close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5183

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5183
(13) C1
(19)
7
(51) G 02F 3/00,
(12)
G 06E 1/04
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ОПЕРАНДОВ
(21) Номер заявки: a 19990355
(22) 1999.04.12
(46) 2003.06.30
(71) Заявитель: Институт электроники
Национальной академии наук Беларуси (BY)
(72) Авторы: Пилипович Владимир Антонович; Есман Александр Константинович; Солонович Иван Федорович;
Гончаренко Игорь Андреевич; Кулешов Владимир Константинович (BY)
(73) Патентообладатель: Институт электроники Национальной академии наук
Беларуси (BY)
BY 5183 C1
(57)
Способ обработки последовательных операндов, при котором объединяют, по меньшей мере, две последовательности оптических разрядных сигналов, имеющих заданный
уровень мощности, и получают суммарный выходной оптический разрядный сигнал в том
случае, если входные оптические разрядные сигналы в обоих операндах совпадают во
времени, отличающийся тем, что последовательности оптических разрядных сигналов
формируют на основе, по меньшей мере, двух последовательных входных операндов,
предварительно закодированных в двоичной знакоразрядной системе счисления, при этом
суммарную энергетическую площадь входных оптических разрядных сигналов и соответственно их длительности выбирают такими, чтобы достигнуть солитонного эффекта в резонансной поглощающей среде, а время распространения суммарного выходного
оптического разрядного сигнала изменяют по сравнению с временем распространения
любого входного оптического разрядного сигнала так, что изменение равно периоду следования входных оптических разрядных сигналов.
BY 5183 C1
(56)
US 5600479 A, 1997.
US 4932739 A, 1990.
JP 4019623 A, 1992.
RU 2020549 C1, 1994.
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в высокопроизводительных оптоэлектронных вычислительных системах, в том числе и
для обработки изображений.
Известен способ [1] обработки оптических сигналов в волноводах, обеспечивающий
солитонные эффекты, заключающийся в разделении входного множества сигналов по
двум волноводным каналам одной и той же оптической длины, изменении фазы одной
части входных сигналов относительно второй части входных сигналов, синхронном объединении частей входных сигналов и получении двух выходных сигналов, амплитуды которых определяются относительным фазовым сдвигом указанных выше частей входных
сигналов, при этом фазовый сдвиг определяется амплитудой входных сигналов.
Данный способ имеет ограниченную производительность: в течение одного тактового
интервала с его помощью выполняется либо одна логическая операция, либо одно переключение выходного сигнала. Для выполнения данного способа необходимо синхронно
объединить все сигналы, каждый из которых прошел по двум разным каналам, что сложно
сделать и минимальная рассинхронизация приведет к потере работоспособности.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения логического
сигнала [2], заключающийся в объединении множества входных солитонных сигналов
оригинальной ширины и заданного уровня мощности в выходном волноводном канале
(волокне), обладающем порогом рамановского рассеяния, с целью генерации суммарного
выходного сигнала при совпадении во времени входных сигналов, стимуляции рамановского рассеяния в выходном волноводном канале при достижении в нем уровня мощности, превышающего порог, фильтрации выходного логического сигнала в заданном
спектральном диапазоне.
Описанный способ имеет ограниченную производительность: в течение одного тактового интервала выполняется одна логическая операция. Кроме того, для реализации описанного способа используются специальные волокна, стимулирующие рамановское рассеяние.
Техническая задача, которую позволяет решить предлагаемое изобретение, является
увеличение производительности, что достигается за счет совмещения во времени двух логических операций и выполнения их в одном тактовом интервале. Выбранные для выполнения логические операции "И" и управляемая задержка позволяют осуществить математическое суммирование текущих разрядов в течение одного тактового интервала.
Поставленная техническая задача решается тем, что по известному способу, заключающемуся в объединении, по меньшей мере двух последовательностей оптических разрядных сигналов, имеющих заданный уровень мощности, и получении суммарного
выходного оптического разрядного сигнала в том случае, если входные оптические разрядные сигналы в обоих операндах совпадают во времени, причем последовательности
оптических разрядных сигналов формируют на основе, по меньшей мере, двух последовательных входных операндов, предварительно закодированных в двоичной знакоразрядной
системе счисления, при этом суммарную энергетическую площадь входных оптических
разрядных сигналов и соответственно их длительности выбирают такими, чтобы достигнуть солитонного эффекта в резонансной поглощающей среде, а время распространения
суммарного выходного оптического разрядного сигнала изменяют по сравнению с временем распространения любого входного оптического разрядного сигнала так, что изменение равно периоду следования входных оптических разрядных сигналов.
2
BY 5183 C1
Увеличение производительности в предлагаемом способе достигается за счет совмещения во времени выполнения логических операций "И" и управляемой временной задержки, которые реализуются в течение одного тактового интервала, т.е. количество
логических операций, выполняемых в единицу времени, увеличивается в 2 раза при использовании одной и той же тактовой частоты. Кроме того, в предлагаемом способе отсутствует операция фильтрации.
Сущность способа заключается в том, что объединяют две последовательности входных оптических разрядных сигналов операндах, предварительно закодированных в двоичной знакоразрядной системе счисления (ДЗРС), формируют сигналы логических единиц
{xi}, {yi} заданного высокого уровня мощности, полученные оптические разрядные сигналы {xi}, {yi} объединяют в один, и в случае наличия в них логических единиц в одном
тактовом интервале, изменение распространения суммарного сигнала логической единицы по сравнению с временем распространения логической единицы из {хi} или {уi}, выбирают равным периоду следования входных разрядных оптических сигналов, в этом
случае сигнал суммарной логической единицы переходит из тактового интервала i в соседний тактовый интервал i + 1 и вместо кода 2i принимает значение 2i+1, т.е. после объединения и выбранной задержки входных оптических разрядных сигналов текущие коды
разрядов операндов {xi} и {уi} математически суммируются.
Для использования данного способа на высоких частотах (5...100 ГГц) необходимо
использовать эффект самоиндуцированной прозрачности в оптическом волокне, легированном эрбием, в этом случае длительности сигналов в последовательных операндах {xi}
и {уi} должны быть меньше 0,2 пс - времени поперечной релаксации выбранного материала, чтобы релаксационные процессы не нарушали когерентность взаимодействия проходящего излучения с активными центрами поглощения. Энергетическую площадь
входных оптических разрядных сигналов (π), т.е. амплитуду при заданной длительности,
также необходимо выбрать достаточной для возникновения солитонного эффекта в выбранном материале.
Сущность изобретения поясняется на фигуре, где приведена функциональная схема
устройства, реализующего предлагаемый способ для случая суммирования оптических
сигналов в отрезке волоконного кабеля, где 1 - формирователь электрических солитонов, 2
- лазеры, 3 - электрооптические модуляторы, 4 - блоки компрессии оптического сигнала, 5
- оптические усилители, 6 - волоконный объединитель, 7 - элемент управления задержкой.
Работает устройство следующим образом: предварительно закодированные электронные операнды {xi} и {yi} поступают на входы формирователей электрических солитонов
1, где сигналы логических единиц сокращаются по длительности и приобретают форму
спектрально-ограниченных импульсов - солитонов. Предварительное кодирование -это
быстрый алгоритм, включающий 2 логические операции, который позволяет перевести
данные из канонической системы счисления в двоичную знакоразрядную, в результате
чего у каждой логической единицы отсутствуют соседи - значащие разряды. Далее электрические солитоны поступают на управляющие входы электрооптических модуляторов
3, на оптические входы которых поступает непрерывное одномодовое излучение лазеров
2. Полученные на выходах электрооптических модуляторов 3 оптические солитоны
уменьшаются по длительности в блоках компрессии оптических сигналов 4, далее в оптических усилителях 5 их амплитудное значение мощности доводится до значения ~ 110 Вт
- величины, при которой в эрбиевом волокне наблюдается эффект самоиндуцированной
прозрачности. Сформированные по длительности и амплитуде сигналы логических единиц - солитоны из двух последовательных операндов { x i' } и { y i' } складываются по интенсивности в объединителе 6 и, в случае наличия двух оптических солитонов в одном
тактовом интервале, суммарные солитонные сигналы x i' + y i' , поступая из объединителя
6 в элемент управления задержкой 7, инициируют эффект самоиндуцированной прозрач3
BY 5183 C1
ности, при этом указанные суммарные сигналы распространяются в элементе управления
задержкой 7 со скоростью ~ 2·108 м/с, в то время как одиночный солитон - сигнал логической единицы x i' или y i' , распространяется со скоростью 1,75·108 м/с, т.е. изменение времени распространения суммарного сигнала логической единицы по сравнению с временем
распространения одиночного сигнала, равное 10 пс (100 ГГц), получается при длине элемента управления задержкой 7 ~ 10 см. Для работы устройства на частоте 5 ГГц необходим элемент управления задержкой длиной 2 м. На фигуре приведена функциональная
схема для сложения разрядов одного знака. Для математического суммирования как отрицательных, так и положительных частей операндов в ДЗРС необходимы две схемы, одна
из которых приведена на фигуре.
По предлагаемому способу при равенстве в операнде {xi} всех разрядов логическим
единицам операнд {yi} сдвигается в сторону старших разрядов, т.е. последовательное
применение данного способа позволяет выполнять умножение и, следовательно, любую
сложную арифметическую обработку последовательных операндов в широкой полосе
частот.
Источники информации:
1. US 4932739 A, 1990.
2. US 5600479 A, 1997.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
114 Кб
Теги
by5183, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа