Произведение числа межэлементных соединений

Произведение мощности на ширину полосы пропускания является важным параметром, используемым при разработке интегральных схем со сверхвысокой степенью интеграции. Это произведение также позволяет проводить сравнение оптоэлектронных логических матриц со всеми существующими электронными логическими матрицами. В последних подразделах данного раздела будет показано, что для фиксированных чувствительности фотодетектора, полосы частот и частоты появления ошибок произведение коэффициентов объединения по входу и разветвления по выходу для волоконно-оптической логической матрицы связано с мощностью входного сигнала. В дополнение к этому будет показано, что произведение этих коэффициентов оказывается связано с общим числом межэлементных соединений и производительностью системы. По этим причинам коэффициенты разветвления и объединения имеют критические значения. На рис. 9.4 показан пример соединения волокон встык, что позволяет реализовать высокие коэффициенты объединения по входу и разветвления по выходу либо в одном каскаде, либо в древовидной структуре. Данная методика была специально разработана для того, чтобы сделать. возможной реализацию больших волоконно-оптических логических матриц [12]. В случае необходимости разветвления волокна одиночное волокно большего диаметра служит источником, освещающим жгут волокон, имеющих маленький диаметр. Таким образом, свет от толстого волокна распределяется по всем тонким волокнам. Исходя из предположения о том, что величины угловых апертур тол- [c.245]

Схема, показанная на рис. 9.3, была реализована на основе волоконно-оптических соединяющих элементов и приспособлена для работы в режиме МКОД — со многими потоками команд и одним потоком данных [18], хотя основная архитектура сама по себе является достаточно гибкой, чтобы работать в различных структурах. В разд. 9.2 будет показано, что независимо от структуры производительность определяется произведением коэффициентов объединения и разветвления и ширины полосы частот системы, или, что эквивалентно, произведением числа межэлементных соединений и ширины полосы частот системы. Наиболее важными факторами, ограничивающими производительность, являются рассеиваемая мощность и плотность упаковки межэлементных соединений. В самом деле, одно из прин- [c.243]

На основе приведенных выше данных соотношения масштабирования для производительности чисто комбинационной логической системы могут быть определены сравнительно просто. Ранее в этом разделе было указано, что конфигурация элементов изображения, приведенного на рис. 9.5, непосредственно получается с помощью сокращенной таблицы истинности. Здесь число строк, или коэффициент разветвления по выходу, определяет минимизированное число изображений, создаваемых ПЛМ, или число термов произведения (логического), в то время как число столбцов, или коэффициент объединения по входу, определяет число выходных каналов декодера, служащих входными каналами ПЛМ. Из сказанного выше очевидно, что число элементов изображения, необходимых для реализации отображения исходного изображения, определяет физическую емкость соответствующей ПЛМ. В таком случае произведение числа элементов N и ширины полосы частот В дает критерий для измерений производительности системы. Если для конкретной операции или при расчетах, выполняемых с помощью логической матрицы, потребуется большее число тактовых циклов С нли меньшее число ячеек Р. то из отношения КВ1РС получим величину пропускной способности системы, измеряемой числом операций в секунду (как сообщалось, например, в Г7, 8]). В ином варианте производительность системы может быть задана либо как произведение коэффициентов разветвления по выходу и объединения по входу и ширины полосы частот, либо как произведение числа межэлементных соединений на ширину полосы частот. Третий и эквивалентный способ оценки производительности заключается в анализе коэффициента, получаемого при перемножении мощности, чувствительности детектора и ширины полосы частот. Все три подхода указывают, что производительность масштабируется пропорционально. [c.251]

Одним из наиболее значительных преимущств волоконно-опти-ческих матриц является их способность распределять большие мощности по сравнительно большим площадям. Рассмотрение вопроса о том, насколько может изменяться масштаб этих систем, дает возможность понять предельные возможности описанного выше подхода. В этих целях целесообразно ввести две новые характеристики, имеющие принципиальное значение для разработки программируемых логических матриц. Первая нз них — это число возможных межэлементных соединений для перекрестной (или близкой к этому) сети с определенными параметрами, в то время как вторая из них — производительность самой логической матрицы. В чисто комбинационной логической системе взаимосвязь между двумя этими величинами является вполне ясной, поскольку производительность является величиной, пропорциональной произведению ширины полосы пропускания системы и числа межэлементных соединений. Ниже это отношение будет обсуждаться более детально. [c.248]

Частота появления ошибок, по-видимому, является наиболее легко определяемым параметром, поскольку стандартом для волоконно-оптических систем является одна ошибка на миллиард битов. Чтобы достичь этой частоты появления ошибок при скорости передачи данных в один Гбит/с при условии использования высококачественных лавинных фотодиодов, требуются минимальные мощности сигналов (60 нВт). При частоте появления ошибок в 1 Гбит/с этот уровень мощности дает в среднем 300 фотонов на бит (в предположении, что число битов во включенном состоянии равно числу битов в выключенном состоянии). Если произведение коэффициентов объединения по входу и разветвления по выходу составляет 100 миллионов (каждый из коэффициентов составляет около 10 000), то требуется средняя мощность излучателя, равная 6 Вт. В соответствии с указанной выше теоремой снижение необходимой мощности может быть получено при выборе диаметра тонкого волокна менее диаметра активной области фотодетектора. Для волокна с диаметром 75 мкм типичное отношение площадей волокна и фотодетектора может составлять /4, так что принципиально можно достичь снижения средней мощности излучателя до 1 Вт. На практике потери за счет состыковки волокна и неоднородности распределения световой мощности могут потребовать использования несколько больших мощностей излучателя, но влияние этих факторов может быть уменьшено путем соответствующего увеличения величины апертуры передачи света от излучателя до фотодетектора. Так как мощность излучателя в 1 Вт представляет собой практический предел для приемлемых видов излучателей, то теоретически максимальное значение произведения коэффициентов объединения по входу и разветвления по выходу составляет 100 000 000. С точки зрения возможных конструкций ОПЛМ теоретически возможно использование максимум 10000 излучателей, 10 000 фотодетекторов и 100 000 000 межэлементных соединений. [c.247]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...