波导总线及用于自动生成波导总线的布局的方法、系统技术方案

本发明专利技术涉及波导总线及用于自动生成波导总线的布局的方法、系统，公开一用于生成指示波导总线的平衡光波导的路径的布局的系统、方法、软件工具等。网格用于路由路径，分别在对应的第一和第二输入/输出节点间延伸，并且在定义区域的边界内。路径将自动重新路由以平衡长度和弯曲数量，而不会过度增加这些路径中的长度或弯曲数量，也不会进一步移动输入/输出节点或超出已建立的边界。基于与网格上的点的不同路径特定集合相关的各种交集运算的结果，迭代地执行路径的自动重新路由，以确定何时及何处向路径中插入附加直线段和弯曲。然后，生成指示平衡路径的布局。还公开一具有平衡光波导的波导总线结构。的波导总线结构。的波导总线结构。

【技术实现步骤摘要】
波导总线及用于自动生成波导总线的布局的方法、系统


[0001]本专利技术涉及光波导，更具体地，涉及用于自动生成波导总线的布局的设计方法、系统和软件工具的实施例，以及根据所述布局制造的波导总线的实施例。

技术介绍

[0002]更具体地，硅光子集成芯片(PIC)可以包括光波导(WG)总线(即，一组光WG)。WG总线中的每个WG在一对输入/输出节点之间传输光信号。在PIC设计期间，光WG的路径根据，例如针对关键尺寸、最小化面积消耗等的设计规则自动地布置(例如，通过WG布局生成工具)。通常，生成的自动生成布局中的每条路径在其对应的输入/输出节点之间具有可能的最短长度和最少弯曲数量。然而，一些PIC设计要求WG总线中的WG是平衡的。为了本专利技术的目的，“平衡WG”是指使通过其中的光信号经受基本相同的传输损耗和相移的WG。本领域技术人员将认识到，通过WG的光信号的传输损耗和相移将取决于WG的长度和WG内弯曲的数目。也就是说，传输损耗和相移都是由长度和弯曲引起的。通常，如果需要平衡WG，则自动生成布局(例如，如上所述，每条路径在其对应的输入/输出节点之间具有可能的最短长度和最少弯曲数量)。然后，手动改变一个或多个路径的长度和/或一个或多个路径中的弯曲数量，使得所有路径具有大致相同的长度和弯曲数量。理想情况下，进行WG平衡，不仅可以均衡传输损耗和相移，而且可以最小化传输损耗和相移。不幸的是，在考虑到这些目标的情况下手动更改布局的路径可能会非常耗时、不一致、容易出错等。

技术实现思路

[0003]本文公开了一种设计系统的实施例，用于自动生成指示WG总线的平衡光波导(WG)路径的布局。所述系统可包括存储介质，其存储包括具有多个光WG的WG总线的设计(例如，示意图(schematic diagram))。所述系统还可以包括与所述存储介质通信的处理器。所述处理器可以从所述存储介质访问所述设计，并根据所述设计为所述光WG路由路径。具体地，所述处理器可以路由所述路径，使得它们分别在对应的第一和第二输入/输出节点之间延伸，并且使得它们在矩形区域的定义边界内。处理器可以进一步自动地重新路由所述路径，以减少所述路径之间的总长度和弯曲总数的任何差异(即，平衡路径的长度和弯曲数量)。具体地，所述处理器可以在不移动第一和第二输入/输出节点中的任一者并且不超出所定义的所述边界的情况下，将每个等于一个长度单位的附加直线段和/或附加弯曲插入到所述路径中的至少一个中。在所述路径中插入附加直线段和/或附加弯曲将创建平衡路径。所述技术，尤其是，用于确定何时何处自动插入附加直线段和/或附加弯曲的算法(如下面详细描述部分中进一步讨论的)确保平衡路径在与所述路径相同的对应的第一和第二输入/输出节点之间延伸，在相同的定义边界内，并且在长度和相同的弯曲数量上具有最小差异(如果有的话)。所述处理器可以进一步生成布局，其指示光WG的平衡路径。
[0004]本文还公开了一种设计方法的实施例，用于自动生成指示WG总线的平衡光波导(WG)的路径的布局。所述方法可包括由处理器从存储介质访问包括具有多个光WG的WG总线
的设计(例如，示意图)。所述方法还可包括由所述处理器基于所述设计为光WG路由路径。可执行路由所述路径的过程，使得所述路径分别在对应的第一和第二输入/输出节点之间延伸，并且使得它们在矩形区域的定义边界内。所述方法还可以包括由所述处理器自动地重新路由所述路径，以减少所述路径之间的总长度和弯曲总数的任何差异(即，平衡路径的长度和弯曲数量)。自动重新路由所述路径的过程可以包括在不移动第一和第二输入/输出节点并且不超出所定义的所述边界的情况下，将每个等于一个长度单位的附加直线段和/或附加弯曲插入到所述路径的至少一个中。在所述路径中插入附加直线段和/或附加弯曲将创建平衡路径。所述技术，特别是用于确定何时何处自动插入附加直线段和/或附加弯曲的算法(在下面的详细描述部分中进一步讨论)确保平衡路径在与所述路径相同的对应的第一和第二输入/输出节点之间延伸，在相同的定义边界内，并且在长度和相同的弯曲数量上存在最小差异(如果有的话)。所述方法还可以包括由所述处理器生成指示光WG的平衡路径的布局。
[0005]本文还公开了计算机程序产品的实施例。所述计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质至少具有软件工具，所述软件工具具有用于波导(WG)布局生成的程序指令。用于波导布局生成的所述程序指令可由处理器读取，所述处理器可执行这些指令以执行上述用于自动生成指示WG总线的平衡光波导(WG)的路径的布局的方法。
[0006]本文还公开了结构(例如，硅光子集成电路(PIC)芯片)的实施例。所述结构可以包括衬底(substrate)和在所述衬底上具有多个光WG的波导(WG)总线。例如，光WG可以是根据特定布局制造的WG，所述布局由上述系统、方法或计算机程序产品实施例中的任何一个自动生成。具体而言，WG总线可以位于具有定义边界的矩形区域内。所述WG总线可以包括多个光WG。光WG可以分别在对应的第一和第二输入/输出节点之间延伸。不同WG的第一和第二输入/输出节点可以通过不同的距离隔开。即，第一WG可以在被第一距离隔开的第一和第二输入/输出节点之间延伸；第二WG可以在不同的第一和第二输入/输出节点之间延伸，所述第一和第二输入/输出节点被大于所述第一距离的第二距离隔开；以此类推。所述光WG可以包括直线段和弯曲的不同组合，使得光WG的总长度在长度单位数量的阈值差内，并且使得光WG中的弯曲总数相等。最后，由于所述WG总线是根据由上述系统、方法或计算机程序产品实施例中的任何一个自动生成的布局来制造的，因此在被最长距离隔开的第一和第二输入/输出节点之间延伸的一个特定光WG可以包括直线段和弯曲的特定组合，并且此特定组合可以包括具有阶梯形状的弯曲级联。
附图说明
[0007]通过以下参考附图的详细描述，本专利技术将得到更好的理解，附图不一定按比例绘制，其中：
[0008]图1A为自动生成布局的示意图，显示了WG总线的四个光波导(WG)的四条路径；
[0009]图1B为示例性修改布局的示意图，其中，图1A中所示的路径已被手动重新路由；
[0010]图2为计算机辅助设计(CAD)系统的公开实施例的示意图，所述计算机辅助设计(CAD)系统用于自动生成指示WG总线的平衡光WG的路径的布局；
[0011]图3为根据所公开的实施例所示的WG总线的光WG的路径的初始布置的示意图；
[0012]图4为根据公开的实施例所示的减少了总长度和弯曲总数差异的自动重新路由路径的示意图；
[0013]图5A
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图5B为自动调整类型1的图表，其中，可增加路径长度而不增加路径中的弯曲数量；
[0014]图6A
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图6B为自动调整类型2的图表，其中，路径的长度增加并且路径中的弯曲的数量也增加；
[0015]图7A
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图7B为路径自动调整类型3的图表，其中，路径的弯曲数量可以在不增加路径长度的情况下增加；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括通过处理器路由用于波导总线的光波导的路径，其中，所述路径在矩形区域的边界内被路由并且分别在对应的第一和第二输入/输出节点间延伸；通过所述处理器自动重新路由所述路径，以减少总长度和弯曲总数的任一个的差异，其中，所述路径的所述自动重新路由包括将附加直线段和附加弯曲中的任一个插入到所述路径的至少一个中，以创建分别在所述对应的第一和第二输入/输出节点间延伸并且在所述边界内的平衡路径；以及通过所述处理器生成指示所述光波导的所述平衡路径的布局。2.根据权利要求1所述的方法，其中，减少所述总长度和所述弯曲总数的所述差异平衡了通过所述光波导传输的光信号的传输损耗和相移。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路径的所述路由包括：形成由单元组成的网格，其中，所述单元呈正方形，且其中，每个单元的各侧对应于一个长度单位，并且是为所述光波导中的所有弯曲设置的固定弯曲半径的两倍；沿所述网格上的线建立所述矩形区域的所述边界；将用于所述光波导的所述第一和第二输入/输出节点布置在所述网格上，使得所有第一输入/输出节点位于所述矩形区域的一侧边界上的网格点处，且所有第二输入/输出节点位于所述矩形区域的相邻侧边界上的网格点处；以及沿所述网格的线路由所述路径，使得第一输入/输出节点和第二输入/输出节点间的各路径表示具有最小数量的90度转弯的最短路由，其中，各90度转弯对应于一弯曲。4.根据权利要求3所述的方法，其中，迭代地执行所述路径的所述重新路由，且其中，对于所考虑的任何特定路径，附加直线段插入和附加弯曲插入是基于所述特定路径上的所有网格点的集合与具有与所述特定路径中的至少一个弯曲对齐的至少一个角的已识别单元的所有角的集合间的交集运算以及所述特定路径中的所有弯曲的集合与所述已识别单元的所有角的所述集合间的交集运算的结果。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述路径的所述重新路由包括增加特定路径的长度，以及其中，所述特定路径的所述长度的所述增加包括以下任意一个：扫描第一单元，所述第一单元具有与所述特定路径中的至少一个弯曲对齐的至少一个角并且满足第一条件，所述第一条件包括：所述特定路径上的所有网格点的集合与所述第一单元的所有角的集合间的交集等于2，以及所述特定路径中的所有弯曲的集合与所述第一单元的所有角的集合间的交集等于2；当所述第一单元被识别时，围绕所述第一单元拖动所述特定路径，以有效地在所述特定路径中插入两个附加直线段，使所述总长度增加两个长度单位，并保持所述弯曲总数不变；当没有第一单元被识别时，扫描第二单元，所述第二单元具有与所述特定路径中的至少一个弯曲对齐的至少一个角并且满足第二条件，所述第二条件包括：所述特定路径上的的所有网格点的所述集合与所述第二单元的所有角的集合间的交集等于2，以及所述特定路径中的所有弯曲的所述集合与所述第二单元的所有角的所述集合间的交集等于1；以及当所述第二单元被识别时，围绕所述第二单元拖动所述特定路径，以有效地将两个附
加直线段和两个附加弯曲插入所述特定路径中，从而有效地将所述总长度增加两个长度单位，并将所述弯曲总数增加两个。6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述路径的所述重新路由包括在特定路径中增加弯曲数量，以及其中，所述特定路径中的所述弯曲数量的所述增加包括：扫描第三单元，所述第三单元具有与所述特定路径中的至少一个弯曲对齐的至少一个角并且满足第三条件，所述第三条件包括：所述特定路径上的所有网格点的集合与所述第三单元的所有角的集合间的交集等于3，以及所述特定路径中的所有弯曲的集合与所述第三单元的所有角的所述集合间的交集等于1；以及当所述第三单元被识别时，围绕所述第三单元拖动所述特定路径，有效地将两个附加弯曲插入所述特定路径中，以将所述弯曲总数增加两个并保持所述总长度不变。7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述路径的所述重新路由包括移动特定路径以提供附加空间用于进一步的路径路由改变；以及其中，所述特定路径的所述移动包括：扫描第四单元，所述第四单元具有与所述特定路径中的至少一个弯曲对齐的至少一个角并且满足第四条件，所述第四条件包括：所述特定路径上的所有网格点的所述集合与所述第四单元的所有角的集合间的交集等于3，以及所述特定路径中的所有弯曲的所述集合与所述第四单元的所有角的所述集合间的交集等于2；以及当所述第四单元被识别时，围绕所述第四单元拖动所述特定路径，以便在保持所述总长度和所述弯曲总数不变的同时，移动所述特定路径。8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述布局的所述生成包括在所有所述平衡路径内重塑所有90度转弯，以形成具有所述固定弯曲半径的曲线状弯曲。9.一种系统，包括存储介质，存储包括多个光波导的波导总线的示意图；以及处理器，与所述存储介质通信；其中，所述处理器访问所述示意图，并基于所述示意图，在矩形区域的边界内为所述光波导路由路径，其中，所述路径分别在第一和第二输入/输出节点间延伸；其中，所述处理器还通过将附加直线段和附加弯曲中的任一个插入到所述路径的至少一个中，以自动地重新路由所述路径以减少总长度和弯曲总数中的任一个的差异，以在所述边界内创建分别在对应的第一和第二输入/输出节点间延伸的平衡路径；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李袁熙，T，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：