对称三进制光学加法器的进位直达通道设计-上海大学高性能计算中心.pdf

维普资讯 150 微电子学与计算机 2007年第24卷第6期 对称三进制光学加法器的进位直达通道设计 蔡 超．金 翊 (上海大学 计算机工程与科学学院，上海 200072) 摘 要 ： 以对称三进制光学半加器为基础 ，提 出了一个对称三进制光学全加器方案。主要介绍 了进位直达并行通 道在对称三进制光学全加器中的实现方案和工作原理．从而论证了实现对称三进制光学全加器的可行性。 关键词 ：光计算机 ；加法器 ；Z-．值计算机 ；对称三进制 ；进位直达通道 中图分类号：TP30 文献标识码 ：A 文章编号：1000-7180(2007)06-0150-03 DesignofParallelThroughCarryLaneofBalanced TernaryOpticalAdder CAIChao，JINYi (Dept．ofComputerScienceandTechnology。ShanghaiUniversity。Shnaghai200072。China) Abstract：Basedontheprincipieofbalnacedternaryopticalhalf-adder。adesignofbalnacedternaryopticaladderis proposedinhtispaper．Themostimportantprateofhtepaperisintroducedablueprintnadprincipleofaparallel htroughcarrylnae．Byhtismenas。htefeasibiliytofactualizingbalnacedternaryopticaladderisdemonstrated． Keywords：opticalcomputer；adder；ternarycomputer；balancedternary；htrouhgcarrylane 1 引言 拥有众多位数的光计算机的算术运算速度。 三值光计算机的研究经历了理论设计到实验 进位直达并行通道就是为解决这个难题而发 研究几个阶段 1【】，目前它的理论结构设计趋于完善， 明的，它有两个主要方面：(1)在一串相邻位的进位 其 中光运算器组包含多种基本光运算单元，如加法 过程 中，进位值直达各个相对高位 ；(2)所有不相连 器、逻辑运算器等口一。 的进位串的进位直达过程并行进行四。 目前三值光加法器 的理论研究取得 了很大进 进位直达通道能够有效缩短进位时间的物理 展 ．已经设计 出了加法器光路图。理论研究表明：用 原理是 ：光线通过液晶门的时间远远短于打开液晶 两层液晶叠放 ．中间夹 以偏振片可以构成三进制光 门的时间囹。如果在表示进位值的光线到达液晶门 学加法器4【】。可是当数据位数超过百位时，进位的串 前将允许其通过的门打开 ，就可大大缩短进位时 行延时会大大降低加法器的运算速度。为此许多光 间 计算机研究者在探究绕过加法进位的方法 。2003 年 ．我们完成了非对称表示三进制光学加法器 的直 3 对称三进制加法器原理设计 达进位通道理论及可行性论证嘲，然而这个方法在 与基数为f0，1，2l的非对称三进制数相比，基数 对称三进制表示光学加法器中是否仍然有效和可 为f一1，0，11的对称三进制数不需要符号位就可以既 行 ．需要给出缜密的论证 。 表示正数又表示负数。因此可以统一正负数的算术