三值光学计算机

三值光学计算机是2017年3月问世的通用型光电混合计算机系统。它用无光态和偏振方向正交的两个偏振光态表示信息,用旋光器和偏振片来改变这三个光态,进而完成三值逻辑运算和MSD(modifiedsigned-digitrepresentations)冗余表达数值的二进制并行加法运算。这种新型计算机具有处理器位数众多、处理器位可以分组独立使用、处理器位的计算功能可重构等优势;还以非易失随机存储器件为基础,构建了与处理器频繁交换大量数据的双空间存储器系统;为便于编制发挥这些特色的应用程序,采用SZG文件为程序员遮蔽三值光学处理器与传统电子处理器的差别,构成了保持传统编程技术的新编程平台。目前,针对快速傅里叶变换、元胞自动机等典型算法,验证了这种新型计算机的加速能力。

基于三值光学计算机的并行快速Fourier算法实现

快速Fourier变换(FFT)是信号处理领域应用十分广泛的算法,在高速、实时的应用环境中常用硬件并行实现的方法来加快FFT的运算速度,但在一些特定领域如在空间受限、对能耗及散热具有较高要求的航空航天设备中,传统的电子方法将受到很大的局限,而三值光学计算机以其能耗低、数据位数众多的优点使得它可能具有广泛的应用前景.针对这种现状,本文研究了采用三值光学计算机来实现快速Fourier变换的设计方案和方法.通过对传统基2、基4和基8时域抽取快速Fourier变换运算过程的分析,利用三值光学计算机数据位数众多和数据位数易扩展的特点设计了多个并行度更高的快速Fourier变换算法,给出了详细的算法实现流程并进行了各算法间的对比,分析了实现方案所需的时钟周期和硬件资源,模拟验证了该实现方案的正确性.相比于传统基于现场可编程门阵列的并行实现方法,这种在三值光学计算机上实现的快速Fourier变换运算功耗更低、所需时钟周期数更少,这为在嵌入式设备中高速低功耗地实现快速Fourier变换提供了新的解决思路.