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

тт

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различного типа (оптоэлектронными, магнитными, электронными и так далее) для ассоциативного поиска информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности.

На фиг. 1 приведена схема многоканального ассоциативного оптического коррелятора для запоминающего устройства, вид сбоку на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - блок-схема блока управления.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства содержит многоканальный спектральный излучательный блок 1, группу 2 световодных мультиплексоров, группу 3 световодных демультиплексо- ров, многоканальный световодный модулятор 4, группу 5 световодных мультиплексоров, матрицу многоцветных фо- топриемникрв 6 и блок 7 управления.

Многоканальный спектральный излучательный блок 1 предназначен для ввода ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков таким образом, что разряды каждого признака отображаются световыми пучками с одинаковой длиной волны, отличной от длин волн световых пучков, на которых отображаются остальные признаки, и преобразует 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 пучков с разными длинами волн в единый многоволновой (много- тщетный) пучок и может быть выполнен например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волно- .водного мультиплексора или в виде объемной цилиндрической линзы или вол- новодной линзы.

Каждый -световодный демультиплексор группы 3 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например , в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волновод- ного демультиплексора.

Многоканальный световодный модулятор 4 предназначен, например, для

5

0

5

0

5

0

5

0

5

отображения признаков опроса и может быть выполнен, например, в интегральном виде на основе электрооптического кристалла.

Каждый световодньй мультиплексор группы 5 предназначен для объединения световых пучков с одинаковой длиной волны в единый пучок и может быть выполнен, например, в виде волоконно- оптического или интегрально-оптического мультиплексора или в виде объемной цилиндрической линзы или волно- водной линзы.

Фотоприемный блок, выполненный в виде матрицы многоцветных фотоприемников 6, служит для определения совпадения признаков по многоцветному световому пучку отдельно и одновременно регистрирует каждую спектральную компоненту пучка.

Блок 7 (фиг. 2) управления обеспечивает работу коррелятора и может состоять, например, из канала 8 ввода-вывода, генератора 9 синхроимпульсов, буферного накопителя 10, формирователя 11 управляющих сигналов, буферного накопителя 12, формирователей 13 и 14 управляющих, сигналов, буферного накопителя 15.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор работает следующим образом.

По команде генератора 9 синхроимпульсов из канала 8 ввода-вывода п (где п 1, 2, 3,..., т, т -число строк излучательных элементов в блоке 1) ассоциативных признаков информации через буферный накопитель 10 и формирователь 11 управляющих сигналов поступают на излучательный блок 1, например, в виде электрических сигналов. Блок 1 преобразует электрические сигналы в оптические, например, так, что каждому n-му ассоциативному признаку соответствует n-я строка оптических 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 7 п , отличающейся от длин волн, на которой отображаются остальные (п-1) признаки. Причем, эти оптические сигналы отображают ассоциативные признаки, например, или в коде Рида - Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в прямом парафазном 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 времени, например, двумя состояниями света, отображающими его в прямом и обратном простом коде, т.е. отображающими двоичный знак во временном парафазном JQ коде), за которым следует во времени опорный сигнал. Опорный сигнал в последнем случае формируется, например, когда все излучательные элементы блочерез все ячейки модулятора 4, отоб ражающие соответствующие р-е разряды всех К признаков опроса, то осуществ ляется оптическое умножение всех п ассоциативных признаков на все К при наков опроса и при этом оптические сигналы произведений спектрально раз делены.

Многоцветные световые пучки, соот ветствующие всем р разрядам каждого К-го признака опроса мультиплексором 5 объединяются в единый n-цветный пу чок. Он поступает на соответствующий

ка 1, отрбражающие все разряды каждо- .- К-й n-цветиый фотоприемник блока 6,

который раздельно регистрирует кажду спектральную компоненту пучка и на выходах фотоприемника появляется п электрических сигналов, каждый из ко торых соответствует n-му ассоциативному признаку.

го ассоциативного признака, излучают свет, т.е. отображают 1 в простом коде.

По команде генератора 9 из канала 8 ввода-вывода К (где К 1, 2, 3,... г, г - число строк в многоканальном световодном модуляторе 4) признаков опроса через накопитель 12 и формирователь 13 поступают на модулятор 4, например, или в коде Рида - Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в обратном парафаэном коде, располагаются опорные разряды в простом коде j или в коде Рида - Маллера, двоичные знаки которого представлены в обратном коде Манчестера, с разделенным во времени опорным сигналом. При этом каждый К-й признак опроса занимает, например, соответствующую К-ю строку модулятора .4, а при подаче опорного сигнала в каждой К-и 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 одноименные р-е разряды всех п ассоциативных признаков, объединяются соответствующим мультиплексором 2 в единый n-цветный пучок, -который демуль- типлексором 3 размножается на К пучков. Эти пучки направляются на все ячейки многоканального модулятора 4, отображающие р-е разряда всех К признаков опроса.

Так как световые пучки, отображающие одноименные р-е двоичные разряды всех п ассоциативных признаков на различных длинах волн ftn , проходят

через все ячейки модулятора 4, отображающие соответствующие р-е разряды всех К признаков опроса, то осуществляется оптическое умножение всех п ассоциативных признаков на все К 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. Он поступает на соответствующий

который раздельно регистрирует каждую спектральную компоненту пучка и на выходах фотоприемника появляется п электрических сигналов, каждый из которых соответствует n-му ассоциативному признаку.

По команде генератора 9 формирователь 14 подает напряжение на блок 6. Координаты п и К фотоприемного элемента блока 6, на котором оптический опорный сигнал превышает оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно n-й ассоциативный признак и К-й признак опроса, по которым происходит совпадение. По команде генератора 9 код адреса К-го фотоприем- иого элемента и n-го его выхода с блока 6 через накопитель 15 передается в канал 8 ввода-выхода. Таким образом производится определение адреса ассоциативного признака в странице ассоциативных признаков и адреса признака опроса в странице признаков опроса, по которым происходит совпадение.

Формула изобретения

Многоканальный ассоциативный опти- ческий коррелятор для запоминающего устройства, содержащий многоканаль- - ный спектральный излучательный блок, фотоприемньй блок и блок управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам соответственно многоканального спектрального излучательного блока и фотоприемного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены первая и вторая группы световодных мультиплексоров, группа световодных демуль- типлексоров, многоканальньй световодный модулятор, фотоприемный блок выполнен в виде матрицы многоцветных фотоприемников, причём выходы каждой группы дифференциальных спектральных Излучателей, многоканального спектрального излучательного блока оптически связаны с соответствующими входами первой группы светсводных мультиплексоров, каждый выход которой оптически связан с входом соответствующего демультиплёксора группы свето- водных демультиплексоров, выходы ко- торых оптически связаны с соответствующими входами многоканального све- товодного модулятора, выходы каждой

группы одинаковых спектральных выходов которого оптически связаны с соответствующими входами соответствующего мультиплексора второй группы световодных мультиплексоров, каждый выход которого оптически связан с соответствующим многоцветным фотоприемником, третий выход блока управления подключен к управляющим входам многоканального световодного модулятора, выход матрицы многоцветных фотоприемников подключен к входу блока управления, четвертый выход которого является адресным выходом коррелятора.

Изобретение относится к вычислительной технике. Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор решает задачу ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение быст А 2 родеиствия и надежности коррелятора. Коррелятор содержит многоканальный спектральный излучательный блок 1 для ввода информации в коррелятор в ниде 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 размножения многоцветного светового пучка, многоканальный световодный модулятор 4 для отображения признаков опроса, группу световодных мультиплексоров 5 для объединения световых пучков с одинаковой длиной волны в единые пучки, фотоприемньй блок 6, выполненный в виде матрицы многоцветных фотоприемников, для определения совпадения признаков и блок 7 управле- |ния. 3 ил. J (Л

Фиг.1

6

отб