RU2313117C1 - Optical reverse counter - Google Patents

Optical reverse counter Download PDF

Info

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
Application number
RU2006124014/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Викторович Соколов (RU)
Сергей Викторович Соколов
Владислав Валерьевич Каменский (RU)
Владислав Валерьевич Каменский
Original Assignee
Сергей Викторович Соколов
Владислав Валерьевич Каменский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Викторович Соколов, Владислав Валерьевич Каменский filed Critical Сергей Викторович Соколов
Priority to RU2006124014/28A priority Critical patent/RU2313117C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2313117C1 publication Critical patent/RU2313117C1/en

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering.
SUBSTANCE: optical reverse counter contains n identical counting cells, each one of which consists of: optical Y-splitters, optical uniting devices, optical threshold devices on basis of optically connected wave conduits, optical delay line and optical dividers.
EFFECT: ensured counting of impulses with possible reversion.
1 dwg

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)

Оптический реверсивный счетчик, отличающийся тем, что он состоит из n одинаковых счетных ячеек, каждая из которых состоит из оптических Y-разветвителей, оптических объединителей, оптических пороговых устройств на основе оптически связанных волноводов, оптической линии задержки и оптических делителей, при этом информационными входами устройства являются входы Ip и Im, которые через оптические Y-разветвители подключены к оптическому объединителю, оптическому пороговому устройству, оптическому Y-разветвителю, к линии задержки и образуют кольцо с выходом Di, выход оптической линии задержки через оптические Y-разветвители подключен к оптическим объединителям с сигналами Ip и Im, которые подключены к оптическим пороговым устройствам, формирующим выходные сигналы "Pi" и "Мi", поступающие на счетную ячейку i+1 через оптические делители.Optical reversible counter, characterized in that it consists of n identical counting cells, each of which consists of optical Y-couplers, optical combiners, optical threshold devices based on optically coupled waveguides, an optical delay line and optical dividers, while the information inputs of the device are the Ip and Im inputs, which are connected through an optical Y-coupler to an optical combiner, an optical threshold device, an optical Y-coupler, to a delay line and form a ring With output D i , the output of the optical delay line through the optical Y-couplers is connected to optical combiners with signals Ip and Im, which are connected to optical threshold devices that form the output signals “P i ” and “M i ”, which arrive at the counting cell i +1 through optical dividers.
RU2006124014/28A 2006-07-04 2006-07-04 Optical reverse counter RU2313117C1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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