Оптическое запоминающее устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик!

»917212 (61) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 140480 (21) 2910385/18-24 (51) М Кт з с присоединением заявки МВ (23) Приоритет—

G 11 С 3 3/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 327. . 66 (088. 8) Опубликовано 300382 Бюллетень Мо 12

Дата опубликования описания 3рр382

С.A,Ïîïîâ, Ли Си Кен, В.Б.Смолов, В.Г. олчкоЪ 0. М.Попов,,ф °

В. Н.Морозов, И.Н. Компанец и А В. Парфенов

/ у

Ленинградский институт водного транспорта

/ .к, ".,) 1 т (72) Авторы изобретения (73) Заявитель

" I (54) ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНИОЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Устройство относится к вычислительной технике.и может быть использовано для построения высокопроизводительных оптических вычислительных манин.

Известны голографнчески и оптические запоминающие устройства Bl .

Наиболее близким к предлагаемому является голографическое запоминающее устройство, содержащее блок уПравления, блок записи микроголограмм, отклоняющую оптическую систему, опически управляемые транспаранты, окусирувщие блоки p2).

К недостаткам известного устрой:ства относится отсутствие воэможности одновременной записи и считывания информации в обьеме задаваемых страниц; отсутствие воэможности Фрагмент ной записи.н считывания информации по задаваемым адресам; задание одно.го адреса для записи и считывания информации в цикле работы.

Эти недостатки приводят к ограничению функциональных возможностей прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является расширение функций устройства за счет обеспечения фрагментар" ной записи и считывания информации; а также обеспечение воэможности одновременной записи и считывания информации.

Поставленная цель достигается тем, что в оптическое запоминающее устройство, содержащее блок памяти операторов, оптически связанный с блоком управления, и блок основной памяти, введены блок Фор лирования адресных полей считывания, блок формирования адресных полей записи, ключевой блок записи, ключевой блок считывания, первый и второй оптические регистры, блок сдвига изображения

15 по вертикали, блок сдвига изображений по горизонтали, блок раздвоения изобрахсения и ключевой блок стйрания.

При этом блок памяти операторов оптически связан с блоками формирования адресных полей считывания и записи и с блоком управления, который оптически связан с блоками формирования адресных полей записи и

25 считывания, с ключевыми блоками записи и стирания, блоко л раздвоения изображения, с первым и вторым оптическими регистрами и с блоками сдвига изображений по вертикали и гори30 зонтали. Первый оптический регистр

917212 оптически связан через последовательно расположенные блоки сдвига иэображений по горизонтали и вертикали и второй оптический регистр с блоком раздвоения изобра>кения, первый

1вд которого оптически связан с 5 первым оптическим регистром, а второй — через ключевой блок памяти с блоком основной памяти. Выход блока основной, памяти оптически связан с ключевым блоком считывания, который )О

-оптически связан с блоком формирования адресных полей счйтываййя, ключе.вой блок стирания оптически связан с блоком основной памяти.

Блок формирования адресных полей 15 содержит первый и второй оптически управляемые транспаранты, первый и второй оптические клапаны, оптически управляемый транспарант-усилитель,, первый, второй и третий объективы и светоделитель. Первый оптический управляемый транспарант оптически связан последовательно через первый оптический объектив, первый оптический клапан и светоделитель со вторым транспарантом, который через второй объектив и второй оптический клапан оптически связан с первым транспарантом. Светоделитель через транспарант-усилитель связан оптически с третьим объективом.

Блок сдвига изображений содержит блок оптических клапанов сдвига, блок размножения изображений и блок объединения изображений, причем выходы блока оптических клапанов оптичес- З5 ки связаны с блоком оптического объединения изображений, а выходы блока оптического размножения изображений оптически связаны с блоком клапанов сдвига. 40

На Фиг.1 изображена блок-схема оптического эапоминаюцего устройства; на фиг.2 и 3 - oxen блоков формирования адресных полей считывания и записиу на фиг.4 - схема блока сдвигов изображения; на фиг.5 — схема совмещенного сдвига изображений; на фиг.6 - схема ключевого блока; на фиг.7 — схема блока раздвоения иэображенийр на Фиг.8 — расположение матриц в блоке основной памяти1 на Фиг.9 - расположение оптически управляемых транспарантов в матрице памятиу на фиг.10 - характеристика оптически управляемого транспарантау на фиг.ll — вид операторных полей.

Блок-схема предлагаемого устрой"ства содержит: блок 1 управления, блок 2 памяти операторов, выполненный в виде постоянного голографиче- 60 ского запоминаюцего блока, блок 3 формирования адресных полей.считывания, блок 4 Формирования адресных полей считывания, ключевоф блок 5 записи, ключевой блок 6 стираний, 65 блок 7 основной памяти, ключевой блок 8 считывания, первый оптический регистр 9,. блок 10 сдвига иэображений по.горизонтали, блок 11 сдвига изображений по вертикали, второй оптический регистр 12, блок 13 раздвоения изображений.

На Фиг.1 обозначенйканал Р запуска, канал А адреса считывания информации, канал A адреса записи информации, входные каналы Sq, S ...S„" передачи изображения, выходные каналы $, Яг,....Ягпередачи изображения. г г

Схема блока формирования адресных полей считывания (Фиг. 2) содержит оптически управляемые транспаранты 14. и 15, оптические клапаны 16 и 17, представляюцие собой оптически управляемые транспаранты, транспарантусилитель 1&, объективы 19-21 и светоделитель-полупрозрачное зеркало 22.

Канал Яп передачи операторов, создаваемый блоком 2 памяти операторов, канал Я управления, канал Sr> передачи адресных полей считывания (фиг.2) .

Схема блока формирования адресных полей записи (фиг.3) ссдержит оптически управляемые транспаранты 23 и 24, клапаны 25 и 26, транспарантыусилители 27 и 28, объективы 29-31, светоделители-полупрозрачные зеркала 32 и 33, каналы Яю, Sr» связи адресных полей соответственно записи и стирания.

Схема блока сдвига изображения (фиг.4) содержит: блок 34-40 клапанов, являюцийся схемой клапанов сдвига, блок размножения изображений, содержаций оптически управляемые транспаранты 41-43, объективы 44, 45 и 47, полупрозрачные зеркала 4855, глухие зеркала 56-59, и схему объединения изображений, содержащую полупрозрачные "-еркала 60 и 61, глухие зеркала 62 и 63, оптически управляемый транспарант 64 и объек« тив 46.

На фиг.4 обозначены канал $@ передачи входного иэображения, канал

S8rrrrr ПЕРЕДаЧИ ВЫХОДНОГО ИЗОбРажЕНИЯ, Q p Кдp Kg... К, К, К.>, ..., К управляющие клапанами пучки света, управляющий пучок света S для выO дачи сигнала S без сдвига, управлявций пучок света Я для выдачи сигнала S со сдвигом вниз (влево), управляющий пучок света S для выдачи сигнала S со сдвигом вверх (вправо) .

Блок совмещенного сдвига изображения.(фиг.5) содерскит блок 65 клапанов сдвига, блок 66-68 объединения и блок 69-71 раэмиожения. На фиг.5 обозначены: S„,S< .. S„-К входных л изображений, Б,Я ....S„ r -К выходных изображений.

Схема ключевого блока (фиг.б) содержит клапаны 72-75 в ниде оптичес917212 ки управляемых транспарантов, глухие зеркала 76-78, полупрозрачные зеркала 79-83.

На Фиг.6 обозначено пучок Яд адресного поля, причем

Ва = {Sw ° SpiSa.)

Схема блока раздвоения (Фиг.7) содержит клапаны 84-89,.оптически управляемые транспаранты 90-92, объективы 93-101, полупрозрачные зеркала

102-104 и глухие зеркала 105-107.

Схема, расположения матриц памяти (фиг.8) содержит матрицы — 108-110, схема расположения транспарантов в матрице (фиг.9) ссдержит основание матрицы 111, оптически управляемйе транспаранты 112. 35

На Фиг.10 изображена характеристика транспаранта и обозначены: 6, 6„„- интенсивности соответственно входного и выходного световых потоков, Dc. — пороговая интенсивность 20 света, 3ь — сигнальная интенсивность света, "0", "1" — условные нулевое и единичное состояние.

На фиг.11 показаны операторные поля, где 113-118 — поля для формирования вертикальных адресных полей, 119-124 — поля для 4ормирования горизонтальных адресных полей, 125 поле для формирования полного адресного поля

Устройство функционирует следую-. щигл образом.

Оптическое запомкнаюцее устройство в отличие от прототипа может одновременно записывать аналоговые и цифровые (бинарные) изображения по задаваеглым адресным полям и считывать изображения по другим задаваемым адресным полям. При этом адресными полями могут быть| множество любых за- даваемых прямоугольных нлоцадей иэ 40 элементов всего множества матриц памяти с точностью до одного элемента (бита) .

В каждой матриг,е памяти возможно хранение информациг до 10 бит инфор- 45 мации.

Запись и считывание информации в предлагаемом устройстве производят= ся по сигналу запуска, подаваемому на блок 1 (БУ) управления через канал запуска "1"

Одновременно подаются на БУ (1у адреса считывания и записи в виде двоичных чисел через каналы связи А и

Аь.

Также вводятся и изображений через каналы связи Б„,Вг ... Sn в первый оптический регистр 9.

После этого блок 1 управления вырабатывает последовательность упраьлляющих световых иглпульсов. 60

При этом в блоках 3 и 4 формирования адресных пог;ей считывания и записи во взаимодействии с блоком памяти операторов Формируготся соответственно адресные поля считывания 65 1 и записи и в блоках 10 и ll сдвигов по горизонтали и вертикали во взаимодействии с блоком 13 раздвоения изображений и с первым и вторым регистрами 9 и 12 осуцествляется сдвиг записываемых изображений согла сгго формируемым адресным полям записи.

Для записи =-тих изображений в блоке 7 основной памяти вначале с помоцьв ключевого блока 6 стирания очицавтся те участки памяти в блоке

7, которые определены адресными полями записи.

Затем с помощью ключевого блока 5 записи производится запись подготовленных сдвигами изображений согласно сформированным адресным полям записи в блоке 7 основной памяти.

Считывание изображений из блока 7 основной памяти и выдача их через каналы связи S„,S" .. ° .S„ осуцествляется ключевым блоком 8 считывания по сформированным адресным полям считывания, котОрые могут быть совершенно другими по сравнению с адресными по-. лями записи.

Формирование адресных полей производится в блоках 3 и 4 следуюцим образом. В первом такте времени управлявцим сигналом Бг просвечивается вся поверхность транспаранта 14 (Фиг.2) (23 — Фиг.3) с уровнем 3q (фиг.10). Одновременно на эту же поверхность проектируется согласно поступившим значениям адресов одно из операторны:с полей (фиг.11), поступаемое из блока 2 памяти операторов.

Уровень интенсивности света этого операторного поля выбран так, что он равен О (фиг.10).

В результате в транспаранте 14 (23) записывается проецированное операторное поле. Это поле через объектив 20-30, клапан 17 (26) проецируется на поверхность другого транспаранта 15 (24), так как на клапан 17 (26) подается управляющий сигнал.

Одновременно на поверхность транспаранта 15 (24) проецируется другое операторное поле. В результате это" го в этом транспаранте 15 (24) записывается,поле R, являющееся пересечением поля R Ä, считываемого с транспаранта 14 (23), с операторным полем й(гл, поступаемым с блока 2 памяти операторов, т.е.

Н+= +„A

Затем для очищения транспаранта 14 (23) прекрацается проецирование световых потоков на поверхность этого транспаранта. После этого, одновременно прекрацая подачу управляющего сигнала на фдапан 17 (26), и начиная подачу управляюцего сигнала на клапан 6(25) и .операторного поля В(, на транспарант 14(23), формируется и записывается новое. поле Rg Л н виде: — Se..

917212

В дальнейшем цикл повторяется.п раз, в результате окончательно формируется адресное поле В„, которое усиливается транспарантом 18 (27,28), и выдается через объектив 21 (31).

Сдвь= изображений производится по тому же адресу, по которому формиру-, ется адресное поле записи.

Процесс сдвига изображения можно рассмотреть в схеме блока сдвига изображения (фиг.4). fQ

Возможны в .каждом 1-ом такте три случая:

1) сдвиг иэображения вверх на величину 2 "", где 2 =И вЂ” число строк, 2. = Х,2,...,п-1. f5

2) Отсутствует сдвиг, т. е. 2

3) Сдвиг иэображения вниз на величину.2 э .

Для первого случая используются клапаны 34-36, установленные под раэ-jg ными углами на величину 2, при этом размноженный входной сигнал Зе схемой, содержацей элементы 41, 44, 48, 49, 50, 51, 56, 57, проходит только через единственный клапан, на который поступает управляюций сигнал согласно эйачению заданного адреса.

В результате на поверхность транспаранта 64 проецируется сигнал Яб со сдвигом на величину 2""" . Этот сигнал, усиленный. транспарантом 64, выдается через схему элементами 46, 60, 61., 62, 63.

Для второго и третьего случаев сдвиги производятся аналогично.

С целью сокрацения объема оборудования клапанами 34, 35,...40 используются для одновременного сдвига множества изображений по схеме (Фиг .5) .

Применение предлагаемого устрой- 40 ства в вычислительном комплексе увеличивает производительность не менее чаи на Х,5 порядка по сравнению с суцествуюцими вычислительными комплексами *и увеличивает их Функцио- 45 нальные возможности.

Формула изобретения

1. Оптическое запоминаюцее устройство, содержацее блок памяти операторов, оптически связанный с блоком управления, блок основной памяти, отличаюцееся. тем, что, с целью увеличения Функциональных возможностей устройства эа счет обеспечения Фрагментарной записи и считывания информаций и одновременно записи и считывания информации, в устФ ройство введены блок Формирования адресных полей считывания, блок формирования адресных полей записи, rcnrfr-; чевой блок записи, ключевой блок считывания, первый и второй оптические регистры, блок сдвига изображения 65 по вертикали, блок сдвига изображений по горизонтали, блок раздвоения изоб« ражения и ключевой бло.: стирания, причем блок памяти операторов оптически связан с блоками формирования адресных полей записи и считывания и с блоком управления, который оптически связан с блоками формирования адресных полей записи и считывания, с ключевыми блоками записи и стирания, блоком раздвоения изображения, с первым и вторым оптическими регистрами и с блоками сдвига изображения по вертикали и горизонтали, первый оптический регистр оптически связан через последовательно расположенные блоки сдвига изображения по вертикали и горизонтали и второй оптический регистр с блоком раздвоения изображения, первый выход которога оптически связан с первым оптическим регистром, а второй - через ключевой блок записи с блоком основной памяти, выход которого оптически связан с ключевым блоком считывания, оптически связанным с блоком

Формирования адресных полей считывания, ключевой блок стирания оптически связан с блоком основной памяти.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю ц е е с я тем, что блок формирования адресных полей содержит первый и второй оптически управляемые транспаранты, первый и второй оптические клапаны, оптически управляемый транспарант-усилитель, первый, второй и третий объективы и светоделитель, причем первый оптически управляемый транспарант оптически связан через первый объектив, первый оптический клапан и светоделитель со вторым оптически управляемым транспарантом, который через второй объектив и,второй оптический клапан оптически связан с первым оптическим управляемым транспарантом, светоделитель через транспарант-усилитель оптически связан с третьим объективом.

3. Устройство по п.l, о т л ич а ю ц е е с я тем, что блок сдвига изображений содержит блок оптических клапанов сдвига, блок размножения изображений и блок объединения изображений, причем выходы блока оптических клапанов оптически связаны с блоком объединения изображений, выходы блока размножения изображений оп-. тически связаны с блоком клапанов сдвига.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CLIA М 3453067, кл. 304-173, опублик. 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 641807, кл. G ll С 11/42, опублик.

1978.

917212

117 118

120

121 122 123 129

ФФ.11

Заказ 1894/70 Тираж 624 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С.Самуцевич

Редактор A.Âëàñåíêî Техред И. Рейвес Корректор B.Cèíèöêàÿ