[发明专利]仿生电脑的神经结和脊索

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿生电脑的神经结，本发明还涉及包含上述神经结的仿生电脑脊索，用于数码信号在各种集成电路芯片间的传播，作为集成电路信号线，计算机总线，光电总线。

技术背景

随着半导体工艺的发展，数字处理器的时钟速度不断提高，现已接近了物理极限，单个处理器再提速的空间已经不多，要增强计算机的效率，增加计算单元，是事在必行的重要途径。

计算单元增加，跟接着的便是单元间的通信量的增加，而且是对数式的，nx(n-1)倍的增加，通信总线的带宽，成为最重要的瓶颈之一。

另一方面，基于电磁波的传播速度，500Mhz-1Ghz的总线时钟频率，把直接偶合的处理器，限在300mm左右的空间内，现在的平面型线路板，最多只能放置十来个大型的处理器。提高直接偶合的处理器数量，也是高性能计算机设计的一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建立芯片间通信通道的仿生电脑神经结，并在三维空间上，将多个神经结堆叠成为螺旋形的仿生电脑脊索；把数以百计的芯片，连接成一组有强大的的讯号互连总线联结的网络，可以高速地进行多个处理单元并行运算。

上述发明目的可通过以下的技术措施来实现：一种仿生电脑的神经结，其特征是在一片n边形的基片上，建立n组轴向对称的通信通道，并在每个通信通道中设有信号发射器和信号接收器，用于把信号发射到通道上，或者接收经过通道的信号。

本发明所述通信通道中设置的信号发射器和接收器都可采用三态差分推动器、漫射和镭射光电偶合电路的信号线或者多有源层垂直腔面激光器。

一种包含权利要求1所述神经结的仿生电脑脊索，其特征是所述神经结与至少一片呈扇形的用户线路板连接起来；用户线路板上设置具有用户所需功能的集成电路芯片或芯片组。

所述呈扇形的用户线路板在神经结周围互相堆叠，每堆叠一片线路板，上升一片线路板的厚度，同时沿同一转动方向转动相同的角度，依次重复堆叠，构成一个呈螺旋梯形的堆叠结构。

本发明还设有用于管理通信通道的仲裁机制。

所述神经结中的通信通道分为专用的通信线和动态通信线，其中动态通信线通过多路开关动态地让多片线路板分享使用。

所述动态通信线分成组和组类，构建相关联的组，相关联的组只须接受同一个结构命令，即可控制组内的全部多路开关。

本发明带来的显著效果如下：

1.可以在神经结中放置大量的通信线，提高芯片间通信的总带宽。

2.可以把平面的线路板接线模式，转变成三维的立体结构模式。

3.可以把大量的芯片堆叠起来，不受用户线路板厚度的限制。

4.可以灵活使用通信线，提高使用效率

5.使到整组芯片的网络结构可以灵活组合，成为一个可重构的数据处理系统系统。

附图说明

图1为多边形的神经结原理结构示意图；

图2为三态差分推动器原理示意图；

图3为扇形的用户线路板和神经结连接的原理结构示意图；

图4为堆叠线路板和神经结连接构成神经脊的原理结构示意图；

图5为神经脊和通讯中心的原理结构示意图；

图6为神经结的多路开关的原理结构示意图。

具体实施方式

如图1所示为神经结原理结构示意图，带有通信通道的基片称为神经结。在一片正多边形的基片100上，设多边形边数为n，多边形的顶点间对中心的夹角为θ，建立n组轴向对称的通信通道101，使信号可以经由基片的底110和面111间传送。基片上，设有信号发射器和信号接收器103。可以把信号发射到通道上，或者接收经过通道的信号。

上述信号通道，可以用一对导体差分信号线104，105来实现。如图2，信号可由普通集成电路的三态差分推动器产生和接收，离线时可以进入高阻抗状态，减少信号的损耗。为了减少噪音，必要时，可以让信号线在芯片内交叉，但会增加工艺上的困难。

漫射和镭射光电偶合电路的信号线，见中国专利公开号1684254A；多有源层垂直腔面激光器，见中国发明专利申请公开号1684254A，都是实现上述信号通道的其中一种方案。

单条电信号线，信号单独对地线电平摆动，虽然通常也用来传送信号，表面看来可以省下一半的信号线数目，但在大量信道的神经结，接地问题带来的噪音，容易影响传送。