一种片上光互连自适应控制方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种片上光互连自适应控制方法和系统，该片上光互连自适应控制方法，应用于片上光器件，包括：采集片上光器件的反馈信号；对反馈信号进行判断，根据判断结果产生控制信号；根据控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制。本发明专利技术的片上光互连自适应控制方法，可以快速、稳定地进行自适应控制、使片上通信满足可靠性需求，与现有的自适应控制方法相比，本发明专利技术的片上光互连自适应控制方法可以在保证片上通信的可靠性的前提下，降低所需功耗。降低所需功耗。降低所需功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种片上光互连自适应控制方法和系统


[0001]本专利技术属于光器件
，具体涉及一种片上光互连自适应控制方法和系统。

技术介绍

[0002]随着多核系统的发展，传统的片上电互连已经遇到严重的性能瓶颈。片上光互连的出现，为多核系统的片上通信提供了一种有前途的解决方案，可提供高带宽和低延迟。典型的片上光互连框架使用多种片上光器件，如激光源、微环谐振器(Micoring Resonator,MR)、波导和光电探测器(Photodetector,PD)等。
[0003]片上的温度漂移和制程漂移是实现高可靠片上光互连的主要挑战。一些片上光器件对温度漂移和制程漂移高度敏感，这会导致片上光器件的工作波长漂移，从而导致在接收端较高的误码率(Bit Error Ratio,BER)，造成可靠性较低的问题。为了克服这种影响，需要采用一些操作进行补偿，确保接收端满足片上通信的可靠性要求。
[0004]现有的一些补偿方式主要实现对于片上光器件(例如MR)的工作波长进行控制(电控制或者热控制)，以稳定片上光器件的波长。现有技术主要存在以下不足：对MR进行控制，当MR较多时会增加控制复杂度和功率消耗；对于接收功率的测量需要占用MR的直通端口或者下载端口，还需要PD和高速的跨阻放大器(Trans
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impedance Amplifier,TIA)，存在硬件限制和较大面积开销；温度的测量反馈采样速率复杂，受运行应用程序的影响；热控制补偿温度变化存在相当大的延迟。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种片上光互连自适应控制方法和系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种片上光互连自适应控制方法，应用于片上光器件，包括：
[0007]采集片上光器件的反馈信号；
[0008]对所述反馈信号进行判断，根据判断结果产生控制信号；
[0009]根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述反馈信号为所述接收端的BER。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，对所述反馈信号进行判断，根据所述判断结果产生控制信号，包括：
[0012]将所述BER与预设阈值进行比较，根据比较结果产生控制信号，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述第二预设阈值为0，小于所述第一预设阈值。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，将所述BER与预设阈值进行比较，根据比较结果产生控制信号，包括：
[0014]若所述BER超过所述第一预设阈值，产生第一控制信号；
[0015]相应地，根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制，包括，
[0016]根据所述第一控制信号提高所述发送端的激光源功率和/或提高所述接收端的灵敏度。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，对所述反馈信号进行判断，根据所述判断结果产生控制信号，还包括：
[0018]若所述BER为所述第二预设阈值，产生第二控制信号；
[0019]相应地，根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制，包括，
[0020]根据所述第二控制信号，降低所述发送端的激光源功率和/或降低所述接收端的灵敏度。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，根据所述第一控制信号提高所述发送端的激光源功率和/或提高所述接收端的灵敏度，包括：根据所述第一控制信号提高发送端的激光源驱动电流和/或提高接收端的TIA输入电压；
[0022]根据所述第二控制信号，降低所述发送端的激光源功率和/或降低所述接收端的灵敏度，包括：根据所述第二控制信号降低发送端的激光源驱动电流和/或降低接收端的TIA输入电压。
[0023]本专利技术提供了一种片上光互连自适应控制系统，包括：
[0024]BER探测电路，用于采集片上光器件的反馈信号；
[0025]控制器模块，用于对所述反馈信号进行判断，根据判断结果产生控制信号；
[0026]调控模块，用于根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，所述BER探测电路为可调整偏移电路，所述可调整偏移电路包括数据比较器、偏移采样链路、异或门和计数器，其中，
[0028]所述数据比较器的正相输入端和反相输入端与接收端的TIA的正相输出端和反相输出端对应连接；
[0029]所述偏移采样链路为可编程阈值比较器，所述可编程阈值比较器的正相输入端和反相输入端与所述TIA的正相输出端和反相输出端对应连接；
[0030]所述数据比较器的输出端连接所述异或门的第一输入端，所述可编程阈值比较器的输出端连接所述异或门的第二输入端，所述异或门的输出端连接所述计数器，所述计数器输出所述接收端的BER；
[0031]其中，所述可编程阈值比较器，用于在输入的电信号增加预设电压偏移量后对输入的电信号进行逻辑区分，或者用于在增加预设采样时间偏移量后对输入的电信号进行逻辑区分。
[0032]在本专利技术的一个实施例中，所述控制器模块，包括比较单元和控制信号产生单元，其中，
[0033]所述比较单元，用于将所述BER与预设阈值进行比较，其中，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述第二预设阈值为0，小于所述第一预设阈值；
[0034]所述控制信号产生单元，用于根据比较结果产生控制信号，其中，若所述BER超过所述第一预设阈值，产生第一控制信号；若所述BER为所述第二预设阈值，产生第二控制信号。
Predictive Control,MPC)等，控制逻辑用于实现根据反馈信号产生控制信号；控制技术可以对片上光器件进行控制，主要有热控制和电控制等技术，与热控制技术相比，电控制速度快且节能，优先采用电控制技术。
[0054]根据上述片上光互连自适应控制方法的设计框架，确定对激光源和接收器进行自适应控制，将接收端的BER作为反馈信号，控制技术采用节能的电控制技术。
[0055]具体将上述自适应控制框架应用于通信链路中，形成本实施例的片上光互连自适应控制方法，请结合参见图2和图3，图2是本专利技术实施例提供的一种片上光互连自适应控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种激光源和接收器的自适应控制的框架图。如图所示，本实施例的片上光互连自适应控制方法，应用于片上光器件，包括：
[0056]步骤1：采集片上光器件的反馈信号；
[0057]步骤2：对反馈信号进行判断，根据判断结果产生控制信号；
[0058]步骤3：根据控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制。
[0059]在本实施例中，反馈信号为接收端的BER。接收端的BER是衡量数据传输精确性的指标，可以反映通信质量，不需要高速测量，可以在较低的频率运行，以便节省更多的能量，并且精度较高，面积较低。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上光互连自适应控制方法，应用于片上光器件，其特征在于，包括：采集片上光器件的反馈信号；对所述反馈信号进行判断，根据判断结果产生控制信号；根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制。2.根据权利要求1所述的片上光互连自适应控制方法，其特征在于，所述反馈信号为所述接收端的BER。3.根据权利要求2所述的片上光互连自适应控制方法，其特征在于，对所述反馈信号进行判断，根据所述判断结果产生控制信号，包括：将所述BER与预设阈值进行比较，根据比较结果产生控制信号，所述预设阈值包括第一预设阈值和第二预设阈值，所述第二预设阈值为0，小于所述第一预设阈值。4.根据权利要求3所述的片上光互连自适应控制方法，其特征在于，将所述BER与预设阈值进行比较，根据比较结果产生控制信号，包括：若所述BER超过所述第一预设阈值，产生第一控制信号；相应地，根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制，包括，根据所述第一控制信号提高所述发送端的激光源功率和/或提高所述接收端的灵敏度。5.根据权利要求4所述的片上光互连自适应控制方法，其特征在于，对所述反馈信号进行判断，根据所述判断结果产生控制信号，还包括：若所述BER为所述第二预设阈值，产生第二控制信号；相应地，根据所述控制信号对发送端的激光源功率和/或接收端的灵敏度进行控制，包括，根据所述第二控制信号，降低所述发送端的激光源功率和/或降低所述接收端的灵敏度。6.根据权利要求5所述的片上光互连自适应控制方法，其特征在于，根据所述第一控制信号提高所述发送端的激光源功率和/或提高所述接收端的灵敏度，包括：根据所述第一控制信号提高发送端的激光源驱动电流和/或提高接收端的TIA输入电压；根据所述第二控制信号，降低所述发送端的激光源功率和/或降低所述接收端的灵敏度，包括：根据所述第二控制信号降低发送端的激光源驱动电流和/或降低接收端的TIA输入电压。7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，牛玉翔，顾华玺，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：