Электронно-оптическое запоминающее устройство Советский патент 1991 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники

и может быть использовано, в частности, в электронно-оптических и голографических запоминающих устройствах вычислительных машин.

Известно электронно-оптическое запоминающее устройство (ЭОЗУ), содержащее лазер, электрооптический переключатель поляризации, модулятор, дефлектор, расщепитель луча, пленочный поляризатор, матрицу гололинз, накопительную среду, устройство управления и матрицу.

В указанном устройстве функции составителя страниц и матрицы фотоприемников вьшолняет одно устройство называемое латрицей. ячейка латрицы состоит из элемента памяти типа триггера, светового клапана (модулятора) и фотодиода. Использование латрицы в ЭОЗУ целает его болеегибким. Если необходимо в некоторой странице, хранящейся в ЭОЗУ, изменить лишь одно слово, то необходимо сосчитать эту страницу и передать ее в буферную память, где вносятся необходимые изменения. Затем страница вводится в блок набора страниц и снова записьшается в вцце голограммы на прежней позиции. Это особенно ощутимо тогда, когда передача информации от матрицы фотоприемников к буферной памяти и от буферной памяти к составителю страниц осуществляются последовательно (побайтно или пословно). При использовании латрицы этот недостаток устраняется. Действительно, для того чтобы записать одно или несколько слов, страница вводится во внутреннюю память латрицы оптическим путем, затем искомые слова (или слово) записываются в память латрицы электрически и, наконец, содержимое латрицы переписывается в вцде голограмм.

Однако устройство имеет низкую надежность и относительную достоверность записи и считьтания информации из-за отсутствия контроля в процессе преобразования электрической информации в оптическую.и, наоборот, оптической - в электрическую;

- неэффективное использование мощности излучения лазера из-за отсутствия отдельных оптических путей для Iсчитьгаающего и записывающего лучей.

Наиболее близким техническим решением является ЭОЗУ, содержащее последовательно расцрлрженные и оптически связанные лазер, электрооптический переключатель поляризации, дефлектор

зеркало, коллимирующий объектив, поляризационный светоделитель, первый фокусирующий объектив, отражающий элемент, первый формирующий объектив в канале считывания информации, расщепитель луча, матрицу недиффузных голограмм, объектив записи и латрицу в канале предметных лучей и второй фокусирующий объектив, второй отражающий элемент, второй формирующий объектив в канале опорных лучей, накопительную среду, а также электрически связанные программный блок и блок управления.

Недостатком устройства является низкая надежность и достоверность работы из-за отсутствия контроля преобразования информации из электрической в оптическую в режиме записи и из оптической в электрическую в режиме считывания во всех оптоэлектрических каналах. Особенно это ощутимо, когда ЭОЗУ использует оптоэлектронных канала (Т0-10 ) световых клапанов и такое ж;е количеству фоточувствительных ячеек. Для надежной работы такой системы памяти необходимо, чтобы все оптоэлектронных каналов работали безот-г : казно. При отсутствии контроля в случае выхода из строя нескольких элементов латрицы необходимо ее заменять новой, так как она становится непригодной. Целью изобретения является повьшение надежности устройства за счет введения Контроля записи и считывания информации.

Цель достигается тем, что в известное устройство-прототип введены матрица гололинз, блок электронных коммутаторов.оптического излучения, первый блок двухвходовых элементов И, мультиплексор, второй бл.ок двухвходовых элементов И, блок формирования управляющего кода, .причемблок электронных коммутаторов оптического излучения, выходы которого соединены с одним из входов первого блока двухвходовых элементов И, электрически связан с латрицей и оптически - с матрицей гололинз, оптически связанной с накопительной средой и латрицей, выходы которой подключены к другим входам первого блока двухвходовых элементов И, которые соединены через мультиплексор с прямыми входами второго блока двухвхрдовых элементов И, инверсные входы которого соединены

с выходами первого блока двухвходовьс элементов И, выходы второго блока двухвходовых элементов И подключены к блоку формирования управляющего кода, а выходы программного блока соединены с мультиплексором и блоком формирования управляющего кода.

На чертеже представлено ЭОЗУ, которое содержит лазер 1, электроннооптический переключатель поляризации 2, дефлектор 3, первый отражающий элемент 4, например, зеркало, коллимирующий объектив 5, поляризационный светоделитель 6, первый фокусирующий объектив 7, второй отражающий элемент 8, например зеркало, первый формирующий объектив 9, расщепитель луча 10, матрица недиф4гузных голограмм 11, объектив записи 12, латрица 13, матрица гололинз 14, второй фокусирующий объектив 15, третий отражающий элемент 16, например зеркало, второй формирующий объектив 17, накопительная среда 18, программный блок 19, блок управления 20, блок коммутации оптического излучения 21, первый блок 22 двухвходовых элементов И, мультиплексор 23, второй блок 24 двухвходовых элементов И, блок формирования управляющего кода 25.

В ЭОЗУ лазер 10 электрооптический переключатель поляризации 2, дефлектор 3, зеркало 4, коллимирующий объектив 5 и поляризационный светоделитель 6 связаны оптически. На оптическом пути считывающих лучей расположены первый фокусирующий объектив 7, зеркало 8 и первый формирующий объектив 9. На оптическом пути предметных лучей расположены расщепитель луча 10, матрица недиффузных голограмм, объектив записи 12 и латрица

13.Второй фокусирующий объектив 15, зеркало 16 и второй формирующий объектив 17 расположены на оптическом пути объектных лучей. Блок электронных коммутаторов оптического излучения 21 электрически связан с латрицей 13 и оптически - с матрицей гололинз

14.Один из входов первого блока двухвходовых элементов И 22 подключены

к латрице 13, а другие - к блоку электронных коммутаторов оптическим излучением 21. Кроме того, входы первого блока двухвходовых элементов И 22 соединены через мультиплексор 23 переключаемый программным блоком 19, с прямыми входами второго блока двухвходовых элементов И 24, инверсные входы которой подключены к выходам первого блока двухвходовых элементов И 22. Блок формирования управляющего кода 25 соединен с выходами второго блока двухвходовых элементов И 24 и блоком управления 20. Блок управления 20 подключен к программному блоку 19, соединенному с латрицей 13, дефлектором 3 и электрооптическим переключателем поляризации 2.

Электронно-оптическое запоминающее устройство работает следующим образом.

1. Режим записи. Блок управления 20 дает команду в программный блок 19, по которой.; электрооптический переключатель поляризации 2 поворачивает плоскость поляризации оптического излучения в положение, соответствующее записи информации. Одновременно по команде блока управления 20 через программный блок 19 страница данных, предназначенных для записи, вводится во внутреннюю память латрицы 13 и на входы электронных ячеек коммутируемых оптическим излучением блока электронных коммутаторов оптического излучения 21. Адрес позиции, где нужно записать информацию, подается из программного блока 19 на дефлектор 3. Отклоненный световой поток, пройдя зеркало 4, коллимирующий объектив 5 и поляризационный светоделитель 6, разделяется расщепителем луча 10 на два пучка, один из которых использует ся в качестве опорного, а другой объектного. Объектный пучок проходит через матрицу недиффузных голограмм 11, которая обеспечивает освещение только полезной площади латрицы 13 через объектив записи 12. На латрице

13он получает пространственную модуляцию, соответствующую информационному содержанию страницы записи, и затем через матрицу гололинз попадает на накопительную среду, причем часть излучения с помощью матрицы гололинз

14проецируется на блок электронных коммутаторов оптического излучения 21. При этом, если произошло неверное преобразование электрической информации в оптическую, т.е. отказал один или несколько оптоэлектронных каналов латрицы 13, то на выходе блока 21 будут электрические сигналы, не со- ответствующие электрическим сигналам Записи входной страницы. Соответстт774венно на входах первого блока двухвходовых элементов И, возбужденных электрическими сигналами входной страницы, не будет сигналов, соответствующих неработающим оптоэлектронным каналам латрицы 13, которые определяются с помощью второго блока двухвходовых элементов И 24. Мультиплексор 23 по команде программного блока 19 к прямым входам второго блока двухвходовых элементов И 24 подсоединяет электрические сигналы входной страницы, по которым и осуществляется контроль правильности преобразования электрической информации в оптическую На выходе блока формирования управляющего кода 25 формируются коды неработающих каналов и поступают в блок управления 20, который блокирует эти каналы и эапись осуществляется работающими каналами. Объектив 15, зеркало 16 и объектив 17 совмещают опорный пучок и информационный проконтролированный и скорректированньй пучок на выбранной дефлектором 3 позиции накопительной среды, и начинается регистрация интерференционной картины, образованной этими пучками. На этом процесс записи заканчивается. 2. Режим считьгоания. По команде блока управления 20 дефлектором 3 через программный блок 19 выбирается нужный адрес, а электрооптическим переключателем поляризации 2 - гшоскость поляризации, соответствующая считыванию информации. Одновременно очищается память латрицы 13. Отклоненный луч, пройдя через крллимирующий объектив 5, попадает на поляризационньй светоделитель 6, где полностью отражается на объектив 6. Отраженный луч с помощью зеркала 8 и объектива 9 попадает на выбранную голограмму из накопительной среды 25. Восстановленная страница информации проектируется на латрицы 13 и матрицей гололинз 14 - на блок электронных коммутаторов оптического излучения 21, на входы электронных ячеек которого подаются электрические сигналы преобразованной оптической информации, поступившие с латрицы 13. Затем все происходит аналогично как при записи, за исключением того, что сейчас контролируются оптоэлектронные каналы считывания латрицы 13 и контрольной информацией являются электрические сигналы с выхода блока электронных коммутаторов оптическим излучением 21 , Изобретение позволяет значительно повысить надежность работы системы памяти и достоверность преобразования информации из электрической в оптическую в режиме записи и из оптической в электрическую в режиме считывания информации. Современные ЭОЗУ используют световых модуляторов и такое же число фоточувствительных ячеек. Следовательно, для надежной и достоверной работы такой системы памяти необходимо, чтобы число ячеек, равное , работало безотказно или в случае выхода из строя каких-нибудь ячеек отключить их и не осуществлятьработу этими ячейками автоматически. Изобретение может быть с успехом применено в области контрольно-измерительной аппаратуры для проверки латрик, используемых в оптоэлектронных системах памяти электронных вычислительных машин, а также для разбраковки каналов записи и считывания по принципу годен - не годен. ЭОЗУ с контролем может найти широкое применение в системах ввода информации в ЦВМ, специализированных системах сбора, предварительной обработки и-хранения информации.

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОНИНАЮЦЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее посл едовательно расположенные и оптически связанные лазер, электрооптический переключатель поляризации, дефлектор, первый отражающий элемент, колпимирующий объектив, поляризационный светоделитель, первый выход которого оптически связан через первый фокусирующий объектив, второй отражающий элемент и первый формирующий объектив с накопительной средой, а второй выход - с расщепителем луча, первый выход которого оптически связан через расположенные последовательно матрицу недиффузных голограмм и объектив записи с латрицей, а второй выход расщепителя луча оптически связан с накопительной средой через второй фокусирующий объектив, третий отражающий элемент, второй формирующий объектив, третий и четвертый отражающие элементы, программный блок, подключенный к электрооптичес кому переключателю поляризации, дефлектору и латрице, блок управления, подсоединенньм к программному блоку, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства за счет обеспечения контроля достоверности записи и считывания информации, в него введены матрица гололинз, блок электронных коммутаторов оптического излучения, первый блок двухвходовых элементов И, мультиплексор, второй блок двухвходовых элементов И, блок формирования управляющего кода, причем блок электронных коммутаторов оптического излучения, с & выходы которого соединены с одним из входов первого блока дпухвходовых (Л элементов И, электрически связан с латрицей, а оптически - с матрицей гололинз, оптически связанной с накопительной средой и латрицей, выходы которой подсоединены к другим входам первого блока двухвходовых элементов 4 И, которые соединены через мультиплексор с прямыми входами второго ;блока двухвходовых элементов И, инСХ) .версные входы которого соединены Ot с выходами первого блока двухвходовых элементов И, выходы второго блока двухвходовых элементов И подключены к блоку формирования управляющего кода, а выходы программного блока соединены с мультиплексором и блоком формирования управляющего кода.