436348

О Л И С А Н И Е (и) 436348ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиих СоциалистическихРеспублик(32) ПриоритОпубликовано Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изасретений и открытий(71) Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХЧИСЕЛ еиствие известных устроиствстается неоольшим. Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в качестве сравнивающего элемента в устройствах обработки информации, в цифровых вычислительных машинах, в дискретных системах автоматического регулирования, измерения. и контроля, в устройствах фоторегистрации процессов при установке выдержек времени или задании масштаба времени, в устройствах широтно-импульсной модуляции и др.Известны устройства сравнения чисел, выполненные с использованием механических, электрических и магнитных элементов, отличающихся различной степенью экономичности, надежности, сложности и быстродействия.Известно устройство для сравнения чисел, которое содержит регистры сдвига, инверторы, вентили сброса, переключатели, схемы И, ИЛИ, причем, с целью его упрощения, оно содержит по одному вентилю сброса на каждый регистр сдвига; управляющие входы всех вентилей сброса соединены с выходом схемы И, второй вход каждого вентиля сброса через переключатель соединен либо с прямым, .либо с инверсным выходом соответствующего регистра сдвига, а выход каждого из эгих вентилей соединен с цепью сброса этого же регистра сдвига.Однако быстрод "сравнения чисел о Предложенное устроиство отличается тем,что в нем схема совпадений выполнена в видеоптической системы, состоящей из источникаплоскополяризованного света, первого фого 5 приемника и установленных между ними наодной оптической оси и ячеек с дифференциально управляемой анизотропией, входы управления которых связаны с выходами соответствующих разрядов регистров, начиная с10 младшего разряда, причем после каждой ячейки с дифференциально управляемой анизотропией установлены параллельные поляризаторыс раздельными выходами поляризованных вовзаимно перпендикулярных плоскостях лучей,15 одни из которых связаны через ячейки с дифференциально управляемой анизотропией совходом последующего поляризатора, а вгорые с - другими фотоприемниками, которыеподключены к выходам соответствующих раз 20 рядов одного из регистров и ко входам схемыоценки результатов сравнения,Блок-схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.Устройство для сравнения двоичных чисел25 содержит регистры 1 и 2, имеющие раздельные выходы от каждого разряда, схему совпадений 3, размещенную между источником 4,плоскополяризованного света и фотоприемником5, составленную из последовательно располо 30 женных на одной оптической оси п ячеек 6 сдифференциально управляемой анизотропией и разделенных одна от другой и от фотоприемника 5 параллельными поляризаторами 7. Поляризаторы 7 имеют раздельныс выходы поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях лучей света и ориентированы так, чтобы лучи плоскополяризованного света от источника 4 проходили через них, не меняя направления (выход равнозначность) и попадали на фотоприемник 5, если плоскость поляризации сохранит исходное положение. Лучи света изменяют направление распространения, попадая на фотоприемник 8 (выход неравнозначность), если плоскость поляризации света будет повернута под действием управляющего сигнала. Таким образом, на фотоприемник 5 могут воздействовать лучи света, плоскость поляризации которых совпадает с плоскостью поляризации света от источника 4, а на фотоприемники 8 могут воздействовать только лучи света, поляризованные в плоскости, перпендикулярной к ней.Ячейки с дифференциально управляемой анизотропией включены поразрядно между выходами соответствующих разрядов регистров 1 и 2, начиная с младшего разряда от фотоприемника 5, так, что на них действует управляющий сигнал, равный разности выхэдных сигналов регистров 1 и 2.Фотоприемники 8 подключены к выходам соответствующих разрядов одного из регистров 1 или 2 и ко входам схемы 9 оценки результатов сравнения. На чертеже изображено подключение фотоприемников 8 к разрядным выходам регистра 1.Для упрощения чертежа цепи питания, а также цепи ввода сравниваемых чисел и сброса регистров на нуль не показаны, но наличие их предполагается, Выбор типа фотоприемников 5 и 8 определяется из соображений обеспечения заданного быстродействия, экономичности и т. п. При выборе материала для изготовления ячеек 6 с дифференциально управляемой анизотропией также исходят из конкретных условий эксплуатации. Могут быть использованы материалы и вещества, обладающие способностью становиться анизотропными под действием управляющего сигнала,При выключенном источнике плоскополяризованного света сигналы на выходах А и В устройства для сравнения двоичных чисел отсутствуют, В исходном положении во всех разрядах регистров 1 и 2 - низкие потенциалы, соответствующие, например, нулям. При включении источника 4 плоскополяризованного света световой поток проходит сквозь последовательность ячеек 6 с дифференциально управляемой анизотропией и поляризаторов 7, попадая на первый фотоприемник 5. Ячейки 6 пропускают свет, не изменяя наклона плоскости поляризации, так как разность потенциалов на управляющих входах каждой из них равна нулю и они обладают оптическими свойствами одноосных изотропных кристаллов. Поляриза 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 торы 7 также пропускают свет, поскольку ониориентированы соответствующим образом.На выходе А устройства появляется сигнал,соответствующий тождеству чисел, содержащихся в регистрах 1 и 2, Все фотоприемники 8не освещены и обладают низкой темновой проводимостью. Схема 9 оценки результатов сравнения закрыта, На выходе В устройства сигналы отсутствуют. Схема готова к работе,Допустим, что в регистр 1 введено двоичноечисло О010. Тогда на ячейку 6 с дифференциально управляемой анизотропией второго разряда схемы совпадения 3 будет подануправляющий сигнал, равный разности междувысоким потенциалом на выходе второго разряда регистра 1 и низким потенциалом на выходе второго разряда регистра 2. Под действием управляющего сигнала ячейка 6 становится двоякопреломляющей, и плоскость поляризации проходящего сквозь нее света изменит наклон в зависимости от величины управляющего сигнала; величина последнего выбирается такой, чтобы на выходе активной ячейки поворот плоскости поляризации света составил +90 по отношению к исходному положению.Тогда световой поток изменяет направлениераспространения в поляризаторе 7 второгоразряда схемы совпадения 3 и попадает нафотоприемник 8 второго разряда. Фотоприемник 8 открывается и ретранслирует выходнойсигнал второго разряда регистра 1 на входсхемы 9 оценки результатов сравнения, Наследующий разряд схемы совпадения 3 светне пройдет.Поскольку фотоприемник 8 в рассматриваемом случае подключен к высокопотенциальному выходу регистра 1, то на входе схемы 9появится управляющий сигнал, соответствующий единице,На выходе В устройства будет сигнал, означающий, что в регистре 1 записано число,большее, чем в регистре 2,Теперь в регистр 2 введем, например, двоичное число О011, а в регистре 1 оставимпрежнее.Управляющие входы ячейки 6 с дифференциально управляемой анизотропией второго разряда схемы совпадений 3 будут включенымежду высокопотенциальными выходами регистров 1 и 2. При этом разностный управляющий сигнал на этой ячейке будет равен нулюи свет пройдет через нее, не меняя наклонаплоскости поляризации, Фотоприемник 8 второго разряда будет закрыт, так как свет поляризатором 7 будет пропущен на вход ячейки 6 первого разряда схемы совпадения 3,включенной между высокопотенциальным выходом первого разряда регистра 2 и низкопотенциальным выходом первого разряда регистра 1, Плоскость поляризации света будетповернута на 90 после прохождения ячейки 6первого разряда и следующим за ней поляризатором 7 свет будет направлен на фотоприемник 8 первого разряда, Фотоприемник 8 от 436348кроется, и на вход схемы 9 оценки результатов сравнения будет ретранслирован сигнал с низкопотенциального выхода регистра 1. Сигнал на выходе В устройства будет означать, что в регистре 2 записано большее число, чем в регистре 1,Таким образом, управляемая оптическая схема совпадений 3 отклоняет свет от первоначального направления распространения при неравенстве содержащихся в регистрах 1 и 2 чисел, причем отклонение происходит в самом старшем из несовпадавших разрядов. При тождестве сравниваемых чисел свет пройдет до фотоприемника 5,После каждого цикла сравнения регистры подготовливаются к приему новых чисел для сравнения. Очередность ввода чисел для сравнения, моменты сброса регистров на нуль и другие параметры схемы выбирают, исходя из конкретных условий работы устройства для сравнения двоичных чисел.Предмет изобретения Устройство для сравнения двоичных чисел,содержащее два и-разрядных регистра, выходы которых поразрядно подключены к схеме совпадений, фотоприемники, схему оценки результатов сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в нем схема совпадений выполнена в виде оптической системы, состоящей из источника плоскополяризованного света, первого фотоприемника и установленных между ними на одной оптической оси п ячеек с дифференциально уп равляемой анизотропией, входы управлениякоторых связаны с выходами соответствующих разрядов регистров, начиная с младшего разряда, причем после каждой ячейки с дифференциально управляемой анизотропией уста новлены параллельные поляризаторы с раздельными выходами поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях лучей, одни из которых связаны через ячейки с дифференциально управляемой анизотропией со входом 20 последующего поляризатора, а вторые - сдругими фотоприемниками, которые подключены к выходам соответствующих разрядов одного из регистров и ко входам схемы оценки результатов сравнения,25