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文檔簡介
1、隨著晶體管尺寸不斷縮小,芯片速度不斷提高,芯片間傳輸?shù)男畔⒘恳苍絹碓酱?,電傳輸線將面臨著帶寬受限、信號串擾、功耗急劇增加、時鐘歪斜等“電子互連瓶頸”,傳統(tǒng)的電互連逐漸無法滿足高性能傳輸?shù)囊?。光互連相比電互連具有無可比擬的優(yōu)勢,是未來替代電互連的最佳選擇。目前,板級芯片間的光互連研究剛剛起步,還沒有建立起相關(guān)的協(xié)議標準。本文研究了適用于板級芯片間光互連的物理層鏈路設計。
首先在元器件的選擇上,重點討論適用于板級光互連的傳輸介質(zhì)
2、。比較并分析自由空間、石英光纖、聚合物波導、塑料光纖等各種可能的傳輸方案,綜合考慮成本、光學特性、機械特性等因素,塑料光纖是目前最合適的選擇。
然后提出了鏈路設計過程中需遵循的四條規(guī)范:低成本、高效率(低損耗)、高帶寬、可擴展性。其中高效率包括有源器件的光電/電光轉(zhuǎn)換效率高、鏈路的傳輸效率高。從目前來看,影響光互連技術(shù)走向?qū)嵱玫闹饕系K來自光路的耦合與器件連接比電互連更加復雜,于是分析了鏈路中各個光接口(VCSEL-POF、P
3、OF-POF、POF-探測器)機械對準誤差的影響,并根據(jù)理論分析、實驗驗證、模擬計算等方法確定耦合容限。由于POF纖芯尺寸較大,POF-探測器連接不能采用直接耦合,本文詳細討論了基于球透鏡的耦合方案。
板級光互連鏈路空間有限以及鏈路體系結(jié)構(gòu)等原因,光路必然存在彎曲。本文分析彎曲光路對鏈路性能的影響,采用光線追跡法討論了元件參數(shù)的影響,并進一步優(yōu)化參數(shù),提出彎曲光路設計準則。
對鏈路整體進行分析,分析了三種不同配置方案
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