一种深度神经网络光子加速芯片及其运算系统

专利主权项内容

1.一种深度神经网络光子加速芯片，其特征在于，所述芯片由调制器阵列、微环加权阵列、M×M循环阵列波导光栅及探测器阵列一体化集成；其中：所述调制器阵列由M个调制器组成，用于接收外部多波长光载波信号；调制器阵列共M个电输入端用于接收神经网络前一层神经网络节点信号，将神经网络前一层神经网络节点信号通过调制器阵列分别加载到多波长光载波信号上，得到M个子多波长调制光信号；所述微环加权阵列包含M个微环加权单元，每个微环加权单元由1个直通波导与M个微环谐振器串联组成；M个直通波导的输入端为微环加权阵列的光输入端，M个直通波导的输出端为微环加权阵列的光输出端，微环加权阵列M个光输入端与调制器阵列M个调制器的光输出端连接，M个直通波导的光输入端分别接收M个子多波长调制光信号，加权系数控制信号通过控制每个微环加权单元中M个微环谐振器的耦合系数分别实现子多波长调制光信号中M个波长的卷积核系数加权，在直通波导输出端得到M个子加权强度调制光信号；所述M×M循环阵列波导光栅的光输入端分别与微环加权阵列M个光输出端连接；所述M个子加权强度调制光信号在所述M×M循环阵列波导光栅中根据波长实现不同波长信号循环路由，在光输出端得到M个重构子加权强度调制光信号；所述探测器阵列包含M个探测器，每个探测器包含1个光输入端与1个电输出端，探测器阵列共M个电输出端为整个光子芯片的电输出端；所述M×M循环阵列波导光栅的光输出端分别与探测器阵列的光输入端连接，探测器阵列将所述M个重构子加权强度调制光信号转换为电信号，M个探测器输出电信号作为深度神经网络光子加速芯片的电输出信号，经过数据采集实现神经网络前一层神经网络节点信号与神经网络矩阵完成矩阵乘加运算。