一种全符号msd快速加法器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种全符号MSD快速加法器。该加法器设有一个全符号输入变换器经光路00、光路10、光路01、光路11四条光路分别连接一个子变换器C、所述子变换器A、一个子变换器V和一个子变换器D；电信号ui、vi连接至所述全符号输入变换器的控制端；所述四个子变换器（C、A、V和D）的输出端输出最终结果。本发明针对输入操作数的符号情况进行划分（主要研究输入符号包含0、1、-1的情况），扩展了原先的限制输入符号的一步式加法器的应用范围，使得其针对全符号输入的情况仍能进行快速MSD计算。同时，该方案的实现使得一步式加法能够更加完善运作，提高了三值光学计算机全并行相加运算的计算效率，扩大三值光计算机在数值计算领域的应用。
【专利说明】-种全符号MSD快速加法器
【技术领域】
[OOOU 本发明设及的是一种全符号MSD (冗余数字系统）快速加法器。
【背景技术】
[0002] 在2012年出版的《中国科学E辑；信息科学》第42卷第7期值光学计算机一 种限制输入一步式MSD加法器"一文中公开了一种限制输入符号的一步式MSD加法器技术， 但是该加法器仅可应用于输入符号包含0和1的数据，无法完全覆盖=值光学计算机的0， 1，-1 S种符号。采用MSD数进行加法运算时，遵循中位变换原理：假设操作数a, b进行加 法运算，取其中任意连续的立化即aA_iai_2与b如_如_2。经过运算后，最终结果中第i位 Ci的值将唯一确定，我们称之为中位变换原理。
[0003] 现有的文献值光学计算机一种限制输入一步式MSD加法器"中所描述的限制 输入符号的一步式加法器，其真值表如下表所示。
[0004] 表1 ;限制输入符号的3位中位变换真值表
【权利要求】
1. 一种全符号MSD快速加法器，其特征在于：设有一个全符号输入变换器（1)经光路 00、光路10、光路01、光路11四条光路分别连接一个子变换器C(2)、所述子变换器A(3)、一 个子变换器V (4)和一个子变换器D (5);电信号接至所述全符号输入变换器（1)的 控制端，所述电信号4、Vi是根据操作数高位的不同组合值产生的；所述子变换器C(2)、子 变换器A (3)、子变换器V (4)和子变换器D (5)的输出端输出最终结果。
2. 根据权利要求1所述的全符号MSD快速加法器，其特征在于：所述全符号输入变换 器（1)有四条光路，每条光路都是按照偏振片（'、111、112、￥7)、液晶仏(： 1一^；)、偏振片（￥2、 V4、H3、H4 )、液晶（LC5-LC8)、偏振片（V3、V5、V 6、V8)从左到右的顺序依次紧贴构成，普通光 源放在最左端的偏振片的左端，而最右端的偏振片的输出作为下一级的输入；Up Vi表示根 据操作数高位的不同组合值产生的电信号，Ui加载到左边一列液晶（LCi+LC；)的控制端，Vi加载到右边一列液晶（LC5+LC8)的控制端；从上到下的四条光路，分别命名为光路00、光路 10、光路01以及光路11 ;光路00从左到右的三块偏振片分别为垂直偏振片Vi、垂直偏振片 V2、垂直偏振片V3;光路10从左到右的三块偏振片分别为水平偏振片H i、垂直偏振片V4、垂 直偏振片V5;光路01从左到右的三块偏振片分别为水平偏振片H 2、水平偏振片H3、垂直偏振 片V6;光路11从左到右的三块偏振片分别为垂直偏振片V 7、水平偏振片H4、垂直偏振片V8; 从上到下的四条光路的最终输出端将分别连接下一级的所述各子变换器（2、3、4、5)。
3. 根据权利要求1所述的全符号MSD快速加法器，其特征在于：所述子变换器A(3):子 变换器A(3)的光源由全符号输入变换器（1)提供，即让全符号输入变换器（1)紧贴子变换 器A (3)的一个垂直偏振片V1A，该垂直偏振片V1A紧贴液晶LC 1A，该液晶右端1^再紧贴一 个水平偏振片H1A，从bg输入的光通过一个反光镜F1A、一个半反半透镜BF1A的反射，到达与 从ag输入并经过所述半反半透镜BF 14透射过来的光进行叠合，然后被该光路终端的一个 感光器G1A感知，感知后的结果输送到所述液晶LC 14的控制端，所述水平偏振片H 1A的输出 端输出结果。
4. 根据权利要求1所述的全符号MSD快速加法器，其特征在于：所述子变换器C (2):将 an作为主光源，将a ^的输入光通过一个半反半透镜BF i。进行上下分流，向上分流的光再 通过一个反射镜Fi。改变传播方向变成水平方向传播达到一个垂直偏振片V i。，该偏振片V1C； 紧贴一个感光器Gi。，该感光器Gi。的输出信号分别加载到一个液晶LC i。、一个液晶LC4。以及 一个液晶LC5。的控制端，a h经过所述半反半透镜透BF i。透射过来的光直接射到液晶LC 1C， 该液晶LQ。后依次设有一个水平偏振片H i。、一个液晶LC2。、一个垂直偏振片V2。、一个液晶 LC3C、一个垂直偏振片V3。、一个液晶LC4。，它们依次紧贴排列形成转换器的主光路，bn的输 入光直接抵达所述液晶LC5。，该液晶LC5。后紧贴水平偏振片H2。，该水平偏振片H 2。后为一个 感光器G2。，该感光器G2。的电信号通过电线加载到液晶LC2。的控制端，下端有一个感光器G 2C紧贴全符号输入变换器（1)的光路00最右端的偏振片的右端，该感光器g2。感知的结果通 过一个取反器F1C取反之后的结果加载到液晶LC 3C的控制端；所述液晶LC 4C输出端输出最 终结果。
5. 根据权利要求1所述的全符号MSD快速加法器，其特征在于：所述子变换器D (5): bn输入光先通过一个反射镜F 1D反射再通过一个半反半透镜BF 1D进行一次反射，使得a ^ 的光经过一个半反半透镜8匕1)透射后与b h的光进行合并，合并后的光再次通过一个半反 半透镜8?21)进行分流，分为上下两部分，上半部分的光直接射到垂直偏振片V 1D，该垂直偏振 片V1D右侧紧贴一个感光器G 1D，该感光器G1D输出的电信号直接加载到液晶LC 2D的控制端； 下半部分的光再进过一个反射镜F2D改变光的传播方向，抵达一个水平偏振片H1D，该偏振片 H1D右侧紧贴一个感光器G 2D，该感光器G2D输出的电信号直接加载到液晶LC 1D的控制端；a i 与匕的输入光信号也通过由F 3D、F4D、BF3D、BF4D、垂直偏振片V 3D、水平偏振片H3D、感光器G3D、 感光器G4d组成与上述相同的结构并将两个感光器G 3D、G4D的结果分别输送到对应的液晶控 制端；垂直偏振片V3D后面的感光器G 3D输出的电信号加载到液晶LC 3D，水平偏振片H3D后面 的感光器G4D输出的电信号加载到液晶LC 4D和液晶LC 5D的控制端；液晶LC 1D、液晶LC2D、垂直 偏振片V2D、液晶LC3D、液晶LC4D、水平偏振片H2D、以及液晶LC 5D依次紧贴排列，构成主光路， 该主光路最左端的光源由全符号输入变换器（1)提供，且液晶^^的左端紧贴全符号输入 变换器（1)的光路11最右端的偏振片的右侧，所述液晶LC5D的输出端输出最终结果。
【文档编号】G06F7/50GK104503729SQ201410733847
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】彭俊杰, 沈戎, 平先顺 申请人:上海大学