Оптоэлектронный десятичный сумматор Советский патент 1985 года по МПК G06F7/56 

ветственно с первым и вторьм управляющими входами разрядной ячейки, пятый вход переключателя соединен с входом синхронизации разрядной ячейки, шестой вход переключателя соединен с входом приема переноса разрядной ячейки, седьмой вход переключателя соединен с входом запроса на выдачу заема разрядной ячейки, первый выход переключателя каждой разрядной ячейки, кроме первой, соединен с выходом управления приемом переноса этой разрядной ячейки, в кащюй разрядной ячейке второй выход переключателя соединен с выходом управления вьщачей заема, третий выход переключателя соединен с первым электрическим входом первого блока памяти, второй электрический вход первого блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с входом управления выдачей переноса этой разрядной ячейки, второй электрический вход первого блока памяти последней разрядной ячейки соединен с входом разрешения переполнения этой разрядной ячейки, выход первого блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, подключен к выходу выдачи переноса этой разрядной ячейки,в каждой разрядной ячейке четвертьй выход переключателя соединен с первым электрическим входом второго блока памяти, второй электрический вход второго блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с входом управления приемом заема этой разрядной ячейки, выход второго блока памяти каждой разрядной ячейки, кроме последней, соединен с выходом запроса на выдачу заема этой разрядной ячейки, в каждой разрядной ячейке первый и второй оптические выходы оптоэлектронного квантующего модуля соединены соответственно с оптическими входами первого и второго блоков памяти, в последней разрядной ячейке основной выход первого блока памяти соединен с выходом переполнения этой разрядной ячейки, а дополнительньй выход - с выходом коррекции этой разрядной ячейки, третий электрический вход первого блока памяти последней разрядной ячейки соединен с входом запрещения переполнения этой разрядной ячейки, отличающийся тем, что, с целью

1954

повьпиения быстродействия и повьш1ения надежности путем снижения требований к параметрам импульсов генератора импульсов, в каждую разрядную ячейку введены блок управления записью и блок записи, причем третий выход переключателя соединен с первым входом блока управления записью, а четвертьй выход переключателя подключен к второму входу блока управления записью, выход которого подключен к первому В-ХОДУ блока записи, первый управляющий вход сумматора соединен с вторым входом блока записи, второй управляющий вход сумматора подключен к третьему входу блока записи, третий выход переключателя соединен с четвертым входом блока записи, четвертый вход переключателя, подключен к пятому входу блока записи, первый выход блока записи соединен с третьим входом оптоэлектронного квантующего модуля, второй выход блока записи соединен с четвертым входом оптоэлектронного квантующего модуля, третий вход блока управления записью соединен.с шиной питания сумматора, при этом блок управления записью содержит входной источник света, регенеративньй оптрон, оптоэлектронньй ключ и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответств.енно к первому и второму входам блока управления записью, выход элемента ИЛИ соединен с входом регенеративного оптрона, который содержит транзистор, источник света и три фо- топриемника, оптоэлектронный ключ содержит транзистор, фотоприемник, режимный и нагрузочньй резисторы, в коллекторную цепь транзистора регенеративного оптрона включен источник света, соединенньй с третьим входом блока управления записью, база транзистора регенеративного оптрона подключена через первый фотоприемник к третьему входу блока управления записью, через второй фотоприемник - к входу регенеративного оптрона, через третий фотоприемник к щине нулевого потенциала, один вывод входного источника света подключен к третьему входу бло1са управления записью, а другой - к шине нулевого потенциала, причем входной источник света оптически связан с вторым фотоприемником регенеративного оптрона, источник света регенеративного оптрона оптически связан с его третьим фотоприемником и фотоприемником оптоэлектронного ключа, один вывод которого подключен к шине нуле вого потенциала, а другой - к базе транзистора оптозлектронного ключа и через режимный резистор - к третьему входу блока управления записью, коллектор транзистора оптоэлектронного ключа через нагрузочный резистор сое динен с третьим входом блока управления записью, выход блока управления записью подключен к коллектору транзистора оптоэлектронного ключа, при этом блок записи содержит четыре И и четыре элемента ШМ, причем входы первого, элемента И соединены с первым, третьим и четвертым входами блока записи, входы первого элемента ИЛИ подключены к первому и четвертому входам блока записи, а выход соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к второму входу блока записи, входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами первого и второго элементов И, а выход - с первым выходом блока записи, входы третьего элемента РШИ соединены с пятым и первым входами блока записи, а выход подключен к первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с третьим входом блока записи, входы четвертого элемента И соединены с пятым, первым и вторым входами блока записи, а выход - с первьм входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с входом третьего елемента И, а выход-с вторым выходом блока записи..

ОПТОЭЛЕКТРОННЬЙ ДЕСЯТИЧНЫЙ СУММАТОР, содержащий два блока ввода слагаемых, разрядные ячейки, генератор импульсов и блок формирования импульсов, причем каждая разрядная ячейка содержит оптоэлектронньш квантующий модуль, первьй и второй блоки памяти и переключатель, при этом выходы первого и второго блоков ввода слагаемых подключены к соответствующим входам слагаемых соответствующей разрядной ячейки; в каждой разрядной ячейке первьй вход оптоэлектронного квантующего модуля соединен с установочным входом разрядной ячейки, который соединен с шиной установки сумматора в начальное состояние, второй вход оптоэлектоонного квантующего модуля соединен с питающим входом разрядной ячейки, которьй соединен с шиной питания сумматора, первьй и второй управляющие входы .сумматора подключены соответственно к первым.и вторым управляющим входам разрядных ячеек, вькод генератора импульсов подключен к входам синхронизации разрядных ячеек, первый выход блока формирования импульсовявляется выходом отрицательного знака сумматора и соединен с входом разрешения переполнения последней разрядной ячейки сумматора, второй выход блока формирования импульсов соединен с входом запрещения переполнения последней разрядной ячейки сумматора и входом приема переноса первой разрядной ячейки сумматора, первый вход блока формирования импульсов соединен с выходом запроса на вьщачу заема последней разрядной ячейки сумматора и входом запроса на выдачу заема первой разрядной ячейки сумматора, второй вход блока формирования импульсов соединен с выходом коррекции 3 последней разрядной ячейки сумматот ра, которьй является выходом коррекции сумматора, третий вход блока формирования импульсов саединен с шиной установки сумматора г. начальное состояние, вход приема переноса каждой разрядной ячейки, начиная с второй, iсоединен с выходом вьщачи переноса предыдущей разрядной ячейки, выход СП управления приемом переноса каждой разрядной ячейки, начиная с второй, 00 соединен с входом управления выдачей ел переноса предыдущей разрядной ячейки, 4 выход управления вьщачей заема первой разрядной ячейки соединен с входом управления приемом заема последней разрядной ячейки, выход переполнения которой является выходом переполнения сумматора, при этом в каждой разрядной ячейке первый и второй входы переключателя соединены с соответствующими входами слагаемых разрядной ячейки, третий и четвертый входы переключателя соединены соот

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых вьиислительных машинах как базисньй элемент процессора .

Цель изобретения - повьшение бысродействия сумматора и повьшение надежности путем снижения требований к параметрам импульсов генератора импульсов.

На фиг. i представлена функциональная схема трех разрядов сумматора; на фиг, 2 - принципиальная схема блока управления записью; на фиг. 3 - функциональная схема блока записи; на фиг. 4 - принципиальная схема оптоэлектронного квантующего модуля.

Оптоэлектронный десятичный сумматор содержит самую младшую 1, старшую 2 и самую старшую 3 разрядные ячейки, два блока 4 и 5 ввода слагаемых, генератор 6 импульсов и блок 7 формирования импульсов (импульса коррекции и отрицательного знака). Каждая разрядная ячейка .содержит первьй второй блоки 8 и 9 памяти, оптоэлектронньй квантующий модуль 10 и переключатель 11, входы

12 и 13 которого являются входами 14 и 15 слагаемых разрядной ячейки, входы 16 и 17 переключателя 11 соединены соответственно с управляющими входами 18 и 19 сумматора, вход 20 переключателя 11 является входом синхронизации разрядной ячЕейки и соединен с выходом 21 генератора 6 импульсов, вход 22 переключателя 11 соединен с входом 23 приема переноса разрядной ячейки, вход 24 переключателя 11 соединен с входом 25 запроса на вьщачу займа разрядной ячейки, .выход 26 переключателя 11 является выходом 27 упоавления приемом переноса разрядной ячейки, выход 28 переключателя 11 является выходом 29 управления вьщачей займа разрядной ячейки, выход 30 переключателя 11 соединен с входом 31 блока 32 записи и с входом 33 блока 8 памяти, вход 34 и выход 35 которого являются входом 36 управления вьодачей переноса и выходом 37 выдачи переноса разрядной ячейки и соединены соответственно с выходом 27 управления приемом переноса и входом 23 приема переноса соседней старшей разрядной ячейки, если дан- нал разрядная ячейка не является самой старшей. Выход 38 переключателя 11 соединен с входом 39 блока 32, с входом 40 блока 9 памяти, вход 41 выход 42 которого являются соответственно входом 43 управления переносом займа и выходом 44 запроса на выдачу займа разрядной ячейки и соединены соответственно с выходом 29 управления выдачей займа и входом 25 запроса на выдачу займа соседней старшей разрядной ячейки. Оптические выходы 45 и 46 оптоэлектронного квантующего модуля 10 соединены соот ветственно с оптическими входами 47 и 48 блоков 8 и 9 памяти. В самой старшей разрядной ячейке 3 выход 35 блока 8 памяти является выходом Переполнение сумматора, выход 49выходом Коррекция сумматора и соединен с входом 50 блока 7. Первый и третий входы 51 и 52 блока 8 являются соответственно входами 53 и 54 разрешения и запрещения вьщачи переполнения разрядной ячейки 3 и соединены соответственно с выходами 55 и 56 блока 7, Вход 43 управления приемом займа разрядной ячейки 3 соединен с выходом 28 управления выдачей займа разрядной ячейки 1, выход 44 запроса на вьщачу займа разрядной ячейки 3 соединен с входом 24 приема займа разрядной ячейки t и с входом 57 блока 7. Вход 58 блока 7 и вход 59 оптозлектронных квантующих модулей 10 подключены к шине 60 установки сумматора в началь ное состояние, входы 61 модулей 10 подключены к шине 62 питания cjT-iMaтора. Выход 55 блока 7 является выходом 63 отрицательного знака сумматора, вьгход 56 блока 7 соединен с входом 22 приема переноса разрядной ячейки 1, выходы переключателя 11 и выход генератора 6 импульсов соеди нены с входами 64 и 65 блока 66 управления записью, выход 67 которого соединен с входом 68 блока 32 записи вход 69 блока 32 соединен с управляющим входом 18 сумматора,вход 70 бло- ка 32 соединен с управляющим входом 19 сумматора, выход 71 блока 32 подключен к входу 72 оптоэлектронного квантующего модуля 10/выход 73 блока 32 .соединен с входом 74 оптозлектронного квантующего модуля 10, шина 62 питания соединена с входом 75 блока 66 управления записью. Блок 66 содержит входы 64, 65, 75 и выход 67, элемент ИЛИ 76 с входами 77 и 78, которые подключены соответственно к входам 64 и 65, выход 79 элемента ИЛИ 76 соединен с входом 80 регенеративного оптрона 81, в коллекторную цепь транзистора 82 регенеративного оптрона 81 включен источник 83 света, соединенный с входом 75, база транзистора 82 подключена через фотоприемник 84 к входу 75, через фотоприемник 85 к входу 80 регенеративного оптрона 81, через фотоприемник 86 - к шине нулевого потенциала, один вывод входного источника 87 света подключен к входу 75, а другой - к шине нулевого потенциала, причем входной источник 87 света оптически связан с фотоприемником 85 регенеративного оптрона 81, источник 83 света регенеративного оптрона 81 оптически связан с фотоприемником 86 и фотоприемником 88 оптоэлектронного ключа 89, один вывод которого подключен к шине нулевого потенциала, а другой к базе транзистора 82 и через режимньй резистор 90 к входу 75, коллектор транзистора 82 оптоэлектронного ключа 89 через нагрузочньй резистор 91 соединен с входом 75, причем выход 67 блока 66 подключен к коллектору транзистора 82 оптозлектронного ключа 89. Блок 32 содержит пять входов 31, 39, 68, 69 и 70, два выхода 71 и 73, причем вход 31 соединен с входами 92 и 93 элемента И 94 и злемен-г та ИЛИ 95, выходы 96 и 97 которых соответственно подключены к входу 98 элемента 99 и входу 100 элемента И 101, вход 39 соединен с входами 102 и 103 элемента ИЛИ 104 и элемента И 105, выходы 106 и 107 которых соответственно подключены к входу 108 элемента И 109 и входу 110 элемента ИЛИ 111, вход 68 соединен с входами 112 и 113 соответственно элемента И 94 и элементу ИЛИ 104, вход 68 соединен с входами 114 и 115 соответственно элемента ИЛИ 95 и элемента И 105, вход 69 подключен соответственно к входу 116 элемента И 94 и входу 117 элемента И 109, выхс1д 118 которого соединен с входом 119 элемента ИЛИ 111, вход 70 подключен к входу 120 элемента И 105 и входу 121 элемента И 101, выход 122 которого соединен с входом 123 элемента ИЛИ 99, выходы 124 и 125 соответственно элемента ИЛИ 99 и элемента ИЛИ 111 являются выходами 71 и 73 блока 32.

Модуль 10 содержит десять регенеративных оптронов 126-135, каждый из которых содержит источник 136 света, фотоприемники 137-139, усилИ7 тель 140, диод 141, оптический выход 142, оптические входы 143 и 144. В состав модуля 10 входит также элемент НЕ 145. При этом оптический выход 142 последующего регенеративного оптрона связан с оптическим входом 144 предьщущего регенеративного оптрона, оптический выход 142 которого связан с оптическим входом 143 последующего регенеративного оптрона, а оптический выход 142 perе неративного оптрона 126 нулевого разряда связан с оптическим входом 144 девятого регенеративного оптрона 135 оптический выход 142 которого связан с оптическим входом 143 регенеративного оптрона 126 нулевого разряда; оптоэлектронный квантующий модуль 10 имеет электрические входы 61,72, 74 и 59; вход 59 для всех регенеративных оптронов, кроме нулевого 126, через диод 141 подключен к входу усилителя 140; вход 69 через элемент НЕ 145 и диод 141 соединен с входом усилителя 140 нулевого регенеративного оптрона 126, электри ческий вход 61 соединен с объединенными выводами источника 136 света и фотоприемника 137 всех регенеративных оптронов 126-135 модуля 10; электрический вход 72 подключен к объединенным выводам фотоприемников 138 всех регенеративных оптронов 126-135 модуля 10, электрический вход 74 соединен с объединенньа и выводами фотоприемников 139 всех регенеративных оптронов 126-135 модуля 10. Модуль 10 снабжен оптическими выходами 45 и 46.

Оптоэлектронньй десятичньпТ; сумматор работает следующим образом.

В начальный момент времени отрицательный импульс сброса через шину 60 установки сумматора в начальное состояние поступает на вход 58 блока 7, при этом на выходах 55 и 56 блока 7 - низкий потенциал. Одновременно импульс сброса поступает на входы,59 оптронных квантующих

модулей 10 и устанавливает нулевые регенеративные оптроны 126 в единичное состояние, а остальные регенеративные оптроны - в нулевое состояние. Это состояние сумматора соответствует начальному нулевому состоянию и свидетельствует о том, что он не содержит информацию.

Переключатель 11 выполняет .функцию управления передачей слагаемых, переноса и займа. При одновременной подаче высокого потенциала на вход 16 и высокого потенциала на вход 12 при отсутствии сигналов на входах 13 и 17 переключатель 11 пропускает импульсы с входа 20 на выход 30, а на выход 38 - низкий потенциал. При этом на выходе 67 блока 66 управления записью присутствует высокий потенциал, поступающий на вход 68 б,рока 32. На вход 31 блока 32 поступают импульсы с выхода 30 переключателя 11, а на вход 39 блока 32 за писи поступает низкий потенциал с выхода 38 переключателя 11. На выходе 96 элемента И 94 возникают импульсы, поступающие на выход 71 блока 32 через элемент ИЛИ 99. Так как на входе 113 элемента ИЛИ 104 присутствует высокий потенциал, то и на его выходе 106 также имеется высокий потенциал, поступающий на вход 108 элемента И 109, на вход 117 которого поступает высокий потенциал, а следовательно, на выходе 118 элемента И 109 также возникает высокий потенциал. Так как выход 118 элемента И 109 соединен с входом 119 элемента ИЛИ 111, то на.его выходе 125 появляется высокий потенциал, такой же потенциал имеется и на выходе 73, связанном с выходом 125 элемента ИЛИ 111. Это справедливо только во время записи операндов в сумматор.

При завершении записи операндов в сумматор на выходе 67 блока 66 управления записью возникает низкий потенциал, поступающий на вход 68 блока 32. На вход 31 блока 32 при завершении записи любого из операндов поступает низкий потенциал, так как вход 31 соединен с выходом 30 переключателя 11. На все остальные входы поступают те же потенциалы. Так как на входах 31 и 68, соединенных соответственно с входами 92 и 112 элемента И 94, присутствуют низкие потенциалы, то на его выходе 96 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 71 блока 32 через элемент ИЛИ 99. Поскольку на входах 102 и 113 элемента ИЛИ 104, соответственно подключенных к входам 39 и 68 блока 32, также присутствуют низкие потенциалы, то на выходе 106 элемента ИЛИ 104 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 73 блока 32 через элементы И 109 и ИЛИ 111. При этом запрещается запись оперантов в сумматор. Наоборот, при подаче управляющего импульса на вход 17 и высокого потенциала на вход 13 переключателя 11 импульсы подаются на выход 38, а низкий потенциал - на выход 30. При .этом на выходе 67 блока 66 управления записью присутствует высокий потенциал, поступающий на вход 68 блока 32. На вход 39 блока 32 поступают импульсы с выхода 38 пере ключателя 11, а на вход 31 поступает низкий потенциал с выхода 30 того же переключателя 11. На выходе 107 элемента И 105 возникают импульсы, .поступающие на выход 73 блока 32 че рез элемент ИЛИ 111. Так как на вход 114 элемента ИЛИ 95 присутствует высокий потенциал, то и на его выхо де 97 также будет высокий потенциал поступающий на вход 100 элемента И 101, на вход 121 которого постуI , псд , I I 1 Wi/Wl и nw 1 у пает высокий потенциал , а)Следовате но, на выходе 122 элемента И 101 также возникает высокий потенциал. Так как выход 122 элемента И 101 соединен с входом 123 элемента ИЛИ 9 то на его выходе 124 появляется высокий потенциал, такой же потенциал имеется и на выходе 71, связанном с выходом 124 элемента ИЛИ 99. Это справедливо только во время записи операндов в сумматор.. При завершении записи операндов в сумматор на выходе 67 блока 66 управления записью возникает низкий потенциал, поступающий на вход 68 блока 32. На вход 39 блока 32 при з вершении записи любого из операндов поступает низкий потенциал, так как вход 39 соединен с выходом 38 переключателя 11. Так «как на входах 39 и 68, соединенных соответственно с входами 113 и 115 элемента И .105, присутствуют низкие потенциалы, то 548 на его выходе 107 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 73 блока 32 через элемент ИЛИ 111. Поскольку на входах 93 и 114 элемента ИЛИ 95, соответственно подключенных к входам 31 и 68 блока 32, также присутствуют низкие потенциалы, то на выходе 97 элемента ИЛИ 95 также возникает низкий потенциал, поступающий на выход 71, блока 32 через элементы И 101 и ИЛИ 99. При этом Запрещается запись операндов в сумматор. Рассмотренные случаи предназначены соответственно для управления работой сумматора в режимах сложения и вычитания. При отсутствии сигналов на входах 12, 13, 16 и 17 возможны импульсы переноса и займа на входах 22 и 24. В этих случаях переключатель 11 выдает их соответственно на выходы 30 и 38. Блок 7 предназначен для определения знака результата, а также корректировки в случае сложения первого отрицательного операнда с вторьву положительным большим по модулю операндом. При подаче на его вход 58 импульса сброса от шины 60 установки сумматора в начальное ) состояние на выходах 55 и 56 блока 7 отсутствует сигнал. При подаче импульса на вход 57 на выходе 55 блока 7, а соответственно, на выходе 63 сумматора появляется высокий потенциал, означающий, что сумматор содержит информацию с отрицательным знаком. А если после этого момента на вход 50 блока 7 подается импульс, то на выходе 56 блока 7 появляется импульс коррекции с длительностью, равной длительности стабилизированных импульсов, предназначенный для корректировки результата, а также установки блока 7 в сЪстояние. В оптоэлектронном квантующем модуле 10 в начальном состоянии возбужден нулевой регенеративный оптрон 126. Это состояние сумматора Соответствует начальному нулевому состоянию и свидетельствует о том, что он не содержит информацию. Подача на вход 72 модуля 10 ИМПУЛЬСОВ (при прекращении записи любого из операндов на вход 72 модуля 10 поступает низкий потенциал), а на вход 74 мод-уля 10 во время записи любого из операндов высокого потенциала 9 (при прекращении записи любого из операндов на вход 74 модуля 10 посту пает низкий потенциал) соответствует режиму сложения. Подробно процес подачи управляющих потенциалов рассмотрен вьше. При подаче светового потока на фотоприемник 138 первого разряда 12 и импульса на электрический вход 72 модуля to в возбуждённое состояние переходит первьй разряд 127. На вход 64 с выхода 30 переключателя 11 поступают входные импульсы, а на вход 65 с выхода 38 переключателя 1 1 - низкий потенциал. Так как входы 65 и 64 блока 66 управления записью соединены соответственно с входами 77 и 78 элемента ШШ 76, то с выхода 79 элемента ИЛИ 76 на электрический вход 80 поступают входные импульсы. При подаче входно го импульса на вход 80 фотоприемник 85 оказывается засвеченным, так как он связан с входным источником 87 света. Базовый ток транзистора 82 регенеративного оптрона 81 повьшает ся настолько, что он оказьшается в открытом состоянии и через его источник 83 света протекает ток, достаточный для его засвечивания, а так как между источником 83 света и фотоприемником 84 имеется положительная оптическая обратная связь, то транзистор 82 поддерживается в открытом состоянии даже после прекращения входного импульса. Посколь ку регенеративный оптрон 81 блока 6 управления записью находится в возбувденяом состоянии, а его источник 83 света связан с фотоприемником 88 оптоэлектронного ключа 89, то ключ 89 срабатывает и с коллектора транзистора 82 снимается высокий потенциал, поступающий на вход 67 блока 66. При этом длительность пау зы между входными импульсами выбирается так, чтобы регенеративный оптрон 81 блока 66 не успел обнуляться и при записи следующей едини цы информации с коллектора транзистора 82 ключа 89 также снимается высокий потенциал. При поступлении очередных импульсов с выхода 30 пе ключателя 11 последовательно сраба тьшают второй 128, третий 129 и т.д. регенеративные оптроны. При этом во время записи информ ции в модуль 10 (запись любого из 410 операндов) на вход 74 поступает высокий потенциал с выхода 73 блока 32 и при возбуждении (i+l)-ro разряда модуля 10 обнуление i-ro разряда модуля 10 не происходит, так как оптический выход 142 (i-bl)-ro разряда связан с оптическим входом 144 i-го разряда, а на объединенные выводы их фотоприемников 139 поступает высокий потенциал, запрещающий обнуление разрядов модуля 10. При завершении записи информации в модуль 10 (на выходах 71 и 73 блока 32 появляются низкие потенциалы) регенеративный оптрон 81 блока 66 управления записью обнуляется, так как сопротивление фотоприемника 86 падает настолько, что он шунтирует переход база-эмиттер транзистора 82 оптрона 81 и почти весь базовый ток протекает через фотоприемник 86 регенеративного оптрона 81, а следовательно, его транзистор 82 закрывается, его источник 83 света -оказывается незасвеченным, неосвещенным будет и фотоприемник 88 ключа 89, тогда транзистор 82 ключа 89 оказывается в открытом состоянии и с его коллектора снимается низкий потенциал, а следовательно, при завершении записи информации в модуль 10,на выходе 67 блока 66 управления записью появляется низкий потенциал, проходящий через блок 32 на его выход 73 (на выходе 71 блока 32 также низкий потенциал - это следует из описанного принципа работы блока 32), При этом с выхода 142 i-ro разряда оптический сигнал поступает на оптических вход (i-bl)-ro разряда, а с выхода 142 ()-ro разряда оптический сигнал поступает на оптический вход 144 i-го разряда оптический сигнал поступает на оптический вход 144 i-ro разряда. Такое распределение оптических сигналов Справедливо для всех разрядов, где записана информа1Ц1я, кроме последнего разряда, где записана единица информации. В режиме сложеБШя оптический сигнал не подается на оптический вход 144 последнего разряда, где записана единица информации, в режиме вычитания оптический сигнал не подается на оптический вход 143 последнего разряда, где записана единица информации. Таким образом, при завершении записи информации в модуле 10 на вхои 74 присутствуют низкие подах 72 тенциалы, а на входы 143 и 144 пост пают оптические сигналы всех разрядов, где записана информация, кроме последнего разряда, где записана единица информации (лишь на вход 14 поступает оптический сигнал с предьщущего разряда). Следовательно, фотоприемники 138 и 139 оказываются включенными парал лельно для каждого разряда, и если на их оба входа поступают оптические сигналы, то суммарное их сопротивление уменьшается настолько, что оно шунтирует переход база-эмиттер (если в качестве усилителя 140 взят транзистор) и почти весь базовый ток протекает через фотоприемники 138 и 139, При этом все регенеративные оптроны модуля 10, кроме послед него, где записана последняя единиц информации, обнуляются. Последний регенеративный оптрон, где записана последняя единица информации не обнуляется, так как на его вход 144 в режиме сложения оптический сигнал не поступает (это очевидно, так как следующий за последним регенеративный оптрон не возбужден), В случае, если с выхода 30 переключателя 11 поступает низкий потен циал, а с выхода 38 переключателя 11 подаются импульсы, процесс движе ния информации происходит в обратную сторону справа налево. При этом во время записи информации в модуль 10 на выходе 67 блока 66 управления записью присутствует высокий потенциал, запрещающий обнуление с кажды тактом предыдущего разряда. Причем во время записи информации на выход 73 блока 32 поступают импульсы, а на выход 71 - высокий потенциал. Продвижение информации в оптоэлектронном квантующем модуле tO происходит справа налево (заметим, что в режиме суммирования слева направо), После срабатывания оптрона 126 при продолжении подачи импульсов сработает регенеративный оптрон 135 и процесс сдвига информа ции налево продолжается. При этом на выход 73 поступают импульсы, а н вход 72 - высокий потенциал (это справедливо лишь во время записи информации). При завершении записи информации в модуль 10 все разряды его. Где была записана информация. 5412 обнуляются, кроме последнего, где была записана последняя единица информации, В этом случае на фотоприемники 138 и 139 всех разрядов, где записана информация, кроме последнего разряда, где записана последняя единица информации, поступают оптические сигналы, а на входах 72 и 74 присутствуют низкие потенциалы, В последнем разряде на фо.топриемник 138 оптический сигнал не поступает. Вследствие этого все разряды модуля, кроме последнего, где записана последняя единица информации, обнуляются. Последний разряд остается в возбужденном состоянии. Для описания работы сумматора рассмотрим два случая подачи слагаемых - слагаемое с положительным знаком и слагаемое с отрицательным знаком. В первом случае слагаемое подается с блока 4 через вход 14 слагаемых разрядной ячейки на вход 12 переключателя 11, а на его третий вход 16 подается высокий потенциал с входа 18 сумматора. При этом с выхода 38 переключателя 11 через блок 32 на вход 74 модуля 10 подается высокий потенциал (во время записи информации) , а затем низкий потенциал ;(при завершении записи информации), С выхода 30 переключателя 11 через блок 32 на вход 72 модуля 10 подаются импульсы (во время записи информации), а затем низкий потенциал (при завершении записи информации), Согласно изложенному функционированию оптоэлектронного квантутощего модуля 10 информация в этом случае сдвигается слева направо и значение ее определяется во время записи информации порядковым номером.возбужденного регенеративного оптрона, а при завершении записи информации значение ее определяется позиционным номером возбужденного регенеративного оптрона. При возникновении единицы переноса на оптическом выходе 45 оптоэлектронного квантукщего модуля 10 она передается на оптический вход 47 и запоминается в блоке 8 памяти. После прекращения подачи слагаемого в виде временного интервала в соседней старшей разрядной ячейке низкий потенциал с ее выхода 27 управления приемом переноса поступает через вход 36 управления вьщачей переноса

данной разрядной ячейки на вход 34 блока 8 памяти. При этом единица переноса с длительностью, равнор длительности импульсов, черзз выход 35 и выход 37 выдачи переноса поступает на вход 23 приема переноса старшей разрядной ячейки и приводит к увеличению информации в ее оптоэлектронном квантующем модуле 10 на единицу. При этом блок 8 памяти обнуляется..

Во втором случае слагаемое подается с блока 5 через вход 15 слагаемых разрядной ячейки на вход ТЗ переключателя 11, а на его вход 17 подается высокий потенциал с входа 19 сумматора. При этом с выхода 30 переключателя 11 через блок 32 на вход 72 подается высокий потенциал (во время записи информации), а затем низкий потенциал (при завершении записи информации), а с выхода . 38 переключателя 11 на вход 74 чгрез блок 32 подаются импульсы (во время записи информации), а затем низкий потенциал (при завершении записи информации).

Информация в оптоэлектронном квантующем модуле 10 в этом случае сдвигается справа налево и значение ее определяется во время записи информации порядковым номером возбужденного регенеративного оптрона, а при завершении записи информации значение ее определяется позицией возбужденного регенеративного оптрона. При возникновении единицы займа на оптическом выходе 46 модуля 10 она передается на оптический вход 48 блока 9 памяти и хранится до тех пор, пока не закончится подача слагаемого в виде временного интервала в соседнем старшем разряде. Когда это произойдет, низкий потенциал с выхода 28 переключателя 11 старшей разрядной ячейки поступает через выход 29 управления выдачей займа через вход 43 управления приема займа младшей разрядной ячейки на вход 41 блока 9 памяти. При этом блок 9 памяти формирует импульс запроса на вьщачу займа с длительностью, равной длительности импульсов, который через выход 44 запроса на выдачу займа поступает на вход 2 приема запроса на выдачу займа старшей разрядной ячейки и отсюда данный импульс поступает через переключатель 11 на вход 74 модуля 10 и приводит к уменьшению информации в нем на единицу. При этом происходит обнуление блока 9 памяти, В случае возникновения импульса запроса на выдачу займа в самой старшей разрядной ячейке 3, например, в случае сложения и вычитания -1.8-3,+21-61 -21+61,,-28+15, -21-61, он

поступает на вход 25 самой младшей разрядной ячейки и приводит к уменьшению информации в ее оптоэлектронном квантующем модуле 10 на единицу. Этот импульс также поступает на вход 57 блока 7, в результате этого на выходе 55 блока 7, а соответственно, на выходе 63 сумматора - высокий потенциал.Если после сложения и вычитания на выходе 63 сумматора высокий потенциал сохраняется, то это говорит о том, что в сумматоре результат отрицательный, В противном случае, например, при сложении -2l+61, сумматор содержит результат в прямом коде,

В случае сложения отрицательного числа с большим положительга1 м числом, например, сложение -21+61, единица переноса с выхода 49 блока 8 памяти самой старшей разрядной ячейки 3 поступает на вход 50 блока 7 , В этом случае на выходе 56 блока 7 формируется импульс с длительностью, равной длительности импульсов, который поступает на вход .23

приема переноса самой шaдшeй разрядной ячейки и приводит к увеличению информации в ее модуле на единицу. Одновременно этот импульс поступает через вход 54 на вход 52 блока 8 памяти самой старшей разрядной ячейки 3 для запрещения передачи переполнения сумматора. Если после сложения

ния +999+1, с выхода 55 блока 7 через вход 53 самой старшей разрядной ячейки 3 на вход 51 ее блока памяти поступает низкий потенциал, то в этом случае сумматор выдает на выход 35 самой старшей разрядной ячейки 3 сигпал, означающий переполнение сумматора.

Таким образом, отличительной особенностью предлагаемого сумматора является то, что при записи информации в модуль. 10 он работает в единично-нормальном коде, а при завершении записи информации преобразуется

- 15 .

в соответствующий единично-позиционный код.

Если длительность входных импульсов , то для функционирования сумматора в указанном режиме необходимо чтобы длительность паузы между импульсами была меньше времени обнуления регенеративного оптрона 81 блока 66 управления записью информации,

т.е. н длительность паузы между импуль. ами, f j - время обнуления регенеративного оптрона.

Если ff 7/ fj, , то оптоэлектронный сумматор функционирует в единичнопозиционном коде.

Рассмотрим,как происходит запись информации в оптоэлектронный квантующий модуль 10 в режиме сложения. Если нулевой разряд 126 в модуле 10 находится в возбужденном состоянии, то при подаче входного импульса с выхода 30 переключателя 11 в возбужденное состояние переходит первый разряд 127 и регенеративный оптрон 81 блока 66 управления записью, на выходе 67 которого высокий потенциал, разрешающий запись информации вмодуль 10, причем в паузе между импульсами регенеративный оптрон обнуляется, так как i переключая оптоэлектронный ключ 89, с выхода которого на выход 67 блока 66 подается низкий потенциал, при этом нулевой разряд 1:26 модуля 10 обнуляется. Заметим, что процесс сложения в таком режиме - Т 7/ аналогичен режиму сложения известного устройства.

Отличительной особенностью этого режима является то, что во время записи информации в модуль 10 и во время прекращения записи, сумматор работает в единично-позиционномкоде

В режиме вычитания, если (1+1)-й разряд модуля 10 находится в возбужденном состоянии, то при подаче очередного импульса возбуждается i-й разряд и регенеративный оптрон 81 блока 66, на выход 67 которого вы- . сокий потенциал, разрешающий запись информации в i-й разряд модуля 10, причем в паузе между импульсами регенеративньй оптрон 81 модуля 10 обнуляется, так как TOSH переключая оптрозлектронный ключ 89, с выхода которого на вход 67 блока 66 подается низкий потенциал, при этом (1+1)-й разряд модуля 10 обнуляется

51954J6

Если , то оптоэлектронный сумматор в режиме записи информации функ, ционирует в единично-параллельном

коде, а .при завершении записи инфор5 мации преобразуется в соответствующий ему единично-позиционный код.

Рассмотрим,как происходит запись информации в модуле 10 в режиме сложения. Если нулевой разряд 126 модуля 10 находится в возбужденном состоянии, то при подаче высокого потенциала в течение времени пТ, где ,2 ... 9; f - время срабатывания

регенеративного оптрона, в возбуж 5 денное состояние перейдет п регенеративных оптронов. Прекращение записи информации в модуле 10 соответствует тому, что регенеративный оптрон 81 обнуляется, оптоэлектронньй 20 ключ 89 переключается и с выхода блока 66 снимается низкий потенциал. При этом обнуляются все регенеративные оптроны модуля 10, кроме последнего разряда, в котором записана 25 единица информации.

Предположим, что (1+1)-й разряд . модуля 10 находится в возбужденном СОСТОЯНИИ. Тогда в режиме вычитания последовательно возбуждаются i-й, 30 -(i-1)-й и т.д. разряды. Конец запи си информации в модуль 10 соответст-ч вует тому, что все регенеративные оптроны модуля Ю обнуляются, кроме последнего, в котором записана единица информации . 35 Таким образом, повьшение быстродействия предлагаемого оптоэлектронного сумматора связано с тем, что длительность паузы между импульсами (входными) может варьироваться в пределах как при записи единицы информации в i-й разряд оптоэлектронного квантующего модуля не происходит обнуление (i-l)-ro разряда, а обнуление всех разрядов 5 модуля, кроме последнего, в котором была записана единица информации, осуществляется при фиксации информации и, следовательно. Длительность паузы между входными импульсами не 50 следует выбирать максимальной. При

данном условии O C ifCj5- оптоэлектронньй сумматор функционирует во время записи информации в него в единичнонорм.альном коде, а при завершении 55 записи информации преобразуется в

соответствующий ему единично-позицион - ный код, т. е. в данном режиме функционирует в единичном нормально-позиционном коде .