片上光互连技术

目录
前言
第1章 片上光互连概述 1
1.1 众核处理器互连的技术挑战 1
1.2 硅基片上光互连技术 4
1.2.1 概述 4
1.2.2 研究现状 7
1.3 硅基光电子器件的发展 8
1.3.1 激光源 8
1.3.2 调制器 9
1.3.3 波导 10
1.3.4 光电检测器 11
1.4 片上光互连架构 12
1.4.1 拓扑 12
1.4.2 片上光路由器 12
1.5 通信机制 13
1.5.1 路由算法 13
1.5.2 交换机制 15
1.6 可靠性 20
1.6.1 串扰问题 21
1.6.2 热效应问题 25
参考文献 28
第2章 片上光路由器的研究及发展现状 38
2.1 基本光交换单元 38
2.1.1 基于微环谐振器的基本光交换单元 38
2.1.2 基于马赫-曾德尔干涉仪的基本光交换单元 39
2.1.3 基于等离子体的基本光交换单元 41
2.2 片上光路由器 42
2.2.1 单波长片上光路由器 43
2.2.2 多波长片上光路由器 50
2.3 光路由器结构优化 54
参考文献 60
第3章 新型片上光路由器设计 62
3.1 严格无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拓扑的片上光路由器 78
3.3 多波长片上光路由器 82
3.4 基于等离子体的片上光路由器 88
3.4.1 5端口片上光路由器 88
3.4.2 N端口可扩展的片上光路由器 91
参考文献 94
第4章 片上光互连架构的研究现状 95
4.1 基于环形拓扑的片上光互连 95
4.2 基于网格拓扑的片上光互连 102
4.3 基于树形拓扑的片上光互连 109
4.4 基于多级拓扑的片上光互连 111
参考文献 113
第5章 新型片上光互连架构设计 116
5.1 基于波长分配通信的片上光互连架构MRONoC 116
5.1.1 互连架构 116
5.1.2 通信方法 121
5.1.3 性能分析 122
5.1.4 小结 126
5.2 无源全光片上光互连架构TAONoC 126
5.2.1 互连架构 127
5.2.2 通信方法 130
5.2.3 性能分析 132
5.2.4 小结 137
5.3 面向千核系统的片上光互连架构Venus 138
5.3.3 性能分析 143
5.3.4 小结 147
参考文献 148
第6章 新型交换机制设计 150
6.1 基于网络状态感知的光电路交换机制 150
6.1.1 需求分析 150
6.1.2 互连架构 151
6.1.3 基于网络状态感知的光电路交换机制 152
6.1.4 性能分析 155
6.1.5 优缺点分析 159
6.2 基于环形拓扑的光分组交换机制 159
6.2.1 需求分析 159
6.2.2 网络架构 160
6.2.3 基于环形拓扑的光分组交换机制 162
6.2.4 性能分析 164
6.3 基于光电路交换与光分组交换的混合交换机制 166
6.3.1 需求分析 166
6.3.2 光路由器架构 167
6.3.3 基于光电路交换与光分组交换的混合交换机制 170
6.3.4 性能分析 171
6.3.5 优缺点分析 173
参考文献 174
第7章 热感知的设计方法 175
7.1 需求分析 175
7.1.1 互连架构 175
7.1.2 光接口与热敏感性 175
7.1.3 片上激光器 177
7.2 设计方法 178
7.2.1 方法详述 178
7.2.2 热特性 179
7.2.3 可靠性 180
7.3 研究案例 185
7.3.1 架构 185
7.3.2 SNR分析 187
7.3.3 片上激光器的温度特性 188
7.4 性能分析 189
7.4.1 器件级的温度分析 189
7.4.2 系统级的可靠性分析 190
7.5 本章 小结 192
参考文献 192
第8章 结束语 195