PNoC中MRR故障检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种PNoC中MRR故障检测装置及方法，针对由于制造缺陷以及MRR对温度高度波动敏感而造成的故障，首先建立故障模型，并且设计一种由包括激光器阵列、测试矢量发生器、控制矢量发生器、数据耦合器、待测的MRR和方形盒所构成的PNOC架构，通过数据耦合器将测试数据耦合到光路当中，通过控制MRR的开和关状态，对采集到的测试响应分析，进行故障分析和诊断。

MRR fault detection device and method in PNoC

The invention discloses a MRR PNoC fault detection device and a method for manufacturing defects and faults caused by temperature fluctuation and MRR for highly sensitive, first established fault model, and the design of a laser array, including test vector generator, control vector generator, data coupler, measured MRR and square box the architecture of PNOC, through data coupler test data will be coupled to the optical path, by controlling the MRR on and off state, the collected test response analysis, fault analysis and diagnosis.

【技术实现步骤摘要】
PNoC中MRR故障检测装置及方法
本专利技术涉及PNoC(PhotonicNetwork-on-Chip，光片上网络)测试
，具体涉及一种PNoC中MRR(MicroRingResonator，微环谐振器)故障检测装置及方法。
技术介绍
随着现代半导体制造工艺的发展与纳米技术的应用，在系统级芯片SoC上的IP核迅速增加，IP核之间的通信带宽与功耗成为新的瓶颈。为了增大带宽和减少功耗，PNOC是最有希望替代传统的电NOC。通过高速开关MRR和低功耗的光波导互联，实现更大的带宽和更低的功耗，PNOC是下一代片上网络互联的趋势和典范。MRR是PNOC中的关键器件，然而由于制造缺陷，且MRR对温度高度波动敏感，MRR容易发生故障，因此迫切需要一种PNOC中MRR故障检测装置。
技术实现思路
本专利技术针对PNOC中MRR因制造缺陷及对温度高度波动敏感，MRR容易发生故障的问题，提供一种PNoC中MRR故障检测装置及方法。为解决上述问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：PNoC中MRR故障检测装置，包括激光器阵列、测试矢量发生器、控制矢量发生器、数据耦合器、待测的MRR和方形盒；激光器阵列中所包含的激光器个数与待测的MRR的总数相同；每个激光器产生1个波长的激光光波，且所有激光器所产生的激光光波的波长各不相同，整个激光器阵列产生波分复用的激光光波；测试矢量发生器产生测试矢量，该测试矢量的各个分量用于控制相应激光器的开闭；数据耦合器的输入端分别连接激光器阵列和测试矢量发生器；数据耦合器将测试矢量发生器所产生的测试矢量耦合到激光器阵列所产生的激光光波的光路中；方形盒的个数为PNoC中待测的MRR的总数的1/2；每个方形盒由4个IP核、1个电路由器和1个光电转换接口组成；4个IP核由1个电路由器相互连接，光电转换接口将电路由器与数据耦合器的输出端相连；每个方形盒通过光电转换接口与2个待测的MRR相连，其中一个待测的MRR被IP核用作发送MRR，另一个待测的MRR被作为被IP核用作发送MRR；控制矢量发生器与PNoC中所有待测的MRR的控制端连接；控制矢量发生器产生控制矢量，该控制矢量的各个分量用于控制相应MRR的开闭。上述方案中，每个激光器所产生的激光光波的波长各与1个MRR的谐振光波波长相同。上述方案中，每个激光器所产生的激光光波的波长等间隔依次递增或递减。上述方案中，通过测试矢量发生器产生的测试矢量去控制激光器的开闭具体为：当测试矢量的分量为1时，代表产生相应波长的光波，即开启相应的激光器；当测试矢量的分量为0时，代表不产生相应波长的光波，即关闭相应的激光器。上述方案中，通过控制矢量发生器产生的测试矢量去控制MRR的开闭具体为：当控制矢量的分量为1时，代表MRR处于开启状态；当控制矢量的分量为0时，代表MRR处于关闭状态。上述装置所实现的PNoC中MRR故障检测方法，包括如下步骤：激光器阵列的激光器产生不同波长的激光光波，且每个激光器所产生的激光光波波长对应1个MRR的谐振光波波长；通过测试矢量发生器和控制矢量发生器加载测试矢量和控制矢量，并获得测试响应，并据此判断PNoC中的MRR是否出现故障及故障类型；(Ⅰ)若加载全为1的测试矢量和全为0的控制矢量，所获得的测试响应全为0，并且加载全为1的测试矢量和全为1的控制矢量，所获得的测试响应全为1时，则表示所有MRR均没有出现故障；(Ⅱ)若加载全为1测试矢量和全为0控制矢量，所获得的测试响应的第i位为1时，则表示第i个MRR出现滞1故障；(Ⅲ)若加载全为1测试矢量和全为1控制矢量，所获得的测试响应的第i位为0时，则需要进一步加载全为1的测试矢量，以及第1～i-1位为0、第i～n位为1的控制矢量；如果所获得的测试响应的第1～i位为0，第i+1～n位为1，则表示第i个MRR出现滞0故障；如果所获得的测试响应的第1～i-1位当中出现有且只有一位为1，第i位为0和i+1～n位为1，则表示第i个MRR出现桥接故障；上述i＝1,2，……，n；n为PNoC中MRR的总数。上述方案中，PNoC中的包含n个MRR，这n个MRR分别为MRR1，MRR2，……，MRRn，其对应的谐振光波波长分别为W1，W2，……，Wn，且W1<W2<……<Wn；激光器阵列的n个激光器所产生的激光波长为W1，W2，……，Wn，且W1<W2<……<Wn；上述n为PNoC中MRR的总数。上述方案中，在确定MRR的故障类型时，是基于PNoC中当且仅有一个MRR有故障的前提下进行的。与现有技术相比，本专利技术针对由于制造缺陷以及MRR对温度高度波动敏感而造成的故障，首先建立故障模型，并且设计一种PNOC的架构，通过数据耦合器将测试数据耦合到光路当中，通过控制MRR的ON和OFF状态，对采集到的测试响应分析，进行故障分析和诊断。附图说明图1为PNOC中MRR故障检测原理图；图2为滞1故障模型；图3为滞0故障模型；图4为桥接故障模型；其中(a)为发送Bit1，Bit0为(10)接收为Bit1，Bit0为(01)的情况，(b)为发送Bit1，Bit0为(01)接收为Bit1，Bit0为(10)的情况。具体实施方式一种PNoC中MRR故障检测装置，如图1所示，主要由激光器阵列、测试矢量发生器、控制矢量发生器、数据耦合器、待测的MRR和方形盒组成。所有待测的MRR被均分为两类，一类MRR为发送MRR，另一类MRR为接收MRR。在本专利技术优选实施例中，PNoC中待测的MRR总共有16个，这16个MRR被分成两类，一类8个MRR被IP核用作发送的MRR，另一类8个MRR被IP核用作接收的MRR。激光器阵列中所包含的激光器个数与PNoC中待测的MRR的总数相同。每个激光器产生1个波长的激光光波，且所有激光器所产生的激光光波的波长各不相同，整个激光器阵列产生波分复用的激光光路。在本专利技术优选实施例中，由于PNoC中待测的MRR的总数为16个，因此需要获得的波分复用的路数为16，激光器阵列中有16个激光器，分别产生16路波分复用的激光光波。测试矢量发生器产生测试矢量，测试矢量的分量用于控制对应激光器的开闭。在本专利技术优选实施例中，由于PNoC中待测的MRR的总数为16个，因此控制矢量发生器所产生控制矢量的数据宽带为16位。当测试矢量的分量为1时，代表产生相应波长的光波，即开启相应的激光器；当测试矢量的分量为0时，代表不产生相应波长的光波，即关闭相应的激光器。数据耦合器的输入端分别连接激光器阵列和测试矢量发生器；数据耦合器将测试矢量发生器所产生的测试矢量耦合到激光器阵列所产生的激光光路中。通过数据耦合器将测试矢量耦合到激光光路中。方形盒的个数为PNoC中待测的MRR的总数的1/2。每个方形盒内部由4个IP核、1个电路由器和1个光电转换接口组成。电路由器具有5个端口，其中1个端口接光电转换接口，另外4个端口接4个IP核。每个方形盒通过光电转换接口与2个待测的MRR相连，这2个待测的MRR连接在电光模块出来的光波导和平行的主光路之间；其中一个待测的MRR被IP核用作发送MRR，另一个待测的MRR被作为被IP核用作发送MRR。控制矢量发生器与PNoC中所有待测的MRR的控制端连接。控制矢量发生器产生控制矢量本文档来自技高网...

【技术保护点】
PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，包括激光器阵列、测试矢量发生器、控制矢量发生器、数据耦合器、待测的MRR和方形盒；激光器阵列中所包含的激光器个数与待测的MRR的总数相同；每个激光器产生1个波长的激光光波，且所有激光器所产生的激光光波的波长各不相同，整个激光器阵列产生波分复用的激光光波；测试矢量发生器产生测试矢量，该测试矢量的各个分量用于控制相应激光器的开闭；数据耦合器的输入端分别连接激光器阵列和测试矢量发生器；数据耦合器将测试矢量发生器所产生的测试矢量耦合到激光器阵列所产生的激光光波的光路中；方形盒的个数为PNoC中待测的MRR的总数的1/2；每个方形盒由4个IP核、1个电路由器和1个光电转换接口组成；4个IP核由1个电路由器相互连接，光电转换接口将电路由器与数据耦合器的输出端相连；每个方形盒通过光电转换接口与2个待测的MRR相连，其中一个待测的MRR被IP核用作发送MRR，另一个待测的MRR被作为被IP核用作发送MRR；控制矢量发生器与PNoC中所有待测的MRR的控制端连接；控制矢量发生器产生控制矢量，该控制矢量的各个分量用于控制相应MRR的开闭。

【技术特征摘要】
1.PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，包括激光器阵列、测试矢量发生器、控制矢量发生器、数据耦合器、待测的MRR和方形盒；激光器阵列中所包含的激光器个数与待测的MRR的总数相同；每个激光器产生1个波长的激光光波，且所有激光器所产生的激光光波的波长各不相同，整个激光器阵列产生波分复用的激光光波；测试矢量发生器产生测试矢量，该测试矢量的各个分量用于控制相应激光器的开闭；数据耦合器的输入端分别连接激光器阵列和测试矢量发生器；数据耦合器将测试矢量发生器所产生的测试矢量耦合到激光器阵列所产生的激光光波的光路中；方形盒的个数为PNoC中待测的MRR的总数的1/2；每个方形盒由4个IP核、1个电路由器和1个光电转换接口组成；4个IP核由1个电路由器相互连接，光电转换接口将电路由器与数据耦合器的输出端相连；每个方形盒通过光电转换接口与2个待测的MRR相连，其中一个待测的MRR被IP核用作发送MRR，另一个待测的MRR被作为被IP核用作发送MRR；控制矢量发生器与PNoC中所有待测的MRR的控制端连接；控制矢量发生器产生控制矢量，该控制矢量的各个分量用于控制相应MRR的开闭。2.根据权利要求1所述PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，每个激光器所产生的激光光波的波长各与1个MRR的谐振光波波长相同。3.根据权利要求1或2所述PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，每个激光器所产生的激光光波的波长等间隔依次递增或递减。4.根据权利要求1所述PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，通过测试矢量发生器产生的测试矢量去控制激光器的开闭具体为：当测试矢量的分量为1时，代表产生相应波长的光波，即开启相应的激光器；当测试矢量的分量为0时，代表不产生相应波长的光波，即关闭相应的激光器。5.根据权利要求1所述PNoC中MRR故障检测装置，其特征是，通过控制矢量发生器产生的测试矢量去控制MRR的开闭具体为：当控制矢量的分量为1时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱军，陈端勇，胡聪，许川佩，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45