Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства Советский патент 1991 года по МПК G11C11/42 

Фиг. 2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различного типа (оптоэлектрон- ными, магнитными, электронными и т.д.). для ассоциативного поиска информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности коррелятора,

На фиг. 1 и 2 прпиведена схема многоканального ассоциативного оптического коррелятора для запоминающего устройства; на фиг. 3 - блок-схема блока управления.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства содержит многоканальный спектральный мзлучательный блок 1, первую группу 2 световодкых мультиплексоров, группу 3 светозодных демультиплексоров, многоканальный волноводный модулятор 4, вторую группу 5 световодных мультиплексоров, группу б спектральных демультиплексоров, фотоприемный блок 7 и блок 8 управления.

Многоканальный спектральный мзлуча- тельный блок 1 предназначен для ввода, например, ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков таким образом, что разряды каждого признака отображаются световыми пучками с одинаковой длиной волны, отличной от световых пучков, на которых отображаются остальные признаки, и преобразует, например, входные электрические сигналы в оптические. Блок 1 может состоять, например, из групп лазерных диодов, каждая из которых излучает на своей определенной длине волны.

Каждый световодный мультиплексор группы 2 предназначен для объединения световых лучков с разными длинами волн в единый многоволновой (многоцветный) пучок и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного мультиплексора, или в виде обьемной цилиндрической

ЛИНЗЫ, ИЛИ ВО Л НО ВОД НОЙ ЛИНЗЫ.

Каждый световодный демультиплексор группы 3 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и можети быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демуль- типлексора.

Многоканальный волноводный модулятор 4 предназначен, например, для отображения признаков опроса к может быть выполнен, например, s интегральном виде на основе электрооптического кристалла.

Каждый световодный мультиплексор группы 5 предназначен для объединения

ceetoawx пучков с одинаковой длиной волны в единый пучок и может быть выполнен, например, Б волоконно-оптического или интегрально-оптического мультиплексора, иди в виде объемной цилиндрической линзы, или волноводной линзы.

Каждый спектральный демультиплек- сор группы б предназначен для разделения многоволнозого (многоцветного) светового

пучка на составляющие его одноволнивые (одноцветные) пучки и может быть выполнен, например, на основе сплавных ответви- телей из одномодозых волоконных световодов ЛП1А интегральных световодов,

или гофрированных волноводных структур. Фотоприемным блок 7 служит для определения совпадения ассоциативных признаков информации с признаками опроса и может быть выполнен, например, в видеинтегрзльной ьгатрицы фотоприемников.

Блок 8 управления обеспечивает работу коррелятора и может состоять, например, из канала 9 ввода-вывода, генератора 10 синхроимпульсов, буферного накопителя

11. формирователя 12 управляющих сигна- лов, буферного накопителя 13, формирователей 14 и 15 управляющих сигналов, буферного накопителя 16,

Многоканальным ассоциативный оптический коррелятор работает следующим образом,

По команде генератора 10 синхроимпульсов из канзла 9 ввода-вывода п (где п - 1, 2, 3,... т, т - число строк излучательных

эле(иентов в блоке 1) ассоциативных гфи- Знзкоз информации через буферный накопитель 11 и формирователь 12 управляющих сигналов поступают на излучательный блок 1, НсПринер, в виде электрических сигналов.

Блок 1 преобразует электрические сигналы в оптические, например, таким образом, чтобы каждому n-му ассоциативному признаку соот чествовала n-я строка оптиче-1 ских сигналов, отображающая на выходе

блока 1 все р-е (где р 1, 2, 3,... S, S - число разрядов в признаке) разряды n-го признака на одной и той же длине волны An , отличающейся от длин волн, на которой отображаются остальные (п-1) признаки.

Причем эти оптические сигналы отображают ассоциативные признаки,.например, или в коде Рмда-Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в прямом парафазиом коде, располагаются опорные разряды в простом коде, или в коде Рида-Маллера, двоичные знаки которого представлены в прямом коде Манчестера (т.е., когда каждый двоичный знак признака представляется во еремежи, например,

двумя состояниями света, отображающими его в прямом и обратном простом коде, т.е. отображающими двоичный знак во временном парафазном коде), за которым следует во времени опорный сигнал. Опорный сигнал в последнем случае формируется, например, когда все излучательные элементы блока 1, отображающие все разряды каждого ассоциативного признака, излучают свет, т.е. отображают 1 в простом коде.

По команде генератора 10 из канала 9 ввода-вывода k (где k 1, 2, 3,... г, г - число строк в многоканальном световодном модуляторе 4) признаков опроса через накопитель 13 и формирователь 14 поступают на модулятор 4, например, или в коде Рида- Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в обратном парафазном коде, располагаются опорные разряды в простом коде или в коде Рида- Маллера, двоичные знаки которого представлены в обратном коде Манчестера, с разделенным во времени сигналом. При этом каждый k-й признак опроса занимает, например, соответствующую k-ю строку модулятора 4, а при подаче опорного сигнала в каждой k-й строке модулятора 4 остается открытой, например, только одна ячейка (остальные закрыты), т.е. в каждой строке модулятора 4 отображается только одна двоичная 1 - остальные О все в простом коде,

Коррелятор в случае использования второго способа кодирования работает следующим образом. Световые пучки, отображающие одноимённые р-е разряды всех п ассоциативных признаков, объединяются соответствующим мультиплексором 2 в единый n-цветный пучок, который демультип- лексором 3 размножается на k пучков. Эти пучки направляются на все ячейки многоканального модулятора 4, отображающие р-е разряды всех k признаков опроса.

Так как световые пучки, отображающие одноименные р-е двоичные разряды всех п ассоциативных признаков на различных длинах волн Лп , проходят через все ячейки модулятора 4, отображающие соответствующие р-е разряды всех k признаков опроса, то осуществляется оптическое умножение всех п ассоциативных признаков на все k признаков опроса и при этом оптические сигналы произведений спектрально разделены.

Многоцветные световые пучки, соответствующие всем р разрядам каждого к-го признака опроса мультиплексором 5, объединяются в единый n-цветный пучок, который поступает на соответствующий

спектральный демультчплексор группы 6. Этот демультиплексор группы б направляет каждую n-ю спектральную составляющую многоцветного светового пучка на соответ- 5 ствующий п k-й фотопрнемник блока 7. При этом фотоприемный элемент блока 7 с координатами п и k регистрирует оптический сигнал, соответствующий n-му ассоциативному признаку и k-му признаку опроса.

0 По команде генератора 10 формирователь 15 подает напряжение на блок 7. Координаты п и k фотоприемного элемента блока 7, на котором оптический опорный сигнал превышает оптический сигнал основных

5 разрядов, определяют соответственно п-й ассоциативный признак и k-й признак опроса, по которым произошло совпадение. По команде генератора 10 код адреса п- го фотоприемного элемента с блока 7 че0 рез накопитель 16 передается в канал 9 ввода-вывода. Таким образом производится определение адреса ассоциативного признака в странице ассоциативных признаков и адреса признака опроса в странице при5 знаков опроса, по которым произошло совпадение.

Формула изобретения Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего уст0 ройства, содержащий многоканальный спектральный излучательный блок, фотоприемный блок и блок управления, первый и второй выходы которого подключены со- ответственно к управляющим вхо5 дам многоканального спектрального излучательного блока и фотоприемного блока, выход которого подключен к адресному входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения

0 быстродействия и надежности коррелятора, в него введены первая и вторая группы световодных мультиплексоров, группа световодных демультиплексоров. многока-. нальный световой модулятор и группа спек5 тральных демультиплексоров, причем выходы каждой группы спектрально дифференцированных излучателей многоканального спектрального излучательного блока оптически связаны с соответствующими

0 входами соответствующего световодного мультиплексора первой группы световодных мультиплексоров, выход каждого из которых оптически связан с входом соответствующего демультиплексора груп5 пы световодных демультиплексоров, выходы которых оптически связаны с соответствующими входами многоканального световодного модулятора, выходы каждой группы одинаковых спектральных выходов которого оптически связаны с соответствующими входами соответствующего мультиплексора второй группы световодных мультиплексоров, выход каждого из которых оптических связен с соответствующим1 входом фотоприемного блока, третий выход блока управления подключен к управляющему входу многоканального световод- ного модулятора.

Изобретение относится к вычислительной технике и быть использовано для ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности коррелятора. Последний содержит многоканальный спектральный излучательный блок 1 для ввода ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков с различными длинами волн, группу световодных мультиплексоров 2 для объединения световых пучков с различными длинами волн в единые многоцветные пучки, группу световодных демультиплексоров 3 для размноже- ния многоцветного светового пучка, многоканальный водноводный модулятор А для отображения признаков опроса, группу световодных мультиплексоров 5 для объединения световых пучков с одинаковой длиной волны в единые пучки, группу спектральных демультиплексоров 6 для разделения многоцветных световых пучков на составляющие его одноцветные пучки, фотоприемный блок 7 для определения совпадения признаков и блок 8 управления. 3 ил.

3

J

6 2

Фиг.1