Оперативное запоминающее устройство циркуляционного типа

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как внешняя память высокопроизводительных вычислительных комплексов. Цель изобретения - увеличение информационной емкости устройства.Оперативное запоминающее устройство циркуляционного типа содержит контур циркуляции 1, блок синхронизации 2, шину входных данных 3, выходную шину 4, шину управления записью 5, шину управления циркуляции 6, коммутатор 7, управляемый генератор 8, первый и второй излучатели 9 и 10, модуляторы 11, 12, 13, элементы задержки 14, 15 оптический смеситель 16, блок 17 коррекции информации, фотоприемники 18, 19, поляризационный делитель20, поляризационный модулятор 21. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 С 13/04

ГОСУДАРСТВЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4681473/24 (22) 18.04,89 (46) 15.10.91. Бюл. hk 38 (71) Институт электроники АН БССР (72) В. А. Пилипович, А. К. Есман и А, А.

Визнер (53) 681.327.66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1095831, кл. G 11 С 14/04, 1982.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1597933, кл. G 11 С 11/42, 1988, (54) ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ТИПА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано как

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке высокопроизводительных систем оперативного хранения информации.

Целью изобретения является увеличение информационной емкости устройства эа счет повышения максимальной тактовой частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема коммутатора.

Устройство (фиг. 1) содержит контур 1 циркуляции, блок 2 синхронизации, шину 3 входных данных, выходную шину 4, шину 5 управления записью, шину 6 управления циркуляцией, коммутатор 7, управляемый генератор импульсов 8, первый 9 и второй

10 излучатели, первый 11, второй 12 и третий 13 модуляторы, элементы 14 и 15 задержки, оптический смеситель 16, блок 17

„„Я „„168481 1 А1 внешняя память высокопроизводительных вычислительных комплексов. Цель изобретения — увеличение информационной емкости устройства. Оперативное запоминающее устройство циркуля цион ного типа содержит контур циркуляции 1, блок синхронизации 2, шину входных данных 3, выходную шину 4, шину управления записью 5, шину управления циркуляции 6, коммутатор 7, управляемый генератор 8, первый и второй излучатели 9 и 10, модуляторы 11, 12, 13, элементы задержки 14, 15 оптический смеситель 16, блок 17 коррекции информации, фотоприемники 18, 19, поляриэационный делитель 20, поляриэационный модулятор 21. 2 ил, коррекции информации, первый 18 и второй

19 фотоприемники, поляризационный све- а тоделитель 20, поляризационный модуля- 0 тор 21. СО

Вход управляемого генератора 8 связан с первым входом блока 2 синхронизации, первый и второй выходы управляемого генератора 8 соединены с входами излучателей

° вы@

9 и 10. На пути выходного луча первого излучателя 9установлен первый модулятор 11, на пути выходного луча излучателя 10 раз- )ч л мещены последовательно модуляторы 12 и

13. Вход оптического смесителя 16 оптически связан с выходами модуляторов 11 и 13, а выход, смесителя 16 оптически связан со входом контура циркуляции 1. На выходе контура 1 циркуляции размещен оляризационный модулятор 21, управляющий вход которого связан с выходом блока 2 синхронизации.

1684811

15

35

Выход поляриэационного модулятора

21 оптически связан со входом поляризационного делителя 20, выходы которого оптически связаны с входами фотоприемников

18 и 19, Входы блока 17 подключены к фотоприемникам 18 и 19, а выход — к выходной шине 4 и ко второму информационному входу коммутатора 7.

Первый информационный вход коммутатора 7 связан с шиной 3 входных данных, первый управляющий вход подключен к шине 5 управления записью, второй управляющий вход соединен с шиной 6 управления циркуляцией, Выход коммутатора 7 подключен к управляющему выходу модулятора 11 непосредственно и к управляющим входам модуляторов 12 и 13 через блоки 14 и 15 задержки соответственно.

В конкретном исполнении контур циркуляции 1 (волоконный световод) — одномодовое оптическое волокно с диаметром сердцевины 5 мкм. Коммутатор 7 и блок 17 коррекции информации выполнен на ЭСЛ микросхемах.

Упрощенная функциональная схема коммутатора 7 приведена на фиг. 2, на которой представлены элементы И 22, 23, элемент ИЛИ 24, элемент 25 задержки, тактирующий вход 26, второй информационный вход 27, выход 28.

Управляемый генератор 8 содержит два формирователя на диодах с накопителем заряда со схемой относительной задержки срабатывания. Излучатели 9 и 10 — одномодовые полупроводниковые лазеры, Модуляторы 11, 12, 13 изготовлены на основе кристаллов танталата лития и имеют полосковую конструкцию, обеспечивающую режим бегущей волны. В модуляторах используется поперечный электрооптический эффект. Оптический смеситель 16— стеклянный кубик с полным внутренним отражением и поляризатором на выходе. Фотоприемники 18 и 19 — лавинные фотодиоды. Все блоки задержки, входящие в схему устройства, выполнены из отрезков коаксиальных линий, Устройство работает следующим образом.

На шину входных данных 3 подают информационный сигнал в виде кодовой последовательности импульсов в формате без возвращения к нулю, на шину 5 управления записью — управляющий сигнал. Одновременно на второй управляющий вход коммутатора 7 подается запрещающий сигнал с шины 6 управления циркуляцией, предотвращающий прохождение сигнала со второго информационного входа на выход коммутатора 7, С выходов коммутатора 7 информационный сигнал поступает на электрический вход первого модулятора 11, а также на первый и второй блоки 14 и 15 задержки.

Управляемый генератор 8 вырабатывает две серии импульсов с относительным сдвигом, равным половине интервала следования, временное положение импульсов определяется сигналом синхронизации, поступающим на вход управляемого генератора 8 с блока 2 синхронизации. Эти импульсы являются запускающими для излучателей 9, 10, которые генерируют импульсы оптического излучения, Каждый из модуляторов

11, 12, 13 вносит фазовую задержку Г между составляющими проходящего оптического излучения со взаимно ортогональной поляризацией, пропорциональную уровню сигнала на электрическом входе U .

Если выбрать велиЧину информационного сигнала на входе модулятора U+ равной полуволновому напряжению модулятора, символу "1" будет соответствовать фазовый сдвиг, вносимый данным модулятором Г= г, символу "О" — фазовый сдвиг

Г=О.

Первый модулятор 11 воздействует на импульсы первого излучателя 9, внося фазовый сдвиг Г= к при появлении ía его входе символа "1". Импульсы второго излучателя

10 последовательно проходят через второй модулятор 12 и третий модулятор 13, каждый из которых вносит фазовый сдвиг Г=О или Г= л в зависимости от информационного символа на его электрическом входе. Фазовый сдвиг в оптическом луче на выходе третьего модулятора 13 равен сумме фазовых сдвигов, вносимых вторым модулятором 12 и третьим модулятором 13. Второй модулятор 12 управляется информационной последовательностью, задержанной на два символа, что обеспечивается элементом 14 задержки, третий модулятор 13 управляется информационной последовательностью,задержанной на четыре символа. Фазовый сдвиг на выходе модулятора 13 при условии, что управляющее напряжение по-прежнему равно полуволновому, равен m(an ® аь4), где an, ai-4 — символы последовательности с задержкой на 2 и 4 символа, каждый иэ которых принимает значение 1 или О.

После объединения выходных лучей модуляторов 11, 13 смесителем 16 оптический сигнал вводится в контур 1 циркуляции. После ввода последовательности в контур 1 циркуляции снимается разрешающий сигнал с шины 5 управления записью, и на второй управляющий вход коммутатора 7 подается разрешающий сигнал с шины 6

1б84811 управления циркуляцией. При этом второй информационный вход коммутатора 7 соединяется с его выходом, замыкая, таким образом, контур циркуляции информационного сигнала.

Оптический сигнал на выходе контура циркуляции (волоконного световода) 1 подвергается поляризационной модуляции модулятором 21, управляемым гармоническим сигналом, снимаемым с блока 2 синхронизации. Амплитуда управляющего напряжения на электрическом входе поляризационного модулятора равна полуволновому напряжению, таким образом он изменяет поляризацию каждого импульса оптического излучения на 90$ по отношению к поля риза ции и редыдущего импульса.

Электрический канал поля риэационного модулятора 21 работает на постоянной частоте, поэтому он выполнен в виде резонансной системы, работающей в узкой полосе частот. Широкополосный оптический сигнал на выходе поляризационного модулятора 21 подвергается пространственному разделению по поляризационному признаку, таким образом на выходах поляризационного делителя 20 выделяются две последовательности импульсов с частотой в два раза меньше частоты следования сигнала в контуре 1 циркуляции. Эти последовательности подвергаются детектированию с помощью фотоприемников 18, 19 и подаются на входы блока 17, где происходит коррекция пораженных символов.

Информационный сигнал с выхода блока 17 подается на второй информационный вход коммутатора 7 и далее вновь подается на модуляторы 11, 12, 13, продолжая процесс циркуляции по замкнутому кругу, Вывод информации осуществляется с выхода блока

17 через выходную шину 4.

Устройство позволяет в два раза повы- сить максимальную частоту следования импульсов в контуре циркуляции при той же полосе пропускания фотоприемников, что возможно благодаря поляриэационной модуляции сигнала на выходе контура циркуляции. При этом снижается основное противоречие между широкой полосой пропускания оптического канала и ограниченным быстродействием фотоприемников.

Емкость оперативного запоминающего устройства С циркуляционного типа пропорциональна временной задержке сигнала в контуре циркуляции тз и скорости информационного потока, которая, в свою очередь, пропорциональна тактовой частоте f . Таким образом, C=fr u=fT t./ч и увеличение

55 максимальной тактовой частоты в длэ раза приводит к такому же увеличению максимальной информационной емкости устройства при той же длине контура циркуляции, Формула изобретения

Оперативное запоминающее устройство циркуляционного типа, содержащее управляемый генератор импульсов, вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, первый и второй выходы управляемого генератора подключены к управляющим входам соответственно первого и второго излучателей, оптический смеситель, первый вход которого через первый модулятор оптически связан с оптическим выходом первого излучателя, второй вход оптического смесителя оптически связан через последовательно расположенные второй и третий модуляторы с оптическим выходом второго излучателя, выход оптического смесителя оптически связан со входом контура циркуляции, блок коррекции информации, первый вход которого соединен с выходом первого фотоприемника, коммутатор, тактирующий вход которого подключен ко второму выходу блока синхронизации, первый информационный вход коммутатора подключен к шине входных данных, второй информационный вход коммутатора соединен с выходом блока коррекции информации выходной шиной устройства, первый и второй управляющие входы коммутатора подключены соответственно к шине управления записи и шине управления циркуляцией, выход блока управления подключен к управляющему входу первого модулятора, а к управляющим входам второго и третьего модуляторов соответственно через первый и второй элементы задержки,отличающееся тем,что,с целью увеличения информационной емкости устройства за счет повышения максимальной тактовой частоты, в него введены поляриэационный модулятор, поляризационный светоделитель и второй фотоприемник, причем вход поляризационного модулятора оптически связан с выходом контура циркуляции, выход поляриэационного поляризатора оптически связан со входом поляризационного светоделителя, первый и второй выходы которого оптически связаны соответственно с входами первого и второго фотоприемников, управляющий вход поляризационного модулятора соединен с третьим выходом блока синхронизации, выход второго фотоприемника подключен ко второму входу блока коррекции информации, 1684811 фОГ 2

Составитель С.Самуцевич

Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Заказ 3509 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101