(57)【要約】【課題】  番地コードから番地選択コードを生成し、ポリハイブリッド変成器により番地選択信号を得る装置においては、番地選択コード生成の際に追加する冗長桁の桁数を増やして、装置の信頼度を向上させることが出来る。しかし装置が複雑化すると云う問題がある。【解決手段】  装置の構成にＴ値（Ｔは３以上の整数）発振素子を用いると、番地コード行列、選択コード行列、巻線コード行列などの要素が複素数で表わされることになる。また、出力行列も対角要素以外が一般に複素数となる。選択出力となる対角要素が実数であることに注目し、非対角要素の実数部を非選択出力とすることにより選択比が改善される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ値（Ｔは３以上の整数）複素選択コードの各桁に対し、複素定数、１＝ｅｘｐ（０・２πｉ／Ｔ）、Ｗ１＝ｅｘｐ（１・２πｉ／Ｔ）、Ｗ２＝ｅｘｐ（２・２πｉ／Ｔ）、・・・、ＷＴ−１＝ｅｘｐ（（Ｔ−１）・２πｉ／Ｔ）を乗じた位相で発振するＴ個の出力素子を用意して、番地選択の各出力端子に対応するＴ値複素巻線コードの各桁に対し、選択コードの対応する桁の用意したＴ個の出力素子の内、巻線コード当該桁の複素共役値を乗じているものから出力信号を取出し、それらを加え合わすことにより、当該出力端子に対する出力信号とすることを特徴とするＴ値発振素子を用いた番地選択方式。
【請求項２】
前記の番地選択の出力信号として、前記の出力素子の発振位相の実数成分を取り出すことを特徴とする請求項１に記載の番地選択方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はパラメトロンなど発振位相を情報担体とする演算素子を用いる計算機などに適合した記憶装置の番地選択方式に関わる。詳しくは、２周波法磁心記憶装置の番地選択用信号を発生する方式である。従来の番地選択方式として、パラメトロンなど２値位相に基づく素子を用いる方式が知られているが、本発明は少なくとも３値以上の位相（以下、Ｔを３以上の整数として、Ｔ値位相という）に基づく素子を用いる方式である。
【背景技術】
【０００２】  従来、パラメトロン計算機の記憶装置として、記憶素子に磁心を用い、情報書込み用パラメトロン（周波数ｆで発振）の出力信号と番地選択用パラメトロン（周波数ｆ／２で発振）の出力信号を重畳して磁心に印加することにより書込みを行い、また番地選択用パラメトロンの出力信号のみを磁心に印加して得られる信号を情報読出し用パラメトロン（情報書込み用パラメトロンと同一のものを時分割で切替えて用いる）により増幅して読出しを行う方式が知られている。【０００３】  この記憶装置においては、１語のビット数に対応する行（行数ｍ）と、装備する語数に対応する列（列数ｎ）に対応して行列状に磁心を並べ、各磁心に対し行方向には読書用の巻線を、列方向には番地選択用の巻線を通し、それぞれ情報読書用パラメトロンおよび番地選択用パラメトロンに接続する。番地選択にはｎ個用意した番地選択用パラメトロンの内、選択番地に対応する１個を発振させる。そのために選択コード生成回路１、変成器駆動回路２及びポリハイブリッド変成器３から成る番地選択装置が用いられる（図１参照）。【０００４】  選択コード生成回路１は指定した番地コードＸｉ（ｂ桁の行ベクトル）に冗長桁を追加して選択コードＹｉ（ｓ桁の行ベクトル）を生成する論理回路である。変成器駆動回路２は選択コードの各桁の信号を増幅して出力する回路である。ポリハイブリッド変成器３は複数のフェライト磁芯と巻線からなる回路で、選択コードを入力し出力信号Ｚｊ（ｎ桁の列ベクトルで、その成分はｎ個の出力端子に対応し、ｎ＝２ｂである）を出力する回路である。【０００５】  番地コードにより指定された端子（選択出力端子）には相対強度が１、それ以外の端子（非選択出力端子）には相対強度が１以下となる信号を出力する。ここで、非選択出力最大絶対値の選択出力に対する比を選択比と呼ぶが、この比を或る程度小さな値（比を分数または少数で表わし、例えば１／３）にすると、この出力信号でパラメトロンを励振した場合、その励振閾値特性により選択されたパラメトロンのみを発振させることが出来る。【０００６】  ポリハイブリッド変成器３は、変成器駆動回路２の各出力を入力巻線に接続したｓ個のフェライト磁芯と巻線コードＷｉ（ｓ桁の行ベクトル）に従って各フェライト磁芯を正逆方向に通るｎ本の出力巻線から成り、各巻線は出力端子に接続される。ｎ個の出力端子への出力信号Ｚｊは、このポリハイブリッド変成器の特性を示す出力行列Ｚ（ｎ行ｎ列）の列ベクトルとして与えられる。【０００７】  Ｚは、選択コード行列Ｙ（ｓ行ｎ列）、巻線コード行列Ｗ（ｓ行ｎ列）、を用いてＺ＝Ｙ・ＷＴと表される。ここで、・は行列の乗算、ＷＴはＷの転置行列をそれぞれ表す。Ｙは選択コード行列として、パラメトロン（２値発振素子）の発振位相の０相（ｅｘｐ（０・２πｉ／２））とπ相（ｅｘｐ（１・２πｉ／２））に対応して１または−１の値を、Ｗは単位巻線当たりの巻線コード行列として、巻線の向きの正逆により１または−１の値を取る。【０００８】  このようにポリハイブリッド変成器は、変数として入力される選択コードベクトルと、各出力端子に対応して予め設定された定数としての巻線コードベクトルとのスカラー積を求める回路と云える。ま���、上に定義した行列ＹとＷは行列として等しい場合のみを考える（非特許文献）。【０００９】  図２は選択コード行列及び巻線コード行列が２行２列（ｓ＝２、ｎ＝２）で、コードベクトルが［１  １］と、［１  −１］である番地選択装置（選択コード生成回路を除く）の例を示す。丸印４はパラメトロンを、その上側の線５は入力を、下側の線６は出力を、７は駆動増幅器をそれぞれ表す。パラメトロン４及び駆動増幅器７が変成器駆動回路８を構成する。駆動増幅器の出力はポリハイブリッド変成器磁芯１０の入力巻線９に接続される。選択コードｙ０及びｙ１に対し同じ構成の回路が用意されており、それぞれの変成器磁芯の出力巻線１１は、直列接続にして出力端子に接続される。【００１０】  出力端子ｚ０に対しては巻線コード［１  １］に対応して、ｙ０およびｙ１に対する出力巻線がいずれも正向きに、また出力端子ｚ１に対しては巻線コード［１  −１］に対応して、ｙ０に対する出力巻線が正向きに、ｙ１に対する出力巻線が逆向きになっている（１２で示す）。この番地選択装置は、番地桁がｙ１、冗長桁がｙ０として、２者選択を行うものでｙ１＝１の時に出力端子ｚ０が、ｙ１＝−１の時に出力端子ｚ１が選ばれる。選択コード［１  １］に対しては出力ベクトルが［２  ０］Ｔ、選択コード［１  −１］に対しては出力ベクトルが［０  ２］Ｔとなり、選択比は０／２となることが分かる。【００１１】  図３は、図２に示す番地選択装置の選択コード各桁に対し、パラメトロンの入力側に１３で示す否定演算を挿入した回路を並列に追加したものである。否定演算は位相がπの移相操作に相当するため、その出力巻線１４は正向きであるが、否定演算を含まない出力に対し巻線を逆向きにしたものと同じ効果が得られる。これは位相がπ以外の移相操作が必要となるＴ値発振素子を用いた番地選択装置に不可欠な回路構成となる。【００１２】
【非特許文献】高橋秀俊編著：パラメトロン計算機、岩波書店（１９６８）５１−６８頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  上記のように記憶装置の番地選択用パラメトロンの励振に、パラメトロンの閾値特性を利用するが、素子のばらつきなどによる信頼度の低下が避けられない。そのため選択比を十分小さな値にする必要がある。そこで番地コードの桁数に対して追加する冗長桁の桁数を増やす必要があり、回路が複雑になるなどの欠点がある。本発明はＴ値論理を利用することで、より少ない冗長桁を用いて、より小さな値の選択比を実現する課題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明の、Ｔ値発振素子を用いる番地選択方式は原理的には２値の場合と全く同じであるが、番地コード行列Ｘ、選択コード行列Ｙ及び巻線コード行列Ｗの各要素がＴ値の多値変数となることである。Ｔ値発振素子を用いる場合、各変数は発振位相に対応して、次のＴ個の値（複素数）、１＝ｅｘｐ（０・２πｉ／Ｔ）、Ｗ１＝ｅｘｐ（１・２πｉ／Ｔ）、Ｗ２＝ｅｘｐ（２・２πｉ／Ｔ）、・・・、ＷＴ−１＝ｅｘｐ（（Ｔ−１）・２πｉ／Ｔ）の何れかを取る。ここでｅｘｐ（・）は指数関数を、ｉは虚数単位を表す。以下、説明の便宜上、主としてＴ＝３の場合について説明する。【００１５】  ３値変数は次の３つの値、１＝ｅｘｐ（０・２πｉ／３）、ｗ＝ｅｘｐ（１・２πｉ／３）、ｗ＝ｅｘｐ（２・２πｉ／３）の何れかを取るものとする（ｗの下線は複素共役を表す）。そしてポリハイブリッド変成器の特性を示す出力行列Ｚは、３値選択コード行列Ｙ及び３値巻線コード行列Ｗ、を用いてＺ＝Ｙ・ＷＴで与えられる。ここでＷはＷの複素共役行列を示す【００１６】  図４はＴ値発振素子（ここでは３値発振素子として説明）による番地選択装置の一桁分について、複素数の選択コードベクトルと巻線コードベクトルの各要素間の積を如何に実現するかを示す。図の丸印１５は３値発振素子を示す。その上側の線は入力を示し、それらに直交する短線は位相推移演算を示す。１本の短線１６はｗを、２本の短線１７はｗを乗ずる演算に相当する。Ｔ値発振素子を用いる場合はＴ−１本までの短線で示す位相推移演算を考える必要がある。【００１７】  図のように選択コードの各桁ｙｉに対し１、ｗ、ｗを乗じた位相で発振する３つの素子を用意し、対応する巻線コード桁の値の複素共役値が乗じられた出力を選ぶことにより２数の積ｙｉ・ｗｊを得る。このようにして得られる選択コード各桁の出力を直列回路により加え合わせて、行列Ｙのｉ行ベクトルと行列Ｗのｊ列ベクトルのスカラー積として出力ｚｊが得られる。【００１８】  選択比は、出力行列Ｚの対角要素（全て同じ値でその行列の行数または列数に等しい）に対する非対角要素の最大絶対値の比となる。しかし選択比の分母が実数であることに注意すると、分子も非対角要素実数部の最大絶対値とすることにより、選択比の改善が期待できる。つまり出力行列Ｚの実数部から成る行列（Ｚ＋Ｚ）／２に対して選択比を求める。【００１９】  図５は出力行列Ｚの実数部を取り出す回路を付加した番地選択装置の一桁分の一実施例を示す。図４の３値発振素子１５に、それぞれ複素共役回路１８を付加した構成となっている。複素共役回路は入力１９に対し２つの出力２０及び２１を備え、２０には入力値がそのまま、２１には入力値の複素共役値が得られる回路である。これらの出力２０、２１を、駆動増幅器を介してポリハイブリッド変成器磁芯１０の入力巻線９にそれぞれ接続する。更に、直列接続の出力巻線２２により加算が行われ、実数部の出力ｚ’ｊの対応する桁の出力が得られる。【００２０】  図６は３値発振素子による複素共役回路の一実現法を示す。丸印はそれぞれ３値発振素子を示す。その上側の線は入力を、下側の線は出力を示す。２重の入力線は入力が２倍の強度で結合していることを示す。また、丸印内の１、��、ｗ、２ｗ、２ｗ、などは定数入力の強度と種類を示す。複数入力に対しては多数決演算が行われる。端子１９への入力ｚに対し、出力端子２０にはｚが、出力端子２１へはｚが出力される。【００２１】  図７はＴ値発振素子による複素共役回路の一実現法を示す。【００２２】  以上説明した通り、Ｔ値発振素子を用いる本発明の番地選択方式の特性は、発振位相を表す複素数を要素とする行列により記述出来る。また選択比は、出力信号の実数部を用いることで、複素数を用いる場合に比較して大きな改善が得られる。【００２３】  ここで説明した番地選択装置の出力に、多数決による閾値演算回路を付加し、選択コードベクトルをパターンベクトルと看做すと、パターン選択装置が実現出来る。本方式により高いパターン識別比を持つパターン選択装置が実現出来る。更に、巻線コードに誤り訂正符号を用いることで、パターンの歪みに強い選択装置となる。【００２４】  また、本方式の基本は、多値発振位相を複素数で表現すること、それらを要素とするベクトルと行列の積を効率よく実現することである。ベクトルを関数に、行列をフーリエ変換行列と看做すと、フーリエ変換を効率よく行う装置が実現出来る（図２に示す回路の選択コード行列は２値１変数関数のフーリエ変換行列となっている）。これらの装置は一般のパターン認識や脳における神経回路モデルの研究にも役立つものと期待出来る。
【発明の効果】
【００２５】  本方式により高性能な番地選択装置あるいはパターン選択装置が、より簡単な構成で安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】  強制振動による３分周発振を利用する３値発振素子を用いると、基本演算は多数決演算と２種類の遅延演算（ｗ−遅延と、ｗ−遅延）となる。これらの素子を用いて番地コードから選択コードを生成する論理回路を実現する。更にこの３値発振素子を用いてポリハイブリッド変成器駆動回路を実現して変成器磁芯を駆動する。巻線コードに従ってポリハイブリッド変成器磁芯に巻線を施し出力を得る。
【実施例】
【００２７】  数１に３値複素選択コード行列の一例を示す。第１列と第２列は２桁の番地コードで９個の出力端子の内の１つを指定する。第３列と第４列は番地桁に追加した冗長桁で、この４桁の選択コードは最小距離が３である３値誤り訂正符号となっている。この選択コード行列Ｙと、巻線コード行列Ｗ（Ｙと同じ行列）を用いて得られる出力行列Ｚを数２に示す。選択比は１＋３ｗの絶対値２．６４・・・（図８参照）を用いて２．６４・・・／４となる。これに対してＺの実数部から成る行列に対する選択比は、１＋３ｗ或いはｗの実数部−０．５の絶対値（図８参照）を用いて０．５／４となり、前者に比べて５倍以上の選択比の改善が得られる。【００２８】
【数１】
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【数２】
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【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の原理を説明するためのブロック図
【図２】パラメトロンを用いた番地選択装置の一例を示す図
【図３】図２の回路に否定演算を含む回路を付加した番地選択装置を示す図
【図４】Ｔ値発振素子を用いた番地選択装置の一部を示す図
【図５】図４に複素共役回路を付加した番地選択装置の一部を示す図
【図６】３値発振素子による複素共役回路の一例を示す図
【図７】Ｔ値発振素子による複素共役回路の一例を示す図
【図８】式２に示す複素出力行列の要素をベクトルで示す図
【符号の説明】
【００３０】  １  選択コード生成回路
２  変成器駆動回路
３  ポリハイブリッド変成器
４  パラメトロン
５  パラメトロンへの入力線
６  パラメトロンからの出力線
７  駆動増幅器
８  変成器駆動回路を構成する回路素子
９  ポリハイブリッド変成器磁芯への入力巻線
１０  ポリハイブリッド変成器磁芯
１１  ポリハイブリッド変成器磁芯に正向きに結合する出力巻線
１２  ポリハイブリッド変成器のｙ１用磁芯に逆向きに結合する出力巻線
１３  パラメトロンの否定演算
１４  ポリハイブリッド変成器のｙ１用磁芯の１つに正向きに結合する出力巻線
１５  ３値発振素子
１６  ｗ−遅延回路
１７  ｗ−遅延回路
１８  複素共役回路
１９  複素共役回路への入力
２０  複素共役回路からの直接出力
２１  複素共役回路からの複素共役出力
２２  直列接続された２つの出力巻線
２３  Ｔ値発振素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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