[发明专利]一种无源光互连网络结构

说明书

本发明涉及一种无源光互连网络结构。所述无源光互连网络结构包括：两级光交换开关；其中，两级光交换开关分别接收N个处理元发送的读/写请求光信号；根据所述读/写请求光信号中的波长信息进行交换，实现16个处理元间无阻塞的并行访问；N为4*4、8*8、16*16、32*32或64*64。本发明涉及到片上无源光互连网络结构，适用于大规模多核处理元结构的通信，目的在于采用波分复用技术，通过两级光网络交换结构，减少微环谐振器个数、提高访问带宽、降低插入损耗、降低访问延迟。

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种无源光互连网络结构。

背景技术

随着多核处理器的发展，片上光互连成为了一个重要通信结构。相比较于电互连结构，无源光互连结构具有更高的带宽、更快的速度和更低的损耗。目前已经实现光子元件和晶体管的集成芯片，利用芯片上的光子器件与其他芯片进行直接的通信以达到芯片间的光通信。

片上光互连网络结构的传输路径，光互连网络结构和接收路径是通信的重要组成部分。然而，传统的有源交叉波导双微环谐振器光通信结构，微环个数的加倍使得光网络通信的插入损耗变得很大。目前业内提出一种无源光通信。为此，如何利用无源光互连网络结构实现源处理元到目的处理元之间的无阻塞通信成为当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种一种无源光互连网络结构，解决了光网络通信在大规模扩展的时候有阻塞、损耗大的问题。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例是这样实现的，对于4*4、8*8和16*16的光网络结构扩展更大规模的光网络处理元访问。16个处理元无源光互连通信是根据微环谐振器的谐振波长控制和使用波分复用技术实现大规模光网络的无阻塞通信，根据16个处理元的访问目的处理元不同，进行波长分配，提出的光网络交换结构实现不同波长的交换，从而到达源处理元到目的处理元的无阻塞通信。

具体地，本发明提供一种无源光互连网络结构，所述无源光互连网络结构包括：两级光交换开关；

其中，两级光交换开关分别接收N个处理元发送的读/写请求光信号；根据所述读/写请求光信号中的波长信息进行交换，实现16个处理元间无阻塞的并行访问；

N为4*4、8*8、16*16、32*32或64*64。

可选地，每一级光交换开关包括多个无源微环谐振器和多个交叉波导；

其中，每一个交叉波导之间使用一个可扩展的无源微环谐振器完成两路光传输的控制。

可选地，在N为16*16时，

第一级光交换开关所有无源微环谐振器的谐振波长为：λ₀、λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇，用于进行第0至第7处理元与第8至第15处理元间的相互通信；

具体地，当第0至第7处理元中的任一个处理元利用波分复用技术发出一簇λ₀、λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇的波长时，无源微环谐振器自上而下谐振相对应波长，传输至第8至第15处理元；

或者，当第8至第15处理元中的任一个处理元利用波分复用技术发出一簇λ₀、λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆、λ₇的波长时，无源微环谐振器自下向上谐振相对应波长传输至第0至第7处理元；