專利名稱：多重處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及一種可以用作例如并行運(yùn)算裝置、光功能設(shè)備的多重處理器。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來的電子機(jī)器的小型化、高功能化，使用使1芯片的半導(dǎo)體設(shè)備中附有多個功能的系統(tǒng)LSI，來實(shí)現(xiàn)高密度·高功能組裝的系統(tǒng)級芯片(SoCSystem on Chip)逐漸受到人們的關(guān)注(例如專利文獻(xiàn)1)。由于SoC中，將多個功能分別作為功能模塊來單芯片化，功能模塊間通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線相連接，因此通過使用SoC能夠?qū)崿F(xiàn)動作的高速化。
在使用SoC的情況下，一方面得到了能夠?qū)崿F(xiàn)動作的高速化等各種優(yōu)點(diǎn)，而另一方面，從成本以及設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間等觀點(diǎn)來看，缺點(diǎn)也很突出。即，由于半導(dǎo)體集成電路中的電路規(guī)模增大，因此開發(fā)工時(shí)的增加以及調(diào)試的復(fù)雜程度的增加等成了大問題。另外，有時(shí)也不是所有必要的部件都能夠形成為半導(dǎo)體集成電路，此外，若對應(yīng)制品的版本升級，每每進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，就很容易發(fā)生開發(fā)成本的增加以及制品交貨日期的延遲。另外，從成本方面出發(fā)，有時(shí)也無法在制品中組裝SoC。
這種情況下，除了SoC之外，還著重研究·開發(fā)一種用1個以上的半導(dǎo)體芯片與多個有源部件或無源部件構(gòu)成1個封裝品，來實(shí)現(xiàn)高密度·高功能組裝的系統(tǒng)級封裝(SiPSystem in Package)(例如專利文獻(xiàn)2)。SiP與SoC相比，雖然需要某種程度的組裝面積，但由于能夠利用單獨(dú)制成的設(shè)備，因此在成本以及設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間等方面優(yōu)點(diǎn)突出。
但是，由于在使用SiP的情況下，半導(dǎo)體芯片這種電子部件經(jīng)布線基板互相連接，因此，不管半導(dǎo)體芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速度如何快，整體上都會變慢。也即，在SoC中，由于1芯片內(nèi)所設(shè)置的功能模塊之間通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線相連接，因此能夠進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送，但SiP中，1個封裝品的內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片之間通過布線基板相連接，因此，布線基板的數(shù)據(jù)傳輸速度成為速度限制，必然導(dǎo)致動作速度變慢。
這樣，SoC與SiP中都存在問題，現(xiàn)實(shí)的問題就是難以解決該問題另一方面，不通過單一的處理器進(jìn)行運(yùn)算處理，而將多個使用上述SoC來構(gòu)成的處理器連結(jié)起來，讓它們同時(shí)并行運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，作為一種應(yīng)對計(jì)算能力增大需求的手段，其利用正在被討論(例如專利文獻(xiàn)3)。
專利文獻(xiàn)1特開2003-188351號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2003-133507號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平6-309285號公報(bào)但是，上述這種并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，由于將多個處理器連結(jié)起來，因此，存在各個處理器間的傳輸延遲之類的問題。也即，與半導(dǎo)體器件(處理器)內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳送能力相比，半導(dǎo)體器件(處理器)外部的數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸能力較低，因此其成為瓶頸，從系統(tǒng)整體來看，無法充分發(fā)揮運(yùn)算處理能力。
也即，就現(xiàn)有的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等的連結(jié)多個處理器的系統(tǒng)的情況而言，從系統(tǒng)整體來看，存在無法充分發(fā)揮運(yùn)算處理能力的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述問題，其目的在于提供一種作為系統(tǒng)整體具有高數(shù)據(jù)傳送能力以及運(yùn)算處理能力的多重處理器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，第1發(fā)明是一種多重處理器，具備具有光通信功能且能夠互相協(xié)動的多個處理器；以及，將上述多個處理器彼此連接的光傳輸路徑。
另外，第2發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，還具備波長路由器，其設(shè)置在上述光傳輸路徑上，對上述多個處理器間的光通信進(jìn)行控制。
另外，第3發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，上述處理器具有至少一個激光器件，發(fā)射多個波長的光；濾光器，對上述多個波長的光進(jìn)行過濾，形成給定波長的光；以及，受光器件，接收上述給定波長的光的。
另外，第4發(fā)明是第3發(fā)明的多重處理器中，上述波長路由器，具有多個輸入端口以及多個輸出端口；上述波長路由器，具有如下功能根據(jù)輸入到上述多個輸入端口的任意一個中的光的波長，將該輸入進(jìn)來的光，輸出給上述多個輸出端口之中、唯一決定的任意一個。
另外，第5發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，上述光傳輸路徑，按照針對上述多個處理器而獨(dú)立的數(shù)量設(shè)置。
另外，第6發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，上述多個處理器的全部或者一部分，彼此異步工作。
另外，第7發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，上述處理器，具有系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，其具有在其內(nèi)部相互電通信的多個部件。
另外，第8發(fā)明是第7發(fā)明的多重處理器中，上述系統(tǒng)級封裝，具有連接上述光傳輸路徑的內(nèi)部輸入輸出端子；以及，連接在上述內(nèi)部輸入輸出端子上的運(yùn)算處理部，上述運(yùn)算處理部，具有控制部、存儲部、以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部。
另外，第9發(fā)明是第7發(fā)明的多重處理器中，上述系統(tǒng)級封裝，還具有連接在上述運(yùn)算處理部上的外部輸入輸出端子。
另外，第10發(fā)明是第1發(fā)明的多重處理器中，上述多個處理器之中、具有第1信息處理能力的第1處理器，具有如下功能在被輸入第1信息處理量時(shí)，根據(jù)上述第1信息處理能力，判斷是否能夠完成上述第1信息處理量的處理，且具有如下功能在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給上述第1處理器以外的、上述多個處理器之中的至少一個。
另外，第11發(fā)明是第10發(fā)明的多重處理器中，被輸入上述第2信息處理量的、上述第1處理器以外的上述多個處理器的至少一個，具有如下功能根據(jù)自己的第2信息處理能力，判斷是否能夠完成上述第2信息處理量的處理，
且具有如下功能在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第2信息處理量中減去基于上述第2信息處理能力的信息處理量所得到的第3信息處理量，輸出給除自己以及上述第1處理器以外的、上述多個處理器之中的至少一個。
本發(fā)明，能夠提供一種就系統(tǒng)整體而言具有較高數(shù)據(jù)傳輸能力以及運(yùn)算處理能力的多重處理器


圖1為表示典型的通信系統(tǒng)裝置的組裝階層的圖。
圖2為用來說明在LSI芯片101與網(wǎng)絡(luò)105的速度之間形成連結(jié)107的狀態(tài)的圖(設(shè)想圖)。
圖3(a)是表示各個用途專用的芯板201～203的示意圖，(b)為表示超高功能模塊210的圖。
圖4為本申請發(fā)明人提出的運(yùn)算電路300的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為運(yùn)算電路300的立體圖。
圖6為示意表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的并行運(yùn)算裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7為表示本實(shí)施方式的功能模塊11、12、13、14作為系統(tǒng)級封裝(SiP)構(gòu)成的一例的圖。
圖8為連結(jié)多個SiP作為并行運(yùn)算裝置100的結(jié)構(gòu)圖。
圖9為并行運(yùn)算裝置100的立體圖。
圖10為光輸入輸出SiP10a的要部剖面圖。
圖11為示意表示本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12為示意表示本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13為表示全網(wǎng)狀型陣列波導(dǎo)22的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14為說明現(xiàn)有的光開關(guān)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15為示意表示本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100的變形例的圖。
圖16為用于說明各個SiP11、12之間的數(shù)據(jù)交付的方法的圖。
圖17為用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的信息處理方法的流程圖。
圖18為用于說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的信息處理方法的流程圖。
圖19為SiP10通過網(wǎng)絡(luò)50來分散配置的圖。
圖20為用于說明能夠添加給定功能(DSP)的圖。
圖21為用來說明能夠提供可對應(yīng)各種用途的通用芯片的圖。
圖中10(11～14)一系統(tǒng)級封裝(或功能模塊)，17-基板，19-外部輸入輸出光模塊，20-內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，21-光傳輸路徑，22-全網(wǎng)狀型陣列波導(dǎo)，22-波長路由器，22a-輸入波導(dǎo)，22b-輸出波導(dǎo)，23-激光器件，23-波長合成器，24-外部網(wǎng)絡(luò)，25-激光器件(半導(dǎo)體激光器)，26-受光器件，27-濾光器，28-厚板波導(dǎo)，29-陣列波導(dǎo)，30-中介層，31-控制部，32-存儲部，33-用途處理器部，36-光輸入輸出端子，36-內(nèi)部輸入輸出端子，37-外部端子，40-半導(dǎo)體器件，43-光變換器件，45-透鏡，47-反射鏡，50-網(wǎng)絡(luò)，100-并行運(yùn)算裝置，100-光功能設(shè)備，101-芯片，103-芯板，104-底板，105-網(wǎng)絡(luò)，110-通信系統(tǒng)裝置，201～203-芯板，210-超高功能模塊，300-運(yùn)算電路，301～304-特定功能模塊，305-程序部，307-基板，500-光開關(guān)，503-波長路由器，504-受光器，505-控制電路，507-可變波長光源，508-頻率多路復(fù)用型緩存，581-時(shí)間選擇器，582-波長選擇器。
具體實(shí)施例方式
在對本發(fā)明進(jìn)行說明之前，本申請發(fā)明人，首先對涉及應(yīng)用性或擴(kuò)展性優(yōu)秀的并行運(yùn)算裝置的構(gòu)建的現(xiàn)狀進(jìn)行說明。下面對照圖1至圖5進(jìn)行說明。
首先，不限于并行運(yùn)算裝置的運(yùn)算裝置(計(jì)算機(jī))，為了輸入輸出數(shù)據(jù)，多與外部網(wǎng)絡(luò)相連接，因此設(shè)有通信功能。圖1中說明了典型的通信系統(tǒng)裝置的組裝階層。
對圖1中所示的組裝階層進(jìn)行說明。作為構(gòu)成通信系統(tǒng)裝置100的要素之一，有LSI芯片(半導(dǎo)體器件)101，多個LSI芯片101集成起來形成MCM(多芯片模塊)102，然后，MCM102被組裝在芯板(印刷基板)103上。該芯板103被組裝在底板104上，底板104與網(wǎng)絡(luò)105相連接?，F(xiàn)今，為了傳輸大容量的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)105一般使用光通信網(wǎng)。另外，隨著半導(dǎo)體器件技術(shù)的發(fā)展，LSI芯片101的高速化也不斷前進(jìn)。
今后，估計(jì)網(wǎng)絡(luò)105的傳輸速度會從10GHz增加到40GHz，而且LSI芯片的動作速度，也會從目前最高等級的3GHz進(jìn)一步上升到10GHz。我們通常只注意到互聯(lián)網(wǎng)105與LSI芯片101的速度的增加，而實(shí)際上裝置110整體的處理速度，當(dāng)然還與各個階層之間(101與102、102與103、103與104、104與105)的傳輸速度相關(guān)。也即，即便假設(shè)從網(wǎng)絡(luò)105輸入GHz等級的數(shù)據(jù)，LSI芯片101也無法直接對其進(jìn)行處理，要經(jīng)過一次MHz等級的傳送(104～102)之后，其才被輸入到LSI芯片101中，在LSI芯片101內(nèi)進(jìn)行GHz等級的運(yùn)算處理。同樣，即使在LSI芯片101內(nèi)進(jìn)行GHz等級的運(yùn)算處理，該數(shù)據(jù)也要經(jīng)MHz等級的傳輸(104～102)，輸出給網(wǎng)絡(luò)105。
這種情況下，本申請發(fā)明人考慮，如圖2所示，如果能夠構(gòu)建一種能夠連結(jié)LSI芯片101與網(wǎng)絡(luò)105之間的速度(107)的裝置，就能夠?qū)崿F(xiàn)將GHz等級的處理與傳輸連結(jié)的高性能的運(yùn)算裝置。如果使用該裝置，就能夠?qū)崿F(xiàn)將來的40GHz等級的大容量傳輸，而且，在實(shí)現(xiàn)10GHz的運(yùn)算處理時(shí)該相乘效果更加吸引人。另外，就是在現(xiàn)在的等級下，如果能夠連結(jié)LSI芯片101與網(wǎng)絡(luò)105的速度(107)，不需要等待網(wǎng)絡(luò)105以及LSI芯片101的新改進(jìn)技術(shù)開發(fā)，就能夠?qū)崿F(xiàn)具有GHz等級的處理與傳輸?shù)倪\(yùn)算裝置，這一點(diǎn)也非常吸引人。
另外，本申請發(fā)明人還著眼于另外一個側(cè)面。下面，對本申請發(fā)明人著眼的另一個側(cè)面進(jìn)行說明。
現(xiàn)今，LSI芯片101、MCM102以及芯板103等的設(shè)計(jì)，針對各個用途(application)來進(jìn)行。即，由于要設(shè)計(jì)各個用途專用的芯板等，因此，如圖3(a)所示，為用途A進(jìn)行其專用的芯板201的設(shè)計(jì)，為用途B也進(jìn)行其專用的芯板202的設(shè)計(jì)，而且，還為用途C進(jìn)行其專用的芯板203的設(shè)計(jì)。對各個用途的單獨(dú)涉及需要人力與時(shí)間。例如，為了實(shí)現(xiàn)解析生物遺傳因子的用途，要設(shè)計(jì)該用途專用的芯板等，為了對壓縮成MPEG(MovingPicture Expert Group運(yùn)動圖像專家組)的影像聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，要設(shè)計(jì)該用途專用的芯板等。
另外，雖然如圖3(b)所示，還可以設(shè)置對應(yīng)于所有用途的超高功能模塊210，但這種情況下，由于基本而言，作為超高功能模塊210，被設(shè)計(jì)成滿足各個用途的最高規(guī)格，因此設(shè)計(jì)上通常很困難，同時(shí)還有成本增加的傾向。作為這種超高功能模塊210的一例，有具有個人計(jì)算機(jī)等通用計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)的模塊。
圖3(a)以及圖3(b)中所示的方法都欠缺彈性，另外，還冒著必須進(jìn)行大規(guī)模投資的風(fēng)險(xiǎn)。也即，圖3(a)中所示的方法中，由于要為各個用途設(shè)計(jì)專用的模塊(例如芯板)，因此其專用性會導(dǎo)致彈性較差。另外，圖3(b)中所示的方法中，由于意味著要制作能夠?qū)?yīng)所有用途的專用的模塊(例如芯板)，因此實(shí)際上，此外的對應(yīng)能力很弱、很難將能夠?qū)?yīng)新用途的功能包括在其中。而且，由于超高功能模塊210，其1片的單價(jià)很高，因此相對于各個用途自身能夠通過廉價(jià)的芯板來實(shí)現(xiàn)功能的方法，將這種單價(jià)較高的模塊大量制造也導(dǎo)致要冒風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果。也即，存在讓人猶豫是否進(jìn)行大規(guī)模投資的背景。
另外，并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)雖說是使用多個處理器，但由于采用預(yù)先決定電路結(jié)構(gòu)的方式來針對某個用途以最佳效率實(shí)現(xiàn)，因此雖然適用于專用的運(yùn)算處理，但在應(yīng)用于通常的各個用途的情況下，存在應(yīng)用性·擴(kuò)展性不足的缺點(diǎn)。
本申請發(fā)明人通過以下內(nèi)容，來闡述本申請發(fā)明的結(jié)構(gòu)能夠解決上述不足。
下面參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。下面的附圖中，為了簡化說明，給實(shí)質(zhì)上具有相同功能的構(gòu)成要素標(biāo)注同一個參照符號。另外，本發(fā)明并不僅限于下面的實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)圖4中所示的本發(fā)明的實(shí)施方式1的運(yùn)算電路300，由多個特定功能模塊301、302、303、304構(gòu)成。各個特定功能模塊301、302、303、304，互相連接，而且，接收來自程序部(通過軟件、ROM等實(shí)現(xiàn))305的命令，其中程序部305對應(yīng)各種用途發(fā)出決定組合的命令。根據(jù)來自程序部305的命令，能夠改變各個特定功能模塊301、302、303、304的動態(tài)組合。
例如，用途A時(shí)，運(yùn)算電路300用特定功能模塊301與302的組合進(jìn)行工作；用途B時(shí)，運(yùn)算電路300用特定功能模塊303與304的組合進(jìn)行工作；然后，用途C時(shí)，運(yùn)算電路300用特定功能模塊301、302、303以及304的組合進(jìn)行工作。這里，由于各個特定功能模塊進(jìn)行并行處理，因此，即使用低性能的特定功能模塊的組合，也能夠?qū)嵤└咝阅?例如高速)的運(yùn)算處理。
另外，圖4中所示的結(jié)構(gòu)中，雖然表示了使用4個特定功能模塊作為運(yùn)算電路300的例子，但不僅限于此，還可以在運(yùn)算電路300中再添加若干個特定功能模塊，因此，能夠彈性提高能力。換而言之，如果使用3個以上的特定功能模塊作為運(yùn)算電路300，可以追加特定功能模塊實(shí)現(xiàn)必要的能力，而且，由于特定功能模塊自身可以使用通用品，因此能夠低成本地構(gòu)建高性能的運(yùn)算裝置。
雖然圖4中所示的運(yùn)算電路300也可以用SoC實(shí)現(xiàn)，但考慮到現(xiàn)實(shí)的優(yōu)勢，用SiP實(shí)現(xiàn)更好。也即，在通過SoC實(shí)現(xiàn)的情況下，即使由使用通用IP的特定功能模塊301、302、303、304來構(gòu)建運(yùn)算電路300，制作它所需的掩膜設(shè)計(jì)等的導(dǎo)致成本增加的要因也很突出，結(jié)果，也會變成與對應(yīng)所有用途的高功能模塊相同的那種制品。
考慮到上述問題，本申請發(fā)明人想到了圖5所示的結(jié)構(gòu)。圖5所示的運(yùn)算電路300中，將具有特定功能模塊301、302、303、304的功能的多個芯片組裝在基板307上，各個芯片相互連接。與圖4所示的結(jié)構(gòu)相同，由程序部305來對每個用途決定芯片的組合，然后，也能夠進(jìn)行并行運(yùn)算處理。芯片可以使用通用芯片(通用LSI芯片)。圖5所示的例子中，設(shè)有外部輸入輸出部(外部I/O部)306，外部I/O部306與網(wǎng)絡(luò)相連接，通過這樣，能夠直接傳輸大容量的數(shù)據(jù)。另外，圖5所示的結(jié)構(gòu)中，具有特定功能模塊301、302、303、304的功能的多個芯片，只要是具有光信號的輸入輸出端子的芯片即可，可用SiP來實(shí)現(xiàn)，也可用SoC來實(shí)現(xiàn)。
如背景技術(shù)中所述，這里成為瓶頸的是各個芯片(特定功能模塊)301～304間的傳輸速度。如果該傳輸速度較慢，結(jié)果就很難進(jìn)行高性能的運(yùn)算處理，另外，對應(yīng)于各種用途，各個芯片實(shí)時(shí)協(xié)動來進(jìn)行的并行運(yùn)算處理也很難執(zhí)行。
因此，本申請發(fā)明人，使用光布線而不是通常的印刷基板中所使用的電氣布線，來作為連接特定功能模塊301～304間的布線。通過在基板307上設(shè)置光布線，能夠讓各個芯片間的傳送速度較高(例如GHz等級)。光布線可以由光纖或光波導(dǎo)(PLC)之類的光傳導(dǎo)路徑構(gòu)成。另外，以下的說明中，“光傳導(dǎo)路徑”是指能夠傳輸光的線狀部件。
接下來，對照圖6至圖18，對本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說明。圖6為示意表示本實(shí)施方式的并行運(yùn)算裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。
本實(shí)施方式的并行運(yùn)算裝置100，是由互相進(jìn)行光通信的多個功能模塊11、12、13、14構(gòu)成的并行運(yùn)算系統(tǒng)。各個功能模塊11、12、13、14，具有光輸入輸出端子(未圖示)、及與光輸入輸出端子相連接的運(yùn)算電路(未圖示)。各個功能模塊11、12、13、14的光輸入輸出端子，與由光傳輸路徑21構(gòu)成的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20相連接，因此，各個功能模塊11、12、13、14通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20互相光連接。另外，并行運(yùn)算裝置100，相當(dāng)于本發(fā)明的多重處理器，功能模塊11、12、13、14相當(dāng)于本發(fā)明的多個處理器。
多個功能模塊11、12、13、14中的至少1個，具有用來連往外部網(wǎng)絡(luò)24的外部端子(未圖示)。與外部網(wǎng)絡(luò)24連接的外部端子，既可以是電氣端子(電信號輸入輸出端子)，也可以是光端子(光信號輸入輸出端子)。為了進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)傳輸，優(yōu)選該外部端子為光端子(光輸入輸出端子)。另外，圖6中所示的結(jié)構(gòu)中，所有的功能模塊11、12、13、14均具有外部端子，任何一個功能模塊都可以與外部網(wǎng)絡(luò)24進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送接收。
本實(shí)施方式的功能模塊11、12、13、14，分別由系統(tǒng)級封裝(SiP)構(gòu)建而成，各個功能模塊11、12、13、14配置在基板17上。連接功能模塊11、12、13、14的光傳輸路徑21，配置在基板17上，或內(nèi)置在基板17中。另外，各個功能模塊11、12、13、14，也可以內(nèi)置在基板17中。
圖7為本實(shí)施方式的功能模塊11、12、13、14的、作為系統(tǒng)級封裝(SiP)的結(jié)構(gòu)圖。該SiP10，是具有光輸入輸出端子(光I/O)的可光-電轉(zhuǎn)換SiP(OE-SiP)。
具體來說，SiP10由連接光傳輸路徑21的內(nèi)部輸入輸出端子(內(nèi)部I/O)36、與連接在內(nèi)部輸入輸出端子36上的運(yùn)算處理部構(gòu)成。運(yùn)算處理部，由分別作為芯片的控制部31、存儲部32、以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部33構(gòu)成?？刂撇?1，由控制LSI構(gòu)成，例如為CPU(中央運(yùn)算裝置)或MPU(微處理單元)。存儲部32，為存儲器(例如能夠高速工作的半導(dǎo)體存儲器(DRAM、SRAM等))。用途處理器部33，典型的為DSP(數(shù)字信號處理器)，能夠進(jìn)行圖像處理(例如運(yùn)動圖像處理)、聲音處理。通過它們的協(xié)動工作來執(zhí)行運(yùn)算處理。
構(gòu)成運(yùn)算處理部的各個芯片，雖然配置在中介層(interposer)30上形成SiP(或MCM)的結(jié)構(gòu)，但也可形成將這些芯片的一部分或全部疊層的堆棧結(jié)構(gòu)的SiP。圖7中所示的SiP10中，設(shè)有連接運(yùn)算處理部的外部端子(外部I/O)37，也可以通過外部端子37與外部網(wǎng)絡(luò)(22)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送接收。本實(shí)施方式中，雖然使用SiP的結(jié)構(gòu)而不是SoC的結(jié)構(gòu)，但信號的傳輸速度不會那樣低。這是由于使用信號惡化較少的光傳輸進(jìn)行信號的傳輸，直到SiP10的附近，光電變換之后，可以用長度非常短的布線傳送電信號，因此，即使使用SiP的結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)高速傳送。
這里，還可以形成將控制部31與用途處理器部33合并成1個芯片的結(jié)構(gòu)。這種情況下，該芯片(LSI芯片)，兼具控制的功能、與執(zhí)行圖像處理之類的信息處理的功能。另外，還可以采用將內(nèi)部I/O36與外部I/O37合并起來的結(jié)構(gòu)。另外，雖然還可以將控制部31、用途處理器部33、以及存儲部32配置在一個芯片內(nèi)，但這種情況下，由于形成了系統(tǒng)LSI的結(jié)構(gòu)，因此在成本方面的優(yōu)點(diǎn)稍稍削弱。另外，通過設(shè)置多個具有用途處理器部33的功能的DSP，還能夠提高信息處理的能力。
連接多個圖7中所示的SiP10來形成的光功能設(shè)備100的結(jié)構(gòu)如圖8所示。由于該光功能設(shè)備100，是圖6中所示的并行運(yùn)算裝置100的一例，因此能夠進(jìn)行并行運(yùn)算處理。雖然圖8中所示的結(jié)構(gòu)中，表示的是設(shè)有3個作為SiP10的功能模塊11、12、13的例子，但也可以如圖6所示設(shè)置4個SiP10或更多。
這里，從外部網(wǎng)絡(luò)24向SiP11的外部I/O37傳輸給定的任務(wù)后，用光傳輸路徑21連接的各個功能模塊11、12、13協(xié)動來進(jìn)行運(yùn)算處理，并能夠?qū)⒃摻Y(jié)果再次傳輸給外部網(wǎng)絡(luò)24。
接下來，圖9中表示的是組裝各個構(gòu)成要素來構(gòu)建光功能設(shè)備100的例子。下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖9中所示的光功能設(shè)備100，在基板17上組裝有SiP10a、10b、10c而構(gòu)成的?；?7是光電復(fù)合基板，本例中表示的是光傳輸路徑內(nèi)置基板。即，構(gòu)成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的光傳輸路徑21內(nèi)置在基板17中?；?7上，連接著外部輸入輸出光模塊19，通過這樣，可以與外部網(wǎng)絡(luò)24連接。
另外，由于外部輸入輸出光模塊19，執(zhí)行與圖7等的外部I/O相同的功能，因此也可以將外部I/O37歸入到外部輸入輸出光模塊19中。當(dāng)然，也可以采用將外部輸入輸出光模塊19與外部I/O37光連接之類的結(jié)構(gòu)。
圖9中的SiP10a，為光輸入輸出SiP。其剖面結(jié)構(gòu)的要部如圖10所示。SiP10a中，中介層(中間基板)30上配置有半導(dǎo)體器件(邏輯LSI芯片、存儲器等)。中介層30上形成有連接部件(例如焊接球、凸起)41，通過該連接部件，SiP10被組裝在基板17的表面上所形成的布線圖形(未圖示)上。
中介層30的背面上，設(shè)有電-光變換器件(例如半導(dǎo)體激光器)43，向基板17發(fā)射光。圖10中所示的例子中，基板17的表面上設(shè)有透鏡45，其下方設(shè)有反射鏡(例如45°反射鏡)47。從電-光變換器件(例如半導(dǎo)體激光器)43中發(fā)射的光，被透鏡45以及反射鏡47，導(dǎo)入到內(nèi)置在基板17中的光傳輸路徑21中。如果用同樣的結(jié)構(gòu)，使用受光器件(例如光電二極管)作為電-光變換器件43，能夠讓從光傳輸路徑21中發(fā)射的光入射到受光器件中。也，通過這種結(jié)構(gòu)，可以發(fā)送接收光信號。
雖然圖9中所示的SiP10b，也與SiP10a一樣，為光輸入輸出SiP，但更詳細(xì)的說，為光輸入輸出三維SiP的結(jié)構(gòu)。即，疊層多個芯片形成三維結(jié)構(gòu)，是縮小了對應(yīng)采用疊層結(jié)構(gòu)的那部分組裝面積的SiP。另外，SiP10b中，疊層結(jié)構(gòu)以外的部分也能夠采用圖10中所示的結(jié)構(gòu)，像圖10中所示的結(jié)構(gòu)例那樣，能夠與光傳輸路徑21光連接。另外，圖9中所示的SiP10a中，中介層30上除了半導(dǎo)體器件40以外，還具有無源部件等其他電子部件。當(dāng)然，SiP10b中，也可以將無源部件等其他電子部件組裝在中介層30或芯片上。
另外，圖9中所示的Sip10c，具有與圖9所示的SiP10b相同的結(jié)構(gòu)及功能。
接下來，對照圖11至圖13，對本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100的光信號部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖11中表示的是，本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100中，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20以及連接在該內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20上的部位。
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20，由波長路由器22、和從波長路由器22延伸出來的光傳輸路徑21構(gòu)成。各個SiP11、12、13、14，在光輸出側(cè)，具有發(fā)射多個波長的光的激光器件25、和對來自激光器件25的光進(jìn)行合成的波長合成器(waVelength multiplexer)23，同時(shí)，在光輸入側(cè)具有濾光器27和受光器件26。
另外，圖11中為了便于理解，對于1個光輸入輸出SiP，分為光輸入側(cè)和光輸出側(cè)，光輸出側(cè)在左側(cè)表示，光輸入側(cè)在右側(cè)表示。實(shí)際上，左側(cè)與右側(cè)是連著的，光輸入部與光輸出部配置在1個SiP中。若對應(yīng)于圖7中所示的結(jié)構(gòu)，圖7中的內(nèi)部輸入輸出端子(內(nèi)部I/O)36，由圖11中的激光器件25、波長合成器23、濾光器27以及受光器件26構(gòu)成。
激光器件25，例如是半導(dǎo)體激光器，為能夠發(fā)射多個波長的光的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，使用各個發(fā)光點(diǎn)能夠發(fā)射不同波長的光發(fā)送陣列器件，作為可以發(fā)射多個波長的光的半導(dǎo)體激光器25，其可以使用例如VCSEL(面發(fā)光型垂直共振激光器)來構(gòu)建。當(dāng)然，也可以將發(fā)射波長各不相同的光的多個半導(dǎo)體激光器排列起來。另外，還可以使用波長可變激光器件，作為激光器件25。這種情況下，基本上不需要波長合成器23。也即，作為激光器件25，既可以使用波長可變激光器件，也可以使用發(fā)射波長各不相同的光的多個激光器件。
激光器件25，與運(yùn)算處理部(未圖示)電連接，用激光器件23對來自運(yùn)算處理部的電信號實(shí)施電光變換，將該光信號發(fā)送給波長合成器23。然后，被波長合成器23多路復(fù)用了的光信號，通過1條光傳輸路徑21發(fā)送給波長路由器22。
波長路由器22，具有多個輸入端口(圖11中為4個)以及多個輸出端口(圖11中為4個)，而且，具有根據(jù)輸入到某個輸入端口中的光的波長，對唯一決定的任意一個輸出端口進(jìn)行輸出的功能。換言之，該波長路由器22，是一種根據(jù)哪個輸入端口中輸入了哪個波長的光，來1對1固定地決定輸出端口，且不從外部輸入用于路由的控制信號的設(shè)備。關(guān)于波長路由器22的詳細(xì)內(nèi)容，將在后面說明。從波長路由器22的輸出端口中輸出的光，通過光傳輸路徑21，從構(gòu)成各個SiP的光輸入部的濾光器27發(fā)送給受光器件26。
光輸入部中的濾光器27，是對多路復(fù)用了的多個波長的光進(jìn)行過濾，形成給定波長的光的波長分解器(wavelength demultiplexer)。作為濾光器27，可以使用光纖光柵(fiber grating)，或者增加膜層數(shù)、提高波長分離分解能力的電介質(zhì)多層膜濾光器。本實(shí)施方式中，使用電介質(zhì)多層膜濾光器作為濾光器27，例如使用如下這樣設(shè)計(jì)有機(jī)材料濾光器所得到的濾光器令光信號的波長對應(yīng)數(shù)十nm，各個濾光器只讓波長λi(i＝1～m(m任意的正整數(shù)))的光信號通過，來將各個端子間的干擾(crosstalk)充分分離，并使通過區(qū)域在從中心波長起一定范圍內(nèi)損耗平坦。
受光器件26，例如是光電二極管，這里，將通過了濾光器27的光信號變換成電信號。受光器件26，與運(yùn)算處理部(未圖示)電連接，電信號被用運(yùn)算處理部處理。
本實(shí)施方式中，使用全網(wǎng)狀型陣列波導(dǎo)(full mesh array waveguide)作為波長路由器22。該結(jié)構(gòu)例如圖12所示。另外，圖13中表示的是作為全網(wǎng)狀型陣列波導(dǎo)的波長路由器22的結(jié)構(gòu)。
圖13中所示的波長路由器22，由多個輸入波導(dǎo)22a(輸入端口I1、I2、I3、I4)、多個輸出波導(dǎo)22b(輸出端口O1、O2、O3、O4)、厚板(slab)波導(dǎo)28、以及波導(dǎo)長度各不相同的陣列波導(dǎo)29構(gòu)成。
通過該波長路由器22，根據(jù)輸入端口(I1、I2、I3、I4)與輸入到其中的光的波長(λ1、λ2、λ3、λ4)之間的關(guān)系，可以唯一確定輸出端口(O1、O2、O3、O4)，本實(shí)施方式中，例如，如下表1這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)。
表1 根據(jù)表1的設(shè)計(jì)，例如，若波長λ1的光輸入到輸入端口I1中，則將該光(λ1)輸出到輸出端O1中。另外，如果波長λ2的光輸入到輸入端口I3中，則將該光(λ2)輸出到輸出端O4中。由于該波長路由器22的切換(switching)的機(jī)構(gòu)，在例如特開平10-200540號公報(bào)、特開平10-243424號公報(bào)中公開，因此省略其詳細(xì)說明，但下面對波長路由器的4×4切換進(jìn)行簡單說明。
這里設(shè)計(jì)為，若輸入端口Ii(i＝1～m)中被輸入了波長λk(k＝1～4)的光信號，切換成輸出端口O(k-i)mod 4。另外，“x mod y”表示x除以y所得到的余數(shù)。這樣，全網(wǎng)狀型陣列波導(dǎo)22，具有表1中所示的輸入輸出特性，例如若輸入端口I2中被輸入了λ1～λ4的波長多路復(fù)用光，將波長λ1的光信號輸出給輸出端口O3，將波長λ4的光信號輸出給輸出端口O2。
本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100，由包含運(yùn)算處理部(控制部31、存儲部32、用途處理器部33)、和光輸入輸出部(激光器件25、波長合成器23、作為波長分解器的濾光器27、受光器件26)的系統(tǒng)級封裝11、12、13、14構(gòu)成，而且，各個系統(tǒng)級封裝11、12、13、14，通過波長路由器22用光傳輸路徑21相連接。因此其特征是，即使不通過特定的控制電路讓各個系統(tǒng)級封裝10同步來進(jìn)行控制，也能夠進(jìn)行光切換處理或并行運(yùn)算處理。另外，由于用多個系統(tǒng)級封裝10構(gòu)建光功能設(shè)備100，因此其另一個特征是，便于實(shí)施用途處理器部33(例如DSP等)的增設(shè)等，應(yīng)用性乃至擴(kuò)展性良好。
這里，為了與本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100進(jìn)行比較，對使用現(xiàn)有的光波長切換方式的光開關(guān)(switch)進(jìn)行說明。圖14為表示特開平10-200540號公報(bào)中所公開的光開關(guān)的結(jié)構(gòu)的概念的方框圖。另外，圖14中所示的光開關(guān)500，是各個要素?zé)o法分離的1個開關(guān)設(shè)備，形成為基本與本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)這樣、由多個SiP構(gòu)成的光功能設(shè)備100不同的結(jié)構(gòu)。
圖14中所示的光開關(guān)500，由多個可變波長光源507、波長路由器503、多個頻率多路復(fù)用型緩存508、多個受光器504、以及控制可變波長光源507與頻率多路復(fù)用型緩存508的控制電路505構(gòu)成。
各個可變波長光源507，輸出對應(yīng)于來自控制電路505的信號的波長。波長路由器503，將從各個可變波長光源507送來的光單元(cell)分類，并發(fā)送給各個頻率多路復(fù)用型緩存508?？刂齐娐?05，向可變波長光源507、時(shí)間選擇器581以及波長選擇器582發(fā)送信號。頻率多路復(fù)用型緩存508的時(shí)間選擇器581，根據(jù)來自控制電路505的信號，進(jìn)行光單元的時(shí)間分離。頻率多路復(fù)用型緩存508的波長選擇器582，根據(jù)來自控制電路505的信號，進(jìn)行光單元的波長分離。受光器504，將從頻率多路復(fù)用型緩存508發(fā)送來的光單元變換成電信號并輸出。
現(xiàn)在，假設(shè)從光開關(guān)500的外部，向輸入端口Ci1～Ci4的任意一個中，傳輸包含有某個發(fā)送目的地地址的數(shù)據(jù)。該被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號，是電信號。在從外部裝置傳輸光信號時(shí)，進(jìn)行光電變換形成電信號。變換成電氣信號之后，判斷數(shù)據(jù)中所包含的發(fā)送目的地地址，并向控制電路505中傳送地址信息。
控制電路505，根據(jù)發(fā)送目的地地址事先將發(fā)送的光信號的波長的關(guān)系分配完畢，根據(jù)該發(fā)送目的地地址與波長的關(guān)系，對可變波長光源507-1～507-4進(jìn)行控制，來用相應(yīng)的波長進(jìn)行輸出。波長路由器503，將從可變波長光源507-1～507-4發(fā)送來的光信號分類之后，發(fā)送給各個頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4。
頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4內(nèi)的時(shí)間選擇器581，根據(jù)來自控制電路505的信號進(jìn)行時(shí)間分離。另外，頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4內(nèi)的波長選擇器582，根據(jù)來自控制電路505的控制信號，進(jìn)行光信號的波長分離。這樣，控制電路505向時(shí)間選擇器581、波長選擇器582發(fā)送控制信號。受光器504-1～504-4，將從頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4發(fā)送來的光信號變換成電信號并輸出。
這里，對必須有頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4的理由進(jìn)行說明。由于光信號的切換中，用各個可變波長光源507-1～507-4變換為任意的波長，因此有時(shí)一個輸出端口中同時(shí)到達(dá)了多個光信號。故而，用時(shí)間選擇器581進(jìn)行時(shí)間分離，同時(shí)用波長選擇器582進(jìn)行波長分離，并通過分離光信號實(shí)施輸出，來避免數(shù)據(jù)的擁擠。因此，必須有頻率多路復(fù)用型緩存508-1～508-4。
該光開關(guān)500的優(yōu)點(diǎn)是，能夠構(gòu)成可以實(shí)現(xiàn)高吞吐量的輸出緩存型切換系統(tǒng)。但是，頻率多路復(fù)用型光緩存，需要與目前還處于研究階段的昂貴的光存儲器相當(dāng)?shù)牟考?，?shí)現(xiàn)能夠?qū)?yīng)高速傳輸信號的這種大規(guī)模光存儲器還很困難。另外，為了進(jìn)行波長分離而需要可變波長濾光器等裝置，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)上復(fù)雜程度增加的結(jié)果。
再有，還需要可變波長光源507的輸出波長的高速控制，必須同時(shí)控制電流值與溫度，此外，因到達(dá)頻率多路復(fù)用型光緩存中的光信號數(shù)量，導(dǎo)致光強(qiáng)度大幅改變，設(shè)計(jì)變得困難等，存在許多問題。
為了解決這些問題，在例如特開平10-243424號公報(bào)的技術(shù)中，在波長路由器的輸入輸出前后組裝光開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了功能上的簡化。但是，如果導(dǎo)入光開關(guān)，光布線組裝方法就會復(fù)雜化，同時(shí)由于還需要光開關(guān)的控制電路，因此導(dǎo)致裝置復(fù)雜化，因此還是不理想。
另外，例如特開平10-200540號公報(bào)的技術(shù)中，通過使用光調(diào)制器預(yù)先根據(jù)時(shí)隙(time slot)來對各個波長限定發(fā)送的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)簡化。但是，這也增加了硬件上的難度，此外，還存在對應(yīng)裝置工作時(shí)間的損耗較大的缺點(diǎn)。
另一方面，通過本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100，能夠構(gòu)建一種避免了這種問題的光開關(guān)。也即，由于不需要頻率多路復(fù)用型光緩存，因此也不需要光存儲器，再有，由于即使不通過特定的控制電路讓各個系統(tǒng)級封裝10同步來控制也能夠工作，因此也不需要可變波長光源的輸出波長的高速控制等。因此，本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100中，具有能夠維持高速動作，同時(shí)簡化裝置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。
另外，由于如果使用將各個SiP11、12、13、14的內(nèi)部輸入端子通過光傳輸路徑21與其他任意的SiP的光輸出端子相連接的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20，即圖15所示的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20，形成所有的SiP直接互相光連接的結(jié)構(gòu)，因此能夠從圖12中所示的結(jié)構(gòu)中省略波長路由器22。另外，在圖15中所示的結(jié)構(gòu)中，也不需要濾光器27。即，圖15中所示的示例中，將各個SiP10之間直接光連接，另外由于也沒有進(jìn)行光信號的多路復(fù)用，因此能夠省略波長路由器22以及濾光器27，從而，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的結(jié)構(gòu)。
但是，由于若SiP數(shù)量增加，將它們互相連接起來的光傳輸路徑21的數(shù)量變得過于龐大，因此，在SiP的數(shù)量較少的情況下(例如為4個或不滿4個)，可以采用圖15中所示的結(jié)構(gòu)；在SiP的數(shù)目較多的情況下(例如為4個或5個以上，則優(yōu)選采用圖11或圖12所示的使用波長路由器22的結(jié)構(gòu)。但是，由于SiP的數(shù)量是多是少的判斷，因裝置的空間量、傳輸速度、光布線手段等而不同，因此要根據(jù)具體裝置的結(jié)構(gòu)·條件來決定。另外，由于圖15中所示的結(jié)構(gòu)中，布線數(shù)目以n的2次方增加；另一方面，圖11以及圖12所示的結(jié)構(gòu)中，布線數(shù)目以2×n增加，因此最好將其作為一個指標(biāo)來進(jìn)行決定。
接下來，對各個SiP之間的數(shù)據(jù)交接的方法進(jìn)行說明。如上所述，本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100中，不需要圖14中的控制電路505之類的部件，能夠讓各個SiP10不同步地異步工作，執(zhí)行各種處理(切換處理等)。另外，本實(shí)施方式中，讓各個SiP10同步工作是指，控制電路產(chǎn)生通用的時(shí)鐘信號，各個SiP10按照該通用的時(shí)鐘信號，通過控制電路的控制來進(jìn)行工作。另外，本實(shí)施方式中，讓各個SiP10異步工作(不同步地工作)是指，不使用上述的通用時(shí)鐘信號，再有，也不使用上述控制電路地讓各個SiP10進(jìn)行工作。
這里，對照圖16，對系統(tǒng)整體不同步地進(jìn)行處理的步驟的一例進(jìn)行說明。首先，集中對具有信息處理能力(以下簡稱作“處理能力”)x的SiP11、和具有處理能力y的SiP12之間的關(guān)系進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的SiP11，具有如下功能在被委托了處理量i的處理1時(shí)，根據(jù)處理能力x，判斷自身是否能夠完成處理量i的處理。具體來說，可在SiP11中設(shè)置對處理量i與處理能力x進(jìn)行比較的運(yùn)算器。而且，SiP11具有如下功能在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從處理量i中減去基于處理能力x的信息處理量所得到的處理量(i-x)，輸出給SiP11以外的SiP12、13、14的至少一個。
從而，能夠在處理1中的處理量i較少時(shí)(例如i≤x)，讓SiP11單獨(dú)工作；在處理量i較大時(shí)(例如i＞x)，讓SiP11以外的SiP11也協(xié)助工作，來進(jìn)行并行運(yùn)算。再有，雖然圖16中表示的是從SiP11向SiP12輸出的例子，但也可以采用從SiP11向SiP12、13、14的全部或任意兩個輸出的這種步驟。
再者，若這里的處理量i，定義為表示處理的信息量和允許的處理時(shí)間的數(shù)據(jù)集；而且，處理能力x，定義為表示一定時(shí)間中的能夠處理的信息量，則更能夠反應(yīng)出時(shí)間軸下的實(shí)際的處理。另外，在將從處理量i中減去基于處理能力x的信息處理量所得到的處理量(i-x)，輸出給其他SiP12、13、14時(shí)，并非一定要從i中減去處理能力x的值的100％，也可以從i中減去不滿100％的x(例如90％或80％的值)后，輸出給其他的SiP12、13、14。這是由于，即使由SiP11處理的處理量減少，如果能夠由其他的SiP10處理，就系統(tǒng)整體而言處理也不會延遲。相反，如果SiP11的處理速度與其他SiP10相比明顯快，則可以不從i中減去處理能力x的值的100％，而從i中減去超出x的值的100％若干的值(例如110％或120％的值)后，將其輸出給其他的SiP12、13、14。
本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100中，由于各個SiP11、12、13、14光連接，因此，能夠大幅提高各個SiP間的數(shù)據(jù)傳輸速度，因此，能夠防止各個SiP10間的數(shù)據(jù)傳輸速度成為運(yùn)算處理的速度限制。接下來，以下對具體的例子進(jìn)行說明。
首先，給負(fù)責(zé)發(fā)送某個信號的輸入端口設(shè)置對應(yīng)于處理量的計(jì)數(shù)器A、以及對應(yīng)于數(shù)據(jù)量的計(jì)數(shù)器B。另一方面，給負(fù)責(zé)接收某個信號的的SiP12設(shè)置電存儲器緩存。
現(xiàn)在，在被委托了處理量為i的處理1的情況下，接收到該處理1的SiP11(處理能力x)判斷是否能夠用自己的處理能力完成。在無法在SiP11內(nèi)完成處理的情況下，令初始值為“i”，在向SiP12發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，令計(jì)數(shù)器為“i-x”，即減去x。
SiP12中接收到來自SiP11的信號時(shí)，在用SiP12自身能夠處理的情況下，在接收完成時(shí)刻，將計(jì)數(shù)量y作為接收確認(rèn)信號發(fā)送給SiP11。在SiP11接收到該信號時(shí)，SiP11將計(jì)數(shù)器-y，即減去y。
另外，SiP12中，在接收信號時(shí)，在用系統(tǒng)自身不能夠處理的情況下，在接收完成的時(shí)刻，將y作為接收確認(rèn)信號來將計(jì)數(shù)量-(i-x)發(fā)送給發(fā)送側(cè)。接收到該信號時(shí)，SiP11停止對SiP12的發(fā)送。
在上述裝置中判斷為可以發(fā)送的情況下，接下來，將給SiP11設(shè)置的數(shù)據(jù)量所對應(yīng)的計(jì)數(shù)器B的初始值設(shè)為0。另外，數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，令計(jì)數(shù)器B為+1、即加1。SiP12一側(cè)，在信號接收時(shí)，在接收完成時(shí)刻將接收確認(rèn)信號發(fā)送給發(fā)送側(cè)。此時(shí)，令計(jì)數(shù)器B為-1、即減去1。
通過該步驟，監(jiān)視SiP12的電緩存的數(shù)據(jù)量來與閾值進(jìn)行比較，在該數(shù)據(jù)量一致的情況下，即在計(jì)數(shù)器＝閾值1(y)停止發(fā)送。在發(fā)送緩存內(nèi)的內(nèi)容之后，在計(jì)數(shù)器＜閾值2，再次發(fā)送數(shù)據(jù)。通過該步驟，能夠?qū)?shù)據(jù)的擁堵進(jìn)行監(jiān)視。
從而，如果使用該方式，能夠令系統(tǒng)整體不同步地完成處理步驟，從而，能夠提高同一個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的利用效率。
接下來，對照圖17以及圖18，對SiP為3個以上的結(jié)構(gòu)中的信息處理方法進(jìn)行說明。圖17為SiP11處于上游、并隨時(shí)向下游的SiP12及其后級交付數(shù)據(jù)的方式。另一方面，圖18為SiP11處于上游，SiP12、SiP13作為支流來分流交付數(shù)據(jù)的方式。雖然對哪種方式都以3個SiP的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明，但即使是4個以上其基本原理也相同。另外，對于任何一個方式，都能夠讓各個SiP10異步工作來進(jìn)行處理。
首先，對圖17中所示的信息處理方法進(jìn)行說明。
首先，產(chǎn)生處理量i的處理1(S1701)，將其導(dǎo)入給SiP11(S1702)。
接下來，SiP11根據(jù)處理能力x，判斷是否能夠完成處理量i的處理1(S1703)。SiP11根據(jù)處理能力x，在自身能夠完成處理量i的處理1的情況下(x≥i)，SiP11實(shí)施處理(S1704)，并將其導(dǎo)出(S1705)并輸出(S1706)。
另一方面，在SiP11根據(jù)處理能力x，判斷為無法完成處理量i的處理1的情況下(x＜i)，SiP11將處理量(i-x)作為處理1’，導(dǎo)出給具有處理能力y的SiP12(S1707)。同時(shí)，SiP11根據(jù)處理能力x，在處理1之中對處理量x進(jìn)行處理(S1707a)。之后等待輸出，直到由其他SiP群完成處理1’的處理。
將其導(dǎo)入給SiP12之后(S1708)，SiP12根據(jù)處理能力y，判斷是否能夠完成處理1’的處理量(i-x)(S1709)。
SiP12在自身能夠?qū)μ幚?’的處理量(i-x)進(jìn)行處理的情況下(y≥i-x)，如前所述，將計(jì)數(shù)量y輸出給SiP11，且SiP11將計(jì)數(shù)器A的計(jì)數(shù)量減去y(S1710)。同時(shí)，SiP12執(zhí)行處理(S1710a)，并將其導(dǎo)出(S1711)，與SiP11的處理一并(i＝x+y)輸出到外部(S1706)。
再者，在SiP12根據(jù)處理能力y，判斷為無法完成處理1’的處理量(i-x)的情況下(y＜i-x)，SiP12將處理量y-(i-x)作為處理1”，導(dǎo)出給具有處理能力z的SiP13(S1712)。同時(shí)，SiP12根據(jù)處理能力y，在處理1’中對處理量y進(jìn)行處理。之后，將處理量y的處理結(jié)果輸出給SiP11。
將其導(dǎo)入給SiP13之后(S1713)，SiP13根據(jù)處理能力z，判斷是否能夠完成處理量為y-(i-x)的處理11’(S1714)。SiP13，在根據(jù)處理能力z自身能夠?qū)μ幚砹繛閥-(i-x)的處理1”進(jìn)行處理的情況下(z≥y-(i-x))，如前所述，將計(jì)數(shù)量y輸出給SiP11，SiP11將計(jì)數(shù)器A的計(jì)數(shù)量減去z。同時(shí)，SiP13實(shí)施處理(S1715)并將其導(dǎo)出，若與SiP11、SiP12的處理合并起來處理量i＝x+y+z(S1718)，則輸出給外部，否則循環(huán)進(jìn)行S1718。
再者，在判斷為用SiP13無法完成處理的情況下，如果存在SiP14，則由其來繼承。在沒有SiP14的情況下，實(shí)施將i-(x+y+z)的處理量再次導(dǎo)入給SiP11的處理。另外此處，如果外部網(wǎng)絡(luò)中存在具有多個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的SiP群，則SiP11通過上述的步驟來向其他SiP群實(shí)施處理委托。另外，這里的SiP群，是指具有1個以上SiP的群。
SiP11，確認(rèn)了處理1的處理量i全部完成之后，即計(jì)數(shù)器A變成0時(shí)，對被委托的外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輸出。
接下來，對圖18所示的信息處理方法進(jìn)行說明。
與圖17的情況相同，首先產(chǎn)生處理量i的處理1(S1801)，將其導(dǎo)入給SiP11(S1802)。接下來，SiP11判斷自己是否能夠完成處理量i的處理1(S1803)，在能夠?qū)ζ溥M(jìn)行處理的情況下(x≥i)，SiP11實(shí)施處理(S1804)，并導(dǎo)出(S1805)輸出(S1806)。
在判斷為SiP11無法完成處理量i的處理1的情況下(x＜i)，SiP11將處理量x那部分作為處理1”來實(shí)施處理(S1807)。平行于S1807，SiP11將處理量(i-x)中的一部分(j)導(dǎo)出給SiP12(S1808)，同時(shí)將從處理量(i-x)中減去該部分(j)之后的剩余(i-x-j)導(dǎo)出給SiP13(S1809)。進(jìn)行該步驟時(shí)，優(yōu)選將處理量(i-x-j)定義得使得處理時(shí)間最小。
接下來，處理量j以及處理量i-x-j，分別被導(dǎo)入給SiP12以及SiP13(S1810、S1811)，并與各自的處理能力進(jìn)行比較(S1812、S1813)，根據(jù)該比較結(jié)果，在各個處理能力y、z為處理量j、i-x-j以上的情況下，各自執(zhí)行處理(S1814、S1815)并進(jìn)行導(dǎo)出(S1816、S1817)。各個SiP對SiP11的計(jì)數(shù)器A發(fā)送其各自的處理量，SiP11確認(rèn)處理1的處理量i全部完成之后、即計(jì)數(shù)器A變成0時(shí)，對被委托的外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輸出(S1818)。
再者，圖18的S1814、S1815中只表示了用SiP12、SiP13這兩者能夠完成處理的情況，而在無法完成處理的情況下，如果存在SiP14，SiP11將剩余的處理量(i-x-y-z)并行導(dǎo)出給SiP14。該方式中，優(yōu)選令SiP11除了自己的處理能力x之外，還事先識別出(或存儲)了SiP12、SiP13的處理能力y、z。根據(jù)同樣的理由，在處理量非常多時(shí)，優(yōu)選還事先識別出(或存儲)了SiP14的處理能力。另外，與圖17的信息處理方法相同，在沒有SiP14的情況下，進(jìn)行將i-(x+y+z)的處理量再次導(dǎo)入給SiP11的這種處理。另外此處，如果外部網(wǎng)絡(luò)中存在具有多個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的SiP群，SiP11與上述的步驟同樣對其他SiP群實(shí)施處理委托。再者，這里的SiP群是指具有1個以上SiP的群。
通過本實(shí)施方式的信息處理方法，在信息處理量(i)較少時(shí)，能夠用1個SiP11完成處理，在信息處理量(i)較多時(shí)，能夠用多個的SiP11、12、13協(xié)動來并行完成運(yùn)算處理。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)自由度較高的信息處理方法。
由于現(xiàn)有技術(shù)下的并行運(yùn)算處理中采用的是，預(yù)先決定電路結(jié)構(gòu)從而對某個用途以最佳效率來求解的方式，因此，不是像本實(shí)施方式的方法這種有彈性的處理，所以自由度較低。本發(fā)明的信息處理方法中，可以再增加SiP10來提高處理能力，即便如此，由于基本的處理方法(基本概念)沒有發(fā)生變化，因此富于應(yīng)用性以及擴(kuò)展性。即，現(xiàn)有的并行運(yùn)算處理中，在增加電路構(gòu)成要素時(shí)，需要重新預(yù)先決定電路結(jié)構(gòu)從而以最佳效率求解，而由于本實(shí)施方式的方法中，執(zhí)行例如圖17或圖18所示的處理，因此不需要進(jìn)行這種決定，即使需要也較少。
再者，雖然上述的實(shí)施方式1中，較多表示的是讓多個SiP異步工作的例子，但也可以令其同步工作。圖11所示的結(jié)構(gòu)中，雖然在令光功能設(shè)備100作為光切換系統(tǒng)工作的情況下，新設(shè)置控制電路(參照圖14的“505”)，讓各個SiP同步的價(jià)值并不太大，但讓各個運(yùn)算處理部中的控制部(例如圖8的“31”)同步，可以構(gòu)建圖4以及圖5中所說明的這種運(yùn)算電路300。即，通過程序部305對每個用途決定SiP11、12、13、14的組合，通過該組合的SiP群，可以構(gòu)建能夠進(jìn)行并行運(yùn)算處理的裝置。由于各個SiP10之間的傳輸速度，與電氣布線相比極大，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)將各個SiP10實(shí)時(shí)協(xié)動來執(zhí)行的并行運(yùn)算處理。另外，通過程序部305來對各個用途決定SiP11、12、13、14的組合，通過該組合的SiP群來進(jìn)行并行運(yùn)算處理時(shí)，也可以異步地進(jìn)行動作。換言之，即使在某個SiP10(例如11)以1GHz工作、另一個SiP10(例如12)以2GHz工作的情況下，也可以令它們不同步地執(zhí)行并行運(yùn)算處理。
(實(shí)施方式2)
接著，對照圖19至圖24，對本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說明。本實(shí)施方式中，主要說明的是上述實(shí)施方式1的應(yīng)用例乃至擴(kuò)展例，特別說明的是，本發(fā)明的實(shí)施方式中的技術(shù)顯示出了較高的自由度、且富于應(yīng)用性及擴(kuò)展性的特點(diǎn)。為了簡化說明，省略與上述實(shí)施方式1相同的點(diǎn)。
雖然上述實(shí)施方式1中，都是在一個制品之中設(shè)置多個SiP，來構(gòu)建光功能設(shè)備100，但并不僅限于此。如果將多個SiP相互光連接起來，即使脫離一個制品的形態(tài)，也能夠構(gòu)建作為本實(shí)施方式的光功能設(shè)備的光功能系統(tǒng)或并行運(yùn)算系統(tǒng)。該例子如圖19所示。
圖19中所示的結(jié)構(gòu)中，通過網(wǎng)絡(luò)50各個終端等(個人終端、影像終端、音頻終端、娛樂終端、家庭服務(wù)器、工作終端、其他網(wǎng)絡(luò))中所包括的SiP10被光連接起來，從而構(gòu)建成光功能設(shè)備。雖然網(wǎng)絡(luò)50，常識上為外部網(wǎng)絡(luò)，但在這里，具備內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)20的功能。
如上所述，各個SiP10的擴(kuò)展性非常優(yōu)秀，如圖20所示，可以不斷的只增加DSP。這也是作為SiP的優(yōu)點(diǎn)之一，如果是SoC，即使只是增加DSP功能，若考慮到掩膜的再設(shè)計(jì)等也難以實(shí)現(xiàn)。
再有，如圖3(a)以及圖3(b)所述，要構(gòu)建對應(yīng)于多個用途的模塊(芯板等)還存在問題。另一方面，如果使用本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100，通過總線寬度(傳輸能力)的提高，能夠充分發(fā)揮比較廉價(jià)的模塊的能力，因此能夠低價(jià)地制造高性能的超高功能模塊(圖3(b)中的210)。從而，能夠提供一種能夠?qū)?yīng)如圖21所示的各種用途(例如數(shù)字電視、DVD、數(shù)字復(fù)印機(jī)/FAX、計(jì)算機(jī))的通用芯片。即，能夠廉價(jià)地制造對應(yīng)于圖21所示例子中作為光功能設(shè)備所進(jìn)行的信息處理的通信、廣播、圖像處理等的超高功能模塊，進(jìn)而，如果能夠?qū)崿F(xiàn)通用芯片化，在量產(chǎn)效果下能夠進(jìn)一步降低成本。
另外，本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100能夠應(yīng)用于高性能·高速的圖像傳輸開關(guān)。例如，電視臺內(nèi)對圖像數(shù)據(jù)在非壓縮狀態(tài)下進(jìn)行處理，為了與其相對應(yīng)，需要非常高價(jià)的高速數(shù)據(jù)傳輸開關(guān)。如果使用本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100于該用途，無論功能上還是造價(jià)上都優(yōu)勢都很明顯。
再有，未來，遠(yuǎn)程醫(yī)療很有可能以孤島·遠(yuǎn)程地點(diǎn)為中心展開，而將本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100應(yīng)用于這里的遠(yuǎn)程醫(yī)療圖像傳輸?shù)挠猛疽卜浅＠硐?。這是因?yàn)?，由于用于醫(yī)療，因此要求高級的圖像處理，本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100非常適用于該高級的處理。此外，互聯(lián)網(wǎng)等中影像內(nèi)容傳輸?shù)囊笠苍谔岣?，本?shí)施方式的光功能設(shè)備100，也能構(gòu)適用于這種視頻點(diǎn)播等大容量的數(shù)據(jù)庫(data library)的用途。
另外，在網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)數(shù)字復(fù)印機(jī)·打印機(jī)中，在對應(yīng)高速掃描的高功能模塊的用途中，也能夠使用本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100。例如，可以用于在高速掃描的同時(shí)進(jìn)行數(shù)字傳輸?shù)挠猛?。而且，在高精?例如2000萬像素級)的大屏幕監(jiān)視器中進(jìn)行圖像處理的情況下，也能夠使用本實(shí)施方式的光功能設(shè)備100。
以上通過理想實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也不限于上述說明，還可以進(jìn)行各種改變。
例如，雖然上述的實(shí)施方式中，以構(gòu)成光功能設(shè)備100的各個功能模塊是SiP的情況為例進(jìn)行了說明，活用了SiP的優(yōu)點(diǎn)，但有時(shí)也并不有意排除SoC方式。例如，圖7中所示的結(jié)構(gòu)中，列舉出了使用控制部31、存儲部32及/或用途處理器部33被設(shè)置在一個芯片內(nèi)的SoC(系統(tǒng)LSI芯片)的SiP(MCM)10等。由于若提高該SoC(系統(tǒng)LSI芯片)的通用性，則該芯片的利用就較容易，因此不需要特意避免使用SoC的形態(tài)。
另外，雖然還在研究階段尚未實(shí)現(xiàn)，但如果開發(fā)出在1個芯片內(nèi)還組裝有半導(dǎo)體激光部等的SoC(系統(tǒng)LSI芯片)，則通過圖7所示的結(jié)構(gòu)，也可能得到包含有運(yùn)算部31、存儲部32、用途處理器部33以及內(nèi)部輸入輸出端子(半導(dǎo)體激光器、受光器件)36的芯片，如果能夠被量產(chǎn)，也無需特意排除該芯片的使用。
根據(jù)以上的本發(fā)明，例如作為一種并行運(yùn)算裝置，具備功能模塊和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。功能模塊，具有光輸入輸出端子、和與上述光輸入輸出端子相連接的運(yùn)算電路。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，由連接多個上述功能模塊的每一個的上述光輸入輸出端子的光傳輸路徑構(gòu)成。上述多個功能模塊中，具有第1信息處理能力的第1功能模塊，具有在被輸入第1信息處理量時(shí)，根據(jù)上述第1信息處理能力，判斷是否能夠完成上述第1信息處理量的處理的功能，并具有在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給上述第1功能模塊以外的上述多個功能模塊中的至少一個的功能。
優(yōu)選上述多個功能模塊的至少一個，具有用來連接外部網(wǎng)絡(luò)的外部端子。
優(yōu)選上述功能模塊，由系統(tǒng)級封裝構(gòu)建。
某個理想實(shí)施方式中，上述功能模塊，分別能夠異步工作。
另外，例如作為一種光功能設(shè)備，具有多個系統(tǒng)級封裝。系統(tǒng)級封裝包括至少1個發(fā)射多個波長的光的激光器件；對上述多個波長的光進(jìn)行濾光來形成給定波長的光的濾光器；及，接收上述給定波長的光的受光器件。上述系統(tǒng)級封裝，具有連接上述光傳輸路徑的內(nèi)部輸入輸出端子；以及，與上述內(nèi)部輸入輸出端子相連接的運(yùn)算處理部。上述運(yùn)算處理部，由控制部、存儲部以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部構(gòu)成。上述多個系統(tǒng)級封裝，通過波長路由器用光傳輸路徑互相連接。
某個理想實(shí)施方式中，上述波長路由器具有多個輸入端口以及多個輸出端口。上述波長路由器具有如下功能根據(jù)輸入到上述多個之中的一個輸入端口中的光的波長，對上述多個之中、唯一決定的任意一個輸出端口進(jìn)行輸出。
另外，例如作為一種光功能設(shè)備，具有多個系統(tǒng)級封裝。系統(tǒng)級封裝包括至少1個發(fā)射多個波長的光的激光器件；以及，接收來自上述激光器件的光的受光器件。
上述系統(tǒng)級封裝，具有連接上述光傳輸路徑的內(nèi)部輸入輸出端子；以及，與上述內(nèi)部輸入輸出端子相連接的運(yùn)算處理部。上述運(yùn)算處理部，由控制部、存儲部以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部構(gòu)成。任意的上述系統(tǒng)級封裝的上述內(nèi)部輸入端子，通過光傳輸路徑與其他任意一個上述系統(tǒng)級封裝的上述光輸出端子相連接。
優(yōu)選上述系統(tǒng)級封裝，還具有與上述運(yùn)算處理部相連接的外部輸入輸出端子。
某個理想的實(shí)施方式中，上述功能模塊，分別能夠異步工作。
另外，例如作為信息處理方法，使用包括多個形成有運(yùn)算電路的系統(tǒng)級封裝的信息處理系統(tǒng)，包括向具有第1信息處理能力的第1系統(tǒng)級封裝，輸入第1信息處理量的工序(a)；根據(jù)上述第1信息處理能力，判斷上述第1系統(tǒng)級封裝是否能夠完成上述第1信息處理量的處理的工序(b)；以及，在上述工序(b)中判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給具有第2信息處理能力的第2系統(tǒng)級封裝的工序(c)。
某個理想實(shí)施方式中，包括在上述工序(c)之后，向上述第2系統(tǒng)級封裝，輸入第2信息處理量的工序(d-1)；根據(jù)上述第2信息處理能力，判斷上述第2系統(tǒng)級封裝是否能夠完成上述第2信息處理量的處理的工序(d-2)；以及，在上述工序(d-2)中判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第2信息處理量中減去基于上述第2信息處理能力的信息處理量所得到的第3信息處理量，輸出給具有第3信息處理能力的第3系統(tǒng)級封裝的工序(d-3)。
另外，例如作為信息處理方法，使用包括多個形成有運(yùn)算電路的系統(tǒng)級封裝的信息處理系統(tǒng)，包括向具有第1信息處理能力的第1系統(tǒng)級封裝，輸入第1信息處理量的工序(a)；根據(jù)上述第1信息處理能力，判斷上述第1系統(tǒng)級封裝是否能夠完成上述第1信息處理量的處理的工序(b)；以及，在上述工序(b)中判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量的一部分，輸出給具有第2信息處理能力的第2系統(tǒng)級封裝，同時(shí)，將上述第2信息處理量中減去該部分之后的剩余部分的至少一部分，輸出給具有第3信息處理能力的第3系統(tǒng)級封裝的工序(c)。
某個理想的實(shí)施方式中，上述信息處理系統(tǒng)中的上述系統(tǒng)級封裝互相光連接。
優(yōu)選讓上述系統(tǒng)級封裝，互相異步地進(jìn)行工作。
另外，例如作為信息處理方法，各個功能模塊通過由光傳輸路徑構(gòu)成的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接起來，同時(shí)，由于具有在被輸入第1信息處理量時(shí)，判斷具有第1信息處理能力的第1功能模塊是否能夠完成上述第1信息處理量的處理的功能，并且，還具有在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給上述第1功能模塊以外的、多個功能模塊之中的至少一個的功能，因此，與將各個功能模塊之間電連接的情況相比，能夠大幅提高各個功能模塊間的數(shù)據(jù)傳輸速度，此外，由于具有判斷第1功能模塊能否完成上述第1信息處理量的處理的功能，因此在信息處理量較少時(shí)，可以只讓單個功能模塊工作，另一方面，在信息量較多時(shí)，可以讓多個功能模塊協(xié)動來進(jìn)行并行運(yùn)算。因此，不但能夠通過進(jìn)行并行運(yùn)算來提高運(yùn)算速度，還能夠通過提高各個功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸速度來提高處理速度。這種情況下，由于采用的是使用多個功能模塊，并通過光傳輸路徑將它們連接起來的結(jié)構(gòu)，而非SoC的結(jié)構(gòu)，因此富于應(yīng)用性以及擴(kuò)展性，在用系統(tǒng)級封裝(SiP)構(gòu)建功能模塊的情況下，還能夠獲得成本上的優(yōu)勢。
另外，例如作為光功能設(shè)備，具有多個系統(tǒng)級封裝。系統(tǒng)級封裝包括至少1個發(fā)射多個波長的光的激光器件、濾光器、以及受光器件。各個系統(tǒng)級封裝，具有內(nèi)部輸入輸出端子；以及，由控制部、存儲部以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部構(gòu)成的運(yùn)算處理部，并且，由于各個系統(tǒng)級封裝，通過波長路由器用光傳輸路徑互相連接，因此即使不通過特定的控制電路使各個系統(tǒng)級封裝同步來控制，也能夠執(zhí)行光切換處理以及并行運(yùn)算處理。另外，由于通過多個系統(tǒng)級封裝構(gòu)建光功能設(shè)備，因此用途處理器部(例如DSP等)的增設(shè)較容易，應(yīng)用性以及擴(kuò)展性優(yōu)秀。另外，能夠使用通用芯片等成本上的優(yōu)勢也很突出。作為波長路由器，可以使用具有如下功能的器件根據(jù)輸入到多個之中的一個的輸入端口中的光的波長，對多個輸出端口之中、唯一確定的任意一個輸出端口進(jìn)行輸出。
再者，如果任意的系統(tǒng)級封裝的內(nèi)部輸入端子，通過光傳輸路徑與其他任意一個系統(tǒng)級封裝的光輸出端子相連接，則能夠由包含有激光器件與受光器件的系統(tǒng)級封裝來構(gòu)建光功能設(shè)備，因此還能夠省略濾光器以及波長路由器。
這樣，向第1系統(tǒng)級封裝輸入第1信息處理量時(shí)，判斷第1系統(tǒng)級封裝是否能夠完成第1信息處理量的處理，之后，在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給第2系統(tǒng)級封裝的工序，因此，在使用包含有多個系統(tǒng)級封裝的信息處理系統(tǒng)進(jìn)行信息處理的情況下，即使不令各個系統(tǒng)級封裝同步來控制，也能夠執(zhí)行1個系統(tǒng)級封裝的單獨(dú)運(yùn)算處理以及多個系統(tǒng)級封裝的并行運(yùn)算處理，因此能夠提供一種自由度較高的信息處理方法。即，在信息處理量較少時(shí)，能夠用第1系統(tǒng)級封裝來完成處理，在信息處理量較多時(shí)，能夠用多個系統(tǒng)級封裝并行地完成處理。
由于在使用現(xiàn)有、包含有多個系統(tǒng)級封裝的信息處理系統(tǒng)來進(jìn)行信息處理的情況下，采用的是預(yù)先決定電路結(jié)構(gòu)從而對某個用途以最佳效率求解的方式，因此，沒有進(jìn)行如上所述的這種有彈性的處理，所以自由度較低。另一方面，由于上述結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行有彈性的處理，因此自由度較高，且富于應(yīng)用性及擴(kuò)展性。
在向第2系統(tǒng)級封裝輸出之后，判斷第2系統(tǒng)級封裝是否能夠完成第2信息處理量的處理，并在判斷為無法完成上述處理的情況下，可以將從上述第2信息處理量中減去基于上述第2信息處理能力的信息處理量所得到的第3信息處理量，輸出給具有第3信息處理能力的第3系統(tǒng)級封裝。
或者，在根據(jù)第1信息處理能力，判斷第1系統(tǒng)級封裝是否能夠完成上述第1信息處理量的處理之后，在判斷為無法完成上述處理的情況下，將第2信息處理量的一部分，輸出給具有第2信息處理能力的第2系統(tǒng)級封裝，同時(shí)，將從上述第2信息處理量之中減去該部分之后的剩余部分的至少一部分，輸出給具有第3信息處理能力的第3系統(tǒng)級封裝，通過這種處理，也能實(shí)現(xiàn)即使不使各個系統(tǒng)級封裝同步來控制，也能夠執(zhí)行1個系統(tǒng)級封裝的單獨(dú)運(yùn)算處理以及并行運(yùn)算處理。
本發(fā)明中的多重處理器，就系統(tǒng)整體而言，具有較高的數(shù)據(jù)傳輸能力以及運(yùn)算處理能力，例如可以作為能夠用作并行運(yùn)算裝置、以及光功能設(shè)備的多重處理器等。
權(quán)利要求
1.一種多重處理器，其特征在于，具備具有光通信功能且能夠互相協(xié)動的多個處理器；以及，將上述多個處理器彼此連接的光傳輸路徑。
2.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于還具備波長路由器，其設(shè)置在上述光傳輸路徑上，對上述多個處理器間的光通信進(jìn)行控制。
3.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于上述處理器具有至少一個激光器件，發(fā)射多個波長的光；濾光器，對上述多個波長的光進(jìn)行過濾，形成給定波長的光；以及，受光器件，接收上述給定波長的光。
4.如權(quán)利要求3所述的多重處理器，其特征在于上述波長路由器，具有多個輸入端口以及多個輸出端口；上述波長路由器，具有如下功能根據(jù)輸入到上述多個輸入端口的任意一個中的光的波長，將該輸入進(jìn)來的光，輸出給上述多個輸出端口之中、唯一決定的任意一個。
5.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于上述光傳輸路徑，按照針對上述多個處理器而獨(dú)立的數(shù)量設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于上述多個處理器的全部或者一部分，彼此異步工作。
7.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于上述處理器，具有系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，其具有在其內(nèi)部相互電通信的多個部件。
8.如權(quán)利要求7所述的多重處理器，其特征在于上述系統(tǒng)級封裝，具有連接上述光傳輸路徑的內(nèi)部輸入輸出端子；以及，連接在上述內(nèi)部輸入輸出端子上的運(yùn)算處理部，上述運(yùn)算處理部，具有控制部、存儲部、以及執(zhí)行信息處理的用途處理器部。
9.如權(quán)利要求7所述的多重處理器，其特征在于上述系統(tǒng)級封裝，還具有連接在上述運(yùn)算處理部上的外部輸入輸出端子。
10.如權(quán)利要求1所述的多重處理器，其特征在于上述多個處理器之中、具有第1信息處理能力的第1處理器，具有如下功能在被輸入第1信息處理量時(shí)，根據(jù)上述第1信息處理能力，判斷是否能夠完成上述第1信息處理量的處理，且具有如下功能在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量所得到的第2信息處理量，輸出給上述第1處理器以外的、上述多個處理器之中的至少一個。
11.如權(quán)利要求10所述的多重處理器，其特征在于被輸入上述第2信息處理量的、上述第1處理器以外的上述多個處理器的至少一個，具有如下功能根據(jù)自己的第2信息處理能力，判斷是否能夠完成上述第2信息處理量的處理，且具有如下功能在判斷為無法完成上述處理的情況下，將從上述第2信息處理量中減去基于上述第2信息處理能力的信息處理量所得到的第3信息處理量，輸出給除自己以及上述第1處理器以外的、上述多個處理器之中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種就系統(tǒng)整體而言具有較高數(shù)據(jù)傳輸能力以及運(yùn)算處理能力的多重處理器。作為多重處理器的并行運(yùn)算裝置100，具備作為具有光通信功能、且能夠互相協(xié)動的多個處理器的功能模塊(11～14)，以及，將上述多個處理器彼此連接的光傳輸路徑(21)，多個功能模塊(11、12、13)之中，具有第1信息處理能力的第1功能模塊(11)，具有如下功能在被輸入第1信息處理量時(shí)，根據(jù)上述第1信息處理能力判斷是否能夠完成上述第1信息處理量的處理；且具有如下功能在判斷為無法完成處理的情況下，將從上述第1信息處理量中減去基于上述第1信息處理能力的信息處理量得到的第2信息處理量，輸出給其他功能模塊之中的至少一個。
文檔編號H04B10/00GK1734436SQ20051009140
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者辛島靖治, 中谷誠一, 齋藤義行 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社