Abstract
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, $LiNbO_3$, 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.
본 논문에서는 광컴퓨터의 개발에 이용될 수 있는 산술논리연산회로(ALU)를 설계하고 검증한다. 전자회로 기술의 접목이 용이하고 가장 상용화가 잘된 $LiNbO_3$ 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.
