Оптоэлектронный сдвигающий регистр Советский патент 1986 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к радиоэлектронике и оптоэлектронике и может быть использовано в цифровых и оптических вычислительных машинах для хранения и сдвига двумерных картин информации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей сдвигаюш.его регистра за счет возможности хранения и сдвига двумерных картин информации. На фиг. 1 представлена структурная схема оптоэлектронного сдвигаюшего регистра с оптическими связями сдвига центральных трех разрядов и ортогонального сдвига для остальных разрядов; на фиг. 2 - расположение верхней и нижней матриц триггеров сдвигающего регистра; на фиг. 3 - конструк тивное исполнение триггеров матрицы с ходом световых потоков блокировки опроса и сброса, их условное обозначение; на фиг. 4 - то же, электрическая схема. Каждый разряд регистра содержит-первый 1 и второй 2 оптические триггеры, расположенные один над другим со смещением, над которыми установлены соответственно первые 3, 4 и вторые 5, 6 светоделители световых потоков прямого и обратного сдвига оо X. Над первыми 1 и под вторыми 2 триггерами установлены соответственно первый 7 и второй 8 и третий 9 и четвертый 10 отражатели, а над триггерами 1 установлены светоделители 11 светового потока опроса. При этом первые 3 и вторые 5 светоделители с отражателями 8 и 9 обеспечивают прямой сдвиг информации по X, а первые 4 и вторые 6 светоделители с отражателями 7 и 10 обеспечивают обратный сдвиг информации по X. Под первыми 1 и вторыми 2 триггерами установлены светоделители 12 и 13 световых потоков сброса, оптически связанные с входами 14 установки триггеров в «О. Параллельный ввод информации производится подачей световых потоков в соответствии с вводимой информацией на входы 15 и 16 установки первых 1 и вторых 2 триггеров. Кроме этого, над первыми 1 и вторыми 2 триггерами установлены соответственно первые 17, 18 и вторые 19, 20 светоделители световых потоков прямого и обратного ортогонального сдвига по Y. Над первыми 1 и над вторыми 2 триггерами установлены соответственно первый 21 и второй 22, третий 23 и четвертый 24 отражатели. При этом первые 17 и вторые 20 светоделители с отражателями 22 и 24 обеспечивают прямой сдвиг информации по Y, а первые 18 и вторые 20 светоделители с отражателями 21 и 23 и светодиод - 25 обеспечивают обратный сдвиг информации по У. Элементы матриц каждого разряда установлены таким образом, что при подаче светового потока на соответствующие светоделители обеспечивается оптическая связь светоделителями 3 выходов «1 триггеров IK. через отражатели 8 и 9 с входами триггеров 2 и светоделителями 5 выходов «1 триггеров 2к с входами триггеров при прямом сдвиге информации по X. При с братном сдвиге информации по X оптическая связь обеспечивается светоделителями 4 выходов «1 триггеров IK. через отражатели 7 и 10 с входом триггеров 2(к-1)х и светоделителями 6 выходов «1 триггеров с входами 1(к-1)х Прямой сдвиг информации по У обеспечивается оптической связью светоделителем 17 выходов «1 триггеров 1 через отражатели 22 и 24 с входами триггеров lfi + и светоделителями 20 выходов «1 триггеров 2(к+1}у с входами триггеров 1(к+4у Обратный сдвиг информации по Y обеспечивается оптической связью светоделителями 18 выходов «1 триггеров IK через отражатели 21 и 23 с входами триггеров 2(-1 и све тоделителями 20 выходов «1 триггеров 2(ц.,у с входами триггеров lfa-%-Светоделители 19 обеспечивают параллельный вывод информации с выходов «1 триггеров 2 к через отражатели 26 на выход регистра. Параллельный вывод информации осуществляется с выходов «1 первых триггеров {ц при подаче светового потока опроса на светоделители 11. Последовательный ввод информации при прямом сдвиге по X осуществляется подачей светового потока в соответствии с вводимой информацией на входы установки в «1 строки младших разрядов по X первых или вторых триггеров. Последовательный вывод информации при этом осуществляется световыми импульсами строки старших разрядов по X первых или вторых триггеров с их выходов «1. Последовательный ввод информации при обратном сдвиге по X осуществляется подачей светового потока в соответствии с вводимой информацией на входы установки в «1. строки старших разрядов по X первых 1 или вторых 2 триггеров. Последовательный вывод информации при этом осуществляется световыми импульсами строки младших разрядов по X первых 1 или вторых 2 триггеров с их выходов «1. Последовательный ввод информации при прямом ортогональном сдвиге по У осуществляется подачей светового потока в соответствии с вводимой информацией на входы установки в «1 столбца младших разрядов по У первых 1 или вторых 2 триггеров. Последовательный вывод информации при этом осуществляется световыми импульсами столбца старших разрядов по У первых 1 или вторых 2 триггеров с их выходов «1; Последовательный ввод информации при обратном по У сдвиге-осуществляется подачей светового потока в соответствии с вводимой информацией на входы установки в «1 столбца старших разрядов по Y первых 1 или вторых 2 триггеров. Последовательный вывод информации при этом осуществляется световыми импульсами столбца младщих разрядов по Y первых 1 или вторых 2 триггеров с их выводов «I. Это достигается соответствующим сдвигом верхней матрицы триггеров 1 относительно нижней матрицы триггеров 2 и выбором углов падения световых потоков и угла отражения отражательной мембраны триггеров. Каждый оптический триггер 1 и 2 соетоит из отражательной мембраны 27, закрепленной над прорезью в резистивном слое, отражателей 28 и 29 обратной связи, светоделителей светового потока блокировки 30, под прорезью в резистивном слое сформирован фотодиод 31 управления, а в стороне - фотодиод 32 сброса. Фотодиод 31 управления включен последовательно с резистивным слоем, а фотодиод 32 сброса - параллельно ему. Сопротивление резистивного слоя выбрано меньщи.м темпового сопротивления фотодиода 31, но большим сопротивления засвеченного фотодиода 31. К последовательному соединению мембрана 27 - резистивный слой - фотодиод 31 управления приложено постоянное напряжение. Матрицы отражательных мембран запитаны постоянным напряжением. Сброс матриц триггеров 1 и 2 может производится параллельно путе.м снятия светового потока блок 1ровки 30 со светоделительной матрицы или путем подачи светового потока сброса на фотодиоды 32 .матриц, либо последовательно путем подачи световых потоков на входы 14 соответствующих разряд,ов. Запись информации может производиться параллельно световы.мк потоками записываемой информации, подаваемой на входы 15 и 16. Оптоэлектронный сдвигающий регистр работает следующим образом. Пусть сдвигаемая информация хранитСЯ на нижней матрице триггеров 2. При этом отражательные мембраны 27 тех разрядов, в которые в соответствии с кодом записана «Ь, отклонены и установлены на блокировку за счет последовательного отражения светового потока блокировки 30 от отражателей 28 и 29 обратной связи. Для прямого сдвига информации по X сбрасывается верхняя матрица оптических триггеров 1, для чего импульсно снимается световой поток блокировки 30 верхней матрицы. Затем подается импульс светового потока прямого сдвига по X на матрицы светоделителей 5 по всем отражательным мембранам матрицы триггеров 2. Световые потоки прямого сдвига, отражаясь от отклоненных мембран нижней матрицы триггеров 2, попадают на входы установки в «1 оптических триггеров I последующих разрядов (1(кф1) верхней матрицы, и последние, отклоняясь, становятся на блокировку. Световые потоки пря.мого сдвига по X отражаясь от неотклоненных отражательных мембран нижней матрицы триггеров 2, не попадают на входы установки в «1 отражательных мембран матрицы триггеров 1 и затухают, После этого снимается импульсно световой поток блокировки 30 нижней матрицы и информация, хранившаяся в ней, стирается, Затем поступает импульс светового потока прямого сдвига по X на матрицу светоделителей 3 и распределяется с помощью светоделителей 3 по всем отражательным мембранам параллельно. Отразившись от отклоненных отражательных мембран оптических триггеров 1, световые потоки, претерпевая последовательное отражение от соответствующих отражателей 8 и 9, поступают на входы установки в «1 оптических триггеров п следующих разрядов 2(к+:5, нижней матрицы триггеров 2. Последние отклоняются и становятся на блокировку. Информация в нижней матрице триггеров 2 регистра параллельно сдвигается на один разряд. При повторении цикла: сброс верхней матрицы триггеров 1, запись информации из нижней матрицы в верхнюю, сброс нижней матрицы, перезапись информации из верхней матрицы в нижнюю со сдвигом по X - информация парал.тельно сдвигается еще на один разряд. Аналогично выполняется обратный сдвиг по X информации. В этом случае для управления операцией сдвига подаются световые потоки обратного сдвиэ о Для прямого ортогонального сдвига по Y информации сбрасывается также верхняя матрица оптических триггеров 1, для чего импульсно снимается световой поток блокировки 30 верхней матрицы. Затем подается импульс светового потока прямого сдвига по Y на матрицы светоделителей 20 по всем отражательным матрицам триггеров 2. Световые потоки прямого сдвига по Y, отражаясь от отклоненных мембран нижней матрицы триггеров 2, попадают на входы установки в «1 оптических триггеров 1 этих же разрядов верхней матрицы, последние, отклоняясь, становятся на блокировку. Световые потоки прямого сдвига по Y отраженные неотклоненными мембранами триггеров 2, не попадают на входы триггеров 1 и затухают. После этого снимается световой поток блокировки 3,0 нижней матрицы и информация, хранившаяся в ней, стирается. Зате.м поступает импульс светового потока прямого сдвига по Y на матрицу светоделителей 17 и распределяется и.ми по всем отражательным ме.мбранам триггеров 1 параллельно. Отразившись от отклоненным отражательных мембран оптических триггеров 1, световые потоки прямого сдвига по Y, претерпевая последовательное отражение от соответствующих отражателей 22 и 24, поступают на входы установки в «1 оптических триггеров 2(к+1), нижней матрицы триггеров 2. Последние отклоняются и становятся на блокировку. Информация в нижней матрице триггеров 2 сдвигается на один разряд по Y. При повторении цикла: сброс верхней матрицы триггеров 1, запись информации из нижней матрицы в верхнюю, сброс нижней матрицы, перезапись информации из верхней матрицы в нижнюю со сдвигом по Y - информация параллельно сдвигается еще на один разряд. Аналогично выполняется обратный ортогональный сдвиг по Y информации. В этом случае для управления операцией сдвига подаются световые потоки обратного сдвига по Y. Выбирая соответствующее число сдвигов прямого (обратного) по Л и прямого (обратного) ортогонального по Y информацию можно сдвигать в любом направлении в плоскости матриц триггеров. Необходимая последовательность пере дачи световых потоков обеспечивается общим устройством управления для всего устройства, где применен сдвигающий регистр. Формула изобретения Оптоэлектронный сдвигающий регистр, содержащий в каждом разряде первый и второй оптические триггеры, первый и второй светоделители световых потоков прямого сдвига, первый и второй светоделители световых потоков обратного сдвига, первый и второй светоделители световых потоков сброса информации, первый и второй отражатели световых потоков обратного сдвига, первый и второй отражатели световых потоков прямого сдвига, причем выходы первого и второго светоделителей световых потоков сброса информации оптически связаны с входом установки в «О первого и второго оптических триггеров, второй светоделитель светового потока прямого сдвига оптически связан с выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в «1 первого оптического триггера. второй светоделитель светового потока обратного сдвига оптически связан с 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 выходом первого оптического триггера, который оптически связан с первым светоделителем светового потока обратного сдвига, который оптически связан с входом установки в «1 второго оптического триггера последующего разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей сдвигающего регистра за счет возможности хранения и сдвига двумерных картин информации, в каждый разряд регистра введены первый и второй светоделители световых потоков обратного ортогонального сдвига, первый и второй светоделители световых потоков прямого ортогонального сдви первый и второй отражатели световых потоков обратного ортогонального сдвига, первый и второй отражатели световых потоков прямого ортогонального сдвига, причем первый светоделитель светового потока обратного ортогонального сдвига оптически связан с выходом первого о птическогр триггера, который через первый и второй отражатели световых потоков обратного ортогонального сдвига связан с входом установки в «1 второго оптического триггера предыдущего разряда, второй светоделитель светового потока обратного ортогонального сдвига оптически связан с выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в «1 первого оптического триггера предыдущего разряда, первый светоделитель светового потока прямого ортогонального сдвига оптически связан с выходом первого оптического триггера, который через первый и второй отражатели световых потоков прямого ортогонального сдвига оптически связан с входом установки в «1 второго оптического триггера последующего разряда, второй светоделитель светового потока прямого ортогонального сдвига оптически связан с выходом второго оптического триггера, который оптически связан с входом установки в «1 первого оптического триггера последующего разряда.

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах для хранения и сдвига двумерных картин информации. Целью изобретения является расширение функциональнмх возможностей оптоэлектронного сдвигающего регистра за счет возможности хранения и сдвига двумерных картин информации. Каждый разряд регистра содержит оптические триггеры 1 и 2, расположенные один над другим со смещением. Над ними установлены светоделители 3-6 световых потоков прямого и обратного сдвига по оси X. Над триггерами 1 и 2 смонтированы также отражатели 7-10, а над триггером 1 - светоделитель 11 светового потока опроса. Нод триггерами 1 и 2 установлены светоделители 12 и 13 световых потоков сброса, оптически связанные с входами 14 установки триггеров в «О. Параллельный ввод информации осуществляется подачей световых потоков на входы 15 и 16 установки триггеров 1 и 2. Над последними установлены светоделители 17-19 световых потоков прямого и обратного ортогонального сдвию га по Y, оптически связанные с отражате(Л лями 4 ил. tsD а N3 ОТ 1

F F F F

V-