Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Арратуна Р. -> "Оптические вычисления" -> 96

Оптические вычисления - Арратуна Р.

Арратуна Р. Оптические вычисления — М.: Мир, 1993. — 441 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskievichesleniya1993.pdf
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 175 >> Следующая

дисперсия ограничивает линейный размер системы величиной в 9 м. Для сферы
диаметром в 9 м площадь поверхности составляет 250 м2. При этом требуемая
скорость отвода тепла равна 40 Вт/м2, что не трудно получить на практике.
В самом деле, достаточно разумно предположить, что при соответствующей
упаковке волокна будет возможно уменьшить диаметр сферы до величины
приблизительно в 1 м. Ограничения, связанные с плотностью упаковки
волокна, запрещают дальнейшее сжатие устройства. В данной ситуации
требуется отвод тепла около 0,3 Вт/см2, что составляет величину, вполне
соответствующую возможностям обычных охлаждающих систем. Конечно,
возникает и дополнительный нагрев устройства, связанный с
неэффективностью преобразования электрических сигналов в световые в
излучателях и фотодетекторах. В принципе этот дополнительный нагрев может
быть устранен путем увеличения теплоотвода за счет использования
специальных теплоотводящих жидкостей.
9.2.3. Производительность и возможность изменения масштабов
устройства
Одним из наиболее значительных преимущств волоконно-оптических матриц
является их способность распределять большие мощности по сравнительно
большим площадям. Рассмотрение вопроса о том, насколько может изменяться
масштаб этих систем, дает возможность понять предельные возможности
описанного выше подхода. В этих целях целесообразно ввести две новые
характеристики, имеющие принципиальное значение для разработки
программируемых логических матриц. Первая из них - это число возможных
межэлементных соединений для перекрестной (или близкой к этому) сети с
определенными параметрами, в то время как вторая из них -
производительность самой логической матрицы. В чисто комбинационной
логической системе взаимосвязь между двумя этими величинами является
вполне ясной, поскольку производительность является величиной,
пропорциональной произведению ширины полосы пропускания системы и числа
межэлементных соединений. Ниже это отношение будет обсуждаться более
детально.
На рис. 9.5, а изображена соответствующая схема перекрестного пропускания
света системой (или схема маскирования), показанная для нескольких 2-
разрядных команд, состоящих из операций сложения, сдвига и вычисления
дополнения. Сокращенные таблицы истинности, связанные с этими командами,
Неизменлющаяся "¦¦-•маска (шаблон) или непосредственное соединение с
волокном
Излучатели
Детекторы
Выходные сигналы, подаваемые на вентили ИЛИ
Рис 9.5. а схема перекрестного пропускания света для набора 2-разряд-
ных команд Ц10]. б - эквивалентная волоконно-оптическая схема,
250
Часть III. Систолические процессоры и логические матрицы
описаны, например, в [12]. Эквивалентный случай непосредственного
соединения -волокон показан на рис. 9.5, б. Из данного рисунка следует,
что число двоичных битов, необходимое для передачи информации о заданных
командах, пропорционально числу элементов в маске. Несомненно, что
максимально возможное число межэлементных соединений также является
пропорциональным числу этих элементов. Поскольку произведение
коэффициентов разветвления по выходу и объединения по входу определяет
число элементов в устройстве, то произведение этих коэффициентов будет
пропорциональным максимально возможному числу соединений. На протяжении
данной главы под числом межэлементных соединений будет подразумеваться
максимально возможное число соединений в перекрестной сети. Так,
перекрестная сеть из N\N элементов обеспечивает возможность создания N2
межэлементных соединений. Рис. 9.5, а служит иллюстрацией к тому факту,
что перекрестная сеть обладает присущим ей параллелизмом, связанным с
процессами объединения по входу и разветвления по выходу. Так как
коэффициенты разветвления по выходу и объединения по входу связаны с
четырьмя определенными выше параметрами, то в этом же контексте должен
быть рассмотрен и вопрос о параллелизме рассматриваемых систем.
Аналогичная ситуация наблюдается в аналоговых системах, где степень
параллелизма выполняемых операций тесно связана с мощностью входного
сигнала, шириной полосы частот, чувствительностью детектора и необходимым
значением отношения сигнал/шум.
Для того чтобы выяснить возможность изменения масштабов устройства,
полезно положить постоянной рассеиваемую в системе мощность. Это может
быть сделано в предположении, что мощность, выделяемая на единицу площади
поверхности, постоянна. В результате мощность зависит от длины как L2, а
произведение мощности на ширину полосы частот будет пропорционально L в
предположении, что именно ширина полосы частот волокна (обратно
пропорциональная L) ограничивает характеристики системы. Другим важным
параметром, описывающим возможность масштабирования системы, является
относительная чувствительность детектора, обратно пропорциональная полосе
частот. Чувствительность детектора тогда масштабируется пропорционально
L, так что произведение мощности и чувствительности детектора оказывается
Предыдущая << 1 .. 90 91 92 93 94 95 < 96 > 97 98 99 100 101 102 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed