(57)【要約】【課題】光導波路内でチップ間の配線再構成などの柔軟な配線構成を確立できる光接続装置である。【解決手段】光接続装置は、基板２、基板２に設けられた光導波路１、光導波路１に備えられた複数の光接続ポートを含み、更に、復号化するためのキーが与えられた光入力ポート側でのみ復号化できる様に符号化（拡散符号による符号化、暗号化など）された光信号を光出力ポートから光導波路１へ出力させ、光入力ポートで受ける光信号をキーを用いて選択的に復号化するための演算回路を備えている。【選択図】    図１
2004274155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、該基板に設けられた光導波路、該光導波路へ光を出力する光出力ポートと光導波路から光を受ける光入力ポートの少なくとも一方を有し光導波路に備えられた複数の光接続ポートを含む光接続装置であって、復号化するためのキーが与えられた光入力ポート側でのみ復号化できる様に符号化された光信号を光出力ポートから光導波路へ出力させ、光入力ポートで受ける光信号をキーを用いて選択的に復号化するための演算回路を備えていることを特徴とする光接続装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光接続装置、電気回路、電気回路を動作させるための複数の電気チップを含み、該電気チップ間の光信号の授受が前記光接続ポートおよび前記演算回路を介して行われることを特徴とする光電気混載装置。
【請求項３】
前記電気チップ間の光信号の授受の制御を行うための処理回路をさらに備え、電気チップと該処理回路は電気配線により接続されていることを特徴とする請求項２記載の光電気混載装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光電気混載装置の駆動方法であって、複数の電気チップ間の光接続のための光信号を、前記符号化をして発信している電気チップとは異なる他の１つまたは複数の電気チップに対して受信可能なように光導波路の特定或いは全体領域に伝播し、受信可能な電気チップのうち復号化するためのキーを与えられた電気チップのみが所望の光信号を復号化して信号を受信することを特徴とする光電気混載装置の駆動方法。
【請求項５】
互いに直交関係を満たす符号化により複数の電気チップから光信号を同一光導波路内で同時に発信し、それぞれ対応する復号化のキーが与えられた電気チップにより所望の信号を復号化することにより光符号分割多重を行うことを特徴とする請求項４記載の光電気混載装置の駆動方法。
【請求項６】
前記発信用電気チップおよび受信用電気チップ、電気チップ間の接続の仕方、符号化方法は、必要に応じて順次切り替えて動作させることを特徴とする請求項４または５記載の光電気混載装置の駆動方法。
【請求項７】
前記光信号は誤り検知可能な、或いは誤り訂正可能な符号で変調されており、受信用電気チップで誤りを検知した場合には発信用電気チップにエラー検出信号を伝送し、必要に応じて該発信用電気チップから該受信用電気チップに光信号を再送信することを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の光電気混載装置の駆動方法。
【請求項８】
電気チップ間の光信号の授受の制御を行うための処理回路にエラー検出信号を電気チップと接続された電気配線により伝送して、光電気混載装置全体のエラー発生量を制御するように、複数の電気チップ間の光接続の符号分割多重数、信号伝送レート、伝送タイミングなどを決定する制御信号を該処理回路から複数の電気チップに対して送ることで集中管理による最適制御を行うことを特徴とする請求項７記載の光電気混載装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項４乃至８の何れかに記載の駆動方法によって電気チップ間の光接続を再構成できる様に構成された前記光電気混載装置を組み込み、１つの機器で複数の組み込みシステム間を切り替えられることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気回路基板やパッケージ内の電気チップ間などを光接続ポート及び光導波路を介して光学的に接続するための光接続装置、及び該光接続装置を含む光電気混載装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高度情報化社会を支えるパーソナルコンピュータ、セルラー電話やＰＤＡに代表されるモバイル機器、デジタルＡＶ（オーディオビジュアル）機器などの高性能化には、多数の高集積化されたＬＳＩチップが用いられており、これらを高密度で高速に動作させる実装技術が求められている。そのためには、従来の電気接続だけを使った実装技術では、伝送遅延やクロストークの問題の解決、電磁放射ノイズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ：  ＥＭＩ）の低減などにおいて限界に来ており、光接続を併用した方式が検討されてきている。
【０００３】
光接続をチップ間に適用する例は幾つか提案されている。例えば、平坦基板上に形成した有機高分子からなるスラブ導波路を伝送媒体に用いる方式は、ライン状の光導波路を作り込む方式に比べて、ＬＳＩチップやそれを実装するボードやパッケージとのマッチングが良く作製も容易で、チップ間で自由接続できるなどの利点があると考えられる（例えば、特許文献１参照）。その構成例を図９に示す。高分子封止材２０９で封止された光導波層を備えた基板２０１’の絶縁層２０８には発信素子２０４、２０６及び受信素子２０５が備えられており、ＬＳＩボード２０２を実装することで、ＬＳＩ間の信号伝送をスラブ光導波路２０１”を用いて実現している（信号光２０３）。発信素子２０４、２０６及び受信素子２０５と導波路２０１”との光結合にはホログラム２０７を用いており、更に波長制御する素子で素子間の結合状態を制御する様になっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−２９３８３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法ではＬＳＩチップ間の接続制御を波長制御素子を用いて行うため、発信素子および波長制御素子に高度な安定性が要求され、必ずしも温度環境の良くないＬＳＩ近傍で実現することが難しい。本発明の目的は、光導波路の技術を活かしながら、光符号多重（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：  ＯＣＤＭ）、暗号化などを利用してその導波路内でチップ間の配線再構成（リコンフィギャラブル配線）などの柔軟な配線構成を確立できる光接続装置、及びこれを含む光電気混載装置等を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の光接続装置は、基板、該基板に設けられた光導波路、該光導波路へ光を出力する光出力ポートと光導波路から光を受ける光入力ポートの少なくとも一方を有し光導波路に備えられた複数の光接続ポートを含む光接続装置であって、復号化するためのキーが与えられた光入力ポート側でのみ復号化できる様に符号化（拡散符号による符号化、暗号化など）された光信号を光出力ポートから光導波路へ出力させ、光入力ポートで受ける光信号をキーを用いて選択的に復号化するための演算回路を備えていることを特徴とする。この光接続装置により、光入力ポート（光受信部）は選択的に必要な信号のみを受信できて、必要に応じてポート間の信号伝送の仕方を変えられる配線再構成、秘話通信の如き配線構成などの柔軟な配線構成を確立できることになる。さらに、光入力ポートが前記光導波路に複数接続されている場合には、光符号分割多重などを用いることで、結果的に光接続ポート間の配線再構成などの柔軟な配線構成を確立できる光接続装置の実現が可能となる。この構成は、光導波路を介する光接続の構造は実質的に変えないで、光のリコンフィギャラブル配線などの柔軟な配線構成を光符号分割多重等の利用で確立しているので、電気接続の欠点を抑制しつつ光接続の長所を生かした構成として実現できる。こうした機能、作用は、下記の光電気混載装置、駆動方法、電子機器でも有効に生かされる。
【０００７】
また、上記目的を達成する本発明の光電気混載装置は、上記本発明の光接続装置、電気回路、電気回路を動作させるための複数の電気チップを含み、該電気チップ間の光信号の授受が前記光接続ポートを介して前記演算回路により行われることを特徴とする。この光電気混載装置は、前記電気チップ間の光信号の授受の制御を行うための処理回路をさらに備え、電気チップと該処理回路が電気配線により接続されている様にもできる。
【０００８】
また、上記目的を達成する本発明の光電気混載装置の駆動方法は、複数の電気チップ間の光接続のための光信号を、前記符号化をして発信している電気チップとは異なる他の１つまたは複数の電気チップに対して受信可能なように光導波路の特定或いは全体領域に伝播し、受信可能な電気チップのうち復号化するためのキーを与えられた電気チップのみが所望の光信号を復号化して信号を受信することを特徴とする。この光電気混載装置の駆動方法において、互いに直交関係を満たす符号化により複数の電気チップから光信号を同一光導波路内で同時に発信し、それぞれ対応する符号化のキーが与えられた電気チップにより所望の信号を復号化することにより光符号分割多重伝送を行う様にもできる。また、前記発信用電気チップおよび受信用電気チップ、接続の仕方、符号化方法は、必要に応じて順次切り替えて動作させる様にもできる。また、前記光信号は誤り検知可能な、或いは誤り訂正可能な符号で変調されており、受信用電気チップで誤りを検知した場合には発信用電気チップにエラー検出信号を伝送し、必要に応じて該発信用電気チップから該受信用電気チップに光信号を再送信する様にもできる。さらに、電気チップと電気配線により接続され電気チップ間の光信号の授受の制御を行うための処理回路にエラー検出信号を伝送して、光電気混載装置全体のエラー発生量を制御するように、複数の電気チップ間の光接続の符号分割多重数、信号伝送レート、伝送タイミングなどを決定する制御信号を該処理回路から複数の電気チップに対して送ることで集中管理による最適制御を行う様にもできる。
【０００９】
また、上記目的を達成する本発明の電子機器は、上記本発明の駆動方法によって電気チップ間の光接続を柔軟に再構成できる様に構成された前記光電気混載装置を組み込み、１つの機器で複数の組み込みシステム間を高速に切り替えられることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を明らかにすべく図面を用いて具体的な実施例を説明する。
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例である光電気混載装置の斜視図を図１に示す。本実施例では、多層電気配線層を構成する基板２および光自由接続を可能にする光導波層１が集積されている。光導波層１はスラブ導波路になっていて、図１の符号６のように全ての方向に光を伝播させることができる。この図の形態では１層の光導波層１が最上面に集積されているが、電気配線層内部に多層の光導波層が集積されている形などでも良い。
【００１１】
多層電気配線層を構成する基板２の材料は、プリント基板を構成するようなＦＲ４でもよいし、ポリイミド樹脂、アラミド樹脂のような有機材料、Ａｌ２Ｏ３やＡｌＮなどの無機セラミック材料、ガラス、或いはこれらを混合したハイブリッド材料でもよい。各電気配線層の電気配線８間がビアホール９で接続されるように電気配線層はビルドアップされ、外部とのインターフェースとしての電極３が備えられ、チップ全体で１つの機能を有するいわゆるシステムインパッケージ（ＳｉＰ）を構成することができる。すなわち、チップの形状としてはチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）となっており、その大きさは１０ｍｍ角〜５０ｍｍ角程度である。この多層電気配線層の内部には、抵抗、コンデンサ、コイルなどの受動チップ、或いは能動チップとしてＩＣを組み込んでもよい。
【００１２】
本実施例では、この電気配線層上部には厚さ１００μｍのスラブ型の樹脂光導波層１が集積されている。厚さについてはこれに限るものではない。ここで導波路材料としてポリカーボネートＺを用いたが、ポリイミド、シロキサン、ＳＵ−８（商品名）、ＢＣＢ、ポリシランおよびこれらの主鎖または側鎖に機能基を結合させた有機材料ポリマーまたはオリゴマーなどガラス転移温度が比較的高い光学樹脂材料が好適に用いられる。この導波層１上には、ベアチップのＳｉ−ＩＣ１〜５（４ａ〜４ｅ）が搭載されており、チップの下に集積された光Ｉ／Ｏ素子（光接続ポートである光入力及び／又は出力ポートを構成する）、具体的には半導体レーザおよびｐｉｎホトダイオードによってチップ間の光接続ができるようになっている。このベアチップは、ＩＣ作製時に同時に電気接続を行うための電極を作り込んだいわゆるウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬＣＳＰ）が好適に用いられる。チップ間のインタコネクションについては、リコンフィギャラブルな配線部分は光接続で行われるが、電気接続部分は光導波層１に形成したビア配線等を介して基板２の電気配線８で行われたり、光導波層１上に形成した電気配線で行われたりする。このＩＣチップは、大規模な集積回路であるＬＳＩやＶＬＳＩなどでも勿論よく、機能としてはＣＰＵ、メモリ、ＤＳＰなどを持つものが混在している。チップ外部との接続もこの光導波層１からの光空間伝送３７で行える。光導波層１のサイズは基板２と同サイズにしているが、この形に限るものではなく、必要な領域にのみ光導波層が備えられている形でも良い。
【００１３】
チップ実装の例を図２に示す。これは１つのチップ周辺の断面図を示しており、光導波層１の上には、電極２４と２５の間でハンダバンプ２６を用いてベアチップＬＳＩ２０が実装されている。その他のバンプ２６は、発光素子２７駆動用の電極１０、受光素子２８駆動用の電極１１、及び光導波層１表面に形成した電気配線５とベアチップＬＳＩ２０の電極とを接続している。電極２４は、光導波層１を貫通するビア配線２３を介して基板２上の電気配線２１に接続され、さらに基板２内のビア配線９や内部配線８を用いて電気回路が形成されている。チップ間の電気接続はこの電気配線２１や内部配線８などを介して行うことができる。
【００１４】
本実施例において、光接続は上記で述べたようにスラブ光導波路１を用いてブロードキャスト的に行う。発光素子２７からの光信号は、半球状の反射体１２を用いて光導波層１に結合させて発信し、他のチップから光導波層１を介して伝播してきた光信号は、同じく反射体１３を用いて受光素子２８に結合させて受信する。これら光素子の中心と反射体の頂点の位置が光導波層１垂直方向に沿って一致していれば、光素子はスラブ光導波路１全体に対して光結合でき、対照的に、偏心させれば一定の放射角をもった領域のみと光結合できる。ＬＳＩチップの位置や光強度の必要性に応じて最適な伝播形態を選択すればよい。すなわち、基板（光電気混載装置）３０の中央部のＩＣ１などは他のＩＣチップへの送信のために３６０度方位に光出射させるが、図３のように基板３０のエッジ部のＩＣ５などの場合は、必要な方向のみ、例えば９０度方位に光出射３５させればよい。この場合、発光素子の中心と光導波層１内にある光反射体の頂点は離調して伝播方向を制限している。これによって、光の拡散による損失が減少するので、対角にあるＩＣチップまで伝送距離を伸ばすことができる。３６０度方向に拡散する時の単位面積あたりの光パワーは、導波路１の伝播損失が十分小さい場合、伝播距離Ｒとして１／（２πＲ）に比例して減衰することになるが、９０度方向に制限すれば２／（πＲ）に比例することになるからである。
【００１５】
本実施例では、光素子はＧａＡｓ系で面型の半導体レーザ、ｐｉｎホトダイオードなどを用い得るが、ＧａＡｓ基板を除去して光導波層１上に７μｍ厚の薄膜集積化したもの（機能層転写：Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＦＬＴ））を用いているので、通常のはんだバンプ（３０μｍΦ〜１００μｍΦ）を用いてＬＳＩ実装すれば十分な高さクリアランスが得られる。ＧａＡｓ基板を除去しない場合には、光素子を保護するためにＩＣチップ２０と光導波層１間にスペーサ（不図示）を挿入しても良い。また、この光素子はＩＣチップ上にハイブリッド集積したもの、或いは光導波層１内に埋め込んだものでもよい。光導波層１内に埋め込んだ形の場合には、光素子による凸部は低くできるのでスペーサは不要になる。
【００１６】
次に図４を用いて、再構成可能なこの光接続の制御、動作について説明する。図４は図１の光電気混載装置３０を上からみた平面図である。各円形の領域（３１ａ〜３１ｅ）は各ＩＣの光送信（出力）及び／又は受信（入力）のポイントを示したものである。光電気混載装置３０に示した点線の矢印はＩＣ３１間の信号の流れを示しているが、光の伝播方向を示したものではない。光送信は上記で説明したようにスラブ導波路内でブロードキャストしており、しかも各ＩＣ３１チップから同時に送信している。
【００１７】
符号分割多重の方法には幾つかあるが、ここでは情報変調をオン・オフ・キーイングで行い、オン信号をそのタイムスロット内で拡散符号を用いて時間軸上に拡散を行うことにより符号多重化を行った。このために、各ＩＣ３１には符号化のための演算回路（不図示）が集積化され、その演算回路の出力によって光出力ポートの発光素子を変調する。例えば、ＩＣ４（３１ｄ）において送信信号が１０１０であり、１の信号部分で符号化を行い、これによって発光素子を変調して光符号とする。従って、電気信号である送信データのクロックレートよりも光符号のレートが速くなるが、これは符号多重数によって逓倍量が決まる。ここでは、信号クロックレートを１．２ＧＨｚとし、１つのタイムスロット内で４パルスを出力して符号化、すなわち符号長４の光直交符号としたので、４．８Ｇｂｐｓで光変調を行った。その他のＩＣ３１、例えば、ＩＣ１（３１ａ）、ＩＣ２（３１ｂ）からの送信データにそれぞれ異なる符号化を行うことで、同一スラブ導波路１内で同時に光符号を送信できる。なお、図４では送信データが同期しているように描いているが、非同期でもよく、また信号開始タイミングやクロック周波数が異なっていても良い。
【００１８】
受信データは、所望の送信ＩＣ３１で行われた符号化のキーが与えられた受信ＩＣでのみ復号できる。この与えられたキーに対して、不要な信号は直交関係を満たしてゼロ（すなわち相互相関波形）になる様になっており、所望の信号のみ自己相関波形として出力される。この処理のためには、光入力ポート側の光検出器とアンプの後段に、演算回路として、マッチドフィルタ（整合フィルタ）としきい値回路（シュミットトリガ等）をＩＣに集積させている。図４では、ＩＣ４の信号はＩＣ３に、ＩＣ１の信号はＩＣ２とＩＣ５に、ＩＣ２の信号はＩＣ１に交換できるようになっている。この信号の流れや動作するＩＣの数は一例を示したもので、この例に限定するものではなく、時間的に接続の仕方を変化させることも勿論可能である。
【００１９】
符号化の手法はここで用いた方法以外にも、符号化時に２次変調をパルス位置などで行って伝送レートを上げたり、位相シフトキーイングＰＳＫで符号化したりする方法などがある。仕様やコストで、いずれの方法で行うかを決定することになる。さらには、キーを使って暗号化と復号化を行なう技術を用いて、秘話通信の如き配線構成を利用してもよい。この場合、導波路の光が外に漏れても読み取られる恐れが無い。
【００２０】
この様に、本実施例では、特別な光学部品を使うこともなく、ＩＣチップに符号演算処理用の演算回路やコントローラなどの電子回路を追加するだけで、スラブ型導波路内のブロードキャスト光伝送を用いて、光符号分割多重などによって複数の信号接続およびその切り替えを高速かつ高効率に行える配線再構成可能なチップ混載型システムＬＳＩを提供できる。
【００２１】
（第２の実施例）
本発明による第２の実施例は、送信データを誤り検知符号或いは誤り訂正符号とするものである。例えば、或るＩＣからの信号列が、
ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ａ６，・・・・，ａｎ
のｎ個であるとき（ａｉは０または１）、２を法とする加算を（＋）で表して、
ａ１（＋）ａ２（＋）ａ３（＋）ａ４（＋）ａ５（＋）・・・・（＋）ａｎ＝α                        （１）
で表されるαを符号列の最後に付加して転送する方法がある。そして、受信側では（１）式の演算を行って、αの一致、不一致を確認してエラーがあるかどうかをパリティチェックにより行う。符号エラーの検知をした場合には、送信元のＩＣにその旨を伝える信号を戻す。このエラーを知らせる信号は、電気配線層内の電気配線を用いて転送してもよい。この場合、送信元ＩＣは再送信を行う。
【００２２】
また、ハミング符号を用いて送信データを構成した場合には、受信側でエラー訂正が可能である。例えば、情報伝送用のビット数４：ａ１，ａ２，ａ３，ａ４に対し、検査記号として３ビット：ｂ１，ｂ２，ｂ３を加えて、
ｂ１，ｂ２，ａ１，ｂ３，ａ２，ａ３，ａ４
なる信号を転送するが、このとき
ｂ３（＋）ａ２（＋）ａ３（＋）ａ４＝０
ｂ２（＋）ａ１（＋）ａ３（＋）ａ４＝０
ｂ１（＋）ａ１（＋）ａ２（＋）ａ４＝０
を満たすようにｂ１，  ｂ２，  ｂ３を決める。この例では、１ビットの誤り訂正が可能で、２ビットの誤り検知が可能である。訂正が不可能なほどエラーが発生した場合には、やはり送信元ＩＣに知らせる信号を転送する。
【００２３】
このようなエラー訂正の発生確率によって、符号多重数や伝送レートの制御を行っても良い。すなわち、第１の実施例においては、非同期に各ＩＣからの送受信を行えることを説明したが、実際には多重数によってはマッチドフィルタで処理する場合のノイズが増大し、誤り発生確率が増大する場合がありえる。誤り訂正符号等を用いて、これをモニターしていれば、誤り発生を低減するための全体制御を行うことができる。
【００２４】
この為に、例えば、図５（ａ）のように誤り発生量をコントロールする処理回路５０を付加する。該処理回路５０は図５（ｂ）のように、誤り発生量をカウントするカウンタ５２と、誤り発生確率を計算する回路５３と、送信データの信号分配量や伝送レートなどのタイミングを制御する回路５４で構成される。この処理回路５０は、電気回路基板内の電気配線による信号線５１で各ＩＣと接続している。場合によっては、一部のＩＣ間の伝送をストップし、バースト的に信号伝送することもあり得る。このような信号伝送制御においては、予めチップ間信号伝送の必要な優先順位を決めてプログラミングしておき、メモリ５５を参照しながら動作させてもよい。なお、図５（ａ）では処理回路５０と各チップの接続の仕方を図示しているが、その配線のパターンや光導波層の上面にあるか下面にあるか、或いは電気回路基板の内部配線になるか等は任意である。
【００２５】
小さい領域で符号多重伝送を行う場合には、誤り発生確率の制御をこの様な集中管理で行うことで、遅延なく最適制御を行える。もちろん、光通信システムで行っているような、エラー情報を全ＩＣに通達して分散制御で誤り率制御を行ってもよい。こうして、本実施例では、誤り発生量に応じて、各ＩＣ間接続の符号多重数、伝送タイミング、伝送レートなどを決定する制御信号を処理回路５０から複数の電気チップに対して送ることで集中管理による最適制御を行ない、信号処理エラーの少ない信頼性の高い配線再構成可能なチップ混載型システムＬＳＩを提供できる。
【００２６】
本実施例でも、特別な光学部品を使うこともなく、ＩＣチップに符号演算処理用の演算回路やコントローラなどの電子回路を追加するだけで、スラブ型導波路内の光伝送を用いて、光符号分割多重によって複数の信号接続およびその切り替えを高速かつ高効率に行える配線再構成可能なチップ混載型システムＬＳＩを実現できる。
【００２７】
（第３の実施例）
本発明による第３の実施例は、ＩＣチップ間の信号転送の組み合わせや符号化のキーを予めプログラミングしておいて中央集中管理でシステムを動かすものである。構成としては、第２の実施例で説明した図５と同様のものになる。すなわち、メモリから読み出したシーケンスに従って、各ＩＣの送信タイミング、受信タイミング、符号化キーが配線５１を用いて各チップに転送されて制御される。第２の実施例で説明した誤り率発生確率の制御と同時に行われても良い。
【００２８】
フローチャートの例を図６に示す。スタート信号とともに、３つの信号交換フレームがシーケンシャルに実行される。すなわち、各ＩＣチップ間の信号の伝達がフレーム毎に行われ、接続の仕方、符号化などの組み合わせは図６のように自由である。各フレーム内で、最適の伝送、すなわち誤り訂正も含めた信号交換時間を最短にするように処理回路５０にてコントロールされる。
【００２９】
実際の組み込み機器で動作させる場合には、このような動作間を遷移するようなシーケンスが組まれる。図７はその状態遷移図の例を示したものである。何らかのスイッチＳＷ（外部からのスイッチング操作など）によりプログラミングされた動作間で遷移させながら機器を動作させることになる。場合によっては、或る固有の動作プログラミングを外部よりメモリにダウンロードして、新たな機能を付け加えたり、バージョンアップしたりすることができる。こうして、信号の接続の仕方は、予め符号化キーを与えるシーケンスをプログラミングしておいて実行する方法や、外部からダウンロードして追加、書き換えしたりする方法で遂行できる。
【００３０】
この様な動作をさせる機器の一例として、組み込みシステムに上記構成を適用したモバイル端末８０を図８に示す。このモバイル端末８０には、表示部８１、ボタン操作部８２、ダイヤル操作部８３などのマンマシンインターフェース、及び外部との信号のやりとりを行うためのアンテナ８４を含む無線部が備えられる。その内部には、メインボード８５及び本発明による光再構成配線を内蔵したチップまたはパッケージ８６が備えられ、組み込みシステムを構成している。
【００３１】
近年、無線の方式として、ＷＣＤＭＡやＣＤＭＡ２０００ｘ方式の公衆携帯電話網、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂなど）、ワイヤレスＩＥＥＥ１３９４、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど数多くの方式があり、これらの方式間のスムーズな切り換えや、ワンチップで処理できる無線部などが嘱望されている。本発明による光電気混載チップでは所謂ソフトウエア無線を実現でき、高速で複数の無線方式をダイナミックに切り換えることができる。従って、小型で高速処理が可能なデジタル電子機器を提供できる。
【００３２】
本発明による光電気混載チップでは、ソフトウエア無線以外にも、映像や音声を伴うようなマルチメディア処理、例えば圧縮、伸張などにも色々な方式に対して高速に対応できる。また、本発明による光電気混載チップを単体で機能させて小型、高機能な無線タグとして用いたり、多数のチップを用いて更にチップ間を結合することで、ロボットのような大規模な組み込みシステムを構築することもできる。これら以外にも、組み込み処理が必要な電子機器全般に適用して高性能化することが可能となる。例えば、高速マルチメディア処理のできる複写機、プリンタなどのＯＡ機器や撮像装置、高速変換が可能な計測器などを本発明を用いて構築できる。
【００３３】
また、上記のＩＣチップ、光接続装置、および電気配線層を一体化した光電気混載装置である高密度実装されて高速にシステムを切り替えられるシステムＬＳＩは、１チップで多機能を発現するＳｏＣとして機能させたり、パッケージ化して電気回路基板に実装するＳｉＰとして機能させられる。もちろん、１つのドータボードとして利用するような光電気混載基板として利用することもできる。このように、本発明による装置は、サイズ、実装方法、適用方法、動作システムなどにより、チップレベルから基板レベルまでを包含したものである。
【００３４】
こうして、必要最小限のチップと配線で複数のアーキテクチャを構成し、かつ異なるアーキテクチャの変更を容易に行うことができ、高速なマルチメディア処理等が可能な高密度実装された電子機器等を比較的低コストで提供することができる。また、その場で必要な組み込みシステムを選択して最適な処理を行うことができ、しかもそのシステム間の切り換えを簡単な制御で高速に行うこともできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、光符号多重、暗号化などを利用して、電子機器等において、伝送信号の切り換えを可能にする配線再構成などの柔軟な配線構成を確立できる光接続装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１の実施例の光電気混載装置の斜視図である。
【図２】本発明による第１の実施例の光電気混載装置のチップ実装を説明する断面図である。
【図３】本発明による第１の実施例の光電気混載装置の光信号転送の仕方を説明する図である。
【図４】本発明による第１の実施例の光電気混載装置の光出射の方位を説明する図である。
【図５】本発明による第２の実施例の光電気混載装置の光信号の制御方法を説明する図である。
【図６】本発明による第３の実施例の光符号多重伝送のフローチャートの例を説明する図である。
【図７】本発明による第３の実施例の状態遷移の例を説明する図である。
【図８】本発明によるモバイル端末を示す図である。
【図９】スラブ光導波路を用いた光接続装置の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１…光導波層
２…電気配線層
３、２４、２５…電極
４ａ〜４ｅ、３１ａ〜３１ｅ…ＩＣチップ
６、３５…光伝播
９、２３…ビア配線
８、１０、１１、２１、５１…電気配線
１２、１３…光反射体
２６…はんだバンプ
２７…発光素子
２８…受光素子
３０…光電気混載装置（基板）
３７…光外部入出射
５０…コントローラ
５２…カウンタ
５３、５４…演算回路
５５…メモリ
８０…モバイル機器
８１…表示部
８２、８３…操作部
８４…アンテナ
８５…メインボード
８６…光電気混載チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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