近年來,隨著人類對高性能芯片的需求逐步增長以及納米技術和硅基光子技術的不斷發(fā)展。多核芯片技術作為可以解決單核芯片設計所面臨的功耗極限、互連延遲等諸多問題的一項新技術,在上述的背景和需求下應運而生。現(xiàn)如今,單個芯片上能夠集成的晶體管數可達到上億個甚至更多,可以實現(xiàn)更加強大的功能。因此對芯片上多核系統(tǒng)(Multiprocessor systems-on-chips,MPSoCs)的研究也變成了一種新趨向。而在處理核心之間選擇有效的互連方式以充分利用計算資源是決定MPSoCs性能的重要因素。將傳統(tǒng)計算機網絡的概念應用到芯片設計中的片上網絡(Networks-on-chip,NoC)成為解決MPSoCs互連問題的新方式,可以解決傳統(tǒng)總線架構帶來的一系列問題。傳統(tǒng)采用電連接的NoC隨著其電路集成度和工作頻率的不斷提高逐漸出現(xiàn)嚴重的芯片上互連線的寄生效應,導致高損耗和高時延等問題,嚴重限制了 MPSoCs的持續(xù)發(fā)展。然而,采用光連接代替電連接的芯片上光網絡(Optical networks-on-chip,ONoCs)有望打破NoC發(fā)展遭遇的障礙,解決電氣互連所面臨的一系列問題。所以具有高帶寬、低...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 課題研究背景
    1.2 芯片上光網絡研究現(xiàn)狀
        1.2.1 硅基光子器件
        1.2.2 芯片上光路由器
        1.2.3 芯片上光網絡
    1.3 研究重點及主要內容
        1.3.1 研究重點
        1.3.2 主要內容及結構安排
第二章 可靠性問題研究基礎與關鍵技術
    2.1 損耗和串擾噪聲問題
    2.2 熱效應問題
        2.2.1 硅基微環(huán)諧振器相關理論
        2.2.2 硅基微環(huán)諧振器的波長漂移
    2.3 容錯機制
        2.3.1 前向糾錯
        2.3.2 檢錯重傳
        2.3.3 容錯路由算法
    2.4 本章小結
第三章 熱效應導致的損耗和串擾分析
    3.1 微環(huán)諧振器損耗及串擾系數公式的推導
        3.1.1 諧振狀態(tài)
        3.1.2 非諧振狀態(tài)
    3.2 基本光交換器件
        3.2.1 物理結構模型
        3.2.2 損耗及串擾分析模型
    3.3 芯片上光路由器
        3.3.1 基本模型
        3.3.2 交換機制和路由算法
        3.3.3 各端口間損耗及串擾分析模型
    3.4 芯片上光網絡損耗及串擾分析模型
    3.5 網絡性能仿真與分析
        3.5.1 功率與噪聲分析
        3.5.2 網絡性能分析
        3.5.3 基于Optisystem的信道傳輸系統(tǒng)
    3.6 本章小結
第四章 芯片上光網絡可靠性優(yōu)化系統(tǒng)
    4.1 設計背景
    4.2 全光編碼器設計
        4.2.1 理論基礎
        4.2.2 具體實現(xiàn)
    4.3 可靠通信系統(tǒng)設計
    4.4 數值仿真
        4.4.1 編碼器可行性驗證
        4.4.2 網絡性能仿真
        4.4.3 基于Optisystem的信道傳輸系統(tǒng)
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間已發(fā)表的學術論文及專利
攻讀碩士期間參加的科研項目



本文編號：3821223