Оптоэлектронное устройство для вычисления логических функций многих переменных

 

Ютйитио" техническса3 библиотека МБА

О П И C А Н И Е ()717766

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Респубики (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.05.77 (21) 2488444/18-24 (51)M. Кл.

G 06 F 7/58 с присоединением заявки РЙ4ВВУаафитвИИИЫй КИМИтвт

4 CCP ае деюм изибретвиий а вткрмтий (23) Приоритет -.

Опубликовано 25.02.80. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 28.02.80 (53) УДК68< 325.65(088.8) * ч : -ю

М. И. Елинсон и П. И. Перов (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР

I. (74) Заявитель

Ма: "А % AA4bCti.ëÔÔÉ Ô. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ

ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ

Изобретение относится к области вы-. числительной техники и может быть использовано для создания обучающихся кибернетических систем.

Известны оптоэлектронные устройства для вычисления двоичных логических функций. Одно из известных устройств содержит лазерный источник света и элемент переменной прозрачности 41) . Коэффициент прозрачности этого элемента изменяется, когда на него поступают одновре менно лазерный луч и луч света, частота которою превышает заданную. При этом прозрачность изменяется именно по отношению к лазерному лучу. В устройстве имеется также кристалл, который под воздействием лазерного луча генерирует свет более высокой частоты. Входным

1 сигналом устройства является световой сигнал, частота которого равна частоте света, испускаемого кристаллом.

Другим известным устройством является вычислитель, основу для которого составляет эффект оптической поляриэации. Ичформация вводится и регистрирует ся на транспарантах в виде небольших поляризованных илн неполяризованных элементов поверхности. Поляризованные эле« менты делятся на две группы в зависимости от направления поляризации. Конфигурация поляризованных или неполяризованных областей может изменяться 110 заданной программе; образуя тем самым запоминающий блок устройства. Для вычислений используется как поляризованный, так и неполяризованный свет от соответ ствуюших источников. Вычислитель отличается высокой степенью параллелизма в работе и обладает большим быстродействием j2) .

Наиболее близким техническим устройством к данному изобретению является оптоэлектронное устройство для вычисления логических функций многих переменных, сддержащее источник света, выход котор

ro связан с входом оптического двоичнс го дефлектора, соединенного управляющими электрическими входами с соответствуюфЩщь фййЯрщфц. -;»»»»»»»фф» - :,;% -,»-.ь».», »»»руфцуу »»:..»...-.»д».

717766 .. 4

" 1пнми выходами фотоприемной матрицы, элементы 12 настройки транспаранта cojl -"входов которой связаны с-оптМФескйми стояний 5 первая группа 13 выхо ов входами устройства, и блок выработки блока 4 выработки управляющих команд, управляющих команд t3J ; "- " :" " световой решающий луч 14, элементы 15 ,.=.:;::.:::. -,:;.::. -"-: ;:- :. --"" .. --.р - --"::-- :-----:: -"-:= - -.,=-=- " - - - - =" . нас

Не осФатк»ами указанных устройств группа 16 выходов блока 4 выработки является невозможность перестройки вы- . управ» ляюц их команд, выходные сигналы 17 ходных» оптических связей и нево»змож- т»р»анспаранта 7 связей, являю»щиес»я выхоность»" IIapaiufenbHom вычис»лейия несколь- дами устройства. ких логических функций, что сниж»ает их" . Io Устройство работает следующим обрапроиэводи1 ельность. .-- "- . ":.-:- . - --- -" ": . зом.

Йель»ю иэобре»тения" является "обеСйе»че- рефлектор 2 управляется электрическизей и йо»выш»ение быстродействия устрой- дефлектором 2 предусмотрена фотопрнем

" " йо содер»ж»я» т гг -»строчйый нак»опйтельный . II . Число позиций отклоняемого луча, транспарант состояний, rn -строчную мат- 2О равно 2 .. Выходной луч ll дефлектора рицу» линейчатых фотоприемников, блок 2 имеет форму узкой ленты (спи фокуси- с»т и чйлх» опт»ич»еских затворов, источййк "»ру»етс:я в»»узкую ленту), длина которой однорОдного света и m -с»»трочнь и ннако»пй- равна высоте тра тель»ц»ый транспарант связей, выходы ко- Последний представляет собой контяну- . т»ор»ого" явщиотся выходами- устройс жа . ай» ную среду, обладающую реверсивной " Й венно m -Строчного накопительного трен- ЗО" э»лемейтов 12 настройки. При включении спаранта состояний й""m »"трочйого йако-- " сйгйало»в настройки в виде световых лу"пительного трайспаранта связей, си»гйал»» - чей с выходов 13 управляющего блока 1 йс»тОЧником однородного света через блок раивает трайспарант состояний, избрайнЫе

"ск»|е входы кот»ор»ого» соединены с соответ- ются (беэ настроечного света транспарант с»твую»шй ж выходами fR ст»рочйой ма»трийы 5 нейфозр»ачен}, Картина просветленных линейчатых фотоприемников, подключеййой элементов 12 запоминается. эа жтриче»ским входом к управляющей ши- Ширин»а ленточного луча 11 должна

"не, cat йа»льные» входы rn-строчной матри- от» ь прймерно равна диаметру элемента цы линейчатых фнпр»ием»»ни»ков" через- М - 12. B устройстве предусмотрен также строчный накбййт»ельйьй тр»айсйф айт co= друтой ойтйческий транспарант — трайс стояний соедйне»йь| с выходом" оп»тйч»жк»о-- паран г 7 связей. Его реализация аналого двоичйого дефлектора. - ., "-- " " гична реализации транспаранта 5. Это

На чертеже представлена-схема опто- также континуальная среда, обладающая элект»рон»ного устройства; выпо йейн»»ая — реверсивйой оптической памятью. В ней согласно данному изобретению. Варами также tnстрок, но число элементов в

H& чертеже обозначены источник 1 света, строке выбирается произвольно, исходя ойтич»ес»к приемная матрица 3, блок 4 выработки мйх устройств в большой системе (на-. управляющнх команд, m-строчный пако- пример,9 ). Транспарант 7 также настпительный т»ран»спарайт 5 состоя»ййй, "Е -"- ра»свае»тся» с помощью сигналов настройстр»оч»йа»я» матрица 6 линейчатых фотбпрй-" кй в виде световых лучей второй групемников, щ-строчный накопительный трап пы 16 в ходов блока выработки команд, спарант 7 связей, блок»8 строчных опти- которые просветляют выбранные элемен ческих затворов, источнйк 9 оди»ородйого, ты в каждой нэ строк. света, оптические входы 10 устройства, Транспаранты 5 и 7 связаны между выходной=ленточный луч 11 дефлектора, собой следующим образом..;-т с -„ ..

5 717766 6

Рабочий луч, прщпщппй через про- писывают в блок 4 выработки управляв светленный элемент транспаранта 5, . щих команд, а на транспаранты И, 7 эа включает данную строку матрицы линей- писывают новую информацию, предопредечатых (фото)приемников 6 и увеличивает ляюшую вычисление новых логических ее проводимость, Вследствие этого нап- 5 функций и организацию новых связей. ряжение Ll передается по электрической Устройство позволяет одновременно цепи и включает одну из строк блоке 8. вычислятьrn любых логических функций

2о, оптических затворов. Однородный свет из полного набора 2 функций и иэмеот источника 9 проходит через просвет; нять оптические выходные связи, иэмеленные алементы транспаранта 7 и форми->О няя тем самым всю систему взаимных рует выходные оптические лучи 17 уст- связей в системе, состоящей иэ описыройства. ваемых устройс тв.

Работа устройства состоит из двух" С кибернетической точки зрения предстадий; первая заключается в настройке .. лагаемое устройство эквивалентно конечв течение одного такта транспаранта 5 15 ному автомату, имеющему и входов,m вына параллельное вычисление п заданных ходов и 2 внутренних состояний. Его логических функций и транспаранта 7 йа . отличительной особенностью является то, определенную комбинашпо выходящих оп- что таблица выходов и таблица переходов тических связей в каждой из rn строк - - не задана заранее структурой автомата, а вторая стадия - собственно вычисление.. > определяется управляющим блоком, т.е. в дпя атого при включенном источнике, 1 конечном счете состоянием системы иэ света на вход дефлектора 2 подают ком- многих рассматриваемых устройств. бинацию входных лучей 10 (а -разрядное, двоичное слово), определяющую одно из, 2" положений ленточного луча ll. Еслй 25 .Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я это положение пространственно перейрывает просветленные элементы в одной или Оптоэлектронное устройство дпя вынескольких строках транспаранта 5, то . числения логических функций многих перевоэникают один или несколько выходных менных, содержащее источник света, вы-. решающих лучей 14, что и соответствует 30 ход которого связан с входом оптическовычислению логических функций. Далее : го двоичного дефлектора, соединенного решающие лучи 14 с помощью матрицы 6 управляющими алектрическими входами с и оптических затворов 8 используются соответствующими выходами фотоприемной для управления настроенным транспаран»- ;матрицы, g входов которой связаны с оптом 7 связей. В результате устройство " З тическими входами усгройства, и блок выдает на выходе соответствующее колй-, выработки управляющих команд, о т и ячество выходных лучей 17, и устройство ч а ю m е е с я тем, что, с целью повы. / оказывается связанным с другими уст =: шения быстродействия устройства, оно до ройствами. Часть лучей 17 идет в каче-" " " полнительно содержит rn-строчный накопистве входных на другие устройства, часть тельный транспарант состояний, rn-с роч40

r идет в блок 4 выработки команд и / añò- ную матрицу линейчатых фотоприемников, вует в настройке транспарантов как дан- блок строчных оптических затворов, ясного устройства, так и другm устройств. точник однородного света и п -строчный

Источник 9 однородного света, засвечи- накопительный транспарант связей, выховаюший транспарант 7 связей, должен 45 ды которого являются выходами устройбыть сделан достаточно мощным. .; ства и связаны с соответствующими вхоХарактерной особенностью разработан- дами блока выработки команд, первая и ного оптоалектронного устройства явля- вторая группы выходов которого оптичеется возможность легкой его перестройки: ски связаны с управляющими входами сона вычйсление других логических функций ® ответственно rn -строчного накопительного и легкой перестройки сложной системы транспаранта состояний и rn-строчного связей, в результате чего данное устрой- накопительного транспаранта связей, сигство оказывается связанным с совершен- наль х дь р ные в о кото oro оптически связано иной группо других уст и ппой р . их уст йств. И тд ны с источником однородного света через и гое достигается перестройкой транс- :блок строчных оптических затворов, алекти другое дос игае парантов и, приче

5 7 .м все делается одно рические входы которого со д эапц ответствующими выходами гп-с трочной временно эа один такт. Для этого эапц мат ицы линейчатых фотоприемников, санную ранее и формацию стирают, пере матриц

7 717766 подключенной электрическим входом к уп- 1. Патент Японии ¹ 29647 равляющей шине, сигнальйые входы - - кл. 98(5) 629, 1970. строчной матрицы, линвйчатых фотопрнем- 2. Патент Франции № 2049327, ников через т -строчный накопительный кл., Q 02 F 3/00, G 06 G 9/00, 1971. транспарант состояний соединены с вы." s 3. Авторское свидетельство СССР ходом оптического двоичного дефлектора, по заявке:№ 2393875/18-24, Источники информации, кл. Н 03 К 19/14, 22.06.76,(протопринятые во внимание при экспертизе . тип). г

Составитель Ю. Кознов

Редактор М. Минаев Техред М. Келемеш, Корректор О. КЖииская

Заказ 9849/67 Тираж 751 Подписное

БНИИПИ Государ©твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

11.3035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

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