Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств Советский патент 1992 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, для коммутации группы запоминающих устройств с группой центральных процессоров.

Известен оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств, содержащий группы излучателей, световод- ные разветвители, световодные объединители, группы фотоприемников и блок синхронизации.

Недостатками известного устройства являются относительно небольшое число соединяемых устройств, невысокое быстродействие и невозможность одновременной и независимой коммутации устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств, содержащий блоки групп спектральных излучателей, выходы каждой из которых через соответствующую группу первых световодов оптически связаны с одноименными входами соответствующей группы световодных мультиплексоров, выходы которой через соответствующую группу спектральных смесителей оптически связаны с одноименными входами соответствующей группы первых световодных демультиплексоров, группы спектральных демультиплексоров, выходы каждой из которых оптически связаны с одноименными входами соответствующего блока фотопри- .емников, выход которого подключен к первому входу блока синхронизации, к группе вторых входов которого подключены выходы центральных процессоров, три группы выходов блока синхронизации подключены соответственно к блокам фотоприемников, запоминающим устройствам и группам спектральных излучателей.

Недостатком данного устройства является невозможность работать в режиме коммутации групп устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения смешанной, одновременной и

независимой коммутаций групп запоминающих устройств.

На фиг. 1 приведена функциональная схема оптоэлектронного преобразователя

для запоминающих устройств; на фиг. 2 - блок-схема блока синхронизации.

Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств содержит подключенный к выходам процессоров 1 (в устройство не входят) группы 2 спектральных излучателей, объединенные в блоки 3, группы 4 световодов, группы 5 световодных мультиплексоров, группы 6 спектральных смесителей, группы 7 световодных демультиплексоров, группы 8 световодов, группы 9 регенераторов, группы 10 световодных демультиплексоров, группы 11 световодов, группы 12 регенераторов, группы 13 световодных демультиплексоров, группы 14 световодов, группы 15 спектральных демультиплексоров, блоки 16 фотоприемников, соединенные с запоминающими устройствами 17 и блок 18 синхронизации (фиг. 2), который имеет две группы входов 19-1,

19-2 и пять групп выходов 20-1-20-5 и содержит генератор 21 синхроимпульсов, формирователи 22-25 управляющих сигналов и буферный накопитель 26.

Каждая группа 2 излучателей каждого

блока 3 спектральных излучателей предназначена для ввода информации в оптический преобразователь в виде световых пучков и преобразует, например, выходные электрические сигналы соответствующего центрального процессора 1,в оптические. Каждая группа 2 излучателей данного блока 3 отображает разряды каждого слова информации соответствующего процессора 1 световыми пучками с одинаковой длиной

волны, отличной от длин волн световых пучков, на которых отображаются информационные слова других процессоров соответствующими группами 2 излучателей данного блока 3. Каждый разряд слова вводится в

преобразователь, например, своим отдельным излучателем. При этом разные блоки 3 спектральных излучателей выполнены из

идентичных групп 2 излучателей. Каждая группа 2 излучателей блока 3 может состоять, например, из линейки лазерных диодов, излучающей на своей определенной длине волны для данного блока 3 излучателей.

Группы 4 световодов предназначены для передачи световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.

Каждый световодный мультиплексор групп 5 предназначен для объединения световых пучков с разными длинами волн в единый многоволновой (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волновод кого мультиплексора или объединителя.

Каждый спектральный смеситель групп 6 предназначен для смешения отдельных спектральных компонентов в единый однородный многоцветный световой пучок и может быть выполнен, например, из отрезка волоконно-оптического и интегрально-оптического световода.

Каждый световодный демультиплексор групп 7 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демультип- лексора или разветвителя.

Группы 8 световодов предназначены для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выпол- нены, например, из волоконных или интегральных световодов.

Каждый регенератор групп 9 предназначен для восстановления, формирования и увеличения мощности многоволнового (многоцветного) оптического сигнала. Каждый регенератор групп 9 может состоять, например, из многоцветного фотоприемника, линейки усилителей-формирователей, линейки лазерных диодов, каждый из которых излучает на своей определенной длине волны, соответствующей длине волны соответствующего входного оптического сигнала и световодного мультиплексора или объединителя, объединяющего разноцветные световые пучки от лазерных диодов в единой многоволновой (многоцветный) световой пучок. Вместо многоцветного фотоприемника в регенераторе может быть использован, например, спектральный световодный демультиплексор, выполненный на основе сплавных ответвителей из одно- модовых волоконных световодов или гофрированных волноводных структур, на каждом

выходе которого расположен фотоприемник.

Каждый световодный демультиплексор групп 10 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в

виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демультип- лексора или разветвителя.

Группы 11 световодов предназначены для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.

Каждый регенератор групп 12 предназ- нзчен для восстановления, формирования и

увеличения мощности многоволнового (многоцветного) оптического сигнала и может быть выполнен аналогично регенератору групп 9.

Каждый световодный демультиплексор

групп 13 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен аналогично демультиплексору групп 10.

Группы 14 световодов предназначены

для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.

Каждый спектральный демультиплексор групп 15 предназначен для разделения многоволнового (многоцветного) светового пучка на составляющие его одноволновые (одноцветные) световые пучки (спектральные составляющие) и может быть выполнен,

например, на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или интегральных световодов, или гофрированных волноводных структур. Каждый блок 16 фотоприемников служит для преобразования оптических сигналов в электрические и ввода информации в соответствующее запоминающее устройство 17. Блок 16 может быть выполнен, например, в виде набора линеек интегральных

или наборных фотоприемников.

Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств работает следующим образом.

Предположим, что большую группу центральных процессоров 1 необходимо смешанно, одновременно и независимо коммутировать с большой группой запоминающих устройств 17. При этом каждый процессор 1 может обратиться к любому

одному, подгруппе или ко всем запоминающим устройствам одновременно. С другой стороны все процессоры 1 могут одновременно обратиться к одному, подгруппе или ко всей группе запоминающих устройств 17.

Предположим, что все процессоры 1 разбиты на m (где m 1, 2, 3...) блоков 3, каждый из которых содержит по п (где п 1, 2, 3...) процессоров 1. При этом предполагается, что в каждом n-ом процессоре 1 каждого m-ro блока используется n-я группа 2 излучателей, содержащая излучатели в количестве равном, например, числу р (где р 1, 2, 3,...S, a S - максимальное число разрядов в слове) разрядов передаваемого слова. Причем n-я группа 2 излучателей каждого m-го блока передает информацию оптическими сигналами по длине волны Д«, отличающейся от длин волн оптических сигналов, на которых передается информация остальными (п-1)-ми процессорами 1 каждого блока 3, а в каждом запоминающем устройстве 17 располагается блок 16 фотоприемников, содержащий (п + т) групп (линеек) фотоприемников по р фотоприемников в каждой, т.е. всего р х (п + т) фотоприемни- ков.

По команде генератора 21 синхроимпульсов (по переднему фронту синхроимпульсов) формирователи 22-25 подают управляющие сигналы на группы 2 спектральных излучателей, группы 9 и 12 регенераторов и блоки 16 фотоприемников.

По команде генератора 21 синхроимпульсов от каждого п-го процессора 1 т-го блока электрические сигналы, отображающие информационные слова, поступают на соответствующую n-ю группу 2 излучателей так, что, например, разряды слова поступают параллельно каждый на свой излучатель- ный элемент группы 2. Каждая группа 2 излучателей преобразует электрические сигналы в оптические, например, таким образом, чтобы всем р разрядам каждого п-го передаваемого слова соответствовали световые пучки с одной и той же длиной волны Л,, отличной от длин волн световых пучков, на которых передается информация остальными (п-1)-ми процессорами 1 каждого блока 3.

Световые пучки, отображающие одноименные р-е разряды всех п информационных слов каждого блока 3, проходят через соответствующие световоды групп 4 и объединяются соответствующим мультиплексором 5 в единый n-цветный световой пучок. Спектральные компоненты этого п-цветно- го светового пучка перемешиваются в соответствующем спектральном смесителе соответствующей группы 6 и демультиплек- сором группы 7 размножаются на число многоцветных оптических сигналов, равное

числу г (где г 2, 3,4,...) групп регенераторов

9.С каждого r-го выхода каждого демультип- лексора группы 7 оптический сигнал через соответствующий световод соответствующей группы 8 поступает на соответствующий r-й регенератор группы 9.

Многоцветный оптический сигнал от каждого r-го регенератора каждой группы 9 поступает на одноименный r-й световодный

0 демультиплексор соответствующей группы

10,который размножает его на число многоцветных оптических сигналов, равное числу я(гдея 2, 3, 4,...) запоминающих устройств в r-й подгруппе устройств 17. С каждого q-ro

5 выхода каждого r-го демультиплексора 10 многоцветный оптический сигнал через соответствующий световод соответствующей группы 11 и соответствующий регенератор соответствующей группы 12 поступает на

0 одноименный q-й демультиплексор группы 13, который размножает его на число m многоцветных пучков, равное числу блоков 3 центральных процессоров 1.

С каждого m-го выхода каждого q-ro де5 мультиплексора 13 многоцветный оптический сигнал через соответствующий световод соответствующей группы 14 поступает на соответствующий m-й спектральный демультиплексор группы 15. Это демультип0 лексор группы 15 направляет каждую п-ю спектральную составляющую п-цветного светового пучка на соответствующий рп-й фотоприемник n-й подгруппы фотоприемников соответствующего блока 16 фотопри5 емников соответствующего q-ro запоминающего устройства соответствующей т-й подгруппы устройств 17.

Фотоприемники преобразуют оптические сигналы в электрические, которые че0 рез соответствующий буферный накопитель 26 по сигналу генератора 21 синхроимпульсов поступают в соответствующее запоминающее устройство 17.

Формула изобретения

5 Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств, содержащий блоки групп спектральных излучателей, выходы каждой группы которых через первую группу световодов оптически связаны с од0 поименными входами световодных мультиплексоров соответствующей группы, выходы которых через соответствующую группу спектральных смесителей оптически связаны с одноименными входами свето5 водных демультиплексоров первой группы, группы спектральных демультиплексоров, выходы каждого из которых оптически связаны с одноименными входами соответствующего блока фотоприемников, выход которого подключен к первому входу блока

синхронизации, входы второй группы которого являются управляющими входами преобразователя, выходы первой и второй групп блока синхронизации подключены соответственно к входам блоков фотоприемников и первым входам блоков групп спектральных излучателей, выходы третьей группы блока синхронизации являются управляющими выходами преобразователя, входы блоков групп спектральных излучателей являются информационными входами преобразователя, выходы блоков фотоприемников являются информационными выходами преобразователя, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения преобразователя за счет обеспечения смешанной, одновременной и независимой коммутаций групп запоминающих устройств, а преобразователь введены вторая, третья и четвертая группы световодов, первая и вторая группы регенераторов, вторая и третья группы свето- водных демультиплексоров, каждый блок фотоприемников содержит группы фото0

5

0

F1

приемников, число которых равно сумме групп излучателей во всех блоках спектральных излучателей, причем выходы каждой группы выходов световодных демультиплексоров первой группы через последовательно соединенные соответствующие световоды второй группы и регенераторы первой группы оптически связаны с соответствующими входами световодных демультиплексоров второй группы, выходы каждой группы которой через последовательно соединенные соответствующие световоды третьей группы и регенераторы второй группы оптически связаны с соответствующими входами световодных демультиплексоров третьей группы, каждая группа выходов которой через соответствующие световоды четвертой группы оптически связана с входами соответвующей группы спектральных демультиплексоров, выходы четвертой и пятой групп блока синхронизации подключены соответственно к управляющим входам первой и второй групп регенераторов.

Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения одновременной и независимой коммутации групп устройств. Оптоэлектронный преобразователь содержит подключенные к выходам процессоров

УЧ

20-3

20-Ь

Г

22

L.

У Ч.

20-1

79-Г

18