[发明专利]一种二进制全光比较器的双故障误差计算方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明是对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。

本发明为实现上述目的采用以下技术方案：

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 bitflip error，MAXBFE)，以及N种输入组合中的误差概率(error probability，EP)。

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 fliperror，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_i^correct代表第i种输入组合下的正确输出的第j位逻辑值。

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：