一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法技术

本发明专利技术提出了一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法，该方法主要涉及光片上网络领域，具体在基于微环谐振器(MRR)的逻辑计算电路中，主要用于分析和计算由两个MRR故障而引起的误差。该方法包括，获取无故障模型装置的正确输出结果和双故障模型装置的错误输出结果，比较每一位正确输出结果和每一位错误输出结果之间的关系，计算正确输出结果和错误输出结果之间的位翻转误差、最大位翻转误差以及整个逻辑计算电路的误差概率。本发明专利技术实施例用于由n个MRR构成的逻辑计算电路在实际生产和使用过程中因双故障而引发的误差计算，具体以由3个MRR构成的二进制全光比较器的双故障模拟装置为例进行实施。拟装置为例进行实施。拟装置为例进行实施。

【技术实现步骤摘要】
一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法


[0001]本专利技术涉及片上光网络领域，具体涉及基于MRR的逻辑计算电路的双故障而引发的误差分析计算领域。

技术介绍

[0002]随着单个芯片上集成的处理器的个数越来越多，当芯片电路工作频率迅速提高至几GHz甚至更高时，传统的电互连网络将无法高效地传输信号，电互连的片上网络在功耗、性能、带宽、延迟等方面遇到了瓶颈，其无法满足对互连网络性能的需求，需要一种新的互连方式，因此光互连网络技术应运而生。与电互连方式相比，光互连具有许多电介质不可比拟的优点，并且作为一种新的互连方式应用到片上网络具有低损耗、高吞吐率、低延迟等无可比拟的优势。光波在高速传递和处理时具有传输带宽高、信号间延迟低、光损耗低、抗干扰等优点。故基于这种优势，片上光网络应运而生。在片上光网络中，微环谐振器(MRR)是光互连网络中重要的组成器件之一但其对制程漂移与温度等较为敏感，极易发生故障，因此研究学者对微环谐振器故障搭建了故障模拟装置以提高集成光学的可靠性。
[0003]然而，针对微环谐振器故障造成的输出结果并不一定都是错误的，因此有必要对因MRR双故障而引起的误差进行研究、分析与计算，对某种由MRR构成的逻辑计算电路进行双故障模拟分析，从而确定哪些误差是可以接受的。因此，本专利在使用光学器件建立了全光二进制比较器的基础上，实现了对全光二进制比较器在实际工作情况下的故障误差的计算与分析，对将来研究开发相类似功能的光学计算器件具有积极的指导作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术是对MRR双故障而引起的误差的研究、分析与计算，提供一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法。
[0005]本专利技术为实现上述目的采用以下技术方案：
[0006]一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法，包含由n个MRR构成的逻辑计算电路，该电路共包括N种输入组合，每种组合可产生m位输出结果；由n个MRR构成的逻辑计算电路可分为的无故障模拟等效电路和双故障模拟等效电路，根据所述无故障模拟等效电路可获得正确的输出结果，根据双故障模拟等效电路可获得错误的输出结果；根据所述正确的输出结果和所述错误的输出结果，比较每一位正确输出结果和每一位错误输出结果之间的关系，计算二者之间的位翻转误差(bit flip error，BFE)，最大位翻转误差(maximum bit flip error，MAXBFE)，以及N种输入组合中的误差概率(error probability，EP)。
[0007]比较每种输入组合中所述每一位正确输出结果和所述每一位错误输出结果之间的关系，计算所述正确的输出结果和所述错误的输出结果之间的位翻转误差(bit flip error，BFE)，所述BFE具体表达形式如公式(1)所示：
所述i代表第i种输入组合，所述i包含于N之中，所述为异或，所述代表第i种输入组合下的错误输出的第j位逻辑值，所述O
icorrect
代表第i种输入组合下的正确输出的第j位逻辑值。
[0008]计算所述N种输入组合产生的全部所述BFE的最大值为所述最大位翻转误差(maximum bit flip error，MAXBFE)，即所述N种输入组合中由双故障造成的最坏结果，所述MAXBFE具体表达形式如公式(2)所示：
[0009]计算所述N种输入组合因双故障而发生误差的概率，即误差概率(error probability，EP)，所述EP的具体表达形式如公式(3)所示：
附图说明
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0011]图1为一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法的流程示意图
[0012]图2为一种二进制全光比较器的故障模拟装置的结构示意图。
[0013]图3为平行MRR开关的结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]实施例一、本专利技术的实施例提供一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法，如图1所示包括：
[0016]S101、根据由n个MRR构成的逻辑计算电路，列举该电路的N种输入组合。
[0017]S102、根据N种输入组合，分别计算出所述无故障模拟等效电路输出的正确输出结果和所述双故障模拟等效电路输出的错误输出结果，并且每种组合可产生m位输出结果。
[0018]S103、比较每种输入组合中所述每一位正确输出结果和所述每一位错误输出结果之间的关系，计算所述正确的输出结果和所述错误的输出结果之间的位翻转误差(bit flip error，BFE)。
[0019]进一步，所述BFE具体表达形式如公式(1)所示：
所述i代表第i种输入组合，所述i包含于N之中，所述为异或，所述代表第i种输入组合下的错误输出的第j位逻辑值，所述O
icorrect
代表第i种输入组合下的正确输出的第j位逻辑值。
[0020]S104、计算所述N种输入组合产生的全部所述BFE的最大值为所述最大位翻转误差(maximum bit flip error，MAXBFE)。
[0021]进一步，所述N种输入组合中由双故障造成的最坏结果，具体表达形式如公式(2)所示：
[0022]S105、计算所述N种输入组合因双故障而发生误差的概率，即误差概率(error probability，EP)。
[0023]进一步，所述EP的具体表达形式如公式(3)所示：
[0024]示例的，以公开技术的一种二进制全光比较器的故障模拟装置(CN201821995423.1)专利中说明书附图的“图1”为例，如图2所示。现定义该装置为双故障模拟，对本专利技术的二进制全光比较器的双故障误差计算方法在实际应用中的具体操作步骤做进一步的补充说明：
[0025]在此先表明微环谐振器(MRR)在无故障和有故障情况下的工作原理：
[0026]对微环谐振器添加调制电压信号X，当调制电压信号X为低电平时微环谐振器发生谐振，反之为高电平时不谐振。
[0027]具体地，如图3所示，光信号从MRR的输入光波导的Input端输入，当调制电压信号X为低电平“0”时，MRR发生谐振，光信号从MRR的下载光波导的Drop端输出，逻辑状态为“1”，而MRR的直通光波导的Through端无光信号输出，逻辑状态为“0”；当调制电压信号X为高电平“1”时，MRR不发生谐振，光信号从MRR的直通光波导的Through端输出，逻辑状态为“1”，而MRR的下载光波导的Drop端无光信号输出，逻辑状态为“0”。
[0028]具体地，如图3所示，假设MRR发生呆滞0故障，光信号从MRR的输入光波导的Input端输入且调制电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法，其特征在于，包含由n个MRR构成的逻辑计算电路，该电路共包括N种输入组合，每种组合可产生m位输出结果；由n个MRR构成的二进制全光比较器逻辑计算电路可分为的无故障模拟等效电路和双故障模拟等效电路，根据所述无故障模拟等效电路可获得正确的输出结果，根据双故障模拟等效电路可获得错误的输出结果；根据所述正确的输出结果和所述错误的输出结果，比较每一位正确输出结果和每一位错误输出结果之间的关系，计算二者之间的位翻转误差(bit flip error，BFE)，最大位翻转误差(maximum bit flip error，MAXBFE)，以及N种输入组合中的误差概率(error probability，EP)。2.根据权利要求1所述的二进制全光比较器的双故障误差计算方法，其特征是，比较每种输入组合中所述每一位正确输出结果和所述每一位错误输出结果之间的关系，计算所述正确的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱军，宋磊，胡聪，牛军浩，万春霆，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：