光片上網(wǎng)絡(luò)的可靠性研究.pdf

1、隨著集成電路的可集成的密度越來越大，使用電連接的片上網(wǎng)絡(luò)（Network on Chip, NoC）在帶寬、同步、可重用性、可擴(kuò)展性等方面出現(xiàn)了瓶頸。片上光互連由于高帶寬、低時延、低能耗等優(yōu)勢，成為了一種很有前景的互連方式，因此，光片上網(wǎng)絡(luò)（Optical Network on Chip, ONoC）的研究也成為了一大熱點。微環(huán)諧振器是構(gòu)成光片上網(wǎng)絡(luò)的主要光器件，由于光器件制作工藝的限制性以及熱光效應(yīng)的存在，微環(huán)諧振器在工作中會遇到制程

2、漂移和熱漂移，從而降低光片上網(wǎng)絡(luò)的可靠性。可靠性的研究對于光片上網(wǎng)絡(luò)的性能非常重要。
　　本文針對光片上網(wǎng)絡(luò)中的可靠性問題進(jìn)行研究，重點研究了熱效應(yīng)對于光片上網(wǎng)絡(luò)中可靠性的影響。首先，本文結(jié)合一定的芯片結(jié)構(gòu)分析光片上網(wǎng)絡(luò)中的熱傳導(dǎo)模型，在此基礎(chǔ)上，對光片上網(wǎng)絡(luò)中的溫度特性進(jìn)行了建模，其中涉及熱阻電路分析、熱阻計算等。由于微環(huán)諧振器溫度的漂移會導(dǎo)致其諧振波長發(fā)生漂移，從而引起在光路徑中等效帶通濾波器的光帶寬不匹配，進(jìn)而導(dǎo)致目的端接收

3、到的光功率減小，影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的可靠性性能。本文基于對溫度特性的研究，對于熱效應(yīng)引入的可靠性問題進(jìn)行了建模分析與程序仿真，結(jié)果表明，芯片功耗、微環(huán)諧振器3dB帶寬、微環(huán)諧振器的溫度依賴系數(shù)等因素都會對該可靠性問題產(chǎn)生影響。
　　根據(jù)對熱效應(yīng)導(dǎo)致的可靠性問題的研究，本文針對6×6 mesh結(jié)構(gòu)的光片上網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了具體分析，設(shè)計了改進(jìn)的光路由器和交換機(jī)制，以降低由于熱效應(yīng)引入的網(wǎng)絡(luò)可靠性下降。通過OPNET仿真軟件對所提出的方案設(shè)計在