JP6699826B2 - Optical logic circuit - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、論理演算を光回路、または光回路と電気回路の混合回路で行う光論理回路に関するものである。   The present invention relates to an optical logic circuit that performs a logical operation in an optical circuit or a mixed circuit of an optical circuit and an electric circuit.

現在の電子演算回路は、その処理速度を向上させるため、そのチップサイズや素子サイズを極限まで小さくする工夫がなされている。その理由は、回路内の抵抗(R)とキャパシタンス(C)とが信号の伝搬を大きく律速しているため、演算速度を上げるにはチップサイズや素子サイズを小さくするしかないためである。そのため、狭面積の論理ブロックやコアに素子を詰め込み、マルチコア(multi-core)・メニーコア(many core)化などの工夫がなされているが、それらのコアを繋ぐための配線が新たな「遅延」を生み、演算の高速化に限界が見えつつある。   In order to improve the processing speed, current electronic arithmetic circuits are devised so that their chip size and element size are made as small as possible. The reason is that the resistance (R) and the capacitance (C) in the circuit greatly control the propagation of signals, and therefore the only way to increase the operation speed is to reduce the chip size and element size. For this reason, devices are packed in narrow-area logic blocks and cores, and devices such as multi-core/many cores have been devised, but the wiring to connect these cores has a new "delay". And the limit to speeding up the calculation is becoming apparent.

一方、光通信などで用いられる光配線や光パスゲートは、その配線経路内のCやRに無依存で光信号を伝播させることができる。また、ナノフォトニクスの進展により、光ゲートの消費エネルギーは飛躍的に改善され、そのエネルギーコスト[J/bit]は、CMOSゲートと光で同程度のレベルになりつつある。そのため、チップ内やチップ間の通信を光化する様々な研究がなされている。   On the other hand, an optical wiring or an optical pass gate used in optical communication or the like can propagate an optical signal independent of C and R in the wiring path. Further, with the progress of nanophotonics, the energy consumption of the optical gate has been dramatically improved, and the energy cost [J/bit] thereof is about the same level for the CMOS gate and the light. Therefore, various studies have been made on opticalizing communication in and between chips.

しかしながら、従来の研究では、回路の演算時間を律速する演算経路(クリティカルパス)への配慮がなく、演算で生じる遅延を解決できていないという問題点があった。したがって、演算レベルで生じる遅延の問題を根本から解決するためには、チップ内やチップ間の光配線や光ゲートだけでなく、さらに粒度を細かくトランジスタレベルまで光化を進める必要がある。   However, in the conventional research, there is a problem that the delay caused by the calculation cannot be solved because the calculation path (critical path) that controls the calculation time of the circuit is not considered. Therefore, in order to fundamentally solve the problem of delay occurring at the operation level, it is necessary to advance not only the optical wiring within the chips or between the chips and the optical gate, but also the opticalization down to the transistor level with finer granularity.

ここで、光ゲートの電気制御ポート側から信号を入力する接続形態をカスケード接続、スイッチの光伝搬経路が連続的に接続されている形態をシリアル接続と定義する。例えばシリアル接続とカスケード接続が混在した光電融合型の回路を想定した場合、カスケード接続の部分が光と電気の境界となり、その境界において回路中を伝搬する光信号は一度電気に変換(OE(Optical-Electrical)変換)される必要がある。この変換は電気回路に律速されるため、OE変換が多用される回路は光を使うことのメリットが小さい。そのため、光と電気の境界、つまりカスケード接続の配置場所と数が回路構成の重要なポイントとなる。光伝搬経路中にOE変換を配置しない回路として、BDD(binary decision diagram)をベースとする光回路が提案されている。   Here, the connection form in which a signal is input from the electrical control port side of the optical gate is defined as a cascade connection, and the form in which the light propagation paths of the switches are continuously connected is defined as a serial connection. For example, assuming an optoelectronic circuit in which serial connection and cascade connection are mixed, the portion of the cascade connection serves as a boundary between light and electricity, and the optical signal propagating in the circuit at the boundary is once converted into electricity (OE (Optical -Electrical) conversion). Since this conversion is rate-controlled by an electric circuit, a circuit that frequently uses OE conversion has little merit in using light. Therefore, the boundary between light and electricity, that is, the location and number of cascade connections are important points in the circuit configuration. An optical circuit based on a BDD (binary decision diagram) has been proposed as a circuit in which OE conversion is not arranged in the optical propagation path.

例えば非特許文献1においては、加算の桁上げ信号経路にOE変換器を配置しない加算器(X+Yの演算回路)の構成が開示されている。全加算器を2×2光スイッチで構成したものを図19に示す。ここでXi,Yiは、i桁目の入力信号X,Yを構成するバイナリ信号、SiはXiとYiの加算結果を示す信号、Ciはi−1桁からの桁上げ信号、バーCiは信号Ciに対する否定の信号である。また、図19の100a(100a0〜100a2),100c(100c0〜100c2)は分波器、101a(101a0〜101a2),101b(101b0〜101b2),101c(101c0〜101c2)は2×2光スイッチである。 For example, Non-Patent Document 1 discloses a configuration of an adder (X+Y arithmetic circuit) in which an OE converter is not arranged in a carry signal path for addition. FIG. 19 shows a full adder composed of 2×2 optical switches. Here, X i and Y i are binary signals forming the input signals X and Y of the i-th digit, S i is a signal indicating the addition result of X i and Y i , and C i is a carry from the (i-1)th digit. The signal, bar C i, is the negative signal for signal C i . Further, in FIG. 19, 100a (100a0 to 100a2) and 100c (100c0 to 100c2) are demultiplexers, and 101a (101a0 to 101a2), 101b (101b0 to 101b2), 101c (101c0 to 101c2) are 2×2 optical switches. is there.

図19に示した回路では、BDDに基づく大きな木構造(BDD回路)の各ノードに配置される光スイッチ101を信号Xi,Yiで電気的に制御する。これにより、光信号で各ノードの制御をする必要がなくなり、電気的に制御された経路に光信号を伝搬させるだけで、演算を実行することが可能となる。 In the circuit shown in FIG. 19, the optical switch 101 arranged at each node of a large tree structure (BDD circuit) based on BDD is electrically controlled by the signals X i and Y i . As a result, it is not necessary to control each node with the optical signal, and it is possible to execute the operation only by propagating the optical signal to the electrically controlled path.

BDDに基づく回路は、上段(2×2光スイッチ101a)、中段(2×2光スイッチ101b)、下段(2×2光スイッチ101c)の3段構成となっており、上段において桁上げ演算(carry)を実行し、下段において桁上げ演算の否定の演算(carryバー)を実行し、中段において各桁の加算(sum)を実行している。各段の演算は互いに関連している。このため、BDDに基づく回路は、上段、中段、下段の回路を接続するための光経路の交差が多数存在し、構成が複雑なものとなり、実現が困難な回路構成となってしまうという課題があった。   A circuit based on BDD has a three-stage configuration including an upper stage (2×2 optical switch 101a), a middle stage (2×2 optical switch 101b), and a lower stage (2×2 optical switch 101c), and a carry calculation ( carry is executed, the negative operation of the carry operation (carry bar) is executed in the lower stage, and the addition (sum) of each digit is executed in the middle stage. The operations of each stage are related to each other. Therefore, the BDD-based circuit has a large number of optical path intersections for connecting the upper, middle, and lower circuits, which complicates the configuration and makes it difficult to realize the circuit configuration. there were.

浅井哲也,雨宮好仁,小柴正則,“二分決定グラフにもとづくフォトニック結晶集積デバイス”,信学会総合大会,SC-1-4,2000Tetsuya Asai, Yoshihito Amamiya, Masanori Koshiba, "Photonic Crystal Integrated Device Based on BDD", IEICE General Conference, SC-1-4, 2000

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、回路構成の簡素化と演算の高速化を両立させることができる光論理回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical logic circuit that can achieve both simplification of the circuit configuration and high-speed operation.

本発明の光論理回路は、それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、前記第1の論理回路は、異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1、第2の光源からの光の通過/遮断をそれぞれ制御する第1、第2の光ゲートと、この第1、第2の光ゲートから出力される波長の異なる光を合波する波長合波器と、前記複数の入力信号に対する同一のビット同士の所定の論理関数の結果を出力する論理関数回路と、この論理関数回路の出力に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記波長合波器の出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第3の光ゲートとを含み、前記第2の論理回路は、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を分波する波長分波器と、前記論理関数回路の出力に応じて、前記波長分波器によって分波された前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号のうちいずれか一方を、ビット毎の前記論理演算の結果として選択的に出力する第4の光ゲートとを含むことを特徴とするものである。 The optical logic circuit of the present invention is required for the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits when performing the logical operation of a plurality of N-bit (N is an integer of 2 or more) input signals. It is to be noted that, in accordance with the first logic circuit for each bit that outputs the propagation signal to the upper bit, the plurality of input signals of the corresponding bit, and the propagation signal from the lower bit, the logical operation for each bit is performed. A second logic circuit for each bit for outputting a result, wherein at least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and 0, 1 is assigned to different wavelengths of an optical signal passing through the optical circuit. And outputs the propagation signal and the result of the logical operation as an optical signal , and the first logic circuit corresponds to first and second light sources that output lights of different wavelengths. First and second optical gates for respectively controlling passage/cutoff of light from the first and second light sources according to one kind of input signal of the plurality of input signals of the bit to be 1. A wavelength multiplexer that multiplexes lights having different wavelengths output from the second optical gate, and a logic function circuit that outputs a result of a predetermined logic function of the same bits with respect to the plurality of input signals, Depending on the output of the logic function circuit, one of the propagation signal from the lower bit and the negation signal of the propagation signal and the output of the wavelength multiplexer is used as the propagation signal to the higher bit and the A second optical circuit for selectively outputting a negative signal of the propagation signal, wherein the second logic circuit demultiplexes the propagation signal from the lower bit and the negative signal of the propagation signal. And, according to the output of the logic function circuit, one of the propagation signal demultiplexed by the wavelength demultiplexer and the negative signal of the propagation signal is selectively used as a result of the logical operation for each bit. And a fourth optical gate for outputting to .

また、本発明の光論理回路の1構成例は、異なるビットごとに用いる前記光源の波長が異なることを特徴とするものである。
また、本発明の光論理回路の1構成例は、最下位ビットと最上位ビットとを除くビットにおいて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号の内、自身のビットに対応する波長の光信号を、自身のビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として取り出して前記波長分波器に入力し、その他の波長の信号を前記第3の光ゲートに入力するWDMフィルタをさらに備え、最上位ビットを除くビットの前記第1、第2の光源は、それぞれ自身のビットよりも上位のビットの個数の異なる波長が多重された光を出力することを特徴とするものである。
Further , one configuration example of the optical logic circuit of the present invention is characterized in that the wavelength of the light source used for each different bit is different.
Further, one configuration example of the optical logic circuit of the present invention corresponds to its own bit among the propagation signal from the lower bit and the negation signal of this propagation signal in bits other than the least significant bit and the most significant bit. WDM filter for extracting an optical signal of a wavelength as the propagation signal to its own bit and a negative signal of this propagation signal and inputting it to the wavelength demultiplexer, and inputting signals of other wavelengths to the third optical gate The first and second light sources of bits other than the most significant bit output light in which wavelengths having different numbers of higher bits than their own bits are multiplexed. is there.

また、本発明の光論理回路は、それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、前記第1の論理回路は、異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1の光源からの光及び前記第2の光源からの光のうちいずれか一方を選択的に出力する第1の光ゲートと、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記第1の光ゲートの出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第2の光ゲートとを含み、前記第2の論理回路は、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を2つの出力ポートのうちいずれか一方に選択的に出力する第3の光ゲートとを含むことを特徴とするものである。 Further, the optical logic circuit of the present invention, when performing a logical operation of a plurality of input signals of N bits (N is an integer of 2 or more), performs the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. A first logic circuit for each bit that outputs a propagation signal to the higher-order bit, and the logic for each bit according to the plurality of input signals of the corresponding bit and the propagation signal from the lower-order bit. A second logic circuit for each bit that outputs the result of the operation, and at least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and the optical signals passing through the optical circuit have different wavelengths of 0. , 1 is assigned, and the propagation signal and the result of the logical operation are output as an optical signal, and the first logic circuit includes first and second light sources that output lights of different wavelengths. , Selectively outputting one of the light from the first light source and the light from the second light source in accordance with one kind of input signal of the plurality of input signals of corresponding bits. One optical gate, and in accordance with the plurality of input signals of corresponding bits, one of the propagation signal from the lower bits and the negation signal of the propagation signal, and the output of the first optical gate. A second optical gate selectively outputting the propagated signal to the higher-order bit and a negative signal of the propagated signal, the second logic circuit being responsive to the plurality of input signals of the corresponding bit. , A third optical gate for selectively outputting the propagated signal from the lower bit and a negated signal of the propagated signal to either one of the two output ports.

また、本発明の光論理回路は、それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、前記第1の論理回路は、異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1の光源からの光及び前記第2の光源からの光のうちいずれか一方を選択的に出力する第1の光ゲートと、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記第1の光ゲートの出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第2の光ゲートとを含み、前記第2の論理回路は、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を分波する波長分波器と、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記波長分波器から第1の入力ポートに入力される前記伝搬信号を2つの出力ポートの一方に選択的に出力し、前記波長分波器から第2の入力ポートに入力される前記伝搬信号の否定信号を前記2つの出力ポートの他方に選択的に出力する第3の光ゲートとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の光論理回路は、それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、前記第1の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号が入力され、上位ビットへの前記伝搬信号とこの伝搬信号の否定信号とを異なる波長の光で出力し、前記第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、前記論理演算の結果を光信号で出力することを特徴とするものである。
Further, the optical logic circuit of the present invention, when performing a logical operation of a plurality of input signals of N bits (N is an integer of 2 or more), performs the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. A first logic circuit for each bit that outputs a propagation signal to the higher-order bit, and the logic for each bit according to the plurality of input signals of the corresponding bit and the propagation signal from the lower-order bit. A second logic circuit for each bit that outputs the result of the operation, and at least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and the optical signals passing through the optical circuit have different wavelengths of 0. , 1 is assigned, and the propagation signal and the result of the logical operation are output as an optical signal, and the first logic circuit includes first and second light sources that output lights of different wavelengths. , Selectively outputting one of the light from the first light source and the light from the second light source in accordance with one kind of input signal of the plurality of input signals of corresponding bits. One optical gate, and in accordance with the plurality of input signals of corresponding bits, one of the propagation signal from the lower bits and the negation signal of the propagation signal, and the output of the first optical gate. , The second optical circuit selectively outputting the propagated signal to the higher-order bit and a negative signal of the propagated signal, the second logic circuit including: A wavelength demultiplexer for demultiplexing a negative signal and one of two output ports for transmitting the propagation signal input from the wavelength demultiplexer to the first input port according to the plurality of input signals of corresponding bits. And a third optical gate for selectively outputting to the other of the two output ports a negative signal of the propagation signal input from the wavelength demultiplexer to the second input port. It is characterized by that.
Further, the optical logic circuit of the present invention, when performing a logical operation of a plurality of input signals of N bits (N is an integer of 2 or more), performs the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. , A first logic circuit for each bit that outputs a propagation signal to an upper bit and a negation signal of this propagation signal, the plurality of input signals of corresponding bits, the propagation signal from a lower bit, and the propagation A second logic circuit for each bit that outputs the result of the logic operation for each bit in response to a negative signal of the signal, and the first logic circuit includes at least a part of an optical circuit, The propagation signal from the bit and the negative signal of the propagation signal are input, and the propagation signal to the higher-order bit and the negative signal of the propagation signal are output with light of different wavelengths, and the second logic circuit is at least Part of the optical circuit is an optical circuit, and the result of the logical operation is output as an optical signal.

本発明では、対応するビットの複数の入力信号に応じて、論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、対応するビットの複数の入力信号と下位ビットからの伝搬信号とに応じて、ビット毎の論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とから光論理回路を構成する。本発明では、回路構成の簡素化を実現することができる。また、本発明では、入力信号により、第1、第2の論理回路に含まれる光ゲートを一度に開閉させることができるため、第1、第2の論理回路における光信号の伝搬経路が確定するまでの時間を大幅に短縮することができる。さらに、第1、第2の論理回路内のシリアル接続段数を大幅に削減することができるため、演算時間を大幅に短縮することができる。本発明が提供する光論理回路は、トランジスタレベルまで光化を進めた構成となっており、電気回路と光回路の融合を容易にし、電気回路の得意分野(膨大な素子の超高集積と並列処理による、超高スループット演算)と、光回路の得意分野(情報を光の速度で伝搬させながら光の伝搬速度で演算を完了させる、超低レイテンシ演算)の両立が可能となり、動作周波数が頭打ち状態になりつつある電気回路の問題を解決することを可能とする。さらに、本発明では、光信号の異なる波長に0,1の値を割り当てることにより、上位ビットへの伝搬信号とその否定信号とを独立に演算することができ、その演算過程において光信号の位相を厳密に制御する必要が無い。また、本発明では、上位ビットへの伝搬信号とその否定信号の演算に共通の回路を使用することが可能となり、回路を簡素化し、スイッチ(光ゲート)数を削減することができる。   According to the present invention, in accordance with a plurality of input signals of corresponding bits, a first logic circuit for each bit that outputs a propagation signal to an upper bit, which is necessary for a logical operation, and a plurality of input signals of corresponding bits, An optical logic circuit is configured from a second logic circuit for each bit that outputs the result of the logical operation for each bit according to the propagation signal from the lower bit. According to the present invention, simplification of the circuit configuration can be realized. Further, in the present invention, since the optical gates included in the first and second logic circuits can be opened and closed at once by the input signal, the propagation paths of the optical signals in the first and second logic circuits are determined. It is possible to significantly reduce the time until. Furthermore, since the number of serial connection stages in the first and second logic circuits can be significantly reduced, the operation time can be greatly reduced. The optical logic circuit provided by the present invention has a structure in which opticalization has been advanced to the transistor level, facilitating the fusion of the electric circuit and the optical circuit, and has a strong field of electric circuits (enhanced integration of a huge number of elements and parallel operation). It is possible to achieve both the high-throughput calculation by processing and the specialty of optical circuits (ultra-low latency calculation that completes the calculation at the propagation speed of light while propagating information at the speed of light), and the operating frequency peaks. It is possible to solve the problem of the electric circuit which is going into a state. Further, according to the present invention, by assigning values of 0 and 1 to different wavelengths of the optical signal, the propagation signal to the upper bit and its negation signal can be calculated independently, and the phase of the optical signal is calculated in the calculation process. Need not be strictly controlled. Further, in the present invention, it becomes possible to use a common circuit for the operation of the propagated signal to the upper bit and its negated signal, which simplifies the circuit and reduces the number of switches (optical gates).

また、本発明では、第1の論理回路を、異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、対応するビットの複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、第1の光源からの光及び第2の光源からの光のうちいずれか一方を選択的に出力する第1の光ゲートと、対応するビットの複数の入力信号に応じて、下位ビットからの伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、第1の光ゲートの出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第2の光ゲートとから構成することにより、第1の論理回路から論理関数回路を削除することができ、回路を簡素化することができる。   Further, according to the present invention, the first logic circuit is configured to output the first and second light sources which output lights of different wavelengths, and the first logic circuit according to the first input signal of the plurality of input signals of corresponding bits. A first optical gate that selectively outputs one of the light from the light source and the light from the second light source, and a propagation signal from a lower bit in accordance with a plurality of input signals of corresponding bits and It is composed of either a negative signal of this propagation signal or an output of the first optical gate, and a second optical gate which selectively outputs a propagation signal to the upper bit and a negative signal of this propagation signal. By doing so, the logic function circuit can be deleted from the first logic circuit, and the circuit can be simplified.

cascaded−BDD型の光論理回路の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a cascaded-BDD type optical logic circuit. cascaded−BDD型の光論理回路に位相変調方式を採用した構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which employ|adopted the phase modulation system to the optical logic circuit of a cascaded-BDD type. 本発明の光論理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical logic circuit of this invention. cascaded−BDD型の光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of one bit of a cascaded-BDD type optical logic circuit. cascaded−BDD型の光論理回路の1ビット分の構成の真理値表を示す図である。It is a figure which shows the truth table of the structure for 1 bit of the cascaded-BDD type optical logic circuit. cascaded−BDD型の光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of one bit of a cascaded-BDD type optical logic circuit. cascaded−BDD型の光論理回路に位相変調方式を採用した光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for 1 bit of the optical logic circuit which employ|adopted the phase modulation system to the cascaded-BDD type optical logic circuit. 本発明の第1の実施例に係る光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of one bit of the optical logic circuit according to the first exemplary embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施例に係る光論理回路において光源から出力される光信号の波長を示す図である。It is a figure which shows the wavelength of the optical signal output from the light source in the optical logic circuit which concerns on the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における最終桁の桁上げ信号の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of the carry signal of the last digit in the 1st example of the present invention. 本発明の第2の実施例に係る光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for 1 bit of the optical logic circuit which concerns on the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施例における加算結果を示す信号について説明する図である。It is a figure explaining the signal which shows the addition result in the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る光論理回路の1ビット分の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for 1 bit of the optical logic circuit which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例における最終桁の桁上げ信号の処理を説明する図である。It is a figure explaining the process of the carry signal of the last digit in the 3rd Example of the present invention. 本発明の第3の実施例における加算結果を示す信号について説明する図である。It is a figure explaining the signal which shows the addition result in the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係る光論理回路を4ビット分縦続接続した全加算器のシミュレーション結果の1例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result of the full adder which cascade-connected the optical logic circuit which concerns on the 3rd Example of this invention for 4 bits. 本発明の第3の実施例に係る光論理回路を4ビット分縦続接続した全加算器のシミュレーション結果の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the simulation result of the full adder which cascade-connected the optical logic circuit which concerns on the 3rd Example of this invention for 4 bits. 本発明の第4の実施例に係る光論理回路の3ビット分の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure for 3 bits of the optical logic circuit which concerns on the 4th Example of this invention. 従来のBDD型の全加算器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional BDD type full adder.

[発明の原理]
従来のBDDをベースとする回路を簡素化する方法として、Cascaded−BDD型の光論理回路を採用する方法が考えられる。Cascaded−BDD型の光論理回路は、BDD回路のノードに配置されるスイッチを制御する信号として、別のBDD回路からの出力信号を使用する回路である。Cascaded−BDD型の光論理回路の例として、全加算器の構成を図1に示す。図19と同様に、100a(100a0〜100a2),100c(100c0〜100c2)は分波器、101a(101a0〜101a2),101b(101b0〜101b2),101c(101c0〜101c2)は2×2光スイッチ、102a(102a0〜102a2),102b(102b0〜102b2),102c(102c0〜102c2)はXOR(排他的論理和)回路である。図1の構成では、別のBDD回路としてXOR回路102a〜102cを採用することにより、桁上げ演算経路(Ci〜Ci+1)に含まれるスイッチの数を半減させている。
[Principle of the Invention]
As a method of simplifying a conventional BDD-based circuit, a method of adopting a Cascaded-BDD type optical logic circuit can be considered. The Cascaded-BDD type optical logic circuit is a circuit that uses an output signal from another BDD circuit as a signal for controlling a switch arranged at a node of the BDD circuit. FIG. 1 shows the configuration of a full adder as an example of a Cascaded-BDD type optical logic circuit. Similar to FIG. 19, 100a (100a0 to 100a2) and 100c (100c0 to 100c2) are demultiplexers, and 101a (101a0 to 101a2), 101b (101b0 to 101b2), 101c (101c0 to 101c2) are 2×2 optical switches. , 102a (102a0 to 102a2), 102b (102b0 to 102b2), 102c (102c0 to 102c2) are XOR (exclusive OR) circuits. In the configuration of FIG. 1, by adopting the XOR circuits 102a to 102c as another BDD circuit, the number of switches included in the carry operation path (C i to C i+1 ) is reduced by half.

また、従来のBDDをベースとする回路をさらに簡素化する方法として、位相変調方式が考えられる。位相変調方式は、図2に示すように、桁上げ信号の否定信号バーCiを桁上げ信号Ciの位相反転で生成することを可能とし、図1の下段(XOR回路102cと2×2光スイッチ101c)における、桁上げ演算の否定の演算を省略している。 Further, as a method for further simplifying the conventional BDD-based circuit, a phase modulation method can be considered. As shown in FIG. 2, the phase modulation method makes it possible to generate the negation signal bar C i of the carry signal by phase inversion of the carry signal C i , and the lower stage of FIG. 1 (XOR circuit 102c and 2×2). The negative operation of the carry operation in the optical switch 101c) is omitted.

図2の位相変調器103ai(103a0〜103a2)は、光信号Xi(X0〜X2)が“1”であるときに光源(不図示)からの光信号をそのまま通過させ、Xiが“0”であるときに光源からの光信号の位相をπだけずらして出力する。位相変調器103bi(103b0〜103b2)は、XOR回路102bi(102b0〜102b2)の出力が“1”であるときに光信号Ci(C0〜C2)の位相をπだけずらして出力し、XOR回路102biの出力が“0”であるときに光信号Ciをそのまま通過させる。 The phase modulator 103ai (103a0 to 103a2) in FIG. 2 allows the optical signal from the light source (not shown) to pass through when the optical signal X i (X 0 to X 2 ) is “1”, and X i is When it is “0”, the phase of the optical signal from the light source is shifted by π and output. The phase modulator 103bi (103b0 to 103b2) shifts the phase of the optical signal C i (C 0 to C 2 ) by π when the output of the XOR circuit 102bi (102b0 to 102b2) is “1”, and outputs the signal. When the output of the XOR circuit 102bi is "0", the optical signal C i is passed as it is.

図2に示すように、Cascaded−BDDと位相変調方式とを組み合わせることにより、回路構成を簡素化し、かつ、演算速度を2倍に改善することが可能となる。ただし、位相変調方式では、スイッチに組み込まれる位相変調部以外での位相回転を補償するために、厳密な導波路長の設定や位相シフタを別途組み込む必要がある。   As shown in FIG. 2, by combining the Cascaded-BDD and the phase modulation method, the circuit configuration can be simplified and the operation speed can be doubled. However, in the phase modulation method, it is necessary to separately set a strict waveguide length and separately incorporate a phase shifter in order to compensate for the phase rotation other than the phase modulation section incorporated in the switch.

そこで、本発明では、位相の厳密な制御を不要とする簡素化された回路構成を提案する。図3に本発明の光論理回路(全加算器)の構成を示す。図3の全加算器は、分波器200a(200a0〜200aSR2)と、2×2光スイッチ201a(201a0〜201a2),202a(202a0〜202a2),203b(203b0〜203b2)と、波長合波器204b(204b0〜204b2)とから構成される。2×2光スイッチ201aと202aとは、第1の論理回路を構成し、2×2光スイッチ203bは、第2の論理回路を構成している。   Therefore, the present invention proposes a simplified circuit configuration that does not require strict phase control. FIG. 3 shows the configuration of the optical logic circuit (full adder) of the present invention. The full adder of FIG. 3 includes a demultiplexer 200a (200a0 to 200aSR2), 2×2 optical switches 201a (201a0 to 201a2), 202a (202a0 to 202a2), 203b (203b0 to 203b2), and a wavelength multiplexer. And 204b (204b0 to 204b2). The 2×2 optical switches 201a and 202a form a first logic circuit, and the 2×2 optical switch 203b forms a second logic circuit.

分波器200ai(i=0,1,2)は、前段からの桁上げ信号Ci(伝搬信号)とその否定信号バーCiを2分岐させる。2×2光スイッチ201aiは、信号Xiが“1”であるときに、信号“1”に対応する波長λaの光を選択して出力し、信号Xiが“0”であるときに、信号“0”に対応する波長λbの光を選択して出力する。 The branching filter 200ai (i=0, 1, 2) branches the carry signal C i (propagation signal) from the preceding stage and its negation signal bar C i into two. The 2×2 optical switch 201ai selects and outputs the light of the wavelength λ a corresponding to the signal “1” when the signal X i is “1”, and when the signal X i is “0”. , The light of wavelength λ b corresponding to the signal “0” is selected and output.

2×2光スイッチ202aiは、信号Xiと信号Yiとが共に“1”または共に“0”であるときに2×2光スイッチ201aiの出力を選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力し、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに分波器200aiからの光信号Ci,バーCiを選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力する。 The 2×2 optical switch 202ai selects the output of the 2×2 optical switch 201ai when the signal X i and the signal Y i are both “1” or both “0”, and is a carry signal to the next stage. C i+1 , bar C i+1 , and when one of the signals X i and Y i is “1” and the other is “0”, the optical signal C i , bar from the demultiplexer 200 ai C i is selected and output as a carry signal C i+1 and a bar C i+1 to the next stage.

2×2光スイッチ203biは、信号Xiと信号Yiとが共に“1”または共に“0”であるときに、第1の入力ポート(図3の上側の入力ポート)に入力される分波器200aiからの光信号Ci,バーCiを第2の出力ポート(図3の下側の出力ポート)に出力する。このとき、光スイッチ203biは、第2の入力ポート(図3の下側の入力ポート)と第1の出力ポート(図3の上側の出力ポート)とを接続する。ただし、第2の入力ポートは無入力である。 The 2×2 optical switch 203bi is the amount that is input to the first input port (the upper input port in FIG. 3) when the signal X i and the signal Y i are both “1” or both “0”. optical signal C i from the filter 200Ai, and outputs the bar C i to the second output port (the lower side of the output port in FIG. 3). At this time, the optical switch 203bi connects the second input port (the lower input port in FIG. 3) and the first output port (the upper output port in FIG. 3). However, the second input port has no input.

また、光スイッチ203biは、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに、第1の入力ポートに入力される分波器200aiからの光信号Ci,バーCiを第1の出力ポートに出力する。このとき、光スイッチ203biは、第2の入力ポートと第2の出力ポートとを接続する。上記のとおり、第2の入力ポートは無入力である。 Further, the optical switch 203bi outputs the optical signal C from the demultiplexer 200ai to the first input port when one of the signals X i and Y i is “1” and the other is “0”. i , and bar C i are output to the first output port. At this time, the optical switch 203bi connects the second input port and the second output port. As described above, the second input port has no input.

図3の例では、各ビットの信号XiとYiの加算結果を示す光信号Siを取り出すために、波長合波器204biをビット毎に設ける。波長合波器204biは、光スイッチ203biから出力される波長の異なる光信号を合波する。 In the example of FIG. 3, the wavelength multiplexer 204bi is provided for each bit in order to extract the optical signal S i indicating the addition result of the signals X i and Y i of each bit. The wavelength multiplexer 204bi multiplexes optical signals with different wavelengths output from the optical switch 203bi.

本発明では、桁上げ信号Ci+1とその否定信号バーCi+1の演算を波長多重で行い、共通の回路で2種類の演算を実行する。これにより、図3に示した回路で、図2と同等の機能を位相補償なしで実現することができる。 In the present invention, the carry signal C i+1 and its negation signal bar C i+1 are calculated by wavelength multiplexing, and two kinds of calculations are executed by a common circuit. As a result, the circuit shown in FIG. 3 can realize the same function as in FIG. 2 without phase compensation.

[第1の実施例]
次に、本発明の第1の実施例について説明する。ここでは、まず、図1、図2の各光論理回路の1ビット分の構成について説明した上で、本実施例の光論理回路の1ビット分の構成について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the present invention will be described. Here, first, the 1-bit configuration of each optical logic circuit of FIGS. 1 and 2 will be described, and then the 1-bit configuration of the optical logic circuit of the present embodiment will be described.

図4は図1に示したcascaded−BDD型の光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図、図5は図4の回路の真理値表を示す図である。なお、図5における「−」は“0”または“1”のどちらでもよいことを表している。
論理回路301,303,307は、それぞれ論理関数f1,f2,バーf2に則った動作を行う回路である。論理関数f1,f2,バーf2の真理値表は図5に示したとおりである。
4 is a block diagram showing the configuration of one bit of the cascaded-BDD type optical logic circuit (full adder) shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a diagram showing a truth table of the circuit of FIG. In addition, "-" in FIG. 5 indicates that either "0" or "1" may be used.
The logic circuits 301, 303, 307 are circuits that perform operations according to the logic functions f 1 , f 2 , and bar f 2 , respectively. The truth table of the logical functions f 1 , f 2 and bar f 2 is as shown in FIG.

pass/block型の光ゲート302は、論理関数f2(論理回路303)の出力が“1”であるときに光源300からの光信号を通過させ、論理関数f2の出力が“0”であるときに光源300からの光信号を遮断する。pass/cross型の光ゲート304は、論理関数f1(論理回路301)の出力が“1”であるときに光信号Ciを選択して出力し、論理関数f1の出力が“0”であるときに光ゲート302の出力を選択して出力する。pass/cross型の光ゲート305は、論理関数f1の出力が“1”であるときに光信号バーCiを選択して出力し、論理関数f1の出力が“0”であるときに光信号Ciを選択して出力する。 The pass/block type optical gate 302 allows the optical signal from the light source 300 to pass when the output of the logic function f 2 (logic circuit 303) is “1”, and the output of the logic function f 2 is “0”. At some time, the light signal from the light source 300 is blocked. The pass/cross type optical gate 304 selects and outputs the optical signal C i when the output of the logic function f 1 (logic circuit 301) is “1”, and the output of the logic function f 1 is “0”. Then, the output of the optical gate 302 is selected and output. The pass/cross type optical gate 305 selects and outputs the optical signal bar C i when the output of the logical function f 1 is “1”, and when the output of the logical function f 1 is “0”. The optical signal C i is selected and output.

pass/block型の光ゲート308は、論理関数f2の否定バーf2(論理回路307)の出力が“1”であるときに光源306からの光信号を通過させ、バーf2の出力が“0”であるときに光源306からの光信号を遮断する。pass/cross型の光ゲート309は、論理関数f1の出力が“1”であるときに光信号バーCiを選択して出力し、論理関数f1の出力が“0”であるときに光ゲート308の出力を選択して出力する。 The pass/block type optical gate 308 allows the optical signal from the light source 306 to pass when the output of the negation bar f 2 (logic circuit 307) of the logic function f 2 is “1”, and the output of the bar f 2 is When it is “0”, the optical signal from the light source 306 is cut off. The pass/cross type optical gate 309 selects and outputs the optical signal bar C i when the output of the logical function f 1 is “1”, and when the output of the logical function f 1 is “0”. The output of the optical gate 308 is selected and output.

図6は図1に示したcascaded−BDD型の光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図である。図6の回路は、図4に示した回路において、論理関数f1(論理回路301)の演算をXOR演算とし、論理関数f2,バーf2の出力の代わりに、Xi,バーXiをそのまま用いたものである。 FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of one bit of the cascaded-BDD type optical logic circuit (full adder) shown in FIG. In the circuit of FIG. 6, in the circuit shown in FIG. 4, the operation of the logical function f 1 (logical circuit 301) is an XOR operation, and instead of the output of the logical function f 2 , bar f 2 , X i , bar X i Is used as is.

図7は図2に示した光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図である。pass/π−shift型の位相変調器401は、信号Xiが“1”であるときに光源400からの光信号をそのまま通過させ、信号Xiが“0”であるときに光源400からの光信号の位相をπだけずらして出力する。pass/cross型の光ゲート403は、信号Xi,Yiを入力とするXOR回路402の出力が“1”であるときに光信号Ciを選択して出力し、XOR回路402の出力が“0”であるときに光ゲート401の出力を選択して出力する。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of one bit of the optical logic circuit (full adder) shown in FIG. The pass/π-shift type phase modulator 401 allows the optical signal from the light source 400 to pass as it is when the signal X i is “1”, and outputs the light signal from the light source 400 when the signal X i is “0”. The phase of the optical signal is shifted by π and output. The pass/cross type optical gate 403 selects and outputs the optical signal C i when the output of the XOR circuit 402 to which the signals X i and Y i are input is “1”, and the output of the XOR circuit 402 is output. When it is “0”, the output of the optical gate 401 is selected and output.

位相変調器404は、XOR回路402の出力が“1”であるときに光信号Ciの位相をπだけずらして出力し、XOR回路402の出力が“0”であるときに光信号Ciをそのまま通過させる。
つまり、図7の回路では、図6に示した回路における“0”/“1”の信号にそれぞれゼロ/πの位相を割り当てることで、図6における下段の回路(306,308,309)を省略している。ただし、前述のように、光源400の“1”の位相と、Ci(=“0”または“1”)の位相関係を厳密に合わせる必要がある。
Phase modulator 404, the phase of the optical signal C i to output shifted by π when the output of the XOR circuit 402 is "1", the optical signal C i when the output of the XOR circuit 402 is "0" Pass through.
That is, in the circuit of FIG. 7, by assigning phases of zero/π to the “0”/“1” signals in the circuit shown in FIG. 6, respectively, the lower circuits (306, 308, 309) in FIG. Omitted. However, as described above, it is necessary to exactly match the phase relationship between the phase of “1” of the light source 400 and Ci (=“0” or “1”).

図8は本実施例に係る光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図である。本実施例及び以下の実施例では、論理演算の例として入力信号の加算を例に挙げて説明する。本実施例の1ビット分の光論理回路1は、光源10,11と、pass/block型の光ゲート12,13と、波長合波器14と、分波器15と、XOR回路16(論理関数回路)と、pass/cross型の光ゲート17と、波長分波器18と、pass/cross型の光ゲート19とから構成される。光源10,11と光ゲート12,13と波長合波器14とXOR回路16と光ゲート17とは、第1の論理回路を構成し、波長分波器18と光ゲート19とは、第2の論理回路を構成している。   FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of one bit of the optical logic circuit (full adder) according to this embodiment. In this embodiment and the following embodiments, the addition of input signals will be described as an example of the logical operation. The 1-bit optical logic circuit 1 of the present embodiment includes light sources 10 and 11, pass/block type optical gates 12 and 13, a wavelength multiplexer 14, a demultiplexer 15, and an XOR circuit 16 (logic). Functional circuit), a pass/cross type optical gate 17, a wavelength demultiplexer 18, and a pass/cross type optical gate 19. The light sources 10 and 11, the optical gates 12 and 13, the wavelength multiplexer 14, the XOR circuit 16, and the optical gate 17 constitute a first logic circuit, and the wavelength demultiplexer 18 and the optical gate 19 are the second logical circuit. Constitutes the logic circuit of.

光源10は、信号“1”に対応する波長λaの光信号を出力する。光源11は、信号“0”に対応する波長λbの光信号を出力する。図9は波長合波器14と波長分波器18の透過特性を示す図である。図9(A)は上側のポートの波長特性を示す図、図9(B)は下側のポートの波長特性を示す図である。 The light source 10 outputs an optical signal of wavelength λ a corresponding to the signal “1”. The light source 11 outputs an optical signal of wavelength λ b corresponding to the signal “0”. FIG. 9 is a diagram showing the transmission characteristics of the wavelength multiplexer 14 and the wavelength demultiplexer 18. FIG. 9A is a diagram showing the wavelength characteristic of the upper port, and FIG. 9B is a diagram showing the wavelength characteristic of the lower port.

pass/block型の光ゲート12は、信号Xi(電気信号)が“1”であるときに光源10からの光信号を通過させ、信号Xiが“0”であるときに光源10からの光信号を遮断する。pass/block型の光ゲート13は、信号Xiの否定信号バーXi(電気信号)が“1”であるときに光源11からの光信号を通過させ、信号バーXiが“0”であるときに光源11からの光信号を遮断する。波長合波器14は、光ゲート12,13から出力される波長の異なる光信号を合波する。 The pass/block type optical gate 12 allows the optical signal from the light source 10 to pass when the signal X i (electrical signal) is “1” and transmits the optical signal from the light source 10 when the signal X i is “0”. Block the optical signal. pass / block type optical gate 13 passes the optical signal from the light source 11 when a negative signal of the signal X i bar X i (electrical signal) is "1", the signal bar X i is "0" At some time, the optical signal from the light source 11 is cut off. The wavelength multiplexer 14 multiplexes optical signals having different wavelengths output from the optical gates 12 and 13.

分波器15は、前段からの桁上げ信号Ci,バーCiを2分岐させる。XOR回路16は、信号Xi(電気信号)と信号Yi(電気信号)とのXOR演算を行なう電気回路である。pass/cross型の光ゲート17は、XOR回路16の出力(電気信号)が“1”であるときに分波器15からの光信号Ci,バーCiを選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力し、XOR回路16の出力が“0”であるときに波長合波器14の出力を選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力する。 The branching filter 15 splits the carry signal C i and bar C i from the preceding stage into two. The XOR circuit 16 is an electric circuit that performs an XOR operation on the signal X i (electrical signal) and the signal Y i (electrical signal). The pass/cross type optical gate 17 selects the optical signal C i and the bar C i from the demultiplexer 15 when the output (electrical signal) of the XOR circuit 16 is “1”, and outputs the signal to the next stage. The carry signal C i+1 and the bar C i+1 are output, and when the output of the XOR circuit 16 is “0”, the output of the wavelength multiplexer 14 is selected and the carry signal C to the next stage is selected. Output as i+1 and bar C i+1 .

分波器15の分岐比率は1:1でなくとも良い。光信号Si側は、加算結果を示すものであるため光受信器で受光できる程度の光があればよい。一方で、桁上げ信号であるCi側の経路は桁数分の光パスが連続しており、各桁において光分波器15で分岐されるため大きな光強度が必要となる。したがって、桁上げ信号側の分岐比を大きくすることが望ましい。また、各桁ごとに分岐比を変えても良い。例えば、後段の桁ほど桁上げ信号が弱くなるため分岐比を徐々に1:1に近づけるようにしてもよい。 The branching ratio of the demultiplexer 15 may not be 1:1. Since the optical signal Si side indicates the addition result, it is sufficient that the light can be received by the optical receiver. On the other hand, the path on the C i side, which is a carry signal, has an optical path continuous for the number of digits and is branched by the optical demultiplexer 15 at each digit, so that a high light intensity is required. Therefore, it is desirable to increase the branching ratio on the carry signal side. Further, the branching ratio may be changed for each digit. For example, since the carry signal becomes weaker in the later digits, the branching ratio may be gradually brought closer to 1:1.

一方、波長分波器18は、分波器15からの光信号Ci,バーCiを波長λaの光信号Ciと波長λbの光信号バーCiとに分波し、光信号Ciをpass/cross型の光ゲート19の第1の入力ポート(図8の上側の入力ポート)に入力し、光信号バーCiを光ゲート19の第2の入力ポート(図8の下側の入力ポート)に入力する。光ゲート19は、XOR回路16の出力が“1”であるときに光信号バーCiを選択して、XiとYiの加算結果を示す光信号Siとして出力し、XOR回路16の出力が“0”であるときに光信号Ciを選択して、光信号Siとして出力する。 On the other hand, the wavelength demultiplexer 18, an optical signal C i, the bar C i to the optical signal bar C i and demultiplexed optical signals C i and the wavelength lambda b of the wavelength lambda a from the demultiplexer 15, the optical signal C i is input to the first input port (upper input port in FIG. 8) of the pass/cross type optical gate 19, and the optical signal bar C i is input to the second input port (lower part in FIG. 8) of the optical gate 19. Input port). The optical gate 19 selects the optical signal bar C i when the output of the XOR circuit 16 is “1” and outputs it as an optical signal S i indicating the addition result of X i and Y i . When the output is “0”, the optical signal C i is selected and output as the optical signal S i .

全加算器を構成する場合には、図3と同様に、図8の光論理回路1の桁上げ信号Ci+1,バーCi+1が次段の光論理回路1に入力されるようにNビット(Nは2以上の整数)分の光論理回路1を縦続接続すれば、Nビットの全加算器を実現することができる。 When configuring the full adder, the carry signal C i+1 and bar C i+1 of the optical logic circuit 1 of FIG. 8 are input to the optical logic circuit 1 of the next stage, as in FIG. If the optical logic circuits 1 for N bits (N is an integer of 2 or more) are cascade-connected, an N-bit full adder can be realized.

なお、最終桁の桁上げ信号については、図10に示すように波長フィルタ20を設け、光信号Ci+1,バーCi+1のうち波長λbの光信号バーCi+1側を波長フィルタ20で除去することにより、最終桁の桁上げ信号を生成する必要がある。 Note that the last digit of the carry signal, the wavelength filter 20 as shown in provided 10, the optical signal C i + 1, the optical signal bar C i + 1 side of the wavelength lambda b of the bar C i + 1 It is necessary to generate a carry signal for the last digit by removing it with the wavelength filter 20.

本実施例では、位相変調方式と同様に、図6のcascaded−BDD型の光論理回路における下段の回路(306,308,309)を省略することができる。さらに、本実施例では、位相変調方式と異なり、図7に示した光信号の位相に“0”/“1”を割り当てていないため、図7に示した位相変調方式のような厳密な位相制御が不要となる。   In this embodiment, like the phase modulation method, the circuits (306, 308, 309) in the lower stage of the cascaded-BDD type optical logic circuit of FIG. 6 can be omitted. Further, in the present embodiment, unlike the phase modulation method, since "0"/"1" is not assigned to the phase of the optical signal shown in FIG. 7, a strict phase like the phase modulation method shown in FIG. No need for control.

[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図11は本実施例に係る光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図である。本実施例の1ビット分の光論理回路2は、光源21,22と、pass/cross型の光ゲート23と、分波器24と、pass/cross型の光ゲート25,26とから構成される。光源21,22と光ゲート23,25とは、第1の論理回路を構成し、光ゲート26は、第2の論理回路を構成している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of one bit of the optical logic circuit (full adder) according to this embodiment. The 1-bit optical logic circuit 2 of this embodiment includes light sources 21 and 22, a pass/cross type optical gate 23, a demultiplexer 24, and pass/cross type optical gates 25 and 26. It The light sources 21 and 22 and the optical gates 23 and 25 form a first logic circuit, and the optical gate 26 forms a second logic circuit.

光源21は、信号“1”に対応する波長λaの光信号を出力する。光源22は、信号“0”に対応する波長λbの光信号を出力する。pass/cross型の光ゲート23は、信号Xi(電気信号)が“1”であるときに光源21からの光信号を選択して出力し、信号Xiが“0”であるときに光源22からの光信号を選択して出力する。 The light source 21 outputs an optical signal of wavelength λ a corresponding to the signal “1”. The light source 22 outputs an optical signal of wavelength λ b corresponding to the signal “0”. The pass/cross type optical gate 23 selects and outputs the optical signal from the light source 21 when the signal X i (electrical signal) is “1” and outputs the light signal when the signal X i is “0”. The optical signal from 22 is selected and output.

分波器24は、前段からの桁上げ信号Ci,バーCiを2分岐させる。pass/cross型の光ゲート25は、信号Xi(電気信号)と信号Yi(電気信号)とが共に“1”または共に“0”であるときに光ゲート23の出力を選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力し、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに分波器24からの光信号Ci,バーCiを選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力する。 The branching filter 24 branches the carry signal C i and bar C i from the preceding stage into two. The pass/cross type optical gate 25 selects the output of the optical gate 23 when both the signal X i (electrical signal) and the signal Y i (electrical signal) are “1” or both “0”, The carry signal C i+1 and the bar C i+1 to the next stage are output, and when one of the signals X i and Y i is “1” and the other is “0”, the duplexer 24 outputs the signal. optical signal C i, using the bar C i, the carry signal C i + 1 of the next stage, and outputs it as a bar C i + 1.

pass/cross型の光ゲート26は、信号Xiと信号Yiとが共に“1”または共に“0”であるときに、第1の入力ポート(図11の上側の入力ポート)に入力される分波器24からの光信号Ci,バーCiを第2の出力ポート(図11の下側の出力ポート)に出力する。このとき、光ゲート26は、第2の入力ポート(図11の下側の入力ポート)と第1の出力ポート(図11の上側の出力ポート)とを接続する。ただし、本実施例では、第2の入力ポートは無入力である。 The pass/cross type optical gate 26 is input to the first input port (the upper input port in FIG. 11) when the signals X i and Y i are both “1” or both “0”. that the optical signal C i from the demultiplexer 24, and outputs the bar C i to the second output port (the lower side of the output port in FIG. 11). At this time, the optical gate 26 connects the second input port (the lower input port in FIG. 11) and the first output port (the upper output port in FIG. 11). However, in this embodiment, the second input port has no input.

また、光ゲート26は、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに、第1の入力ポートに入力される分波器24からの光信号Ci,バーCiを第1の出力ポートに出力する。このとき、光ゲート26は、第2の入力ポートと第2の出力ポートとを接続する。上記のとおり、第2の入力ポートは無入力である。 The optical gate 26 receives the optical signal C from the demultiplexer 24 that is input to the first input port when one of the signals X i and Y i is “1” and the other is “0”. i , and bar C i are output to the first output port. At this time, the optical gate 26 connects the second input port and the second output port. As described above, the second input port has no input.

全加算器を構成する場合には、図3と同様に、図11の光論理回路2の桁上げ信号Ci+1,バーCi+1が次段の光論理回路2に入力されるようにNビット分の光論理回路2を縦続接続すれば、Nビットの全加算器を実現することができる。 When the full adder is configured, the carry signal C i+1 and the bar C i+1 of the optical logic circuit 2 of FIG. 11 are input to the optical logic circuit 2 of the next stage as in the case of FIG. An N-bit full adder can be realized by connecting N-bit optical logic circuits 2 in cascade.

最終桁の桁上げ信号については、図10と同様に波長フィルタを設け、光信号Ci+1,バーCi+1のうち波長λbの光信号バーCi+1側を波長フィルタで除去することにより、最終桁の桁上げ信号を生成する必要がある。 The last digit of the carry signal, a wavelength filter provided in the same manner as FIG. 10, removed by the optical signal C i + 1, a wavelength filter optical signal bar C i + 1 side of the wavelength lambda b of the bar C i + 1 Therefore, it is necessary to generate a carry signal for the last digit.

また、本実施例では、各ビットの信号XiとYiの加算結果を示す光信号Siを取り出すために、波長合波器27(波長フィルタ)をビット毎に設ける必要がある。波長合波器27は、光ゲート26から出力される波長の異なる光信号を合波する。 Further, in the present embodiment, it is necessary to provide the wavelength multiplexer 27 (wavelength filter) for each bit in order to extract the optical signal S i indicating the addition result of the signals X i and Y i of each bit. The wavelength multiplexer 27 multiplexes optical signals with different wavelengths output from the optical gate 26.

具体的には、波長合波器27は、光ゲート26の第1の出力ポート(図11の上側の出力ポート)から出力される光信号のうち波長λaの光信号を通さずに、波長λbの光信号を通す。また、波長合波器27は、光ゲート26の第2の出力ポート(図11の下側の出力ポート)から出力される光信号のうち波長λbの光信号を通さずに、波長λaの光信号を通す。こうして、光信号Siが生成される。本実施例の光信号Siは、図12に示すように光強度で“0”/“1”を表す信号となり、信号XiとYiの加算結果が“0”の場合は光強度がゼロレベルとなる。 Specifically, the wavelength multiplexer 27 does not pass the optical signal of wavelength λ a among the optical signals output from the first output port (upper output port of FIG. 11) of the optical gate 26, and Pass the optical signal of λ b . The wavelength multiplexer 27, without passing the optical signal of the wavelength lambda b of the optical signal output from the second output port of the optical gate 26 (the lower side of the output port in FIG. 11), the wavelength lambda a Pass the optical signal of. In this way, the optical signal S i is generated. As shown in FIG. 12, the optical signal S i of the present embodiment is a signal representing “0”/“1” in light intensity, and when the addition result of the signals X i and Y i is “0”, the light intensity is Zero level.

本実施例の構成は、第1の実施例の回路を以下の3つの手法(I)〜(III)で簡略化したものである。   The configuration of this embodiment is obtained by simplifying the circuit of the first embodiment by the following three methods (I) to (III).

(I)図8において信号Xi,バーXiで光ゲート12,13を制御している箇所を、信号Xiに応じて動作するpass/cross型の光ゲート23にスイッチを変更する。これにより、波長合波器14を省略することができ、信号Ci,バーCiの経路長を短縮し、演算速度を向上させることが可能となる。 (I) In FIG. 8, the switches where the optical gates 12 and 13 are controlled by the signals X i and bars X i are changed to pass/cross type optical gates 23 which operate according to the signals X i . Thus, it is possible to omit the wavelength multiplexer 14, to shorten signal C i, the path length of the bar C i, it is possible to improve the calculation speed.

(II)図8におけるpass/cross型の光ゲート19への入力を、波長分波器18で信号を上下ポートに分けて入力する方式から、pass/cross型の光ゲート26の出力側で波長選択合波する方式に変更する。加算用の光ゲートを他のスイッチと同一のチップ内に集積する必要性を勘案すると、図8の構成では、波長分波器18をチップ内に集積する必要がある。これに対して、図11の構成では、チップ外部に配置される波長合波器27(波長フィルタ)を用いて演算を実行することが可能となり、チップの作製をより単純化することが可能となる。 (II) From the method of inputting the signal to the pass/cross type optical gate 19 in FIG. 8 by dividing the signal into upper and lower ports by the wavelength demultiplexer 18, the wavelength at the output side of the pass/cross type optical gate 26 Change to the method of selective multiplexing. Considering the need to integrate the addition optical gate in the same chip as other switches, the wavelength demultiplexer 18 needs to be integrated in the chip in the configuration of FIG. On the other hand, in the configuration of FIG. 11, it is possible to perform the calculation using the wavelength multiplexer 27 (wavelength filter) arranged outside the chip, and it is possible to further simplify the manufacturing of the chip. Become.

(III)図6、図7、図8で用いられていたpass/cross型の光ゲート304,403,17を1制御入力から2制御入力の光ゲート25に変更することで、cascaded−BDD用のXOR回路301,402,16を省略する。この手法の図7への適用は、信号Ci,バーCiの経路内に位相シフタを増設する結果となり、演算速度の観点から不適であると考えられる。一方、光信号の位相に“0”/“1”を割り当てしない本実施例の構成においては、位相シフタの増設が不要であるため、cascaded−BDDの高速性を保持しつつ、XOR回路の省略が可能となる。 (III) By changing the pass/cross type optical gates 304, 403, and 17 used in FIGS. 6, 7, and 8 to the optical gate 25 having two control inputs from one control input, for cascaded-BDD The XOR circuits 301, 402, and 16 are omitted. Application to Figure 7 of this approach, the signal C i, result in the expansion phase shifter in the path of the bar C i, is considered to be unsuitable in terms of operation speed. On the other hand, in the configuration of the present embodiment in which “0”/“1” is not assigned to the phase of the optical signal, it is not necessary to add a phase shifter, so that the high speed of the cascaded-BDD is maintained and the XOR circuit is omitted Is possible.

[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例について説明する。図13は本実施例に係る光論理回路(全加算器)の1ビット分の構成を示すブロック図である。上記のとおり、第2の実施例は、図8に示した第1の実施例の回路に(I)〜(III)の手法を適用したものであり、本実施例は、第1の実施例の回路に(I)、(III)の手法を適用したものである。本実施例では、出力Siの“0”を表す信号として、光強度がゼロではない信号を利用できる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of one bit of the optical logic circuit (full adder) according to this embodiment. As described above, in the second embodiment, the methods (I) to (III) are applied to the circuit of the first embodiment shown in FIG. 8, and this embodiment is the first embodiment. The method of (I) and (III) is applied to the circuit of. In this embodiment, a signal whose light intensity is not zero can be used as a signal representing "0" of the output S i .

本実施例の1ビット分の光論理回路3は、光源30,31と、pass/cross型の光ゲート32と、分波器33と、pass/cross型の光ゲート34と、波長分波器35と、pass/cross型の光ゲート36とから構成される。光源30,31と光ゲート32,34とは、第1の論理回路を構成し、波長分波器35と光ゲート36とは、第2の論理回路を構成している。   The 1-bit optical logic circuit 3 of the present embodiment includes light sources 30 and 31, a pass/cross type optical gate 32, a demultiplexer 33, a pass/cross type optical gate 34, and a wavelength demultiplexer. 35 and a pass/cross type optical gate 36. The light sources 30 and 31 and the optical gates 32 and 34 form a first logic circuit, and the wavelength demultiplexer 35 and the optical gate 36 form a second logic circuit.

光源30は、信号“1”に対応する波長λaの光信号を出力する。光源31は、信号“0”に対応する波長λbの光信号を出力する。pass/cross型の光ゲート32は、信号Xi(電気信号)が“1”であるときに光源30からの光信号を選択して出力し、信号Xiが“0”であるときに光源31からの光信号を選択して出力する。 The light source 30 outputs an optical signal of wavelength λ a corresponding to the signal “1”. The light source 31 outputs an optical signal of wavelength λ b corresponding to the signal “0”. The pass/cross type optical gate 32 selects and outputs the optical signal from the light source 30 when the signal X i (electrical signal) is “1” and outputs the light source when the signal X i is “0”. The optical signal from 31 is selected and output.

分波器33は、前段からの桁上げ信号Ci,バーCiを2分岐させる。pass/cross型の光ゲート34は、信号Xi(電気信号)と信号Yi(電気信号)とが共に“1”または共に“0”であるときに光ゲート32の出力を選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力し、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに分波器33からの光信号Ci,バーCiを選択して、次段への桁上げ信号Ci+1,バーCi+1として出力する。 The branching filter 33 branches the carry signal C i and bar C i from the preceding stage into two. The pass/cross type optical gate 34 selects the output of the optical gate 32 when both the signal X i (electrical signal) and the signal Y i (electrical signal) are “1” or both “0”, Output as carry signal C i+1 and bar C i+1 to the next stage, and when one of signal X i and signal Y i is “1” and the other is “0”, branching filter 33 outputs optical signal C i, using the bar C i, the carry signal C i + 1 of the next stage, and outputs it as a bar C i + 1.

波長分波器35は、分波器33からの光信号Ci,バーCiを波長λaの光信号Ciと波長λbの光信号バーCiとに分波し、光信号Ciをpass/cross型の光ゲート36の第1の入力ポート(図13の上側の入力ポート)に入力し、光信号バーCiを光ゲート36の第2の入力ポート(図13の下側の入力ポート)に入力する。 Wavelength demultiplexer 35 the optical signal C i, demultiplexed optical signal bar C i of the bar C i of wavelength lambda a light signal C i and the wavelength lambda b from the demultiplexer 33, the optical signal C i Is input to the first input port (upper input port in FIG. 13) of the pass/cross type optical gate 36, and the optical signal bar C i is input to the second input port (lower side in FIG. 13) of the optical gate 36. Input port).

pass/cross型の光ゲート36は、信号Xiと信号Yiとが共に“1”または共に“0”であるときに、第1の入力ポートに入力される光信号Ciを第2の出力ポート(図13の下側の出力ポート)に出力し、第2の入力ポートに入力される光信号バーCiを第1の出力ポート(図13の上側の出力ポート)に出力する。また、光ゲート36は、信号Xiと信号Yiのうち一方が“1”で他方が“0”であるときに、第1の入力ポートに入力される光信号Ciを第1の出力ポートに出力し、第2の入力ポートに入力される光信号バーCiを第2の出力ポートに出力する。 The pass/cross type optical gate 36 outputs the optical signal C i input to the first input port to the second when the signal X i and the signal Y i are both “1” or both “0”. The optical signal bar C i which is output to the output port (the lower output port in FIG. 13) and is input to the second input port is output to the first output port (the upper output port in FIG. 13). Further, the optical gate 36 outputs the optical signal C i input to the first input port to the first output when one of the signals X i and Y i is “1” and the other is “0”. The optical signal bar C i output to the port and input to the second input port is output to the second output port.

全加算器を構成する場合には、図3と同様に、図13の光論理回路3の桁上げ信号Ci+1,バーCi+1が次段の光論理回路3に入力されるようにNビット分の光論理回路3を縦続接続すれば、Nビットの全加算器を実現することができる。 When the full adder is configured, the carry signal C i+1 and bar C i+1 of the optical logic circuit 3 of FIG. 13 are input to the optical logic circuit 3 of the next stage, as in FIG. An N-bit full adder can be realized by connecting N-bit optical logic circuits 3 in cascade.

なお、最終桁の桁上げ信号については、図14に示すように波長分波器40(波長フィルタ)と、フォトダイオード41,42と、加減算器43とを設ける必要がある。
波長分波器40は、桁上げ信号Ci+1,バーCi+1を波長λbの光信号バーCi+1と波長λaの光信号Ci+1とに分波する。
For the carry signal of the final digit, it is necessary to provide a wavelength demultiplexer 40 (wavelength filter), photodiodes 41 and 42, and an adder/subtractor 43 as shown in FIG.
Wavelength demultiplexer 40, the carry signal C i + 1, is branched into an optical signal C i + 1 bar C i 1 the wavelength lambda b + optical signal bar C i + 1 and the wavelength lambda a.

フォトダイオード41は、光信号バーCi+1を電気信号に変換する。フォトダイオード42は、光信号Ci+1を電気信号に変換する。加減算器43は、フォトダイオード41の出力信号の極性を反転させた信号とフォトダイオード42の出力信号とを加算する。こうして、最終桁の桁上げ信号を差動受信した電気信号を生成することができる。 The photodiode 41 converts the optical signal bar C i+1 into an electric signal. The photodiode 42 converts the optical signal C i+1 into an electric signal. The adder/subtractor 43 adds the signal obtained by inverting the polarity of the output signal of the photodiode 41 and the output signal of the photodiode 42. In this way, it is possible to generate an electric signal in which the carry signal of the last digit is differentially received.

また、本実施例では、各ビットの信号XiとYiの加算結果を示す光信号Siを電気信号に変換して取り出すために、フォトダイオード37,38と加減算器39とからなる差動検出型の受信機をビット毎に設ける必要がある。 Further, in this embodiment, in order to take out light signals S i indicating the addition result of the signals X i and Y i for each bit is converted into an electric signal, a photodiode 37, 38 and subtracter 39. Differential It is necessary to provide a detection type receiver for each bit.

フォトダイオード37は、光ゲート36の第1の出力ポート(図13の上側の出力ポート)から出力される光信号を電気信号に変換する。フォトダイオード38は、光ゲート36の第2の出力ポート(図13の下側の出力ポート)から出力される光信号を電気信号に変換する。加減算器39は、フォトダイオード37の出力信号の極性を反転させた信号とフォトダイオード38の出力信号とを加算する。   The photodiode 37 converts an optical signal output from the first output port (upper output port in FIG. 13) of the optical gate 36 into an electric signal. The photodiode 38 converts the optical signal output from the second output port (the lower output port in FIG. 13) of the optical gate 36 into an electric signal. The adder/subtractor 39 adds the signal obtained by inverting the polarity of the output signal of the photodiode 37 and the output signal of the photodiode 38.

こうして、差動検出型の受信機をビット毎に設置することにより、“0”/“1”信号の強度レベルの差を2倍に設定できるため、信号検出精度を向上させることが可能となる。つまり、本実施例の光信号Siを電気信号に変換した信号は、図15に示すように、“1”を表す信号が正極性、“0”を表す信号が負極性となる。 Thus, by installing the differential detection type receiver for each bit, the difference in the intensity level of the "0"/"1" signals can be set to double, so that the signal detection accuracy can be improved. .. That is, in the signal obtained by converting the optical signal S i of this embodiment into an electric signal, as shown in FIG. 15, the signal representing “1” has a positive polarity and the signal representing “0” has a negative polarity.

なお、上記の(I)のpass/block型、pass/cross型、(III)の1制御入力型、2制御入力型などの選択は、スイッチの性能やサイズなどによって使い分ければよい。   The selection of (I) pass/block type, pass/cross type, (III) 1 control input type, 2 control input type, etc. may be selected depending on the performance and size of the switch.

図16は、図13に示した光論理回路3を4ビット分縦続接続した4ビット全加算器のシミュレーション結果を示す図であり、4ビットの信号Xiと4ビットのYiを加算した結果を示す図である。ここで、入力信号(Xi,Yi)は10GHzの間隔で全スイッチにパラレルに入力されるものとし、スイッチのON/OFF切り替え時間を5psに設定する。図16のout0は1つの光論理回路3あたりの回路内光伝播時間がゼロである理想状態を想定したときの出力信号Siを示し、out1はこの回路内光伝播時間を2.5ps(1つの光論理回路3あたりの素子長250μm相当)としたときの出力信号Siを示している。 FIG. 16 is a diagram showing a simulation result of a 4-bit full adder in which the optical logic circuit 3 shown in FIG. 13 is cascade-connected for 4 bits, and is a result of adding a 4-bit signal X i and a 4-bit Y i. FIG. Here, it is assumed that the input signals (X i , Y i ) are input in parallel to all the switches at intervals of 10 GHz, and the ON/OFF switching time of the switches is set to 5 ps. 16 shows an output signal S i under the assumption of an ideal state in which the in-circuit optical propagation time per optical logic circuit 3 is zero, and out1 indicates the in-circuit optical propagation time of 2.5 ps (1 The output signal S i when the element length per one optical logic circuit 3 is 250 μm) is shown.

いずれの光伝播時間の場合も、入力(Xi,Yi)に応じた正しい加算の演算結果Siが出力されている。ただし、回路内光伝播時間がゼロではないケース(out1)においては、スイッチを制御する電気信号とスイッチに入力される光信号のタイミングがずれるため、電気信号のクロック周期でスパイク状の信号が出力されている。 In any of the light propagation times, the correct addition operation result S i according to the input (X i , Y i ) is output. However, in the case where the optical propagation time in the circuit is not zero (out1), the timing of the electrical signal controlling the switch and the timing of the optical signal input to the switch are different, so a spike-like signal is output at the clock cycle of the electrical signal. Has been done.

伝播遅延に起因するスパイク状の信号は演算誤差の原因となるため、スパイクが現れる時間帯をはずして受信するなどの工夫が必要となる。あるいは、このタイミングに合わせて光のソースをカットすればよい。例えば図13の光源30,31から供給する光源光を、CW(Continuous Wave)光ではなく、電気信号のクロックに合わせたRZ(Return to Zero)信号光としたときの4ビット全加算器の出力信号Siを図17に示す。ここでは、上記の回路内光伝播時間をさらに大きな5ps(1つの光論理回路3あたりの素子長500μm相当)としたが、十分にスパイク状信号の除去に成功している。 A spike-like signal due to propagation delay causes a calculation error, so it is necessary to devise such as removing the spike during the time period when the signal is received. Alternatively, the light source may be cut off at this timing. For example, when the light source light supplied from the light sources 30 and 31 of FIG. 13 is not CW (Continuous Wave) light but RZ (Return to Zero) signal light matched to the clock of the electric signal, the output of the 4-bit full adder The signal S i is shown in FIG. Here, the above-mentioned optical propagation time in the circuit is set to a larger value of 5 ps (corresponding to an element length of 500 μm per one optical logic circuit 3), but the spike-shaped signal is sufficiently removed.

また、一桁あたりの演算遅延の最大値はこの回路内光伝播時間に対応するのであるが、CMOS回路における一桁あたりの演算時間が20ps程度であることを勘案すると、素子長500μmのサイズでも十分に速い演算速度を達成できている。数10μmの短尺化が可能なナノフォトニクス技術を用いれば、更なる高速化の実現が可能となる。   Further, the maximum value of the calculation delay per digit corresponds to this optical propagation time in the circuit, but considering that the calculation time per digit in the CMOS circuit is about 20 ps, even with the size of the device length of 500 μm. It has achieved a sufficiently high calculation speed. By using the nanophotonics technology capable of shortening the length to several tens of μm, it is possible to realize further speedup.

[第4の実施例]
第1の実施例において、異なるビットごとに用いる光源の波長が異なるようにしてもよい。図18は本実施例に係る光論理回路(全加算器)のN=3ビット分の構成を示すブロック図であり、最下位桁をi=1としている。1ビット目の光論理回路4−1内の光源50−1は、信号“1”に対応する(N−1)個の異なる波長λ2,・・・,λNが多重された光信号を出力する。光源51−1は、信号“0”に対応する(N−1)個の異なる波長λ2’,・・・,λN’が多重された光信号を出力する。波長λ2,・・・,λNは上記の波長λaを(N−1)ビット分に拡張したものに相当し、波長λ2’,・・・,λN’は上記の波長λbを(N−1)ビット分に拡張したものに相当する。これらλ2,・・・,λN,λ2’,・・・,λN’は全て異なる波長である。
[Fourth Embodiment]
In the first embodiment, the wavelength of the light source used for each different bit may be different. FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of N=3 bits of the optical logic circuit (full adder) according to this embodiment, where the lowest digit is i=1. The light source 50-1 in the optical logic circuit 4-1 of the first bit outputs an optical signal in which (N-1) different wavelengths λ 2 ,..., λ N corresponding to the signal “1” are multiplexed. Output. The light source 51-1 outputs an optical signal in which (N−1) different wavelengths λ 2 ′,..., λ N ′ corresponding to the signal “0” are multiplexed. The wavelengths λ 2 ,..., λ N correspond to the above-mentioned wavelength λ a extended to (N−1) bits, and the wavelengths λ 2 ′,..., λ N ′ have the above-mentioned wavelength λ b. Corresponds to an extension of (N-1) bits. These λ 2 ,..., λ N , λ 2 ′,..., λ N ′ are all different wavelengths.

pass/block型の光ゲート12−1,13−1、波長合波器14−1、XOR回路16−1、pass/cross型の光ゲート17−1の動作は、それぞれ第1の実施例の光ゲート12,13、波長合波器14、XOR回路16、光ゲート17と同様である。   The operations of the pass/block type optical gates 12-1 and 13-1, the wavelength multiplexer 14-1, the XOR circuit 16-1, and the pass/cross type optical gate 17-1 are the same as those of the first embodiment. It is the same as the optical gates 12 and 13, the wavelength multiplexer 14, the XOR circuit 16, and the optical gate 17.

一方、光源52−1は、桁上げ信号バーC1に対応する波長λ1’の光信号を出力する。この波長λ1’は上記の波長λbに相当する。ここでC1に対応する光信号は使用しない。これらの設定は最下位桁への桁上げ信号はゼロであることを意味する。
波長分波器18−1、pass/cross型の光ゲート19−1の動作は、それぞれ第1の実施例の波長分波器18、光ゲート19と同様である。
On the other hand, the light source 52-1 outputs the optical signal of wavelength lambda 1 'corresponding to the carry signal bar C 1. The wavelength lambda 1 'corresponds to the wavelength lambda b. Here, the optical signal corresponding to C 1 is not used. These settings mean that the carry signal to the least significant digit is zero.
The operations of the wavelength demultiplexer 18-1 and the pass/cross type optical gate 19-1 are the same as those of the wavelength demultiplexer 18 and the optical gate 19 of the first embodiment, respectively.

次に、2ビット目の光論理回路4−2内の光源50−2は、信号“1”に対応する(N−2)個の異なる波長λ3,・・・,λNが多重された光信号を出力する。光源51−2は、信号“0”に対応する(N−2)個の異なる波長λ3’,・・・,λN’が多重された光信号を出力する。ただし、本実施例では、N=3である。 Next, in the light source 50-2 in the optical logic circuit 4-2 of the second bit, (N-2) different wavelengths λ 3 ,..., λ N corresponding to the signal “1” are multiplexed. Output an optical signal. The light source 51-2 outputs an optical signal in which (N-2) different wavelengths λ 3 ′,..., λ N ′ corresponding to the signal “0” are multiplexed. However, in this embodiment, N=3.

ここで、1ビット目の光論理回路4−1の光ゲート17−1から出力される伝搬信号は、複数の波長λ2,・・・,λN,λ2’,・・・,λN’が多重された光信号である。
そこで、2ビット目の光論理回路4−2内のWDM(Wavelength Division Multiplexing)フィルタ53−2は、下位ビットの光論理回路4−1から出力される伝搬信号の内、自身のビットに対応する波長λ2,λ2’の光信号を、下位ビットからの桁上げ信号C2,バーC2として取り出して波長分波器18−2に入力し、その他の波長λ3,・・・,λN,λ3’,・・・,λN’の光信号をそのまま通過させて光ゲート17−2に入力する。
Here, the propagation signal output from the first bit of the optical gate 17-1 of the optical logic circuits 4-1, a plurality of wavelengths λ 2, ···, λ N, λ 2 ', ···, λ N 'Is a multiplexed optical signal.
Therefore, the WDM (Wavelength Division Multiplexing) filter 53-2 in the second-bit optical logic circuit 4-2 corresponds to its own bit among the propagation signals output from the lower-order optical logic circuit 4-1. wavelength lambda 2, lambda light signal of 2 ', the carry signal C 2 from the lower bits, and inputted to the wavelength demultiplexer 18-2 taken out as a bar C 2, other wavelengths lambda 3, · · ·, lambda The optical signals of N , λ 3 ′,..., λ N ′ are passed as they are and input to the optical gate 17-2.

pass/block型の光ゲート12−2,13−2、波長合波器14−2、XOR回路16−2、pass/cross型の光ゲート17−2の動作は、それぞれ第1の実施例の光ゲート12,13、波長合波器14、XOR回路16、光ゲート17と同様である。波長分波器18−2、pass/cross型の光ゲート19−2の動作は、それぞれ第1の実施例の波長分波器18、光ゲート19と同様である。   The operations of the pass/block type optical gates 12-2 and 13-2, the wavelength multiplexer 14-2, the XOR circuit 16-2, and the pass/cross type optical gate 17-2 are the same as those of the first embodiment. It is the same as the optical gates 12 and 13, the wavelength multiplexer 14, the XOR circuit 16, and the optical gate 17. The operations of the wavelength demultiplexer 18-2 and the pass/cross type optical gate 19-2 are the same as those of the wavelength demultiplexer 18 and the optical gate 19 of the first embodiment, respectively.

次に、最上位ビットの3ビット目の光論理回路4−3内のXOR回路16−3の動作は、第1の実施例のXOR回路16と同様である。この最上位ビットでは、pass/cross型の光ゲート17は不要である。   Next, the operation of the XOR circuit 16-3 in the optical logic circuit 4-3 of the 3rd bit of the most significant bit is similar to that of the XOR circuit 16 of the first embodiment. In this most significant bit, the pass/cross type optical gate 17 is unnecessary.

2ビット目の光論理回路4−2の光ゲート17−2から出力される伝搬信号は、複数の波長λ3,・・・,λN,λ3’,・・・,λN’が多重された光信号である。ただし、本実施例では、N=3なので、2ビット目のようにWDMフィルタを用いる必要はなく、3ビット目の光論理回路4−3に対応する波長λ3,λ3’の光信号が、下位ビットからの桁上げ信号C3,バーC3として波長分波器18−3に入力される。 The propagation signal output from the optical gate 17-2 of the second-bit optical logic circuit 4-2 has a plurality of wavelengths λ 3 ,..., λ N , λ 3 ′,..., λ N ′ multiplexed. It is the optical signal which was made. However, in this embodiment, since N=3, it is not necessary to use the WDM filter as in the second bit, and the optical signals of the wavelengths λ 3 and λ 3 ′ corresponding to the optical logic circuit 4-3 of the third bit are transmitted. , the carry signal C 3 from the lower bits and is inputted as a bar C 3 to wavelength demultiplexer 18-3.

波長分波器18−3、pass/cross型の光ゲート19−3の動作は、それぞれ第1の実施例の波長分波器18、光ゲート19と同様である。   The operations of the wavelength demultiplexer 18-3 and the pass/cross type optical gate 19-3 are the same as those of the wavelength demultiplexer 18 and the optical gate 19 of the first embodiment, respectively.

こうして、第1の実施例と同様の全加算器を実現することができる。最上位ビットを除くビットの光論理回路4では、光源50は、自身のビットiよりも上位のビットの個数M(Mは1以上N以下の整数で、M=N−i)の異なる波長λi,・・・,λNが多重された光信号を出力すればよく、光源51は、個数Mの異なる波長λi’,・・・,λN’が多重された光信号を出力すればよい。 In this way, a full adder similar to that of the first embodiment can be realized. In the optical logic circuit 4 of bits other than the most significant bit, the light source 50 has different wavelengths λ of the number M of bits higher than its own bit i (M is an integer of 1 or more and N or less, M=N−i). It is only necessary to output an optical signal in which i ,..., λ N are multiplexed, and the light source 51 may output an optical signal in which a number M of different wavelengths λ i ′,..., λ N ′ is multiplexed. Good.

最下位ビットと最上位ビットとを除くビットの光論理回路4では、第1の実施例の分波器15の代わりに、WDMフィルタ53を設け、下位ビットからの伝搬信号の内、自身のビットiに対応する波長λi,λi’の光信号を、下位ビット(i−1)から自身のビットiへの桁上げ信号として取り出して波長分波器18に入力し、その他の波長の光信号を光ゲート17に入力すればよい。 In the optical logic circuit 4 for bits other than the least significant bit and the most significant bit, the WDM filter 53 is provided instead of the demultiplexer 15 of the first embodiment, and the own bit of the propagation signals from the lower bits is provided. The optical signals of the wavelengths λ i and λ i'corresponding to i are extracted as a carry signal from the lower bit (i-1) to its own bit i and input to the wavelength demultiplexer 18, and the optical signals of other wavelengths are output. The signal may be input to the optical gate 17.

最下位ビットの光論理回路4では、自身のビットiへの桁上げ信号Ci=“0”に対応する波長λi’の光信号を出力する光源52を設けるようにすればよい。
最上位ビットの光論理回路4では、下位ビットからの桁上げ信号をそのまま波長分波器18に入力すればよい。また最上位ビットの出力Siを最終桁上値とする場合は、最上位ビットの光論理回路4への入力Xi,Yiはともにゼロであるため、この場合は最上位ビットの光論理回路4を図10の回路に置き換えてもよい。
本実施例によれば、桁上げ信号の電力分岐損を減らすことが可能となる。
In the optical logic circuit 4 of the least significant bit, the light source 52 for outputting the optical signal of the wavelength λ i ′ corresponding to the carry signal C i =“0” for the bit i of its own may be provided.
In the optical logic circuit 4 for the most significant bit, the carry signal from the least significant bit may be input to the wavelength demultiplexer 18 as it is. When the output S i of the most significant bit is the final carry value, the inputs X i and Y i to the optical logic circuit 4 of the most significant bit are both zero. In this case, therefore, the optical logic circuit of the most significant bit is used. 4 may be replaced with the circuit of FIG.
According to the present embodiment, it is possible to reduce the power branch loss of the carry signal.

本発明は、光回路、または光回路と電気回路の混合回路で行う論理演算に適用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to logical operations performed in an optical circuit or a mixed circuit of an optical circuit and an electric circuit.

1,2,3,4…光論理回路、10,11,21,22,30,31,50〜52…光源、12,13,17,19,23,25,26,32,34,36…光ゲート、14,27…波長合波器、15,24,33…分波器、16…XOR回路、18,35,40…波長分波器、20…波長フィルタ、37,38,41,42…フォトダイオード、39,43…加減算器、53…WDMフィルタ。   1, 2, 3, 4,... Optical logic circuit, 10, 11, 12, 22, 30, 31, 50 to 52... Light source, 12, 13, 17, 19, 23, 25, 26, 32, 34, 36... Optical gate, 14, 27... Wavelength multiplexer, 15, 24, 33... Demultiplexer, 16... XOR circuit, 18, 35, 40... Wavelength demultiplexer, 20... Wavelength filter, 37, 38, 41, 42 ... Photodiodes, 39, 43... Adder/subtractor, 53... WDM filter.

Claims (6)

それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、
対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、
前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、
前記第1の論理回路は、
異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、
対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1、第2の光源からの光の通過/遮断をそれぞれ制御する第1、第2の光ゲートと、
この第1、第2の光ゲートから出力される波長の異なる光を合波する波長合波器と、
前記複数の入力信号に対する同一のビット同士の所定の論理関数の結果を出力する論理関数回路と、
この論理関数回路の出力に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記波長合波器の出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第3の光ゲートとを含み、
前記第2の論理回路は、
下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を分波する波長分波器と、
前記論理関数回路の出力に応じて、前記波長分波器によって分波された前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号のうちいずれか一方を、ビット毎の前記論理演算の結果として選択的に出力する第4の光ゲートとを含むことを特徴とする光論理回路。
When a logical operation is performed on a plurality of input signals each having N bits (N is an integer of 2 or more), a propagation signal to an upper bit necessary for the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. A first logic circuit for each bit that outputs
A second logic circuit for each bit that outputs a result of the logical operation for each bit in response to the plurality of input signals of corresponding bits and the propagation signal from the lower bit,
At least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and values of 0 and 1 are assigned to different wavelengths of an optical signal passing through the optical circuit, and the propagation signal and the result of the logical operation are assigned to each other. It outputs as an optical signal ,
The first logic circuit is
First and second light sources that output light of different wavelengths,
First and second optical gates that respectively control passage/cutoff of light from the first and second light sources according to one kind of input signal of the plurality of input signals of corresponding bits,
A wavelength multiplexer that multiplexes lights of different wavelengths output from the first and second optical gates,
A logic function circuit that outputs the result of a predetermined logic function of the same bits for the plurality of input signals;
Depending on the output of the logic function circuit, one of the propagation signal from the lower bit and the negation signal of the propagation signal and the output of the wavelength multiplexer is used as the propagation signal to the higher bit and the A third optical gate that selectively outputs a negative signal of the propagation signal,
The second logic circuit is
A wavelength demultiplexer that demultiplexes the propagation signal from the lower bit and a negative signal of this propagation signal,
Depending on the output of the logic function circuit, either one of the propagation signal demultiplexed by the wavelength demultiplexer and a negative signal of the propagation signal is selectively output as a result of the logical operation for each bit. And a fourth optical gate for controlling the optical logic circuit.
請求項記載の光論理回路において、
異なるビットごとに用いる前記光源の波長が異なることを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 1 ,
An optical logic circuit, wherein the wavelength of the light source used for each different bit is different.
請求項記載の光論理回路において、
最下位ビットと最上位ビットとを除くビットにおいて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号の内、自身のビットに対応する波長の光信号を、自身のビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として取り出して前記波長分波器に入力し、その他の波長の信号を前記第3の光ゲートに入力するWDMフィルタをさらに備え、
最上位ビットを除くビットの前記第1、第2の光源は、それぞれ自身のビットよりも上位のビットの個数の異なる波長が多重された光を出力することを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 2 ,
In bits other than the least significant bit and the most significant bit, of the propagation signal from the lower bit and the negation signal of this propagation signal, the optical signal of the wavelength corresponding to its own bit is the propagation signal to its own bit. And a WDM filter that takes out as a negative signal of this propagation signal and inputs it to the wavelength demultiplexer, and inputs signals of other wavelengths to the third optical gate,
An optical logic circuit characterized in that the first and second light sources of bits other than the most significant bit output lights in which wavelengths having different numbers of higher bits than their own bits are multiplexed.
それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、
対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、
前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、
前記第1の論理回路は、
異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、
対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1の光源からの光及び前記第2の光源からの光のうちいずれか一方を選択的に出力する第1の光ゲートと、
対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記第1の光ゲートの出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第2の光ゲートとを含み、
前記第2の論理回路は、
対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を2つの出力ポートのうちいずれか一方に選択的に出力する第3の光ゲートとを含むことを特徴とする光論理回路。
When a logical operation is performed on a plurality of input signals each having N bits (N is an integer of 2 or more), a propagation signal to an upper bit necessary for the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. A first logic circuit for each bit that outputs
A second logic circuit for each bit that outputs a result of the logical operation for each bit in response to the plurality of input signals of corresponding bits and the propagation signal from the lower bit,
At least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and values of 0 and 1 are assigned to different wavelengths of an optical signal passing through the optical circuit, and the propagation signal and the result of the logical operation are assigned to each other. It outputs as an optical signal,
The first logic circuit is
First and second light sources that output light of different wavelengths,
A first selectively outputting either one of the light from the first light source and the light from the second light source according to one kind of input signal of the plurality of input signals of corresponding bits; With the optical gate of
Depending on the plurality of input signals of corresponding bits, one of the propagation signal from the lower bit and the negative signal of the propagation signal and the output of the first optical gate is transferred to the higher bit. A propagation signal and a second optical gate that selectively outputs a negative signal of the propagation signal,
The second logic circuit is
A third optical gate for selectively outputting the propagation signal from the lower bit and a negative signal of the propagation signal to either one of the two output ports according to the plurality of input signals of corresponding bits. An optical logic circuit characterized by including.
それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、
対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、
前記第1、第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、この光回路を通る光信号の異なる波長に0,1の値を割り当て、前記伝搬信号と前記論理演算の結果とを光信号で出力するものであり、
前記第1の論理回路は、
異なる波長の光を出力する第1、第2の光源と、
対応するビットの前記複数の入力信号のうち1種類の入力信号に応じて、前記第1の光源からの光及び前記第2の光源からの光のうちいずれか一方を選択的に出力する第1の光ゲートと、
対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号と、前記第1の光ゲートの出力とのうちいずれか一方を、上位ビットへの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号として選択的に出力する第2の光ゲートとを含み、
前記第2の論理回路は、
下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を分波する波長分波器と、
対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記波長分波器から第1の入力ポートに入力される前記伝搬信号を2つの出力ポートの一方に選択的に出力し、前記波長分波器から第2の入力ポートに入力される前記伝搬信号の否定信号を前記2つの出力ポートの他方に選択的に出力する第3の光ゲートとを含むことを特徴とする光論理回路。
When a logical operation is performed on a plurality of input signals each having N bits (N is an integer of 2 or more), a propagation signal to an upper bit necessary for the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. A first logic circuit for each bit that outputs
A second logic circuit for each bit that outputs a result of the logical operation for each bit in response to the plurality of input signals of corresponding bits and the propagation signal from the lower bit,
At least a part of the first and second logic circuits is an optical circuit, and values of 0 and 1 are assigned to different wavelengths of an optical signal passing through the optical circuit, and the propagation signal and the result of the logical operation are assigned to each other. It outputs as an optical signal,
The first logic circuit is
First and second light sources that output light of different wavelengths,
A first selectively outputting either one of the light from the first light source and the light from the second light source according to one kind of input signal of the plurality of input signals of corresponding bits; With the optical gate of
Depending on the plurality of input signals of corresponding bits, one of the propagation signal from the lower bit and the negative signal of the propagation signal and the output of the first optical gate is transferred to the higher bit. A propagation signal and a second optical gate that selectively outputs a negative signal of the propagation signal,
The second logic circuit is
A wavelength demultiplexer for demultiplexing the propagation signal from the lower bit and a negative signal of this propagation signal,
The wavelength demultiplexer is configured to selectively output the propagation signal input from the wavelength demultiplexer to the first input port to one of two output ports in response to the plurality of input signals of corresponding bits. And a third optical gate for selectively outputting a negation signal of the propagation signal input to the second input port from the third optical gate to the other of the two output ports.
それぞれNビット(Nは2以上の整数)の複数の入力信号の論理演算を行う際に、対応するビットの前記複数の入力信号に応じて、前記論理演算に必要な、上位ビットへの伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号を出力するビット毎の第1の論理回路と、When a logical operation is performed on a plurality of input signals each having N bits (N is an integer of 2 or more), a propagation signal to an upper bit necessary for the logical operation according to the plurality of input signals of corresponding bits. And a first logic circuit for each bit that outputs a negative signal of this propagation signal,
対応するビットの前記複数の入力信号と下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号とに応じて、ビット毎の前記論理演算の結果を出力するビット毎の第2の論理回路とを備え、A second logic circuit for each bit that outputs the result of the logical operation for each bit in response to the plurality of input signals of corresponding bits, the propagation signal from the lower bit, and the negative signal of the propagation signal. Prepare,
前記第1の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、下位ビットからの前記伝搬信号及びこの伝搬信号の否定信号が入力され、上位ビットへの前記伝搬信号とこの伝搬信号の否定信号とを異なる波長の光で出力し、At least a part of the first logic circuit is an optical circuit, and the propagation signal from the lower bit and a negative signal of this propagation signal are input, Output with different wavelengths of light,
前記第2の論理回路は、少なくとも一部が光回路からなり、前記論理演算の結果を光信号で出力することを特徴とする光論理回路。An optical logic circuit, wherein at least a part of the second logic circuit is an optical circuit, and the result of the logical operation is output as an optical signal.
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