Использование волоконной оптики в компьютерных технологиях

Кристалл оптоэлектронного трансивера (это часть проекта разработки оптической подсистемы ввода-вывода для элементов сопряжения отдельных микросхем на уровне межкомпонентных соединений «кристалл-кристалл») выполнен на базе 0,18-мкм полупроводниковой технологии. Кристалл трансивера при размерах 3×3,25 мм занимает лишь третью часть общей площади интегральной микросборки и содержит все электрические схемы для реализации оптической линии связи. Основными модульными компонентами кристалла являются: 12 лазерных (VCSEL) генераторов оптического сигнала и 12 приемников сигнала в комбинации с трансимпедансными усилителями напряжения и ограничивающими усилителями; блок синхронизации; блок контроля с цепью сканирования. Два из 12 каналов несут управляющие сигналы для согласования оптоэлектронных микросхем с массивами волноводов. По двум другим каналам подаются синхроимпульсы. По остальным восьми передаются информационные сигналы вида PRBS NRZ (Pseudo Random Bit Sequence Non-Return-to-Zero, псевдослучайная битовая последовательность «без возврата к нулю»), предназначенные для управления матрицами VCSEL-лазеров. PRBS-данные формируются управляемым напряжением тактовым генератором, который, в свою очередь, управляет сдвиговым регистром линейной обратной связи. Схема фотодиодной матрицы приемника сигнала содержит трансимпедансные усилители напряжения (TIA) и ограничивающие усилители (LIA). Каждый TIA, снабженный резистором обратной связи, обладает допустимым суммарным емкостным сопротивлением не более 500 фемтофарад (фемтообозначает 10 15), с учетом узлов пайки, электростатического заряда и паразитной емкости фотодиодов.

Усилители TLA/LIA — это асимметричные системы с неинвертирутощим выходом, формирующие опорный входной сигнал для регулировки тока фотодиода. Входной токовый сигнал на пути от фотодиодов к TIA проходит через три электронных каскада: дифференцирующие цепи, усилитель и преобразователь. LIA формирует дискретные логические уровни из аналогового сигнала, а устройство вывода формирует цифровой сигнал, выводимый за пределы кристалла.
С особой тщательностью разработчики подошли к проектированию внутренней архитектуры устройства. Необходимо было обеспечить совместимость с современной технологией компоновки и конструктивного исполнения микропроцессоров при поддержке интеграции дешевых и высокопроизводительных оптических компонентов. В результате была создана шестислойная органическая подложка размером 35×35 мм стандартной монтажной толщины, состоящая из слоев медных проводников, разделенных диэлектриком.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *