一种基于自由空间光互连的微粒度并行计算机体系结构模型

本文从自由空间光互连ＦＳＯＩ（ＦｒｅＳｐａｃｅＯｐｔｉｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）和并行处理技术的现状出发,提出了一种采用ＦＳＯＩ的并行计算机模型,这一模型充分利用了ＦＳＯＩ的优点,具有较好的并行效率．     

自由空间光互连洗牌型神经网络模型

首先介绍一种洗牌型自由空间光互连多层全互连神经网络模型。该模型的高神经元／权重比可以极大地压缩神经网络的互连权矩阵IWM（interconnectweightmatrix）。对于具有N2个神经元的单层二维全互连神经网络的IWM为N2×N2,而洗牌型全互连神经网络的IWM仅为4N2log2N。另外,洗牌型全互连神经网络整齐、简单的结构方便了网络的综合,特别是网络隐单元的综合,并且十分适合于神经网络的光学实现。然后描述了采用数字光技术实现光互连的洗牌型神经网络的系统模型、关键芯片结构以及关键技术。本文提出的模型和方法使实现与人脑神经网络规模（104量级）相当的实用化自适应光电子全互连神经网络成为可能。     

微透镜阵列和自由空间光互连

日本的RWC、欧洲的ESPITⅢ等，以计算机的高速化，并行化为目标的光互连应用研究正在积极进行中。光互连方式的研究也因通道数量而在波导型光互连和自由空间光互连方面分别进行。要想利用自由空间光互连进行大规模光交换和光运算的研究也很多。本文主要讨论实现自由空间光互连所需要的光学器件技术和集成组装技术。     

光互连指令级并行计算结构模型

指令级并行处理技术在计算机系统中十分关键.目前部分指令级并行处理技术已经非常成熟,但这些技术复杂度太高,且实现的并行度有限.本文从VLSI和光互连技术发展出发,提出一种光互连指令级并行计算结构模型;这种模型重新考虑计算机的软硬件界面,充分利用编译器提供的并行信息,因而具有一定的优越性.     

用柱透镜制备二维自由空间交叉光互连全息器件

用红敏光致聚合物作为全息干版、波长为 6 30 nm He- Ne光源曝光、焦距为 4cm的 2个柱透镜及按不同互连功能分区域曝光的方法制备了二维 n×n信道自由空间交叉全息光互连器件。这种方法比逐个互连点曝光的方法曝光次数要少得多 ,当互连点增多时更显其优越性 ,因为它的曝光次数与交叉光互连信道的多少无关。     

自由空间光互连系统的结构和设计分析

光互连技术是光通信网络的基础。文章结合现代微电子系统中所采用的自由空间光互连技术,进行较全面的光互连结构和设计分析     

三维自由空间光互连系统光学设计

现代科学技术,特别是通信和计算机技术迫切需要高性能巨型计算机(Supercomputer).随着集成电路技术的发展,依靠提高主频来提高系统性能,难度越来越大,目前比较一致的看法认为巨型机的发展趋势是发展大规模并行处理机(Massive Parallel Machine).特别是在天基一体星间通讯用的小型化星载高速大容量并行处理计算机系统中,传统的电互连由于存在通讯瓶颈、信号延迟、封装尺寸庞大等缺点而无法满足要求.三维自由空间多处理芯片光电子集成光互连交换网络模块在大容量、超小型方面优势明显.基于此,我们采用MESH光互连网络拓扑结构,设计了一种基于MESH网络的三维自由空间光互连集成模块,对系统内部结构进行了光学设计,并提出两种解决方案.根据设计的像差要求,对其中的透镜收发阵列进行了主光线追迹计算,确定了其最终结构,并详细比较了两种方案下的成像质量,结果表明直接由透镜中心斜入射法其出射信号弥散斑为0.4630 μm,能更好地满足三维自由空间MESH光互连网络光电子集成模块的要求.(PD9)     

利用全息图的光互连

近年来,为了克服大规模并行处理系统中的电布线的极限,而提出用光作信息介质实现处理器间相互连接的自由空间传输型光互连.因其通用可重新组成互连.并朝着高次运算处理的方向发展,故特别引人注目.本文介绍日本石川正俊、石田隆行研究小组的研究工作.2.光互连在并行处理系统中的应用     

光电多芯片组件的自由空间光互连技术研究

自由空间光互连 (FSOI)技术使用激光在自由空间中传播 ,其表现出的特性如速度和功耗等方面较之电在连线中的传输具有的明显优点 ,从而在具有巨大发展潜力的光电多芯片组件(OE- MCM)中得到了广泛的重视。本文在建立了 OE- MCM的物理模型、逻辑模型及开销模型的基础上 ,着重对 OE- MCM中的互连分割、互连距离 (MID)最小化和 FSOI互连设计几个方面进行了研究。     

计算机光互连中的信息处理技术

本文介绍了计算机光互连的分类及特点。讨论了实现光互连的物理依据和光互连的主要技术指标。分析了光学空间光调制器互连结构中的信息处理技术,光纤互连网络中的信息处理技术。在光纤互连网络技术中介绍了本研究所已取得的处理器阵列中的并行光互连处理持极同群系统光互连链路的并行接口处理技术的部分成果。     

迈向21世纪的光互连和光计算机

为了适应２１世纪高度信息化社会的需要，解决目前电子系统中电互连和信息处理技术带来的局限，光互连与光计算已成为跨世纪引人注目的话题，文中介绍光互连的特点，功能．形式，以及在光计算机和光神经网络中的作用。     

光互连技术及其在计算机中的应用

自１９８４年国际著名的光学专家Ｊ．Ｗ．Ｇｏｏｄｍａｎ提出在ＶＬＳＩ系统中采用光互连技术以来,光互连技术已经取得很大进展,并开始代替电互连对计算机性能的提高产生影响。光互连技术已被广泛地接受为改善通信瓶颈的一种有效方法,并正在大步地走向实用。随着微光学技术、光学材料、光电子器件技术和多芯片集成技术的发展,高密度两维光互连已成为现实,这为电子计算机发展新结构开辟了新的道路。 光互连的特性 光波的属性 互连是指短距离上的信号传递,在计算机中目前的互连方式主要是印制电路板上的微带和导线。与电互连的电流信号…     

计算机光互连中的光电子技术

阐述了近年所从事的计算机光互连研究：并行机内点到点的光互连系统解决了光互连的可行性问题。用于计算机集群（Cluster）系统计算机总线间的并行互连网络。正在研究波长寻址光互连以解决互连网络的交换延迟问题。     

OE MCM的自由空间光互连结构及其设计

现代集成电路系统采用的互连技术中,电互连和光互连各有优缺点,ＯＥＭＣＭ可以根据实际情况将二者的特点结合起来。目前国际上流行的自由空间光互连技术已经应用于异步传输模式和并行处理计算机结构中。着重介绍采用自由空间光互连ＯＥ ＭＣＭ的结构和设计考虑。     

并行计算机系统的光WDM互连链路

光波分复用 (WDM)互连接是并行计算机系统克服“电子瓶颈”的可行方案 ,光纤传输的特性可使大容量、低时延、低误码率传输的并行计算机互连成为现实。探讨了并行计算机光WDM互连的一种结构 ,分析研究了其中的关键技术 ,并设计了一个实验系统。分析和实验表明采用光WDM互连可以实现超大容量的并行计算机系统     

计算机光互连技术的应用前景

"光互连"是利用光的波粒二相性与物质相互作用产生的各种现象实现数据,信号传输和交换的理论和技术.简述了其特点、国内外发展概况,物理依据,技术特性以及超型计算机光互连的必要性和可行性.讨论了光互连的若干前沿技术:微机电系统光互连、多级电控全息交叉互连、空分-波分复用联合的广播和选择交换系统在超型机或机群系统中的应用.     

一种基于标准CMOS工艺的单片光互连

探索了采用标准CMOS工艺实现单片光互连的可行性。采用特许(Chartered)半导体公司3.3V、0.35μm标准模拟CMOS工艺设计并制造了一种单片光互连系统,并用两种结构研究了衬底噪声耦合对互连性能的影响。测试结果表明:该光互连系统可工作于几×103Hz,验证了基于标准CMOS工艺的单片光互连系统是可行的。     

应用无线红外技术的光互连器件的设计

旋转连接器是一种自由空间动态光互连器件.文章中利用无线红外技术设计了双通道动态光互连器件,分析了该器件的设计原理,测试了在不同情况下器件的传输速率.实验表明:在不同操作系统的计算机之间测试了该旋转连接器的性能,发现数据传输速率与发射计算机的操作系统和接收计算机的操作系统有关.在同一操作系统下,Win2000操作系统数据传输速率最高,为1.437Mb/s.     

基于VCSEL/MSM-CMOS技术的并行光互连设计

提出了一种基于VCSEL/MSMCMOS技术的并行光互连系统,详细介绍了系统整体设计,着重对光网络通信接口卡中的PCIHIPPI接口模块、HIPPIFIBER接口模块、光总线模块设计进行了阐述。