Оптоэлектронное запоминающее устройство Советский патент 1984 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам хранения и накопления инфор мации. Известно оптоэлектронное запомина щее устройство, содержащее блок ВЕОда, отклоняющий блок, расщепитель, фокусирующий блок, блок мультипликации растров , накопительные блоки с элементами памяти, выполненные из прозрачного магнитооптического матер ала. Устройство содержит также катуш ки для приложения магнитного поля и фотоприемные устррйства по числу запоминающих элементов ij , Однако,известное устройство харак теризуется сложной конструкцией и высокой стоимостью, а также низкой надежностью, связанной со сложностью его юстировки. Наиболее близким к предлагаемому является оптоэлектронное запоминающее устройство, содержащее расположенные на одной оптической оси оптоэлектронный.блок адреса, соединенный с регистром адреса, фокусирующий блок, оптически связанный с блоком мультипликации, на каждом оптическом выходе которого размещен накопитель,Ый блок с матричными элементами памяти, выполненными на основе многослойного полупроводникового материала, например, МНОП с прозрачным управляющим и выходным электродом, и входной и выходной регистры, причем прозрачный управляющий электрод подключен к выходу одного из разрядов входного регистра, а выходной, электрод к входу соответствукадего разряда выходного регистра 2j . Указанное устройство имеет ряд недостатков, вытеканадих из его схемы и конструкции. Применение прозрачного золотого электрода снижает надежность работы .устройства, поскольку золотое п.окрытие.должно быть тонким (200-300 ад. и может приводить к нарушениям электрического контакта. Совмещение в каждом элементе интегрального накопи теля свойств запоминакхцего и светочувствительного элементов не поэволяет получить удовлетворительную чувствительность к свету, что обуславливает применение источника излучения большой мощности. Кроме того, устройство содержит информационнйе шины значительной длины, соединенные с электродами матриц памяти, что сни жает помехозащищенность системы. Цель изобретения - повышение надежности за счет повышения помехозащищенности устройства и снижения потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронное запоминаю щее устройство, содержащее первый входной регистр, первый выходной регистр, первый регистр адреса, фокусирующий блок, оптически связанный с блоком мультипликации, на каждом оптическом выходе которого размещен накопительный блок, содержащий элемент памяти, введены первая группа излучателей, вторая группа излучателей, первая группа фотоприемников, а в каждый накопительный блок введены второй входной регистр, второй выходной регистр, второй регистр адреса, вторая группа фотоприемников, -третья группа фотоприемников и третья группа излучателей, причем излучатели первой группы подключены к вы- / ходу Первого входного регистра и оптически связаны с фокусирукщим блоком, излучатели второй группы подключены к выходу первому адресного регистра и оптически связаны с фокусирующим блоком, фотоприемники второй группы подключены к второму регистру адреса, выходы которого подключены К первым входам элемента памяти, фотоприемники третьей группы подключены к второму входному регистру, выходы .которого подключены к вторым входам элемента памяти, излучатели третьей группы подключены к выходному регистру, входы которого подключены к выходам элемента памяти. Устранение связи накопительных блоков с первыми .выходным и входным регистром посредством электрических проводов повышает помехозащищенность работы устройстаа. Свет вйспринимают не саг/и элементы памяти, а специально для этого приспособленные фотоприемники, что обусловливает высокую чувствительность к световому сигналу И, следовательно, высокую надежность работы устройства, На черетеже приведена схема устройства. Устройство содержит первый входной 1 и первый выходной 2 регистры, регистр 3 адреса, фокусирующий блок 4, блок 5 мультипликации, накопительные блоки б. Излучатели 7 первой группы, излучатели 8 второй группы и фотоприемники 9 первой группы образуют оптоэлектронный блок 10 ввода-вывода. Каждый накопительный блок б содержит излучатели 11 третьей группы, фотоприемники 12.торой группы, фотоприемники 13 третьей группы, второй Регистр 14 адреса, второй входной регистр 15, второй выходной регистр 16, элемент 17 памяти, содержащий словарные щины 18 и разрядные шины 19. В качестве излучателей 7,8 и 11 используются светодиоды,(з качестве фотоприемников 9,12 и 13 используются интегральные, чаще всего на основе кремния, фотоприемники ( -фотодиоды, биполярные или униполярные фоторезис гр| ы) . В качестве фокусирующего блока 4 яспольэуется об ьектив. Блок 5 мультипликации вы полняется в виде еветоделительных кубов, выполнеиных из оятяческого стекла. Каждый на опнтель№ьМ) блок €содержит элемент 17 памятя с матричной организацией и cxevai управления, s сосчаз которых входят второй регистр 14 адреса, вторые входные и выходные регистры 15 и 16 и выполнен на основе биполярной или мдатехнологии,

Излучатели и фотоприемники в оптоэлектронном блоке 17 ввода- внвода и в накопительных блоках 6 piasмещеиы таким образом, что соответствуквдие излучатели 7 и 8 блока 17 ввода-вывода оптически связаны е соответствующими фотоприемниками 12 и 13 на накопительных, блоках 6, а излучатели 11 накопительных блоков оптически связаны с фотоприемниками 9 блока ввода-вывода.

Устройство работает следукяцим образом.

Во время выборки слова в соответствии с кодом адреса слова включают излучатели 8, изображение которых мультиплицируется и фокусируется на поверхности накопительных блоков 6. При этом освещаются соотвбтствую вд)е фотоприемники 12, сигналы которых поступают на регистры 14 адреса вяонов 6.Поскольку излучатели 8 блоха 1& ввода-вывода оптически сопряжены с фотоприемниками 12 накопительных блоков 6 и число их равно Ч1Яспу фотоприемников 12, код выбира i«jro слова поступает на все накопительные блоки 6. После срабатывания скем управления к обмену информацией оказываются готовыми те накопительны е блоки 6, которые содержат разные разряды выбираемого слова. Так происходит выборка слова. Во время записи слово поступает во входной регистр 1 на излучатели 7. С ними оптически сопряжены фотоприемники 13 блоков 6. Число -излучателей 7 равно числу разрядов записываемого слова и общему числу фотоприемников 13 на адресуемых .накопительных блоках 6. Фотоприемники 3, соответствующие разным разрядам слова, расположены на блоках 6 на рааных местах. Во время считывания сигнал с выходных регистров 16 блоков 6 поступает на излучатели 11, которые освещают фотоприемникк 9, соединенные с выходным регистром 2. Процесс передачи данных при считывании аналогичен процессу при запис

Таким образом, регистр 3 адреса, входной 1 и выходной 2 регистры устройства оказываются связанными лишь с оптоэлектронным блоком 10 ввода-вывода, а накопительные блоки 6 соединены только Ъ шинами питания Обмен информацией происходит по оптическим каналам.

По сравнению с базовым объектом элементы памяти в предлагаемом устройстве выполняют функции светочувсвительных элементов. Для этого слу- специально приспособленные для этого Фотоприемники. В результате чувствительность к свету возрастает на 2-3 порядка, что позволяет применять менее мощные источники излучения и повышает надежность работа устройства. Кроме того, число сйеточувствительных элементов на запоминакщей плате сокращается в 100-1000 раз, что позволяет увеличить разме| светочувствительных плсяцавдок и снизить требования к фокусирукицей системе и точности расположения запоминающих плат. Элементы памяти в предлагаемом устройстве электрически связаны лишь с шинами питания, что повышает помехозаицищенность работы устройства.

изобретение применимо для создания запоминаквдих устройств емкостью 10 бит с произвольной выборкой .

I

ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ЭАПОМИНАЩЕЁ УСТРОЙСТВО, содержащее первый входной регистр, первый выходной регистр, первый регистр адреса, фокусирукщий блок, оптически связанный с блоком мультипликации, на каждом оптическом выходе которого размещен накопительный блок, содержащий элемент памяти, о тли ч а ю щ е я тем, что, с целы повьпиения надежности устройства за счет повышения помехозащищенности и снижения потребляемой мощности, в устройство введены первая группа излучателей, вторая группа излучателей, первая группа фотоприемников, . а в каждый накопительный блок введены второй входной регистр, второй выходной регистр, второй регистр адреса, вторая группа фотоприемников, третья группа фотоприемннков и третья группа излучателей, причем излучатели первой группы подключены к выходу первого входного регистра и оптически связаны с фокусируищим блоком, излучатели второй группы подключены к выходу первого гщресного регистра и оптически связаны с фокусирующим блоком, фотоприемники первой группы подключены к входу первого выходного и оптически связаны с фоку- сирующим блоком, фотоприемники вто- § рой группы подключены к второму реО) гистру гшреса, выходы которого подключены к первым входам элемента памяти, фотоприемники третьей группы подключены к второму входному регистру, выходы которого подключены к BTO-S рым входам элемента памяти, излучате- ли третьей группы подключены к выход ному регистру, входы которого подключены к выходам элемента пгшятии