[发明专利]一种光子神经网络芯片以及数据处理系统

权利要求书

1.一种光子神经网络芯片，其特征在于，包括：控制单元、I/O接口、缓冲单元以及运算单元；

所述I/O接口用于接收输入所述光子神经网络芯片的输入信号，并将所述输入信号发送至所述缓冲单元以及所述运算单元；

所述运算单元用于接收所述输入信号，并对所述输入信号进行计算，生成输出信号；

所述缓冲单元用于存储所述输入信号以及所述输出信号；

所述控制单元用于基于芯片控制指令，执行与所述芯片控制指令相对应的执行动作。

2.根据权利要求1所述的光子神经网络芯片，其特征在于，所述运算单元包括：第一电处理模块、光处理模块以及第二电处理模块；

所述第一电处理模块的输入端与所述I/O接口相连，用于将所述输入信号进行数模转换，生成第一模拟信号；

所述光处理模块的输入端与所述第一电处理模块的输出端相连，用于对所述第一模拟信号进行线性计算，生成第二模拟信号；

所述第二电处理模块的输出端与所述光处理模块的输出端相连，用于对所述第二模拟信号进行模数转换，生成所述输出信号。

3.根据权利要求2所述的光子神经网络芯片，其特征在于，所述光处理模块包括：光输入单元、处理单元以及光输出单元；

所述光输入单元接收经过调制器处理的所述第一模拟信号；

所述处理单元对所述第一模拟信号进行线性处理，生成所述第二模拟信号；

所述光输出单元发送所述第二模拟信号至探测器，以使所述第二模拟信号经过所述探测器输出至所述第二电处理模块。

4.根据权利要求3所述的光子神经网络芯片，其特征在于，所述处理单元包括马赫增德尔干涉仪、多模干涉仪、直接耦合器、光子晶体以及微环谐振器中的一个或多个。

5.一种数据处理系统，其特征在于，包括电芯片以及如权利要求1-4中任意一项所述的光子神经网络芯片；

待计算的数据通过所述电芯片发送至所述光子神经网络芯片；

所述光子神经网络芯片对所述待计算的数据进行线性运算，生成中间数据，并发送所述中间数据至所述电芯片；

所述电芯片对所述中间数据进行非线性运算，生成目标数据。

6.根据权利要求5所述的数据处理系统，其特征在于，还包括：

所述电芯片将所述目标数据以及下一计算周期输入的待计算的数据发送至所述光子神经网络芯片，以使所述光子神经网络芯片对所述目标数据以及所述下一计算周期输入的待计算的数据进行线性运算。

7.根据权利要求5所述的数据处理系统，其特征在于，还包括：对所述光子神经网络芯片进行训练，所述训练包括：

基于所述待计算的数据，确定出所述光子神经网络芯片的传输矩阵；

基于所述传输矩阵，确定出待求解的目标相位参数；

基于所述目标相位参数以及所述马赫增德尔干涉仪的预设参数值，确定出所述马赫增德尔干涉仪的目标参数值。

8.根据权利要求7所述的数据处理系统，其特征在于，所述基于所述传输矩阵，确定出待求解的目标相位参数，包括：

基于所述传输矩阵，确定出幺正矩阵和对角矩阵；

基于所述幺正矩阵以及所述对角矩阵，确定出所述待求解的目标相位参数。

9.根据权利要求5所述的数据处理系统，其特征在于，所述电芯片包括FPGA、ARM、DSP、CPU、GPU中的任意一个。