片上光网络拓扑结构的调整方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107888996A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201710996570.4(22)申请日2017.10.19(71)申请人中国科学院半导体研究所地址100083北京市海淀区清华东路甲35号(72)发明人周挺贾浩邵斯竹杨林张磊丁建峰(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.H04Q11/00(2006.01)H04L12/933(2013.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称片上光网络拓扑结构的调整方法及装置(57)摘要本公开提供了一种片上光网络拓扑结构的调整方法，包括：确定片上光网络拓扑结构的原始路由状态数，片上光网络拓扑结构包括多个光开关单元；将光开关单元中的一待调整光开关单元替换为替换波导，比较原始路由状态数和替换后路由状态数，若相等，则将待调整光开关单元替换为替换波导；若不相等，则保留待调整光开关单元，直至依次遍历所有待调整光开关单元。本公开还提供了一种对应的装置。本公开通过比较原始路由状态数和替换后路由状态数，判断每个光开关单元是否可以被优化，并用结构简单的交叉或者直通波导来代替光开关单元，从而完成对片上网络拓扑结构的优化，通过减少光开关单元的个数，能够显著地降低片上网络的功耗，降低系统复杂度。CN107888996ACN107888996A权利要求书1/1页1.一种片上光网络拓扑结构的调整方法，包括：确定片上光网络拓扑结构的原始路由状态数，其中，所述片上光网络拓扑结构包括多个光开关单元；以及将所述光开关单元中的一待调整光开关单元替换为替换波导，并确定替换后路由状态数，比较所述原始路由状态数和替换后路由状态数，若相等，则将该待调整光开关单元替换为替换波导；若不相等，则保留该待调整光开关单元，直至依次遍历所有待调整光开关单元。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述替换波导为交叉波导或者直通波导。3.根据权利要求2所述的方法，其中，确定片上光网络拓扑结构的原始路由状态数之前，还包括步骤：沿一预定方向划分所述片上光网络拓扑结构，得到一个多级级联的光开关。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多级级联的光开关为Spanke-Benes结构。5.根据权利要求3所述的方法，其中，对于具有N个端口的片上光网络的端口，该片上光网络拓扑结构的原始路由状态数为N！，替换后路由状态数小于等于N！。6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定替换后路由状态数，包括步骤：对各级的光开关单元和替换波导进行矩阵化，遍历各级光开关单元和替换波导的状态矩阵，确定各级路由状态矩阵；将第二级路由状态矩阵与第一级路由状态矩阵相乘，得到第一结果，剔除第一结果中重复的矩阵，得到第一矩阵；以及将第三路由状态矩阵与该第一矩阵相乘，得到第二结果，剔除第二结果中重复的矩阵，得到第二矩阵，直至遍历最后一级路由状态矩阵，确定替换后路由状态数。7.根据权利要求6所述的方法，其中，各级光开关单元的数目小于等于N/2，所述光开关单元的状态矩阵为或者交叉波导的状态矩阵为直通波导的状态矩阵为各级光开关单元和替换波导的状态矩阵从上至下沿对角线排列，其余位置置0，以确定各级路由状态矩阵，且各级路由状态矩阵为N×N矩阵。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光网络拓扑结构基于磷化铟衬底或者硅衬底。9.一种片上光网络拓扑结构的调整装置，包括：存储器，用于存储操作指令；以及处理器，用于根据所述操作指令执行如权利要求1至8任一所述的片上光网络拓扑结构的调整方法。2CN107888996A说明书1/5页片上光网络拓扑结构的调整方法及装置技术领域[0001]本公开涉及片上光互联与集成光学技术领域，尤其涉及一种片上光网络拓扑结构的调整方法及装置。背景技术[0002]近年来，因为提升主频对于处理器性能的提升已经达到瓶颈，性能继续提升依赖于多核并行处理构架的发展，因而处理器核心之间的高效通信十分重要。处理器核心数量较多时，总线带宽开始限制多核心通信效率，多核心之间采用片上光网络进行通信开始被研究，片上光网络因具有低功耗、低延时、高带宽的特性，有望成为下一代片上互联网络的技术方案。因而如何优化片上光网络成为一个重要的问题。发明内容[0003](一)要解决的技术问题[0004]本公开的目的在于提供一种片上光网络拓扑结构的调整方法及装置，以解决上述的至少一项技术问题。[0005](二)技术方案[0006]本公开的一方面，提供了一种片上光网络拓扑结构的调整方法，包括：[0007]确定片上光网络拓扑结构的原始路由状态数，其中，所述片上光网络拓扑结构包括多个光开关单元；以及[0008]将所述光开关单元中的一待调整光开关单元替换为替换波导，并确定替换