Современная электроника №5/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 для генерации многоканальных фо- тонных сигналов; ● 3D М ФЭ СБИС МП (см. рис. 14–16)– фотон-электронная матрица ПЭ обе- спечивает многоканальный АЦП- приём и выдачу фотонных сигналов, цифровуюобработку сигналов, функ- циональную обработку, хранение и коммутацию данных, внутренний и внешний обмен информацией по фотонным и электронным каналам с высокой пропускной способностью; ● 3DМФЭ СБИС НК – фотон-электрон- ная матрица неблокируемой комму- тации фотонных и электрических ка- налов – маршрутизатор аэрокосми- ческого стандарта SpaceWire. Состав, технические характеристики и функции 3D М ЭФ СБИС ПЛ: ● формат интегральной матрицы ла- зерных диодов – 8 × 8; ● количество фотонных независимых каналов излучения – 64; ● скорость модуляции – до 40 ГГц; ● длина волныфотонного излучения – 850…970 нм; ● пороговый ток – 0,29 мА; ● дифференциальная эффективность N=0,7 Вт/А; ● последовательное сопротивление R=250 Ом; ● пороговое напряжение U=2 В; ● модуляция импульсно-кодовая с не- посредственной модуляцией мощно- сти фотонного излучения с помощью АЦП/ЦАП; ● управление – канальное с непосред- ственной выборкой. Состав, технические характеристики и функции 3D МФЭ СБИС МП: ● технология изготовления интеграль- ных кристаллов – КМОП – 90/42 нм; ● формат матрицы ЭП с фотодиода- ми – 8 × 8; ● количество пикселей ЭП – 64; ● базовая операция – умножение с ак- кумулированием; ● основная функция – квадратичная; ● запись, хранение и выдача слайсов и слов информации из внутренней памяти; ● выполнение операций клеточной ло- гики над слайсом памяти; ● копирование слайса памяти по адресу; ● транзит слайсов; ● операция перестановки слов инфор- мации путём копирования из ячей- ки с одним адресом в ячейку с дру- гим адресом; ● канальная пропускная способность аналого-цифрового фотон-электрон- ного импульсного интерфейса более 3,2 Гбит; ● пропускная способность матрицы более 409,6 Гбит; ● импульсный фотонный аналого- цифровой интерфейс – 28 × 200 МГц; ● электронный процессорный интер- фейс, параллельная шина EMIF. Состав и технические характе- ристики пикселя ЭП с функциями АЦ-преобразователей: ● формат матрицы – 8 × 8; ● количество фотонных каналов вво- да – 64; ● количество фотонных каналов вы- вода – 64; ● электронный интерфейс – 64 бит; Регистр программы Дешифратор команд Направо Налево Наверх Вниз Справа Слева Сверху Снизу ЦАП e Ввод программы Вывод программы Память данных внутренних электрических каналов Память данных внешних фотонных каналов Коммутатор внешних фотонных каналов АЦП h λ Коммутатор электрических каналов АЛУ Рис. 14. Структура ПЭ реконфигурируемой 3D М ФЭ СБИС МП Узел управления последоват. микрооперации Узел портов операндов Порт вывода (чтение аккум.) 1 Память В (расслоенана2) 2 × 64 бита Память С (не расслоена) 64 бита Узел анализа и разрешения конфликтов Pr MKO Адреса чт. и зп. Упр. Упр. Прерывание Узел формирования признаков Порт вывода информации Признаки результата операции Блок памяти операндов (i=0-63) Операционный блок (i=0-63) Память преобразователя слово/слайс (32 Рг по 32 разр.) Блок горизонтальной свёртки Запись результата в НП: 0, 16, 32, 48 Блок управления арифметическими операциями Узел регистров Рг маски операндов Рг ТЭГов Рг длины операнда Рг режима Узел управления шиной общего операнда Конвеерн. микроком Упр. Упр. 3 2 16 64 1 6 1 ″ 3 ″ 2 ″ 63 63 64 32 Адресаввода Адреса ввода Блок вывода Блок ввода к опт. выходам Опт. выход У[0/1] ШМК С TW ЭШ Р выв Р вв TRANS Узел управления выводом из ОП Узел управления вводом в память Узел управления загрузкой регистров Узел управления преобразован. слово/слайс Узел управления преобразован. слайс/слово Упр-ние преобраз. слово/слайс Упр-ние преобраз. слайс/слово Занятость уст-ва ввода Занятость уст-ва вывода Занятость операционного уст-ва Рг МК Рг МК Рг маски ввода Рис. 15. Структурная схема 3D М ФЭ СБИС МП