Оптоэлектронный параллельный сумматор Советский патент 1977 года по МПК G06F7/56 

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого сумматора.

Цифрами на чертеже обозначены разрядные ячейки 1 и 2 младшего и старшего разрядов на фотоэлементах 3-6, соединенных в первую последовательную цепь, и фотоэлементах 7-10, соединенных во вторую иоследовательную цепь, первый 11 и второй 12 фотоэлементы разрядной ячейки (все фотоэлементы 3-12 разрядных ячеек оптически связаиы с регистром слагаемых 13), источник постоянного питающего напряжения 14, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 развязывающие диоды. Каждая разрядная ячейка 1, 2 имеет два оптических входа, которые могут быть представлены, например, иарами жгутов-световодов 19-20, 21-22. Входные сигналы подаются в жгуты-световоды непосредственно или через оптические переключающие устройства 23, 24, например оптические триггеры, регистра слагаемых 13, причем прямой ход разряда одного слагаемого подается в жгут-световод 19, а прямой код того же разряда другого слагаемого подается в жгут-световод 21. Инверсные коды разрядов слагаемых поступают соответственно в жгуты-световоды 20 и 22 (25 - разрядный выход ячейки, 26, 27 - первая пара питающих шин разрядной ячейки 1, 28, 29 - вторая пара питающих щин разрядной ячейки 2, 30 - разрядный выход ячейки).

Каждая ячейка работает следующим образом.

Наличие электрического сигнала на входе 31 соответствует отсутствию переноса единицы на ячейки 1 младщего разряда. В этом случае при отсутствии входных сигналов оптические триггеры 23, 24 находятся в состоянии «О и засвечиваются фотоэлементы 3, 5 И, 8, 10. Электрический сигнал через цепь с малым сопротивлением, состоящую из фотоэлементов 3 и 11, поступает на выход а. При этом развязывающий диод 15 препятствует проникновению электрического сигнала на разрядный выход 25 ячейки.

При несовпадении входных сигналов засвечиваются фотоэлементы 3, 5, 7, 9, 12 или 4, 6, И, 8, 10. В этом случае электрический сигнал через фотоэлементы 3, 7 или 4, 8 попадает на выход а второй цепи и, следовательно, на разрядный выход 25 ячейки. При этом третий развязывающий диод 17 исключает проникновение электрического сигнала на выход 6. При наличии одновременно обоих входных сигналов засвечиваются фотоэлементы 4, 6, 7, 9, 12, и электрический сигнал через фотоэлементы 4, 9 поступает на выход б и на вход 27 ячейки 2 старшего разряда. При этом четвертый развязывающий диод 18 исключает попадание электрического сигнала на разрядный выход 25 ячейки.

При наличии электрического сигнала на выходе а ячейки 2 старшего разряда, который соответствует переносу единицы из ячейки 1 младщего разряда, электрический сигнал поступает на разрядный выход 25 только при совпадении значений слагаемых соответствующих разрядов. В одном случае сигнал поступает через цепи фотоэлементов 5, 8, в

другом - через цепи фотоэлементов 6, 12.

Первый случай соответствует тому, когда значения слагаемых равны «О. При этом неренос прекращается. Второй случай соответствует слагаемым, равным «I. При этом

осуществляется перенос в старший разряд и в следующий разряд. Приче.м во втором случае третий развязывающий диод 17 исключает проникновение электрического сигнала на выход а . При несовпадении значений слагаемых электрический сигнал по цепи фотоэлементов 5, 9 или 6, 10 поступает на выход &. При этом осуществляется дальнейщий перенос, а на разрядном выходе 25 сигнал отсутствует.

1аким образом, при каждом из наборов значений слагаемых в разрядной ячейке 1, 2 образуется единственная цепь с мулым сопротивлением фотоэлементов, по которой электрический сигнал распространяется в

следующую ячейку. Расс.мотрим сложение чисел А-01 и Б-01. При этом: оптические триггеры 23, 24 в разрядной ячейке 1 находятся в состоянии «1, а в разрядной ячейке Ч - в состоянии «О. Этому соответствует засветка

фотоэлементов 4, 6, 7, 9, 2 в разрядной ячейке 1 и фотоэлементов 3, 5, И, 8, 10 в разрядной ячейке 2. В результате получается цепь с малым сопротивлением, образованная фотоэлементами 4, 9 в разрядной ячейке 1 и

фотоэлементами 5, 8 в разрядной ячейке 2. В разрядной ячейке 1 электрический сигнал поступает на выход б и осуществляет перенос единицы в разрядную ячейку 2. На разрядном выходе 25 ячейки сигнал отсутствует.

В разрядной ячейке 2 электрический сигнал с входа 27 поступает на выход а и через второй развязывающий диод 16 на разрядный выход 30 ячейки. Таким образом, в младшем разряде cyiMM имеется «О, а в старщем - «1.

Основиым преимуществом предлагаемого сум.матора является независимость времени суммирования от числа разрядов слагаемых, так как исключена необходимость преобразования электрического сигнала в оптический для переноса единицы в старщий разряд. Время суммирования определяется быстродействием фотоэлемента, .примененного в сумматоре.

Форм у л а изобретения

Оптоэлектронный параллельный сумматор, содержащий каскадно соединенные по щинам

питания разрядные ячейки на фотоэлементах, которые оптически связаны с регистром слагаемых, и источник постоянного питающего напряжения, подключер ный к первой паре питающих щин ячейки младщего разряда и

к второй паре питающих шин ячейки старще