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挑戰 1
1.2 硅基片上光互連技術 4
1.2.1 概述 4
1.2.2 研究現狀 7
1.3 硅基光電子器件的發展 8
1.3.1 激光源 8
1.3.2 調制器 9
1.3.3 波導 10
1.3.4 光電檢測器 11
1.4 片上光互連架構 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 串擾問題 21
1.6.2 熱效應問題 25
參考文獻 28
第2章 片上光路由器的研究及發展現狀 38
2.1 基本光交換單元 38
2.1.1 基于微環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 光路由器結構優化 54
參考文獻 60
第3章 新型片上光路由器設計 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 片上光互連架構的研究現狀 95
4.1 基于環形拓撲的片上光互連 95
4.2 基于網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設計 116
5.1 基于波長分配通信的片上光互連架構MRONoC 116
5.1.1 互連架構 116
5.1.2 通信方法 121
5.1.3 性能分析 122
5.1.4 小結 126
5.2 無源全光片上光互連架構TAONoC 126
5.2.1 互連架構 127
5.2.2 通信方法 130
5.2.3 性能分析 132
5.2.4 小結 137
5.3 面向千核系統的片上光互連架構Venus 138
5.3.3 性能分析 143
5.3.4 小結 147
參考文獻 148
第6章 新型交換機制設計 150
6.1 基于網絡狀態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 151
6.1.3 基于網絡狀態感知的光電路交換機制 152
6.1.4 性能分析 155
6.1.5 優缺點分析 159
6.2 基于環形拓撲的光分組交換機制 159
6.2.1 需求分析 159
6.2.2 網絡架構 160
6.2.3 基于環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 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 優缺點分析 173
參考文獻 174
第7章 熱感知的設計方法 175
7.1 需求分析 175
7.1.1 互連架構 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 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 系統級的可靠性分析 190
7.5 本章 小結 192
參考文獻 192
第8章 結束語 195