Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
декодирующую маску, ячейки которой разделены на четыре подъячейки.
Расположение ячеек в декодирующей маске выбирается таким же, как у
входных изображений. Структуры ячеек декодирующей маски, выполняющие 16
логических функций двух двоичных переменных, показаны на рис. 8.11.
Декодирующие ячейки размещаются таким образом, что необходимые логические
операции могут быть выполнены в необходимых местах входного изображения.
Закодированные логические образы наблюдают через декодирующую маску.
Пример декодирующей маски показан на рис. 8.12. В верхней правой части
выходного образа осуществляется логическая операция А ИЛИ В, в то время
как логическое А осуществляется в нижней левой части. Так как входные
изображения на рис. 8.9 имеют 16x16 квадратных ячеек, их декодирующая
маска состоит из 32x32 подъячеек.
На рис. 8.13, а показан результат осуществления логических операций,
выполняемых путем наложения закодированного логического изображения,
показанного на рис. 8.10, и декодирующего изображения, показанного на
рис. 8.12. Если один из выходных сигналов подъячеек в каждой ячейке
является белым (или прозрачным) прямоугольником, тогда выходной сигнал
228
Часть III. Систолические процессоры и логические матрицы
¦ В ч В
Г 0 п F? F3
F И А В А
L Е "¦ НЕ
А В в ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ F? ИЛИ
а Hi д ш J
F? CQ Ft п;
ИЛИ-НЕ ИСКЛЮЧАЮ- 5 ЩЕЕ ИЛИ А'З
F2
А
Е ЕВ
А*В И-НЕ
Рис. 8.10. Результат надо- Рис. 8.11. Структура ячеек декодирую-
жения двух закодирован- щих масок для 16-ти логических функ-
ных входных изображений. ций.
ячейки есть логическая 1. Другими словами, выходной сигнал
ячейки описывается функцией логическое ИЛИ, реализуемой для выходных
сигналов с подъячеек. Для сравнения восстановленное изображение для той
же самой логической операции, для тех же самых входных изображений,
приведено на рис. 8.13,6.
Выше была описана методика выполнения оптических логических операций,
основанная на пространственном кодировании и суперпозиции декодирующей
маски с закодированными входными изображениями. С ее помощью могут быть
реализованы шестнадцать логических функций двух переменных. В пред-
Рис. 8.12. Пример декодирующей маски. Логическая операция А ИЛИ В
осуществляется в верхней правой части, логическое А осуществляется в
нижней левой части,
Глава 8. Архитектуры клеточной логики 229
а б
Рис. 8.13. Результат логических операций, выполняемых с помощью
декодирующей маски на рис. 8.12: а - результат наложения декодирующей
маски на рис. 8.12 и закодированное входное изображение А'В' на рис.
8.10; б - восстановленный вариант изображения той же маски.
ставленном методе различные логические операции выполняются параллельно.
Следует заметить, что в [12] обсуждалась система оптической
последовательно реализуемой логики на основе оптической матрицы вентилей
ИЛИ-HE, а в [19] был предложен ряд оптических логических схем, включающих
в себя вентили ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И. Однако достоинством описанной выше
системы является то, что могут быть использованы самые различные
логические вентили. Это уникальная особенность характерна для МКМД-
архитектуры обработки информации. Данная архитектура предполагает, что
представленный метод позволяет уменьшать необходимое число оптических
вентилей и расширяет возможности конструирования оптических
вычислительных систем. Данный тип двоичной оптической логики мог бы быть
использован в оптических компьютерах общего назначения, включая
оптические компьютеры с клеточной логикой.
8.4. Оптическая реализация
8.4.1. Оптическая клеточная матрица Минника
На рис. 8.14 показана функциональная блочная схема оптической реализации
клеточной логической матрицы Минника. Входное изображение записано в ПМС1
и подвергается обработке методами параллельной оптической логики.
Параллельные логические операции выполняются различными способами.
Оптический теневой метод [14] является одним из них. Поскольку эта
методика использует оптическое проецирование изображений, то эту методику
обычно используют для реализации операций ОКМД, т. е. одни и те же
логические операции выполняются для всех элементов входного изображения.
Теневой ме-
230
Часть III. Систолические процессоры и логические матрицы
тод, принципы которого были описаны в предыдущем разделе, может выполнять
операции, присущие для МКМД. Выходное изображение в системе параллельной
логики записывается в ПМС2. Оттуда оно отображается на плоскость
изображений 1 и, если необходимо, на плоскость изображений 2.
Когда ячейки Минника соединены между собой, выходная информация от
декодированного изображения направляется в устройство памяти для хранения
изображений, имеющее структуру соединений, показанную на рис. 8.5,6. В
логике Минника сети межэлементных соединений являются простыми и
упорядоченными, и обычно их основная часть состоит только из устройств
сдвига в направлении хну. Сети соединений реализуют с помощью
пространственно-зависимых систем изображения на основе компьютерно
