Параллельный оптоэлектронный сдвигающий регистр Советский патент 1985 года по МПК G11C11/42 

1 Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может I быть использовано в цифровых оптичес ких и оптоэлектронных вычислительных машинах и в устройствах визуальной индикации. Известны оптико-электронные сдвигакнцие регистры, в которых для осуществления операции сдвига используются оптические связи между разрядами этих регистров. Один из известных регистров содержит две группы оптико-электронных элементов , которые в каждой группе электрически соединены последовательно, соответствующие элементы памяти обеих групп соединены оптически, а нулевые и единичные входы оптико-электронных элементов памяти первой и второй линеек соотв.етственно соединены с шиной установки в исходное состояние ClЗ. Данный регистр позволяет производить сдвиг каждого одногоразряда за один такт работы схемы управления, что ограничивает быстродействие устройства. Наиболее близким к предлагаемому является оптический сдвигающий регистр, каждый разряд которого содержит оптический триггер, вход становки в 1 которого оптически связан с подвижными отражателями, а выход через последовательно расположен ные первый и второй светоделительные элементы - с входом второго управляемого отражателя. Оптический триггер каждого разряда регистра содержит первый оптически управляемый мембранный отражатель, оптический выход которого через последовательНО располоясенные светоделитель, отражатель и второй управляемый мембранный отражатель оптически связан с управляющим входом первого мембран ного отражателя 23. Для сдвига каждого одного разряда информации требуется один такт работы, что ограничивает быстродействие известного устройства. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в параллельный оптоэлектронный сдвигакщий регистр, содержащий в каждом разряде первый оптичес кий триггер, первый и второй отража тели, первый светоделитель световог 12 потока прямого сдвига, первый светоделитель светового потока обратного сдвига, первый светоделитель светового потока сброса, оптически связанный с входом установки в О первого оптического триггера, в каждый разряд введены второй оптический триггер, третий и четвертый отражатели, второй светоделитель светового потока прямого сдвига, второй светоделитель обратного сдвига, второй светоделитель светового потока сброса и светоделитель светового потока опроса, причем в каждом разряде второй светоделитель светового потока прямого сдвига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом зстановки в 1 первого оптического триггера данного разряда, второй светоделитель светового .потока обратного сдвига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в 1 первого оптического, триггера данйого разряда, второй светоделитель светового потока обратно-, го сдвига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в 1 первого оптического триггера предыдущего разряда, первый светоделитель светового потока прямого сдвига оптически связан с единичным выходом первого оптического триггера, который через второй и третий отражатели оптически связан с входом установки в 1 второго оптического триггера данного разряда, первый светоделитель светового потока обратного сдвига оптически связан с единичным выходом первого оптического триггера, который через первый и четвертый отражатели оптически связан с входом установки в 1 второго оптического триггера последующего разряда, светоделитель светового потока опроса связан с оптическим входом первого оптического триггера, второй светоделитель потока сброса оптически связан с входом установки в О второго оптического триггера. На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого сдвигакщего регистра; на фиг. 2 - структурная схема и конструктивное испо нение оптич(вского триггера. Каждый разряд регистра содержит первый .1 и второй 2 оптические триггеры, расположенные друг над другом со смещением. Над первыми и вторыми триггерами установлены соответственно первые 3 и вторые 4 светоделители световых потоков прямого 5 и обратного 6 сдвига. Над первыми 1 и под вторыми 2 триггерами установлены соответственно первый и второй отражатели 7 и 8 и третий и четвертый отражатели 9 и 10, а над триггерами установлены светоделители 11 светового потока опроса. При этом первые 3 и вторые 6 светоделители с отражателями 7 и 10 обеспечивают прямой сдвиг информации, а первые 4 и вторые 5 светоделители с отражателями 8 и 9 обеспечивают обратный сдвиг информации. Под первыми 1 и вторыми 2 триггерами установлены светоделители 12 и 13 световых потоков сброса, оптически связанные с входами 14 установки триггеров . Параллельный ввод информации производится подачей световых потоков в сооветствии с вводимой информацией на входы 15 и 16 установки первых 1 и вторых 2 триггеров. Последовательный ввод информации при обратном сдвиге осуществляется подачей светового потока в соответствии с кодом вводимой информации на отражатель 9 старшего разряда, а вывод информации с регистра световыми импульсами; с четвертого отражателя-8 младшего разряда. Последовательный ввод информации при прямом сдвиге осуществляется подачей светового потока в соответствии с кодом вводимой информации на вход установки в 1 первого триггера младшего разряда, а вывод информации с регистра -световыми импульсами с выхода 1 эторого триггера 2 стар шего разряда Параллельный вывод информации ос ществляется с выходов 1 первых триггеров 1 при подаче светового по тока опроса на светоделители 11. Каждый оптический триггер 1 и 2 состоит из отражательной мембраны 1 закрепленной над прорезью в резисти ном слое отражателей 18 и 19 обратн связи, светоделителей светового пот ка блокировки 20, под прорезью в ре зистивном слое сформирован фотодиод 21 управления, а в стороне - фотоди од 22 сброса. Фотодиод 21 управления включен последовательно с резистивным слоем, а фотодиод 22 сброса параллельно ему. Сопротивление резистивного слоя выбрано меньшим темнового сопротивления фотодиода 21, но брльшим сопротивления засвеченного фотодиода. К последовательному соединению: мембрана 17, резистивный слой, фотодиод 21 управления - приложено постоянное напряжение. Линейка отражательных мембран запитана постоянным напряжением. Элементы линеек каждого разряда сдвигающего регистра установлены таким образом, что при обратном сдвиге информации световой поток от светоделителя 5к после отражения от отклоненной отражательной мембраны оптического триггера 2к попадает на вход установки в 1 оптического триггера 1к непосредственно, а световой поток от светоделителя 4к после отражения от отклоненной отражательной мембраны оптического триггера 1к попадает на вход установки в 1 оптического триггера 2к-1 посредством последовательного отражения от отражателей 8к и 9к-1. При прямом сдвиге информации световой поток от светоделителя 6к после отражения от отклоненной мембраны оптического триггера 2к попадает на вход установки в 1 оптического триггера 1к-«-1 непосредственно, а световой поток от светоделителя Зк+1 после отражения от отклоненной отражательной мембраны оптического триггера 1к+1 попадает на вход установки в 1 оптического триггера 2к+1 посредством последовательного отражения от отражателей 7к+1 и 10к+1. Это достигается соответствующим сдвигом верхней линейки триггеров 1 относительно нижней линейки триггеров 2 и выбором углов падения световых потоков и угла отражения отражательной Мембраны. Сброс линеек триггеров 1 и 2 может производиться параллельно путем снятия светового потоку блокировки с линеек светоделительной 20 или путем подачи светового потока сброса на линейки 12 и 13 соответственно, либо последовательно путем подачи световых потоков на входы 14 со- ответствукицих разрядов. Запись информации может производиться параллельно световым потоком записываемой информации, подаваемым на входы 15 и 16. 11араллельнь}й сдвигающий регистр работает следующим образом. Пусть сдвигаемая информация хранится йа нижней линейке триггера 2. При этом отражательные мембраны 17 тех разрядов, в которые в. соответствии с кодом записана 1, отклонены и установлены на блокировку за счет последовательного отражения светового потока блокировки 20 от отражателей 18 и 19 обратной связи. Для прямого сдвига информации сбрасьшается верхняя линейка оптических триггеров 1, для чего импульсно снимается световой поток блокировки 20 верхней линейки. Затем подается импульс светового потока прямого сдвига на линейки светоделителей 6, 6, ..., 6 по всем отражательным мембранам линейки триггеров 2. Световые потоки прямого сдвига, отражаясь от от кдоненных мембран нижней линейки три геров 2, попадают на входы установки в 1 оптических триггеров 1 последующих разрядов верхней линейки, и последние, отклоняясь, становятся в блокировку. Световые потоки прямого сдвига, отражаясь от неотклонен ных отражательных мембран нижней линейки триггеров 2, не попадают на входы установки в 1 отражательных мембран линейки триггеров 1 и затуха ют. После этого снимается кмпульсно световой поток блокировки 20 нижней

линейки и информация, хранившаяся в ней, стирается. Затем поступает импульс светового потока прямого сдвига на линейку светоделителей 3, .последний распределяется с помощью светоделителей 3, 3, ..., 3„ по всем отражательным мембранам параллельно. Отразившись от отклоненных отражательных мембран оптических триггеров 1, световые потоки, претерпевая последовательное отражение от соответствующих отражателей 7 и 10, поступают на входы установки в 1 оптических триггеров последующих разрядов нижней линейки триггеров 2. Последние отклоняются и становятся в блокировку. Информация в нижней линейке триггеров 2 регистра параллельно сдвинулась на один разряд. При повторении цикла: сброс верхней линейки триггеров 1, записьинформации из нижней линейки в верхнюю, сброс нижней линейки,.перезапись информации из верхней линейки в нижнюю со сдвигом - информация параллельно сдвигается еще на один разряд. Аналогично выполняется обратньй сдвиг информации. В этом случае для управления .операцией сдвига подаются световые потоки обратного сдвига. , Необходимая последовательность подачи световых потоков обеспечивается общим устройством управления для всего устройства, где применен сдвигающий регистр.

X Г ; ) 7:S)6j /j SSZX

F P F I

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СДВИГАЮЩИЙ РЕГИСТР, содержащий в каждом разряде первый оптический триггер, первьй и второй отражатели, первый светоделитель светового потока прямого сдвига, первый светоделитель светового потока обратного сдвига, первый светоделитель светового потока сброса, оптически связанный с входом установки в О первого оптического триггера, отличающийся тем, что,С целью повышения быстродействия регистра, в каждый его разряд введены второй оптический триггер, третий и четвертый отражатели, второй светоделитель светового потока прямого сдвига, второй светоделитель обратного сдвига, второй светоделитель светового потока сброса и светоделитель светового потока опроса, причем в каждом разряде второй светоделитель светового потока прямого сдвига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в 1 первого оптического триггера данного : разряда, второй светоделитель светового потока обратного сдвига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в 1 первого оптического триггера -данного разряда, второй светоделитель светового потока обратного свдига оптически связан с единичным выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в 1 первого оптического триггера предыдущего разряда, первый светоделитель светового потока прямого сдвига оптически связан (/) с единичным выходом первого оптического триггера, который через второй и третий отражатели оптически связан со входом установки в 1 второго оптического триггера данного разряда, первый светоделитель светового потока обратного сдвига оптически связан с един ичным выходом первого оптического триггера, который через первый и четвертый отражатели оптически связан с входом установки в 1 второго оптичес1сого триггера последующего разряда, светоделитель светового потока опроса связан с оптическим выходом первого оптического триггера, второй светоделитель светового . потока сброса оптически связан .с входом установки в О второго оптического триггера.

2Q . Фиг. 2