CN111831052A - 多位光运算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多位光运算系统，包含一光源模块，产生多个频率光信号，且一光信息储存模块通过一光路模块接收各该频率光信号，储存为多个光信息；一光处理模块根据一外部指令通过该光路模块接收该光信息储存模块中的各该光信息进行一指令运算，产生一多个输出信息，且通过该光路模块将各该输出信息储存至该光信息储存模块，能够提高整体运算系统的处理运算速度。
Description
技术领域
一种运算系统，尤指一种多位光运算系统。
背景技术
现有的电子计算机(Electronic computer)主要是通过代表「0」的低电压信号及代表「1」的高电压信号两种数字的电位信号传递信息，并且包含储存模块及处理模块。储存模块将输入的一数字信号转换为固态信息储存，处理模块由该储存模块中读取该固态信息，并进行由算术运算及比较运算两种运算组成的复杂运算指令。
现有的电子计算机由于是通过电压信号进行传输及运算，单一电路通道上在一个时间点仅能传输进行单一序列的电位信号，而该处理模块也仅能接收到一组电位信号进行运算，以输出一个运算结果，因此其运算速度受到限制。
此外，虽目前有量子电脑的发展，能够快速的运算，但量子电脑必须先完成量子叠加与量子缠绕两个先决条件，同时还必须在足够低温，接近绝对零度的环境下才能够运行，这些条件造成量子电脑的成本过高，商业化的进行困难重重。
发明内容
有鉴于现有的电子计算机系统仅能进行单一序列的电位信号运算，其运算及传输速度受到限制，以及量子电脑成本过高的问题，本发明提供一种多位光运算系统，包含一光源模块、一光路模块、一光信息储存模块，及一光处理模块。该光源模块产生一光信号，该光信号中包含多个频率光信号；该光路模块包含一输入端，该输入端连接该光源模块以接收该光信号，该光信息储存模块通过该光路模块接收该光信号，且该光信息储存模块包含有多个储存单元，各该储存单元分别接收其中一频率光信号并储存为一光信息。该光处理模块通过该光路模块连接该光信息储存模块，并且接收一外部指令，该光处理模块进一步根据该外部指令由该光信息储存模块存取各该储存单元中的光信息，对各该光信息进行一指令运算，产生多个输出信息，并经由该光路模块传输各该输出信息至该光信息储存模块的各该储存单元储存。
当该光路模块传输该光源模块产生的光信号时，该光路模块是传输多个不同频段的频率光信号，并分别储存各该频率光信号于该光信息储存模块的各该储存单元。也就是说，各该储存单元分别储存承载于不同频率光信号中的光信息。当该光处理模块由该光信息储存模块存取光信息时，则同时由各该储存单元存取不同的光信息，如此一来，由于各该光信息是乘载于不同频率光信号中，不同光信息的处理彼此间相互不干扰，该光处理模块便可同时间存取不同的光信息，且该光处理模块对该不同频率的光信息进行同步运算，并进一步输出乘载于不同频率光信号中的输出信息。
本发明的多位光运算系统相较现有的电子计算机系统能够通过该光路模块同时传送不同频段的多笔信息，进而让该光处理模块能够同时接收到多笔信息，以提高整体运算系统的处理运算速度。此外，本发明是通过光路模块将数据转换成光信号的形式进行传送，不需要严苛的条件即可运行，制作及运行成本皆较量子电脑为低。
附图说明
图1是本发明多位光运算系统的方块示意图。
图2是本发明多位光运算系统第二较佳实施例的方块示意图。
图3是本发明多位光运算系统第三较佳实施例的方块示意图。
图4是本发明多位光运算系统第四较佳实施例的方块示意图。
图5是本发明多位光运算系统第五较佳实施例的方块示意图。
具体实施方式
以下将进一步说明本发明的多位光运算系统的较佳实施例。请参阅图1所示，本发明提供一种多位光运算系统，包含一光源模块11、一光路模块12、一光信息储存模块13及一光处理模块14。较佳的，该光源模块11产生的多个频率光信号是一第一频率光信号及一第二频率光信号，该光路模块12包含一输入端，该输入端连接该光源模块11以接收该第一频率光信号及该二频率光信号。该光信息储存模块13通过该光路模块12接收该第一频率光信号及第二频率光信号，且该光信息储存模块13的多个储存单元是包含有一第一储存单元131及一第二储存单元132，该第一储存单元131接收并储存该第一频率光信号为一第一信息，该第二储存单元132接收并储存该第二频率光信号为一第二信息；一光处理模块14，通过该光路模块12连接该光信息储存模块13，并接收一外部指令，该光处理模块14根据该外部指令由该光信息储存模块13存取该光信息储存模块13中的第一信息及第二信息，对该第一信息及该第二信息进行一指令运算，产生一第一输出信息及一第二输出信息，并经由该光路模块12传输该第一输出信息及该第二输出信息至该光信息储存模块13的第一储存单元131及该第二储存单元132储存。
在本发明的一第一较佳实施例中，该多位光运算系统包含一光路板，该光路模块12形成于该光路板上，且该光路模块12通过显影成像工艺及激光工艺形成于该光路板上。
本发明的光路主要是通过先在该光路板上设置一层光阻材料，接着显影成像将该光路板上的光阻材料图样化，再通过激光工艺对未被光阻材料覆盖部分的光路板进行处理，形成光路通道。其中，较佳的，该光路板是一硅基板、一玻璃基板或一塑胶玻璃基板。
由于该光路板上的光路模块12能够同时传递多个频率的光信号，因此该第一频率光信号及该第二频率光信号能够同时通过该光路模块12传递至下一个目的地，例如该光信息储存模块13或该光处理模块14。在其他实施例中，该光源模块11也能够根据外部输入信息产生更多不同频率的光信号，而该光处理模块14便能够同时存取多笔数据，以减少存取时间，进一步提高该多位光运算系统整体的处理速度。
举例来说，若以可见光为例，不同频率的信号代表不同颜色的光，而各种不同颜色的光能够同时通过该光路板上的光路模块12，例如红光信号、橙光信号、黄光信号、绿光信号、蓝光信号分别代表5种不同频率的光信号，该光路板上的光路模块12能够同时让红光信号、橙光信号、黄光信号、绿光信号及蓝光信号通过。因此，该光处理模块14便能够同时存取5种不同频率的光信号，且5种不同频率的光信号分别具有5种不同的光信息，让该光处理模块14能够同时存取的数据量提高5倍，藉此减少存取时间，加快整体处理速度。
此外，由于本发明是通过光路板上的光路模块12传送信号，在信号传递的过程中不需使用电力，也就不会有传输信号过程中的造成电力损耗，如此一来，在整体的电力消耗上能够更为节省，只需少量的电力即可维持正常运作，故本发明的多位光运算系统可采用太阳能电池作为的电力供应来源，通过太阳能转换成电能来使用，且因为电力消耗不大，太阳能电池的供电量即可维持该多位光运算系统正常运作。而太阳能电池能够随时通过照射光线补充电力，使得该多位光运算系统能够长时间的运作而不需另外充电。
较佳的，该光处理模块14由多个光控开关组成，各该光控开关分别具有二连接端及一控制端，当该控制端接收到一控制光信号时，该光控开关的二连接端间使得光信号通过。较佳的，各该光控开关由一光阻单元及一光敏单元形成。
请参阅图2所示，在本发明的一第二较佳实施例中，该光源模块11包含多个发光二极管，各该发光二极管分别接收一控制信号，并据以产生其中一频率光信号。举例来说，该光源模块11包含一第一发光二极管D1及一第二发光二极管D2。该第一发光二极管D1由一第一信号输入端I/P1接收一第一控制信号，并据以产生该第一频率光信号；该第二发光二极管D2由一第二信号输入端I/P2接收一第二控制信号，并据以产生该第二频率光信号。该第一频率光信号及该第二频率光信号分别一二位形式的数字信号。
请参阅图3所示，在本发明的一第三较佳实施例中，该光信息储存模块13的各该储存单元分别包含多个暂存器，且各该暂存器暂存器具有一吸收状态及一通路状态，用以储存一位的数据。举例来说，该光信息储存模块13的该第一储存单元131包含多个第一暂存器1311，各该第一暂存器1311具有一吸收状态及一通路状态；该第二储存单元132包含多个第二暂存器1321，各该第二暂存器1321也具有一吸收状态及一通路状态。当该第一储存单元131接收该第一频率光信号时，当各该第一暂存器1311或各该第二暂存器1321为该吸收状态时，使得进入各该第一暂存器131的光信号被吸收；当各该第一暂存器1311或各该第二暂存器1321为该通路状态时，使得进入各该第一暂存器1311或各该第二暂存器1321的光信号通过。而各该第一暂存器1311依序接收该第一频率光信号的各位，并据以切换为该吸收状态或该通路状态；而各该第二暂存器1321依序接收该第二频率光信号的各位，并据以切换为该吸收状态或该通路状态。如此一来，该第一储存单元131及各该第二储存单元132分别该第一光频率信号及各该第二光频率信号储存为第一信息及第二信息，并供该光处理模块14根据一指令信号分别由各该第一暂存器1311及各该第二暂存器1321中读取其状态，并接收该第一信息及该第二信息。
请参阅图4所示，在本发明的一的四较佳实施例中，该光信息储存模块13的各该储存单元分别包含有多个暂存器、一光电转换单元及一电光转换单元。各该储存单元的暂存器分别通过该光电转换单元及该光路模块连至该光源模块，该光电转换单元将该其中一频率光信号转换成一电信号，以储存该电信号于各该暂存器中。进一步的，各该储存单元的暂存器分别通过该电光转换单元及该光路模块连接至该光处理模块，而该电光转换单元将各该暂存器中储存的电信号转换成该光信息，以供该光处理模块14获取。举例来说，该光信息储存模块13的该第一储存单元131进一步包含有一第一光电转换单元1312及一第一电光转换单元1313，且该第二储存单元132进一步包含有一第二光电转换单元1322及一第二电光转换单元1323。在本较佳实施例中，各该第一暂存器1311及各该第二暂存器1321分别是一高速缓存存储器(Cache)。
各该第一暂存器1311通过该第一光电转换单元1312及该光路模块12连接至该光源模块11，用于将该第一频率光信号转换成一第一电信号，以储存该第一电信号于各该第一暂存器1311中。且各该第一暂存器1311通过该第一电光转换单元1313及该光路模块12连接至该光处理模块14，用于将各该第一暂存器1311中储存的第一电信号转换成该第一信息，供该光处理模块14存取。
同样地，各该第二暂存器1321通过该第二光电转换单元1322及该光路模块12连接至该光源模块11，用于将该第二频率光信号转换成一第二电信号，以储存该第二电信号于各该第二暂存器1321中。且各该第二暂存器1321通过该第二电光转换单元1323及该光路模块12连接至该光处理模块14，用于将各该第二暂存器1321中储存的第二电信号转换成该第二信息，供该光处理模块14存取。
请参阅图5所示，在本发明的一第五较佳实施例中，该多位光运算系统进一步包含一光电转换模块15，设置于该光路板上，且连接该光路模块12。该光电转换模块15多个光检测器，各该光检测器连接该光路模块12，各该光检测器分别接收其中一频率光信号，并据以产生一数字信息。举例来说，该光电转换模块15系包含一第一光检测器151及一第二光检测器152，该第一光检测器151由该光路模块12接收该光信号，并根据其中的第一频率光信号产生一第一数字信息，并由一第一输出端O/P1输出该第一数字信息；该第二光检测器152由该光路模块12接收该光信号，并根据其中的第二频率光信号并据以产生一第二数字信息，并由一第二输出端O/P2输出该第一数字信息。该光电转换模块15用以将本发明的光运算系统与现有技术中的电子计算机系统整合，将该光运算系统中的第一频率光信号及第二频率光信号转换为基于电压变化的数字信息，并输出至后端的电信号处理模块，达到更佳的应用性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种多位光运算系统，其特征在于，包含：
一光源模块，产生一光信号，该光信号中包含多个频率光信号；
一光路模块，包含一输入端，该输入端连接该光源模块以接收该光信号；
一光信息储存模块，通过该光路模块接收该光信号，且包含有多个储存单元，各该储存单元分别接收其中一频率光信号并储存为一光信息；
一光处理模块，通过该光路模块连接该光信息储存模块，并接收一外部指令；该光处理模块根据该外部指令由该光信息储存模块存取各该储存单元中的光信息，对各该光信息进行一指令运算，产生多个输出信息，并经由该光路模块传输各该输出信息至该光信息储存模块的各该储存单元储存。
2.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，进一步包含：
一光路板；其中，
该光路模块形成于该光路板上，且通过一显影成像工艺及一激光工艺，或一刻蚀工艺形成于该光路板上。
3.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，
该光路板是一硅基板、一玻璃基板或一塑胶玻璃基板。
4.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，进一步包含：
一光电转换模块，设置于该光路板上，包含：
多个光检测器，连接该光路模块，各该光检测器分别接收其中一频率光信号，并据以产生一数字信息。
5.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，
该光处理模块由多个光控开关组成，各该光控开关分别具有二连接端及一控制端，当其中一光控开关的该控制端接收到一控制光信号时，该光控开关的二连接端间为通路状态；其中，
各该光控开关由光阻单元及光敏单元形成。
6.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，
该光源模块包含：
多个发光二极管；各该发光二极管分别接收一控制信号，并据以产生一频率光信号；其中，
各该频率光信号分别是二位形式的数字信号。
7.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，
该光信息储存模块的各该储存单元分别包含多个暂存器，各该暂存器具有一吸收状态及一通路状态。
8.根据权利要求1所述的多位光运算系统，其特征在于，该光信息储存模块的各该储存单元包含：
多个暂存器；
一光电转换单元；其中各该暂存器是通过该光电转换单元及该光路模块连接至该光源模块，该光电转换单元将该频率光信号转换成一电信号，以储存该电信号于各该暂存器中；及
一电光转换单元；其中各该暂存器是通过该电光转换单元及该光路模块连接至该光处理模块，该电光转换单元将各该暂存器中储存的电信号转换成该光信息。
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