片上Mesh光互连网络节点用光学路由器的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61575187
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The performance of multi-core processor is determined not only by the performances and number of the processor cores but also by the communication efficiency among them. As the multi-core processor continuously demands larger communication bandwidth, electrical network-on-chip is becoming the bottleneck for improving the performance of multi-core processor due to its high power consumption, low communication bandwidth and high latency. Photonic network-on-chip is considered as a promising cadidate to overcome these problems. Mesh photonic network-on-chip is achieving much attention due to its no-blocking routing, high throughput, good scalability and simple routing control. Optical router is responsible for the data switching in the node of photonic network-on-chip..We propose an optical router with 50% less optical switches and 28% lower power consumption than the previously reported architectures. Most reported optical routers are based on thermo-optic microring optical switch and have the bottlenecks in optical bandwidth, temperature sensitivity and process tolerance. This proposal is intended to study the optical router for Mesh photonic network-on-chip, which is based on electro-optic Mach-Zehnder optical switch. We will study the architecture of the optical router and perform the device design, fabrication and characterization. An optical router with the response speed of 200 MHz and data throughput of 2.5 Tbit/s will be realized.
多核处理器的性能不仅取决于处理核的数目与性能,而且取决于处理核之间的通信效率。随着多核处理器对通信带宽的要求越来越高,电互连网络因高功耗、低带宽及高延迟成为制约多核处理器发展的一个瓶颈,光互连网络被认为是一个有前景的方案。Mesh光互连网络因为具有无阻塞、良好的吞吐性和可扩展性、易于控制等优点受到了广泛的关注。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的器件。. 我们提出了一种用于片上Mesh光互连网络的光学路由器结构,相对于已有结构,光开关数量降低50%,电功耗降低28%。已报道光学路由器大多基于热光调谐微环光开关构建,存在响应速率低、光学带宽低、温度敏感、工艺容差低等问题。我们拟开展基于电光调谐Mach-Zenhder光开关的光学路由器的研究,通过拓扑结构、单元器件、功能集成与制作工艺的研究,实现响应速率为200MHz、数据吞吐量为2.5Tb/s的光学路由器。

结项摘要

多核处理器的性能不仅取决于处理核的数目与性能,而且取决于处理核之间的通信效率。随着多核处理器对通信带宽的要求越来越高,电互连网络因高功耗、低带宽及高延迟成为制约多核处理器发展的一个瓶颈,光互连网络被认为是一个有前景的方案。Mesh光互连网络因为具有无阻塞、良好的吞吐性和可扩展性、易于控制等优点受到了广泛的关注。光学路由器是片上光互连网络中负责节点数据交换的器件。.我们提出了一种用于片上Mesh光互连网络的光学路由器结构,相对于已有结构,光开关数量降低50%,电功耗降低28%。已报道光学路由器大多基于热光调谐微环光开关构建,存在响应速率低、光学带宽低、温度敏感、工艺容差低等问题。我们开展基于电光调谐Mach-Zenhder光开关的光学路由器的研究,通过拓扑结构、单元器件、功能集成与制作工艺的研究,实现数据吞吐量为8Tb/s的光学路由器。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(19)
On-chip broadband silicon thermo-optic 2 x 2 four-mode optical switch for optical space and local mode switching
用于光学空间和本地模式切换的片上宽带硅热光 2 x 2 四模光开关
  • DOI:
    10.1364/oe.26.008375
  • 发表时间:
    2018-04-02
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zhou, Ting;Jia, Hao;Yang, Lin
  • 通讯作者:
    Yang, Lin
Cascading Second-Order Microring Resonators for a Box-Like Filter Response
级联二阶微环谐振器以实现盒式滤波器响应
  • DOI:
    10.1109/jlt.2017.2775658
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Journal of Lightwave Technology
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Lei Zhang;Haiyang Zhao;Haoyang Wang;Wenjing Tian;Jianfeng Ding;Xin Fu;Lin Yang
  • 通讯作者:
    Lin Yang
General architectures for on-chip optical space and mode switching
片上光学空间和模式切换的通用架构
  • DOI:
    10.1364/optica.5.000180
  • 发表时间:
    2018-02-20
  • 期刊:
    OPTICA
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Yang, Lin;Zhou, Ting;Zhang, Lei
  • 通讯作者:
    Zhang, Lei
Silicon PAM-4 optical modulator driven by two binary electrical signals with different peak-to-peak voltages
由具有不同峰峰值电压的两个二进制电信号驱动的硅 PAM-4 光调制器
  • DOI:
    10.1364/ol.42.002213
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Optics Letters
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Lingchen Zheng;Jianfeng Ding;Sizhu Shao;Lei Zhang;Lin Yang
  • 通讯作者:
    Lin Yang
Study on the Methods for Generating Optical PAM-4 Signal With the Standard Silicon Mach–Zehnder Optical Modulator
标准硅Mach-Zehnder光调制器产生光PAM-4信号方法的研究
  • DOI:
    10.1109/jphot.2018.2876428
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    IEEE Photonics Journal
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Sizhu Shao;Jianfeng Ding;Lingchen Zheng;Lei Zhang;Xin Fu;Xuezhe Zheng;Lin Yang
  • 通讯作者:
    Lin Yang

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其他文献

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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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    王筱兰
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  • 通讯作者:
    吴卫红
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王利峰;和润莲;杨林;陈亚梅;刘洋;张健
  • 通讯作者:
    张健

其他文献

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硅基集成光学数字信号处理器的研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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