Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 99 А 1 1)5 0 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯМ ИСА ТЕН К ДВТОРСКО О О ИЕ ИЗОБР В ИДЕТЕЛ ЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1476463, кл, 0 06 Р 772, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 1686442, кл, 0 06 Р 7/72, 1989,(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических процессорах, использующих арифметику остатков в импульсно-позиционном представлении операндов. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат. Оптический программируемый модуль в системе остаточных классов содержит блок 1 определения индексов, включающий группу оптических коммутаторов 2 и группу фотоприемников 3, сумматор - вычитатель 4 по модулю, блок 5 определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов 6 и группу фотоприемников 7 с соответствующими связями. 2 ил,840 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при изготовлении цифровых оптических процессоров, использующих арифметику остатков в импульсно-позиционном представлении операндов.Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат.На фиг, 1 представлена схема оптического программируемого модуля в системе остаточных классов (длязначения основания, равного семи); на фиг, 2- пример реализации вычислительного устройства посредством оптических программируемых модулей в системе остаточных классов.Модуль (фиг, 1) содержит блок 1 оп ределения индексов, включающий группу оптических коммутаторов 2 и группу фотоприемников 3, сумматор-вычитатель 4 по модулю, блок 5 определения антииндексов, включающий группу оптических коммутаторов 6 и группу фотоприемников 7, первый и второй информационныевходы 8 и 9 модуля, с первого по третий входы 10 - 12 задания режима модуля соответственно, информационный выход 13 модуля, первый и второй выходы 14 и 15 значения поправки модуля, выход 16 переполнения модуля.Пример реализации вычислительного устройства (фиг. 2) содержит входы 17 и 18 значений ранга первого и второго операндов устройства, с первого по третий триггеры 19 - 21 соответственно, с первого по третий оптические программируемые модули 22 - 24 в системе остаточных классов соответственно, модуль 25 счета ранга, включающий последовательно соединенные блок 26 сумматоров-вычитателей (по числу оптических модулей), блок 27 табличного преобразования ранга числа в ранг логарифма числа, сумматор-вычитатель 28, блок 29 сумматоров-вычитателей, блок 30 сумматоров-вычитателей и блок 31 табличного преобразования ранга логарифма числа в ранг числа, вход 32 начальной установки устройства и выход 33 ранга результата устройства,Сущность изобретения состоит, во-первых, в новой организации связей в блоке 1 определения индексов, при этом оптические сигналы, вошедшие в модуль во всех возможных позициях, приводятся к М-й позиции, от которой переводятся к позиции К= = 1 пбцй, По сигналам, вырабатываемым фотоприемниками 3 в процессе приведениясигнала к позиции К, в модуле 25 счета рангаВследует вводить поправки, кратные - (В; -Рвеличина соответствующего ортогонально 5 10 15 20 25 30 35 го базиса, Р = п 11 п 12а п)п, где Й)- основания СОК), для позиций Меньше й - положительные, для позиций больше й - отрицательные. Для (й + 1)-й поэиции - ( ) для (й + 2)-й - ( -- ) и так далее.В) 2 ВР РПоскольку во всех программируемых модулях в СОК остатки, от которых определяются индексы, становятся фиксированными, то и выражениеПоиА =(( ( и бц д ) Р ) - 1 оцц ( т к + сц )=1 Рстановится функцией только гА. п 11- Я 1 - ЧЧ 2 гА - а 1 - Яи Я 1 п 2 - Ю 2 ГА 2 - И/и- Ю 2 . - Ю П)п-В/и Это открывает возможность в модулесчета ранга определять ранг логарифма числа по ввоДимому рангу табличным методом.Практически, удобно использовать тот факт,что для любой величины п 1 ь с 1 пб 1 = - О. Вэтом случае при умножении/делении оптический сигнал пройдет по каналу сумматора-вычитателя нулевой позиции, что имеетположительное значение, т. к. не будет, заведомо, перестановок и переполнения,Во-вторых, вследствие новой организации связей в блоке 5 определения антииндексов оптические сигналы, вошедшие вблок 5 определения антииндексов во всехвозможных позициях каналов, приводятся кК-ой позиции, а затем к М-й позиции выходаблока, где М =1 пб К.По сигналам, вырабатываемым фотоприемниками, в модуле счета ранга такжедолжны вводиться поправки, кратные - .В)Для позиций, меньших К, - положительные,больших, - отрицательные,Поскольку во всех программируемыхмодулях в СОК остатки, от которых определяются антииндексы, становятся фиксированными, то и выражениеПг ( -1,), В,),0 ф(фб)г(цС) -блока 1 определения индексов и вошедшийимпульс выходит через второй выход одногоиз коммутаторов 2, частично считывается насоответствующий фотоприемник 3, которыйвырабатывает электрический сигнал для модуля 25 счета ранга, а затем, в соответствиис переориентацией позиции оптического канала, поступает на К-ю позицию выхода блока 1 определения индексов, Если жеоптический импульс первоначально поступает на вход Й-ой позиции, то он выходит совторого выхода соответствующего коммутатора.и поступает на К-й выход блока (К ==1 пбяй). При сложении и вычитании нужноедействие выполняется сумматором-вычитателем 4, При прохождении блоков 1 и 5значение информации не изменяется.При определении антииндекса и выработке программирующего сигнала для модуля счета ранга оптический импульс 20поступает на один из оптических каналов,проходит через блок 1 определения индексов, сумматор-вычитатель 4 без смены позиции, поступает на вход одного изкоммутаторов 6 (одно времен но в кл юченных) блока 5 определения антииндексов ивыходит через второй выход одного из коммутаторов 6. Попадает на фотоприемник 7данной позиции, который вырабатываетэлектрический сигнал для модуля 25 счета 30ранга, а затем, в соответствии с переориентацией позиции канала, поступает на И-йвыход блока 5 определения антииндекса.Если оптический импульс первоначальнопоступает на вход К-й позиции, то он выходит со второго выхода соответствующегокоммутатора 6 и поступает на й-й выходблока (й = 1 пбч К),При умножении и делении работа модуля складывается из совокупности описанных выше операций, при этом на вход 9модуля подается значение индекса второгооперанда. При умножении и делении сумматор-вычитатель 4 выполняет соответственно сложение и вычитание. 45Формула изобретенияОптический программируемый модуль всистеме остаточных классов, содержащийблок определения индексов, включающийгруппу оптических коммутаторов и группу 50фотоприемников, сумматор-вычитатель помодулю, блок определения антииндексов,включающий группу оптических коммутаторов и группу фотоприемников, причем входы разрядов первого информационного 55входа модуля соединены с оптическими информационными входами соответствующих оптических коммутаторов группы блока определения индексов, электрические управляющие входы которых соединены с первым входом задания режима модуля, второй вход задания режима которого соединен с управляющим входом сумматора-вычитателя по модулю, выход переполнения которого является выходом переполнения модуля, третий вход задания режима которого соединен с электрическими управляющими входами оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов, оптические информационные входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов результата сумматора-вычитателя по модулю, входы разрядов первого информационного входа которого соединены с первыми оптическими выходами соответствующих оптических коммутаторов группы блока определения индексов, второй информационный вход модуля соединен с вторым информационным входом сумматора-вычитателя по модулю, первые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов являются выходами соответствующих разрядов информационного выхода модуля, выходы фотоприемников группы блока определения индексов являются выходами разрядов первого выхода значения поправки модуля, выходы фотоприемников группы блока определения антииндексов являются выходами разрядов второго выхода значения поправки модуля, вторые оптические выходы оптических коммутаторов, кроме (Йф + 1)-го(К=пай; 1М М -1; М - значение- модуля), группы блока определения индексов соединены соответственно с входами фотоприемников группы блока определения индексов, вторые оптические выходы оптических коммутаторов, кроме (К + 1)-го, группы блока определения антииндексов соединены соответственно с входами фотоприемников группы блока определения антииндексов, отл и ча ю щий с ятем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, вторые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения индексов соединены спервым оптическим выходом (К+ 1)-го оптического коммутатора группы блока определения индексов, вторые оптические выходы оптических коммутаторов группы блока определения антииндексов соединены с первым оптическим выходом (й+ 1)-го оптического коммутатора группы блока определения антииндексов,становится функцией только гс. = -Ь п 11- ЧЧ 1 - ЧЧ 2; гс "у 1 - ЧЧп= ое 1 -ЧЧ 1 т 2- ЧЧ 2 гс,2 - ЧЧи" Ю 1 - ЧЧ 2 ЧЧ Л 1 п.ЧЧпТаблица, по которой в модуле счета ранга определяется г(сс), та же самая, что и для г(оцяА), только входами являются выходы определения ранга логарифма,Сумматор-вычитатель 4 по модулю реализуется так, как это описано в авт. св, СССР М 1476463, кл. О 06 Р 7/72, 1987 г.В блоке 1 определения индексов(фиг. 1) расположены семь оптических коммутаторов 2 группы, имеющих общий управляющий электрический вход, Вторые (левые) оптические выходы коммутаторов 2 соединены с фотоприемниками 3 (кроме коммутатора первой позиции, не имеющего фотоприемника), а затем с выходом блока нулевой позиции, т, к. 1 пб 1: - О, Первые (правые) оптические выходы коммутаторов 2 соединены с выходами блока 1 определения индексов согласно позиции коммутатора. По электрическому выходу фотоприемника 3 нулевой позиции в модуле 25 счета ранга следует ввести поправкуВ В( -- ), шестой - ( -- ),РРВ блоке 5 определения антииндексов расположена группа из семи оптических коммутаторов 6, которые программируются на выполнение этой операции по общему электрическому входу. Вторые (левые) оптические выходы коммутаторов 6 соединены с фотоприемниками 7, а затем с выходом блока первой позиции,т, к. 1 пб 0 = 1, Первые (правые) оптические выходы коммутаторов 6 соединены с выходами блока 5 определения антииндексов согласно позиции коммутатора, По электрическому выходу фотоприемниКа 7 первой позиции в модуле 25 счета ранга следует ввести поправку -В"Вычитание". Триггер 20 программируетоперацию "логарифмирование", триггер 215 задает "антилогарифмирование", Одновременно задействованные триггеры 19, 20, 21программируют "умножение" и "деление"чисел, в зависимости от наличия или отсутствия сигнала на триггере 19,10 Каждый из модулей 22, 23, 24 имеет Моптических входов и столько же оптическихВЫХОДОВ,Первый операнд А представляется навходе каждого модуля номером позиции й,15 где А= а(п 1 ооМ), второй операнд (если онтребуется) вводится позицией В строки модуля сложения/вычитания, на которую подается электрический сигнал, В Р(щобМ),Модуль 25 счета ранга изображен в ак 20 сонометрической проекции для иллюстрации того, что число, представляющее ранг,состоит из целой и дробной компонент.Блок 26 представляет из себя три позиционных сумматора-вычитателя, в нем к ис 25 ходному рангу гд вносятся поправки видаи вразного знака.Сумматор-вычитатель 28 предназначендля вычисления суммы или разности рангов30 гд и г 8, которые, в общем случае, являютсядробными числами.Блок 29 служит для внесения целочисленных поправок по сигналам переполнения вида35 40 где ЧЧ - веса соответственных базисов,Блок 30 полностью аналогичен блоку 26.В качестве блоков 27 и 31 табличногопреобразования могут быть использованыголографические ассоциативные запоминающие устройства (см., например, "Оптическая голография" под ред. Колфилда Гпер,с англ. - М"Мир", т, 2, с. 424).Блоки 26 и 27 программируются триггером 20, блоки 28 и 29 программируются выходами триггера 19, блоки 30 и 31программируются управляющими сигналами с выхода триггера 21,Оптический программируемый модуль всистеме остаточных классов (фиг. 1) работает следующим образом,При определении индекса и выработкепрограммирующего сигнала для модуля счета ранга оптический импульс поступает наодин из входных оптических каналов, одновременно включаются все коммутаторы 21767499 Г. 2 Составитель А.КлюевТехред М,Моргентал Корректор Л,Филь актор С,Кулак оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул, Гагарина, 101 аказ 3549 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5