Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических процессорах, использующих арифметику остатков в импульсно-позиционном представлении операндов. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат. Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов содержит блок 1 определения индексов, включающий группу оптических коммутаторов 2 и группу фотоприемников 3, сумматор - вычитатель 4 по модулю, блок 5 определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов 6 и группу фотоприемников 7 с соответствующими связями . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 06 F 7/72

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Й; ф

Ть КЯД

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4746384/24 (22) 16,08.89 (46) 07.10.92. Бюл, М 37 (72) В,В. Старцев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1476463, кл, G 06 F 7/72, 1987, Авторское свидетельство СССР

М 1686442, кл, 6 06 F 7/72, 1989. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ

МО4УЛЬ В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ

КЛАССОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в Ы,, 1767499 А1 оптических процессорах, использующих арифметику остатков в импульсно-позиционном представлении операндов. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат. Оптический п рограммируемый модуль в системе остаточных классов содержит блок 1 определения индексов, включающий группу оптических коммутаторов 2 и группу фотоприемников 3, сумматор — вычитатель 4 по модулю, блок 5 определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов 6 и группу фотоприемников 7 с соответствующими связями. 2 ил, 8

1767499 вlп

-Wn

-W1

50

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при изготовлении цифровых оптических процессоров, использующих арифметику остатков в импульсно-позиционном представлении операндов.

Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.

На фиг. 1 представлена схема оптического программируемого модуля в системе остаточных классов (для значемйя основания, равного семи); на фиг. 2 — пример реализации вычислительного устройства посредством оптических программируемых модулей в системе остаточных классов.

Модуль (фиг. 1) содержит блок 1 определения индексов, включающий группу оптических коммутаторов 2 и группу фотоприемников 3, сумматор-вычитатель 4 по модулю, блок 5 определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов 6 и группу фотоприемников 7, первый и второй информационные входы 8 и 9 модуля, с первого по третий входы 10—

12 задания режима модуля соответственно, информационный выход 13 модуля, г)ервый и второй выходы 14 и 15 значения поправки модуля, выход 16 переполнения модуля.

Пример реализации вычислительного устройства (фиг. 2) содержит входы 17 и 18 значений ранга первого и второго операндов устройства, с первого по третий триггеры 19 — 21 соответственно, с первого по третий оптические программируемые модули 22 — 24 в системе остаточных классов соответственно, модуль 25 счета ранга, включающий последовательно соединенные блок 26 сумматоров-вычитателей (по числу оптических модулей), блок 27 табличного преобразования ранга числа в ранг логарифма числа, сумматор-вычитатель 28, .блок 29 сумматоров-вычитателей, блок 30 сумматоров-вычитателей и блок 31 табличного преобразования ранга логарифма числа в ранг числа, вход 32 начальной установки устройства и выход 33 ранга результата устройства, Сущность изобретения состоит, во-первых, в новой организации связей в блоке 1 определения индексов, при этом оптические сигналы, вошедшие в модуль во всех возможных позициях, приводятся к N-й позиции, от которой переводятся к позиции К=

= IfldgN. По сигналам, вырабатываемым фотоприемниками 3 в процессе приведения сигнала к позиции К, в модуле 25 счета ранга

Bl следует вводить поправки, кратные — (B;—

P величина соответствующего ортогонально5

35 го базиса, P = m1 mz ... и)) ... mn, где )1)) - основания СОК), для позиций меньше й— положительные, для позиций больше N— отрицательные. Для (й + 1)-й поэиции— () для (N + 2)-й — (— — ) и так далее.

Bi 2Bl

P Р

Поскольку во всех программируемых модулях в СОК остатки, от которых определяются индексы, становятся фиксированными, то и выражение

lioq< А = (() и бц д ) P> ) — loqq i m> K> + )

I=1

P становится функцией только гд.

ITI1-W1 -W2 гА-а1 -Wn

)/Ч1 П12 W2 ГА Q2 Wn

-М/1 -W2; гА - хп mn-Wn

m1- W1 - Wz - %

W1 mz-Wz ° -Ю

-W2 . -Wi mn Wn

Это открывает возможность в модуле счета ранга определять ранг логарифма числа по ввоДимому рангу табличным методом.

Практически, удобно использовать тот факт, что для любой величины п1ь q Indq 1 = — О. В этом случае при умножении/делении оптический сигнал пройдет по каналу сумматора-вычитателя нулевой позиции, что имеет положительное значение, т. к. не будет, заведомо, перестановок и переполнения, Во-вторых, вследствие новой организации связей в блоке 5 определения антииндексов оптические сигналы, вошедшие в блок 5 определения антииндексов во всех возможных позициях каналов, приводятся к

К-ой позиции, а затем к N-й позиции выхода блока, где N — ?ïdg К.

-1

По сигналам, вырабатываемым фотоприемниками, в модуле счета ранга также должны вводиться поправки, кратные —.

В)

Для позиций, меньших К, — положительные, больших, — отрицательные, Поскольку во всех программируемых модулях в СОК остатки, от которых определяются антииндексы, становятся фиксированными, то и выражение

П ((!п 0„1p) В! )- q(

1767499 блока 1 определения индексов и вошедший импульс выходит через второй выход одного из коммутаторов 2, частично считывается на соответствующий фотоприемник 3, который вырабатывает электрический сигнал для мо- 5 дуля 25 счета ранга, а затем, в соответствии с переориентацией позиции оптического канала, поступает на К-ю позицию выхода блока 1 определения индексов, Если же оптический импульс первоначально посту- 10 пает на вход N-ой позиции, то он выходит со второго выхода соответствующего коммутатора.и поступает на К-й выход блока (К =

=1nd

При определении антииндекса и выработке программирующего сигнала для модуля счета ранга оптический импульс 20 поступает на один из оптических каналов, проходит через блок 1 определения индексов, сумматор-вычитатель 4 без смены позиции, поступает на вход одного из коммутаторов 6 (одно времен но в кл ючен- 25 ных) блока 5 определения антииндексов и выходит через второй выход одного из коммутаторов 6. Попадает на фотоприемник 7 данной позиции, который вырабатывает электрический сигнал для модуля 25 счета 30 ранга, а затем, в соответствии с переориентацией позиции канала, поступает на N-й выход блока 5 определения антииндекса.

Если оптический импульс первоначально поступает на вход К-й позиции, то он выхо- 35 дит со второго выхода соответствующего коммутатора 6 и поступает на N-й выход блока (N =1пбч К), При умножении и делении работа модуля складывается из совокупности описан- 40 ных выше операций, при этом на вход 9 модуля подается значение индекса второго операнда. При умножении и делении сумматор-вычитатель 4 выполняет соответственно сложение и вычитание. 45

Формула изобретения

Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов, содержащий блок определения индексов, включающий группу оптических коммутаторов и группу 50 фотоприемников, сумматор-вычитатель по модулю, блок определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов и группу фотоприемников, причем входы разрядов первого информационного 55 входа модуля соединены с оптическими информационными входами соответствующих оптических коммутаторов группы блока определения индексов, электрические управляющие входы которых соединены с первым входом задания режима модуля, второй вход задания режима которого соединен с управляющим входом сумматора-вычитателя по модулю, выход переполнения которого является выходом переполнения модуля, третий вход задания режима которого соединен с электрическими управляющими входами оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов, оптические информационные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов результата сумматора-вычитателя по модулю, входы разрядов первого информационного входа которого соединены с первыми оптическими выходами соответствующих оптических коммутаторов группы блока определения индексов, второй информационный вход модуля соединен с вторым информационным входом сумматора-вычитателя по модулю, первые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов являются выходами соответствующих разрядов информационного выхода модуля, выходы фотоприемников группы блока определения индексов являются выходами разрядов первого выхода значения поправки модуля, выходы фотоприемников группы блока определения антииндексов являются выходами разрядов второго выхода значения поправки модуля, вторые оптические выходы оптических коммутаторов, кроме (N

+ 1)-ro(K =IndN; 1 < N М -1; М вЂ” значениемодуля), группы блока определения индексов соединены соответственно с входами фотоприемников группы блока определения индексов, вторые оптические выходы оптических коммутаторов, кроме (К + 1)-го, группы блока определения антииндексов соединены соответственно с входами фотоприемников группы блока определения антииндексов, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, вторые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения индексов соединены с первым оптическим выходом (К+ 1)-го оптического коммутатора группы блока определения индексов, вторые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов соединены с первым оптическим выходом (N+ 1)-го оптического коммутатора группы блока определения антииндексов, 1767499 становится функцией только rc. Ii =—

Ь

m1- W1 — W2 rc") 1 - Wn

Li = det - W1 m2 W2 rc г2 /Чп /1 W2 . rc Yn mn Wn

W -W -М/ -W

m1 1 2 и

L= d8t -W1 m2 W2 - Wi Wn

-W1 -W2, mI-Wi -Wn

W1 W2 И/! mn-Wn

Таблица, по которой в модуле счета ранга определяется r(qc), та же самая, что и для г(1оцяА), только входами являются выходы определения ранга логарифма, Сумматор-вычитатель 4 по модулю реализуется так, как это описано в авт. св, СССР

М 1476463, кл. G 06 F 7/72, 1987 r.

В блоке 1 определения индексов(фиг. 1) расположены семь оптических коммутаторов 2 группы, имеющих общий управляющий электрический вход. Вторые (левые) оптические выходы коммутаторов 2 соединены с фотоприемниками 3 (кроме коммутатора первой позиции, не имеющего фотоприемника), а затем с выходом блока нулевой позиции, т. к. Ind1 — О, Первые (правые) оптические выходы коммутаторов

2 соединены с выходами блока 1 определения индексов согласно позиции коммутатора. По электрическому выходу фотоприемника 3 нулевой позиции в модуле

25 счета ранга следует ввести поправку

Bi В (+ — ), второй позиции — (— — ), третьей—

Р P

2 Bi 5 В (— — ), шестой — (— — ), P P

В блоке 5 определения антииндексов расположена группа из семи оптических коммутаторов 6, которые программируются на выполнение этой операции по общему электрическому входу. Вторые (левые) оптические выходы коммутаторов 6 соединены с фотоприемниками 7, а затем с выходом блока первой позиции,т, к. Ind 0 = 1, Первые

-1 (правые) оптические выходы коммутаторов

6 соединены с выходами блока 5 определения антииндексов согласно позиции коммутатора, По электрическому выходу фотоприемниКа 7 первой позиции в модуле

25 счета ранга следует ввести поправку—

Bi (— — ), фотоприемника 7 второй позиции— (- ) шестой позиции — (— — ), 2 Bi 6В

Р P

В примере реализации (фиг. 2) триггер

19 программирует операции "сложение" и

"Вычитание". Триггер 20 программирует операцию "логарифмирование", триггер 21

5 задает "антилогарифмирование", Одновременно задействованные триггеры 19, 20, 21 программируют "умножение" и "деление" чисел, в зависимости от наличия или отсутствия сигнала на триггере 19, 10 Каждый из модулей 22, 23, 24 имеет Mi оптических входов и столько же оптических

ВЫХОДОВ.

Первый операнд А представляется на входе каждого модуля номером позиции aj, 15 где А= N(modMI), второй операнд (если он требуется) вводится позицией Bi строки модуля сложения/вычитания, на которую подается электрический сигнал, В Я3(тобМ;).

Модуль 25 счета ранга изображен в ак20 сонометрической проекции для иллюстрации того, что число, представляющее ранг, состоит из целой и дробной компонент.

Блок 26 представляет из себя три позиционных сумматора-вычитателя, в нем к ис25 ходному рангу гд вносятся поправки вида мв; разного знака.

Сумматор-вычитатель 28 предназначен для вычисления суммы или разности рангов

30 гд и г8, которые, в общем случае, являются дробными числами.

Блок 29 служит для внесения целочисленных поправок по сигналам переполнения вида

40 где Wl — веса соответственных базисов, Блок 30 полностью аналогичен блоку 26.

В качестве блоков 27 и 31 табличного преобразования могут быть использованы голографические ассоциативные запоминающие устройства (см., например, "Оптическая голография" под ред. Колфилда Г., пер, с англ. — М., "Мир", т. 2, с. 424).

Блоки 26 и 27 программируются триггером 20, блоки 28 и 29 программируются выходами триггера 19, блоки 30 и 31 программируются управляющими сигналами с выхода триггера 21, Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов (фиг. 1) работает следующим образом, При определении индекса и выработке программирующего сигнала для модуля счета ранга оптический импульс поступает на один из входных оптических каналов, одновременно включаются все коммутаторы 2

1767499

Составитель А.Клюев

Техред М.Моргентал

Редактор С.Кулакова

Корректор Л,Филь

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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