具有共享光学接口的光学广播总线的利记博彩app
【专利摘要】本发明的各种实施例针对被配置有用于光学信号的扇入和扇出的共享光学接口的广播总线。在一个方面中，光学广播总线（100，200，300）包括多个光学接口（121-123，210，212，216，218，301-303）、光学耦合到所述多个光学接口的扇入总线（102，202）以及光学耦合到所述多个光学接口的扇出总线（104，204）。每个光学接口被配置为将由所述至少一个节点产生的电信号转换成光学信号，所述光学信号被扇入总线接收并引导到扇出总线，并被扇出总线广播到所述多个光学接口。每个光学接口还将光学信号转换成被发送到电耦合的至少一个节点以供处理的电信号。
【专利说明】具有共享光学接口的光学广播总线
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及计算机总线，以及尤其涉及光学广播总线。
【背景技术】
[0002]典型的电子广播总线包括互连节点的信号线集合。节点可以是处理器、存储器控制器、刀片系统的服务器刀片、多核处理单元内的核、电路板、外部网络连接。广播总线允许节点向计算系统的节点广播消息，该消息诸如指令、地址和数据。与总线电通信的任何节点可以接收从其他节点发送的消息。但是，电子广播总线的性能和可扩展性受到带宽、等待时间以及功耗的问题的限制。随着更多节点被添加到系统，更可能发生影响带宽的行为以及对更长的互连的需要，而这增大等待时间。带宽和等待时间二者利用更多资源得以满足，这导致功率的增加。特别地，电子广播总线易于相对较大且消耗相对大量的功率，并且在一些情况下扩展对于性能是有害的。
[0003]因此，期望表现出低等待时间和高带宽的可扩展广播总线。
【发明内容】
[0004]本发明的各个实施例针对配置有用于光学信号的扇入和扇出的共享光学接口的光学广播总线。在一方面中，光学广播总线包括:多个光学接口，光学耦合到所述多个光学接口的扇入总线，以及光学耦合到所述多个光学接口的扇出总线。每个光学接口被配置为将由至少一个节点产生的电信号转换成光学信号，该光学信号被扇入总线接收并引导到扇出总线，并被扇出总线广播到所述多个光学接口。每个光学接口还将光学信号转换成电信号，该电信号被发送到电耦合的至少一个节点以供处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1示出根据本发明的实施例配置的第一光学广播总线的示意性图示。
[0006]图2示出根据本发明的实施例配置的第二光学广播总线的示意性图示。
[0007]图3示出根据本发明的实施例配置的第三光学广播总线的示意性图示。
[0008]图4示出六节点系统的示例，其中，每个节点配置有接收器和发射器。
[0009]图5示出根据本发明的实施例配置的第一发射器的示意性图示。
[0010]图6示出根据本发明的实施例配置的第二发射器的示意性图示。
[0011]图7A-7B示出根据本发明的实施例配置的多节点发射器。
[0012]图8示出根据本发明的实施例配置的第一接收器的示意性图示。
[0013]图9示出根据本发明的实施例配置的第二接收器的示意性图示。
[0014]图10A-10B示出根据本发明的实施例配置的多节点接收器。
【具体实施方式】
[0015]本发明的各个实施例针对配置有用于光学信号的扇入和扇出的共享光学接口的光学广播总线。每个光学接口被电耦合到多个节点。当节点被允许广播信息时，该节点将该信息编码在电信号中，并将该电信号发送到电耦合的光学接口。该光学接口接收电信号并将该电信号转换成光学信号，该光学信号被分发到所有的光学接口。每个光学接口将光学信号转换成电信号，并将该电信号发送到电耦合的节点。电信号可以以相对高和低的电压或电流幅值来编码信息，其中，离散时间域中的相对高的幅值可以表示比特“O”，而离散时间域中的相对低的幅值或无幅值可以表示比特“ I ”。同样地，光学信号可以以相对高和低的电磁辐射幅值来编码信息，其中，离散时间域中的相对高的幅值可以表示比特“O”，而离散时间中的相对低的幅值或无幅值可以表示比特“ I ”。
[0016]具有光学接口的广播总线
图1示出根据本发明的实施例配置的示例性光学广播总线100的示意性图示。总线100包括扇入总线102、扇出总线104和主机控制装置106。扇入总线102包括反射镜108和110以及两个光学分接头111 一 112。扇出总线104包括反射镜114和116以及两个光学分接头118-119。如图1中所示，总线100还包括三个光学接口 121 - 123。每个光学接口被设置在两个节点之间，并包括用Tx标识的发射器以及用Rx标识的接收器。六个节点被标记为0到5。这些节点可以是处理器、存储器、存储器控制器、刀片系统的服务器刀片、多核处理单元集群、电路板、外部网络连接或任何其他数据处理、存储或发射装置的任意组合。每个光学接口的发射器Tx和接收器Rx被电耦合到相邻节点。虚线方向箭头表示发射器/接收器与邻居节点之间的电信号的路径。例如，光学接口 121被设置在节点0与I之间，并包括发射器Tx 124和接收器Rx 126。发射器Tx将由节点0和I产生的电信号转换成光学信号，该光学信号经由扇入总线102被发送到主机控制装置106。另一方面，接收器Rx 126将由主机控制装置106广播的光学信号经由扇出总线104转换成电信号，该电信号可以由节点0和I进行处理。
[0017]如图1的示例中所示，实线方向箭头表示光学信号沿着扇入总线102和扇出总线104的光通信路径传播的方向。术语“光通信路径”是指光学互连以及通过自由空间传输的光。扇入总线102和扇出总线104内的光通信路径可以是12比特宽的通道(lane)。每个通道可以利用光学纤维、脊波导或自由空间来实现。每个通道也可以利用由具有空气芯的管子组成的中空波导来实现。形成中空波导的结构管可以具有折射率大于或小于I的内芯材料。该管材可以由适当的金属、玻璃或塑料构成，并且可以在管材的内表面上沉积金属性和介电的膜。中空波导可以是中空金属波导，该中空金属波导具有作为芯的内表面的衬里的高反射性金属涂层。该空气芯可以具有圆形、椭圆形、正方形、矩形或任何其他适于引导光的形状的截面形状。因为波导是中空的，因此光学信号可以沿着具有大约为I的有效指数的中空波导的芯行进。换句话说，光以空气或真空中的光速沿着中空波导的芯传播。
[0018]主机控制装置106是光-电-光转换器,其接收从反射镜108反射出来的光学信号，再生光学信号，并通过将光学信号传送到反射镜114来广播光学信号。主机控制装置106克服了由光学信号行进通过扇入总线102所导致的衰减或损耗。除了增强光学信号之夕卜，主机控制装置106也可以用于去除光学信号的噪声或其他不想要的方面。由主机控制装置106产生的光功率的量由附着到扇出总线的节点的数量、系统损耗以及接收器的灵敏度而确定。换句话说，主机控制装置106产生具有足够的光功率以到达所有接收器的光学信号。[0019]主机控制装置106也可以包括仲裁器，该仲裁器通过采用仲裁方案来解决冲突，该仲裁方案防止两个或更多节点同时使用扇入总线102。在很多情况下，由主机控制装置106执行的仲裁依赖于计算机系统性能的关键路径。在没有仲裁的情况下，主机控制装置106可以在相同的光通信路径上从多于一个的节点接收光学信号，其中，光学信号在主机控制装置106处组合并变得难以辨认。仲裁器确保在可以使用扇入总线102之前节点必须被授权允许经由扇入总线102进行广播，以便防止去往主机控制装置106的同时的光学信号传输。
[0020]在其他广播总线实施例中，主机控制装置106可以被去除，并且仲裁可以使用时分复用(“TDM”)来执行。在去除了主机控制装置106的情况下，光学信号被从反射镜108直接路由到扇出总线104的反射镜114。在TDM仲裁中，通过数轮仲裁来执行仲裁。每轮仲裁被细分成多个广播时间段。在每轮仲裁内，向每个节点分配所述多个广播时间段之一，在该广播时间段中该节点可以进行广播。例如，一轮用于6个节点的TDM仲裁可以具有6个广播时间段。每个节点可以仅仅在六个时间段中的一个内进行广播。
[0021]由节点0-5经由扇入总线102和扇出总线104广播的光学信号可以采用分组的形式，该分组包括头部。每个头部将特定节点标识作为光学信号携载的数据的目的地。所有光学接口经由扇出总线104接收光学信号。但是，因为每个分组的头部将特定节点标识作为数据的目的地，因此仅仅被该头部标识的节点实际上接收并处理编码在光学信号中的信息。[0022]扇出总线的光学分接头被配置为在光学接口中接近均匀地分发光功率。通常，对于包括η个光学接口的系统来说，光学分接头被配置为每个将从主机控制装置输出的光学信号的总光功率的大约1/η转移到每个光学接口。扇入总线的光学分接头也被配置为使得主机控制装置从扇入总线上的每个光学接口接收到近似等量的光功率。换句话说，在扇入总线内配置光学分接头以使得主机控制接收从每个光学接口输出的总光功率的大约1/η。
[0023]光学广播总线实施例不限于包括6个节点的计算系统，并且可以被向上或向下扩展以为包括各种节点和节点配置的计算系统提供广播。通常，包括η个光学接口的广播系统包括扇入总线中的η-1个光学分接头以及扇出总线中的η-1个光学分接头。光学分接头在图1中被标识为OTm，其中，下标m是满足条件KmSn-1的整数。光学分接头118和119被配置为使得从反射镜114反射出来的光学信号的光功率的1/3到达光学接口 121-123的接收器Rx，以及光学分接头111和112被配置为使得从每个光学接口输出的总光功率的1/3从反射镜108反射出来。光学分接头的反射率和透射率可以近似如下。光学分接头根据下式反射光学信号功率一部分:
ηI
I?—.剛丨丨丨丨丨切丨丨................................卿s I \
(rt-1w + lj
并且根据下式透射光学信号功率的一部分:
_ (n-m)
w —-1w + 1)
因此，通常，光学分接头OTm从主机控制装置106或从发射器接收具有光功率P的光学信号，并输出具有光功率PRm的反射部分以及具有光功率PTm的透射部分，其中，
【权利要求】
1.一种光学信号发射器，包括: 传输线路(506，606，608)，其在第一端电耦合到节点并被配置为接收由所述节点产生的电信号； 短截线(516，622，624)，所述短截线(516，622，624)邻近所述传输线路设置，并被配置为提取出由所述传输线路携载的电信号的一部分； 光源(510,612, 708),其电稱合到所述短截线并被配置为将电信号转换成光学信号；以及 终接电阻器(512，514，614，616)，所述终接电阻器(512，514，614，616)在第二端处被电耦合到传输线路，并被配置为防止电信号沿着所述传输线路朝着所述节点被反射回去。
2.根据权利要求1所述的发射器，还包括: 第一驱动器(502, 504,602,604),所述第一驱动器(502, 504,602,604)被设置在所述传输线路的第一端与所述节点之间，并被配置为对由所述节点产生的电信号进行放大；以及 第二驱动器(508，610，706)，所述第二驱动器(508，610，706)被设置在所述短截线与所述光源之间，并被配置为对被短截线提取出的电信号进行放大。
3.一种光学信号接收器，包括: 光电检测器(808，908)，其被配置为接收光学信号并将光学信号转换成电信号； 短截线(810，910，912)，其被配置为接收来自所述光电检测器的电信号； 传输线路(806，904，906 )，所述传输线路(806，904，906 )被电耦合到所述短截线，并被配置为提取出所述电信号并将其发送到在第一端处被电耦合到所述传输线路的节点；以及 终接电阻器(812，814，914，916)，所述终接电阻器(812，814，914，916)在第二端处被电耦合到所述传输线路，并被配置为防止所述电信号沿着所述传输线路朝着所述节点被反射回去。
4.根据权利要求3所述的接收器，还包括: 第一驱动器(801，802，901，902)，所述第一驱动器(801，802，901，902)被设置在所述传输线路的第一端与所述节点之间，并被配置为对由所述传输线路携载的电信号进行放大；以及 第二驱动器(803，903)，所述第二驱动器(803，903)被设置在所述短截线与所述光电检测器之间，并被配置为对由所述光电检测器产生的电信号进行放大。
5.根据权利要求3所述的接收器，其中，所述光电检测器还包括以下元件之一: 光电二极管； 光电晶体管；以及 用于将光学信号转换成电信号的任何其他装置。
【文档编号】H04B10/278GK103763033SQ201310422439
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2008年10月31日 优先权日:2008年10月31日
【发明者】M.R.T.谭, J.斯特拉茨尼基, P.K.罗森伯格 申请人:惠普开发有限公司