[发明专利]逻辑元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种逻辑元件，所述逻辑元件使用基于机械振动的共振器 来存储比特信息并采用比特信息进行计算。

背景技术

在信息处理装置中，用于存储比特信息的存储装置和用于使用比特信 息进行计算的算术装置广泛用于生活器具和通信装置。目前，主流存储装 置和运算装置采用诸如由半导体制成的晶体管之类的逻辑元件。

在20世纪50年代，在采用今天的半导体晶体管作为基本元件的逻辑 元件变为主流之前，称为参变元件的逻辑元件在日本广为研究和发展。参 变元件通过将具有在共振器被参变激励时产生的两个不同相位中的一种 的振动状态处理为比特来执行逻辑运算(参考文献1：E.Goto，″The Parametron，a Digital Computing Element which Utilizes Parametric Oscillation″，PROCEEDINGS OF THE IRE，vol.47，pp.1309-1316，1959)。

图10为示出上述常规参变元件的基本元件的配置的电路图。该参变 元件包括具有频率f的输入交流信号源1001、反相开关1002、耦合变压器 1003、电容器1004、耦合电阻器1005、具有两个线圈的电感1006、激励 开关1007、产生具有频率2f的激励交流信号的激励交流电源1008、以及 输出端1009。

参变元件的主要部分由电容器1004和电感1006形成，并且是具有共 振频率f的LC共振器。通过根据来自激励交流电源1008的激励交流信号 周期性地调制处于频率2f的LC共振器的电感1006的值、以频率f参变 地激励该LC共振器。因此，该LC共振器产生两个相位差π的振动状态。 在通过打开激励开关1007并施加激励交流信号的激励开始之前，可以基 于从输入交流信号源1001输出的输入交流信号的相位来选择这两种振动 状态中的任意一种。

在这种参变元件中，在激励之前施加从输入交流信号源1001输出的 具有共振频率f的交流信号，使得LC共振器经由耦合变压器1003共振。 在这种状态中，打开激励开关1007，以开始参变激励。随后，保持从输入 交流信号源1001供给的输入交流信号的相位。即使来自输入交流信号源 1001的交流信号的输入随后取消了，这种振动状态仍将继续。反相开关 1002使从输入交流信号源1001输入的交流信号反相，以相位差π的两种激 励模式选择性激励该LC共振器。该LC共振器可以保持所选择的激励模 式。

在采用参变元件的计算中，如上所述存储在LC共振器中的两种振动 状态顺序传递至不同的参变元件。这可以实现移位寄存器、AND电路、 OR电路、NOT电路等等。

当前，参变元件在成本和性能方面比半导体元件有优势，并且确实开 发出实际器件。然而，半导体晶体管随后的快速发展促使了参变元件的发 展的取消，因为它们在速度、集成度、功耗等方面较差。

发明内容

要解决的技术问题

然而，使用目前主流晶体管作为基本元件的逻辑元件要求提供预定的 电流来继续它们的操作。随着元件集成度的上升，功耗增加。另一方面， 因为元件的基本单元是LC共振器，难以减小常规参变元件的尺寸。由于 这种参变元件使用电子共振器，串扰伴随着微处理在元件之间出现，并带 来负面效应。

本发明已经用来解决上述不足，并以抑制由执行存储、计算等的逻辑 元件中的集成引起的功耗增加为其目标。

技术方案

根据本发明的逻辑元件至少包括：机械振动的振动部；激励装置，用 于以相位差π的第一振动状态和第二振动状态中的任意一种使所述振动部 参变振动；输入部，接收输入到所述激励装置中的用于参变振动的信号； 和输出部，输出与参变振动的所述振动部的所述第一振动状态和第二振动 状态中的任意一种相对应的信号。在参变激励之后，保持振动部处的第一 振动状态或第二振动状态。本发明的逻辑元件使用从输出部输出的与这两 种振动状态相对应的两种信号表示比特信息“0”或“1”。

有益效果