مقدمه
همه اتصالات نوری و توانایی مهار سوئیچینگ (کلید زنی) نور در حال حاضر هدفی مقدس است که توسط محققان بسیاری در سر تاسر جهان جستجو می شود. به صورت گسترده پذیرفته شده است که حل این مشکل جاده های جدیدی برای گسترش بیشتر پیشرفت های تکنولوژی بوجود می آورد که بسیار شبیه اختراع ترانزسیتور در این قرن است.
من فرض کردم که باورmoore هنگامی که رشد و دستیابی ic را در سالهای گذشته پیش بینی کرد، دشوار بود، ولی پیش بینی های او واقعاٌ تا اینجا به حقیقت پیوسته است و امروزه بسیاری از ما قانون او را پذیرفته ایم. اکنون دشوار است که تصورکنیم این روند در حال افزایش زمانی زمانی متوقف خواهد شد. اگر چه اندازه همیشه رو به کاهش و پیچیدگی در حال افزایش ic ها به بحرانی در پردازش اطلاعات تبدیل شده است. سیستم های vist حاضر و عناصر سلسله مراتبی که آنها شامل می شوند اگر چه بسیار سریع می باشند و قادرند عملیات غیر خطی پیچیده را انجام دهند- ماشینهای سریالی هستند که می بایست بر ارتباط گسترده بین بسیاری از عناصر برای برآمدن از عهده بسیاری از مشکلات تکیه کنند که به صورت ذاتی ، موازی و چند بعدی هستند . مشکل اصلی این است که کارایی یک پردازنده توسط سرعت و پیچیدگی اتصالات آن کنترل می شود تا توسط گیت های الکتونیکیو معماریهای معمولی سیستمی که مورد نیازند.
درک اتصالات الکترونیکی به صورت فزاینده ای دشوار و طاقت فرسا است و اینکه سیم ها به جای گیت ها، بیشتر فضای تراشه را در بر گیرند،غیر عادی نیست و انرژی بسیاری برای الگوریتم های بهینه سازی این آرایش صرف می شود. این فقط یک راه حل موردی است ولی مسئله هنوز باقی است،در ذات فرد اساسی است: مسیر های الکترونیکی بدون فعل و انفعال نمی توانند از روی هم عبور کنند که خصوصیتی است که عملیات یک گیت غیر خطی الکترونیکی را ممکن می سازد . عکس این مورد برای سیگنال های نوری صادق است و در نتیجه کاوش معماری های نوری الکترونیکی دو گانه (woeic ) طبیعی است که از توان اتصالات نوری بین عناصر الکتریکی قدرتمند محاسباتیبهره گرفت از نور به مدت زیادی به عنوان حامل اطلاعات از طریق فیبرهای مخابراتیاستفاده می شده است
ولی فقط برای اتصال شبکه های کامپیوتری و سیستمهای بزرگ که در آنها پردازش اطلاعات رخ می دهد. علم نوری در بسیاری از موارد در مخابرات مادون قرمز در فضای آزاد که امروزه توسط دستگاه هائ بسیاری به صورت گسترده استفاده می شود تمایل بکارگیری ارتباطات نوری در هر جائی ممکن
است به اتصالات برد به برد یا تراشه به تراشه در حال حاضر توسط فیبرهای
نوری یا آینه هایmems ممکن می باشند هدف ترکیب کردن اتصالات درون
تراشه ای است که مشکل همیشه ناهنجار سیستمهای الکترونیکی را حل خواهد کرد . سرعت و راحتی تنها مزایای علم نوری نیستند می بایست پردازشهای نوری
آنالوگ را همچون فیلترهای کلاسیک vander lugh در نظر گرفت تا درک کرد که پتانسیل واقعی علم نوری کجا خوابیده است ماشینهائی مانند این دارای توانائی انجام لحظه ای عملیات معین بر روی تصاویر و یا مجموعه داده های دو بعدی را دارند چرا که آنها به آسانی توسط انتشار نور حمل و پردازش می شوند
هیچ ساخته مصنوعی مانند مسیرهای بی پایان بیت ها برای پردازش این اطلاعات
مورد نیاز نیستندمشکل از طرف دیگر این است که پردازنده های موازی نوری سنتی می توانند فقط یک عملیات را انجام دهند و فاقد عمومیت کاربرد یک پردازنده سریال الکترونیکی هستند
از این مشاهدات سریع و منطقی به نظر می رسد که خلق زوجی از این دو وساخت بهترین آنها مناسب است . به دلیل توازی موروثی متصل به انتشار
پردازنده های نوری الکتریکی برای پردازش عمومی سیگنال های چند بعدی بسیار
مناسبند و می توانند به بسیاری از مسائل که ساختاری ساده و سریال ندارند اعمال شوند کاربردهای احتمالی تشخیص الگو و پردازش مشکل در محیط پزشکی بینائی ماشین علم نوری وفقی یا گداخت سنسور و افزایش مقایسه کردن می باشند .
1.1 معماری OEIC پیشنهادی :
در حال حاضر تلاشهای زیادی توسط گروه های تحقیقاتی مختلف انجام می شود
تا یک پردازنده با مجتمع سازی نوری الکترونیکی دو گانه طراحی کنند که به پردازنده سنتی سریال در وظایفی که ذاتا بسیار موازی هستند کمک کند معماری
پیشنهادی OEIC در شکل 101 نشان داده شده است.
این معماری شامل یک آرایه آشکار ساز نوری ( طبقه ورودی ) دستگاه الکترونیکی آستانه و یک منبع نوری همه بر روی یک ویفر دو طرفه GAAS است و یک شبکه انکسار تصویر لیزری به عنوان عنصر اتصال متقابل عمل می کند بسته به سیگنالهای ورودی مقداری پردازش ساده توسط دستگاه های
الکترونیکی آستانه انجام می شود که تعیین می کنند چگونه اتصال با لایه بعدی
و به همین صورت برقرار می شود این معماری توسط ساختار شبکه عصبی الهام
شده است و به طور خاص برای پیاده سازی شبکه های عصبی یا پردازش منطق فازی بسیار مناسب است .
دو لایه به پیکسل های هوشمندی تقسیم شده است که به طور مستقل عمل می کنند (نورون ها ) که به صورت نوری به نورون های لایه بعد متصلند.