Устройство для умножения матрицы на вектор Советский патент 1992 года по МПК G06E1/04 

(46) 07.02.92. Бюл. P 5 ,

(21)4410090/24

(22)15.01.88

(71)Институт радиотехники и электроники АН СССР

(72)В.В.Проклов и С.В.Соколовский

(53)631.35(083.8)

(56)P.S.Guilfoule,. Systolic acousto- optic binary convolver, - Opt. Enp,, 1984, v. 23, N 1, pp. 20-25.

A.P.Goutzoulis, Systolic time-in- tegreting acoustooptic binary processor. - Appl, Opt, 1984, V. 23, № 22, pp. 4095-4099.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ МАТРИЦЫ НА ВЕКТОР

(57)Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в специализированных матричньгх вычислителях. Цель : изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит блоки ввода, блок генераторов, источник света, акустооптический модулятор, фотоприемник, оптические элементы. Особенностью работы устройства является то, что разряды рлементоь матрицы - множимого кодируются амплитудами спектральных компонент кг-кдого иэ п каналов источника света, а разряды элементов вектора - амплитудами частотных компонент каждого из п каналов блока генераторов (п - размер- - ность матрицы и вектора). Результат умножения считывается с (2т-1)-канального (т-раэрядность входных one-. рандов) фотопрнемника в сметанном цифровом коде. 1 ил.

с 3

|tr

JC

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных матричных вычислителях.

Цель изобретения - повышение быстродействия .

Структурная схема устройства изображена на чертеже,

На чертеже приняты обозначения п-раэрядности матрицы и вектора, m-разрядность операндов.

Устройство содержит блок 1 ввода, блок 2 генераторов, акустооптнческий модулятор, состоящий из электроакустических преобразователен.3. волновода 4 и подлокки 5, блок 6 ввода, источник 7 сгь;Тп, олок 3 ээода излучения а ах j . гоогттмчесхиЛ мидупятор,

объектив 9 и блок 10 фотоприемннков, Синхровход устройства (на схеме не показан) подключен к синхровходам блоков ввода.

Устройство работает следующим образом.

Элементы первой строки матрицы- множимого А поступают на соответствующие входы первой группы информационных входов устройства, а элементы вектора-множителя b подают ка соответствующие входы второй группы информационных входов. Сигналы с выходов второго блока РВОЦЛ поступают на управляющие входы Глока генераторов, кя.чдый канал которого зырабаты- пает три различные; ча. f, , f., и f-, с г Л.1МИ, ро1 ;м юпальСг Cfc

СГ: СС ОС

рявб

:

.-: :п T(i.Vi ; :i;if: pa.ip. Uto. i соотпетстпу- э:: омта лектора. Электрические смг; 1Лп1 пр образуются в акустические jorrriM Т-2Х ... члстот, бегущие по волю-золу - л папололении X. Сигналы :. яыу.ода блока 5 запускают трехха- нлльныи . гочник света 7, причем з .„тгс.г.пм .Канаде чзлучаетсл сэетовоЧ импульс, сое гогичмй из трех эквидистантных лнннП /. , )я и V,, амплитуды

vt /j

которых пропорциональны значениям

разрядов соответствующего элемента строк;1, матрицы, а частоты связаны с частотами акустических воли соот- :ютзением

ff

и

(О

С; f1 + (j- - iVf,

4 j - 4, + (j - 1)0,

где uf и i/.J- расстояния негаду линиями генерации блока генераторов и источника света,

Нячало генерации излучения совпадает- : моментом, когда акустическая аолна занимает D акустической ячейке о;с: .о, необходимое для дифракции с заданными параметра И. Сзет с помощью блока взода излучения в акустооптн- ческий модулятср 3 вводят з волновод 4Р где он испытывает ксллинеарную дисЬракцию па акустических волнах, отклоняясь в подложку 5 в каждом диф- рякционном состоянии с интенсивностью пропорциональной произведению мощности азсустпческой волны данной частоты на интенсивность света данной длины волны. При этом условие (1) выбора частот звука и света приводит к тому, что свет длины полны А, дифрагируя на трех акустических пучках, отклоняется в дифракционные состояния, условно называемые пер-зым, вторым, третыгм Свет длины волны )., отклоняется зо второе, третье и четвертое .состояния, свет длины .волны А отклоняется в третье, четвертое и пятое состояния, В результате па выходе акустоопти-.-зсхсн ячейки имеется пять дифракционных сосголпий, интенсивность сзета т чотсрьп: соответствует результату пгремчо: :э:г Я дпух дзо.чч- нъсс трехразрглнлп-с чисол, а само про- нзведчиие предегаг.лгио питпразрлднмм смеиаияьи дзопчпьгм ходом. гатс, д:1.- Фр.хцня слета .) п. клплл акус- гооптт- эс:со; 1 .г : .-.л кг-,г прок :мх;е.;пе

o

5

5

0

0 5 0 5 .

а ,, bf, по втором - а ,3Ь7, п третьем - ar3h r С помогдыо объектива 9 осупестзляется сложение спета из разных канллоп па блоке фотоприемникоп 10 из пяти элементов. Сумма affb1 + + afjbj i получается в смешанном двоичном пятиразрядном коде. К двоичному коду сигнал приводится аналогична прототипу образом. Сумма дает элемент С( вектора-результата С. После огсда второй и третьей строк ма -ряды А описанный процесс повторяется и на зы- хсде устройства появляются элементы С2 и С3.

Формула изобретения

Устройство для умножения матрицы на вектор, содержащее два блока ввода, блок генераторов, последовательно расположенные оптически связанные источник света, блок ввода излучения в акусто-оптический модулятор, акус- тооптический модулятор, объектив и блок фотоприемников, причем источник света, акустооптический модулятор, блок генераторов и блоки ввода выполнены п-канальными/п-размерностн перемножаемых матрицы и вектора/, i-й информационный вход первой группы входов устройства /i 1,п/ и 1-й информационный вход второй группы информационных входов устройства подключены соответственно к i-м входам первого и второго блоков звода, 1-е выходы которых подключены соответственно к i-м управляющим входам источника света и блока генераторов, i-й выход блока генераторов подключен к электрическому входу 1-го канала акустооптического модулятора, синхровходы блоков ввода подключены к синхровходу устройства, выходом которого является выход бло;са фото- лриемников, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, кау%цый из п каналов источника света и блока генераторов выполнен л-частотным (т-разряднссть обрабатываемых чисел), причем соотношения ме:кду j-й частотой спектра каждого из п каналов блока генераторов f; (j 1 ,п) и j-м n;i:iii jH излучения ка;чдого из п каналов источника света shicpaiibi из условия

1 dli:l I , Vi

i

51566981й

пкустооптимесх;:П модулятор выполненполны, блок фотоприемнихоп предстлгD пипе пллнлрмой ахустоогттичесхой ячейки с коллннеарньсм малразлением р.чспространеипя сяетл акустической

ляет собой лнмейку 2т-1 фотогг нем- ннгсов, расположенную п фохальмоЛ плоскости объектива.

ляет собой лнмейку 2т-1 фотогг нем- ннгсов, расположенную п фохальмоЛ плоскости объектива.

С3 О