SU742936A1 - Optronic adder - Google Patents

Optronic adder Download PDF

Info

Publication number
SU742936A1
SU742936A1 SU782677190A SU2677190A SU742936A1 SU 742936 A1 SU742936 A1 SU 742936A1 SU 782677190 A SU782677190 A SU 782677190A SU 2677190 A SU2677190 A SU 2677190A SU 742936 A1 SU742936 A1 SU 742936A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
optoelectronic
adder
input
output
optical
Prior art date
Application number
SU782677190A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Прокофьевич Кожемяко
Алексей Васильевич Грабчак
Татьяна Викторовна Головань
Тамара Григорьевна Демянчук
Николай Андреевич Квитка
Original Assignee
Винницкий политехнический институт
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 Винницкий политехнический институт filed Critical Винницкий политехнический институт
Priority to SU782677190A priority Critical patent/SU742936A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU742936A1 publication Critical patent/SU742936A1/en

Links

Landscapes

  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении оптоэлектронных арифметических устройств, работающих в произвольной системе счисления.The invention relates to computer technology and can be used in the construction of optoelectronic arithmetic devices operating in an arbitrary number system.

Известен оптоэлектронный сумматор, 5 работающий в произвольной системе счисления и содержащий две ортогональные группы шин, соединенный с соответствующими входами, и пленочные фотопровод— с ники, установленные в каждом узле двухкоординатной сетки [1^.A known optoelectronic adder, 5 operating in an arbitrary number system and containing two orthogonal bus groups, connected to the corresponding inputs, and film photoconductors with nicknames installed in each node of the two-coordinate grid [1 ^.

Однако использование в качестве излучателей электролюминесцентных и жидкокристапьных слоев не позволяет достигнуть высокого быстродействия.However, the use of electroluminescent and liquid crystal layers as emitters does not allow to achieve high performance.

Кроме того, каждый разряд сумматора содержит большое количество выводов (для основания системы счисленияIn addition, each digit of the adder contains a large number of conclusions (for the base of the number system

П =10 количество выводов 1.0+10=20), „ что снижает надежность.P = 10 the number of conclusions 1.0 + 10 = 20), „which reduces the reliability.

Известен оптоэлектронный сумматор, содержащий каскадно соединенные разрядные ячейки на фотоэлементах, оптически связанные с регистром слагаемых и позволяющий индицировать результат вычислений [2?.A known optoelectronic adder containing cascade-connected discharge cells on photocells, optically coupled to the register of terms and allowing to indicate the calculation result [2 ?.

Этот сумматор выполняет операцию сложения чисел и индикацию результата в двоичном коде, что весьма неудобно для оператора.This adder performs the operation of adding numbers and indicating the result in binary code, which is very inconvenient for the operator.

Известен также оптоэлектронный сумматор, содержащий блок ввода, светоизлучатели, модуляторы, фотоприемники, формирователи импульса переноса, элементы задержки и оптоэлектронные модули, которые своими первыми входами оптически связаны через светоизлучатели с блоком ввода, вторые входы подключены к выходам модуляторов, а оптические выходы оптоэлектронных модулей через фотоприемники, формирователи импульса переноса и элементы задержки связаны со светоизлучателями старших разрядов [3].Also known is an optoelectronic adder containing an input unit, light emitters, modulators, photodetectors, transfer pulse shapers, delay elements and optoelectronic modules that are optically coupled through their first inputs through light emitters to the input unit, second inputs are connected to the modulator outputs, and optical outputs of the optoelectronic modules through photodetectors, transfer pulse shapers, and delay elements are associated with high-order light emitters [3].

Недостатком известного оптоэлектронного сумматора является то, что время выполнения операции сложения из-за наличия задержки сигнала единиц пере742936 д входом разрядной ячейки старшего разноса в каждом разряде зависит от числа разрядов слагаемых в случае появления сквозного переноса единиц переполнения. Наиболее близким техническим реше5 цием к изобретению является оптоэлектронный сумматор, содержащий блок ввода слагаемых, выходы которого подключены к соответствующим входам разрядных ячеек сумматора, каждая из которых щ содержит светоизлучатель, модулятор, формирователь сигнала переноса и оптоэлектронный квантующий модуль, первый оптический вход которого связан с первым вь|[хоДом светоизлучателя, второй выход 15 которого связан с первым входом модулятопа, выход которого подключен к электрическому входу оптоэлектронного квантующего модуля, разрядные выходы которого образуют результат суммирования. 20 Целью изобретения является упрощение и повышение быстродействия оптоэлектронного сумматора.A disadvantage of the known optoelectronic adder is that the addition operation time due to the delay of the signal of units over 742936 before the input of the discharge cell of the highest separation in each category depends on the number of bits of the terms in the case of through transfer of overflow units. The closest technical solution to the invention is an optoelectronic adder containing a term input unit, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the adder discharge cells, each of which contains a light emitter, a modulator, a transfer signal shaper, and an optoelectronic quantizing module, the first optical input of which is connected to the first b | [the path of the light emitter, the second output of which 15 is connected to the first input of the module, the output of which is connected to the electrical input of the optoelectronic module, the bit outputs of which form the result of the summation. 20 The aim of the invention is to simplify and increase the speed of the optoelectronic adder.

Достигается это тем, что в оптоэлек— тронном сумматоре, содержащем блок ввода слагаемых, выходы которого подключены к электрическим входам разрядных ячеек сумматора, каждая из которых содержит светоизлучатель, модулятор, формирователь сигнала переноса и оптоэлектронный квантующий модуль, первый оптический вход которого связан с первым выходом светоизлучателя, второй выход которого связан с первым вхо35 дом модулятора, выход которого подключен к электрическому входу оптоэлектронного квантующего модуля, в каждой его разрядной ячейке, выход оптоэлектронного квантующего модуля связан с пер вым оптическим входом формирователя сигнала переноса, электрический вход которого соединен с выходом модулятора, второй оптический вход формирователя сигнала переноса является первым оп45 тическим входом разрядной ячейки, а оптический выход - первым оптическим выходом разрядной ячейки, вторые оптические входы модулятора и оптоэлектронного квантующего модуля связаны с вторым оптическим входом разрядной 50 ячейки, вход светоизлучателя является электрическим входом данной разрядной ячейки, а третий выход светоизлучателя-вторым оптическим выходом разрядной ячейки, 55 причем первый оптические вход и выход разрядной ячейки младшего разряда соответственно связаны с вторым оптиΐ ческим выходом и вторым оптическим ряда; кроме того, в оптоэлектронном сумматоре оптоэлектронный квантующий модуль содержит оптически последовательно связанные регенеративные оптроны и узел установки нуля, оптический вход которой связан с оптическим выходом регенеративного оптрона старшего разряда, электрический вход соединен с первым электрическим входом каждого регенеративного оптрона и подключен к электрическому входу оптоэлектронного квантующего модуля, а электрический выход схемы установки нуля подключен к вторым электрическим входам всех регенеративных оптронов разрядной линейки, причем оптический вход регенеративного оптрона младшего разряда является первым и вторым оптическими входами оптоэлектронного квантующего модуля, оптические выходы регенеративных оптронов являются разрядными выходами оптоэлектронного квантующего модуля, а оптический выход регенеративного оптрона старшего разряда - оптическим выходом оптоэлектронного квантующего модуля; регенеративный оптрон в оптоэлектронном сумматоре выполнен в виде усилителя постоянного тока с резистором в цепи обратной связи, вход которого через последовательно — встречно включенные диод и первый фотодиод соединен с первым электрическим входом оптрона, второй электрический вход которого через второй фотодиод, включенный в прямом направлении, соединен с входом усилителя постоянного тока, выход которого через последовательно соединенные нагрузочный резистор и светодиод, включенный в' прямом направлении, подключен к шине нулевого потенциала, причем оптический вход первого фотодиода является оптическим входом регенеративного оптрона, второй фотодиод оптически связан со светодиодом, выход которого является оптическим выходом регенеративного оптрона.This is achieved by the fact that in an optoelectronic adder containing a term input unit, the outputs of which are connected to the electrical inputs of the adder discharge cells, each of which contains a light emitter, a modulator, a transfer signal shaper, and an optoelectronic quantizing module, the first optical input of which is connected to the first output a light emitter, the second output of which is connected to the first input of the modulator, the output of which is connected to the electrical input of the optoelectronic quantizing module, in each of its discharge cells, in The output of the optoelectronic quantizing module is connected to the first optical input of the transfer signal generator, whose electrical input is connected to the modulator output, the second optical input of the transfer signal generator is the first optical input of the discharge cell, and the optical output is the first optical output of the discharge cell, and the second optical inputs of the modulator and the optoelectronic quantizing module are connected to the second optical input of the bit 50 cell, the input of the light emitter is the electrical input of this bit cell, and the third light-emitter output — by the second optical output of the discharge cell, 55 wherein the first optical input and output of the low-order discharge cell are respectively associated with the second optical output and the second optical row; in addition, in the optoelectronic adder, the optoelectronic quantizing module contains optically coupled regenerative optocouplers and a zero-setting unit, the optical input of which is connected to the optical output of the regenerative optocoupler of the highest category, the electrical input is connected to the first electrical input of each regenerative optocoupler and connected to the electrical input of the optoelectronic quantizing module and the electrical output of the zero-setting circuit is connected to the second electrical inputs of all regenerative optocouplers bit line, with the optical input of the regenerative optocoupler of the least discharge being the first and second optical inputs of the optoelectronic quantizing module, the optical outputs of the regenerative optocouplers are the discharge outputs of the optoelectronic quantizing module, and the optical output of the regenerative optocoupler of the highest category - the optical output of the optoelectronic quantizing module; The regenerative optocoupler in the optoelectronic adder is made in the form of a direct current amplifier with a resistor in the feedback circuit, the input of which is connected in series through the on-board diode and the first photodiode to the first electrical input of the optocoupler, the second electrical input of which is connected through the second photodiode in the forward direction with the input of a DC amplifier, the output of which is connected in series through a load resistor and an LED turned on in the forward direction, connected to the zero bus potential, moreover, the optical input of the first photodiode is the optical input of the regenerative optocoupler, the second photodiode is optically coupled to an LED whose output is the optical output of the regenerative optocoupler.

На фиг. 1 представлена функциональная схема сумматора; на фиг. 2 принципиальная схема оптоэлектронного квантующего модуля.In FIG. 1 shows a functional diagram of the adder; in FIG. 2 is a schematic diagram of an optoelectronic quantizing module.

Оптоэлектронный сумматор содержит (см. фиг. 1) оптоэлектронные квантующие модули 1, которые входами 2 оптически связаны через светоизлучатели 3 с блоком ввода слагаемых 4. Электрические входы 5 оптоэлектронных модулей i 1 подключены к выходам 6 модуляторовThe optoelectronic adder contains (see Fig. 1) optoelectronic quantizing modules 1, which are optically coupled by inputs 2 through light emitters 3 to the term input unit 4. Electrical inputs of 5 optoelectronic modules i 1 are connected to the outputs of 6 modulators

742636742636

7, входы 8 которых оптически связаны с выходами 9 светоизлучателей 3. Входы» 10 блоков 11 формирования сигнала переноса оптически связаны с оптическими выходами 12 оптоэлектронных модулей 1, 5 входы 13 оптически связаны с выходами 14 светоизлучателей 3 соответствующих старших разрядов, а входы 15 подключены к выходам 6 модуляторов 7. Выходы 16 блоков 11 формирования сигна- 10 ла переноса оптически связаны с входами оптоэлектронных модулей 1 и входами 8 светоизлучателей 7 соответствующих старших разрядов оптоэлектронного сумматора.7, the inputs 8 of which are optically connected to the outputs of 9 light emitters 3. The inputs »10 of the transfer signal generation blocks 11 are optically connected to the optical outputs of 12 optoelectronic modules 1, 5 inputs 13 are optically connected to the outputs of 14 light emitters 3 of the corresponding high-order bits, and the inputs 15 are connected to the outputs of 6 modulators 7. The outputs of 16 blocks of the formation of the transfer signal 10 are optically coupled to the inputs of the optoelectronic modules 1 and the inputs of 8 light emitters 7 of the corresponding senior bits of the optoelectronic adder.

На фиг. 2 указаны регенеративные оптроны младшего 17 и старшего разрядов 18, схема установки нуля 19, первые 20 и вторые 21 электрические входы регенеративных оптронов 17 и 18, 20 электрический выход 22 схемы установки нуля 19; каждый регенеративный оптрон 17 и 18 выполнен в виде усилителя 23 постоянного тока с резистором 24 в цепи обратной связи, диод 25, первый фото- 23 диод 26, второй фотодиод 27, нагрузочный резистор 28 и светодиод 29.In FIG. 2 shows regenerative optocouplers of the junior 17 and senior categories 18, a zero-setting circuit 19, the first 20 and second 21 electrical inputs of the regenerative optocouplers 17 and 18, 20, an electrical output 22 of the zero-setting circuit 19; each regenerative optocoupler 17 and 18 is made in the form of a DC amplifier 23 with a resistor 24 in the feedback circuit, a diode 25, a first photo- 23 diode 26, a second photodiode 27, a load resistor 28 and a LED 29.

Оптроэлектронный сумматор работает следующим образом.Optoelectronic adder operates as follows.

Работу сумматора целесообразно рас— 3θ смотреть, используя пример сложения десятичных чисел А=358 и В=543.It is advisable to consider the operation of the adder — 3 θ, using the example of addition of decimal numbers A = 358 and B = 543.

При подаче первого слагаемого А сигналы, снимаемые параллельно с блока ввода 4, возбуждают светоизлучатели 35 на время, соответствующее значности каждой цифры слагаемого А. Выходные световые потоки светоизлучателей 3 воздействуют одновременно на соответствующие входы 2 многофункциональных оптоэлектронных модулей 1, входы 8 модуляторов 7 и входы 13 блоков 11 формирования сигнала переноса. Под воздействием светового потока модуляторы 7 повышают напряжение на выходах 6 до напряжения возбуждения многофункциональных оптоэлектронных модулей 1 н блоков 11 формирования сигнала переноса. Количество возбужденных свето- ’ вых выходов многофункционального 50 оптоэлектронного модуля 1 каждого разряда соответствует времени нахождения в возбужденном состоянии соответствующего светоизлучателя 3. После прекращения подачи цифр слагаемого А светоизлу— 55 чатели 3 гаснут, что приводит к исчезновению соответствующих световых потоков, поэтому напряжение на выходе 6 мо дулятора 7 устанавливается на уровне напряжения фиксации, при котором записанная информация может храниться в оптоэлектронных модулях 1 в видеWhen the first term A is applied, the signals taken in parallel from the input unit 4 excite the light emitters 35 for a time corresponding to the value of each digit of the term A. The output light fluxes of the light emitters 3 act simultaneously on the corresponding inputs 2 of the multifunctional optoelectronic modules 1, inputs 8 of the modulators 7 and inputs 13 blocks 11 forming a transfer signal. Under the influence of the light flux, the modulators 7 increase the voltage at the outputs 6 to the excitation voltage of the multifunctional optoelectronic modules 1 n blocks 11 of the transfer signal generation. The number of excited light outputs of the multifunctional 50 optoelectronic module 1 of each discharge corresponds to the time spent in the excited state of the corresponding light emitter 3. After the termination of the supply of the digits of the term A, the light emitter 55 fades 3, which leads to the disappearance of the corresponding light fluxes, so the output voltage 6 the modulator 7 is set at the level of the fixing voltage, at which the recorded information can be stored in the optoelectronic modules 1 in the form

111111110 ,111110000 111000000111111110, 111110000 111000000

Время записи числа А, определяемое наибольшей цифрой 8, равно 8 77 .The recording time of the number A, determined by the largest digit 8, is 8 77.

В момент окончания записи слагаемого А возможно начало поступления чисел слагаемого В и одновременно суммирование их с записанными числами слагаемого А. При этом аналогично возбуждаются остальные, не возбужденные выходы квантующего модуля 1. В результате переполнения первого разряда соответствующий модуль 1 выдает оптический импульс на выход 12, который поступает на вход 10 соответствующего блока 11 формирования сигнала переноса для хранения. Одновременно за время, равное длительности оптического импульса, модуль 1, где возникло переполнение, са— мообнуляется. В этот мом:ент времени информация в сумматоре представитсяAt the moment the term A is recorded, it is possible that the numbers of summand B begin to arrive and at the same time they are summed with the recorded numbers of summand A. In this case, the remaining unexcited outputs of quantizing module 1 are excited in the same way. As a result of the overflow of the first discharge, the corresponding module 1 gives an optical pulse to output 12, which is input 10 of the corresponding block 11 of the formation of the transfer signal for storage. At the same time, during a time equal to the duration of the optical pulse, module 1, where overflow occurred, self-resets. At this moment: time information in the adder will be presented

ООО 000 000 +1 переполненияLLC 000 000 +1 overflow

111 111 100111 111 100

111 110 000111 110 000

Этот момент зафиксирован через 2 77 после начала подачи слагаемого В.This moment was recorded 2 77 after the start of the submission of the term B.

Самообнуление за время Τ' модуля 1, где возникла единица переполнения не препятствует записи в него остатка цифры второго слагаемого В, так как возникшая единица переполнения хранится в блоке 11 формирования сигнала переноса до окончания процесса сложения в соседнем (для приведенного случая) втором разряде сумматора. Единица переноса : хранится в блоке 11 формирования сигнала переноса потому, что при сложении в старшем разряде световой поток с выхода 14 его светоизлучателя 3 воздействует на вход 13 блока 11 формирования сигнала переноса и запрещает прохождение импульса переноса на выход 16. В момент окончания суммирования во втором разряде информация в сумматоре будет представленаSelf-zeroing during the time Τ 'of module 1, where the overflow unit occurred, does not prevent the remainder of the digit of the second term B from being written into it, since the resulting overflow unit is stored in the transfer signal generating unit 11 until the addition process is complete in the second (for the case described above) second digit of the adder. Transfer unit: it is stored in the transfer signal generating unit 11 because when added in the high order, the light flux from the output 14 of its light emitter 3 acts on the input 13 of the transfer signal generating unit 11 and prevents the transfer pulse from passing to the output 16. At the end of the summation in the second discharge information in the adder will be presented

100 000 000 + 1 переполнения 111 111 111 111 111 100100,000,000 + 1 overflow 111 111 111 111 111 100

Этот момент возникает через 277- >This moment occurs through 277->

Если процесс суммирования в старшем (втором) разряде завершился, то исчезает оптический сигнал на входе 15 и наIf the summation process in the senior (second) discharge is completed, the optical signal at input 15 disappears and at

7429 36 выходе 16 блока 11 формирования сигнала переноса появится оптический импульс длительностью /С; который воздействуя на входы 2 и 8 соответственно модуля и модулятора 7 старшего (второго) g разряда, увеличивают записанную в нем цДфру на единицу. Одновременно продолждется процесс суммирования в тех разрядах, где он не закончен. Так как е приведенном случае возникает единица 1G переполнения в старшем (втором) разряде, то информация в оптоэлектронном сумматоре представится на данный момент в: виде7429 36 output 16 of the transfer signal generating unit 11 an optical pulse of duration / C will appear; which, acting on the inputs 2 and 8, respectively, of the module and modulator 7 of the senior (second) g discharge, increase the CDRF recorded in it by one. At the same time, the summation process will continue in those digits where it is not completed. Since in the above case a unit of 1G overflow occurs in the senior (second) category, the information in the optoelectronic adder will be presented at the moment in the form

100000000 1S100000000 1S

000000000 + 1 переложения 111111110000000000 + 1 arrangements 111111110

Затраты времени на этот этап сложения равны Έ.The time spent on this addition step is Έ.

Возникшая единица переполнения вто- 2f> рого разряда, так как завершен процесс суммирования в третьем разряде, передается в соответствующий оптоэлектронный модуль 1 за время Ή „ Окончательно получим 25 The resulting unit of overflow of the second 2f> discharge, since the summation process in the third category is completed, is transferred to the corresponding optoelectronic module 1 in time Ή „Finally we get 25

100000000 000000000 111111111100000000000000000 111111111

Общее время сложения чисел А и В равно 2Т + 2Т + = .1477 30 • Аналогично процесс последовательной подачи слагаемых и образование результирующей суммы может быть продолжен. Разработанный оптоэлектронный сумматор позволяет уменьшить количество 35 используемого оборудования. В нем отсутсвуют элементы задержки сигналов переноса на 8Ф усилители-формирователи и ряд логических элементов.The total addition time of numbers A and B is 2T + 2T + = .1477 30 • Similarly, the process of sequential presentation of the terms and the formation of the resulting sum can be continued. The developed optoelectronic adder reduces the number of 35 equipment used. There are no delay elements of the transfer signals to 8F amplifiers-shapers and a number of logic elements.

Кроме того замена электрических связей для передачи сигналов единиц переноса оптически снижает энергопотребление устройства и увеличивает помехозащищенность каналов связи. Одновре-менно с этим увеличено быстродействие оптоэлектронного сумматора.In addition, the replacement of electrical connections for transmitting signals of transfer units optically reduces the power consumption of the device and increases the noise immunity of communication channels. At the same time, the speed of the optoelectronic adder was increased.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 473182, кл. G Об F 7/56, 1975.1. USSR author's certificate number 473182, cl. G About F 7/56, 1975. 2.Лбторское свидетельство СССР № 556438, кл. Q Об F 7/56, 1977.2.Lbtorskoe certificate of the USSR № 556438, cl. Q About F 7/56, 1977. 3.Майоров С. АЧ Кожем ко В. П., Меськин И. В., Натрошвили О. Г. Узлы вычислительной техники на новых базисных оптозлектрсиных модул х.Сб . Вычислительна  техника , Пенза, вып. 6, 1976, с. 87-89.3. Mayor S. ACh Kozhem to V.P., Mesikin I.V., Natroshvili O.G. Computing units at the new basic opto-electrically operated modules of Kh.Sb. Computer Engineering, Penza, no. 6, 1976, p. 87-89.
SU782677190A 1978-10-24 1978-10-24 Optronic adder SU742936A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782677190A SU742936A1 (en) 1978-10-24 1978-10-24 Optronic adder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782677190A SU742936A1 (en) 1978-10-24 1978-10-24 Optronic adder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU742936A1 true SU742936A1 (en) 1980-06-25

Family

ID=20790579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782677190A SU742936A1 (en) 1978-10-24 1978-10-24 Optronic adder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU742936A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU742936A1 (en) Optronic adder
UA9205U (en) Optoelectronic summing unit
SU984039A1 (en) Voltage-to-code converter
SU1151958A1 (en) Optronic adder
SU1711201A1 (en) Image logical processing unit
SU840895A1 (en) Optronic decimal adder
SU1151954A1 (en) Optronic decimal adder
SU957437A1 (en) Optical electronic module
SU1042186A2 (en) Optoelectronic module
SU796845A1 (en) Optronic decimal adder
SU919094A1 (en) Optronic module
SU1621171A1 (en) Optronic module
SU540268A1 (en) Functional converter
SU1403376A1 (en) Optronic d-a converter
SU1527670A1 (en) Method of recording image
CN113568471A (en) Photoelectric hybrid adder
SU1198514A1 (en) Device for multiplying decimal numbers
SU1136157A1 (en) Optronic device for subtracting decimal numbers
SU1274155A1 (en) Optronic module
SU1386992A1 (en) Optoelectronic adder
SU1129731A1 (en) Voltage-to-number converter
SU947883A2 (en) Photoreceiving device for reading-out optical information
SU1292178A1 (en) Optronic ring pulse counter
SU1080251A1 (en) Optronic module
SU987644A2 (en) Photoreceiving device for reading-out optical information