Устройство для сравнения чисел Советский патент 1980 года по МПК G06F7/04 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и предназначено для использования в систе мах преобразования и обраСютки инфор мации . Известно устройство для сравнени чисел, содержащее регистры, элементы И, ИЛИ, счетчики, триггеры 1, Недостатком этого устройства явл ется его низкое быстродействие. Наиболее близким к пред)юженному техническим решением является устройство, содержащее два п-разрядных регистра, источник света и фотоприемники, выходы которых соединены со входами узла оценки результата 2. Кроме того, в этом устройстве сравнения применены ячейки с дифференциально управляемой анизотропией, управляег-ые выходами регистро приема числа. Это обуславливает при менение источника плоскополяризован ного света и параллельных поляризаторов с раздельными выходами лучей по числу разрядов, что усложняет устройство. Сравниваемые числа поступают в регистры, а результат сравнения выдается схемой оценки результата сравнения по оценке состояния фотоприемников, число которых больше чиспа разрядов сравниваемых чисел. Для каждых сравниваемых разрядов одинакового порядка используют.ся фотоприемник, оптическая ячейка с дифференциально управляемой анизотропией и поляризатор. Таким образом, быстродейств:-э устройства определяется еистродействием оптической ячейки, поляризатора, фотоприемника и схеьм оценки результата сравнения, Цель изобретения - повышение быстродействий и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введена собирательная линза, и первая, и вторая группы по п двухпозиционных отража-телей, управляюцще входы которых соединены свыходами соответствующих разрядов первого и второго регистров соответственно, причем двухпозиционные отражатели одноименных разрядов первой и второй групп соединены Б оптические пары, источник света оптически связан последовательно через каждую пару двухпозиционных отражателей со входом первого фотоприемника, ачерез собирательную линзу со входами второго и третьего фотоприемников, На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - показано изменение углов падения и отражения светового потока,когда двухпозиционный отражатель, находившийся в исходном положении, (при оС ) возбуждается по входу и отклоняется от исходного положения на yгoлc - l, изменяя при этом ление светового потока относительно исходного на угол 2 с(. Устройство содержит регистры 1 и 2 первую группу по п двухпозиадионных отражателей 3 , 3, . . . / 3,, вторую группу по п двухпозиционных отражателей 4 , 42/ / 4,, фотоприемни ки , собирательную линзу б, узел 7 оценки результата и источник 8 света. Двухпозиционные отражатели 4 и 3 предназначены для отклонения светово го потока, они могут находиться в .исходном положении, когда угол cL oi , либо, в случае возбуждения, по :управляющему входу отклоняться, относительно исходного положения на некоторый у гол oL - ( , в зависимости от положения - отклонят световой поток, падающий на них, на угол р либо на угол j po+cCf соответствен но, при отклонении двухпозиционных отражателей 3 и 4 на угол d ci-, световой поток отклоняется относительно исходного положения на угол 2 Устройство работает следующим образом. В исходном положении при (. световой поток ДВ (см.фиг.2) попадае на двухпозиционный отражатель 3 и отражается от него (отраженный световой поток ВД ) под углом (Ъ |Ьо (ДВЕ гЕВД (5о) . При возбуждении по управляющему входу двухпозиционный отражатель 3 отклоняется от исходного положени на угол сС и занимает положение АС . Перпендикуляр ЕВ к плоскости АС также отклоняется от исход ного положения на угол оС о(.и зани мает положение ЕВ перпендикулярно плоскости А с . Вследствие этогс уго падени,я и отражения светового потока ДВ (угол fb р)о)эаменяется относи тельно исходного положения. Теперь световой поток падает на двухпозиционный отражатель 4, наход щийср в положении А С и отражается от него (отраженный световой поток ВД|) под углом f ot (т.е. ДВЕ вд ро+аС) . Тогда угол Я (угол между отраженным световым потоком БДв исходном состоянии и све товым потоком ВД после поворота от ражателя на угол ci() равен . В свою очередь, если 7 Ро+ cLi, а , ( угол между перпендикуляром Ев к Ълоскости АС отраженный в исходном состоянии ветовым потоком ВД) , тоЛ-3 1 р.о -I - (, fbo -d. О- 2 d. Taким образом сли Ьозбудить один отражатель з пары двухпозиционных отраателей 3 и 4, то он отклоняется а угол c(,, например вправо, отосительно исходного положения, отклоняя при этом вправо световой поок на угол 2с.-( также относительно сходного положения (). При возбуждении другого отражателя той же пары двухпозиционных отражателей 3 и 4, он отклоняется на угол oL-(i влево относительно исходного положения, отклоняя при этом влево световой поток на угол 2 с(. также относительно исходного положенияПри одновременном возбуждении обоих двухпозиционных отражателей 3 и 4 пары световой поток не изменяет своего направления относительно исходного, так как его отклонения будут скомпенсированы и он поступает на вход следующей пары разрядов одинакового порядка под углом %-РО., Следовательно, если возбуждения на Двухпозиционные отражатели 3 и 4, образующие пары двоичных разрядов одинакового порядка, равны, то световой поток, пройдя последовательно, начиная со старчгих разрядов, через каждую пару двухпозиционных отражателей 3 и 4, поступает на фотоприемник 5 и возбуждает схему оценки результата сравнения 7 по входу Равно . При неравенстве возбуждений в разрядах одинакового порядка, один из пары двухпозиционных отражателей 3 и 4 возбуждается и отклоняет световой поток на угол 2. влево или вправо в зависимости от соотношения разрядов регистров 1 и 2. При этом световой поток не попадает на вход следующей пары и далее на фотоприемник 5 , а через собирательную линзу 6 попадает на соответствующий фотоприемник 5 или 5 т, и возбуждает узел 7 оценки результата по соответствующему входу Больше А или Больше Б , Управление отклонением двухпозиционных отражателей 3. можно осуществлять, например, используя свойство пьезокристаллов изменять свои размеры под действием приложенного напряжения . .Для упрощения чертежа цепи питания, а также цепи ввода сравниваемых чисел, цепи сброса регистров в ноль и цепи возбуждения двухпозиционных отражателей 3 и 4 не показаны, но их наличие предполагается. В исходном состоянии во всех разрядах регистров 1 и 2 - низкие потенциалы, соответствующие, например нулям и выходы разрядов не возбуждают двухпоэиционные отражатели 3 и 4, Высокий потенциал соответствуе единице.

Исходное положение двухпозиционных отражателей 3 и 4 таково, что световой поток от источника 8, попадая на двухпозиционные отражатели 3 и 4, отражаясь от них под углом |3о проходит последовательно, начйная со старших разрядов, через каждую пару разрядов одинакового порядка двухпозиционных отражателей 3 и 4

и попадает на первый фотоприемник 5 ,

При записи в регистры 1 и 2 двои,ных чисел на управляющие входал одно группы двухпозиционных отражателей 5 с регистра 1 поступают сигналы, соответствующие значениям двоичных разрядов одного числа, а на управляющие входы другой группы двухпозиционных отражателей 4 с регистра

2поступают сигналы, соответствующи значениям двоичных разрядов другого числа.

Двухпозиционные отражатели 3 и 4 двоичных разрядов одинакового порядка, образующие пары, в зависимости от значения поступающих сигналов либо остаются в исходном положении, при котором отклоняются от исходного положения на уголоС о. либо занимают в паре положение,когд один из отражатей отклоняется на угол другой остается в исходном состоянии.

В случае, если двоичные разряды одинакового порядка равны между собой и значения их сигналов, поступающих на управляющие входы двухпозиционных отражателей 3 и 4, равны

0,то двухпозиционные отражатели

3и. 4 не изменяют своего исходного положения и световой поток, пройдя под углом pio последовательно, начиная со старших разрядов, через каждую пару двухпозиционных отражателей 3 и 4 поступает на фотоприемник 5 и возбуждает узел 7 оценки результата по входу Равно,

В случае, если двоичные разряды одинакового порядка равны между собой и значения их сигналов, поступающих на управляющие входы двухпозиционных отражателей 3 и 4, равны

1,то двухпозиционные отражатели 3 и 4 отклоняются от исходного положения на угол с,а световой поток не изменяет своего направления относительно исходного, та.к как его отклонения будут ско1-5пенсированы и он, пройдя под углом РО последовательно, через каждую пару двухпозиционных отражателей 3 и 4 поступает на фотоприемник 5 и возбуждает схему оценки результата сравнения по в.ходу

В случае, если двоичные разряды одинакового порядка не равны между собой и значения одних двоичных разрядов, поступающих на управляющие входы одной группы двухпозиционных отражателей 3 или 4, равны О, а значения сигналов других двоичных разрядов, поступающих на управляющие входы другой группы двухпозиционных отражателей 3 или 4, равны 1, то одни двухпозиционные отражатели 3

to или 4 остаются в исходном положении, а другие отклоняются от исходного на -угол d.-i, отклонив при этом Ha- правление светового потока относительно исходного на угол 2oi-|.Тогда

5 световой поток, в зависимости от соотношения разрядов одинакового порядка, поступает через собирательную пинзу 6 либо на фотоприемник 5, либо ча фотоприемник 5 з и возбуждает

0 схему оценки результата сравнения по соответствующему входу Больше А или Больще Б .

Предложенная совокупность признаков позволяет повысить быстродействие устройства сравнения чисел,

5 так как время сравнения определяется временем срабатывания подвижного отражателя и схемой оценки результата сравнения и на одну ступень меньше времени сравнения в известных уст0ройствах.

Предложенное усггройство проще известных, Если дпя реализации из-вестного устройства сравнения на п

5 разрядов необходимо п ячеек с дифференциальной анизотропией, п па-. раллельных поляризаторов, п+1 фотоприемников и схема оценки результата на п входов и источник плоско-поля0ризованного света, то для реализации предложенного устройства необходимы 2п двухпозиционных отражателя, собирательная линза 3 фотоприемника, схема оценки pe3iMbTaTa сравнения на 3 входа и неполяризованный источ5ник света.

Формула изобретения

Устройство для сравнения чисел, содержащее два п-разрядных региегра, источник света и фотоприемники, выходы KOTOpEjx соединены со входами узла оценки результата , о т л ичающееся тем, что, с целью повьгщения быстродействия и упрощения устройства, в него введена собирательная линза, и первая, и вторая группы по п двухпозиционных отражателей, управляющие входаз которых соединены с выходами соответствую11Д1х разрядов первого и второго регистров соответственно, причем двухпозиционные отражатели одноименных разрядов первой и второй групп соединены