Класи інтерфейсних пристроїв

polischuk_LED3

Мова піде про інтерфейси. Може здатися, що оптичне обчислювальне середовище, маючи унікальну здатність одночасно обробляти великі масиви інформації, як би відірвана від добре розробленої і всенародно улюбленої електронної обчислювальної інфраструктури, в якій обробка і передача інформації здійснюється послідовно. Проте насправді будь-який оптичний комп’ютер повинен бути обрамлений звичайною електронікою [99].

Сьогодні при введенні оптичного зображення в ЕОМ вакуумні передавальні телевізійні трубки повністю витиснені приладами із зарядовим зв’язком ПЗЗ (CCD — charge coupled device). Пристрої на основі ПЗЗ сприймають зображення паралельно по оптичному каналу, а передають послідовно по електронному. У ряді випадків послідовне перекачування вмісту ПЗЗ в оперативну пам’ять ЕОМ обмежує швидкодію всього оптоелектронного обчислювального комплексу. В наш час є російські і зарубіжні розробки оптоелектронних інтерфейсів, в яких матричний фотоприймач конструктивно суміщений з елементами RAM в оперативній пам’яті ЕОМ. Звідси — один крок до використання оптичного каналу доступу до електронних чипів через третє вимірювання. Такі роботи сьогодні щосили ведуться в зарубіжних лабораторіях. Виявляється, навіть в стандартній мікосхемі довжина з’єднань між вентилями, розташованих на різних друкованих платах, деколи вимірюється метрами. Використання оптичного каналу для організації «міжчипового» обміну дозволяє на порядок скоротити затримку розповсюдження сигналу.

Від ЕОМ до оптичного комп’ютера інформація передається за допомогою керованих транспарантів або просторових модуляторів світла ПМС (SLM — spatial light modulator). Проте рідкокристалічні панелі, що найчастіше використовуються для цих цілей, мають істотний недолік — порівняно низьку швидкодію. Існують також оптичні транспаранти з електронним управлінням на циліндрових магнітних доменах і термопластиках. До перспективних напрямів належить розробка ПМС з так званими розумними комірками (SP, smart pixels). Вони можуть модулювати амплітуду падаючої світлової хвилі як з використанням сигналів електронного інтерфейсу, так і за допомогою другої світлової хвилі. По суті — це прозора інтегральна схема, яка виконана за оптоелектронною технологією і використовує паралельний оптичний вхід і вихід інформації за допомогою третього вимірювання. Цікаво, що для перших експериментів з пристроями типу SLM-SP звичайні чипи кремнієвої пам’яті покривали тонким шаром рідкого кристала. Електричне поле поблизу заряджених елементів пам’яті орієнтує молекули рідкого кристала, виявляючи електрооптичний ефект у відбитому світлі. Згодом для цієї мети почали розробляти спеціальні чипи, а також застосовувати електромагнітооптичні рідини і використовувати ефект Фарадея. Такі транспаранти виявилися більш швидкодіючими [100].

Ще один клас інтерфейсних пристроїв утворюють багатоелементні лазери. Останнє досягнення в цій області — матриці напівпровідникових лазерів розміром 1000×1000 світловипромінювальних елементів. Випромінювання генерується перпендикулярно до площини чипа. У таких оптоелектронних БІС використовується технологія виготовлення лазерів з вертикальним розташуванням резонаторів (VCSEL, vertical cavity surface-emitting lasers). Недолік подібних пристроїв полягає в тому, що в кожен момент часу світло може випромінюватися тільки лазерами, розташованими або в одному рядку, або в одному стовпці матриці. Мабуть в подальших розробках слід чекати об’єднання технологій SLM-SP і VCSEL

Оставьте комментарий к статье