Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Арратуна Р. -> "Оптические вычисления" -> 62

Оптические вычисления - Арратуна Р.

Арратуна Р. Оптические вычисления — М.: Мир, 1993. — 441 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskievichesleniya1993.pdf
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 175 >> Следующая

большие преимущества указанных систем по сравнению с отдельным уровнем,
элементом или набором каких-либо соединений, так как каждое из
соответствующих отношений либо увеличивает скорость обработки, либо
уменьшает потребление мощности, либо делает и то н другое.
Как указано выше, ожидается, что чисто оптические элементы и внутренние
соединения будут необходимы в системах с внутренним пороговым
кодированием, которые реализуют свои очевидные потенциальные преимущества
по сравнению с возможностями чисто электронных устройств. А чтобы
реализовать потенциальные преимущества в отношении геометрических
размеров, вероятно, потребуется использовать методики интегральной или
"почти интегральной" [31] оптики. Из числа целого ряда материалов,
исследованных для указанной технологии (LiNb03, стекло /Si02/Si и т. д.),
системы GaAs/GaAlAs имеют наилучшие возможности для полной интеграции
оптических источников, пороговых устройств и детекторов на одной
подложке. Проблема состоит в том, что нелинейности материалов,
необходимых для пороговых режимов работ в чисто оптических устройствах,
по величине на два - четыре порядка должны превышать характеристики
существующих однородных электрооптических материалов для систем, где
оптический ' входной сигнал создается полупроводниковым лазером [32, 33].
Однако квантоворазмерные структуры на GaAs/ /AlGaAs могут иметь
необходимые нелинейные свойства при комнатной температуре, с приемлемыми
скоростями переключения и энергетическими характеристиками, л том числе
будучи включенными в состав плотно упакованных матриц ин-
Традиционная логика Пороговая логика
Логических уровней 15 О) а (5)
Логических элементов 805 (38) гав (19)
Межап ементных 2141 (116) 1175 1701
соединений
Рис. 5.9. Сравнительные характеристики традиционной и пороговой
логических схем умножителя-сумматора с числом разрядов (8-f8-f21-*-21). В
скобках приведены данные для умножителя-сумматора с числом разрядов (2Х
Х2+5-*5).
Г лава 5. Пороговое кодирование и взвешивание в вычислениях 159
тегралыю-оптических структур на GaAs [34]. В настоящее время также
проводятся исследования и других многообещающих материалов, включая
системы на основе InSb [35, 36] и многослойные структуры на основе
органических пленок Ленг-мюра - Блоджетт [37].
5.3.2. Пример /-К-триггера
/-/(-триггер является основным элементом традиционных
последовательностных логических архитектур, которые запускаются либо
синхронно от внешнего источника, либо работают в режиме внутренней
синхронизации. Триггер имеет два входа / и К и выход Q; если оба / и К
входных сигнала равны 0, то значение Q сохраняется; если только / = 0, то
Q равняется 0; если только К = 0, то Q = l; если оба сигнала / и К равны
1, то Q принимает значение, противоположное тому, которое имелось ранее.
На рис. 5.10 показано, как /-/(-триггер можно было бы реализовать в
устройстве, где фемтосекундные импульсы света сохраняют предыдущие
значения выходного сигнала в оптической цепи обратной связи [18]. Следует
отметить, что необходимо иметь максимальное число оптических путей,
равное 6, и требуются 3 чисто оптических пороговых устройства; также
показаны соответствующие весовые коэффициенты и пороги для операций /-/(-
триггера.
Архитектура с фемтосекундными ультракороткими импульсами [20, 38, 39]
эквивалентна схеме с пороговыми логическими элементами, представленной на
рис. 5.8, но обладает обратной связью. Так как данная архитектура входит
в число наиболее общих и мощных разработок, ее характеристики и
возможности обсуждаются далее более подробно.
Рис. 5.10. Схема внутреннего порогового кодирования для/-^-триггера.
Весовые коэффициенты показаны на матрице межсоединений; пороги указаны на
матрице порогового кодирования/усиления.
160
Часть II. Многозначная и пороговая логика
5.4. Заключение
Архитектура с фемтосекундными ультракороткими импульсами, для которой на
рис. 5.11 дана принципиальная схема, является подходящим объектом для
изложения заключительных замечаний, связанных с пороговым кодированием и
взвешиванием в оптических вычислениях. В данной разработке входные
данные, включающие информацию об управлении и программировании,
закодированы во входном пучке с помощью пространственной и временной
модуляции. Оптическая матрица соединений (содержащая голограммы, линзы и
т. д.) выполняет операции взвешивания, а матрица нелинейных пороговых
устройств (как правило, выполняющая усиление сигнала) осуществляет
операции порогового кодирования. Оптическая длина пути в цепи обратной
связи превращает все устройства в последовательную вычислительную
систему, в которой модулированные по координатам и времени фемтосекундные
импульсы света могут циркулировать как "на конвейере". Синхронизация
осуществляется либо асинхронно, с тактовой частотой, задаваемой временем
пробега в петле обратной связи, либо синхронно, используя внешние
тактовые сигналы. При сравнительно низких частотах электрические входные
Предыдущая << 1 .. 56 57 58 59 60 61 < 62 > 63 64 65 66 67 68 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed