本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及光片上網(wǎng)絡(luò)(opticalnetwork-on-chip,onoc)中多核節(jié)點(diǎn)互連技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其通信方法。本發(fā)明基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其通信方法，用于搭建芯片上知識產(chǎn)權(quán)(intellectualproperty，ip)核互連網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)ip核間信息傳輸，提高片上網(wǎng)絡(luò)通信效率。

背景技術(shù)：

相比于傳統(tǒng)的片上電互連方式，通過光信號實(shí)現(xiàn)通信的光互連具有更高的帶寬密度、更小的通信時延、更低的系統(tǒng)功耗和較小的網(wǎng)絡(luò)串?dāng)_等優(yōu)勢。近年來，硅基光器件技術(shù)的不斷進(jìn)步推動了光片上網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和迅速發(fā)展。但由于光存儲無法有效集成，同時光邏輯處理技術(shù)尚不成熟，因此需對通信資源進(jìn)行預(yù)調(diào)配，光片上網(wǎng)絡(luò)通常采用光電路交換機(jī)制實(shí)現(xiàn)ip核之間的通信。

西安電子科技大學(xué)在其擁有的專利技術(shù)“無阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其通信方法”(申請日：2012年7月17日，申請?zhí)枺篶n201210245590.5，授權(quán)公告號:102780936b)中公開了一種無阻塞通信的光片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其通信方法，主要解決現(xiàn)有光片上網(wǎng)絡(luò)存在的阻塞問題。該系統(tǒng)包括光傳輸網(wǎng)絡(luò)和電控制網(wǎng)絡(luò)，光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)包括ip核、發(fā)送單元、接收單元和光交換單元，各發(fā)送單元的發(fā)送波長固定，光交換單元由光垂直開關(guān)構(gòu)成，各接收單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。但是，該系統(tǒng)存在的不足之處是：光交換單元中波導(dǎo)的布局不夠優(yōu)化，導(dǎo)致光片上網(wǎng)絡(luò)交叉損耗較大、擴(kuò)展能力有限，應(yīng)用價值低。

復(fù)旦大學(xué)在其申請的專利文獻(xiàn)“一種基于mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)通信方法”(申請日：2013年6月18日，申請?zhí)枺篶n201310242869.2，公開號：106254254a)中公開了一種基于mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的片上網(wǎng)絡(luò)通信方法。該方法主要用以提高光片上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸效率，包括由主核按照一定的路由算法分別向各個子核由近及遠(yuǎn)傳播數(shù)據(jù)，其片上網(wǎng)絡(luò)通信采用包交換的數(shù)據(jù)傳輸方式。但是，該方法仍然存在的不足之處是：隨著基于mesh結(jié)構(gòu)的集成規(guī)模擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)直徑增大，通信平均跳數(shù)增多，運(yùn)用該通信方法由近及遠(yuǎn)傳輸?shù)臅r延開銷較大。

西安電子科技大學(xué)在其申請的專利文獻(xiàn)“三維光片上網(wǎng)絡(luò)的通信方法”(申請日：2016年4月22日，申請?zhí)枺?01610255814.9，公開號：cn105959239a)中公開了一種基于微環(huán)諧振器的光交換單元，主要解決現(xiàn)有三維光片上網(wǎng)絡(luò)中通信鏈路利用率低下、單一節(jié)點(diǎn)阻塞影響其他節(jié)點(diǎn)通信、通信時延大和網(wǎng)絡(luò)吞吐量低的問題。該方法在資源預(yù)約分組在中間節(jié)點(diǎn)被阻塞時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時情況對該資源預(yù)約分組進(jìn)行重傳，并在進(jìn)行資源預(yù)約分組重傳過程中對資源預(yù)約分組重傳的條件進(jìn)行優(yōu)化。但是，該方法存在的不足之處是：通過重傳機(jī)制解決阻塞問題，網(wǎng)絡(luò)靈活程度低，并且該方法忽略針對特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)不足，提出一種基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其通信方法，減少網(wǎng)絡(luò)中波導(dǎo)交叉，降低片上網(wǎng)絡(luò)通信損耗，提高了光片上網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性能和通信效率。

本發(fā)明的具體思路是：交替排布的兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器連接知識產(chǎn)權(quán)ip核和光波導(dǎo)，通過光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕，減少網(wǎng)絡(luò)中交叉損耗。通過源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫、縱坐標(biāo)，確定光信號的傳輸路徑。提高光片上網(wǎng)絡(luò)通信效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括一種基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其通信方法。

基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括上下兩層硅襯底以及刻蝕在上下兩層硅襯底上的2n²個六端口光路由器、4n²根光波導(dǎo)、通過六端口光路由器和光波導(dǎo)連接的4n²個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其中n是大于等于3的正整數(shù)。

2n²個六端口光路由器，由兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器交替排布組成，每個六端口光路由器中的兩個本地端口分別連接兩個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其余四個互連端口與其他六端口光路由器通過波導(dǎo)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

4n²根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕，每根光波導(dǎo)連接兩個六端口光路由器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的傳輸。

4n²個知識產(chǎn)權(quán)ip核，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的處理。

基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)通信方法，利用雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對光信號進(jìn)行傳輸，完成知識產(chǎn)權(quán)ip核之間的通信，具體步驟包括如下：

(1)在可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中建立坐標(biāo)系：

(1a)以可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中的水平對稱軸向右為正方向，以豎直對稱軸向上為正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。

(1b)以可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中相鄰光路由器的中心間隔為單位長度，依次確定每個光路由器的坐標(biāo)值，每個知識產(chǎn)權(quán)ip核的坐標(biāo)值和與其相連的光路由器坐標(biāo)值相同。

(2)確定信號的傳輸路徑：

通過分別計算源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫、縱坐標(biāo)的乘積值與坐標(biāo)權(quán)值，判斷源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的相對位置，確定信號的傳輸路徑。

(3)配置傳輸路徑上的光路由器端口：

(3a)源知識產(chǎn)權(quán)ip核發(fā)送控制信號。

(3b)控制信號沿所確定的信號傳輸路徑，向目的知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸。

(3c)控制信號配置傳輸路徑上的光路由器端口。

(3d)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核在接收到控制信號后產(chǎn)生并發(fā)送應(yīng)答信號，應(yīng)答信號沿傳輸路徑返回源知識產(chǎn)權(quán)ip核。

(4)發(fā)送光信號：

源知識產(chǎn)權(quán)ip核在接收到應(yīng)答信號后產(chǎn)生并發(fā)送光信號，光信號沿傳輸路徑向目的知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸。

(5)接收光信號：

(5a)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核接收光信號。

(5b)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核產(chǎn)生并發(fā)送收尾信號，收尾信號向源知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸，沿傳輸路徑釋放所配置的光路由器端口。

本發(fā)明與現(xiàn)有系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，由于本發(fā)明基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中4n²根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕，克服了現(xiàn)有技術(shù)中光交換單元中波導(dǎo)布局不夠優(yōu)化，光片上網(wǎng)絡(luò)交叉損耗較大、擴(kuò)展能力有限的問題，使得本發(fā)明具有網(wǎng)絡(luò)損耗小、能量利用率高、可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

第二，由于本發(fā)明的基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)通信方法中光信號沿傳輸路徑傳輸，克服了現(xiàn)有技術(shù)中基于mesh結(jié)構(gòu)的通信方法由近及遠(yuǎn)傳輸?shù)臅r延開銷較大的問題，使得本發(fā)明具有低時延、高吞吐、高帶寬的優(yōu)點(diǎn)。

第三，由于本發(fā)明的基于雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)通信方法，通過分別計算源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫、縱坐標(biāo)的乘積值與坐標(biāo)權(quán)值，判斷源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的相對位置，確定信號的傳輸路徑，克服了現(xiàn)有技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)靈活程度低、忽略針對特定應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信的問題，使得本發(fā)明具有通信效率高、面向應(yīng)用廣的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器端口布局示意圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為18、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為36、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為36的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為32、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為64、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為64的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為50、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為100、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為100的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明通信方法的流程圖；

圖6是本發(fā)明通信方法中確定信號傳輸路徑步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

本發(fā)明的裝置包括上下兩層硅襯底以及刻蝕在上下兩層硅襯底上的2n²個六端口光路由器、4n²根光波導(dǎo)、通過六端口光路由器和光波導(dǎo)連接的4n²個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其中n是大于等于3的正整數(shù)。

2n²個六端口光路由器，由兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器交替排布組成，每個六端口光路由器中的兩個本地端口分別連接兩個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其余四個互連端口與其他六端口光路由器通過波導(dǎo)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器有2n²個，包括n²個正向排列的光路由器和n²個反向排列的光路由器，每個光路由器外圍均勻設(shè)置的六個端口。正向排列的光路由器的六個端口以上、下層交錯式均勻設(shè)置，反向排列的光路由器的六個端口以下、上層交錯式均勻設(shè)置，與正向排列的光路由器的六個端口依次對應(yīng)錯層分布，兩種排列方式的光路由器的端口分布互呈鏡面對稱。

參照圖1，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器端口布局做進(jìn)一步描述。

兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器包括：正向排列的光路由器1和反向排列的光路由器2。每個光路由器呈正六邊形，以俯視時以光路由器中心向上方向?yàn)檎较?，光路由器的六個端口在以光路由器結(jié)構(gòu)外圍均勻分布，依次位于正方向順時針偏轉(zhuǎn)30°、90°、150°、210°、270°、330°位置。正向排列的光路由器1的六個端口以上、下層交錯式均勻設(shè)置，六個端口依次位于上層下層上層、下層、上層、下層。反向排列的光路由器2的六個端口以下、上層交錯式均勻設(shè)置，六個端口依次位于下層、上層、下層、上層、下層、上層。兩種排列方式的光路由器的端口分布互呈鏡面對稱。

2n²個六端口光路由器中的2n個光路由器分布在水平對稱軸上，其余的光路由器分別以n-1行、n-1列等間隔分布在由豎直對稱軸和水平對稱軸劃分的四個象限內(nèi)。水平對稱軸上的2n個光路由器均勻分布在豎直對稱軸兩側(cè)，每個象限放置個光路由器，距離水平對稱軸最遠(yuǎn)的一行為第一行，在第i行中，其中i是滿足1≤i≤(n-1)的正整數(shù)，從靠近豎直對稱軸處起，設(shè)置m個光路由器，光路由器個數(shù)m滿足m＝i，各列中的光路由器以正向排列的光路由器和反向排列的光路由器交替設(shè)置，各個象限中的光路由器分別關(guān)于水平對稱軸和豎直對稱軸呈軸對稱排布。

下面結(jié)合附圖2(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為18、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為36、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為36的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對18個六端口光路由器的交替排布方式進(jìn)一步說明。

18個六端口光路由器，由兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器交替排布組成，每個六端口光路由器中的兩個本地端口分別連接兩個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其余四個互連端口與其他六端口光路由器通過波導(dǎo)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器有18個，包括9個正向排列的光路由器和9個反向排列的光路由器，每個光路由器外圍均勻設(shè)置的六個端口。正向排列的光路由器的六個端口以上、下層交錯式均勻分布，反向排列的光路由器的六個端口以下、上層交錯式均勻分布，與正向排列的光路由器的六個端口依次對應(yīng)錯層分布，兩種排列方式的光路由器的端口分布互呈鏡面對稱。

18個六端口光路由器中的6個光路由器分布在水平對稱軸2上，其余的光路由器分別以2行、2列等間隔分布在由豎直對稱軸1和水平對稱軸2劃分的四個象限內(nèi)。水平對稱軸2上的6個光路由器均勻分布在豎直對稱軸1兩側(cè)。每個象限內(nèi)，距離水平對稱軸2最遠(yuǎn)的一行為第一行，在第1行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置1個光路由器，在第2行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置2個光路由器，共放置3個光路由器，各列中的光路由器以正向排列的光路由器和反向排列的光路由器交替設(shè)置。各個象限中的光路由器分別關(guān)于水平對稱軸2和豎直對稱軸1呈軸對稱排布。

下面結(jié)合附圖3(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為32、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為64、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為64的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對32個六端口光路由器的交替排布方式進(jìn)一步說明。

32個六端口光路由器，由兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器交替排布組成，每個六端口光路由器中的兩個本地端口分別連接兩個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其余四個互連端口與其他六端口光路由器通過波導(dǎo)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器有32個，包括16個正向排列的光路由器和16個反向排列的光路由器，每個光路由器外圍均勻設(shè)置的六個端口。正向排列的光路由器的六個端口以上、下層交錯式均勻分布，反向排列的光路由器的六個端口以下、上層交錯式均勻分布，與正向排列的光路由器的六個端口依次對應(yīng)錯層分布，兩種排列方式的光路由器的端口分布互呈鏡面對稱。

32個六端口光路由器中的8個光路由器分布在水平對稱軸2上，其余的光路由器分別以3行、3列等間隔分布在由豎直對稱軸1和水平對稱軸2劃分的四個象限內(nèi)。水平對稱軸2上的8個光路由器均勻分布在豎直對稱軸1兩側(cè)。每個象限內(nèi)，距離水平對稱軸2最遠(yuǎn)的一行為第一行，在第1行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置1個光路由器。在第2行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置2個光路由器。在第3行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置3個光路由器，每個象限放置6個光路由器，各列中的光路由器以正向排列的光路由器和反向排列的光路由器交替設(shè)置。各個象限中的光路由器分別關(guān)于水平對稱軸2和豎直對稱軸1呈軸對稱排布。

下面結(jié)合附圖4(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為50、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為100、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為100的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對50個六端口光路由器的交替排布方式進(jìn)一步說明。

50個六端口光路由器，由兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器交替排布組成，每個六端口光路由器中的兩個本地端口分別連接兩個知識產(chǎn)權(quán)ip核，其余四個互連端口與其他六端口光路由器通過波導(dǎo)相連，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

兩種互呈鏡面對稱的錯層六端口光路由器有50個，包括25個正向排列的光路由器和25個反向排列的光路由器，每個光路由器外圍均勻設(shè)置的六個端口。正向排列的光路由器的六個端口以上、下層交錯式均勻分布，反向排列的光路由器的六個端口以下、上層交錯式均勻分布，與正向排列的光路由器的六個端口依次對應(yīng)錯層分布，兩種排列方式的光路由器的端口分布互呈鏡面對稱。

50個六端口光路由器中的10個光路由器分布在水平對稱軸2上，其余的光路由器分別以4行、4列等間隔分布在由豎直對稱軸1和水平對稱軸2劃分的四個象限內(nèi)。水平對稱軸2上的10個光路由器均勻分布在豎直對稱軸1兩側(cè)。每個象限內(nèi)，距離水平對稱軸2最遠(yuǎn)的一行為第一行，在第1行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置1個光路由器。在第2行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置2個光路由器。在第3行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置3個光路由器。在第4行中，從靠近豎直對稱軸1處起，設(shè)置4個光路由器，每個象限放置10個光路由器，各列中的光路由器以正向排列的光路由器和反向排列的光路由器交替設(shè)置。各個象限中的光路由器分別關(guān)于水平對稱軸2和豎直對稱軸1呈軸對稱排布。

4n²根光波導(dǎo)，在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕，每根光波導(dǎo)連接兩個六端口光路由器，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的傳輸。

4n²根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕是指：

沿豎直對稱軸方向分布的2n²-2根光波導(dǎo)中包括2n²-2n根光波導(dǎo)和2n-2根光波導(dǎo)兩種。2n²-2n根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與其相鄰的光路由器相連，每一根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。2n-2根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每列首尾處光路由器相連，2n-2根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸起向外依次在上、下層硅襯底上交替刻蝕。

沿水平對稱軸方向分布的4(n-1)+2(n-1)²光波導(dǎo)中包括(2n-3)+2(n-1)²根光波導(dǎo)和2n-1根光波導(dǎo)兩種，其中(2n-3)+2(n-1)²根光波導(dǎo)中又包括2n-3根光波導(dǎo)和2(n-1)²根光波導(dǎo)兩種。(2n-3)+2(n-1)²根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)，分別與其相鄰的、除各象限中第一行以外的光路由器相連，2n-3根光波導(dǎo)均與其相鄰的光路由器相連且連線與豎直對稱軸相交，2n-3根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)刻蝕于上層硅襯底上。2(n-1)²根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸起向外依次在下、上層硅襯底上交替刻蝕。2n-1根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每行首尾處光路由器相連，每一根光波導(dǎo)均刻蝕于下層硅襯底上。

位于水平對稱軸上首尾處的兩個光路由器，分別通過兩根光波導(dǎo)與相鄰象限中第一行的光路由器相連，四根光波導(dǎo)形成外圍環(huán)路，外圍環(huán)路中的每根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。

下面結(jié)合附圖2(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為18、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為36、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為36的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對36根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕方式進(jìn)一步說明。

沿豎直對稱軸1方向分布的16根光波導(dǎo)中包括12根光波導(dǎo)和4根光波導(dǎo)兩種。12根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與其相鄰的光路由器相連，每一根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。4根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每列首尾處光路由器相連，4根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外依次在上、下層硅襯底上交替刻蝕。

沿水平對稱軸2方向分布的16光波導(dǎo)中包括11根光波導(dǎo)和5根光波導(dǎo)兩種，其中11根光波導(dǎo)中又包括3根光波導(dǎo)和8根光波導(dǎo)兩種。11根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)，分別與其相鄰的、除各象限中第一行以外的光路由器相連，3根光波導(dǎo)均與其相鄰的光路由器相連且連線與豎直對稱軸1相交，這些光波導(dǎo)刻蝕于上層硅襯底上。8根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外，依次在下、上層硅襯底上交替刻蝕。5根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每行首尾處光路由器相連，這些光波導(dǎo)均刻蝕于下層硅襯底上。

位于水平對稱軸2上首尾處的2個光路由器，分別通過2根光波導(dǎo)與相鄰象限中第一行的光路由器相連，4根光波導(dǎo)形成外圍環(huán)路，外圍環(huán)路中的每根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。

下面結(jié)合附圖3(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為32、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為64、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為64的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對64根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕方式進(jìn)一步說明。

沿豎直對稱軸1方向分布的30根光波導(dǎo)中包括24根光波導(dǎo)和6根光波導(dǎo)兩種。24根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與其相鄰的光路由器相連，每一根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。6根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每列首尾處光路由器相連，6根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外依次在上、下層硅襯底上交替刻蝕。

沿水平對稱軸2方向分布的30光波導(dǎo)中包括23根光波導(dǎo)和7根光波導(dǎo)兩種，其中23根光波導(dǎo)中又包括5根光波導(dǎo)和18根光波導(dǎo)兩種。23根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)，分別與其相鄰的、除各象限中第一行以外的光路由器相連，5根光波導(dǎo)均與其相鄰的光路由器相連且連線與豎直對稱軸1相交，這些光波導(dǎo)刻蝕于上層硅襯底上。18根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外，依次在下、上層硅襯底上交替刻蝕。7根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每行首尾處光路由器相連，這些光波導(dǎo)均刻蝕于下層硅襯底上。

位于水平對稱軸2上首尾處的2個光路由器，分別通過2根光波導(dǎo)與相鄰象限中第一行的光路由器相連，4根光波導(dǎo)形成外圍環(huán)路，外圍環(huán)路中的每根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。

下面結(jié)合附圖4(本發(fā)明結(jié)構(gòu)中將六端口光路由器數(shù)目設(shè)置為50、光波導(dǎo)的數(shù)目設(shè)置為100、知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為100的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖)，對100根光波導(dǎo)在上下兩層硅襯底上交錯刻蝕方式進(jìn)一步說明。

沿豎直對稱軸1方向分布的48根光波導(dǎo)中包括40根光波導(dǎo)和8根光波導(dǎo)兩種。48根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與其相鄰的光路由器相連，每一根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。8根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每列首尾處光路由器相連，8根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外依次在上、下層硅襯底上交替刻蝕。

沿水平對稱軸2方向分布的48根光波導(dǎo)中包括39根光波導(dǎo)和9根光波導(dǎo)兩種，其中39根光波導(dǎo)中又包括7根光波導(dǎo)和32根光波導(dǎo)兩種。39根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)，分別與其相鄰的、除各象限中第一行以外的光路由器相連，7根光波導(dǎo)均與其相鄰的光路由器相連且連線與豎直對稱軸1相交，這些光波導(dǎo)刻蝕于上層硅襯底上。32根光波導(dǎo)從靠近豎直對稱軸1起向外，依次在下、上層硅襯底上交替刻蝕。9根光波導(dǎo)中的每一根光波導(dǎo)分別與每行首尾處光路由器相連，這些光波導(dǎo)均刻蝕于下層硅襯底上。

位于水平對稱軸2上首尾處的2個光路由器，分別通過2根光波導(dǎo)與相鄰象限中第一行的光路由器相連，4根光波導(dǎo)形成外圍環(huán)路，外圍環(huán)路中的每根光波導(dǎo)均刻蝕于上層硅襯底上。

4n²個知識產(chǎn)權(quán)ip核，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的處理。

附圖2將本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為36，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的處理。附圖3將本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為64，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的處理。附圖4將本發(fā)明結(jié)構(gòu)中的知識產(chǎn)權(quán)ip核數(shù)目設(shè)置為100，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中光信號的處理。

下面結(jié)合附圖5對本發(fā)明的通信方法進(jìn)一步說明，利用雙層布局的可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對光信號進(jìn)行傳輸，完成知識產(chǎn)權(quán)ip核之間的通信，具體步驟包括如下：

(1)在可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中建立坐標(biāo)系：

(1a)以可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中的水平對稱軸向右為正方向，以豎直對稱軸向上為正方向，建立平面直角坐標(biāo)系。

(1b)以可擴(kuò)展光片上網(wǎng)絡(luò)中相鄰光路由器的中心間隔為單位長度，依次確定每個光路由器的坐標(biāo)值，每個知識產(chǎn)權(quán)ip核的坐標(biāo)值和與其相連的光路由器坐標(biāo)值相同。

(2)確定信號的傳輸路徑：

通過分別計算源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫、縱坐標(biāo)的乘積值與坐標(biāo)權(quán)值，判斷源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的相對位置，確定信號的傳輸路徑。

下面結(jié)合附圖6對本發(fā)明通信方法中確定信號傳輸路徑步驟進(jìn)一步說明。

(2a)當(dāng)源知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)相等，且源知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)相等時，源知識產(chǎn)權(quán)ip核與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核連接在同一光路由器上，光信號傳輸路徑在該光路由器內(nèi)部。

(2c)當(dāng)源知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)不相等，或源知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)不相等時，源知識產(chǎn)權(quán)ip核所連接的光路由器和目的知識產(chǎn)權(quán)ip核所連接的光路由器位于同一行或同一列，光信號通過該行或該列上光路由器進(jìn)行傳輸。

(2d)當(dāng)源知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)不相等，且源知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)與目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)不相等時，計算權(quán)值g＝min[|xs-xd|-1,|xs+xd|+1]+min[|ys-yd|-1,|ys+yd|+1]，其中xs是源知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)，ys是源知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)，xd是目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的橫坐標(biāo)，yd是目的知識產(chǎn)權(quán)ip核的縱坐標(biāo)，以此確定光信號傳輸路徑：

若橫坐標(biāo)參考值xs×xd與縱坐標(biāo)參考值ys×yd同時為正數(shù)，或橫坐標(biāo)參考值和縱坐標(biāo)參考值其中之一為正數(shù)，另一個為0，源知識產(chǎn)權(quán)ip核和目的知識產(chǎn)權(quán)ip核位于同一象限。否則，源知識產(chǎn)權(quán)ip核和目的知識產(chǎn)權(quán)ip核位于不同象限。

當(dāng)源知識產(chǎn)權(quán)ip核和目的知識產(chǎn)權(quán)ip核位于同一象限，若權(quán)值g滿足g≤n-1，光信號經(jīng)過x-y維序路由實(shí)現(xiàn)傳輸。若權(quán)值g滿足g>n-1，光信號先經(jīng)過一次x-y維序路由傳輸至最鄰近的外圍環(huán)路端點(diǎn)，經(jīng)由外圍環(huán)路傳輸至其另一端點(diǎn)，再經(jīng)過一次x-y維序路由傳輸至目的知識產(chǎn)權(quán)ip核。

當(dāng)源知識產(chǎn)權(quán)ip核和目的知識產(chǎn)權(quán)ip核位于不同象限，若權(quán)值g滿足g≤n,光信號經(jīng)過x-y維序路由實(shí)現(xiàn)傳輸。若權(quán)值g滿足g>n，光信號先經(jīng)過一次x-y維序路由傳輸至最鄰近的外圍環(huán)路端點(diǎn)，經(jīng)由外圍環(huán)路傳輸至其另一端點(diǎn)，再經(jīng)過一次x-y維序路由傳輸至目的知識產(chǎn)權(quán)ip核。

(3)配置傳輸路徑上的光路由器端口：

(3a)源知識產(chǎn)權(quán)ip核發(fā)送控制信號。

(3b)控制信號沿所確定的信號傳輸路徑，向目的知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸。

(3c)控制信號配置傳輸路徑上的光路由器端口。

(3d)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核在接收到控制信號后產(chǎn)生并發(fā)送應(yīng)答信號，應(yīng)答信號沿傳輸路徑返回源知識產(chǎn)權(quán)ip核。

(4)發(fā)送光信號：

源知識產(chǎn)權(quán)ip核在接收到應(yīng)答信號后產(chǎn)生并發(fā)送光信號，光信號沿傳輸路徑向目的知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸。

(5)接收光信號：

(5a)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核接收光信號。

(5b)目的知識產(chǎn)權(quán)ip核產(chǎn)生并發(fā)送收尾信號，收尾信號向源知識產(chǎn)權(quán)ip核傳輸，沿傳輸路徑釋放所配置的光路由器端口。