CN106662710B - 一种片上光互连结构及网络 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种片上光互连结构及网络。该片上光互连结构包括M级光交换设备，该M级光交换设备中的第m级光交换设备包括2m‑1个光交换设备，该M级光交换设备中的第i‑1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的两个光交换设备相连，该第i级光交换设备中的与该第i‑1级光交换设备中同一个光交换设备相连的两个光交换设备之间相连。该片上光互连网络分级并形成网格式连接的交换设备可以进行分层次交换，减少冲突和通信延迟。另外，片上光互连结构的底层光交换设备允许计算机部件之间更加快速和有效的通讯而无需访问更高层次的光交换设备。

Description

一种片上光互连结构及网络
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种片上光互连结构及网络。
背景技术
为了满足日益增加的通信带宽和数据中心功耗降低的需求，需要开发一种具有更高吞吐量、更小的延时和功耗的新的互连模式。光提供了更高的带宽密度、更低的功耗，并且硅光技术可以和传统的互补金属氧化物半导体(Complementary Metal OxideSemiconductor，简称“CMOS”)工艺兼容，可以让光的输入输出成为各种计算机组件的接口，比如光连接内存。现有的一些光互连技术中，计算机组件间的互连是通过点对点的光纤或波导的形式，数据的交换是在电域完成的，而这需要电光和光电转换，这个转换的过程造成了大量的能耗，并且对网络的吞吐量和延时造成了不利的影响。
另外，在现有技术的片上互连架构中，处理器之间的通讯一般需要多级交换设备合作完成，速度较慢，增加了通讯延迟，并且其中任意一级交换设备都会影响到整个片上互连架构的通讯过程，容易造成通讯冲突和通讯延迟。
发明内容
本发明提供了一种片上光互连结构及网络，能够减少功耗，减少冲突和通信延迟。
第一方面，提供了一种片上光互连结构，其特征在于，该片上光互连结构包括M级光交换设备，该M级光交换设备中的第m级光交换设备包括2m-1个光交换设备，该M级光交换设备中的第i-1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的两个光交换设备相连，该第i级光交换设备中的与该第i-1级光交换设备中同一个光交换设备相连的两个光交换设备之间相连，其中，M、m和i均为整数，M≥3，1≤m≤M，3≤i≤M。
结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，该M级光交换设备中的至少一个光交换设备通过传输端口与计算机部件相连。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，该片上光互连结构还包括控制模块，该控制模块用于根据从计算机部件获得的信息控制该片上光互连结构中每个光交换设备的状态。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，该片上光互连结构中的每个光交换设备的结构为微环谐振腔结构或马赫-曾德尔干涉仪MZI结构。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，M＝3，该片上光互连结构中的每个光交换设备包括4个传输端口，该每个光交换设备的4个传输端口中至少一个传输端口与计算机部件或光交换设备相连。
第二方面，提供了一种片上互连网络，至少一个片上光互连结构，该至少一个片上光互连结构中每个片上光互连结构为该权利要求1至5中任一项该的片上光互连结构。
结合第二方面，在第二方面的一种实现方式中，当该片上光互连网络包括至少两个片上光互连结构时，该至少两个片上光互连结构通过每个片上光互连结构的第一级光交换设备之间相互连接。
基于上述技术方案，本发明实施例的一种片上光互连结构及网络，该片上光互连网络包括至少一个片上光互连结构，该片上光互连结构可以为网格-二叉树(mesh-tree)结构，每个mesh-tree结构中包括多级光交换设备，与同一个上级光交换设备相连的两个下级光交换设备之间也相连，该片上光互连网络的全光交换相比于传统的光电交换，可以减少功耗，分级并形成网格式连接的光交换设备可以进行分层次交换，减少冲突和通信延迟。另外，mesh-tree结构的底层光交换设备允许计算机部件之间更加快速和有效的通讯而无需访问更高层次的光交换设备；mesh-tree结构的顶层的光交换设备可以使得不同类型的片外内存元件和更多的模块连接更加灵活，而不需要打断其它层之间的数据传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的片上光互连网络的示意图。
图2是根据本发明实施例的光交换设备的示意图。
图3是根据本发明实施例的片上光互连网络的另一示意图。
图4是根据本发明实施例的片上光互连网络的再一示意图。
图5是根据本发明实施例的片上光互连网络的传输方法的示意性流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
图1示出了根据本发明实施例的片上光互连网络100的示意性框图，对于片上光互连网络100可以包括至少一个片上光互连结构，如图1所示的虚框中部分为任意一个片上光互连结构的示意图：
对于该片上光互连网络中每个片上光互连结构来说，每个片上光互连结构可以包括M级光交换设备，M≥3；该M级光交换设备中的第m级光交换设备至多包括2m-1个光交换设备，1≤m≤M；该M级光交换设备中的第i-1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的至多两个光交换设备相连，该第i级光交换设备中的与该第i-1级光交换设备中同一个光交换设备相连的两个光交换设备之间相连，3≤i≤M；其中，M、m和i均为整数。
在本发明实施例中，每个光交换设备可以包括n个传输端口，该传输端口可以进行输入和输出，可选地，每个传输端口可以包括一个输入端和一个输出端，其中，n为正整数，n≥2。如图1所示，该每个光交换设备包括4个传输端口，即n＝4，且每个光交换设备与其它光交换设备相连是指光交换设备的至少一个传输端口与另一个光交换设备的传输端口相连。
可选地，该片上互连结构中的每个光交换设备与其它光交换设备相连以外，还可以与计算机部件相连，该片上互连结构中至少一个光交换设备的至少一个传输端口可以与计算机部件相连。
因此，本发明实施例的一种片上光互连结构及网络，该片上光互连网络包括至少一个片上光互连结构，该片上光互连结构可以为网格-二叉树(mesh-tree)结构，每个mesh-tree结构中包括多级光交换设备，与同一个上级光交换设备相连的两个下级光交换设备之间也相连，该片上光互连网络的全光交换相比于传统的光电交换，可以减少功耗，分级并形成网格式连接的光交换设备可以进行分层次交换，减少冲突和通信延迟。另外，mesh-tree结构的底层光交换设备允许计算机部件之间更加快速和有效的通讯而无需访问更高层次的光交换设备；mesh-tree结构的顶层的光交换设备可以使得不同类型的计算机部件和更多的模块连接更加灵活，而不需要打断其它层之间的数据传输。
具体地，在本发明实施例中，片上光互连网络中可以包括至少一个片上光互连结构，对于每个片上光互连结构，可以看做一个网格-二叉树(mesh-tree)结构，对于每个片上光互连结构，即每个mesh-tree结构，可以具有M级光交换设备，M≥3；该M级光交换设备中的第m级光交换设备至多包括2m-1个光交换设备，1≤m≤M；该M级光交换设备中的第i-1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的至多两个光交换设备相连，该第i级光交换设备中的与该第i-1级光交换设备中同一个光交换设备相连的两个光交换设备之间相连，3≤i≤M，其中，M、m和i均为整数。
可选地，作为一个实施例，如图1所示，当该片上互连结构，也就是mesh-tree结构，包括三级光交换设备，即M＝3时，该三级光交换设备中的第m级光交换设备包括2m-1个光交换设备，1≤m≤3，即第一级光交换设备包括一个光交换设备(101)；第二级光交换设备包括两个光交换设备(102和105)；第三级光交换设备包括4个光交换设备(103、104、106和107)。并且第i-1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的两个光交换设备相连，2≤i≤3，即第二级光交换设备102和第三级的光交换设备103和104分别相连；第二级光交换设备105和第三级的光交换设备106和107也分别相连。并且，连接同一个第二级光交换设备的两个第三级光交换设备之间也相连，即第三级光交换设备103和104之间相连，光交换设备106和107之间相连。
在本发明实施例中，可选地，对于第m层，至多包括2m-1个光交换设备，例如，第三级至多包括四个光交换设备(103、104、106和107)，即可以包括少于或等于4个光交换设备，如光交换设备103也可以没有，则光交换设备102只与光交换设备104连接，本发明并不限于此。可选地，例如当该mesh-tree结构包括多于三级的光交换设备时，例如还包括第四级光交换设备，每一级光交换设备均为至多包括2m-1个光交换设备，例如第四级至多包括8个光交换设备，本发明并不限于此。
在本发明实施例中，可以将图1中的包括三级光交换设备的片上光互连结构称为***上光互连结构，即三级mesh-tree结构。可选地，可以进一步将包括多于三级光交换设备的mesh-tree结构均称为多级mesh-tree结构，例如包括四级光交换设备的mesh-tree结构或包括五级光交换设备的mesh-tree结构都属于该多级mesh-tree结构，本发明并不限于此。对于多级mesh-tree结构来说，最底层的三级光交换设备相连可以看做为多个三级mesh-tree结构，例如，对于一个五级mesh-tree结构来说，包括五级光交换设备，则该五级mesh-tree结构的第3、4和5级的光交换设备可以看做为4个三级mesh-tree结构构成。此时，对于一个多级mesh-tree结构来说，可以看做由多个三级mesh-tree结构和多个额外的光交换设备构成的片上光互连网络，这里的额外的光交换设备表示该多级mesh-tree结构中处理三级mesh-tree结构以外的其它光交换设备。例如，对于一个五级mesh-tree结构来说，第3、4和5级的光交换设备可以看做为4个三级mesh-tree结构构成，则该五级mesh-tree结构的第1和2级的三个光交换设备即为额外的光交换设备，该五级mesh-tree结构可以看做由额外的三个光交换设备与4个三级mesh-tree结构相连构成了一个片上光互连网络。
可选地，当片上光互连网络包括多个片上光互连结构时，每个片上光互连结构之间还可以通过根节点的光交换设备相互连接，即每个片上光互连结构的第一级光交换设备之间相连，其中，这里的片上光互连结构可以为三级的mesh-tree结构，也可以为多于三级的mesh-tree结构，本发明并不限于此。
在本发明实施例中，该片上光互连结构为全光交换。全光交换是在数据交换的过程中以光为媒介，并且全程保持光的属性，没有光电光转换的过程，相比于需要光电光转换的电交换，光交换带宽高、节能、低延时。光交换的基本单元是光交换设备，即光开关，即本发明实施例中的光交换设备可以为光开关，以空间光开关的最基本单元2×2为例，如图2所示，通过电控制，光从输入端输入，可能以直通(bar)(如图2(a))或交叉(cross)(如图2(b))方式传输到不同输出端口。更大端口数的光交换设备是通过集成多个2×2开关实现的，如4*4，8*8，32*32等等，以此类推。但是更大端口数带来的实现难度更大。如何提高扩展性的同时不降低实现难度，并且适合于计算机组件之间光互连的架构，也是本发明的方案背景。4×4开关相对而言是目前实现难度不大，又同时保持了足够的扩展端口数的拓扑，因此在本发明中，以4*4为基本组成单元效果较好。可选地，具体4*4的光交换设备内是如何实现的，技术上可以采用硅光MZI(Mach-Zehnder interferometer马赫-曾德尔干涉仪)或硅光微环技术，即该光交换设备可以为微环谐振腔结构或MZI结构。本发明并不限于此。而基于微环的光交换设备功耗低，但是目前带宽不高，而且存在较高的温度敏感性；MZI光交换设备具有较高的带宽，但是相比微环来说尺寸较大，功耗较高，因此具体的设计取决于最终应用，本发明可以使用任何一种类型的光交换设备来实现。
在本发明实施例中，例如在图1中，以每个光交换设备均为4*4的光交换设备为例，即每个光交换设备有4个传输端口，即包括4个输入端和4个输出端。该mesh-tree结构中的第一级光交换设备101与第二级光交换设备102和103分别相连，而第二级光交换设备102与第三级的两个光交换设备103和104相连，而第三级的两个光交换设备103和104也彼此相连，同样地，第二级光交换设备105与第三级的两个光交换设备106和107相连，第三级的两个光交换设备106和107也彼此相连，即光交换设备102、103和104构成一个full-mesh结构，光交换设备105、106和107也构成了一个full-mesh结构。该mesh-tree结构中的光交换设备，除了光交换设备与光交换设备之间的连接之外，光交换设备其它端口可以与多个计算机部件相连，可选地，图1中可以与12个计算机部件(108至119)相连，该12个计算机部件可以全部都与该mesh-tree结构同在一个片上光互连网络中，也可以部分与该mesh-tree结构同在一个片上光互连网络中，另外一部分属于其它芯片上的结构，本发明并不限于此。
应理解，在本发明实施例中，每个光交换设备包括多个传输端口，例如4*4的光交换设备，则包括4个传输端口，传输端口可以进行输入和输出，可选地，每个传输端口可以分别包括一个输出端和一个输出端。一个光交换设备与其它光交换设备相连，是指两个光交换设备之间的传输端口相连，可以进行输入和输出，即可以通过两个光交换设备的输入端与输出端相连，例如，如图1所示，光交换设备102与光交换设备103相连，光交换设备102和103分别包括4个输出端和4个输入端，即将光交换设备102的输出端与光交换设备103的输入端相连，同时光交换设备102的输入端与光交换设备103的输出端相连，光交换设备102与光交换设备103之间可以互相传输。同样地，光交换设备与计算机部件之间的相连也表示光交换设备与计算机部件之间传输端口相连，具体地，可以通过输入端和输出端之间相连，例如，如图1所示，光交换设备102与计算机部件110相连，即将光交换设备102的输出端与计算机部件110的输入端相连，同时光交换设备102的输入端与计算机部件110的输出端相连，光交换设备102与计算机部件110之间可以互相传输。
可选地，在本发明实施例中，这里的光交换设备可以为光交换设备，每个光交换设备可以为n*n的，即包括n个传输端口，具体地，可以包括n个输入端和n个输出端。例如，光交换设备可以为4*4，还可以为8*8，即该光交换设备有8个输入端和8个输出端，此时，仍然采用如图1所示的连接方式时，由于每个光交换设备的输入端和输出端增加，则该mesh-tree结构可以与更多的计算机部件相连。可选地，还可以不采用如图1所示的连接方式，例如，当两个光交换设备相连时，可以表示有两个输入输出端相连，例如，两个8*8的光交换设备102与光交换设备103相连，即将光交换设备102的两个输出端分别与光交换设备103的两个输入端相连，同时光交换设备102的两个输入端与光交换设备103的两个输出端相连，光交换设备102与光交换设备103之间可以互相传输；同样地，光交换设备与计算机部件相连也采用这种方式，此时，虽然每个光交换设备的输入输出端数量增加，但是与图1相比，该mesh-tree结构能够连接的计算机部件的数量不变，但是可以增加了光交换设备之间以及光交换设备和计算机部件之间的传输速度。
在本发明实施例中，计算机部件108至119中，可以部分空置。具体地，由于该mesh-tree结构中有多个传输端口可以与计算机部件相连，其中，一个传输端口可以包括一个输入端和一个输出端，该mesh-tree结构的多个传输端口可以与多个计算机部件相连，但是，当需要连接的计算机部件数目较少时，可以将该mesh-tree结构中的部分传输端口空置。例如，如图1所示，当该mesh-tree结构只需要与两个处理器相连时，可以选择将光交换设备102的一个传输端口对应的110和光交换设备105的一个传输端口对应的111与计算机部件相连，即110与111表示处理器，其它的108至109、112至119均空置，不连接任何元件。
在本发明实施例中，由于未来计算机部件中核的数量的逐渐增加，并且分为大核和小核，可以有大核和小核并存的现象，大核有较强的计算能力，而小核具有高速并行的存取速率，针对不同的场景，合理应用大核与小核进行协同计算。针对本发明的mesh-tree结构，可以将大核CUP与光交换设备101相连，即mesh-tree结构的根节点相连，负责高速计算和任务分发，而小核与除了根节点以外的其它叶子节点相连，提高计算速度，但本发明并不限于此。
在本发明实施例中，以图3为例，若该片上光互连网络包括多个mesh-tree结构，则每个mesh-tree结构之间可以通过每个mesh-tree结构的根节点，即光交换设备101，互相连接，即图3中的光交换设备与N1相连，N1表示其它mesh-tree结构的根节点的光交换设备，每个mesh-tree结构的光交换设备可以连接成菊花链，本发明并不限于此。而对于每个mesh-tree结构来说，如图3所示，光交换设备103、104、106和107可以分别与8个计算机部件(P1至P8)相连，这8个计算机部件可以为处理器节点，即P1至P8为8个处理器，而每个处理器节点的结构可以如P4旁边的圆圈图所示，每个处理器可以包括一个IP核，还可以包括表示为L1和L2的快速缓冲贮存区(cache)。该mesh-tree结构可以为镜像光互连结构，即端口P5至P8的连接完全复制P1至P4的连接形式，本发明并不限于此。
另外，在本发明实施例中，以图3为例，每个mesh-tree结构的根节点光交换设备101还可以与一个外部内存DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)相连，当该片上光互连网络只包括一个mesh-tree结构时，该根节点光交换设备101则可以与两个内存相连，该内存可以为内部内存，可以为外部内存，本发明并不限于此。
在本发明实施例中，以图3为例，每个mesh-tree结构的第二级光交换设备，即光交换设备102和105，可以均与L3cache相连，即与同一个计算机部件相连，但本发明并不限于此。
在本发明实施例中，如图4所示，该片上光互连网络还可以包括控制模块。由于各个光交换设备都需要控制信号来控制，这个控制信号可以来自于控制模块，可选地，该控制模块可以为路由芯片，该路由芯片为了仲裁每个光交换设备的路由状态，和所有的计算机部件和光交换设备连接。这和传统通信场景中的交换有很大不同，传统通信中每个交换机有单独仲裁能力，本发明中每个光交换设备并没有独立判断能力。从图4可以看出，所有计算机部件和光交换设备都连接到路由芯片上，由路由芯片从计算机部件获得信息来仲裁决定光交换设备的状态。
可选地，该片上光互连网络中的每个光交换设备，即光交换设备也可以包括该路由芯片的功能，即该片上光互连网络可以不单独包括一个路由芯片，而每个光交换设备内均具有控制模块，具有路由功能，可以根据从计算机部件处获得的信息，控制自身光交换设备的开关状态，本发明并不限于此。
在本发明实施例中，图5示出了本发明实施例的片上光互连网络的传输过程的示意性流程图。如图5所示，对于图4所示的片上光互连网络，当计算机部件准备传输数据时，可以向控制模块发送请求消息，该控制模块可以为路由芯片，则该路由芯片可以根据该请求信息确定传输数据的链路，并控制各个光交换设备的状态，使得传输链路可用。根据路由芯片的控制信号，各个光交换设备可以改变自身的状态，并开始传输数据。当数据传输完成后，路由芯片可以保存新的链路状态。
具体地，在本发明实施例中，以该片上互连网络包括路由芯片为例，例如，如图4所示，当处理器P3和P6之间需要进行光信号传输时，路由芯片可以根据接收到的处理器P3和P6的信息，确定可以通过光交换设备104、102、101、105和106来传输该光信号，具体地，光信号可以从处理器P4发送至光交换设备104，光交换设备104将该光信号通过光交换设备102、101和105，最后传输到光交换设备106，由光交换设备106发送至处理器P6中。可选地，当该片上光互连网络中各个光交换设备具有路由功能时，该片上光互连网络可以不单独包括路由芯片，可以由每个光交换设备自身进行判断，执行上述过程。因此，本发明实施例的片上光互连网络中的每个mesh-tree结构的光交换设备之间，可以进行分层次交换，减少冲突和通信延迟。
在本发明实施例中，又例如，如图4所示，当处理器P2和P3之间需要进行光信号传输时，路由芯片可以根据接收到的处理器P2和P3的信息，确定通过光交换设备103和104来传输该光信号，具体地，光信号可以从处理器P2发送至光交换设备103，再由103发送至光交换设备104。可选地，当该片上光互连网络中各个光交换设备具有路由功能时，该片上光互连网络可以不单独包括路由芯片，可以由每个光交换设备自身进行判断，执行上述过程。因此，本发明实施例的片上光互连网络中的每个mesh-tree结构的每一级中光交换设备(例如光交换设备103和104)之间可以形成网格式连接，在传输信号时，可以不需要通过上一级的光交换设备(例如光交换设备102)来传输该光信号，可以实现处理器之间更加快速和有效的通讯。
因此，本发明实施例的片上光互连网络，包括至少一个片上光互连结构，该片上光互连结构可以为网格-二叉树(mesh-tree)结构，每个mesh-tree结构中包括多级光交换设备，与同一个上级光交换设备相连的两个下级光交换设备之间也相连，该片上光互连网络的全光交换相比于传统的光电交换，可以减少功耗，分级并形成网格式连接的光交换设备可以进行分层次交换，减少冲突和通信延迟。另外，mesh-tree结构的底层光交换设备允许计算机部件之间更加快速和有效的通讯而无需访问更高层次的光交换设备；mesh-tree结构的顶层的光交换设备可以使得不同类型的计算机部件和更多的模块连接更加灵活，而不需要打断其它层之间的数据传输。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种片上光互连结构，其特征在于，
所述片上光互连结构包括M级光交换设备，所述M级光交换设备中的第m级光交换设备包括2m-1个光交换设备，所述M级光交换设备中的第i-1级光交换设备中每个光交换设备与第i级光交换设备中的两个光交换设备相连，所述第i级光交换设备中的与所述第i-1级光交换设备中同一个光交换设备相连的两个光交换设备之间相连，其中，M、m和i均为整数，M≥3，1≤m≤M，3≤i≤M。
2.根据权利要求1所述的片上光互连结构，其特征在于，所述M级光交换设备中的至少一个光交换设备通过传输端口与计算机部件相连。
3.根据权利要求1或2所述的片上光互连结构，其特征在于，所述片上光互连结构还包括控制模块，所述控制模块用于根据从计算机部件获得的信息控制所述片上光互连结构中每个光交换设备的状态。
4.根据权利要求1或2所述的片上光互连结构，其特征在于，
所述片上光互连结构中的每个光交换设备的结构为微环谐振腔结构或马赫-曾德尔干涉仪MZI结构。
5.根据权利要求1或2所述的片上光互连结构，其特征在于，M＝3，所述片上光互连结构中的每个光交换设备包括4个传输端口，所述每个光交换设备的4个传输端口中至少一个传输端口与计算机部件或光交换设备相连。
6.一种片上光互连网络，其特征在于，所述片上光互连网络包括：至少一个片上光互连结构，所述至少一个片上光互连结构中每个片上光互连结构为所述权利要求1至5中任一项所述的片上光互连结构。
7.根据权利要求6所述的片上光互连网络，其特征在于，
当所述片上光互连网络包括至少两个片上光互连结构时，所述至少两个片上光互连结构通过每个片上光互连结构的第一级光交换设备之间相互连接。
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