大阵列微波光子系统及器件跨域并行仿真技术研究
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1.西南电子设备研究所;2.中国电子科技集团公司重庆声光电有限公司

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基金项目:

国家自然科学(U21A20507,62005228);中央高校基本科研基金(No. 2682021CX050);*通信作者:陈智宇


Cross-Domain Parallel Simulation Technology for a Massive Array Microwave Photonics Systems and Devices
Author:
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1.Southwest China Research Institute of Electronic Equipment;2.Chongqing Optoelectronics Research Institute

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    摘要:

    针对大阵列微波光子系统和器件仿真难的问题,本文充分结合大阵列处理流程特性和微波光子技术特性,提出了一种分布式跨域并行的仿真方法。该方法一是利用大阵列微波光子系统通道间独立传输特性实现了跨系统结构域的流水线并行计算;二是利用大阵列微波光子系统前后处理时间的相对独立性实现了跨时间域的数据并行计算。通过静态负载均衡策略分配计算资源使二者高效联合,实现了微波光子系统的快速仿真,解决了由于模型多、数据量大、仿真窗口长而导致的全系统仿真耗时长的问题。针对64阵列、400个模型的微波光子系统仿真,该技术将仿真时长从39小时缩短到23分钟,仿真效率提升了两个数量级,有望大幅度缩短微波光子工程样机的研制周期。

    Abstract:

    Due to the difficulty in simulation for massive array microwave photonics systems and devices, a distributed cross-domain parallel simulation method is proposed in this paper. Firstly, the pipelined parallel computation across system structural domains is achieved based on the independent transmission between channels in the massive array microwave photonics system. Secondly, the data parallel computing across time domains is achieved by utilizing the relative independence of the pre and post processing times. Furthermore, assisting by a static load balancing strategy to allocate computational resources, these two approaches are effectively combined to achieve high efficient simulation of the microwave photonics system, which addresses the issue of long simulation time caused by large amounts of data and models. For a microwave photonics system with a 64-array and more than 400 models, this technique reduces the simulation time from 39 hours to 23 minutes, resulting in a simulation efficiency improvement of two orders of magnitude. This advancement holds the potential to significantly shorten the development cycle of microwave photonics engineering prototypes.

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  • 收稿日期:2024-05-28
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