Оптический параллельный сумматор

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДвтТИЛЬСТВУ (11), 433508

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлен о09. П. 72 (21jf845454ДВ-24 (51) М Кл.

Я 06) 9/00 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано25. 06. 74Бюллетень K 23 (45)! Äàòà опубликования описания 284 . 74

Госудврстеенный номитет

Совета Министров СССР оо делом иэоеретений и открытий (5з) УИК 68I.325. 65 (088.81 (72) Авторы изобретения

В.Н.Иванов и Р.Ф. Иванов

Кубанский государственный университет (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ

СУММАТОР

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при создании оптических и оптико=электронных вычислительных устройств. 5

Известны оптические параллельные сумматоры, содержащие источник светового йучка, на пути которого установлен оптический 10 регистр, выполненный в виде установленнйх последовательно дефлекторных ячеек с дефлекторами по числу слагаемых, причем вход слагаемого каждого дефлектора ячей- 15 ки другим входом связан с выходом соответствующей ячейки памяти слагаемого, и световоды.

Предлагаемый сумматор отлича- 2о ется от известных тем что в нем каждый четный -n. ный и нечетный выходы дефлекторной ячейки младшего разряда соединены световодами с соответствующим h,/2= 25

ым входом дефлекторной ячейки старшего разряда, а четные (нечетные) выходы каждой дефлекторной ячейки связаны дополнительными световодами, соединенными выходными торцамй с соответствующим выходом сумматора.

Это позволяет увеличить быстродействие и помехозащищенность сумматора.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит источник 1 светового пучка, оптический регистр 2, выполненный на последовательйо установленных дефлекторных ячеиках 3, 4 и 5, число дефлекторов 6-И в каждой из которфх равно числу ячеек памяти слагаемых l2, ХЗ, и световодах 14-17.

433508

15

50

Устройство работает следую14им бразом.

Дефлектор 6 ячейки 3 младшего двоичного разряда оптического регистра 2 энергетически соединен с ячейкой памяти I2 младшего двоичного разряда с 1агаемого а. рефлектор 7 ячейки 3 соединен с ячеикой памяти G3 младшего разряда слагаемого

Аналогично дефлекторы ячеек

4 и 5 старших разрядов сумматора соединены с другими ячейками па— мяти слагаемых а,,-, старших разрядов таких же зйачений.

Луч света в дефлекторных ячейках 3-5 сумматора может занимать одно из положений, отмеченных уровнями 1, П, ili и ЕУ. Уровню исходного положения луча света присвоен номер I. На чертеже схема оптического сувыитора изображена до третьего разряда.

Номера уровней I П, Ш и ЕУ дефлекторнои ячейки 3 называются уровнями младшего разряда, а номера уровней I, П, Ш, ЕУ дефлекторной ячейки 4 — уровнями старzего разряда по отношению к уровням дефлекторной ячейки 3. В свою очередь уровни дефлекторной ячейки 4 являются уровнями младшего разряда по отношению к . „-овням дефлекторной ячейки 5. 1(аждый выход дефлекторной ячейки младшего разряда соединен со входами дефлекторной ячейки следующего старzerî разряда cHåòîâoäàìè в соответствии с формулой

in 1- -I где Ж вЂ” номер уровня младшего разряда, и . — номер соединяемого уровня старшего разряда.

Кроме соединений, определяемых формулой (l) все четные входы каждой дефлекторной ячейки 3, 4„5 су1 атора имеют дополнйтельные световоды, сведенные в световые жгуты I5, I6 и

:17, о1дельные для каждой дефлекторной ячейки. Световодные жгуты .Х5-17 явлются выходами сумматора и пти .ески свяаны с ячейками памяти соответствующих

Эо

З5

4 разрядов регистра суммы с, явля10щегося самостоятельным устройством, При энергетическом воздействии на дефлекторы 6-11 луч света изменяет номер уровня. 1!оследний делается на единицу больше. В этом случае дефлекторы 6-II становятся возбужденными. Возбужденное состояние дефлекторов б-II соответствует "единице, записанной в ячейки памяти слагаемого

<2, ХЗ.

Если в ячейке памяти I2 записан "О", свет не изменяет своего положейия в дефлекторе б и на входе дефлектора 7 занимает у овень Е. Если в ячейке памяти 12 записана "единица", то дефлектор б окажется возбу.";:денным, луч заимет уровень П . С этого уровня он входит и в дефлектор 7. аким же образом действуют все другие дефлекторы 8-II сумматора.

На выходе дефлекторной ячейки

3 сумматора луч света занимает уровень, номер которого определяется совместным состоянием дефлекторов 6 и 7. Так, например, на чертеже жирной лйнией показан путь света в дефлекторной ячейке

3 для случая, если в ячейке памяти I2, Т3 зайисаны "единицы", т.е, когда дефлекторы 6 и 7 возбуждены.

В результате на выходе дефлекторнои ячейки 3 сумматора луч света займет уровень Ш. Уровень П соответствует наличию "единицы" только в одной из ячеек памяти 12,ЕЗ„ а уровень I — отсутствию "едийиц в этих ячейках памяти.

При двух слагаемых луч света может занимать не больше четырех уровней.

Если в ячейку памяти регистра сумм С записывается единица при наличии света в световодном жгуте Х5, то этот процесс будет происходйть каждый раэ, когда луч света будет занимать четный уровень на выходе дефлекторной ячейки 3 сумматора.

С любого из уровней дефлектор ной ячейки 3 сумматора луч света подается по световодам, на следуюшда дефлекторную ячеику 4, где происходят процессы, анало433508

Е5

5 гичные описанным. Таким образом луч света распространяется от дефлекторных ячеек младшего разряда сумматора к дефлекторным ячейкам старших разрядов и, ответвляясь через световые жгуты 15, Iá, I7 записывает сувъу в ячеики памяти С.

В качестве примера на чертеже 1о живнои линиеи показан ход луча в детекторных ячейках сумматора, если а=И0 (младшии разряд слева), (=100. Из чертежа видно, что сумма в этом случае С=001.

Действительно, в дефлекторах

6 и 7 происходит отклонение света, в результате чего луч на выходе дефлекторной ячейки 3 зани- 2о мает уровень Ш. Световод переводит световой поток на уровень П и подает его на дефлектор 8. В возбужденном дефлекторе Б луч света переходит с уровня П на 25 уровень ill. В дефлекторе 9 не происходит изменения уровня. Поэтому на выходе дефлекторной ячейки 4 луч занимает тот же уровень lil.

Переходя на уровень Ш по световоду, луч направляется в дефлекторы 10 и И, где не испытыва8т смещения. Таким образом, только на выходе дефлекторной ячейки 5 луч света зани;ает четный уровень П, и, следовательно, происходит запйсь единственной "единицы". Эта запись осуществляется световым жгутом 17 в ячейку самого старшего разряда регистра суммы С.

Для сложения многоразрядных чисел необходимо увеличить число дефлекторных ячеек 3-5 так, чтобы оно стало равным числу разрядов наибольшего по величине слагаемого. B схеме такого сумматора появятся дефлекторные ячейки, следующие за ячейкой 5, Схема сумматора и выражение (.I) сохранятся и для числа слагаемых р, где р, 2. B этом случае

6 число де1лекторов в к ждо11 деф лекторной ячейке 3-5 сумматора и число светопроводников в световодных жгутах должно быть равно р, а число возможных уровней рав но 2р, т.е. это число всегда чет но.

Результат суммирования остается тем же, если возбужденному состоянию приписать не "О", а 1"

В этом случае световодные .кгуты отводятся от нечетных выходов.

Ввиду того, что оптический сумматор является сумматором параллельного действия, все дефлекторы б-II сумматора возбуждаются одновременно. 11оэтому воемя выполнения операции сложейия оказывается равным времени возбуждения одного отдельно взятого де,1лектора и не зависит от числа дефлекторов.

ПРЕщ БТ 1ЫОБРЕТЫ1й|

Оптический параллельный сумматор, содержащий источник светового йучка, на пути которого установлен ойтический регистр, выполненный в виде установленйых последовательно дефлекторных ячеек с дефлекторами по числу слагаерах, причем вход слагаемого каядого дефлектора ячейки связан с выходом соответствующей ячейки памяти слагаемого, и световоды, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и помехозащищенности сумматора, в нем каждый четный h =ый и нечетный выходы дефлекторной ячейки младшего разряда соединены световодами с соответствующим

7y/2-ым входогл дефлекторной ячейки старшего разряда, а четные (нечетные) вйходы каждой дефлекторной ячейки связаны дополнительными световодами, соединенными выходными торцами с соответствуюшим выходом сумматора.

433508

Iz

1 ! ы

r уг

Составитель Ю А е КОЗааОВ

Редактор О е СТВНИНВ Тех ред А» 3(р() щй

Заказ ЗЖ Изд. № 532 Тираж 62.Ф

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Сове а Министров СССР по делам изобретсннй и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4, Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24