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     

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。     

光互连新进展

本文首先分析了在超大规模集成电路中电互连所遇到的困难,讨论了光学互连的优点。然后,总结了各种光互连,包括导波光互连和自由空间光互连的最近进展,最后分析了光互连研究中所遇到的困难以及相应的解决办法。     

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。     

Mesh光互连网络集成模块研究

本文研究了一种新型的自由空间光互连Mesh网络集成模块。对Mesh光互连系统结构进行了设计,着重对系统模块中的光收发透镜阵列进行了光学设计,对两种不同设计方案进行了比较。结果表明,直接由透镜中心斜入射法能更好地满足Mesh互连网络的要求。     

光电子多芯片组件中光互连能量分析

分析了光电子多芯片组件内自由空间光互连的单位比特能量需求 ,并与片间电互连情况进行了对比 ,最后给出了多芯片组件内光 -电互连能量平均转效的互连线长( break- even 1 ine)。     

光学全交叉网络与榕树网络拓扑等价的多样性

本文对有关互连网络拓扑等价的分析方法作了简单评述并采用互连网络拓扑等价的图分析法分析了自由空间光学互连全交叉网与榕树网的拓扑等价及其多样性，拓展了全交叉网络在数字光计算、光子交换及多处理机系统的潜在应用。     

基于极化的大容量紧凑型全光互连系统

作为高可靠性、快速和灵活调帛蝗通信手段，全光通信需要实现全光互连。自由空间方案由于充分利用光学系统固有的二维优势而显得更有竞争力。提出一个基于极化编码。适用于动态光互连的方案，并给出了全连接系统的增长规律。所提出的方案大大降低了互连 价格和复杂性，具有实现可行性。     

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)     

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。     

光电互连网络

超级计算机作为第三科研方法，得到了广泛的应用。本文通过对集成电路．光技术和MPP互连网络技术发展的分析，提出以光互连与电互连结合的三层互连网络实现MPP机互连，并对光互连网终实现作详细地描述。     

光互连与面发射激光二极管

为克服光通信、电子计算技术等的速度限制,采用光互连是一种有效途径。光互连也是光计算机的基本技术。文中对光互连技术进行了分析,并介绍了一种有利于光互连的最理想光源——面发射激光二极管。     

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     

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。     

光学全交叉网络与SW榕树（F＝S＝2）网络拓扑等价的多样性

本文对有关互连网络拓扑等价的分析方法作了简单评述。并采用互连网络拓扑等价的图分析法分析了自由空间光学互连全交叉网络与ＳＷ榕树网络的拓扑等价及其多样性，拓展了全交叉网络在数字光计算、光子交换及多处理机系统的潜在应用。     

光学互连与光电子多芯片组件

高性能的电子系统中，其内部互连网络所产生的影响对系统性能的作用表现得尤为明显。随着系统集成朝着更大规模的方向发展，电子系统内部电路的互连延迟已经成为限制其发展的主要障碍之一。光互连技术以其独特的传输性质对克服电互连产生的问题有较好的针对性。本文介绍了几种光学互连方式以及采用光互连方式的光电子多芯片组件。     

电互连和光互连

论述了电互连和光互连的优缺点。从现在工艺水平来看,光互连技术比较可行的应用是解决计算机之间以及内部芯片的互连,以及解决光互连器件与硅集成电路工艺相容性问题。     

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。     

基于偏振的大容量紧凑型全光互连系统

作为高可靠性、快速和灵活调制的通信手段 ,全光通信需要实现全光互连。由于自由空间方案充分利用了光学系统固有的二维优势而显得更有竞争力。文中提出一个基于偏振编码 ,适用于动态光互连的方案 ,并给出全连接系统的增长规律。所提出的方案大大降低了互连系统的价格和复杂性 ,具有现实可行性     

基于极化的大容量紧凑型全光互连系统

作为高可靠性、快速和灵活调制的通信手段,全光通信需要实现全光互连。自由空间方案由于充分利用了光学系统固有的二维优势而显得更有竞争力。提出一个基于极化编码,适用于动态光互连的方案,并给出全连接系统的增长规律。所提出的方案大大降低了互连系统的价格和复杂性,具有现实可行性