Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства Советский патент 1992 года по МПК G11C11/42 G06E3/00 

Фи-е.2

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

Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности коррелятора.

На фйг.1 и 2 приведена схема многоканального ассоциативного оптического коррелятора для запоминающего устройства, ортогональные проекции; на фиг.З - блок- схема блока управления.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства содержит многоканальный спектральный излучательный блок 1, группу 2 световодных мультиплексоров, световод- ный мультиплексор 3, световодный демультиплексор 4, группу 5 световодных демультиплексоров, многоканальный оптический модулятор 6, блок 7 световодов, блок & спектральных демультиплексоров, блок 9 фотоприемников и блок 10 управления.

Многоканальный спектральный излучательный блок 1 предназначен для ввода, например, ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков. При этом разряды каждого признака представляются световыми пучками с одинаковой длиной волны (отличающейся от длин волн пучков, на которых отображаются остальные признаки) и вводятся в коррелятор одним и тем же излучательным элементов. Блок 1 может состоять, например, из матрицы лазерных диодов, каждый из которых излучает на своей определенной длине волны.

Каждый световодный мультиплексор группы 2 предназначен для объединения группы световых пучков с разными длинами волн в единый многоволновый (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен,например,ввиде волоконно-оптического или интегрально- оптического волнового мультиплексора или объединителя, или в виде волноводной линзы.

Световодный мультиплексор 3 предназначен для объединения многоцветных световых пучков, полученных на выходах группы 2 световодных мультиплексоров, в единый многоцветный световой пучок. Мультиплексор 3 может быть выполнен, например, волоконно-оптического или интегрально-оптического волн овод но го мультиплексора или объединителя, или в виде волноводной линзы.

Световодный демультиплексор 4 предназначен для размножения единого многоволнового (многоцветного) светового пучка,

полученного на выходе мультиплексора 3, на множество многоцветных световых пучков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демультип- лексора или разветвителя.

Каждый световодный демультиплексор группы 5 предназначен для размножения многоволнового(многоцветного) светового

0 пучка на соответствующем выходе демуль- типлексора 4 на множество многоцветных световых пучков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного

5 демультиплексора или разветвителя.

Многоканальныйоптический модулятор 6 предназначен, например, для отображения признаков опроса и может быть выполнен, например, в интегральном виде на

0 основе электрооптического кристалла.

Блок 7 световодов предназначен для передачи световых сигналов и может быть вы- полнен, например, в виде матрицы волоконных или интегральных световодов.

5Каждый спектральный демультиплексор блока 8 предназначен для разделения многоволнового (многоцветного) светового пучка на составляющие его одноволновые (одноцветные) пучки и может быть выпол0 нен,например,на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных

световодов или интегральных световодов,

или гофрированных волноводных структур.

Блок 9 фотоприемников служит для оп5 ределения совпадения ассоциативных признаков информации с признаками опроса и может быть выполнен, например, в виде интегральной матрицы фотоприемников.

Блок 10 управления обеспечивает рабо0 ту коррелятора и может состоять, например, из канала 11 ввода-вывода, генератора 12 синхроимпульсов, буферного накопителя 13, формирователя 14 управляющих сигналов, буферного накопителя 15, формирова5 телей 16 и 17 управляющих сигналов, буферного накопителя 18.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор работает следующим образом.

0 По команде генератора 12 синхроимпульсов из канала 11 ввода-вывода п (где п 1,2,3т, т - число излучательных элементов в блоке 1)ассоциативных признаков через буферный накопитель 13 и формиро5 ватель 14 поступают на, многоканальные спектральный излучательный блок 1 так,

что, например, разряды р (где р 1,2,3S,

a S - максимальная разрядность признака) каждого признака поступают последовательно на один и тот же излучатель блока 1 ,:

соответствующий этому признаку. Блок 1 преобразует электрические сигналы, например, таким образом, чтобы всем р разрядам п-го ассоциативного признака соответствовала своя Ал длина волны света. При этом разряды разных n-х признаков представляются пучками с разными длинами волн, т.е. например Ач Аз Ап . Эти оптические сигналы отображают, например, ассоциативные признаки в коде Рида-Маллера,. двоичные знаки которого представлены в прямом коде Манчестера, за которыми следуют во времени опорные сигналы. Оп ор: ные сигналы для всех ri признаков- формируются, например, когда все п излу- чательных элементов блока 1 излучают свет, например, на соответствующих длинах волн, т.е. отображают 1 в простом коде.

По команде генератора 12 из канала 1 f

ввода-вывода, к (где k 1,2,3г,1 г - число

светоклапанных ячеек в модуляторе 6) при- .знаков опроса через накопитель 15 и формирователь 16 поступают на модулятор 6, например, так, что разряды р каждого признака опроса поступают последовательно на одну и ту же ячейку модулятора 6, соответствующую этому признаку. При этом каждая ячейка модулятора 6 отображает, например, разряды соответствующего признака опроса в коде Рида-Маллера, двоич- ные знаки которого представлены в обратном коде Манчестера, за которым следует во времени опорный сигнал. При этом опорный сигнал отображает Т в простом коде, т.е. все ячейки модулятора 6, напри- мер, открыты.

С блока 1 оптические сигналы поступают на группу 2 мультиплексоров (фиг.2), каждый из которых.объединяют, например, строку световых пучков, отображающих од- поименные р-е разряды, соответствующей строки матрицы n-х ассоциативных признав ков, в многоцветный пучок. Эти многоцветные световые пучки, полученные на выходах группы 2 мультиплексоров, мультиплексо- ром3(фиг. 1)объединяются в n-цветный световой пучок, который демультиплексором.4 (фиг.2) и группой 5 демультиплексоров (фиг.1) размножаются на k n-цветных световых пучков. Каждый такой n-цветный светр- вой пучок направляется на соответствующую ячейку многоканального модулятора 6, отображающую k-й признак опроса.

Так как световые пучки, отображающие одноименные р-е двоичные разряды всех п ассоциативных признаков на различных длинах волнАп , одновременно проходит через все ячейки модулятора 6, отображающие р-е разряды всех k признаков опроса, то осуществляется оптическое умножение каждого п-го ассоциативного признака на все k признаков опроса и при этом оптические сигналы произведений спектрально разделены..

Каждый n-цветный световой пучок, соответствующий k-й ячейке модулятора 6, поступает через соответствующий световод блока 7 на соответствующий k-й спектральный демультиплексор блока 8. Этот демуль- Типлексор блока 8 направляет каждую п-ю спектральную составляющую многоцветного светового пучка на соответствующий п k-й фотоприемник блока 9. При этом фотоприемный элемент блока 9 с координатами nk регистрирует оптический сигнал, соответствующий n-му ассоциативному признаку и k-му признаку опроса. .,

По команде генератора 12 формирователь 17 подает, например, напряжение на блок 9. Координаты .k и п фотоприемного элемента блока 9, на котором оптический опорный сигнал превышает суммарный оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно k-й признак опроса и n-й ассоциативный признак, по которым произошло совпадение. По команде генератора 12 код адреса n k-ro фотолриемного элемента с блока 9 через накопитель 18 передается в канал 11 ввода-вывода. Таким образом, производится определение адреса ассоциативного признака из множества ассоциативных признаков и адреса признака опроса из множества признаков опроса, по которым произошло совпадение.

Формула изобретения

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства, содержащий многоканальный спектральный излучательный блок, свето- водный мультиплексор, выход которого свя- зан с входом световодного демультиплексора, многоканальный оптический модулятор, блок,фотоприемников и блок управления, с первого по третий выходы которого подключены соответственно к управляющим входам многоканального спектрального излучательного блока, многоканального оптического модулятора и блока фотоприёмников, выход которого подключен к адресному входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности коррелятора, в него введены группа свето- водных мультиплексоров, группа световод- ных демультиплексоров, блок световодов и блок спектральных демультиплексоров, причем каждая группа выходов многоканального спектрального излучательного

блока оптически связана с группой входов соответствующего; мультиплексора группы световодных мультиплексоров, выход каждого из которых оптически связан с соответствующимвходом световодного мультиплексора, каждый выход световодного демультиплексора оптически связан с входом соответствующего демУльтмплексора группы световодных демультиплексоров, выходы которых оптически связаны с соответствующими входами многоканального оптического модулятора, каждый выход которого через соответствующий световод блока световодов оптически связан с входом соответствующего демультиплексора группы спектральных демультиплексоров, каждый выход которого оптически связан с соответствующим входом блока фотоприемников.

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 производительности и надежности коррелятора. Коррелятор содержит многоканальный спектральный излучатель- ный блок 1 для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков, группу 2 све- товодных мультиплексоров для объединения групп световых лучков с различными длинами волн в единые многоцветные пуч: ки, световодный мультиплексор для объединения многоцветных сМтовых пучков, полученных на выходах группы мультиплексоров, в единый многоцветный световой пучок, световодный дем ул ьтиНлексдр 4 для размножения единого многоцветного светового пучка на множество5 многоцветных световых пучков, группу 5:свё товодных демультиплексоров, кажды и 1Из кот6рь|Х слу- - житдля размножения многоцветного светового пучка, многоканальный оптический модулятор 6 для отображения признаков bnj роса, блок 7 световодов для передачи световых сигналов, блок спектральных демультиплексоров 8 для разделения многоцветного светового пучка на составляющие его одноцветные пучки, блок 9 фотоприемников для определения1 совпадения признаков и блок 10 управления. З ил.

/ 2

Фиг. 1

я1 хЈ

к

отд