Оптический параллельный сумматор

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ(32) Приорит Госудвротеенный номнтет Совета Министров СССР оо делам иэобретенийубликовано 25.06. 74 Бюллетень23Дата опубликования описания 28 Ж.74 н открыти 72) Авторы изобретени ов и Р.Ф. Иван В.Н ерсит убанский государстве вите 54) ОПТИЧЕСКИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙСУММАТОР ки(не- ктор- ельИзобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при создании оптических и оптико:электронных вычислительных устройств. ствуоптические паралмматоры, содержащие исвого цучка, на путиановлен оптическийолненный в виде устаследовательно дефлекс дефлекторами помых, причем вход слаого дефлектора ячейодом связан с выхотвующей ячейки памяо, и световоды. ойства С на че 5дена Предлагаемый суммается от известных темкаждый четный - а ньйный выходы дефлекторнмладшего разряда соедтоводами с соответств 20 ор отли что в н и нечет й ячейки нены свеющим Ю/2= Известнылельные суточник светкоторого устрегистр, выновленнйх иторных ячеекчислу слагагаемого каждки другим вдом соответти слагаемо ым входом дефлекторной яче старшего разряда, а четные четные) выходы каждой дефл ной ячейки связаны дополни ными световодами, соединен выходными торцамй с соотве ющим выходом сумматора. Это позволяет увеличить оыст.родействие и помехозащищенностьсумматора. Устройство содержит источник 1 светового пучка, оптический регистр 2, выполненный на последовательйо установленных дефлекторных ячеиках 3, 4 и 5, число дефлекторов 6-11 в каждой из которфх равно числу ячеек памяти слагаемых 12, ХЗ, и световодах 14-17.3Устройство работает следующим -бразом,Дефлектор 6 ячейки 3 младшего двоичного разряда оптического регистра 2 энергетическисоединен с ячейкой памяти 12 младшего двоичного разряда слагаемого а. рефлектор 7 ячейки 3 соединен с ячеикой памяти 131 О младшего разряда слагаемого5 где в - номер уровняразряда,мер соединяемого уровстаршего разряда. Кроме соединений, определяемых формулой (1), все четные входы каждой дефлекторной ячейки 3, 45 суатора имеют дополнйтельные световоды, сведенные в световые жгуты 15, 16 и 17, отдельные для каждой дефлекторной яч(; к 1 л. Световодные жгуты 15-17 явлются выходами сумматора и л 1 ти ески свя.эаны с ячейками памяти соответствующих 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 ячей. ках 3-5 сумматора может занимать одно из положений, отмеченных уровнями 1, П, ш й 1 У. Уровню исходного положения луча света присвоен номер 1. На чертеже схема оптического суььитора изображена до третьего разряда.Номера уровней 1 П, Ш и 1 У дефлекторнои ячейки 5 называютсяуровнями младшего разряда, а но- зп мера уровней 1, П, Ш, 1 У дефлек- и торной ячейки 4 - уровнями старшего 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 стар О шего разряда световодами в соответствии с формулой Ж-+ 2 44 4разрядов регистра суммы с, являющегося самостоятельным устройством. При энергетическом воздействии на дефлекторы 6-11 луч света изменяет номер уровня. 1 оследний делается на единицу больше. В этом случае дефлекторы 6-11 становятся возбужденными, Возбужденное состояние дефлекторов 6-11 соответствует "единице , записанной в ячейки памяти слагаемого 12, 13.Если в ячейке памяти 12 записан "О", свет не изменяет своего положейия в дефлекторе 6 и на входе дефлектора 7 занимает уоовень 1. Если в ячейке памяти 12 записана "единица", то дефлектор 6 окажется возбужденным, луч заимет уровень П . С этого уровня он входит и в дефлектор 7. 1 аким же образом действуют все другие дефлекторы 8-11 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 отчая, если в ячейке памяти 12, 13 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 12,13 а уровень 1 - 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 15, то этот процесс будет происходйть каждый раэ, когда луч света будет занимать четный уровень на выходе дефлекторной ячейки 3 сумматора.С любого из уровней дефлекто ной ячейки 3 сумматора луч света подается по световодам, на следуюшда дефлекторную ячеику 4, где происхо,цят процессы, анало5гичные описанным. Таким образом луч света распространяется от дефлекторных ячеек младшего разряда сумыатора к дефлекторным ячейкам старших разрядов и, ответвляясь через световые жгуты 15, 16, 17 записывает суви в ячеики памяти С,В качестве примера на чертеже 10 жипнои линиеи показан ход луча в дешлекторных ячейках сумматора, если а=НО (младшии разряд слева),=100. Из чертежа видно, что сумма в этом случае С=001. 15 Для сложения многоразрядных чисел необходимо увеличить число дефлекторных ячеек 3-5 так, чтобы оно стало равным числу разрядов наибольшего по величине слагаемого. В схеме такого сумматора появятся дефлекторные ячейки, следуюшие за ячейкой 5, Схема сумматора и выражение (1) сохранятся и для числа слагаемых р, где р, 2. В этом случае 50 Действительно, в дефлекторах б и 7 происходит отклонение света, в результате чего луч на выходе дефлекторной ячейки 3 зани 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 2. В дефлекторе 9 не происходит изменения уровня. Поэтому на выходе дефлекторной ячейки 4 луч занимает тот же уровень Ш. Переходя на уровень Ш по свето- воду, луч направляется в дефлекторы 10 и И, где не испытывайт смещения. Таким образом, только на выходе дефлекторной ячейки 5 луч света занимает четный уровень П, и, следовательно, происходит запйсь единственной "единицы". Эта запись осуществляется световым жгутом 17 в ячейку самого старшего разряда регистра суммы С,6число дедлекторов в к едо 11 дефлекторной ячейке 3-5 сумматораи число светопроводников в световодных жгутах должно быть равнор, а число возможных уровней равно 2 р, т.е. это число всегда четно. Результат суммирования остается тем же, если возбужденному состоянию приписать не "О", а 1" В этом случае световодные жгуты отводятся от нечетных выходов.Ввиру того, что оптический сумматор является сумматором параллельного действия, все дефлекторы бсумматора возбуждаются одновременно. 11 оэтому воемя выполнения операции сложейия оказывается равным времени возбуждения одного отдельно взятого де 4- лектора и не зависит от числа дефлекторов.ПРЕщ БТ 1 ЫОБРЕТЫ 1 йОптический параллельный сумматор, содержащий источник светового йучка, на пути которого установлен ойтический регистр, выполненный в виде установленйых последовательно дефлекторных ячеек с дефлекторами по числу слагаемых, причем вход слагаемого каядого дефлектора ячейки связан с выходом соответствуюшей ячейки памяти слагаемого, и световоды, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и помехозащищенности сумматора, в нем каждый четный 3 =ый и нечетный выходы дефлекторной ячейки младшего разряда соединены световодами с соответствующим /Ъ/2-ым входогл дефлекторной ячейки старшего разряда, а четные (нечетные) вйходы каждой дефлекторной ячейки связаны дополнительными световодами, соединенным 1 выходными торцами с соответствующим выходом сумматора.433508 Составитель Юе А е КОЗЛНИНВ Техред А ЗбврСИИЙ едактор О Изд.ХЪЪ Тираж 62.4 исно тентв, Москва, Г.59, Бережковская наб., 2 едприя 1 ИПИ Государственного комитета Совеа Министров СССпо делам изобретсннй и открытийМосква, 113035, Раушская наб., 4