【摘要】：三值光學(xué)計(jì)算機(jī)邁向數(shù)值計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的過(guò)程中,乘法是其所必需的重要功能之一,它是完成矩陣變換、線性方程組求解、數(shù)字信號(hào)處理和圖形圖像處理等過(guò)程的關(guān)鍵運(yùn)算。然而在目前最新一代的三值光學(xué)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)SD11上還未包含直接完成乘法運(yùn)算的硬件部件,因此需要尋找一種能在SD11上進(jìn)行乘法運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)方案來(lái)改變這一現(xiàn)狀。乘法運(yùn)算功能既可以通過(guò)硬件方式實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。從目前三值光學(xué)計(jì)算機(jī)的研究現(xiàn)狀來(lái)看,采用軟件方式實(shí)現(xiàn)的成本和難度相對(duì)較低。本文研究的乘法例程就是一種實(shí)現(xiàn)三值光學(xué)計(jì)算機(jī)乘法功能的軟件方案。該方案通過(guò)調(diào)用SD11上已有的三值邏輯處理器和MSD加法器來(lái)完成整型數(shù)據(jù)的乘法運(yùn)算功能,并將乘法功能程序封裝成底層軟件包的形式提供給用戶使用。這是一種較為可行的工程實(shí)現(xiàn)方案。 本文針對(duì)三值光學(xué)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn),利用這種新型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器可重構(gòu)、數(shù)據(jù)位數(shù)眾多、MSD加法器無(wú)進(jìn)位延時(shí)等優(yōu)點(diǎn),設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種用于三值光學(xué)計(jì)算機(jī)的40位乘法例程。該例程采用三值光學(xué)計(jì)算機(jī)中通用的MSD數(shù)表示數(shù)值,通過(guò)三值邏輯中的M變換產(chǎn)生乘法中間過(guò)程的部分積,再用兩兩相加迭代的計(jì)算方法對(duì)部分積進(jìn)行MSD加法求和,得到最終乘積。其中M變換采用了一種比較特殊的快速變換實(shí)現(xiàn)方案來(lái)提高運(yùn)算速度,而部分積的MSD加法求和則采用流水技術(shù)實(shí)現(xiàn)。文中詳細(xì)給出了這個(gè)乘法例程的具體實(shí)現(xiàn)步驟和模擬實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),并與電子計(jì)算機(jī)中類似的乘法器做了運(yùn)算復(fù)雜度對(duì)比分析。 本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的乘法例程,緊密結(jié)合SD11系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),具有較高的實(shí)際可應(yīng)用性。另外,根據(jù)本文揭示的乘法例程構(gòu)造原理可以看出,在進(jìn)行大數(shù)值數(shù)據(jù)的乘法運(yùn)算時(shí)該例程具有超越電子計(jì)算機(jī)乘法器的速度優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP381

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2544575