Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения одновременной и независимой коммутации групп устройств. Оптоэлектронный преобразователь содержит подключенные к выходам процессоров

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я G 11 С 11/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825316/24 (22) 15,05.90 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Институт точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева (72) А.А. Вербовецкий и И,А. Шилов (53) 681.327.66 (088,8) (56) Патент Великобритании

Nã 1523906, кл, Н 04 В 9/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1644229, кл. G 11 С 11/42, 1989.,5U„„1730682 А1 (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ .ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения одновременной и независимой коммутации групп устройств.

Оптоэлектронный преобразователь содержит подключенные к выходам процессоров с (л) Î

00 ЬЭ

1730682

1 группы 2 спектральных излучателей, объединенные в блоки 3, группы 4, 8, 11 и 14 световодов, группы 5 световодных мультиплексоров, группы 6 спектральных смесителей, группы 7, 10 и 13 световодных демультиплексоров, группы 15 спектральных демультиплексоров, блоки 16 фотоприИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, для коммутации группы запоминающих устройств с группой центральных процессоров.

Известен оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств, содержащий группы излучателей, световодные разветвители, световодные объединители, группы фотоприемников и блок синхронизации.

Недостатками известного устройства являются относительно небольшое число соединяемых устройств, невысокое быстродействие и невозможность одновременной и независимой коммутации устройств.

Наиболее близким к предлагаемому является оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств, содержащий блоки групп спектральных излучателей, выходы каждой из которых через соответствующую группу первых световодов оптически связаны с одноименными входами соответствующей груп пы с вето водных мул ьтиплексоров, выходы которой через соответствующую группу спектральных смесителей оптически связаны с одноименными входами соответствующей группы первых световодных демультиплексоров, группы спектральных демультиплексоров, выходы каждой из которых оптически связаны с одноименными входами соответствующего блока фотопри.емников, выход которого подключен к пер.вому входу блока синхронизации, к группе вторых входов которого подключены выходы центральных процессоров, три группы выходов блока синхронизации подключены соответственно к блокам фотоприемников, запоминающим устройствам и группам спектральных излучателей, Недостатком данного устройства является невозможность работать в режиме коммутации групп устройств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения смешанной, одновременной и

45 емников, соединенные с запоминающими устройствами 17, и блок 18 синхронизации, который имеет две группы входов 19-1, 19 — 2 и пять групп выходов 20 — 1 — 20-5 и содержит генератор синхроимпульсов, формирователи управляющих сигналов и буферный накопитель. 2 ил, независимой коммутаций групп запоминающих устройств.

На фиг. 1 приведена функциональная схема оптоэлектронного и реобразователя для запоминающих устройств; на фиг. 2— блок-схема блока синхронизации.

Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств содержит подключенный к выходам процессоров 1 (в устройство не входят) группы 2 спектральных излучателей, объединенные в блоки 3, группы 4 световодов, группы 5 световодных мультиплексоров, группы 6 спектральных смесителей, группы 7 световодных демультиплексоров, группы 8 световодов, группы 9 регенераторов, группы 10 световодных демультиплексоров, группы 11 световодов, группы 12 регенераторов, группы 13 световодных демультиплексоров, группы 14 световодов, группы 15 спектральных демультиплексоров, блоки 16 фотоприемников, соединенные с запоминающими устройствами 17 и блок 18 синхронизации (фиг.

2), который имеет две группы входов 19 — 1, 19 — 2 и пять групп выходов 20 — 1 — 20 — 5 и содержит генератор 21 синхроимпульсов, формирователи 22 — 25 управляющих сигналов и буферный накопитель 26.

Каждая группа 2 излучателей каждого блока 3 спектральных излучателей предназначена для ввода информации в оптический преобразователь в виде световых пучков и преобразует, например, выходные электрические сигналы соответствующего центрального процессора 1,в оптические, Каждая группа 2 излучателей данного блока

3 отображает разряды каждого слова информации соответствующего процессора 1 световыми пучками с одинаковой длиной волны, отличной от длин волн световых пучков, на которых отображаются информационные слова других процессоров соответствующими группами 2 излучателей данного блока 3, Каждый разряд слова вводится в преобразователь, например, своим отдельным излучателем, При этом разные блоки 3 спектральных излучателей выполнены из

1730682

20

30

40

45 идентичных групп 2 излучателей. Каждая группа 2 излучателей блока 3 может состоять, например, из линейки лазерных диодов, излучающей на своей определенной длине волны для данного блока 3 излучателей.

Группы 4 световодов предназначены для передачи световых сигналов и могут быть выполнены, например, иэ волоконных или интегральных световодов.

Каждый световодный мультиплексор групп 5 предназначен для объединения световых пучков с разными длинами волн в единый многоволновой (многоцветный) световой пучок и может быть выполнен, например, s виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного мультиплексора или объединителя.

Каждый спектральный смеситель групп

6 предназначен для смешения отдельных спектральных компонентов в единый однородный многоцветный световой пучок и может быть выполнен, например, иэ отрезка волоконно-оптического и интегрально-оптического световода.

Каждый световодный демультиплексор групп 7 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демультиплексора или разветвителя.

Группы 8 световодов предназначены для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов

Каждый регенератор групп 9 предназначен для восстановления, формирования и увеличения мощности многоволнового (многоцветного) оптического сигнала. Каждый регенератор групп 9 может состоять, например, из многоцветного фотоприемника, линейки усилителей-формирователей, линейки лазерных диодов, каждый из которых излучает на своей определенной длине волны, соответствующей длине волны соответствующего входного оптического сигнала и световодного мультиплексора или объединителя, объединяющего разноцветные световые пучки от лазерных диодов в единой многоволновой (многоцветный) световой пучок. Вместо многоцветного фотоприемника в регенераторе может быть использован, например, спектральный световодный демультиплексор, выполненный на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или гофрированных волноводных структур, на каждом выходе которого расположен фотоприемник, Каждый световодный демультиплексор групп 10 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического или интегрально-оптического волноводного демультиплексора или разветвителя.

Группы 11 световодов предназначены для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или инте грал ьн ых с вето водов.

Каждый регенератор групп 12 предназначен для восстановления, формирования и увеличения мощности многоволнового (многоцветного) оптического сигнала и может быть выполнен аналогично регенератору групп 9.

Каждый световодный демультиплексор групп 13 предназначен для размножения многоволнового (многоцветного) светового пучка и может быть выполнен аналогично демультиплексору групп 10.

Группы 14 световодов предназначены для передачи многоволновых (многоцветных) световых сигналов и могут быть выполнены, например, из волоконных или интегральных световодов.

Каждый спектральный демультиплексор групп 15 предназначен для разделения многовол нового (многоцветного) светового пучка на составляющие его одноволновые (одноцветные) световые пучки (спектральные составляющие) и может быть выполнен, например, на основе сплавных ответвителей из одномодовых волоконных световодов или интегральных световодов, или гофрированных волноводных структур.

Каждый блок 16 фотоприемников служит для преобразования оптических сигналов в электрические и ввода информации в соответствующее запоминающее устройство 17. Блок 16 может быть выполнен, например, в виде набора линеек интегральных или наборных фотоприемНиков, Оптоэлектронный преобразователь для запоминающих устройств работает следующим образом, Предположим, что большую группу центральных процессоров 1 необходимо смешанно, одновременно и независимо коммутировать с большой группой запоминающих устройств 17. При этом каждый процессор 1 может обратиться к любому одному, подгруппе или ко всем запоминающим устройствам одновременно, С другой стороны все процессоры 1 могут одновре1730682 менно обратиться к одному, подгруппе или числу г(где r = 2, 3, 4...) групп регенераторов . ко всей группе запоминающих устройств 17. 9. С каждого r-ro выхода каждого демультипПредположим, что все процессоры 1 лексора группы 7 оптический сигнал через разбиты на m (где m = 1, 2, 3„,) блоков 3, соответствующий световод соответствуюкаждый из которых содержит.по п(где n=1, 5 щей группы 8 поступает на соответствую2, 3...) процессоров 1. При этом предпола- щий r-й регенератор группы 9. гается, что в каждом и-ом процессоре 1 каж- Многоцветный оптический сигнал от дого

oro в-го блока используется п-я группа 2 каждого r-ro регенератора каждой группы 9 излучателей, содержащая излучатели в ко- поступает на одноименный r-й световодный личестве равном, например, числу р (где р = 10 демультиплексор соответствующей группы

1, 2, 3,...5, а $ — максимальное число разря- 10, который размножает его на число многодов в оВ в слове) разрядов передаваемого слова, цветных оптических сигналов, равное числу .

Причем п-я группа 2 излучателей каждого q (где q = 2, 3, 4„„) запоминающих устройств

m-го блока передает информацию оптиче- в r-й подгруппеустройств17, С каждого о-ro скими сигналами по длине волны 4,, отлича- 15 выхода каждого r-ro демультиплексора 10 ющейся от длин волн оптических сигналов, многоцветный оптический сигнал через сона которых передается информация ос- ответствующий световод соответствующей тальными (п-1)-ми процессорами 1 каждого группы 11 и соответствующий регенератор блока 3, а в каждом запоминающем устрой- соответствующей группы 12 поступает на стве 17 располагается блок 16 фотоприем- 20 одноименный q-й демультиплексор группы ников, содержащий (n + m) групп (линеек) 13,которыйразмножаетегоначислоамнофотоприемников по р фотоприемников в гоцветных пучков, равное числу блоков 3 каждой, т.е. всего р х (n + m) фотоприемни- центральных процессоров 1, ков. С каждого m-го выхода каждого q-го деПо команде генератора 21 синхроим- 25 мультиплексора 13 многоцветный оптичепульсов (по переднему фронту синхроим- ский сигнал через соответствующий пульсов) формирователи 22 — 25 подают световодсоответствующейгруппы14постууправляющие сигналы н е сигналы на группы 2 спект- пает насоответствующийгп-йспектральный ральных излучателей, группы 9 и 12 регене- демультиплексор группы 15, Этодемультипраторов и блоки 16 фотоприемников. 30 лексор группы 15 направляет каждую п-ю

По команде генератора 21 синхроим- спектральную составляющую п-цветного пульсов от каждого n-ro процессора 1 m-го светового пучка на соответствующий рп-й блока электрические сигналы, отображаю- фотоприемник и-й подгруппы фотоприемщие информационные слова, поступают на ников соответствующего блока 16 фотоприсоответствующую и-ю группу 2 излучателей 35 емников соответствующего q-ro запомитак, что, например, разряды слова поступа- нающего устройства соответствующей m-й ют параллельно каждый на свой излучатель- подгруппы устройств 17, ный элемент группы 2. Каждая группа 2 Фотоприемники преобразуют оптичеизлучателей преобразует электрические ские сигналы в электрические, которые чесигналы в оптические, например, таким об- 40 рез соответствующий буферный накопитель разом, чтобы всем р разрядам каждого n ro 26 по сигналу генератора 21 синхроимпульпе е аваемого слова соответствовали све- сов поступают в соответствующее запомии рд тв 17. товые пучки с одной и той же длиной волны нающее устроиство

, отличной от длин волн световых пучков, Ф ар мул а и зоб р е те н и я на которых передается информация осталь- 45 Оптоэлектронный преобразователь для ными (и-1)-ми процессорами 1 каждого бло- запоминающих устройств, содержащий блоки групп спектральных излучателей, выка 3.

Световые пучки, отображающие одно- ходы каждой группы которых через первую именные р-е разряды всех и информацион- группу световодов оптически связаны с одных слов каждого блока 3, проходят через 50 ноименными входами световодных мультисоответствующиесветоводы групп4иобъе- плексоров соответствующей группы, диняются соответствующим мультиплексо- выходы которых через соответствующую

5 - ветный световой пучок, группу спектральных смесителей оптически

Спектральные компоненты этого и-цветно- связаны с одноименными входами светого светового пучка перемешива еремешиваются в соот- 55 водных демультиплексоров первой группы, ветствующем спект аль ектральном смесителе группы спектральных демультиплексоров, соответствующеи группы и д руппы 6 и демультиплек- выходы каждого из которых оптически свясо ом группы 7 размножаются на число заны с одноименными входами соответствумногоцветных оптических сигналов, равное ющего блока фотоприемников, выход которого подключен к первому входу блока

1730682

18

Фиг. 2 синхронизации, входы второй группы кото. рого являются управляющими входами преобразователя, выходы первой и второй групп блока синхронизации подключены соответственно к входам блоков фотоприем- 5 ников и первым входам блоков групп спектральных излучателей, выходы третьей группы блока синхронизации являются управляющими выходами преобразователя, входы блоков групп спектральных излучате- 10 лей являются информационными входами преобразователя, выходы блоков фотоприемников являются информационными выходами преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области 15 применения преобразователя за счет обеспечения смешанной, одновременной и независимой коммутаций групп запоминающих устройств, а преобразователь введены вторая, третья и четвертая группы 20 световодов, первая и вторая группы регенераторов, вторая и третья группы световодных демультиплексоров, каждый блок фотоприемников содержит группы фотож приемников, число которых равно сумме групп излучателей во всех блоках спектральных излучателей, причем выходы каждой группы выходов световодных демультиплексоров первой группы через последовательно соединенные соответствующие световоды второй группы и регенераторы первой группы оптически связаны с соответствующими входами световодных демультиплексоров второй группы, выходы каждой группы которой через последовательно соединенные соответствующие световоды третьей группы и регенераторы второй группы оптически связаны с соответствующими входами световодных демультиплексоров третьей группы, каждая группа выходов которой через соответствующие световоды четвертой группы оптически связана с входами соответвующей группы спектральных демультиплексоров, выходы четвертой и пятой групп блока синхронизации подключены соответственно к управляющим входам первой и второй групп регенераторов.