导读:本文包含了片上光互连网络论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:波分复用,Torus片上光网络,串扰噪声,四波混频
片上光互连网络论文文献综述
王书剑[1]（2018）在《基于Torus结构波分复用芯片上光互连网络的串扰分析和性能探究》一文中研究指出计算性能和多任务同时处理能力的不断提升是芯片发展的必然趋势。随着制造工艺的日渐成熟,芯片上器件已经在纳米层实现了集成,芯片上多核处理系统(Multiprocessor systems-on-chip,MPSoCs)目前也已经成为片上设计的主流,而基于电互连的片上网络(Electrical networks-on-chip,ENoCs)由于时延,带宽以及在功耗方面的缺点已经不能满足MPSoCs发展的需要。芯片上光互连网络(Optical networks-on-chip,ONoCs)的出现成为一种全新的、用光代替电连接的、可有效解决电互连所面临问题的芯片上多处理核间互连方式,并结合两者的特点,可运用电互连层实现仲裁控制而光互连层完成数据传输。但尽管光互连能弥补电互连的许多不足,芯片数据处理和传输量的持续上升导致了以单波长传输的光网络不再能满足人们对通信质量的要求。将波分复用(Wavelength division multiplexing,WDM)技术应用于ONoCs中能通过复用波长数量的增长使光链路成倍扩容,从而实现片上大容量大规模高速率的信息传输,有效解决了单波长ONoCs的劣势。基于WDM技术的ONoCs(WDM-based ONoCs)在大数据处理、高速通信网络等领域有巨大的应用前景,成为了研究领域的焦点,而硅基光器件结构的持续革新以及性能的不断完善更直接推进了 WDM-based ONoCs成为片上网络的主要设计模式。在绝缘衬底上的硅(Silicon on insulator,SOI)芯片上集成的表面激光器、光电调制器、光路由器、光电探测器等器件是WDM-based ONoCs的主要组成部分。但由于材料本身的物理特性,多路光信号在传输过程难免受到功率损耗与串扰噪声的影响,从而产生衰减和畸变,引起失真。相对单波长ONoCs而言,多波长并行传输的WDM-based ONoCs将会导致非线性四波混频效应(Four-wave mixing,FWM)的产生,因此累加在信号上的非线性串扰噪声将更为严重,同时也增大了目的节点上串扰噪声的量级,进一步导致了光信噪比(Optical signal-to-noise ratio,OSNR)的降低以及误码率(Bit error rate,BER)升高。WDM-based ONoCs的主要功能是高效高质量地完成多核之间信息传输与交换,而影响其网络性能的关键因素是损耗和串扰,同时也决定了系统的规模。因此,本文将以WDM-based Torus网络为例,提出损耗以及串扰计算的理论模型和网络性能的分析方法,主要工作如下:1.阐述了 WDM技术的相关理论,分析了 FWM的基本原理和FWM非线性串扰噪声在网络中的计算方法。2.基于SOI微环谐振器的物理结构及原理,提出了由不同谐振波长的微环和硅基波导构成的支持WDM的几种基本光交换器件(Basic optical switching elements,BOSEs)的模型。通过从不同状态下分析了 BOSEs各端口的出射光功率以及串扰噪声功率,为网络损耗串扰模型的建立奠基。3.依据BOSEs的分析基础,设计了适用于网络的五端口光路由器模型,提出了网络中采用的交换机制和路由准则。总结了路由器中不同端口对之间的损耗以及由于链路交叉而引入的串扰的计算公式并用具体实例说明。4.根据XY路由准则,建立了信号从源节点到目的节点链路中功率损耗、串扰噪声、光信噪比以及误码率的分析方法。给出了最差路径选择的理论推导过程。5.仿真中采用了基于WDM的优化Crossbar和Crux(WOPC,WCX)光路由器,并得出两种情况下最差路径的性能参数与最大网络规模。最后运用Optisystem和OPNET搭建了网络模型,更直观地分析了信号的传输质量、网络时延以及吞吐特性。仿真结果显示,WDM在网络中的应用使时延和吞吐性能得到了大幅改善,而网络扩展性、信号光信噪比和误码率与硅基光子器件的损耗特性和累积在信号上的串扰噪声功率密切相关,对于两者的有效控制是提高传输质量的关键。例如采用端口间损耗较小的WCX路由器,当光链路中激光器输出功率为1mW时,网络规模可以达到6×5并且在最差情况下目的节点接受到信号的平均光信噪比,信号功率和噪声功率分别是1.2dB,-32.6dBm和-33.8dBm。但是在同样情况下,当网络中采用WOPC路由器,这些参数的值为-6.9dB,-41.4dBm,-34.4dBm,信号功率下降串扰功率上升,导致链路光信噪比降低而影响网络性能。(本文来源于《西南大学》期刊2018-03-20）
吴华炳,陈舜儿,刘伟平[2]（2014）在《3D片上光互连网络研究(本期优秀论文)》一文中研究指出介绍了片上光互连的优势及其几个重要器件,并分析其网络的基本单元、开关网络结构和3D互连结构,提出了现阶段最主要的技术问题及其未来研究方向集中在片内光源的研制和片外光源耦合、互连网络功耗和温度的控制、互连网络结构和路由算法的优化叁方面。(本文来源于《光通信技术》期刊2014年06期）
赵巍仑,何娟,牛伟,杨逐,谢军[3]（2014）在《Torus结构的芯片上光互连网络损耗分析和优化》一文中研究指出基于硅基波导、十字状波导交叉和基于波导微环的光交换器件的损耗特性,对Torus结构的芯片上光互连网络建立了损耗模型,利用该模型来对芯片上光互连网络进行光器件级、光路由器级和网络级的损耗特性分析,同时建立芯片上光互连网络损耗自动分析系统.依据该系统可以得到不同网络规模下的最大损耗,并分别分析了基于Crossbar、Cygnus和Crux路由器的torus结构网络的损耗特性.传输损耗随着网络规模的扩展而增加,最小的传输损耗出现在M=N时.同时,可以得到采用Crux路由器构成的芯片上光互连网络的传输损耗最小,小于Cygnus构成的芯片上光互连网络约5 dB.(本文来源于《量子电子学报》期刊2014年02期）
叶进[4]（2013）在《片上光互连网络拓扑结构和路由算法研究》一文中研究指出当前,高性能计算机与高性能微处理器飞速发展,片上互连网络已经成为一个研究热点。片上互连网络负责实现片上处理器核之间的互连与通信,其体系结构对高性能微处理器的整体性能有重要影响。传统的电互连网络体系结构有着带宽低、延迟大、功耗高等局限性。光互连技术可以有效地避免高延迟、高功耗等问题,具有重要的研究意义。本文针对未来高性能微处理器的需求,提出了一种新型片上光互连网络拓扑结构CLNOC,并详细介绍了CLNOC网络拓扑结构基本单元的特征以及构建整个网络的扩展方式。在与FT片上光互连网络拓扑结构的对比中,CLNOC片上光互连网络拓扑具有更小的硬件开销,以及更小的光信号插入损耗。同时,我们设计了CLNOC片上光互连网络拓扑的光电混合体系结构,以完成报文交换功能。本文针对CLNOC片上光互连网络拓扑结构的特点,设计了一种能充分利用跨级链路、适用于CLNOC片上光互连网络拓扑结构的路由算法。我们通过OMNeT++平台和PhoenixSim模拟器对CLNOC片上光互连网络拓扑结构进行模拟分析,考察其在不同实验条件与流量模型下的性能参数。与现有的Mesh片上光互连网络拓扑结构进行对比,CLNOC片上光互连网络拓扑结构的性能有所提升。本文还提出了一种新型4 X 4光交换阵列,并分析了其路由过程。同时我们使用分簇式扩展方式对光交换阵列进行了结构扩展,以满足高性能微处理器的需求。之后,我们就硬件开销、光信号损耗两个方面对Crossbar光交换阵列及新型光交换阵列进行了对比分析。结果表明,新型光交换阵列硬件开销较少、光信号损耗较小,具有更加优秀的性能。最后,我们给出了CLNOC叁维结构的初步设计方案。研究片上光互连体系结构,充分利用光互连网络的技术优势,设计高性能的拓扑结构、路由算法、交换方式等,能够提高网络带宽和链路的利用率,减小互连节点间的通信延迟,改善互连网络可靠性和可扩展性,大幅度提高片上互连的性能,进而极大提升高性能微处理器的整体性能。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2013-11-01）
任珊珊[5]（2012）在《片上光互连网络性能分析工具的设计与实现》一文中研究指出随着集成电路设计和制造技术的不断进步，芯片的集成度和复杂度也以惊人的速度发展，传统的基于总线的片上通信结构已经无法适应现代芯片设计的需要。以通信为中心的片上网络（NoC）为多核通信架构提供了新的解决方案，但是它仍然无法摆脱电互连物理特性的制约，在传输延迟、传输带宽、功耗等方面遇到了发展瓶颈。光互连技术作为一种新的互连方式，具有低延迟、高带宽和低功耗等电互连技术无可比拟的优势。近几年，与CMOS工艺兼容的各种集成光器件取得了突破性进展，使光互连技术在片上互连的应用成为现实，片上光互连技术被广泛认为是下一代片上多核设计的互连方案之一。在硅光芯片制造工艺尚未完全成熟的情况下，软件模拟方法是早期进行片上光互连技术和片上光互连网络结构研究的一个重要手段。本文针对当前片上光互连网络性能分析工具较少的现状，在深入了解片上光互连光器件和网络结构的基础上，设计并实现了一个片上光互连网络模拟器。该模拟器可以对片上电网络、光网络和混合网络进行建模和模拟，并提供网络平均延迟、网络吞吐量和功耗等性能参数的分析结果。研究人员运用本文设计的模拟器可以实现对片上光互连网络的设计空间探索。本文首先介绍了片上光互连网络相关技术，然后给出了模拟器的设计目标和模拟方法，并介绍了模拟器框架结构；接着详细介绍了模拟器主要模块的设计和实现，包括模拟引擎、光器件库、电器件库、处理器核和光互连子网络功耗模型；然后，运用PhoenixSim模拟器对本文设计的模拟器进行正确性验证和评测；最后，利用该模拟器对光Torus网络和光Corona网络进行模拟和性能分析。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2012-11-01）
[6]（2011）在《半导体所片上光互连网络节点用光学路由器研究获重要进展》一文中研究指出随着通过提高主频来提升微处理器性能的方式遭遇"功耗之墙"的限制,多核并行处理的架构逐渐成为高性能微处理器性能继续提升的重要手段之一。对多核处理器而言,其整体性能不仅与(本文来源于《硅谷》期刊2011年20期）
王正宇,顾华玺[7]（2010）在《基于交叉开关结构的片上光互连网络研究》一文中研究指出最近一些研究小组提出光片上网络以解决现有电片上网络无法满足未来片上系统(SoC)高带宽、高能效要求的问题。光交叉开关作为光互连中必不可少的一部分,既可以用于光路由器的设计中,又可以用来构建一个全互连的网络。文章综述了交叉开关的发展,并对现阶段提出的光交叉开关结构在能耗与通信过程方面进行了分析、对比。最后结合实例研究了光交叉开关在光片上网络中的应用,结果表明光交叉开关在光互连中具有很好的应用前景。(本文来源于《电信快报》期刊2010年03期）
片上光互连网络论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
介绍了片上光互连的优势及其几个重要器件,并分析其网络的基本单元、开关网络结构和3D互连结构,提出了现阶段最主要的技术问题及其未来研究方向集中在片内光源的研制和片外光源耦合、互连网络功耗和温度的控制、互连网络结构和路由算法的优化叁方面。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
片上光互连网络论文参考文献
[1].王书剑.基于Torus结构波分复用芯片上光互连网络的串扰分析和性能探究[D].西南大学.2018
[2].吴华炳,陈舜儿,刘伟平.3D片上光互连网络研究(本期优秀论文)[J].光通信技术.2014
[3].赵巍仑,何娟,牛伟,杨逐,谢军.Torus结构的芯片上光互连网络损耗分析和优化[J].量子电子学报.2014
[4].叶进.片上光互连网络拓扑结构和路由算法研究[D].国防科学技术大学.2013
[5].任珊珊.片上光互连网络性能分析工具的设计与实现[D].国防科学技术大学.2012
[6]..半导体所片上光互连网络节点用光学路由器研究获重要进展[J].硅谷.2011
[7].王正宇,顾华玺.基于交叉开关结构的片上光互连网络研究[J].电信快报.2010
标签：波分复用; Torus片上光网络; 串扰噪声; 四波混频;