Оптоэлектронное устройство для вычисления двоичных логических функций

 

ф енвнеруиеее монт ио-т х мну saa

МБЛ

1) 566353

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено18.07.73 (21) 1945991/2

11 M. Кл.

2 с присоединением заявки №

Н 03 К 19/02

G 06 (» 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликована! 25.07.77 юллетень (45) Дата опубликования описании 17.

3) УДК681.142.07 (088.8) Л, Л. Голик, М, И. Елинсон, Я, А. Моносов, Н. А. Морозов, П, И. Набокин, П, И. Перов, A. А, Тулайкова и В. А. Шахунов (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени:институт радиотехники и электроники АН СССР (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДВОИЧНЫХ

ЛОГИЧЕСКИХ ФУНК11ИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных машинах для переработки б1ольших объемов информации, а также для создания обучающихся кибернетических систем. 5

Известно оптоэлектронное устройство для вычисления логических функций, которое содержит источник света, дефлектор, состоящий из ряда ячеек, в каждую из которых входит двулучепреломляющий кристалл, отклоняющий IQ на разные углы обыкновенный и необыкновенный лучи, электрооптический кристалл и фотоприемник. Каждой комбинации входных сигналов, поданных на электрооптические кристалльt, однозначно соответствует 15 дискретное положение светового луча в, выходной плоскости(1). Недостатком этого устройства является возможность ложных вычислений и, кроме того, большие габариты и высокое потребление мощности, 20

Известно также оптоэлектронное устройство для вычисления логических функций которое содержит матрицу управляющих и информационных элементов, управляемый дефлектор оптического излучения в виде 25 диэлектрической пленки, обладающий оптоэлектрическим свойством, и матрицу фотоприемников. При подаче различных комбинаций входных сигналов оптическое излучение проходит через разные участки диэлектрической пленки, что регистрируе вся соответствующим фотоприемником(2).

Недостаток устройства заключается в том,что оно дает возможность вычислить лишь элементарные логические функции, поэтому конструирование на его основе логических устройств на большое число входов, а также осуществление перестройки вычисляемой функции встречает большие трудности и приводит к росту габаритов и потребляемой мощности, 11ель изобретения — обеспечение возмож ности перестройки вычисляемой функции и создание внутренней памяти (при|одновре.1енном уменьшении габаритов и потребляемой мощности).

Это достигается тем, что управляемый дефлектор оптического излучения выполнен в виде дифракционной решетки, например магнитооптического элемента с полосо566353 ными доменами (ПД), а в матрицу фото приемников введены дополнительно фоготиристора и фогоключи (например, лавинные диоды), причем каждая из этих пар соедине- на с одним из управляющих элементов со- 5 огветствуюшей матрицы.

На чертеже лана функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник когерентного оптического "излучения 1, управляемый о дефлекгор в виде лифракционной решетки, например магнитооптического элемента с

ПД 2, матрицы информационных 3 и управляющих 4 элементов (например катушек,, общим числом 1 ), часть которых направ- 15 лена осями параллельно, а другие - перпендикулярно штрихам, ) дифракционной решетки, линзу 5, матрицу фотоприемников 6 с фототиристорами 7, фотоключи 8 и выход 9.

При освещении дифракционной,решетки . на ее штрихах происходит дифракция оптического ;„:" из1тучения, приводяшая к появлению рефлексов, которые регистрируются фотоприемниками 6 и фоготиристорами 7.

При подаче токов в информационные

25 катушки 3 под действием образующихся в них магнитных полей происходит перестройка штрихов дпфракционной решетки 2, в частности, в магнитооптическом элементеизменение периода, симметрии или поворот )

Это соответственно приводит к прост рансгвенному смещению рефлексов и фиксации их определенными приемниками.

Реализация вычисления каждой из логических функций осуществляется вариацией числа информационных катушек, направлений гоков (магнитных полей) в них и порядком их расположения. Это каждый раз вызы вает появление только в, .определенном месте одного из дифракционных рефлексов, при попадании которого на приемник появляется в цепи ток, однозначно соответствующий набору входных сигналов.

Перестройка вычисляемой функции осуществляется за счет гого, что на управля 45 юшие катушки 4 от фогогирисгров 7 подаются сигналы обратной связи, Наборы входных переменных, приводящие к появлению сигналов на фотогиристорах 7, с цепями обратной связи обеспечивают включение определенного числа управ. ляющих катушек 4, по которым продолжает течь ток до rex пор, пока у соогветствуюших фотэтиристоров сохраняется память благодаря Р -образной характеристике фототиристора. На фотоприемниках тогда будут реализоваться измененные логические функции.

Сброс памяти в устройстве осуществляется с помощью фогоключей 8 (лавинных диодов).

Число внутренних состояний устройства

Й равно 2 и определяется минимальным шагом изменения магнитного поля, дающим разрешимые положения дифракционных рефлексов.

Включение катушек может производиться не только от определенных наборов информационных сигналов, но и or специальных, например, от стохастического кода.

Кроме того, в процессе выполнения функ ций устройство обесиечивает модуляцию оп- гического излучения эа счет фарадеевского вращения в магнигооптическг м элементе.

Оценки, проведенные для устройства с использованием магнитооптического элемента в виде пластины из 1 Ve 0 показыз и вают, что время выполнения одной операции

-7 имеет порядок 10 сек, а потребляемая мощность 6 10 Вг.

Формула изобретения

Оптоэлектронное устройство для вычисления двоичных логических функций, содержащее матрицу информационных и управляюших элементов, управляемый дефлектор оптического излучения и матрицу фотоприемников, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью обеспечения воэможности перестройки вычисляемой функции и создания внутренней памяти; упомянутый дефлектор выполнен в виде дифракционной решетки, например, магнитооптического элемента с,, полосовыми доменами, а в матрицу фотоприемников введены дополнительно фототиристоры и фатоключи (например, лавинные диоды), причем каждая иэ этих пар соединена с одним из управляющих элементов со ответс твуюшей матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Оптическая обработка информации, Сб. сгагей под ред. Ерковича С. П., Мир, М„1966, с, 306-307.

2. Авторское свидетельство No 400058, кл. Н 04 9/58, 1971, 566353

Составитель Э, Бабич

Редактор Н. Разумова Техред О.Луговаи Корректор А. Кравченко

Заказ 2514/40 Тираж 1065 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4