Оптоэлектронное устройство вычитания десятичных чисел

(51)5 С 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНПРИ ГКНТ СССР ЯМ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ СВИ(46) 30,01.90, Бюл,4(71) Грузинский политехнический институт им, В,И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССР У 840895, кл, С 06 Р 7/56, 978.Авторское свидетельство СССР У .136157, кл, С 06 Г 7/56, 1983(54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ВЫЧИТАНИЯ ДЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использозовано для выполнения операций .вычитания десятичных чисел в логико-вреИзобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зойано дпя выполнения операций вычитания десятичных чисел в логиковременных средах.Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства,На чертеже представлена структурная схема оптоэлектронного устройства вычитания десятичных чисел,Оптоэлектронное устройство вычитания содержит дваоптоэлектронных регистра 1 и 2 операндов А и В соответственно, регенеративный бистабильный оптрон 3, группу 4 оптоэлектронных элементов ИЛИ, группу 5 оптоэлектронных элементов НЕ, группу 6 оптоэлектронных элементов И, оптоэлеКт 2менных средах, Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, Дпя достижения цели в устройство, содержащее регенеративный бистабильный оптрон, первый н второй оптоэлектронные регистры, содержащие элемент И, элемент ИЛИ-. НЕ и разрядные ячейки, введена группа элементов ИЛИ, группа элементов И и группа элементов НЕ, а также два элемента И, кро ме того, в каждую разрядную ячейку оптоэлектронных регистров введен дополнительный элемент ИЛИ, Вместе с .новыми связями это позволяет повысить скорость сдвига информации в оптоэлектронных регистрах при выполнении последовательного вычитапщ десятичных чисел в единичном нормальном коде1 илронные элементы И 7 и 8, Каждый оптоэлектронный регистр представлен двумя разрядными ячейками 9 и 10, оптоэлектронным элементом И 11 и оптоэлектронным элементом ИЛИ-НЕ 12, а каждая разрядная ячейка регист- .ров 1 и 2 содержит два оптоэлектронных квантующих модуля 13 и 14, два модулятора 15 и 16 и оптоэлектронный элемент ИЛИ 17В каждой разрядной ячейке регистрови.2 у модуля 13 оптический вход 18 соединен с выходом модулятора 15, а электрические входы соединены с выходом 19 модулятора 15 и с шиной 20 питания, у модуля 14 оптический вхол 21 соединен с выходом модулятора 16, а электрические входы соединены с выходом 22 мо-.дулятора 16 и с шиной 20 питания,Кроме того, модуль 13 оптически сое-динен с выходом 23 модуля 14, которыйоптически соединен с выходом 24 моду 5ля 13, а модуль 13 электрически соединен также с выходом 22 модулятора 16, Оптический, ,вход 25 модулятора 15 является оптическим входом каждой разрядной ячейки 9 и 1 О регистров 1 и 2В младших разрядных ячейках обоих регистров 1 и 2 выходдевятого разряда модуля 14 оптическисоединен с оптическим входом 26 модуля 13, оптическим входом 27 модуля 14и первым входом оптоэлектронногоэлемента ИЛИ 17 последующей разряднойячейки, В обоих регистрах 1 и 2 выход 28 девятого разряда модуля 14каждой разрядной ячейки оптически соединен с соответствующим входом первого оптоэлектронного элемента И 11,выход которого соединен с первымвходом оптоэлектронного элементаИЛИ-НЕ 12, второй вход которого оптически соединен с выходом 29 регенеративного бистабильного оптрона 3,единичный оптический .вход 30 которого соединен с входом запуска устройства, Нулевые оптические входы 31и 32 регенеративного бистабильногооптрона 3 соединены с выходом оптоэлектронного элемента И 11 соответственно 1 и 2 регистров, В каждойразрядной ячейке обоих регистров 1и 2 выход оптоэлектронного элементаИЛИ 17 соединен с оптическим вхо;"дом 33 модулятора 16Выход элемента И 1 П 1-НЕ 12 в регистре 1 соединенс оптическим выходом 34 признакаприсутствия разности в регистре 1,а в регистре 2 - с оптическим выходом 35 признака присутствия разностив регистре 2,Оптоэлектронное устройство вычи га 45ния десятичных чисел работает следующим образом,По оптическому входу 25 модулятора 15 во всех разрядных ячейках регистров 1 и 2 происходит запись соответствующих операндов А и В параллель.но по разрядам в единичном нормаль.ном коде: в регистр 1 записываетсяоперанд А, в регистр 2 - операнд В,Причем в модуле 13 каждой разрядной55ячейки обоих регистров записываетсясоответствующая цифра н прямом коде,а в модуле 14 - в дополнительном додевяти коде за счет оптической связи по выходу 24 модуля 13, Например, цифра 7 записывается в следующем виде: модуль 13 - 111111100, модуль 14- 0000000При поступлении запускающего оптического сигнала длительностью 1" (где ь - время срабатывания регенеративного бнстабильного оптрона) на вход 30 регенеративного бистабильного оптрона 3 происходит срабатывание последнего и появление на его выходе 29 оптического сигнала, который поступает одновременно на оптические входы всех элементов И 6 - бп и при отсутствии единичного сигнала на выходах соответствующих элементов ИЛИ 4 - 4, что возможно в случае, когда в соответствующих одноименных разрядных ячейках регистров 1 и 2 одновременно находится единичная инФормация, через элемент ИЛИ 17 вэтих разрядных ячейках вызывает срабатывание модулятора 16Последнее приводит к увеличению записанного в модуль 14 кода количества единиц, а следовательно, к обнулению соответствующих разрядов модуля 13 через оптическую связь на выходе 23 модуля 14, Увеличение количества единиц происходит до тех пор, пока в девятом разря де одного из двух модулей 14 одноименных разрядных ячеек не появится единичный. оптический сигнал, свидетельствующий о том, что соответствующий модуль 13 обнулен, Таким образом, во всех одноименных разрядных ячейках регистров 1 и 2 .происходит сдвиг инФормации до тех.пор, пока не обнулится один из. двух модулей 13 всех одноименных разрядных ячеек В это время, если с выхода 28 девятого разряда модуля 14 каждой раз", рядной ячейки регистров 1 и 2 на соответствующий вход элемента И 11 одновременно не поступает оптический сигнал, что свидетельствует о нали чии единичной информации в модуле 13 соответствующей разрядной ячейки регистров 1 и 2, установки в нулевое состояние регенеративного бистабильного оптрона 3 не происходит, Однако наличие оптического сигнала на выходе 29 регенеративного бистабильного оптрона 3поступающего на вход элемента И 8, при присутствии единичного сигнала на выходе элемента И 7, что возможно в случае, когда на выхоФормул а изобретенияОптоэлектронное устройство вычитания десятичных чисел, содержащее регенератирный бистабпльный оптрон ипервый и второй оптоэлектронные регистры, содержащие элемент И, элемент ИЛИ-НЕ,и разрядные ячейки почислу десятичных Разрядов, каждая из 25 которых содержит два оптоэлектронныхквантующих модуля и два модулятора,причем в каждой разрядной ячейкеобоих оптоэлектронных регистров первые электрические входы первого и ЭО второго квантующих модулей соединеныс электрическими выходами соответственно первого и второго модуляторов,а вторые электрические входы подключены к шине питания устройства, первый оптический вход первого оптоэлектронного квантующего модуля соединенс выходом второго оптоэлектронногоквантующего модуля, первый оптическийвход которого соединен с выходом пер вого оптоэлектронного квантующегомодуля, оптические входы первых модуляторов разрядных ячеек первого нвторого оптоэлектронных регистров соединены с соответствующими разрядами 45 входов соответственно первого и второго операндов устройства, вторыеоптические входы первого и второгооптоэлектронных квантующих модулейв каждой разрядной ячейке обоих опто О электронных регистров соединены с оптическими выходами соответственнопервого н второго модуляторов, первый оптический выход девятого разряда второго оптоэлектронного квантую щего модуля каждой разрядной ячейкиоптически соединен с соответствукицимвходом элемента И соответствующегооптоэлектронного регистра, третийэлектрический вход первого оптоэлек 5 5дах элементов ИЛИ 4,"4 одновременноприсутствует единичный сигнал,свидетельствующий о том, что информацияв одном из двух модулей 13 соответствующих одноименных разрядных ячеек регистров 1 и 2 равна нулю, черезэлемент ИЛИ 17 первой разрядной ячейки 9 обоих регистров 1 и 2 вызываетсрабатывание модулятора 16Последенее приводит в следукщий момент кувеличепю информации на один единичный разряд в модуле 14 первой разрядной ячейки 9 регистров 1 и 2, чтосоответственно вызывает обнуление. соответствующего Разряда модуля 13в необнуленной разрядной ячейке 9,а в обнуленной разрядной ячейке 9приводит к установке в единичное состояние всего модуля 13 по оптическому входу 26 и к обнулению всего модуля 14 по оптическому входу 27,а также через оптроэлектронный эле. мент ИЛИ 17 в последующей разряднойячейке данного регистра - к срабатыванию модулятора 16, который увеличивает информацию иа один единичныйразряд в модуле 14 этой разряднойячейки, что соответственно вызываетобнуление соответствующего разрядамодуля 1 Э данной разрядной ячейкиВ дальнейшем присутствие оптического.сигнала на выходе 29 регенеративного бистабнльного оптрона 3 аналогична осуществляет процесс обнулениямодуля 13 каждой разрядной ячейкиобоих регистров 1 и 2 до тех пор,пока в девятом разряде модуля 14 каж-дой разрядной ячейки одного из регистров не появляется единичный оптический сигнал,Если. с выхода 28 девятого разрядамодуля 14 каждой разрядной ячейкирегистров 1 или 2 на соответствующийвход элемента И 1 одновременно по-.ступает оптический единичный сигнал,что свидетельствует о том, что информация, записанная в соответствующемрегистре равна нулю, тогда единичныйоптический сигнал на выходе элемента И 11 регистров 1 и 2 вызывает обнуление регенеративного бистабильного оптрона .3При этом прекращается .поступление оптического единичногосигнала через элементы ИЛИ 4 -4 иИ 8 на входы модуляторов 16 каждойразрядной ячейки регистров 1 и 2,что необходимо для предотвращенияустановки в единичное состояние все 39754 6го модуля 13 и обнуление модуля 4 соответствующих разрядных ячеек ре" гистра 1 или 2.Таким образом, один из регистров( или 2) является обнулеиным, а в другом записана разность операндов А и В, О том, что разность находится, например, в регистре 1, свидетельствует наличие оптического сигнала на выходе 34 признака присутствия разности в регистре 1, в противном случае оптический сигнал присутствует на выходе 35 признака присутствия Разности в Регистре 2, 1539754тронного квацтующего модуля в каждой разрядной ячейке соединен с электрическим выходом второго модулятора, второй оптический выход девятого раз 5 ряда второго оптоэлектронного квант тующего модуля. соединен с третьими оптическими входами первого и второго оптоэлектронных квантующих модулей,.в каждом оптоэлектронном регистре выход элемента И оптически соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого оптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона, единичный оптический вход которого соединен с входом запуска устройства, первый и второй нулевые оптические входы регенеративного бистабильиого оптрона соединены с выходами элементов И первого и второго оптоэлектронных регистров, выход элемента ИЛИ-НЕ каждого оптоэлектронного регистра соединен с оптическим выходом признака присутствия разности в соответствующем оптоэлек тронном регистре, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введены группы элементов ИЛИ, НЕ, И, два элемента И, а в каждую разрядную ячейку 30 обоих оптоэлектронных регистров введен элемент ИЛИ, причем первые оптические выходы девятых разрядов вторых оптоэлектронных квантующих модулей одноименных разрядных ячеек обоих оптоэлектронных регистров соединены соответственно с первым и вторымвходами соответствующего элемента ИЛИгруппы, выход каждого элемента ИЛИгруппы через соответствующий элемент НЕ группы оптически подключен кпервому входу соответствующего элемента И группы, второй вход которогооптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона,выход каждого элемента И группы оптически соединен с первым входом элемента ИЛИ в соответствующей разряднойячейке каждого оптоэлектронного ре-,гистра, выход каждого элемента ИЛИгруппы оптически соединен с соответствующим входом первого элемента И,выход которого оптически соединен спервым входом второго элемента И,второй вход которого оптически соединен с выходом регенеративного бистабильного оптрона, выход второгоэлемента И оптически соединен с вторьм входом элемента ИЛИ в первойразрядной ячейке каждого оптоэлектронного регистра, а второй вход эле."мента ИЛИ в каждой разрядной ячейке,кроме первой, каждого оптоэлектронного,регистра соединен с вторым оптическим выходом девятого разряда второго оптоэлектронного квантующего модуля предыдущей разрядной ячейки,выход элемента ИЛИ в каждой разрядной ячейке каждого оптоэлектронногорегистра оптически соединен с входомвторого модулятора.1539754 Составитель А,СтепановРедактор М,Петрова Техред М.Дидык Корректор В,одписно Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 219 Тираж 2ВНИИПИ Госуда рственного комитета по изобретен 1 13035, Москва, Ж, Раушска м и открытиям при ГКНТ СССРкаб., д, 4/5