基于路径的光学仿真器件激活方法、装置及终端设备与流程

1.本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种基于路径的光学仿真器件激活方法、装置及终端设备。


背景技术：

2.光子集成(photonic integrated circuit，pic)技术致力于应用半导体工艺实现光学系统的芯片化。由于光通信相较于传统的通信方式具有高带宽、可并行的优势，基于光子集成技术的光子芯片可以在通信、定式运算等领域发挥重要作用，优化信息系统的通信带宽、功耗表现以及计算能力。
3.在在光子集成芯片的设计过程中，对光学系统的仿真模拟是必不可少的。传统上，光学系统仿真类似于电子芯片设计中的仿真过程，然而由于光学器件与电子器件的物理性质存在差异，且光信号的在光学系统中的传播过程具有独特的性质，因此仿真过程的实现难度大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于路径的光学仿真器件激活方法、装置及终端设备，能够简化光学系统的仿真过程，减少计算量。
5.本发明实施例的第一方面提供了一种基于路径的光学仿真器件激活方法，包括：
6.获取集成光子系统的系统拓扑关系和备选器件的内部端口关系，所述备选器件为所述集成光子系统中的器件，所述内部端口关系为所述备选器内中各端口间的光信号传递关系；
7.获取所述备选器件中的输入器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输入器件对应的第一端口，所述第一端口为能够接收到所述输入器件发出的光信号的端口；
8.获取所述备选器件中的输出器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输出器件对应的第二端口，所述第二端口为能够向所述输出器件传输光信号的端口；
9.根据所述第一端口和所述第二端口确定所述备选器件中的激活器件。
10.本发明实施例的第二方面提供了一种基于路径的光学仿真机器激活装置，包括：
11.获取模块，用于获取集成光子系统的系统拓扑关系和备选器件的内部端口关系，所述备选器件为所述集成光子系统中的器件，所述内部端口关系为所述备选器内中各端口间的光信号传递关系；
12.第一端口获取模块，用于获取所述备选器件中的输入器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输入器件对应的第一端口，所述第一端口为能够接受到所述输入器件发出的光信号的端口；
13.第二端口获取模块，用于获取所述备选器件中的输出器件，根据所述系统拓扑关
系和所述内部端口关系，确定所述输出器件对应的第二端口，所述第二端口为能够向所述输出器件传输光信号的端口；
14.激活器件确定模块，用于根据所述第一端口和所述第二端口确定所述备选器件中的激活器件。
15.本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
16.本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读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如上所述方法的步骤。
17.本发明实施例的第五方面提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
18.本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供了一种方法基于路径的光学仿真器件激活，包括获取集成光子系统的系统拓扑关系和备选器件的内部端口关系；获取备选器件中的输入器件和输出器件，根据系统拓扑关系和内部端口关系，确定输入器件对应的第一端口和输出器件对应的第二端口，第一端口为能够接收到输入器件发出的光信号的端口，第二端口为能够向输出器件传输光信号的端口；根据第一端口和第二端口确定备选器件中的激活器件。本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法，能够简便快捷的确定集成光子系统中需要被激活的器件，从而有效简化其仿真过程，降低计算量。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法的实现流程示意图；
21.图2是本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法的应用示意图；
22.图3是本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法的又一应用示意图；
23.图4是本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活装置的示意图；
24.图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
25.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
26.为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
27.本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法可以应用在光子集成芯片的设计过程中。以上过程会不断调用集成光子系统中各个器件的行为模型进行仿真模拟和计算，传统的仿真方式计算量大且耗时长。
28.图1示出了本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法的实现流程示意图。参见图1，在本实施例中，基于路径的光学仿真器件激活方法可以包括步骤s101至s104。
29.s101：获取集成光子系统的系统拓扑关系和备选器件的内部端口关系，所述备选器件为所述集成光子系统中的器件，所述内部端口关系为所述备选器内中各端口间的光信号传递关系。
30.在一些实施例中，由于光子集成芯片的设计过程中，用户会频繁改变器件的种类、位置和连接关系，因此在每次激活器件进行仿真前，需要获取当前集成光子系统包含的器件及其连接关系。
31.具体的，以上系统拓扑关系和内部端口关系均为连接关系和通断关系，为二值函数，而不涉及信号在传递过程中具体的数值变化。
32.可选的，集成光子系统为用户界面上现有的光学器件构成的系统。
33.s102：获取所述备选器件中的输入器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输入器件对应的第一端口，所述第一端口为能够接收到所述输入器件发出的光信号的端口。
34.图2示出了本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活方法的应用示意图。参见图2，在一个具体的实例中，集成光子系统包含至少一个输入器件，即光源。根据各个器件之间相互连接的系统拓扑关系和各个器件的内部端口关系确定能够接收到光源发出的光信号的端口，作为第一端口a。
35.在一些实施例中，s102中获取备选器件中的输入器件可以包括：
36.获取所述集成光子系统的系统输入端口。
37.将包含所述系统输入端口的备选器件作为所述输入器件。
38.s103：获取所述备选器件中的输出器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输出器件对应的第二端口，所述第二端口为能够向所述输出器件传输光信号的端口。
39.参见图2，在一个具体的实例中，集成光子系统包含至少一个输出器件，即探测器。根据各个器件之间相互连接的系统拓扑关系和各个器件的内部端口关系确定能够向输出器件传输光信号的端口，作为第二端口b。
40.在一些实施例中，s103中获取备选器件中的输出器件可以包括：
41.获取所述集成光子系统的系统输出端口。
42.将包含所述系统输出端口的备选器件作为所述输出器件。
43.s104：根据所述第一端口和所述第二端口确定所述备选器件中的激活器件。
44.在一些实施例中，s104的具体实现方式可以包括：
45.获取第三端口，所述第三端口为同时为第一端口和第二端口的端口。
46.将包含所述第三端口的备选器件作为所述激活器件。
47.参见图2，在一个具体的示例中，将包含第三端口的器件1、器件3、器件4作为激活
器件，其他器件在本次模拟过程中无需进行激活。
48.本实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活装置能够简便快捷的确定集成光子系统中需要被激活的器件，从而有效简化其仿真过程，降低计算量。
49.在一些实施例中，s104之后，上述基于路径的光学仿真器件激活方法还可以包括：
50.调用所述激活器件的行为模型。
51.基于所述系统拓扑关系和所述行为模型构建所述集成光子系统的简化仿真模型。
52.在一些实施例中，上述调用激活器件的行为模型的具体实现方式可以包括：
53.获取所述激活器件中的第三端口和所述激活器件的初始行为模型。
54.选取所述初始行为模型中与所述第三端口相关的部分作为所述激活器件的行为模型。
55.图3示出了基于路径的光学仿真器件激活方法的又一应用示意图。图3示出的器件为激活器件，其中的端口1、端口6、端口7以及端口8为第一端口a；端口2、端口3、端口4以及端口5为第二端口b。则仅有端口1和端口5同时为第一端口a和第二端口b，即端口1和端口5为第三端口。在该器件的初始行为模型中选取端口1和端口5之间的部分作为激活器件的行为模型。
56.在一些实施例中，初始行为模型包括s矩阵，行为模型包括简化s矩阵。
57.在一个具体的实例中，对于一个八端口的激活器件，其初始行为模型的s矩阵可以为：
[0058][0059]
在端口1和端口5为第三端口时，其行为模型为s
51
，可见，取行为模型进行集成光子系统的简化仿真可以大幅减少仿真过程中的计算量和用时，提高仿真运算能力。
[0060]
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0061]
图4示出了本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活装置的结构示意图。参加图4，在一些实施例中，基于路径的光学仿真器件激活装置40可以包括获取模块410、第一端口获取模块420、第二端口获取模块430、激活器件确定模块440。
[0062]
获取模块410用于获取集成光子系统的系统拓扑关系和备选器件的内部端口关系，所述备选器件为所述集成光子系统中的器件，所述内部端口关系为所述备选器内中各端口间的光信号传递关系。
[0063]
第一端口获取模块420用于获取所述备选器件中的输入器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输入器件对应的第一端口，所述第一端口为能够接受到所述输入器件发出的光信号的端口。
[0064]
第二端口获取模块430用于获取所述备选器件中的输出器件，根据所述系统拓扑关系和所述内部端口关系，确定所述输出器件对应的第二端口，所述第二端口为能够向所述输出器件传输光信号的端口。
[0065]
激活器件确定模块440用于根据所述第一端口和所述第二端口确定所述备选器件
中的激活器件。
[0066]
本发明实施例提供的基于路径的光学仿真器件激活装置能够简便快捷的确定集成光子系统中需要被激活的器件，从而有效简化其仿真过程，降低计算量。
[0067]
在一些实施例中，激活器件确定模块440具体用于获取第三端口，所述第三端口为同时为第一端口和第二端口的端口。将包含所述第三端口的备选器件作为所述激活器件。
[0068]
在一些实施例中，基于路径的光学仿真器件激活装置40还可以包括简化仿真模型建立模块，用于调用所述激活器件的行为模型。基于所述系统拓扑关系和所述行为模型构建所述集成光子系统的简化仿真模型。
[0069]
在一些实施例中，简化仿真模型建立模块具体用于：获取所述激活器件中的第三端口和所述激活器件的初始行为模型。选取所述初始行为模型中与所述第三端口相关的部分作为所述激活器件的行为模型。
[0070]
在一些实施例中，初始行为模型包括s矩阵，行为模型包括简化s矩阵。
[0071]
在一些实施例中，第一端口获取模块420具体用于：
[0072]
获取所述集成光子系统的系统输入端口。将包含所述系统输入端口的备选器件作为所述输入器件。
[0073]
在一些实施例中，第二端口获取模块430具体用于：
[0074]
获取所述集成光子系统的系统输出端口。将包含所述系统输出端口的备选器件作为所述输出器件。
[0075]
图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备50包括：处理器500、存储器510以及存储在所述存储器510中并可在所述处理器500上运行的计算机程序520，例如基于路径的光学仿真器件激活程序。所述处理器50执行所述计算机程序520时实现上述各个基于路径的光学仿真方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s104。或者，所述处理器500执行所述计算机程序520时实现上述各装置实施例中各模块、单元的功能，例如图4所示模块410至440的功能。
[0076]
示例性的，所述计算机程序520可以被分割成一个或多个模块、单元，所述一个或者多个模块、单元被存储在所述存储器510中，并由所述处理器500执行，以完成本发明。所述一个或多个模块、单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令用于描述所述计算机程序520在所述终端设备50中的执行过程。例如，所述计算机程序520可以被分割成获取模块、第一端口获取模块、第二端口获取模块、激活器件确定模块。
[0077]
所述终端设备50可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器500、存储器510。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备50的示例，并不构成对终端设备50的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
[0078]
所称处理器500可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器
等。
[0079]
所述存储器510可以是所述终端设备50的内部存储单元，例如终端设备50的硬盘或内存。所述存储器510也可以是所述终端设备50的外部存储设备，例如所述终端设备50上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器510还可以既包括所述终端设备50的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器510用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器510还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0080]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0081]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0082]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0083]
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置、终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0084]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0085]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0086]
所述集成的模块、单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计
算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
[0087]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。