RU2313117C1 - Optical reverse counter - Google Patents
Optical reverse counter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2313117C1 RU2313117C1 RU2006124014/28A RU2006124014A RU2313117C1 RU 2313117 C1 RU2313117 C1 RU 2313117C1 RU 2006124014/28 A RU2006124014/28 A RU 2006124014/28A RU 2006124014 A RU2006124014 A RU 2006124014A RU 2313117 C1 RU2313117 C1 RU 2313117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- output
- input
- signal
- delay line
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.The invention relates to computer aids and can be used in optical information processing devices in the development and creation of optical computers and transceivers.
Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический счетчик, содержащий оптическое ответвление счета, ответвление записи, оптический бистабильный элемент, разветвление обратной связи, оптический усилитель, выходное разветвление, ответвление сброса [Соколов С.В., Шевчук П.С., Бабкин С.В., Панкратов В.А. Перспективные устройства обработки и защиты информации для помехозащищенных АСУ. - М.: Радио и связь, 2002 г., с.45, 46].The closest to the technical implementation of the proposed device is an optical counter containing an optical branch of the account, branch recording, an optical bistable element, a feedback branch, an optical amplifier, an output branch, a discharge branch [Sokolov SV, Shevchuk PS, Babkin S.V., Pankratov V.A. Promising information processing and protection devices for noise-free automated control systems. - M .: Radio and communications, 2002, p.45, 46].
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности реверсирования счета.The disadvantage of this device is the inability to reverse the account.
Заявленное устройство направлено на решение задачи счета импульсов с возможностью реверсирования.The claimed device is aimed at solving the problem of counting pulses with the possibility of reversal.
Поставленная задача возникает при разработке и создании чисто оптических вычислительных машин или приемопередающих устройств, обеспечивающих обработку информации в гигагерцовом диапазоне, и решается следующим образом.The problem arises in the development and creation of purely optical computers or transceivers that provide information processing in the GHz range, and is solved as follows.
Сущность устройства заключается в формировании по двум входным оптическим сигналам Ip и Im выходных оптических сигналов D0...Dn, соответствующих состоянию счетных ячеек СЯ. Каждая счетная ячейка имеет счетные входы Ip и Im, выходы состояния СЯ Di, а также выходы сигналов наличия переноса в следующий разряд Рi и наличия займа Mi.The essence of the device consists in the formation of the two optical input signals Ip and Im of the output optical signals D 0 ... D n corresponding to the state of the counting cells of the SC. Each counting cell has counting inputs Ip and Im, outputs of the state of NW D i , as well as outputs of signals of the presence of transfer to the next bit P i and the presence of a loan M i .
Предлагаемое устройство строится на основе оптических объединителей, оптических усилителей, оптических Y-разветвителей, оптически связанных волноводов, линии задержки, оптических делителей и поясняется графически (первые входы оптических объединителей, первые выходы оптических Y-разветвителей, первые входы и первые выходы оптически связанных волноводов обозначены точками). Оптические Y-разветвители обладают свойством усиления (интенсивность сигнала на каждом выходе равна интенсивности сигнала на входе).The proposed device is based on optical combiners, optical amplifiers, optical Y-couplers, optically coupled waveguides, a delay line, optical dividers and is explained graphically (first inputs of optical combiners, first outputs of optical Y-couplers, first inputs and first outputs of optically coupled waveguides are indicated dots). Optical Y-splitters have the property of amplification (the signal intensity at each output is equal to the signal intensity at the input).
Каждая счетная ячейка состоит из 5 оптических Y-разветвителей 1i, i=1...5, 5 оптических объединителей 2i, i=1...5, 1 оптической линии задержки 3i, 4 оптически связанных волноводов 4i, i=1...4 и 2 оптических делителей.Each counting cell consists of 5 optical Y-couplers 1 i , i = 1 ... 5 , 5 optical combiners 2 i , i = 1 ... 5 , 1 optical delay line 3 i , 4 optically coupled waveguides 4 i , i = 1 ... 4 and 2 optical dividers.
Под оптически связанными волноводами (ОСВ) понимаются два оптических волновода, имеющих общую зону связи [Акаев А.А., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. - М.: ВШ, 1988 г., с.176, 181]. Коэффициент связи между оптическими волноводами имеет пороговую статическую характеристику и определяется интенсивностью оптического сигнала в первом оптическом волноводе. Если интенсивность оптического сигнала на входе первого оптического волновода больше порогового значения, то сигнал с входа первого оптического волновода ответвляется во второй оптический волновод и передается на его выход.By optically coupled waveguides (OSW) are meant two optical waveguides having a common communication zone [Akayev A.A., Mayorov S.A. Optical methods of information processing. - M .: VSH, 1988, p.176, 181]. The coupling coefficient between the optical waveguides has a threshold static characteristic and is determined by the intensity of the optical signal in the first optical waveguide. If the intensity of the optical signal at the input of the first optical waveguide is greater than the threshold value, then the signal from the input of the first optical waveguide branches into the second optical waveguide and is transmitted to its output.
Информационными входами устройства являются входы "Ip" и "Im". Выходами устройства являются выходы "D0...Dn", "Pn", "Мn".Information inputs of the device are inputs "Ip" and "Im". The outputs of the device are the outputs "D 0 ... D n ", "P n ", "M n ".
Информационные сигналы Ip и Im поступают на входы оптических Y-разветвителей 11, 12. Первые выходы оптических Y-разветвителей 11, 12 подключены к первым входам оптических объединителей 22, 25. Второй выход оптического Y-разветвителя 11 подключен ко второму входу оптического объединителя 21. Выход оптического объединителя 21 подключен к первому входу оптического объединителя 23. Выход оптического объединителя 23 подключен к первому входу ОСВ 41. Первый выход ОСВ 41 подключен ко входу оптического Y-разветвителя 15. Первый выход оптического Y-разветвителя 15 является выходом устройства "Di". Второй выход оптического Y-разветвителя 15 подключен к входу оптической линии задержки 31. Выход линии задержки 13 подключен к входу оптического Y-разветвителя 14, первый выход которого подключен ко второму входу оптического объединителя 23. Второй выход оптического Y-разветвителя 14 подключен к входу оптического Y-разветвителя 13. Первый выход оптического Y-разветвителя 13 подключен ко второму входу оптического объединителя 22. Второй выход Y-разветвителя 13 подключен к первому входу оптического объединителя 24. На второй вход оптического объединителя 24 подан оптический сигнал интенсивностью 1 у.е. Выход оптического объединителя 24 подключен к первому входу ОСВ 43. Выход ОСВ 43 подключен ко второму входу оптического объединителя 25. Выход оптического объединителя 25 подключен к первому входу ОСВ 44. Второй выход ОСВ 44 подключен к входу оптического делителя 52. Выход оптического делителя 52 является выходом устройства "М". Выход оптического объединителя 22 соединен с первым входом ОСВ 42. Второй выход ОСВ 42 подключен к входу оптического делителя 51. Выход оптического делителя является выходом устройства "Р".Information signals Ip and Im are fed to the inputs of the optical Y-splitters 1 1 , 1 2 . The first outputs of the optical Y-splitters 1 1 , 1 2 are connected to the first inputs of the optical combiners 2 2 , 2 5 . The second output of the optical Y-splitter 1 1 is connected to the second input of the optical combiner 2 1 . The output of the optical combiner 2 1 is connected to the first input of the optical combiner 2 3 . The output of the optical combiner 2 3 is connected to the first input of the OSB 4 1 . The first output of the OSV 4 1 is connected to the input of the optical Y-splitter 1 5 . The first output of the optical Y-splitter 1 5 is the output of the device "D i ". The second output of the optical Y-splitter 1 5 is connected to the input of the optical delay line 3 1 . The output of the delay line 1 3 is connected to the input of the optical Y-splitter 1 4 , the first output of which is connected to the second input of the optical combiner 2 3 . The second output of the optical Y-splitter 1 4 is connected to the input of the optical Y-splitter 1 3 . The first output of the optical Y-splitter 1 3 is connected to the second input of the optical combiner 2 2 . The second output of the Y-splitter 1 3 is connected to the first input of the optical combiner 2 4 . An optical signal of intensity 1 cu is applied to the second input of the optical combiner 2 4 The output of the optical combiner 2 4 is connected to the first input of the OSB 4 3 . The output of the OSB 4 3 is connected to the second input of the optical combiner 2 5 . The output of the optical combiner 2 5 is connected to the first input of the OSB 4 4 . The second output of the OSV 4 4 is connected to the input of the optical divider 5 2 . The output of the optical divider 5 2 is the output of the device "M". The output of the optical combiner 2 2 is connected to the first input of the OSB 4 2 . The second output of the OSV 4 2 is connected to the input of the optical divider 5 1 . The output of the optical divider is the output of the device "P".
Вторые входы и вторые выходы ОСВ 41 и 43 являются поглощающими. Также поглощающими являются первые входы ОСВ 42 и ОСВ 44.The second inputs and second outputs of the OSV 4 1 and 4 3 are absorbing. Also absorbing are the first inputs of OSV 4 2 and OSV 4 4 .
В начальном состоянии интенсивность сигналов на всех выходах D0...Dn равна 0. При подаче на вход "Ip" сигнала интенсивностью 1 у.е. он, пройдя через оптический Y-разветвитель 11, оптические объединители 21 и 23, поступает на вход ОСВ 41. Так как интенсивность сигнала меньше 2 у.е., то импульс беспрепятственно проходит на выход и далее через оптический Y-разветвитель 15 поступает на выход "D0". Co второго выхода Y-разветвителя 15 импульс поступает на вход линии задержки 31. В момент прекращения импульса на входе "Ip" сигнал с выхода линии задержки через оптический Y-разветвитель 14 и оптический объединитель поступает на вход ОСВ 41, в результате импульс будет курсировать по кольцу.In the initial state, the signal intensity at all outputs D 0 ... D n is 0. When a signal with an intensity of 1 cu is applied to the input "Ip" he, having passed through an optical Y-splitter 1 1 , optical combiners 2 1 and 2 3 , is fed to the input of the OCB 4 1 . Since the signal intensity is less than 2 cu, the pulse freely passes to the output and then goes through the optical Y-splitter 1 5 to the output "D 0 ". Co the second output of the Y-splitter 1 5 pulse is fed to the input of the delay line 3 1 . At the time of the termination of the pulse at the input "Ip", the signal from the output of the delay line through the optical Y-splitter 1 4 and the optical combiner is fed to the input of the OCB 4 1 , as a result, the pulse will run along the ring.
После поступления второго импульса на вход "Ip" он, пройдя через оптический Y-разветвитель 11 и оптический объединитель 21, поступает на вход оптического объединителя 23. На его входах присутствуют два сигнала интенсивностью 1 у.е. каждый, поэтому интенсивность сигналов на выходе будет составлять 2 у.е. В этом случае сигнал на входе ОСВ 41 составит 2 у.е, что приведет к переключению светового потока на второй выход ОСВ 41. Соответственно сигнал на выходе "D0" будет составлять 0 у.е.After the second pulse arrives at the input “Ip”, it passes through the optical Y-splitter 1 1 and the optical combiner 2 1 and goes to the input of the optical combiner 2 3 . At its inputs there are two signals with an intensity of 1 cu each, therefore, the intensity of the output signals will be 2 cu In this case, the signal at the input of the OSV 4 1 will be 2 cu, which will lead to the switching of the light flux to the second output of the OSV 4 1 . Accordingly, the signal at the output of "D 0 " will be 0 cu
Второй импульс, пройдя через оптический Y-разветвитель 11, поступает на оптический объединитель 22. Интенсивность сигнала на выходе линии задержки 31 равна 1 у.е. Этот сигнал, пройдя через оптические Y-разветвители 14 и 13, поступает на вход оптического объединителя 22. Сигнал на его выходе будет составлять 2 у.е, что приведет к переключению светового потока во второй волновод ОСВ 42. В результате на выходе "Р0" появится импульс интенсивностью 1 у.е.The second pulse, passing through the optical Y-splitter 1 1 , is fed to the optical combiner 2 2 . The signal intensity at the output of the delay line 3 1 is 1 cu This signal, passing through the optical Y-splitters 1 4 and 1 3 , is fed to the input of the optical combiner 2 2 . The signal at its output will be 2 cu, which will lead to the switching of the luminous flux into the second waveguide OSV 4 2 . As a result, at the output of "P 0 " there will be a pulse with an intensity of 1 cu
В режиме вычитания импульсы подаются на вход "Im". Поступление первого импульса приводит к появлению сигнала интенсивности 1 у.е в кольце, состоящем из элементов 23, 41, 15, 31 и 14. На момент поступления импульса сигнал на выходе линии задержки 31 составлял 0 у.е., в результате на входе ОСВ 43 будет сигнал 1 у.е., который через оптический объединитель поступит на вход ОСВ 44. В результате на втором выходе ОСВ 44 появится импульс интенсивностью 2 у.е., а на выходе М0 появится импульс 1 у.е.In the subtraction mode, pulses are fed to the input "Im". The arrival of the first pulse leads to the appearance of a signal of intensity 1 cu in a ring consisting of elements 2 3 , 4 1 , 1 5 , 3 1 and 1 4 . At the time of receipt of the pulse, the signal at the output of the delay line 3 1 was 0 cu, as a result, at the input of the OCB 4 3 there will be a signal 1 cu, which through the optical combiner will be fed to the input of the OCB 4 4 . As a result, a pulse of intensity 2 cu will appear at the second output of the WWS 4 4 , and a pulse of 1 cu will appear at the output of M 0
При поступлении на вход Im второго импульса интенсивность сигнала в кольце элементов 23, 41, 15, 31 и 14 составит 0 у.е. На момент поступления второго импульса сигнал на выходе задержки составлял 1 у.е., в результате на входе ОСВ 43 будет сигнал 2 у.е., что приведет к переключению светового потока во второй волновод. Интенсивность сигнала на входе ОСВ 44 будет равна 1 у.е, поэтому сигнал на выходе "М" будет равен 0 у.е.When a second pulse arrives at the input Im, the signal intensity in the ring of elements 2 3 , 4 1 , 1 5 , 3 1 and 1 4 will be 0 cu At the time of the second pulse, the signal at the output of the delay was 1 cu, as a result, at the input of the OCB 4 3 there will be a signal of 2 cu, which will lead to switching of the light flux into the second waveguide. The signal intensity at the input of the OSB 4 4 will be equal to 1 cu, so the signal at the output of "M" will be equal to 0 cu
Работа всех остальных счетных ячеек аналогична работе рассмотренной, что соответствует работе двоичного реверсивного счетчика.The work of all other counting cells is similar to the work considered, which corresponds to the work of a binary reversible counter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124014/28A RU2313117C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Optical reverse counter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006124014/28A RU2313117C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Optical reverse counter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2313117C1 true RU2313117C1 (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=38917327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006124014/28A RU2313117C1 (en) | 2006-07-04 | 2006-07-04 | Optical reverse counter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2313117C1 (en) |
-
2006
- 2006-07-04 RU RU2006124014/28A patent/RU2313117C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СОКОЛОВ С.В. и др. Перспективные устройства обработки и защиты информации для помехозащищенных АСУ. - М.: Радио и связь, 2002, с.45-46. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE453972T1 (en) | OPTICAL TRANSMISSION SYSTEM | |
US5644418A (en) | Smart pixel optical receiver employing sense amplifier and method of operation thereof | |
RU2313117C1 (en) | Optical reverse counter | |
WO2008027640A3 (en) | Selecting optical waves | |
EP0985954A1 (en) | Saturable absorber based optical inverter | |
Garai | A method of developing frequency encoded multi-bit optical data comparator using semiconductor optical amplifier | |
CN104280975A (en) | All-optical XOR gate device based on cascaded semiconductor optical amplifier | |
Fitsios et al. | Optical RAM cell with Dual-Wavelength Bit Input and three SOA XGM switches | |
US6963677B1 (en) | Optical memory and logic using cross-switches | |
RU2022328C1 (en) | Optical multiplier | |
RU2311671C1 (en) | Optical comparator | |
RU2444036C2 (en) | Optical switch | |
EP0360489A3 (en) | Protection against loss or corruption of data upon switchover of a replicated system | |
GB2298751A (en) | Conditioning solutions | |
RU2170945C1 (en) | Optical flip-flop | |
CN220043421U (en) | All-optical pulse parallel-serial conversion equipment | |
US6483614B1 (en) | Coupler-based programmable phase logic device | |
RU2119182C1 (en) | Optical analog-to-digital converter | |
WO2002065205A2 (en) | Optical device having nonmonotonic transfer function and applications using same | |
JP2827501B2 (en) | Optical self-routing circuit | |
US20060045538A1 (en) | Device and a method for processing a digital signal in a bit-to-bit polarization-interleaved format of an optical transmission system | |
US6542269B1 (en) | Optical device for processing an optical impulse | |
CN106950727B (en) | The microwave photon circulator of high-isolation | |
US6693732B2 (en) | Optical sampler based on stable, non-absorbing optical hard limiters | |
Nair et al. | Design of all-optical D flipflop using SOA-MZI Architecture |