CN115799098B - 一种芯片的校准方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种芯片的校准方法、装置、存储介质及电子设备。该芯片的校准方法包括：在光交换芯片的各光开关中，确定信号从指定输入端口到达指定输出端口的最优开关路径，以及各目标光开关，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值，控制光交换芯片在每个目标光开关处加载初始电压值，并确定每个目标光开关加载初始电压值后，光交换芯片通过指定输出端口输出的功率，以最大化功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值，根据校准电压值，对光交换芯片进行校准。

Description

一种芯片的校准方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本说明书涉及计算机技术领域，尤其涉及一种芯片的校准方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

随着硅光子技术的发展，硅光子器件被广泛应用到诸如计算、通信、生物医疗、数字娱乐等多个领域，目前的硅光子器件大多采用多步互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)制作工艺进行制作，会受到严重的制造误差影响，因此就需要对制作完成的硅光子器件进行校准，以使校准后的硅光子器件能够发挥其最佳性能。

然而，目前对诸如光交换芯片等硅光子器件的校准过程中，通常会对光交换芯片中的每个单元器件(光开关)分别进行校准，而当光交换芯片的规模较大时，其光开关的数量也会指数型增加，这势必会耗费大量的时间进行校准，严重降低了校准效率。并且，对每个光开关分别进行校准的校准精度较差，单独校准后的光开关与其在整个光交换芯片中的性能可能并不匹配。

因此，如何在提高光交换芯片的校准效率的同时，提高校准精度，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本说明书提供一种芯片的校准方法、装置、存储介质及电子设备。以部分的解决现有技术存在的上述问题。

本说明书采用下述技术方案：

本说明书提供了一种芯片的校准方法，包括：

确定所述光交换芯片中包含的各光开关；

在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关；

根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值；

控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率；

以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足所述优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值；

根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准。

可选地，以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足所述优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值，具体包括：

根据各光开关对应的不同初始电压调节方向，确定至少一组目标光开关；

针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。

确定对每组目标光开关完成校准后，所述指定输出端口输出的功率，并将所述功率最大的一组目标光开关中各目标光开关处的电压值，作为所述校准电压值。

可选地，针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值，具体包括：

获取每组目标光开关对应的校准引导信息；

针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据所述校准引导信息，对所述初始电压调节方向进行更新，得到更新后电压调节方向；

根据所述更新后电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。

可选地，针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值，具体包括：

针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率增大，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，仍按照与上一次相同的各目标光开关对应的电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

可选地，对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值，具体包括：

针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率减小，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，对该组目标光开关中各目标光开关对应的电压调节方向进行更新，得到各目标光开关对应的更新后电压调节方向；

根据所述更新后电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

可选地，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值，具体包括：

预测满足所述优化目标时，各目标光开关两端的电压，作为各目标光开关对应的预估电压值；

根据所述预估电压值，以及所述电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值。

可选地，以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，具体包括：

以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在达到预设调节次数后，确定加载在每个目标光开关处的电压值，或

以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在检测到所述指定输出端口输出的功率达到预设功率后，确定加载在每个目标光开关处的电压值。

本说明书提供了一种芯片的校准装置，包括：

第一确定模块，确定光交换芯片中包含的各光开关；

第二确定模块，在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关；

第三确定模块，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值；

控制模块，控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率；

调节模块，以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足所述优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值；

校准模块，根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准。

本说明书一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述芯片的校准方法。

本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述芯片校准的方法。

本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本说明书提供的芯片的校准方法中，控制器在光交换芯片的各光开关中，确定信号从指定输入端口到达指定输出端口的最优开关路径，以及各目标光开关，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值，控制光交换芯片在每个目标光开关处加载初始电压值，并确定每个目标光开关加载初始电压值后，光交换芯片通过指定输出端口输出的功率，以最大化功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值，根据校准电压值，对光交换芯片进行校准。

从上述方法可以看出，本说明书会确定出指定输入端口到达指定输出端口的最优开关路径，以及该最优开关路径对应的各光开关，从而减少需要进行校准的光开关的数量，进一步的，本说明书在对光交换芯片进行校准时，能够以最大化输出端口输出的功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，从而根据校准后电压值完成对光交换芯片的校准。

相比于目前对所有光开关都分别进行一次校准的方法，方说明书提供的芯片校准的方法不但会缩减校准时间，提高校准效率，而且校准结果更为精确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：

图1为本说明书中提供的一种芯片校准的方法的流程示意图；

图2为本说明书中提供的一种指定输入端口到指定输出端口之间的最优开关路径示意图；

图3为本说明书中提供的一种校准电压值的确定过程示意图；

图4为本说明书中提供的一种校准后各目光开关的相位示意图；

图5为本说明书中提供的一种光交换芯片的校准过程示意图；

图6为本说明书中提供的一种光交换芯片的发光强度变化示意图；

图7为本说明书提供的一种芯片的校准装置的示意图；

图8为本说明书中提供的一种应于图1的电子设备的示意结构图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

图1为本说明书中提供的一种芯片的校准方法的流程示意图，包括以下步骤：

S101：确定所述光交换芯片中包含的各光开关。

随着硅光子技术的发展，硅光子器件被广泛应用到诸如计算、通信、生物医疗、数字娱乐等多个领域。在光信号的传输过程中，通常会以光为信息的载体，通过光纤来传输信息，而光交换芯片作为一种重要的硅光子器件，能够实现经过任何光/电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端，以此完成信息在不同目标对象之间的信息传递。

然而，在光交换芯片的制造过程中，由于其制造工艺以及制造材料上的一些特性，会导致制造出的光交换芯片存在一定的误差，使其无法发挥出最佳的性能，因此就需要对光交换芯片进行校准。

光交换芯片内部通常集成有多个光开关(Optical Switch，OS)，每个光开关都具有一个或多个可选择的传输窗口，可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作。通常情况下，光开关的输入端和输出端各有两条光纤，可以完成两种连接状态(即平行连接和交叉连接)。其中，平行连接对应光开关的直通状态，而交叉连接对应光开关的交叉状态，光交换芯片中的每个光开关即为该光交换芯片的一个开关单元。

在光芯片的实际制造过程中，会由于制造工艺或者制造材料的误差导致部分光开关无法保持准确的交叉状态或者直通状态，这就会在一定程度上降低光交换芯片的输出功率，导致无法发挥其最大性能，因此，可以通过对光开关施加一定的校准电压的方式，来对各光开关进行校准，以抵消上述误差。而能否准确的确定出各光开关的校准电压决定了对光交换芯片的校准精度。

基于此，本说明书提供了一种芯片的校准方法，以在提高光交换芯片的校准效率的同时，提高校准精度，其中，需要获取光交换芯片中包含的各光开关。

在本说明书中，光交换芯片可以与现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)芯片的驱动板相连接，从而由FPGA芯片执行对光交换芯片的校准。因此，本说明书可以将FPGA芯片作为控制器，并作为本说明书中提供的一种芯片校准的方法的执行主体。

控制器(FPGA芯片)可以对光交换芯片进行检测，从而获取其中包含的各光开关。

在实际应用中，不同的光开关在指定输出端口输出的功率达到最大化时对应的目标状态也是不同的。在理想情况下，对于交叉连接的光开关而言，当其处于交叉状态时能使指定输出端口输出的功率达到最大化，因此交叉状态即为交叉连接的光开关对应的目标状态。而对于平行连接的光开关而言，当其处于直通状态时能使指定输出端口输出的功率达到最大化，因此直通状态即为平行连接的光开关对应的目标状态。

其中，光开关两臂的相位差通常会限制在[0，π]之间，当光开关两臂的相位差为0时，其对应的状态为交叉状态，当光开关两臂的相位差为π时，其对应的状态为直通状态。

当然，光交换芯片还可以与诸如可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，PAL)芯片、通用阵列逻辑(Generic array logic，GAL)、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)等其他芯片相连接并作为控制器，本说明书对此不做具体限定。

S102：在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关。

控制器可以在各光开关中确定出信号从指定输入端口传输到指定输出端口的最优开关路径，以及该最优开关路径所需的各光开关。

在实际应用中，数据从指定输入端口达到指定输出端口具有多条开关路径，但是每条开关路径所消耗的传输资源并不相同。因此，控制器可以筛选出从指定输入端口到达指定输出端口所耗费传输资源最少的开关路径，作为最优开关路径，并将该最优开关路径对应的各光开关作为目标光开关。为了便于理解，本说明书提供了一种指定输入端口到指定输出端口之间的最优开关路径示意图，如图2所示。

图2为本说明书中提供的一种指定输入端口到指定输出端口之间的最优开关路径示意图。

其中，图2的整体为16×16Benes网络光交换芯片，其对应有16个输入端口，以及16个输出端口。如图所示，输入端口5为指定输入端口，输出端口9'为指定输出端口，经过计算，确定从输入端口5到达输出端口9'所耗费传输资源最少的最优开关路径对应的各目标光开关依次为：S13、S22、S31、S42、S52、S63、S74。

需要说明的是，在本说明书中的指定输入端口和指定输出端口可以是用户选择出的需要校准的两个指定端口，当用户向控制器输入对这两个端口的校准指令后，控制器会对这两个指定端口之间的各目标光开关进行校准。当然，该指定输入端口和指定输出端口也可以由控制器根据实际的输入输出情况自动进行选择。

另外，在实际应用中控制器可能确定出两条或两条以上耗费传输资源相同的开关路径，此时控制器可以选择其中一条指定的开关路径作为最优开关路径。

S103：根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值。

S104：控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率。

在对光交换芯片中的各光开关进行校准之前，为了进一步提高校准效率，控制器可以根据每个目标光开关的目标状态，确定各光开关对应的初始电压值。

通常情况下，与光开关状态的变化直接相关的是光开关单元两臂之间的相位差Φ_k(k＝0,1,..,M)，M为目标光开关的总数。而相位差又由光开关两端的电压决定，Φ_k＝aV²，其中，a为常数，V为光开关两端的电压值。

在校准的过程中，光开关两臂的相位差限制在[0，π]之间，0相位代表交叉状态，π相位代表直通状态。

在理想情况下，交叉状态(相位为0)的光开关两臂电压在-1V左右，而直通状态(相位为π)光开关两臂的电压在1V左右。因此，控制器可以根据理想状态下的电压，设置较大的电压取值范围，以确保指定输出端口输出的功率达到最大化时，各光开关对应的电压值能在该电压取值范围之内，例如，控制器可以将该电压取值范围设置在[-1.5V，1.5V]之间，当然，还可以设置其他的电压值范围，本说明书对此不做具体限定。

控制器可以将预测满足优化目标时，各目标光开关两端的电压，作为各目标光开关对应的预估电压值，而后根据该预估电压值以及上述电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值，并控制光交换芯片在每个目标光开关处加载其对应的初始电压值。从而提高校准效率，减少校准次数。

在对每个目标光开关加载对应的初始电压值后，控制器可以检测光交换芯片通过指定输出端口输出的功率，并在每一次校准后，都对该指定端口的输出功率进行检测，从而将检测结果反馈给光交换芯片。

在本说明书中，控制器可以通过光电二极管(Photo-Diode，PD)芯片以及跨阻放大器(trans-impedance amplifier，TIA)作为功率探测器，确定指定输出端口输出的功率，当然，也可以通过其他元器件来确定指定输出端口输出的功率，本说明书对此不做具体限定。

S105：以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足所述优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值。

控制器可以以最大化上述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，直到满足预设优化条件后，确定此时加载在每个目标光开关出的电压值，作为校准电压值。

其中，上述预设优化条件可以为达到预设的调节次数，或检测到指定输出端口输出的功率达到预设功率，其中，该预设调节次数和预设功率可以根据实际情况进行设定，本说明书对此不做具体限定。

具体的，为了进一步提高校准效率以及校准精度，控制器可以根据各光开关对应的不同初始电压调节方向，确定至少一组目标光开关，每一组目标光开关中每个目标光开关的初始电压调节方向都可以是随机的，而其中包含的每个目标光开关即为该组目标光开关对应一个校准维度，以图2中的7个目标光开关为例，针对每一组目标光开关，这7个目标光开关分别代表7个校准维度，每组目标光开关可以向这个七个校准维度的不同初始电压调节方向进行校准。

由于对各光开关的校准过程实际上是通过对各目标光开关两端电压进行调整，以实现对各目标光开关相位的调整，进而使各目标光开关的状态达到标准的目标状态(交叉状态或直通状态)。

因此，上述初始电压调节方向可以包括对各目标光开关两端施加的初始电压的增加和减少两个方向，由于每个目标光开关的初始电压调节方向都有增加和减少两种，因此，控制器就可以对每个目标光开关的不同初始电压调节方向进行组合，每个包含有各目标光开关及其初始电压调节方向的组合即为一组目标光开关。

需要说明的是，在校准的过程中，每一组目标光开关都可以视为一个整体，并且每个整体都会朝着七个校准维度对应的电压调节方向来调节施加在各目标光开关两端的初始电压值。

另外，控制器还可以预先设置好各目标光开关对应的调整步长(预设的电压调节值)，每次调整时只对各目标光开关增加或者减少上述预设电压调节值，并在调整后检测一次指定输出端口输出的功率。

进一步的，针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关中各目标光开关的电压值进行调整后，指定输出端口输出的功率增大，说明此次校准能使光交换芯片的性能朝着较好的方向发展，所以下一次校准时仍然可以按照与上一次相同的各目标光开关对应的电压调节方向，按照预设的电压调节值对该组目标光开关中各目标光开关两端的电压进行调整。

而若上一次对该组目标光开关中各目标光开关的电压值进行调整后，指定输出端口输出的功率减小，说明此次校准使光交换芯片的性能朝着较差的方向发展，所以此时控制器会对各目标光开关的电压调节方向进行更新，得到该组目标光开关中各目标光开关对应的更新后电压调节方向，而后控制器可以按照该组目标光开关中各目标光开关对应的更新后电压调节方向，以预设的电压调节值对各目标光开关两端的电压进行调节。

需要说明的是，若上一次对该组目标光开关中各目标光开关的电压值进行调整后，指定输出端口输出的功率减小，控制器可以不保留上一次对该组目标光开关中各目标光开关的电压值进行的调整，以使该组目标光开关中的各目标刚开关保持上一次调整之前的状态。

在对每组目标光开关进行校准的过程中，控制器会获取每组目标光开关对应的校准引导信息，该校准引导信息用于引导每组目标光开关朝着能使指定输出端口输出功率增大的电压调节方向调整电压值。

在对每组目标光开关的电压值进行调整的过程中，每组目标光开关都能确定出向哪个电压调节方向调节电压值能使指定输出端口输出的功率增大，向哪个电压调节方向调节电压值能使指定输出端口输出的功率减小，从而生成上述校准引导信息，并发送给控制器。

针对每组目标光开关，控制会将获取到的校准引导信息发送给该组目标光开关，而后控制器可以以最大化指定输出端口输出的功率为优化目标，根据获取到的校准引导信息，对初始电压调节方向进行更新，得到更新后电压调节方向，进而根据更新后电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。并在之后每一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，都按照上述相同的方法更新该组目标光开关中各目标光开关对应的电压调节方向。

另外，在校准的过程中，控制器可以按照预设概率，对各组目标光开关进行随机的删除，与此同时，随机生成新的一组目标光开关，并且该组目标光开关对应的初始电压调节方向也是随机的。换句话说，每组目标光开关都有预设的概率被删除，但每随机删除一组目标光开关，就会生成一组新的目标光开关，从而在保持目标光开关组数不变的情况下，防止最终得到的各目标光开关对应的校准电压陷入局部最优解。

此外，在对各组目标光开关进行调节的过程中，控制器可以设置相应的临界调节次数，当各组目标光开关达到临界调节次数后，控制器可以将各组目标光开关按照指定输出端口输出功率大小进行排序，从而将排序位于指定位次以下的指定输出端口输出功率较小的各组目标光开关进行删除。该临界调节次数可以根据实际情况进行设定，本说明书对此不做具体限定。

与此同时，保留位于指定位次以上的指定输出端口输出功率较大的各组目标光开关，并对指定输出端口输出功率较大的各组目标光开关进行复制，以用于下一轮次的校准。

需要说明的是，上述指定位次可以为排序的中间位次，从而保证删除的组数与复制的组数相同，以保持目标光开关的总组数不变，当然，该指定位次也可以为其他位次。

由于存在有多组目标光开关，在完成校准后，每组目标光开关都对应有一个指定输出端口输出的功率。因此，控制器可以从中确定出指定输出端口输出的功率最大的一组目标光开关，并将该组目标光开关中各目标光开关处的电压值，作为校准电压值。

为了便于理解，本说明书还提供了一种校准电压值的确定过程示意图，如图3所示。

图3为本说明书中提供的一种校准电压值的确定过程示意图。

其中，控制器会先对指定输入端口和指定输出端口进行初始化处理，而后确定光交换芯片中包含的各光开关，以在各光开关中确定出有指定输入端口到达指定输出端口的最优开关路径以及该最优开关路径对应的各目标光开关，并为各目标光开关设置相应的偏置电压。

而后控制器可以根据各光开关的不同初始电压调节方向，确定出多组目标光开关，并以指定输出端口输出的功率最大化为目标，不断更新各组目标光开关中各目标光开关的电压，并检测每次对各组目标光开关的电压进行调节后指定输出端口输出的功率，最终确定出指定输出功率最大时各目标光开关对应的电压值，作为各目标光开关对应的校准电压值并进行输出。

S106：根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准

控制器可以将根据各目标光开关对应的校准电压值，调整施加在光交换芯片中各目标光开关处的电压值，从而完成对各目标光开关的校准，使其达到理想的目标状态，进而完成对光交换芯片的校准，实现校准后的光交换芯片达到输出功率(发光强度)的最大化。

为了便于理解，本说明书提供了一种校准后的各目标光开关的相位示意图，如图4所示。

图4为本说明书中提供的一种校准后各目标端口的相位示意图。

其中，由于目标光开关S13、S22、S31、S63、S75对应的目标状态为直通状态(如图2所示)，所以经过校准后这些目标光开关的相位接近或等于π，而由于目标光开关S63、S75对应的目标状态为交叉状态，所以经过校准后这些目标光开关的相位接近或等于0。

为了便于理解，本说明书还提供了一种光交换芯片的校准过程示意图，如图5所示。

图5为本说明书中提供的一种光交换芯片的校准过程示意图。

其中，控制器会先对各目标光开关设置初始电压值，从而进行初始化处理，并在每次调整各组光开关的电压值后，就检测一次指定输出端口输出的功率，以及对各组目标光开关进行更新，其中，每一组目标光开关即为一个目标光开关组。当确定指定输出端口输出的功率减小时，则控制器可以更改各光开关的电压调节方向，并记录对每组目标光开关的电压进行调节后指定输出端口输出的功率。当满足一定的临界调节次数后，会对校准效果较好的若干组目标光开关进行复制，直到达到预设调节次数，可以确定出指定输出端口输出功率最大时各光开关对应的校准电压值，从而完成对光交换芯片的校准。而在达到预设调节次数之前，控制器还会对部分的目标光开关组进行消除。

从上述方法可以看出，本说明书会确定出指定输入端口到达指定输出端口的最优开关路径，以及该最优开关路径对应的各光开关，从而减少需要进行校准的光开关的数量，进一步的，本说明书在对光交换芯片进行校准时，能够以最大化输出端口输出的功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，从而根据校准后电压值完成对光交换芯片的校准。

在实际应用中，指定输出端口输出的光功率可以等效为光交换芯片的发光强度，在对目标芯片进行校准的过程中光交换芯片的发光强度变化如图6所示。

图6为本说明书中提供的一种光交换芯片的发光强度变化示意图。

其中，由于各组目标光开关收到校准引导信息的相互影响，所以各组目标光开关对应指定输出端口输出的平均发光强度趋向于最佳发光强度，在调整次数达到临界调节次数400次后，由于部分对应发光强度较低的几组目标光开关会被删除，并生成新的相同组数的目标光开关，所以当调节次数达到400后平均发光强度会突然下跌，但是随着调节次数的增加，平均发光强度会很快趋近于最佳发光强度。

经过上述方法的校准，在输入0dBm发光强度下，目标端口最大发光强度约为-18.5dBm。

以上为本说明书的一个或多个实施的方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的装置，如图7所示。

图7为本说明书提供的一种芯片的校准装置的示意图，包括：

第一确定模块701，用于确定光交换芯片中包含的各光开关；

第二确定模块702，用于在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关；

第三确定模块703，用于根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值；

控制模块704，用于控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率；

调节模块705，用于以最大化所述功率为优化目标，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并确定满足所述优化目标时，加载在每个目标光开关处的电压值，作为校准电压值；

校准模块706，用于根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准。

可选地，所述调节模块705具体用于，根据各光开关对应的不同初始电压调节方向，确定至少一组目标光开关；针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。确定对每组目标光开关完成校准后，所述指定输出端口输出的功率，并将所述功率最大的一组目标光开关中各目标光开关处的电压值，作为所述校准电压值。

可选地，所述调节模块705具体用于，获取每组目标光开关对应的校准引导信息；针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据所述校准引导信息，对所述初始电压调节方向进行更新，得到更新后电压调节方向；根据所述更新后电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。

可选地，所述调节模块705具体用于，针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率增大，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，仍按照与上一次相同的各目标光开关对应的电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

可选地，所述调节模块705具体用于，针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率减小，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，对该组目标光开关中各目标光开关对应的电压调节方向进行更新，得到各目标光开关对应的更新后电压调节方向；根据所述更新后电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

可选地，所述第三确定模块703具体用于，预测满足所述优化目标时，各目标光开关两端的电压，作为各目标光开关对应的预估电压值；根据所述预估电压值，以及所述电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值。

可选地，所述调节模块705具体用于，以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在达到预设调节次数后，确定加载在每个目标光开关处的电压值，或

以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在检测到所述指定输出端口输出的功率达到预设功率后，确定加载在每个目标光开关处的电压值。

本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的一种芯片的校准方法。

本说明书还提供了图所示的一种对应于图1的电子设备的示意结构图。如图8所示。

图8为本说明书中提供的一种应于图1的电子设备的示意结构图。

如图所示，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的芯片的校准方法。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(ProgrammableLogic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logiccompiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware DescriptionLanguage，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced BooleanExpression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java HardwareDescription Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware DescriptionLanguage)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-Speed Integrated CircuitHardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种芯片的校准方法，其特征在于，所述方法应用于光交换芯片，包括：

确定所述光交换芯片中包含的各光开关；

在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关；

根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值；

控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率；

根据各光开关对应的不同初始电压调节方向，确定若干组目标光开关；针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，以对该组目标光开关进行校准，其中，在对各组目标光开关进行校准的过程中，按照预设概率，对各组目标光开关进行随机删除，并在每删除一组目标光开关后，随机生成一组新的目标光开关，以及，当各组目标光开关均达到预设临界调节次数后，将各组目标光开关按照指定输出端口输出功率大小进行排序，并将排序位于指定位次以下的各组目标光开关进行删除；确定对每组目标光开关完成校准后，所述指定输出端口输出的功率，并将所述功率最大的一组目标光开关中各目标光开关处的电压值，作为校准电压值；

根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，具体包括：

获取每组目标光开关对应的校准引导信息；

针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据所述校准引导信息，对所述初始电压调节方向进行更新，得到更新后电压调节方向；

根据所述更新后电压调节方向，调节加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，具体包括：

针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率增大，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，仍按照与上一次相同的各目标光开关对应的电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，具体包括：

针对每组目标光开关，若上一次对该组目标光开关的电压值进行调整后，所述指定输出端口输出的功率减小，则在下一次对该组目标光开关的电压值进行调整时，对该组目标光开关中各目标光开关对应的电压调节方向进行更新，得到各目标光开关对应的更新后电压调节方向；

根据所述更新后电压调节方向，调节该组目标光开关中各目标光开关处的电压值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值，具体包括：

预测满足所述优化目标时，各目标光开关两端的电压，作为各目标光开关对应的预估电压值；

根据所述预估电压值，以及所述电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，具体包括：

以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在达到预设调节次数后，确定加载在每个目标光开关处的电压值，或

以最大化所述功率为优化目标，按照预设的电压调节值，调节加载在每个目标光开关处的电压值，并在检测到所述指定输出端口输出的功率达到预设功率后，确定加载在每个目标光开关处的电压值。

7.一种芯片的校准装置，其特征在于，包括：

第一确定模块，确定光交换芯片中包含的各光开关；

第二确定模块，在所述各光开关中，确定信号从所述光交换芯片的指定输入端口到达所述光交换芯片的指定输出端口的最优开关路径，以及所述最优开关路径对应的各光开关，作为目标光开关；

第三确定模块，根据各目标光开关对应的电压取值范围，确定针对每个目标光开关的初始电压值；

控制模块，控制所述光交换芯片在每个目标光开关处加载所述初始电压值，并确定每个目标光开关加载所述初始电压值后，所述光交换芯片通过所述指定输出端口输出的功率；

调节模块，根据各光开关对应的不同初始电压调节方向，确定若干组目标光开关；针对每组目标光开关，以最大化所述功率为优化目标，根据该组目标光开关中各目标光开关对应的初始电压调节方向，对加载在该组目标光开关中每个目标光开关处的电压值进行若干次调节，以对该组目标光开关进行校准，其中，在对各组目标光开关进行校准的过程中，按照预设概率，对各组目标光开关进行随机删除，并在每删除一组目标光开关后，随机生成一组新的目标光开关，以及，当各组目标光开关均达到预设临界调节次数后，将各组目标光开关按照指定输出端口输出功率大小进行排序，并将排序位于指定位次以下的各组目标光开关进行删除；确定对每组目标光开关完成校准后，所述指定输出端口输出的功率，并将所述功率最大的一组目标光开关中各目标光开关处的电压值，作为校准电压值；

校准模块，根据所述校准电压值，对所述光交换芯片进行校准。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～6任一项所述的方法。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～6任一项所述的方法。