[發明專利]一種二進制全光比較器的雙故障誤差計算方法

在審

• 申請號: 202210258942.4
• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114707099A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 朱愛軍;宋磊;胡聰;牛軍浩;萬春霆;許川佩
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G02F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種二進制全光比較器的雙故障誤差計算方法，該方法主要涉及光片上網絡領域，具體在基于微環諧振器(MRR)的邏輯計算電路中，主要用于分析和計算由兩個MRR故障而引起的誤差。該方法包括，獲取無故障模型裝置的正確輸出結果和雙故障模型裝置的錯誤輸出結果，比較每一位正確輸出結果和每一位錯誤輸出結果之間的關系，計算正確輸出結果和錯誤輸出結果之間的位翻轉誤差、最大位翻轉誤差以及整個邏輯計算電路的誤差概率。本發明實施例用于由n個MRR構成的邏輯計算電路在實際生產和使用過程中因雙故障而引發的誤差計算，具體以由3個MRR構成的二進制全光比較器的雙故障模擬裝置為例進行實施。

技術領域

本發明涉及片上光網絡領域，具體涉及基于MRR的邏輯計算電路的雙故障而引發的誤差分析計算領域。

背景技術

隨著單個芯片上集成的處理器的個數越來越多，當芯片電路工作頻率迅速提高至幾GHz甚至更高時，傳統的電互連網絡將無法高效地傳輸信號，電互連的片上網絡在功耗、性能、帶寬、延遲等方面遇到了瓶頸，其無法滿足對互連網絡性能的需求，需要一種新的互連方式，因此光互連網絡技術應運而生。與電互連方式相比，光互連具有許多電介質不可比擬的優點，并且作為一種新的互連方式應用到片上網絡具有低損耗、高吞吐率、低延遲等無可比擬的優勢。光波在高速傳遞和處理時具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、光損耗低、抗干擾等優點。故基于這種優勢，片上光網絡應運而生。在片上光網絡中，微環諧振器(MRR)是光互連網絡中重要的組成器件之一但其對制程漂移與溫度等較為敏感，極易發生故障，因此研究學者對微環諧振器故障搭建了故障模擬裝置以提高集成光學的可靠性。

然而，針對微環諧振器故障造成的輸出結果并不一定都是錯誤的，因此有必要對因MRR雙故障而引起的誤差進行研究、分析與計算，對某種由MRR構成的邏輯計算電路進行雙故障模擬分析，從而確定哪些誤差是可以接受的。因此，本專利在使用光學器件建立了全光二進制比較器的基礎上，實現了對全光二進制比較器在實際工作情況下的故障誤差的計算與分析，對將來研究開發相類似功能的光學計算器件具有積極的指導作用。

發明內容

本發明是對MRR雙故障而引起的誤差的研究、分析與計算，提供一種二進制全光比較器的雙故障誤差計算方法。

本發明為實現上述目的采用以下技術方案：

一種二進制全光比較器的雙故障誤差計算方法，包含由n個MRR構成的邏輯計算電路，該電路共包括N種輸入組合，每種組合可產生m位輸出結果；由n個MRR構成的邏輯計算電路可分為的無故障模擬等效電路和雙故障模擬等效電路，根據所述無故障模擬等效電路可獲得正確的輸出結果，根據雙故障模擬等效電路可獲得錯誤的輸出結果；根據所述正確的輸出結果和所述錯誤的輸出結果，比較每一位正確輸出結果和每一位錯誤輸出結果之間的關系，計算二者之間的位翻轉誤差(bit flip error，BFE)，最大位翻轉誤差(maximum bitflip error，MAXBFE)，以及N種輸入組合中的誤差概率(error probability，EP)。

比較每種輸入組合中所述每一位正確輸出結果和所述每一位錯誤輸出結果之間的關系，計算所述正確的輸出結果和所述錯誤的輸出結果之間的位翻轉誤差(bit fliperror，BFE)，所述BFE具體表達形式如公式(1)所示：

所述i代表第i種輸入組合，所述i包含于N之中，所述為異或，所述代表第i種輸入組合下的錯誤輸出的第j位邏輯值，所述O_i^correct代表第i種輸入組合下的正確輸出的第j位邏輯值。

計算所述N種輸入組合產生的全部所述BFE的最大值為所述最大位翻轉誤差(maximum bit flip error，MAXBFE)，即所述N種輸入組合中由雙故障造成的最壞結果，所述MAXBFE具體表達形式如公式(2)所示：