JPH03144612A - 接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、光を用いて、並列高速に情報を伝送するた
めに必要な接続方法に関する。

（従来の技術） 大規模な情報を処理するために、高速に演算を実行する
計算機の研究が進んでいるが、電気回路を用いた逐次処
理による方法では、すでに性能限界に近づいている。そ
こで、スーパーコンピュータやアレイプロセッサなど、
複数の演算を同時に実行する並列処理アーキテクチャな
どの研究が進んでいる。一方、空間的な広がりを持ち、
その物理的な性質は互いに干渉し合わないため、光を用
いた演算は並列性に優れている。このような並列演算に
は、並列に配列されたデータ間の光接続が重要である。

このような光接続法として、従来、ホログラムやプリズ
ムを用いて光を偏向させる方法が一般的であった。しか
し、このような光偏向素子は、設計や製作が難しく、ま
た、他の光機能素子と組合せる場合の光学系が複雑であ
った。このような欠点を解決するために、最近になって
、レンズの結像を用いた光接続方法が提案された。

この方法の詳細は、例えば、雑誌「オプティカルコンピ
ユーテイング８８ダイジエスト（ＯｐｔｉｃａｌＣｏｌ
ｐｕｔｉｎｇ　’　８８　Ｄｉｇｅｓｔ）」に記載され
た論文「パーフェクトシャッフルの工学系（ＧｅＯｌｅ
ｔｒｉｅＳ　ｆｏｒＯｐｔｉｃａｌ　　ｌ１１ｐｌｅｌ
ｅｎｔａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰｅｒｆｅｃｔＳ
ｃｈｕｆｆｌｅ）に述べられている。この方法は、レン
ズのみを用いて光の接続を行っているが、汎用性に乏し
く、特別な接続に限られていた。また、システム的な検
討も不十分で、面内に配列されたデータを任意の位置へ
分岐させる方法が、不明確であった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の接続方法を光で実現するためには、
光学系が複雑になるか、あるいは、面内に配列されたデ
ータを任意の位置へ分岐させることが容易でなかった。

本発明の目的は、面内に配列されたデータを任意の位置
へ、セルフルーティングに分岐させる接続方法を提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） この発明の光接続方法は、ＮＸＮ個の面配列の信号を入
力する入力面から、前記入力面と同じ構造を有する出力
面へ信号を伝送する接続方法において、前記入力面と前
記出力面の間に、前記入力面の信号の数と同じ信号をス
イッチングする（Ｎ／２）Ｘ　（Ｎ／２）個のスイッチ
を配列したスイッチングアレイをｌｏｇＮ個介して、前
記入力面と前記出力面の接続を行い、第ｋ　［０＜ｋ≦
ｌｏｇＮ］番目の面の第（ｎ、ｍ＞［０≦ｎ＜Ｎ。

０≦ｍ＜Ｎ　］番目の位置にあるスイッチから、第（ｋ
　＋　１．　）番目の面へ信号を送る際、それぞれ、ｋ
がｌｏｇＮより小さい場合、ｎ／２ｋ＝ｑ−２ｋ＋　ｒ
　、　ｍ／２ｋ＝　ｓ　−２”＋　ｔとして、ｑ、　ｓ
が共に＠数になるｎ、ｍに対しては、第＜　２　”　’
−２ｎ−２、２ｋ＋１　−２ｍ−２）番目の位置にある
スイッチ、ｑが偶数で、Ｓが奇数になるｎ、ｍに対して
は、（２ｋ＋１−２ｎ−２．２”２−２ｍ−１）にある
スイッチ、ｑが奇数で、Ｓが偶数になるｎ、ｍに対して
は、（２ｋ＋１　−２ｎ−２゜２ｋ＋１　２ｍ　２）に
あるスイッチ、ｑ、ｓが共に奇数になるｎ、ｍに対して
は、第（２””−２ｎ−１，２ｋ＋１−２ｍ−１）番目
の位置にあるスイッチへ分岐せしめることを特徴とする
。

（作用） この作用の原理を第２図を参照して説明する。

第２図は、■６人力、１６出力の光接続に関して、ネッ
トワーク内のデータの流れを示したものである。入力信
号Ａ〜Ｐは、８個の２人力２出力のスイッチによって分
岐、分配された後に、次段のスイッチに入力される。１
６人出力の場合には、このようなスイッチを合計４回通
過することによって、出力信号ａ〜ｐが得られる。これ
らの出力信号は、それぞれ、アドレスｏｏｏｏから１１
１１に対応しており、各スイッチは、アドレスを解読す
ることによって、スイッチング先を決められ、セルフル
ーティングなネットワークを構成できる。

第１段目のスイッチは、最上ビットに対応し、第２段目
および第３段目のスイッチは２番目のビットおよび３番
目のビットにそれぞれ対応し、第４段目のスイッチは、
最下位のビットに対応する。

奇数番目のスイッチは自分のアドレスが、０の場合、図
の上で上側へ、１の場合下関へスイッチングし、偶数番
目のスイッチは、自分のアドレスが０の場合下関へ、１
の場合上側へスイッチングさせれば、所望の出力データ
を送ることができる。

また、各スイッチが放送機能を有すれば、ネットワーク
全体として、放送ｉ能を有することができる。この構成
では、各段のスイッチは直線上に配列されており、また
、各スイッチを結ぶ信号線も、ある直線上で交差してい
る。従って、各スイッチ間の接続を空間伝播光で行う場
合には、信号線が交差している位置にレンズを置けば、
出力側のスイッチの面が、入力量のスイッチの面に結像
されることになる、それぞれのスイッチを結像関係で結
ぶことができる。−膜内に、Ｎ入力Ｎ出力の接続を行う
場合には、ｌｏｇＮ段のスイッチを必要とする０以上、
１次元に配列されたスイッチの間の２次元的な光接続法
について述べたが、例えば４人力４出力を用いて、２次
元的に配列されたスイッチの間の３次元的な光接続法も
容易に実現できる。第３図は、６４人力６４出力の面接
続を行う場合の１段目のスイッチと２段目のスイッチの
間の接続関係を示したものである。太い線で描かれた四
角形は、１つのスイッチを表し、矢印は、１段目のスイ
ッチから２段目のスイッチへの光の進む路を示したもの
である。それぞれの矢印は、同一平面状にある４×４の
点で交差しており、この位置に、レンズを置くことによ
って、１次元の場合と同様に、結像関係で接続を実現で
きる。

殻に、ｎ２人力ｎ２出力の接続を行う場合には、４人力
４出力のスイッチを用いて、Ｉｏｇｎ段のスイッチを必
要とする。

（実施例） 以下、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の接続方法を光学的に実現する光接
続装置の一例を示す斜視図である。この光接続装置は、
例えば、半導体レーザアレイのような発光素子アレイ１
と、例えば、マイクロレンズアレイ等のレンズアレイ２
と、受光素子アレイ３と、例えば、４人力４出力のクロ
スバスイッチを配列したスイッチアレイ４と、発光素子
に電圧を印加する回路から構成される発光素子駆動装置
５と、スイッチを制御する回路から構成されるスイッチ
駆動装置６とから構成される光接続手段を複数個備えて
いる。

以上の構成の光演算装置おいて、装置に入力するデータ
は発光素子駆動装置５によって制御される０発光素子か
ら出射した光はレンズによって受光素子に結像される。

第４図（ａ）は、６４人力６４出力の光接続を行うため
の第１段目のレンズの形状を示したものである。醗酵素
子のピッチをｄとすると、直径５ｄ／３のレンズを図の
ように４個１４ｍ接触して配置する。同様に同図（ｂ）
および（ｃ）は第２段目および第３段目のレンズの形状
をそれぞれ示したもので、直径３ｄ、８ｄのレンズがそ
れぞれ配置されている。このとき、第５図に示すように
、レンズの焦点距離をｆとして、最終段を除いて、各醗
酵素子アレイとレンズの間のＩ’ｌｌが２ｆ／３、レン
ズと次段の受光素子アレイの間の距離が４ｆ／３、最終
段の発光素子アレイ１７とレンズ１８の間の距離が３で
、レンズ１８と次段の受光素子アレイ１９の間の距離が
２ｆになるように、各レンズを配置する。受光素子は、
醗酵素子と同じピッチで配列されており、醗酵素子の結
像パタンを受光する。受光した信号は、例えば、４人力
４出力のクロスバスイッチ２０２１によって、分岐され
る０合計３回の接続によって、面全体６４本の信号の間
の接続を実現できる。

この方法は、レンズのピッチと位置を変えることによっ
て、容易に、より数の多い接続に適用できる。

（発明の効果） 以上に詳述したように、この発明の接続法を用いること
により、面情報を高速にスイッチングできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の接続方法を実施する光接続装置の一
例を示す斜視図、第２図は接続ネットワークを示す図、
第３図はスイッチの間の接続関係を示す図、第４図は接
続に用いる第１のレンズの′Ｗｉ造を示す図、第５図は
光学系の構成を示す図である。 ■・・・発光素子アレイ、２・・・レンズアレイ、３・
・・受光素子アレイ、４・・・スイッチアレイ、５・・
・発光素子駆動装置、６・・・スイッチ駆動装置、１１
．１４．１７・・・発光素子、１２，１５゜１ ８・・・レンズ、 １６　。 ９・・・受光素子、 ２０゜ ２２・・・クロスバスイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｎ×Ｎ個の面配列の信号を入力する入力面から、前記入
   力面と同じ構造を有する出力面へ信号を伝送する接続方
   法において、前記入力面と前記出力面の間に、前記入力
   面の信号の数と同じ信号をスイッチングする（Ｎ／２）
   ×（Ｎ／２）個のスイッチを配列したスイッチングアレ
   イをｌｏｇＮ個介して、前記入力面と前記出力面の接続
   を行い、第ｋ［０＜ｋ≦ｌｏｇＮ］番目の面の第（ｎ、
   ｍ）［０≦ｎ＜Ｎ、０≦ｍ＜Ｎ］番目の位置にあるスイ
   ッチから、第（ｋ＋１）番目の面へ信号を送る際、それ
   ぞれ、ｋがｌｏｇＮより小さい場合、ｎ／２＾ｋ＝ｑ・
   ２＾ｋ＋ｒ、ｍ／２＾ｋ＝ｓ・２＾ｋ＋ｔとして、ｑ、
   ｓが共に偶数になるｎ、ｍに対しては、第（２＾ｋ＾＋
   ＾１−２ｎ−２、２＾ｋ＾＋＾１−２ｍ−２）番目の位
   置にあるスイッチ、ｑが偶数で、ｓが奇数になるｎ、ｍ
   に対しては、（２＾ｋ＾＋＾１−２ｎ−２、２＾ｋ＾＋
   ＾２−２ｍ−１）にあるスイッチ、ｑが奇数で、ｓが偶
   数になるｎ、ｍに対しては、（２＾ｋ＾＋＾２−２ｎ−
   ２、２＾ｋ＾＋＾１−２ｍ−２）にあるスイッチ、ｑ、
   ｓが共に奇数になるｎ、ｍに対しては、第（２＾ｋ＾＋
   ＾２−２ｎ−１、２＾ｋ＾＋＾２−２ｍ−１）番目の位
   置にあるスイッチへ分岐せしめることを特徴とする接続
   方法。