最近公司項目比較忙，一直沒有抽出時間來更新公衆号，先給大家說聲抱歉。小豆芽一直在路上哈！
這篇筆記主要參考Lightmatter公司的最新一篇技術blog , 介紹下光學處理器所涉及的模拟電子器件。原文連結為：https://medium.com/lightmatter/analog-interface-of-optical-processors-46c40f63b0e7。
光學AI處理器主要利用矽光晶片，實作快速高效的矩陣乘法運算，
矩陣乘法涉及輸入矢量，矩陣和輸出矢量這三個元素，對應的架構圖如下圖所示，
（圖檔來自https://medium.com/lightmatter/analog-interface-of-optical-processors-46c40f63b0e7）
其中vector DAC将數字信号轉變為輸入矢量，optical core中MZI調制器的電壓由weight DAC進行控制，而最終的信号由PD探測，經過TIA放大，再通過ADC轉變為數字信号。DAC的位數決定了相應的矩陣元或者矢量的精度。雖然矩陣計算通過optical core實作，但是它還需要外部模拟電路的幫助。整個系統中涉及到的模拟器件包括:
1) DAC
2) TIA
3) ADC
以下一一介紹這些器件。
A. DAC 數模轉換器
DAC, 顧名思義，就是将數字信号轉變為模拟信号，如下圖所示，
（圖檔來自https://medium.com/lightmatter/analog-interface-of-optical-processors-46c40f63b0e7）
N位的數字信号，對應2^N-1個大小不同的模拟電平。DAC的主要性能名額包括分辨率、最大工作頻率、建立時間、功耗等。Lightmatter采用的是中等精度、高速的DAC。
B. TIA跨阻放大器
關于TIA, 小豆芽之間有篇筆記介紹過(跨阻放大器TIA簡介)。其主要作用是将探測器中産生的光電流轉變為電壓信号，如下圖所示，
C. ADC模數轉換器
ADC, 将模拟信号轉換為數字信号，如下圖所示，
模數轉換一般要經過信号采樣、保持和量化、編碼這幾個步驟。信号采樣頻率每提高一倍，功耗會提高四倍。
ADC可分為直接轉換型和間接轉換型。直接轉換型，是指直接将模拟信号轉換成數字信号，而間接轉換型，是先将模拟信号轉換為中間信号，再轉化為數字信号。
ADC和DAC的技術名額是相似的，主要有：1）分辨率，即最小的模拟信号變化量，2）轉換速率，即完成一次轉換所需時間的倒數，3）線性度，4）量化誤差等。
針對光學處理器這一特定應用，需要選擇合适的DAC/TIA/ADC。Lightmatter的做法是選取低功耗、高速、中等精度的模拟電子器件。在傳統的光子產品中，同樣也需要這些模拟器件，隻不過應用場景不同，器件的選取側重點會有些差别。
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