[發明專利]一種基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法

有效

• 申請號: 201811223512.9
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109388372B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 宋凱;陳功;張意;靳青青
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: G06F7/498
• 分類號: G06F7/498
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發明提供了一種基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法，本發明以光電混合型三值光學計算機為研發平臺，實現在三值光學計算機上進行快速乘法運算。該方法將兩個多位數的乘法拆解成多個最小模塊即四位數四位數的乘法，再通過補0操作還原其在原始數據中對應的位，巧妙地將多位數乘法轉換成了四位數乘法與一系列加法。整個計算過程只需要按照既定的操作步驟進行即可，數據的數據位增加只是增加了重構出的最小模塊的個數和加法的次數，而計算過程是不會隨著數據位數的增加而變得復雜的。

技術領域

本發明涉及三值光學計算機技術領域，特別是涉及一種基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法。

背景技術

傳統電子計算機中的乘法運算面臨著計算精度低、延時長等問題。乘法運算是最常用的基礎運算之一，廣泛應用于工程技術和科學計算的各個領域，是影響應用算法實現效率的關鍵路徑。

Avizienis于1961年首次提出了MSD表示法，后來Draker等人將其引入光計算中。MSD是一種冗余計數法，在MSD計數法中使用0,1和u(表示-1)三個計數符號。

現有技術中，在三值光學處理器MSD乘法計算器中，存在計算過程會隨著數據位數的增加而變得復雜的問題。

發明內容

本發明針對以上不足之處，提出一種基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法，以解決計算過程會隨著數據位數的增加而變得復雜的問題。

一種基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法，包括以下步驟：

步驟1，由B的每一位y₃，y₂，y₁，y₀生成一個四位的輔助數據B_j＝y_jy_jy_jy_j，得到四個新數據B₀，B₁，B₂，B₃；

步驟2，將乘數A＝x₃x₂x₁x₀拷貝4份分別送入四位最小模塊光路中的四個M運算器中，同時將被乘數的B₀，B₁，B₂，B₃也分別送入四位最小模塊光路中的四個M運算器中與A進行M變換，得到部分積P₀，P₁，P₂，P₃；

步驟3，將部分積P₁向左移動1位，P₂向左移動2位，P₃向左移動3位，P₀不移動，移動完成后就得到和數項S₀，S₁，S₂，S₃；

步驟4，將和數項S₀，S₁，S₂，S₃送入四位最小模塊光路中的七位一步式加法器、九位一步式加法器中累加，得到本四位最小模塊的結果，即為F_min。

根據本發明提供的基于最小模塊的三值光學處理器MSD乘法計算方法，將兩個多位數的乘法拆解成多個最小模塊即四位數×四位數的乘法，再通過補0操作還原其在原始數據中對應的位，巧妙地將多位數乘法轉換成了四位數乘法與一系列加法。整個計算過程只需要按照既定的操作步驟進行即可，數據的數據位增加只是增加了重構出的最小模塊的個數和加法的次數，而計算過程是不會隨著數據位數的增加而變得復雜的。