RU2446435C1 - Оптоэлектронный дефаззификатор - Google Patents
Оптоэлектронный дефаззификатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446435C1 RU2446435C1 RU2010143643/08A RU2010143643A RU2446435C1 RU 2446435 C1 RU2446435 C1 RU 2446435C1 RU 2010143643/08 A RU2010143643/08 A RU 2010143643/08A RU 2010143643 A RU2010143643 A RU 2010143643A RU 2446435 C1 RU2446435 C1 RU 2446435C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- output
- splitter
- linguistic variable
- outputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации, построенных на основе непрерывной (нечеткой) логики. Технический результат выражается в расширении возможностей устройства - создании устройства, выполняющего операцию дефаззификации - операции вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода. Такой результат достигается благодаря тому, что в оптоэлектронный дефаззификатор, содержащий источник излучения, оптические транспаранты, оптический Y-разветвитель, введены оптические n-выходные разветвители, фотодиоды и фототранзисторы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации, построенных на основе непрерывной (нечеткой) логики.
Известно оптическое вычислительное устройство, предназначенное для умножения оптических сигналов, содержащее оптический RS-триггер, оптический Y-разветвитель, три оптических бистабильных элемента, оптические волноводы с кольцевыми ответвлениями, оптические усилители, оптический компаратор, частотный фильтр [пат. RU 2022328 С1 1994. Оптический умножитель / С.В.Соколов].
Существенные признаки аналога, общие с заявляемым устройством, следующие: оптический Y-разветвитель, оптический транспарант.
Недостатками вышеописанного устройства являются сложность и невозможность вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода.
Известно оптическое вычислительное устройство, предназначенное для вычитания оптических сигналов, содержащее оптические усилители, входной оптический разветвитель, две группы оптических транспарантов, оптические разветвления, кольцевое ответвление, оптический компаратор, оптическое ответвление, пару связанных оптических волноводов и оптический бистабильный элемент [пат. RU 2103721 С1 1998. Устройство для вычитания оптических сигналов / С.В.Соколов, А.А.Баранник].
Существенные признаки аналога, общие с заявляемым устройством, следующие: оптический транспарант, оптический разветвитель.
Недостатками вышеописанного устройства являются сложность и невозможность вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода.
Известно оптическое вычислительное устройство - нелинейный степенной преобразователь, принятый за прототип [пат. RU 1774323 С1 1992. Оптический функциональный преобразователь / С.В.Соколов], содержащий источник излучения, оптические Y-разветвители, оптический линейный модулятор, оптический транспарант, оптический объединитель.
Существенные признаки прототипа, общие с заявляемым устройством, следующие: источник излучения, оптический транспарант, оптический Y-разветвитель.
Недостатками вышеописанного устройства являются сложность и невозможность вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода.
Задачей изобретения является повышение вычислительной производительности процесса дефаззификации до 105-106 операций в секунду при одновременном упрощении конструкции дефаззификатора.
Технический результат выражается в расширении возможностей устройства - создании устройства, выполняющего операцию дефаззификации - операции вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода.
Сущность изобретения состоит в том, что в оптоэлектронный дефаззификатор, содержащий источник излучения, оптические транспаранты, оптический Y-разветвитель, введены оптические n-выходные разветвители, фотодиоды и фототранзисторы, выход источника излучения подключен ко входу оптического Y - разветвителя, первый выход которого подключен к входу первого оптического n-выходного разветвителя, а второй выход - к входу второго оптического n-выходного разветвителя, выходы первого оптического n-выходного разветвителя подключены ко входам первого оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим фоторезисторам, выходы второго оптического n-выходного разветвителя подключены к входам второго оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим фотодиодам, образующим с соответствующими последовательно с ними соединенными фоторезисторами n параллельно соединенных цепей, объединенных в узлах, являющихся выходом устройства.
Оптоэлектронный дефаззификатор (ОДФ) - устройство, предназначенное для вычисления четкого значения выходной лингвистической переменной (или номера на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной) после процедуры агрегирования всех термов этой лингвистической переменной в результате нечетко-логического вывода по методу центра тяжести, описываемому формулой:
где yOUT - искомое четкое значение выходной лингвистической переменной (центр площади, ограниченной функцией принадлежности);
уi - i-oe четкое значение выходной переменной на заранее определенной шкале выходной лингвистической переменной (ось OY);
µi(уΣ) - i-oe значение результирующей после процедуры агрегирования функции принадлежности выходной лингвистической переменной у в точке yi.
Функциональная схема ОДФ показана на фигуре 1.
Оптический дефаззификатор содержит:
- 1 - источник некогерентного оптического излучения (ИИ) с интенсивностью 2n усл(овных) ед(иниц);
- 2 - оптический Y - разветвитель;
- 3, 4 - оптические n-выходные разветвители;
- 5 - оптический транспарант (ОТ) Т1 с функцией пропускания, 1/2 пропорциональной функции [Σµ, (уΣ)];
- 6 - оптический транспарант (ОТ) Т2 с функцией пропускания, 1/2
пропорциональной функции (у);
- VD1, VD2, …, VDn - n фотодиодов, работающих в фотогенераторном режиме;
- Rl, R2, …, Rn - n фоторезисторов.
Выход ИИ 1 подключен к входу оптического Y-разветвителя 2, первый выход которого подключен к входу оптического n-выходного разветвителя 3, а второй выход - к входу оптического n-выходного разветвителя 4. Выходы 31, 32, …, 3n оптического n-выходного разветвителя 3 подключены к соответствующим входам ОТ 5, выходы которого подключены к соответствующим фоторезисторам R1, R2, …, Rn. Выходы 41, 42, …, 4n оптического n-выходного разветвителя 4 подключены к соответствующим входам ОТ 6, выходы которого подключены к соответствующим фотодиодам VD1, VD2, …, VDn, образующим с соответствующими последовательно с ними соединенными фоторезисторами R1, R2, …, Rn n параллельно соединенных цепей, объединенных в узлах А и В.
Выход АВ является выходом устройства.
Работа устройства происходит следующим образом. С выхода ИИ 1 световой поток интенсивности 2n усл. ед. поступает на вход оптического Y-разветвителя 2, с первого выхода которого световой поток с интенсивностью n усл. ед. поступает на вход оптического n-выходного разветвителя 3, а со второго выхода световой поток с интенсивностью n усл. ед. поступает на вход оптического n-выходного разветвителя 4.
С каждого выхода 31 32, …, 3n оптического n-выходного разветвителя 3 оптические потоки единичной интенсивности поступают на соответствующие входы ОТ 5, на выходе которого формируется оптический поток с интенсивностью, пропорциональной функции принадлежности µi(yΣ). Далее этот поток поступает на соответствующие фоторезисторы Rl, R2, …, Rn, изменяющие свою проводимость пропорционально интенсивности светового потока. (Каждый фоторезистор Ri будет иметь проводимость g1, пропорциональную значению µi(yΣ)).
Одновременно с каждого выхода 41, 42, …, 4n оптического n-выходного разветвителя 4 оптические потоки единичной интенсивности поступают на соответствующие входы ОТ 6, формируя на его выходах световой поток с интенсивностью, пропорциональной линейной функции у. Этот поток поступает на соответствующие фотодиоды VD1, VD2, …, VDn - на выходе каждого фотодиода VDi в фотогенераторном режиме формируется фотоЭДС EVDi, пропорциональная значению yi.
Значение напряжения в узлах А и В определяется по методу узловых напряжений, а именно:
Т.к. gi~µi(yΣ), a EVDi~yi, то выходное напряжение UAB~уOUT.
Быстродействие ОДФ определяется динамическими характеристиками фоторезисторов и фотодиодов. Т.к. фотодиоды имеют частоту среза ~ 109 Гц, а фоторезисторы обладают временем задержки ~ 10-3…10-8 с, то для существующих непрерывнологических систем обработки информации подобное быстродействие обеспечивает их функционирование практически в реальном масштабе времени.
Claims (1)
- Оптоэлектронный дефаззификатор, содержащий источник излучения, оптические транспаранты, оптический Y-разветвитель, отличающийся тем, что в него введены оптические n-выходные разветвители, фотодиоды и фототранзисторы, выход источника излучения подключен ко входу оптического Y-разветвителя, первый выход которого подключен ко входу первого оптического n-выходного разветвителя, а второй выход - ко входу второго оптического n-выходного разветвителя, выходы первого оптического n-выходного разветвителя подключены ко входам первого оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим фоторезисторам, выходы второго оптического n-выходного разветвителя подключены ко входам второго оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим фотодиодам, образующим с соответствующими последовательно с ними соединенными фоторезисторами n параллельно соединенных цепей, объединенных в узлах, являющихся выходом устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010143643/08A RU2446435C1 (ru) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | Оптоэлектронный дефаззификатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010143643/08A RU2446435C1 (ru) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | Оптоэлектронный дефаззификатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2446435C1 true RU2446435C1 (ru) | 2012-03-27 |
Family
ID=46030963
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010143643/08A RU2446435C1 (ru) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | Оптоэлектронный дефаззификатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446435C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2701841C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-10-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учрежедение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство дефаззификации на основе метода отношения площадей |
RU2760632C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Быстродействующий дефаззификатор с использованием треугольных функций принадлежности |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2022328C1 (ru) * | 1992-06-03 | 1994-10-30 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного Маршала артиллерии Неделина М.И. | Оптический умножитель |
RU2103721C1 (ru) * | 1995-10-31 | 1998-01-27 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Гл.маршала артиллерии Неделина М.И. | Устройство для вычитания оптических сигналов |
GB2335102A (en) * | 1997-05-19 | 1999-09-08 | Northern Telecom Ltd | Optical logic devices and methods |
RU2009104635A (ru) * | 2009-02-11 | 2010-08-20 | Виктор Михайлович Курейчик (RU) | Оптический фаззификатор |
-
2010
- 2010-10-25 RU RU2010143643/08A patent/RU2446435C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2022328C1 (ru) * | 1992-06-03 | 1994-10-30 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного Маршала артиллерии Неделина М.И. | Оптический умножитель |
RU2103721C1 (ru) * | 1995-10-31 | 1998-01-27 | Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Гл.маршала артиллерии Неделина М.И. | Устройство для вычитания оптических сигналов |
GB2335102A (en) * | 1997-05-19 | 1999-09-08 | Northern Telecom Ltd | Optical logic devices and methods |
RU2009104635A (ru) * | 2009-02-11 | 2010-08-20 | Виктор Михайлович Курейчик (RU) | Оптический фаззификатор |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2701841C1 (ru) * | 2018-12-13 | 2019-10-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учрежедение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Устройство дефаззификации на основе метода отношения площадей |
RU2760632C1 (ru) * | 2020-11-03 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Быстродействующий дефаззификатор с использованием треугольных функций принадлежности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109639359A (zh) | 基于微环谐振器的光子神经网络卷积层芯片 | |
CN116348886A (zh) | 相干光子计算架构 | |
CN111753977B (zh) | 光学神经网络卷积层芯片、卷积计算方法和电子设备 | |
Lee et al. | Photonic spiking neural networks with event-driven femtojoule optoelectronic neurons based on Izhikevich-inspired model | |
CN110516802A (zh) | 基于光延时线缓存的光子卷积神经网络架构 | |
RU2446435C1 (ru) | Оптоэлектронный дефаззификатор | |
CN102621768B (zh) | 基于微环谐振器的n位光学数模转换器 | |
CN112101540A (zh) | 光学神经网络芯片及其计算方法 | |
RU2408052C1 (ru) | Оптоэлектронный дефаззификатор | |
Ishihara et al. | An optical neural network architecture based on highly parallelized WDM-multiplier-accumulator | |
CN115167610A (zh) | 二维光子卷积加速芯片及应用系统与方法 | |
RU2416119C2 (ru) | Оптический фаззификатор | |
Wang et al. | Development and application of an integrated laser-enabled silicon photonic tensor core | |
RU2419127C2 (ru) | Оптический дизъюнктор непрерывных множеств | |
RU2422876C1 (ru) | Оптический дизъюнктор нечетких множеств | |
RU2439651C1 (ru) | Оптоэлектронный дефаззификатор | |
RU2446432C1 (ru) | Оптоэлектронный дефаззификатор | |
Amin et al. | Attojoule modulators for photonic neuromorphic computing | |
RU2439652C1 (ru) | Оптоэлектронный дефаззификатор | |
RU2446433C1 (ru) | Оптоэлектронный нечеткий процессор | |
RU2432600C1 (ru) | Оптический дизъюнктор непрерывных (нечетких) множеств | |
RU2646366C1 (ru) | Оптоэлектронный компромиссный сумматор | |
RU2437139C1 (ru) | Оптический граничный дизъюнктор нечетких множеств | |
RU2446434C1 (ru) | Оптический фаззификатор | |
Xu et al. | High-energy-efficiency integrated photonic convolutional neural networks |