一種光電混合邏輯裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光電混合邏輯裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字電路中，邏輯門是數(shù)字電路中最基本的組成結(jié)構(gòu)，有了各種邏輯門便可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的計算。一般來說，邏輯門包括與門、或門、非門、與非門、或非門等多種。
[0003]傳統(tǒng)中的邏輯門都是以電計算來實現(xiàn)的，傳遞的是電信號。但是隨著半導(dǎo)體工藝水平的提高，集成電路朝著集成度高、功耗低以及速度快等方向發(fā)展，目前為止，集成電路依然遵循著摩爾定律的規(guī)律。但是，無論集成電路如何發(fā)展，電計算的速度不可能無限發(fā)展下去，并且目前電計算的帶寬依然無法滿足一些領(lǐng)域的要求，集成電路的集成度也會在不久的將來達(dá)到極限。因此，需要提供一種新的計算方式，來支持計算速度和帶寬的進(jìn)一步提尚O
[0004]由于光在速度和寬度上都有優(yōu)勢，因此，光計算可以替代電計算以適應(yīng)時代的需要。因此，可以由光信號來實現(xiàn)邏輯計算，即全光邏輯門。
[0005]但是，由于光的特殊性質(zhì)，目前純光學(xué)的互連和光計算系統(tǒng)沒有具體而有效的實現(xiàn)路徑，依然存在非常多的問題需要解決。另一方面，電計算系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟。因此，可以將光和電結(jié)合起來，使其發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同來實現(xiàn)邏輯運算。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，光電混合邏輯裝置均是注重工藝實現(xiàn)，并且對于實現(xiàn)時序邏輯的光計算模塊，則更關(guān)注光寄存器的實現(xiàn)方式，下面介紹現(xiàn)有技術(shù)中的光電混合邏輯裝置。
[0007]參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中的一種光電混合系統(tǒng)不意圖。
[0008]從圖1中可以看出，下面為電模塊302，上面為光模塊301，兩個模塊通過特殊設(shè)計的接口 324和326組合在一起，實現(xiàn)光模塊和電模塊之間的相互通信。
[0009]圖1這種光電混合系統(tǒng)是將光模塊和電模塊通過接口組合起來，本質(zhì)上是通過特殊的工藝來實現(xiàn)的，并不涉及具體系統(tǒng)的組成，而且沒有將電計算和光計算完全組合起來，只是將兩種模塊物理連接起來而已，因此，并沒有充分發(fā)揮光計算和電計算的各自優(yōu)勢。
[0010]參見圖2，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種光電混合系統(tǒng)示意圖。
[0011]圖2所示的光電混合系統(tǒng)包括三種功能層，最頂層的三個模塊(107a、107b、107c)是電可編程器件，中間一層(101)為光互連層，光互連層101的上下兩層(105a和105b)均是電互連層。
[0012]其中，光互連層和電互連層均可以通過配置實現(xiàn)線路的選擇。因此，圖2所示的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了計算器件、光互連、電互連三個維度上的可編程。
[0013]但是，計算最終還是依靠最頂層的電芯片，因此，圖2這種結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是光互連的電計算系統(tǒng)，并沒有發(fā)揮光計算的優(yōu)勢。
[0014]綜上，現(xiàn)有技術(shù)中沒有一種光電混合邏輯結(jié)構(gòu)可以將電計算和光計算完整的結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。
[0015]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種光電混合邏輯裝置，能夠集中光計算和電計算的優(yōu)點，實現(xiàn)真正的光電結(jié)合進(jìn)行邏輯計算。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為了解決上述技術(shù)問題，本申請實施例提供了一種光電混合邏輯裝置，能夠集成光計算和電計算優(yōu)點，實現(xiàn)真正的光電結(jié)合進(jìn)行邏輯計算。
[0017]本申請實施例公開了如下技術(shù)方案:
[0018]第一方面，提供一種光電混合邏輯裝置，包括:電計算邏輯模塊、光計算邏輯模塊、時序控制模塊和光輸出模塊；
[0019]所述電計算邏輯模塊，用于接收控制信號，對所述控制信號進(jìn)行電邏輯計算處理后輸出控制信號計算結(jié)果;所述控制信號和控制信號計算結(jié)果均為電信號；
[0020]所述光計算邏輯模塊，用于接收數(shù)據(jù)信號，對所述數(shù)據(jù)信號進(jìn)行光邏輯計算處理后輸出數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果給所述光輸出模塊;所述數(shù)據(jù)信號和數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果為光信號；
[0021]所述時序控制模塊，用于輸出時鐘信號分別給所述電計算邏輯模塊和所述光輸出模塊，用于控制所述控制信號計算結(jié)果和數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果同時輸出或者間隔預(yù)定時間輸出；
[0022]所述光輸出模塊，用于在所述時鐘信號的控制下通過控制光路的通斷控制所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出。
[0023]在第一方面的第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述時序控制模塊輸出兩路所述時鐘信號，分別為第一時鐘信號和第二時鐘信號；
[0024]所述第一時鐘信號輸出給所述電計算邏輯模塊，所述第二時鐘信號輸出給所述光輸出模塊。
[0025]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一時鐘信號和第二時鐘信號的時序不同。
[0026]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述時鐘信號為一路，該路時鐘信號同時輸出給所述電計算邏輯模塊和所述光輸出模塊。
[0027]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述光輸出模塊包括:光路選擇單元和控制單元；
[0028]所述控制單元，用于在所述時鐘信號的控制下通過控制光路的通斷控制所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出；
[0029]所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果在進(jìn)入所述控制單元之前經(jīng)過所述光路選擇單元；
[0030]所述光路選擇單元，用于在電控制信號的控制下選擇所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出光路；
[0031]所述電控制信號由所述電計算邏輯模塊輸出給所述光路選擇單元。
[0032]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述光輸出模塊包括:光路選擇單元和控制單元；
[0033]所述控制單元，用于在所述時鐘信號的控制下通過控制光路的通斷控制所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出；
[0034]所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果在所述控制單元輸出之后進(jìn)入所述光路選擇單元；
[0035]所述光路選擇單元，用于在電控制信號的控制下選擇所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出光路；
[0036]所述電控制信號由所述電計算邏輯模塊輸出給所述光路選擇單元。
[0037]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述光輸出模塊包括:第一光路選擇單元、第二光路選擇單元和控制單元；
[0038]所述控制單元，用于在所述時鐘信號的控制下通過控制光路的通斷控制所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出；
[0039]所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果依次經(jīng)過所述第一光路選擇單元、控制單元和第二光路選擇單元；
[0040]所述第一光路選擇單元和第二光路選擇單元，均用于在電控制信號的控制下選擇所述數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果的輸出光路；
[0041]所述電控制信號由所述電計算邏輯模塊輸出給所述第一光路選擇單元和第二光路選擇單元。
[0042]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述電計算邏輯模塊還用于輸出邏輯控制電信號給所述光計算邏輯模塊；
[0043]所述邏輯控制電信號，用于控制所述光計算邏輯模塊中邏輯計算類型的選擇。
[0044]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述電計算邏輯模塊包括:專用集成電路ASIC、或現(xiàn)場可編程門陣列FPGA、或復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD。
[0045]結(jié)合第一方面及上述任一種可能的實現(xiàn)方式中，在第九種可能的實現(xiàn)方式中，所述電計算邏輯模塊包括:以印刷電路板PCB、陶瓷基板和集成電路組成的電路。
[0046]由上述實施例可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有如下優(yōu)點:
[0047]本發(fā)明提供的光電混合邏輯裝置，利用了光計算的速度高，從而用光計算來實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的處理，利用電計算的時序控制功能實現(xiàn)控制信號的處理。并且利用時序控制模塊輸出的時鐘信號來控制最終的數(shù)據(jù)信號計算結(jié)果和控制信號計算結(jié)果同時輸出，這樣在一個系統(tǒng)處理中，控制信號和數(shù)據(jù)信號一起被處理，既保證了時序性又保證了速度性，使光計算和電計算充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢，并且有機(jī)結(jié)合起來。
【附圖說明】
[0048]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0049]圖1現(xiàn)有技術(shù)中的一種光電混合系統(tǒng)不意圖；
[ΟΟδΟ]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種光電混合系統(tǒng)不意圖；
[0051 ]圖3是本發(fā)明提供的光電混合邏輯裝置實施例一示意圖；
[0052]圖4是本發(fā)明提供的光電混合邏輯裝置實施例二示意圖；
[0053]圖5是本發(fā)明提供的光電混合邏輯裝置實施例三示意圖；
[0054]圖6