광스위칭 소자에 기반한 산술논리 연산회로의 설계

Abstract

본 논문에서는 광컴퓨터의 개발에 이용될 수 있는 산술논리연산회로(ALU)를 설계하고 검증한다. 전자회로 기술의 접목이 용이하고 가장 상용화가 잘된 LiNbO3 광스위칭 소자에 기반한 이 ALU는 산술논리 동작을 실행하는 연산회로, 오퍼런드와 연산결과를 저장하는 메모리 소자 그리고 명령어 선택을 위한 부가회로로 구성되며, 비트 단위 직렬 방식으로 동작하는 것이다. 본 논문에서는 또한 설계한 ALU 회로의 정확성을 검증할 수 있는 시뮬레이터를 구현하고, 일련의 기본 명령어들을 순차적으로 실행하면서 메모리와 누산기에 저장된 값의 단계적 변화를 확인하는 시뮬레이션을 통하여 설계한 ALU가 정확함을 보인다. This paper deals with design and verification of an arithmetic logic unit(ALU) to be used for development of optical computers. The ALU is based on optical switching device, LiNbO3, which is easy to interface with electronic technology and most common in the market. It consists of an arithmetic/logic circuit performing logic operations, memory devices storing operands and the results of operations, and supplementary circuits to select instruction codes, and operates in bit-serial manner. In addition, a simulator is developed for verification of the design, and a set of basic instructions are executed in sequence and step-by-step changes in the accumulator and the memory are examined through simulations, to show that various operations are performed correctly.