книги из ГПНТБ / Аналоговые запоминающие и адаптивные элементы

хранением информации при отключении источников питания, позволяют вместе с тем перейти к микроминиатюризации устройств на основе использования магнитной групповой техно­ логии. Это обстоятельство является чрезвычайно важным для реализации ОМС, которые, как отмечалось в § 4-1, характери­ зуются огромным числом адаптивных компонентов.

на ТМП буквально такая же, как и для случая применения ОМС на тороидальных сердечниках с высокочастотным считыванием ('§ 4-5,6). Поэтому ниже будут рассмотрены особенности построе­ ния лишь собственно матриц с «весовыми» компонентами.

Принципиально АЭ можно строить как на цилиндрических, так и на плоских пленках. В обоих случаях возбуждение осу­ ществляется по трудной оси, а выходной сигнал обусловлен изменением потока в направлении легкой оси.

На рис. 4-7 изображена схема матрицы для случая цилин­ дрических пленок (Л. 168]. Каждая строка матрицы представ­ ляет собой отдельную проволоку с нанесенным на нее магнитным покрытием. Легкая ось намагничивания совпадает с тангенци­ альным направлением. Каждый из проводов возбуждения соот-

в данном столбце, представляет собой один адаптивный элемент. Выходные сигналы АЭ одной строки суммируются прямо на со­ ответствующей проволоке.

На рис. 4-8 представлена конструкция матрицы из 64 адап­ тивных элементов (весов), выполненных на 32 тонкопленочных элементах канальной геометрии (см. рис. 1-34). На общую стеклянную подложку нанесены 32 узких ферромагнитных кана­ ла размером 6,0X0,2X0,00015 мм. Пленки выбраны с параметра­ ми: # с = 3 а/см и fffc/ffc^i2. Адаптивные элементы в матрице имеют общие шины возбуждения / и раздельные шины адапта­ ции 2.

дивидуальная адаптация весовых элементов (запись) и 3) не­ разрушающее считывание взвешенной суммы сигналов элемен­ тов, составляющих соответствующую строку матрицы.

лувыбранных» элементах матрицы в режиме записи применено стробирование, сущность которого поясняется рис. 4-9. Синхрон­ ность продвижения верхушки обратного домена в пленках при

сигналам элементов, заданным в форме напряжений или токов определенного уровня или в виде заданного числа импульсов.

функция от координат векторов, участвующих в обучении. Ти­ пичный пример таких функций задается соотношениями (4-3) (связь между с, и сь), необходимыми для подсчета расстояний. Примерами алгоритмов, в которых реализуется такой метод за-

162

менения в АЭ; скорее всего, указанные два способа использова­ лись потому, что они быстрее всего вели к успеху. Хорошо из­ вестно, что точность записи в АЭ может быть существенно ниже, чем в АЗЭ, но окончательное решение вопроса о методе записи может быть принято только с учетом конкретных характеристик задачи распознавания.

Рассмотрим технические особенности осуществления обоих режимов записи.

б) Прямой режим записи

Прямой режим записи, по существу, совпадает с режимами записи в АЗЭ, но, как только что отмечалось, точность записи, вообще говоря, может быть существенно ниже, чем в АЗЭ. Для разомкнутых схем записи (§ В-2, 3-1,6) удобнее всего использо­

дом идеального намагничивания (§ 1-2,г), когда входные сигна­ лы заданы в форме постоянного тока. Схема с экранированием потока позволяет также производить запись, если входные сиг­ налы представлены в виде временных интервалов. Понятно, что в любом случае приходится перед записью устанавливать все АЭ в исходное положение. В трансфлюксорах это делается по­ дачей постоянного тока (§ 1-3), в тороидальных сердечниках — методом идеального намагничивания подачей одного лишь пере­ менного тока (§ 1-1,г) или встречным включением двух АЭ с переводом их в состояние насыщения постоянным током ана­ логично тому, как это было предложено в [Л. 83]. В разомкну­

При использовании замкнутых схем (§ 3-1,6) запись удобно производить параллельно во все АЭ одного столбца и после­ довательно по столбцам. Принцип такого способа записи для АЭ на трансфлюксорах иллюстрируется рис. 4-11. (Для просто­ ты АЭ изображены состоящими из одного двухотверстого транс­ флюксора.) На каждом АЭ имеются четыре обмотки: обмотка возбуждения и выходная обмотка, проходящая через малое отверстие, и две обмотки записи, обеспечивающие запись совпа­ дением переменного и постоянного тока и проходящие через большое отверстие. Возбуждение подается только на один стол­ бец; тогда на выходах строк сигналы будут определяться со-

164

ным значениям весов в этом столбце; последние в схемах срав­

в АЭ устанавливаются заданные значения весов. Запись может быть как импульсной, так и непрерывной. Отметим, что началь­ ное состояние АЭ может быть любым, так как направление записи имеет реверсивный характер. Если предварительно уста­ навливать АЭ в одно и то же исходное положение, то можно

ся и как один из координатных токов записи, а провод строки

следнего на работу выходных цепей обычно полностью исклю­ чается узкополосным фильтром (см. рис. 4-5).

х,= | x 2 = 0 x m = Q п

16 5

Схему выбора АЭ посредством селектирующих сердечников (§ 1-2,6) можно применять как для АЭ, построенных на трансфлюксорах, так и на тороидальных сердечниках. В отличие от генераторов записи, изображенных на рис. 4-11 и 4-12, в этом случае используются генераторы записи с двумя выходами:

один для тока i* , другой для /~ ц (см. рис. 1-17,в). Временная программа подачи импульсов тока строк i* , i~

и импульсов тока столбцов г~ , i* здесь несколько отличается

от описанной в § 1-2,6, так как после каждого такта записи следует пауза, необходимая для считывания. Понятно, что при­ менение селектирующих сердечников допускает только импульс­ ный способ записи.

Отметим, что применение замкнутых схем позволяет произ­ водить запись построчно, как и в случае разомкнутых схем, од­ нако это потребовало бы т дополнительных выходных цепей

166

(по числу столбцов) и т проводов обратной связи. Матрица, построенная для построчного способа записи по замкнутой схе­ ме, описана в работе [Л. 131]. При построении адаптивных эле­ ментов на цилиндрических или плоских магнитных пленках удобно применять запись совпадением переменного тока возбуж­ дения и импульсов постоянного тока (§ 4-5,в). Таким образом, процессы записи в адаптивных элементах на тороидальных сер­ дечниках, использующих метод совпадения переменного и посто­ янного полей, и в адаптивных элементах на тонких пленках формально являются одинаковыми, несмотря на существенные различия в механизмах перемагничивания. Так как характери­ стики зависимостей выходного сигнала от числа импульсов по­ стоянного тока являются существенно нелинейными (§ 1-5,а), то при записи необходимо применять обратную связь точно так же, как это делается и при использовании тороидальных сердечни­ ков (рис. 4-12).

167

в) Запись при реализации итеративных алгоритмов

Для этого режима записи непригодны такие методы, которые связаны со стиранием всей предыдущей информации, как, на­ пример, методы идеального намагничивания (§ 1-1,г) или запи­ си непрерывным током (§ 1-1,а). Важно, чтобы сигнал записи управлял величиной приращения магнитного потока по отноше­ нию к накопленному ранее потоку, но не по отношению к не­ которому исходному фиксированному потоку (чаще всего ну­

(4-10), можно изменять посредством вариации параметров им­ пульса.

Проще всего рассматриваемый режим записи реализовать при использовании метода совпадения переменного и постоян­

Порядок работы схемы следующий. При поступлении дискрет­

169

между собой или определения зна­ ка этих величин или каким-то более сложным образом и находит знак желательного изменения выходных величин APi, ..., АРГ- Далее запись проводится в два этапа, необходи­ мость в которых вызвана тем, что

что они выдают импульсы записи того же знака, что и APh- При этом включается только ключ Ки т. е. за­ пись производится только в тех столбцах, где Xi = -\-\. На втором этапе импульсы записи меняют знак и включается только ключ Кг, т. е. запись производится только в тех

'переменный ток *.

В принципе, используя метод совпадения переменного и по­ стоянного тока, можно осуществить запись по описанным выше правилам и при использовании трансфлюксоров, однако это по­ влечет за собой некоторое усложнение схемы, так как в трансфлюксорах требуется по два провода на столбец — отдельно для записи и возбуждения, поэтому и число входных ключей удваивается. Соответствующая схема изображена на рис. 4-14. Ее работа ничем не отличается от работы схемы на рис. 4-13,а; единственная разница заключена в том, что ключи Ki и Кг во время считывания целесообразно отключать во избежание по­ мех на выходе АЭ.

* Если входные сигналы двоичные (1, 0), то запись производится в один этап. В АЭ тех столбцов, в которых Xi = l, веса корректируются, а в АЭ столб­ цов, в которых Хг=0, коррекция не происходит. Естественно, что ключ Кг в этом случае отсутствует.

170