片上光互連技術(shù)

目錄
前言
第1章 片上光互連概述 1
1.1 眾核處理器互連的技術(shù)挑戰(zhàn) 1
1.2 硅基片上光互連技術(shù) 4
1.2.1 概述 4
1.2.2 研究現(xiàn)狀 7
1.3 硅基光電子器件的發(fā)展 8
1.3.1 激光源 8
1.3.2 調(diào)制器 9
1.3.3 波導(dǎo) 10
1.3.4 光電檢測器 11
1.4 片上光互連架構(gòu) 12
1.4.1 拓撲 12
1.4.2 片上光路由器 12
1.5 通信機制 13
1.5.1 路由算法 13
1.5.2 交換機制 15
1.6 可靠性 20
1.6.1 串?dāng)_問題 21
1.6.2 熱效應(yīng)問題 25
參考文獻 28
第2章 片上光路由器的研究及發(fā)展現(xiàn)狀 38
2.1 基本光交換單元 38
2.1.1 基于微環(huán)諧振器的基本光交換單元 38
2.1.2 基于馬赫-曾德爾干涉儀的基本光交換單元 39
2.1.3 基于等離子體的基本光交換單元 41
2.2 片上光路由器 42
2.2.1 單波長片上光路由器 43
2.2.2 多波長片上光路由器 50
2.3 光路由器結(jié)構(gòu)優(yōu)化 54
參考文獻 60
第3章 新型片上光路由器設(shè)計 62
3.1 嚴格無阻塞型片上光路由器 62
3.1.1 5端口片上光路由器Cygnus 62
3.1.2 6端口片上光路由器Panzer 67
3.1.3 7端口片上光路由器Votex 71
3.2 面向路由算法定制的片上光路由器 75
3.2.1 基于XY路由算法的片上光路由器 75
3.2.2 FatTree拓撲的片上光路由器 78
3.3 多波長片上光路由器 82
3.4 基于等離子體的片上光路由器 88
3.4.1 5端口片上光路由器 88
3.4.2 N端口可擴展的片上光路由器 91
參考文獻 94
第4章 片上光互連架構(gòu)的研究現(xiàn)狀 95
4.1 基于環(huán)形拓撲的片上光互連 95
4.2 基于網(wǎng)格拓撲的片上光互連 102
4.3 基于樹形拓撲的片上光互連 109
4.4 基于多級拓撲的片上光互連 111
參考文獻 113
第5章 新型片上光互連架構(gòu)設(shè)計 116
5.1 基于波長分配通信的片上光互連架構(gòu)MRONoC 116
5.1.1 互連架構(gòu) 116
5.1.2 通信方法 121
5.1.3 性能分析 122
5.1.4 小結(jié) 126
5.2 無源全光片上光互連架構(gòu)TAONoC 126
5.2.1 互連架構(gòu) 127
5.2.2 通信方法 130
5.2.3 性能分析 132
5.2.4 小結(jié) 137
5.3 面向千核系統(tǒng)的片上光互連架構(gòu)Venus 138
5.3.3 性能分析 143
5.3.4 小結(jié) 147
參考文獻 148
第6章 新型交換機制設(shè)計 150
6.1 基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知的光電路交換機制 150
6.1.1 需求分析 150
6.1.2 互連架構(gòu) 151
6.1.3 基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)感知的光電路交換機制 152
6.1.4 性能分析 155
6.1.5 優(yōu)缺點分析 159
6.2 基于環(huán)形拓撲的光分組交換機制 159
6.2.1 需求分析 159
6.2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 160
6.2.3 基于環(huán)形拓撲的光分組交換機制 162
6.2.4 性能分析 164
6.3 基于光電路交換與光分組交換的混合交換機制 166
6.3.1 需求分析 166
6.3.2 光路由器架構(gòu) 167
6.3.3 基于光電路交換與光分組交換的混合交換機制 170
6.3.4 性能分析 171
6.3.5 優(yōu)缺點分析 173
參考文獻 174
第7章 熱感知的設(shè)計方法 175
7.1 需求分析 175
7.1.1 互連架構(gòu) 175
7.1.2 光接口與熱敏感性 175
7.1.3 片上激光器 177
7.2 設(shè)計方法 178
7.2.1 方法詳述 178
7.2.2 熱特性 179
7.2.3 可靠性 180
7.3 研究案例 185
7.3.1 架構(gòu) 185
7.3.2 SNR分析 187
7.3.3 片上激光器的溫度特性 188
7.4 性能分析 189
7.4.1 器件級的溫度分析 189
7.4.2 系統(tǒng)級的可靠性分析 190
7.5 本章 小結(jié) 192
參考文獻 192
第8章 結(jié)束語 195