Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор решает задачу ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение производительности и надежности коррелятора. Коррелятор содержит многоканальный спектральный излучательный блок 1 для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков, группу 2 световодных мультиплексоров для объединения групп световых лучков с различными длинами волн в единые многоцветные пуч: ки, световодный мультиплексор для объединения многоцветных сМтовых пучков, полученных на выходах группы мультиплексоров , в единый многоцветный световой пучок, световодный дем ул ьтиНлексдр 4 для размножения единого многоцветного светового пучка на множество5 многоцветных световых пучков, группу 5:свё товодных демультиплексоров, кажды и 1Из кот6рь|Х слу- - житдля размножения многоцветного светового пучка, многоканальный оптический модулятор 6 для отображения признаков bnj роса, блок 7 световодов для передачи световых сигналов, блок спектральных демультиплексоров 8 для разделения многоцветного светового пучка на составляющие его одноцветные пучки, блок 9 фотоприемников для определения1 совпадения признаков и блок 10 управления. З ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ I КНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

Я.:

ЬЗ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762873/24 (22) 28,11,89 (46) 07.02.92. Бюл. N. 5 (75) А.А. Вербовецкий (53) 681.327.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1485902, кл. G 11 С 11/42, 1987, Авторское свидетельство СССР

N 1644230, кл. G 11 С 11/42, 1989. (54) МНОГОКАНАЛЪНЫЙ АССОЦИАТИВ-

НЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ КОРРЕЛЯТОР ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор решает задачу ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Целью изобретения является повышение производительности и надежности коррелятора. Коррелятор содержит многоканальный. спектральный излучательный блок 1 для ввода информации в корре„„ .1Ц„„1711232 А1 (sl>s G 11 С 11/42. G06 Е 3/00 лятор в виде световых пучков, группу 2 световодных -мультиплексоров для объедине- ния групп световых пучков с различными длинами волн в единые мнотоцветные пучки, световодный мультиплексор 3 для объединения многоцветных световых пучков, полученных на выхода)(груйпы 2 мультиR/låêñîров, в единый многоцветный световой пучок, световодный демультиплексбр 4 для размножения единого мйогоцветного светового пучка на мйожество многоцветных световых пучков. группу 5:световоднйх демультиплексоров,"каждый из которйхслу- жит для размножения многоцветного светового пучка, многоканальный оптический модулятор 6для отображения признаков оп -" роса, блок 7 световодов для передачи свето- вых сигналов, блок спектральйь(х демультиплексоров 8 для разделения многоцветного светового пучка на состаВляющие его одноцветные пучки, блок 9 фотоприемников для бпределения совпадения признаков и блок 10 управления, 3 ил. !

"л"

17 1.1232

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими ус. тройствами различного типа (оптоэлектронными, магнитными, электронными и т,д.) для ассоциативного поиска информации, Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности коррелятора.

На фиг.1 и 2 приведена схема многоканального ассоциативного оптического коррелятора дпя запоминающего устройства, ортогональные проекции; на фиг.3 — блоксхема блока управления.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства сОдержит многоканальный спектральный излучательный блок 1, группу

2 световодных мультиплексоров, световодный мультиплексор 3, световодный демультиплексор 4, группу 5 световодных демультиплексоров, многоканальный оптический модулятор 6, блок 7 св4товодов, блок

8 спектральных демупьтиплексоров. блок 9 фотоприемников и блок 10 управления.

Многоканальный спектральный излучательный блок 1 предназначен для ввода, например, ассоциативных признаков в коррелятор в виде световых пучков. При этом разряды каждого признака представляются световыми пучками с одинаковой длиной волны (отличающейся от длин волн пучков, на которых отображаются остальные признаки) и вводятся в коррелятор одним и тем же излучательным элементов, Блок 1 может состоять, например, из матрицы лазерных диодов, каждый иэ которых иэлучвет на своей определенной длине волны, Каждый световодный мультиплексор группы 2 предназначен для объединения группы световых пучков с разными длинами волн в единый многоволновый (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегральнооптического волнового мультиплексора или объединителя, или в виде вол новодной линзы.

Световодный мультиплексор 3 предназначен для объединения многоцветных световых пучков, полученных на выходах группы 2 световодных мультиплексоров, в единый многоцветный световой пучок.

Мультиплексор 3 может быть выполнен, например, в,виде волоконно-оптического или интегрально-оптического вопноводного мультиплексора или объединителя, или в виде волноводной линзы.

Световодный демультиплексор 4 предназначен для размножения единого многоволнового (многоцветного) светового пучка, полученного на выходе мультиплексора 3, на множество многоцветных световых пучков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интеграль5 но-оптического волноводного демультиплексора или разветвителя, Каждый световодный демультиплексор группы 5 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового

10 пучка на соответствующем выходе демультиплексора 4 на множество многоцветных световых пучков и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного

15 демультиплексора или разветвителя, Многоканальный. оптический модулятор

6 предназначен, например, для отображения признаков опроса и может быть выполнен, например, в интегральном виде на

20 основе электрооптического кристалла.

Блок 7 световодов предназначен для передачи световых сигналов и может быть выполнен, например, в виде матрицы волоконных или интегральных световодов.

25 Каждый спектральный демультиплексор блока 8 предназначен для разделения многоволнового (многоцветного) светового пучка на составляющие его одноволновые (одноцветные) пучки и может быть выпол30 нен, например, на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или интегральных световодов,или гофрированных волноводных структур.

Блок 9 фотоприемников служит для on35 ределения совпадения ассоциативных признаков информации с признаками опроса и может быть выполнен, например, в виде интегральной матрицы фотоприемников.

Блок 10 управления обеспечивает рабо40 ту коррелятора и может состоять, например. из канала 11 ввода-вывода, генератора 12 синхроимпульсов, буферного накопителя

13, формирователя 14 управляющих сигналов, буферного накопителя 15, формирова45 телей 16 и 17 управляющих сигналов, буферного накопителя 18.

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор работает следующим образом.

50 По команде генератора 12 синхроимпульсов из канала 11 ввода-вывода и (где и

= 1,2,3„...m, m — число излучательных элементов в блоке 1) ассоциативных признаков через буферный накопитель 13 и формиро55 ватель 14 поступают на, многоканальньв спектральный излучательный блок 1 так, что. например, разряды р (где р = 1,2,3,...,S, а S — максимальная разрядность признака) каждого признака поступают последовательно на один и тот же излучатель блока 1,;

- 1 11232 соответствующий этому признаку, Блок 1 преобразует электрические сигналы, например, таким образом, чтобы всем р разрядам п-ro ассоциативного признака соответствовала своя А длина волны света. При этом 5 разряды разных и-х признаков представляются пучками с разными длинами волн, т..е. на пример ih Лг -Лз i4 . Эти оптические сигналы ртображают, например, ассоциативные признаки в коде Рида-Маллера, 10 двоичные знаки которого представлены в прямом коде Манчестера, за которыми следуют во времени опорные сигналы. Опор; ные сигналы для всех и признаков формируются, например, когда все и излу- 15 чательных элементов блока 1 излучают свет, например, на соответствующих длинах волн, т,е, отображают "1" в простом коде;

По команде генератора 12 из канала 11 ввода-вывода k (где k = 1,2,3,.„,r, r — число 20 светоклапанных ячеек в модуляторе 6) признаков опроса через накопитель 15 и формирователь 16 поступают на модулятор 6, например, так, что разряды р каждого признака опроса поступают последовательно 25 на одну и ту же ячейку модулятора 6, соот- ветствующую этому признаку, При этом каждая ячейка модулятора 6 отображает, например, разряды соответствующего признака опроса в коде Рида-Маллера, двоич- 30 ные знаки которого представлены в обратном коде Манчестера, за которым следует во времени опорный сигнал. При этом опорный сигнал отображает "1" в простом коде, т.е. все ячейки модулятора 6, напри- 35 мер, открыты.

С блока 1 оптические сигналы поступают на группу 2 мультиплексоров (фиг.2), каждый из которых объединяют, например. строку световых пучков, отображающих од- 40 ноименные р-е разряды, соответствующей строки матрицы п-х ассоциативных призна ков, в многоцветный пучок. Эти многоцветные световые пучки, полученные на выходах группы 2 мультиплексоров, мультиплексо- 45 ром 3 (фиг.1) объединя ются в п-цветный световой пучок, который демультиплексором 4(фиг.2) и группой 5 демультиплексоров (фиг.1) размножаются на k n-цветных световых пучков. Каждый такой п-цветный свето - 50 вой пучок направляется на. соответствующую ячейку многоканального модулятора 6, отображающую k-й признак опроса.

Так как световые пучки, отображающие 55 одноименные р-е двоичные разряды всех и ассоциативных признаков на различных длинах волн ï одновременно проходятчерез все ячейки модулятора 6, отображающие р-е разряды всех k признаков опроса, то осуществляется оптическое умножение каждого и-го ассоциативного признака на все k признаков опроса и при этом оптические сигналы произведений спектрально разделены..

Каждый п-цветный световой пучок, соответствующий k-й ячейке модулятора 6, поступает через соответствующий световод блока 7 на соответствующий k-й спектральный демультиплексор блока 8. Этот демультиплексор блока 8 направляет каждую п-ю спектральную составляющую многоцветного светового пучка на соответствующий n k-й фотоприемник блока 9. При этом фотоприемный элемент блока 9 с координатами nk регистрирует оптический сигнал, соответствующий и-му ассоциативному признаку и

k-му признаку опроса. „

По команде генератора 12 формирователь 17 подает, например, напряжение на блок 9. Координаты k и и фотоприемного элемента блока 9, на котором оптический опорный сигнал превышает суммарный оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно k-й признак опроса и п-й ассоциативный признак, по которым произошло совпадение. По команде генератора 12 код адреса n k-го фотоприемного элемента с блока 9 через накопитель 18 передается в канал 11 ввода-вывода. Таким образом, производится. определение адреса ассоциативного признака из множества ассоциативных признаков и адреса признака опроса из множества признаков опроса, по которым произошло совпадение.

Формула изобретения

Многоканальный ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства, содержащий многоканальный спектральный излучательный блок, световодный мультиплексор, выход которого связан с входом световодного демультиплексора, многоканальный оптический модулятор, блок, фотоприемников и блок управления, с первого по третий выходы которого подключены соответственно к управляющим входам многоканального спектрального излучательного блока, многоканального оптического модулятора и блока фотоприемников, выход которого подключен к адресному входу блока управления,отличающийся тем,что,сцелью повышения быстродействия и надежности коррелятора, в него введены группа световодных мультиплексоров, группа световодных демультиплексоров, блок световодов и блок спектральных демультиплексоров, причем каждая группа выходов многоканального спектрального излучательного

1711232 лл д Т&&

Составитель С.Самуцевич

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Н.Тупица

Заказ 344 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 блока оптически связана с группой входов соответствующего мультиплексора группы световодных мультиплексоров, выход каждого из которых оптически связан с соответствующим входом световодного мультиплексора, каждый выход световодного демул ьтиплексора оптически связан с входом соответствующего демультиплексора группы световодных демультиплексоров, выходы которых оптически связаны с соответствующими входами многоканального оптическо; го модулятора, каждый выход которого через соответствующий световод блока све5 товодов оптически связан с входом соответствующего демультиплексора группы спектральных демультиплексоров, каждый выход которого оптическй связан с соответствующим входом блока фотоприемников.