Оптоэлектронное устройство для вычисления логических функций многих переменных

О П И (,". А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск ихСоциалистическихРеспубики ои 717766(51)М. Кл. 0 06 Г 7/58 с присоединением заявки РЙтввуа 9 стииииый киаитит ь.ь.ФР е аан изибрвтииий а вткрмтий(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ МНОГИХ ПЕРЕМЕННЫХ 2 Изобретение отюсится к области вычислительной 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 111 . Коэффициент прозрачности этого. элемента изменяется, когда на него поступают одновременно лазерный луч и луч света, частота которою превышает заданную. При этом прозрачность изменяется именю по отношению к лазерному лучу, В устройстве имеется также кристалл, который под воздействием лазерного луча генерирует свет более высокой частоты. Входнымсигналом 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 регистрируегся на транспарантах в виде небольших поляризованных или неполяризованных элементов поверхности. Поляризованные эле менты делятся на две группы в зависимости от направления поляризации. Конфигурация поляризованных или неполяризованных областей может изменяться по заданюй программе; образуя тем самым запоминающий блок устройства. Для вычислений используется как поляризованный, так и неполяризованный свет от соответствующих источников, Вычислитель отличается высокой степенью параллелизма в работе и обладает большим быстродействием 123 .Наиболее близким техническим устройством к данному изобретению являетсяоптоэлектронное устройство для вычисления логических функций многих переменных, сддержащее источник света, выход котор го связан с входом оптического двоичного дефлектора, соединенного управляющими электрическими входами с соответствую3 - "717766 . 4 "1 цимивыходами фотоприемной матрицы, элементы 12 настройки транспаранта со -"входов которой связаны сойтЖескймистояний 5" первая группа 13 выхо ов " входами устройства, н блок выработки блока 4 выработки управляющих командупра ляюцих-команд 3. " - " :""световой решающий луч 14, элементы 15;ю настройки- транспаранта 7 связей, втораяНедостатками указанных устройств группа 16 выходов блока 4 выработкиявляется невозможность перестройки вы- . управляюих команд, выходные сигналы 17ходных оптических связей и невозмож-транспаранта 7 связей, являющиеся выхоность"параллельного вычислейия несколь- дами устройства.ких логических функций, что снижает их" . о Устройство работает следующим обрапроиэводительносъ,. -"- " :;." " ". зом.Йельюизобретения"является "обеСйече- рефлектор 2 управляется электрическиМе йерестроякМ"вйходЪх"оптйческйх,свя- "ми сигналами. Для реализации управлениязей и йовыщение быстродействия устрой- дефлектором 2 предусмотрена фотоприемства ".,-;-;-=,:-:. ,; ,ная матрица 3, преобразующая оптическйеПоставлеййаяЩйь достигвеЖя ем;-входные лучи, постуйающие нв входы 10 что бйтоэлЖтронное"устроиство для ВФ-в" Электрические сигнвпы. Число входных ,Ййейейия логических уйкций дбполнитель- "лучей равно числу входных -переменных йосодержйт т -"строчйый накопйтельный, О, Число позиций отклоняемого луча,транспарант состояний, гп -строчную мвт О равно 2 ., Выходной луч 11 дефлекторврицулинейчатых фотоприемников, блок 2 имеет форму узкой ленты (йпи фокуси-Стйчйлхоптическйх затворов, источййк"ру 4 тс."я в "узкую ленту), длина которойодйородйого света и т -СтрочньРи нвкопй-равна высоте транспаранта 5 состояний.тельный транспарант связей, выходы ко- Последний представляет собой контяну-.,торого" яваиотся выходами- устройс жа 2айную среду, обладающую реверсивнойи"связанИ".с соответствующимй "входами.,ойтической памятью. Площадь транспаравблока выработки команд, первая и вй)раятаи" его разрешающая способность такогруппы выходов которого опгически" свя-вы что й Ыем" размещается Мстрок, в звны суправлявшими входами соответст- каждой йЭ" которых можно размесить 2венно го -Строчного накопительного трен- О"элементов 12 настройки. При включенииспарвнтасостояний йострочйого йвко-. " сйгйалов настройки в виде световых лу"пительного траспаранта связей, силййь-чей с выходов 13 управляющего блока 1ййевходы"которогб ойтичаски связаны с . (блок 4 выработкй команд, который наст-йстбЧником однородного света через блокраивает трайспврант состояний, избрвйнЫе " стройыхойтичекйх за 1 воров, электриче;- З элементы в каждой из с.трок просветля-:" ске"входыМЬторого соединены с соответ- . ются (беэ настроечного света транспарантствующййвыходами го-строчйой магрийц 5 непрозрачен), Картина просветленныхлинейчвтых фотоприемников, подключеййойэлементов 12 запоминается.электрическимвходом куправляющей ши- . Шириналенточного луча 11 должна, ." не,"сигйвльные входы т-строчной мвтри- ать прймерно равнадиаметруэлементацы линейчвтых фотоприемников" через- М - 12, В устройствепредусмотрен такжестрочный нвкбййтельйый трайс 1 врайт"сФ-друтой ойтйческий транспарант - трайс стоянийсоедйнейь 1 с"выходом"оптйчжко- парвнг 7 связей. Его реализация аналого двоичйого дефлектора. . "., "-" " "гичиа реализации транспаранта 5, ЭтоНа чертеже представлена схема опто-также континуальнвя среда, обладающаяэлектронного устройств; выпойеййаяреверсивйой оптической памятью, В ней. согласно данномуизобретению. Ййфрвмитакже 1 строк, но число элементов внв чертеже обозначены источник 1 света, строке выбирается произвольно, исходяойтический двойчный дефлектор 2, ото- из желаемой степени связности описыввеприемная матрица 3, блок 4 выработки мйх устройств в большой системе (на-.управляющих команд, и-строчный нако- пример,9 ). Транспарант 7 также настпительный трвнспарайт 5 состояййй, "6 -"-раиввется с помощью сигналов нвстройстрочйая матрица 6 линейчвтых фотойрй-кй ввиде световых лучей второй групемников, щ-строчный накопительный тран пы 16 вйходов блока выработки команд,спарант 7 связей, блок 8 строчных опи- которые просветляют выбранные элемен ческих затворов, источнйк 9 однородйого, ты в каждой из строк.света, оптические входы 10 устройства,Транспаранты 5 и 7 связаны междувыходной=ленточный луч 11 дефлекторв, собой следующим образом.; Ф с"5 717766 6Рабочий луч, арщпщщий через про- писывают в блок 4 выработки упрввляьсветленный элемент транспаранта 5, ших команд, а на транспаранты И, 7 эавключает данную строку матрицы линей- писывают новую информацию, предопредечатых (фото)приемников 8 и увеличивает ляющую вычисление новых логическихее проводимость, Вследствие этого нап-функций и организацию новых связей,ряжение О передается по электрической Устройство позволяет одновременноцепи и включает одну из строк блока 8 вычислять го любых логических функций, оптических затворов. Однородный свет из полного набора 2 функций и иэмеот источника 9 проходит через просвет; нять оптические выходные связи, иэмепенные алементы транспаранта 7 и форминяя тем самым всю систему взаимныхрует 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 лагвемое устройство эквивалентно конечв течение одного такта транспаранта 5ному автомату, имеющему и входов,т вына параллельное вычисление и) заданных ходов и 2 внутренних состояний. Егологических функций и транспаранта 7 на отличительной особенностью является то,определенную комбинашпо выходящих оп- что таблица выходов и таблица переходовтических связей в каждой из 1 строк " ". не задана заранее структурой автомата, авторая стадия - собственно вычислениеопределяется управляющим блоком, т,е, вдпя атого при включенном источнике 1 конечном счете состоянием системы иэсвета на вход дефлекторв 2 подают ком- . многих рассматриваемых устройств.бинацию входных лучей 10 (о -разрядное,двоичное слово), определяющую одно из,2" положений ленточного луча 11. Еслй 2 .ф о р м у л а и з о б р е т е н и яато положение пространственно перейрывает просветленные элементы в одной или" Оптоэлектронное устройство для вынескольких строках транспаранта 5, то . . числения логических функций многих перевоэниквют один или несколько вЫходнЫхменнцх, содержащее источник света, вы-.решвющих лучей 14, что и соответствует З 0 ход которого свяэвн с входом оптическовычислению логических функций. Далее : го двоичного дефлекторв, соединенногорешающие лучи 14 с помощью матрицы 8 управляющими алектрическими входами си оптических затворов 8 используются соответствующими выходами фотоприемнойдля управления настроенным транспаран- ;матрицы,входов которой связаны с оптом 7 связей. В результате устройств ".З тическими входами усгройства, и блоквыдает на выходе соответствующее коли-, выработки управляющих команд, о т л ячество выходных лучей 17, и устройствоч а ю щ е е с я тем, что, с целью повы./оказывается связанным с другими уст=: .щения быстродействия устройства, оно доройствами. Часть лучей 17 идет в каче-"полнительно содержит т -строчный нвкопистве входных на другие устройства, часть тельный транспарант состояний, го-с роч 40тидет в блок 4 выработки команд и участ-. ную матрицу линейчатых фотоприемников,вует в настройке транспарантов как дан- блок строчных оптических затворов, ясного устройства, твк и других устройств.точник однородного света и п-строчныйИсточник 9 однородного света, засвечи-накопительный транспарант связей, выховающий транспарант 7 связей, должен4 ды которого являются выходами устройбыть сделан достаточно мощным. ;ствв и связаны с соответствующими вхоХарактерной особенностью разработан-дами блока выработки команд, первая иного оптоалектронного устройства явля- вторая группы выходов которого оптичеется возможность легкой его перестройки: ски связаны с управляющими входами сона вычйсление других логических функций ф ответственно го-строчного накопительногои легкой перестройки сложной системой транспаранта состояний и гл-строчногосвязей, в результате чего данное устрой- накопительного трвнспарвнтв связей, сигство оказывается связанным с совершен- нвль х дь рные в окото ого оптически связано иной группо других устройппой р .их устройств. И тд ны с источником однородного света черези гое достигается перестройкой транс-блок строчных оптических затворов, алекти другое дос игвепврантов и , приче5 7 .м все делается однорические входы которого со дэапц ответствующими выходами гп-с трочнойвременно эа один такт. Для этого эапцмвт ицы линейчвтых фотоприемников,санную ранее ивормвцию стирают, перематриц7 717766 8подключенной электрическим входом к уп. Патент Японии29647равляющей шине, сигнальные входы гт- кл. 98(5) 029, 1970,строчной матрицы, динвйчатых фотоприем-2. Патент Франции2049327,ников через т -строчный накопительный кл02 Р 3/00, С 06 О 9/00, 1971,транспарант состояний соединены с вы-" 5 3. Авторское свидетельство СССРходом оптического двоичного дефлектора, по заявке: 2393875/18-24,Источники информациифкл Н 03 К 19/14, 22 06,76,(протопринятые во внимание при экспертизе . тип).г 10 Составитель Ю. Козловв Техред М. Келемеш, Корректор О. КсФйнская Редактор М. 751 ПодписноерФтвенного комитета СССРизобретений и открытий ., Ж 35, Раушская наб., д. 4 9849/67 Тираж ЦНИИПИ Госуда по делам 11.3035, Москв