Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Арратуна Р. -> "Оптические вычисления" -> 91

Оптические вычисления - Арратуна Р.

Арратуна Р. Оптические вычисления — М.: Мир, 1993. — 441 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskievichesleniya1993.pdf
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 175 >> Следующая

8.5. Заключение
В данной главе обсуждалось значение архитектур клеточной логики для
оптических компьютеров. Предложены некоторые схемы клеточных логических
систем с целью проработки конструкции оптических компьютеров общего
назначения.
Клеточная матрица Минника является одним из наиболее мощных вариантов
оптических клеточных матриц. Показано, что оптические МКМД варианты схем
имеют большое значение для реализации архитектур клеточной логики.
Использование МКМД-логики обеспечивает возможность создания простых схем
межэлементных соединений.
Те или иные варианты оптической клеточной логики могут обеспечить
создание перестраиваемых и самовоспроизводящих-ся автоматов, основанных
на динамических схемах соединений. Наконец, современные тенденции
показывают, что область клеточной логики, согласно ожиданиям, значительно
обогатится в связи с развитием теории нейронных сетей.
Рис. 8.20. Схема мультиплексирования изображения с помощью матрицы
лазерных диодов.
Входное
двоичное
изображение
Матрица
лазерных
диодов
. Система мультиплексирования изображения
Матрица микро-линз
Глава 9
ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ МАТРИЦЫ
Р. Арратун, Отделение электро- и вычислительной
техники, Государственный университет им. Уэйна,
Детройт, шт. Мичиган
9.1. Введение
На протяжении последнего десятилетия развитие оптических вычислений было
ограничено преимущественно системами, основывающимися на аналоговой
обработке [!]• Достижения цифровой оптической обработки оказались
сравнительно слабыми, отчасти из-за того, что оптика "слишком" хорошо
подходила для параллельных аналоговых операций, и отчасти из-за
принципиальных трудностей, связанных с рассеянием мощности в оптических
переключающих элементах. Часть ограничений, связанных с рассеянием тепла
для оптических переключающих устройств, была исследована в [2]. В более
поздней работе [3] автор детально исследовал этот вопрос и количественно
описал те или иные достоинства широкого круга электронных и оптических
переключающих элементов. Автор [3] пришел к выводу, что, за исключением
очень больших скоростей переключения, оптическая логика не дает особенных
преимуществ по сравнению с электронными логическими схемами. Его
результаты демонстрируются на рис. 9.1, где представлены параметры,
характеризующие энергию, мощность и полосу частот разнообразных
электронных и оптических переключающих элементов. Когда рассматривается
вопрос об относительных размерах устройства, в большинстве случаев
сравнение характеристик приводит к выводу, что, за исключением наиболее
специфичных областей применения, возможности оптических логических
устройств невелики. Одной из таких областей являются системы оптической
связи. Если носителем информации является сам световой пучок, тогда
применение оптических модуляций и переключения является естественным и
удобным. В отличие от переключающих устройств устройства оптической связи
уже сейчас используются в существующих компьютерных системах для
реализации сложных схем соединений на уровнях плата - плата и чип - чип.
Согласно принятому подходу, в данной главе рассматриваются попытки
выполнить чисто комбинаторные логические операции на внутричиповом уровне
с помощью электроники или реализовать переключающие элементы
оптоэлектронными методами, а межэлементные соединения - опти-
Рис. 9.
10
L
-15
10
-12
10
-9
10
-6
10

Время переключения, с
1 ТГц
1 ГГц Частота
1 МГц 1КГц
10'
-12
10"
10"
10
Время переключения, с I_____________I_________L
1 ТГц
1 ГГц 1 МГц
Частота
1 КГц
1. Зависимости затрачиваемой на переключение мощности от времени
переключения для
тических и электронных устройств [3].
PTS - полндиацетилен (нелинейный материал).
различных оп-
Г лава 9. Волоконно-оптические программируемые матрицы
239
ческими. Таким образом, сохраняются преимущества и электронных, и
оптических устройств. Суммарный эффект при таком подходе состоит в том,
чтобы сделать возможным конструирование больших и сложных логических
устройств, способных рассеивать большие мощности.
Один из способов оценить роль оптических соединений в компьютерных
системах состоит в том, чтобы сравнить различные архитектуры параллельной
обработки, оценивая степень сложности выполняемых задач. На рис. 9.2
изображен модифицированный вариант схемы из работы [4], иллюстрирующей
потенциальные возможности оптических межэлементных соединений как функцию
их числа. Из рисунка становится очевидным, что от оптики можно ожидать
выполнения все более значительных задач по мере увеличения степени
параллелизма обработки. Диаграмма также указывает, что степень сложности
каждого обрабатывающего элемента имеет тенденцию к уменьшению по мере
роста числа межэлементных соединений. В конечном итоге обрабатывающие
элементы сводятся к простым вентилям, и структура обработки становится
все ближе к области чисто комбинационной логики. Именно такими свойствами
обладают системы, рассмотренные в данной главе. В данном случае системы
Предыдущая << 1 .. 85 86 87 88 89 90 < 91 > 92 93 94 95 96 97 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed