三值光学处理器控制电路设计和实现

三值光学计算机是2000年本团队创立的研究课题,在国家自然科学基金和“211工程”建设基金的支持下,经过十余年的积累,研究水平在国际上处于领先地位,所取得的各项科研成果具有完全自主知识产权。本团队在2005年研制出三值光学计算机原理实验系统,在2007年研制出结构实验系统,目前正在研制用于应用软件算法研究的实验系统——“上大11”(SD11),这个系统将是第一个可以用高级语言编程使用的光电混合型计算机。本论文以这个新实验系统的研制为背景,重点研究三值光学计算机的核心硬件之一——三值光学处理器的控制电路。三值光学处理器控制电路的设计目标是：并行控制光学处理器的数千个数据位和以硬件方式将各个数据位重构成具体的运算器。本论文以降值设计理论和已有的两代实验系统为基础,运用已有的数据位管理理论,深入研究了重构光学处理器的硬件技术和电路实现方案,研究了对众多数据位进行有效管理和便捷寻址的硬件支撑方案,设计了完整的三值光学处理器控制电路,并将该电路付诸于实现。实验证明作者的设计正确,制作的电路部件工作正常且有效。本文的主要创新点有：1)提出了SD11光学处理器控制电路模块的分层控制策略。该策略有效降低了众位数光学处理器控制电路的设计难度,是本项研制工作取得成功的关键,也是三值光学处理器进一步发展的基石之一。2)研制成功以硬件方式重构三值光学处理器的技术和器件。该项成果完善了光学处理器的重构理论和技术,推动了三值光学计算机进入应用研究阶段。3)实现了对众多数据位数进行并行控制和寻址的硬件支撑。这项成果为完善和实现数据位管理理论提供了实践平台。