基于msd加法器的光學(xué)回饋策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對千位三值光學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略，該策略包括把解碼器的結(jié)果變換成下次輸入時(shí)編碼器控制信息的策略、回饋數(shù)據(jù)的地址對應(yīng)策略和中間結(jié)果的補(bǔ)0策略。通過對中間結(jié)果進(jìn)行回饋，使MSD加法器其能夠連續(xù)、正確的進(jìn)行后續(xù)的光學(xué)運(yùn)算，這不僅從一定程度上解決了加法器的流水線工作方式問題，而且提高了光學(xué)計(jì)算機(jī)加法器的工作效率，使得幾乎每個(gè)時(shí)鐘周期都能夠產(chǎn)生一組數(shù)據(jù)的運(yùn)算結(jié)果。該策略的實(shí)現(xiàn)同時(shí)完善了三值光學(xué)處理器的數(shù)值運(yùn)算能力，并且在數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域中發(fā)揮三值光計(jì)算機(jī)的“巨數(shù)據(jù)位”和“高并行性”的優(yōu)勢，擴(kuò)大三值光計(jì)算機(jī)在數(shù)值計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用。
【專利說明】基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種基于MSD加法器的光學(xué)數(shù)據(jù)回饋策略。
【背景技術(shù)】
[0002]在2011年出版的《中國科學(xué)E輯:信息科學(xué)》第5期“三值光學(xué)計(jì)算機(jī)中MSD加法器的理論和結(jié)構(gòu)”一文中公開了三值光學(xué)計(jì)算機(jī)MSD加法器三步式加法的理論以及提高加法效率的光學(xué)回饋技術(shù)，但是卻沒有嚴(yán)格意義上回饋技術(shù)的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的MSD加法器進(jìn)行加法操作時(shí)，需要根據(jù)MSD加法算法的三個(gè)步驟進(jìn)行五次邏輯變換，最后得到結(jié)果。不過，現(xiàn)有加法器沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)回饋區(qū)域，無法在液晶或其它具體的物理器件上實(shí)現(xiàn)回饋技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的文獻(xiàn)“三值光學(xué)計(jì)算機(jī)中MSD加法器的理論和結(jié)構(gòu)”中所描述的MSD加法涉及4中邏輯運(yùn)算，其真值表如下表所示。
[0004]表1:邏輯運(yùn)算真值表
【權(quán)利要求】
1.一種基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略，其特征是將三步式MSD加法步驟分離，采用流水線方式來實(shí)現(xiàn)；在第一組數(shù)據(jù)完成T和W運(yùn)算，將要進(jìn)入T’和W’運(yùn)算時(shí)，第二組數(shù)據(jù)進(jìn)入T和W運(yùn)算，在第一組數(shù)據(jù)進(jìn)入T2運(yùn)算，第二組運(yùn)算進(jìn)入T’和W’運(yùn)算，第三組數(shù)據(jù)進(jìn)入T和W運(yùn)算，依次類推直至所有的數(shù)據(jù)運(yùn)算完成；結(jié)合MSD加法器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在加法過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)回饋，即將T，W的運(yùn)算結(jié)果回饋到T’ X運(yùn)算器的編碼存儲(chǔ)空間中，T’ X的運(yùn)算結(jié)果回饋到T2運(yùn)算器的編碼存儲(chǔ)空間中，用做下一次運(yùn)算的編碼信息，使加法器得以同時(shí)連續(xù)以流水線方式運(yùn)行；所述回饋的策略包括三部分:數(shù)據(jù)回饋策略、地址變換策略、中間結(jié)果補(bǔ)O策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略，其特征在于: 所述數(shù)據(jù)回饋策略的操作步驟如下: 1)按照各個(gè)運(yùn)算器三種光態(tài)與編碼信息的映射關(guān)系將解碼結(jié)果轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的編碼信息，對位組合成編碼信息字符串； 2)分別按照T，W，T’，W’，T2運(yùn)算器的基址和偏移地址將各自的編碼信息字符串存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中； 3)對T，W，T’，W’運(yùn)算器存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)進(jìn)行中間結(jié)果補(bǔ)O策略； 4)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；并且將T2運(yùn)算器存儲(chǔ)空間中的編碼信息字符串通過網(wǎng)絡(luò)通信傳遞給上位機(jī)客戶端，傳送完畢后清除存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)信息； 5)將T運(yùn)算器補(bǔ)O后的編碼信息字符串存儲(chǔ)在從T’運(yùn)算器基址開始的主光路存儲(chǔ)空間中，W運(yùn)算器補(bǔ)O后的 編碼信息字符串存儲(chǔ)在從W’運(yùn)算器基址開始的主光路存儲(chǔ)空間中，T’運(yùn)算器補(bǔ)O后的編碼信息字符串存儲(chǔ)在從T2運(yùn)算器基址開始的主光路存儲(chǔ)空間中，連接在主光路用戶下一組數(shù)據(jù)的T，W運(yùn)算器編碼信息的存儲(chǔ)空間后，用來生成主光路下一次運(yùn)算的控制信息； 6)將W運(yùn)算器補(bǔ)O后的編碼信息字符串存儲(chǔ)在從T’運(yùn)算器基址開始的控制光路存儲(chǔ)空間中，T運(yùn)算器補(bǔ)O后的編碼信息字符串存儲(chǔ)在從W’運(yùn)算器基址開始的控制光路存儲(chǔ)空間中，r運(yùn)算器補(bǔ)O后的編碼信息字符串存儲(chǔ)在從T2運(yùn)算器基址開始的控制光路存儲(chǔ)空間中，連接在控制光路用戶下一組數(shù)據(jù)的T，W運(yùn)算器編碼信息的存儲(chǔ)空間后，用來生成控制光路下一次運(yùn)算的控制信息； 7)清除T，W，T’，W’運(yùn)算器存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)信息，等待獲取下一次光學(xué)運(yùn)算的解碼結(jié)果O 本發(fā)明針對地址變換進(jìn)行了專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的設(shè)計(jì)，利用ARM開發(fā)板的SDRAM來實(shí)現(xiàn)。該區(qū)域存儲(chǔ)主光路(第一第二運(yùn)算部件)和控制光路(第三運(yùn)算部件)的編碼數(shù)據(jù)?？紤]到三值光學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一整屏液晶對應(yīng)有效像素為512個(gè)，同時(shí)每一個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)解碼數(shù)據(jù)中的兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，所以擴(kuò)展后，每個(gè)區(qū)大小為576/8*2=144byte。以單個(gè)144byte為例，對于一倍(不考慮擴(kuò)展)的地址空間，五個(gè)運(yùn)算區(qū)被均等劃分。由于144/5=28，因此選取8的倍數(shù)24byte作為各個(gè)運(yùn)算區(qū)大小。對于剩余的144_24*5=24byte，劃分為非冗余部分剩余8byte，冗余部分則為16byte。冗余部分進(jìn)一步劃分為五個(gè)子分區(qū)，作為運(yùn)算區(qū)的備份。控制光路部分與主光路相似。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略，其特征在于: 所述地址變換策略如下:地址變換策略是為了保證數(shù)據(jù)回饋的正確性，使數(shù)據(jù)能夠回饋到編碼器端相應(yīng)的地址，以便上次未完成加法運(yùn)算的數(shù)據(jù)能夠正確進(jìn)行下一次變換運(yùn)算，直到進(jìn)行完T2變換得出最終加法結(jié)果。地址變換過程由FPGA的重構(gòu)電路實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MSD加法器的光學(xué)回饋策略，其特征在于: 所述中間結(jié)果補(bǔ)O策略如下: MSD加法規(guī)定一組數(shù)據(jù)在進(jìn)行T’，W’運(yùn)算前必須首先將T，W的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)O操作，在進(jìn)行T2運(yùn)算前必須首先將T’，Ψ的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)O操作；MSD加法器的中間結(jié)果補(bǔ)O策略需要根據(jù)T’，W’，T2運(yùn)算器的數(shù)據(jù)O所對應(yīng)的光的狀態(tài)與編碼信息的映射關(guān)系進(jìn)行補(bǔ)位操作；因此，無光態(tài)O對應(yīng)編碼信息00，水平偏振光I對應(yīng)編碼信息10，垂直偏振光-1對應(yīng)編碼信息11，該策 略保證了傳遞數(shù)據(jù)信息的正確性。
【文檔編號(hào)】G06F7/50GK104035744SQ201410266173
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】彭俊杰, 沈戎 申請人:上海大學(xué)