминающего устройства, ортогональные проекции; на фиг.3 — блоксхема блока управления.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства содержит многоканал ьный перестраиваемый спектральный излучательный блок 1, группу 2 световых мультиплексоров, световодный мультиплексор 3, световой демультиплексор 4, группу 5 световодных демультиплексоров, многоканальный оптический модулятор б, блок 7. световодов, блок 8,спектральных демультиплексоров, блок 9 фотоприемников и блок

10 управления., Многоканальный перестраиваемый спектральный излучательный блок 1 предназначен для ввода, например, ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков. При этом разряды каждого признака представляются световыми пучками с разными длинами волн и вводятся в коррелятор одним и тем же излучательным элементом. Блок 1 может. состоять, например, из матрицы перестраиваемых лазерных диодов, в каждой строке которой используются, например, однотипные лазеры, перестраиваемые в своем определенном диапазоне длин волн, отличном от диапазона волн других строк. При этом разряды слов различных признаков в каждой строке матрицы передаются на различных длинах волн диапазона данной строки, например, при их круговой циклической перестановке в каждом такте (фиг.2). Таким образом, в каждом такте одноименные разряды всех ассоциативных признаков передаются блоком 1 на разных длинах волн.

Каждый световой мультиплексор груп пы 2 предназначен для объединения строки световых пучков с разными длинами волн в единый многоволновый (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного мультиплексора или объединителя, или в виде волноводной линзы.

Световодный мультиплексорЗ предназначен для объединения многоцветных световых пучков, полученных на выходах группы 2 световых мультиплексоров, в единый многоцветный световой пучок, Мультиплексор 3 может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интег5 рально-оптического волноводного мульти- плексора или объединителя, или в виде

Волноводной линЗы.

Световой демультиплексор 4 предназначен для размножения единого многовол10 нового (многоцветного) светового пучка, полученного на выходе мультиплексора 3, на множество многоцветных световых пуч= ков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интеграль15 но-оптического волноводного демультиплексора или разветвителя.

Каждый световодный демультиплексор группы 5 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового

20 пучка на соответствующем выходе демультиплексора 4 на множество (строку) многоцветных световых пучков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического вол25 новодного демультиплексора или разветвителя, Многоканальный оптический модулятор

6 предназначен, например, для отображения признаков опроса и может быть выпол30 нен, например, в интегральном виде на основе электрооптического кристалла.

Блок 7 световодов предназначен для передачи световых сигналов и может быть выполнен, например, в виде матрицы

35 волоконных или интегральных световодов.

Каждый спектральный демультиплексор блока 8 предназначен для разделения многоволнового (многоцветного) светового пучка на составляющие его. одноволновые

40 (одноцветнйе) пучки и может быть выполнен, например, на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или интегральных световодов, или гофрированных волноводных структур.

45 Блок 9 фотоприемников служит для определения совпадения ассоциативных признаков информации с признаками опроса и может быть выполнен, например, в виде ин тегральной матрицы фотоприемников, 50 Блок 10 управления обеспечивает работу коррелятора и может состоять; например, из канала 11 ввода-вывода, генератора 12 синхроимпульсов, буферного накопителя

13, формирователя 14 управляющих сигна55 лов, буферного накопителя 15, формирователей 16 и 17 управляющих сигналов, буферного накопителя 18.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор работает следующим образом.

- 1711231

6 ментов в блоке 1) ассоциативных признаков через буферный накопитель 13 и формирова- 5 тель 14 поступают на многоканальный пере10 р-му разряду и-го ассоциативного признака 15 соответствовала свояg Длина волны света. .

При этом одноименные разряды разных и-х и риз на к о в и редста вля ются пуч ка ми с раз= ными длинами волн. Эти оптические сигналы отображают, например, ассоциативные знаки которого представлены в прямом ко-. де Манчестера. При этом предположим, что, например, каждая i-я (где i 1,2,3,...n) строка блока 1 состоит из s лазерных диодов, Ile-, 5 рестраиваемых в определенном одном для, данной строки диапазоне длин волн Л Aili .

Причем в каждом такте каждый s-й лазерныйй диод i-й строки излучает на новой длине волны, отличной от длин волн других лазерных диодов этой строки, что может быть достигнуто круговой перестановкой длин

По команде генератора 12 синхроимпульсов из канала 11 ввода-вывода и (где и=

= 1,2,3,...m, à m — число излучательных элестраиваемый спектральный излучательный блок 1 так, что, например, разряды р (где р =

=1,2,3,...s, à s — максимальная разрядность признака) каждого признака поступают последовательно на один и тот же излучатель блока 1, соответствующий этому признаку.

Блок 1 преобразует электрические сигналы, например, таким образом, чтобы каждому признаки в коде Рида-Маллера, двоичные волн в этом диапазоне в данной строке (фиг.2).

По команде генератора 12 из канала 11 ввода-вывода k (где k = 1;2,3„,.r, а г- число светоклапанных ячеек в модуляторе 6) при-. знаков опроса через накопитель 15 и формирователь 16 поступают на модулятор 6, например, так, что разряды ркаждого признака опроса поступают последовательно на одну и ту же ячейку модулятора 6, соответствующую этому признаку. При этом каждая ячейка модулятора 6 отображает, например, разряды соответствующего признака опроса в,коде Рида-Маллера, двоичные разряды которого представлены в обратном коде Манчестера.

С блока 1 оптические сигналы каждой -й строки поступают. на соответствующий

i-й мультиплексор группы 2 (фиг.2), который объединяет строку разноцветных световых пучков, отображающих одноименные р-.е разряды соответствующей i-й строки матрицы и-х ассоциативных признаков, в S — цветный пучок. Эти S-цветные световые пучки, полученные на выходах группы 2 мульти- плексоров, объединяются мультиплексором

3 (фиг,1) в и- цветный световой пучок, кото45

50 рый демультиплексором 4 (фиг,2) и группой

5 демультиплексоров (фиг,1) размножаются на k n-цветных световых пучок. Каждый такой и-цветный световой пучок направляешься на соответствующую ячейку многоканального модулятора 6, отображающую k-й признак опроса.

Так как световые пучки, отображающие одноименные р-е двоичные разряды всех п ассоциативных признаков на различных длинах волн, одновременно проходят через все ячейки модулятора 6, отображающие р-е разряды всех k признаков опроса, то осуществляется оптическое умножение каждого и-го ассоциативного признака на все k npuзнаков опроса и при этом оптические сигналы произведений спектрально разделены.

Каждый и-цветный световой пучок, соответствующий k-й ячейке модулятора 6, поступает через соответствующий световод блока 7 на соответствующий k-й спектральный демультиплексор блока 8. Этот k-й демультиплексор блока 8 в каждом р-м такте направляет спектральную составляющую ицветного светового пучка, соответствую- i щую р-му ассоциативному признаку i-й с1роки íà kp-й фотоприемный элемент i-й строки блока 9. Таким образом, при передаче s разрядов каждого n-ro ассоциативного признака соответствующие световые пучки пробегают в блоке 9 фотоприемных элементов. Причем эти S фотоприемников используются для приема всей соответствующей

i-й строки ассоциативных признаков, По команде генератора 12 формирователь 17 подает, например, напряжение.на блок 9. Координаты фотоприемников, соответствующих одному п-му ассоциативному признаку, на которых световые сигналы отсутствуют во всех S-тактах, определяют соответственно и-й ассоциативный признак и

k-й признак опроса, по которым произошло совпадение. По команде генератора 12 код адреса этих фотоприемников с блока 9 через накопитель 18 передается в канал 11 ввода-вывода. Таким образом, производится определение адреса ассоциативного признака из множества ассоциативных признаков и адреса признака опроса из множества признаков опроса, по которым произошло совпадение.

Формула изобретения

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства, содержащий световой мультиплексор, выход которого связан с входом светового демультиплексора, многоканальный оптический модулятор, блок фотоприемников и блок управления, первый и второй выходы которого подключены соот1711231

jl 2

jly

Составитель С.Самуцевич

Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай.Редактор Н.Тупица

Заказ 344 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ветственно к управляющим входам многоканального оптического модулятора и блока фотоприемников, выход которого подключен к адресному входу блока управления, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения 5 быстродействия и надежности коррелятора, в него введены многоканальный перестраиваемый спектральный излучательный блок, группа световодных мультиплексоров, группа световодных демультиплексоров, блок 10 световодов и блок спектральных демультиплексоров, причем каждая группа выходов многоканального перестраиваемого спектрального излучательного блока оптически связана с группой входов соответствующе- 15

ro мультиплексора группы световодных мультиплексоров, выход каждого из, кото-рых оптически связан с соответствующим входом светового мультиплексора, каждый выход светового демультиплексора оптически связан с входом соответствующего демультиплексора группы световодных демультиплексоров, выходы которых оптически связаны с соответствующими входами многоканального оптического модулятора, каждый выход которого через соответствующий световод блока световодов оптически связан с входом соответствующего демультиплексора блока спектральных демультиплексоров, каждый выход которого оптически связан с соответствующим входом блока фотоприемников, третий выход блока управления подключен к управляющему входу многоканального перестраиваемого спектрального излучательного блока.