本發(fā)明涉及移動計算與光通信，具體為一種應用于移動端ai算力集成的高性能硅光互聯(lián)系統(tǒng)。

背景技術：

1、在移動設備領域，隨著人工智能（ai）應用的不斷擴展，對計算能力的需求日益增加?，F(xiàn)有的移動設備通常依賴于傳統(tǒng)的電子互聯(lián)系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和處理，但這些系統(tǒng)在性能、功耗和集成度方面存在顯著不足。首先，傳統(tǒng)電子互聯(lián)系統(tǒng)的傳輸速率受限，無法滿足高速ai計算的需求，導致數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題。其次，傳統(tǒng)系統(tǒng)的功耗較高，不利于移動設備的長時間運行，尤其是在高性能計算場景下。此外，現(xiàn)有互聯(lián)系統(tǒng)的集成度較低，造成了空間利用率低下，限制了移動設備的設計靈活性和小型化發(fā)展。針對這些問題，開發(fā)一種高性能、低功耗、高集成度的互聯(lián)系統(tǒng)顯得尤為重要。硅光互聯(lián)系統(tǒng)憑借其高帶寬、低功耗和高集成度的優(yōu)勢，成為解決現(xiàn)有技術不足的理想選擇。因此，本發(fā)明旨在提出一種應用于移動端ai算力集成的高性能硅光互聯(lián)系統(tǒng)，以提升移動設備的計算能力和整體性能。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種應用于移動端ai算力集成的高性能硅光互聯(lián)系統(tǒng)，實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸與處理能力，顯著提升移動設備在復雜計算任務中的性能表現(xiàn)，同時降低能耗，并支持多場景下的靈活擴展與優(yōu)化配置。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種應用于移動端ai算力集成的高性能硅光互聯(lián)系統(tǒng)，包括：

3、硅光互聯(lián)模塊：其包含光信號調(diào)制單元、光電轉(zhuǎn)換器以及控制芯片，所述光信號調(diào)制單元用于將電信號轉(zhuǎn)化為光信號并進行高速傳輸，所述光電轉(zhuǎn)換器用于接收光信號并將其還原為電信號，所述控制芯片與光信號調(diào)制單元和光電轉(zhuǎn)換器電性連接，用于協(xié)調(diào)信號的調(diào)制、傳輸與解調(diào)過程，并根據(jù)系統(tǒng)需求動態(tài)調(diào)整傳輸參數(shù)；

4、移動端處理終端：其搭載有ai算力調(diào)度平臺，所述平臺具備用戶界面，用戶可通過該界面設置算力分配策略，包括任務優(yōu)先級劃分、數(shù)據(jù)流路徑規(guī)劃以及能耗管理指令；所述移動端處理終端通過硅光互聯(lián)模塊與外部計算資源進行高速通信，用于將本地任務卸載至云端或邊緣節(jié)點進行協(xié)同計算；

5、分布式計算網(wǎng)絡：其與移動端處理終端和硅光互聯(lián)模塊均通過高速光網(wǎng)絡連接，用于存儲計算任務的歷史數(shù)據(jù)、優(yōu)化算法模型以及進行實時的任務調(diào)度；所述分布式計算網(wǎng)絡還具備智能分析功能，能夠?qū)τ脩舻氖褂昧晳T和任務特征進行建模，為用戶提供個性化的算力分配建議。

6、優(yōu)選的，所述硅光互聯(lián)模塊還包括環(huán)境適配單元，所述環(huán)境適配單元包括溫度傳感器、振動傳感器和電磁干擾檢測器，所述環(huán)境適配單元與控制芯片電性連接，用于實時采集硅光互聯(lián)模塊運行環(huán)境的數(shù)據(jù)，并將環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸至控制芯片；控制芯片根據(jù)接收到的環(huán)境數(shù)據(jù)，結合預設的安全閾值，自動調(diào)整光信號的傳輸功率和調(diào)制方式；所述控制芯片基于接收到的環(huán)境適配單元數(shù)據(jù)進行分析，當滿足特定條件時進行預警和相應操作，其操作如下：

7、若檢測到的環(huán)境溫度t超過設定的最大溫度閾值t_max，且振動強度v大于設定的最大振動閾值v_max，同時電磁干擾強度e高于設定的干擾閾值e_max，即滿足（t>t_max）∧（v>v_max）∧（e>e_max）時，控制芯片通過分布式計算網(wǎng)絡向移動端處理終端發(fā)送提示信息，告知用戶采取降溫或屏蔽干擾措施；

8、當系統(tǒng)通過環(huán)境適配單元數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析預測即將出現(xiàn)極端運行條件，包括但不限于高溫、強振動或高電磁干擾時，分布式計算網(wǎng)絡向移動端處理終端推送警報信息，并詢問用戶是否啟動應急保護模式，而用戶可在平臺上選擇是否允許自動處理或手動確認；若選擇手動，需用戶點擊確認后，平臺才會向硅光互聯(lián)模塊發(fā)送相應控制指令，繼續(xù)動作流程。

9、優(yōu)選的，所述ai算力調(diào)度平臺還具備智能場景模式設置功能，用戶可根據(jù)不同的應用場景，包括但不限于游戲模式、視頻渲染模式和低功耗模式，預先配置算力分配策略；在對應的場景觸發(fā)時，平臺自動向硅光互聯(lián)模塊發(fā)送相應的控制指令；所述控制芯片還可根據(jù)接收到的環(huán)境數(shù)據(jù)，結合用戶設置的智能場景模式，自動調(diào)整光信號的傳輸參數(shù)以優(yōu)化性能。

10、優(yōu)選的，所述移動端處理終端與硅光互聯(lián)模塊之間的通信采用量子加密協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?；所述量子加密協(xié)議結合量子密鑰分發(fā)和經(jīng)典加密算法，在數(shù)據(jù)傳輸前生成一次性密鑰進行加密處理，在接收端利用相同密鑰進行解密處理；所述分布式計算網(wǎng)絡具備數(shù)據(jù)冗余存儲和快速恢復功能，定期對存儲的用戶任務數(shù)據(jù)和歷史傳輸記錄進行分布式備份；當數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失或損壞時，能夠通過冗余副本快速恢復數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)的正常運行。

11、優(yōu)選的，所述硅光互聯(lián)模塊還包括語音交互單元，所述語音交互單元與控制芯片電性連接，用于接收用戶的語音指令，并將語音指令轉(zhuǎn)換為控制信號傳輸至控制芯片；控制芯片根據(jù)接收到的語音控制信號調(diào)整光信號的傳輸參數(shù)，實現(xiàn)通過語音控制數(shù)據(jù)傳輸速率和方向。

12、優(yōu)選的，所述光信號調(diào)制單元采用自適應調(diào)制技術，通過內(nèi)置的光學反饋回路實時監(jiān)測光信號的質(zhì)量，控制芯片根據(jù)反饋的信號質(zhì)量調(diào)整調(diào)制深度和頻率，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準確性；在數(shù)據(jù)傳輸過程中，若檢測到異常信號衰減，控制芯片自動降低傳輸速率并向用戶發(fā)送警報信息。

13、優(yōu)選的，所述ai算力調(diào)度平臺具備遠程協(xié)作功能，用戶可將算力資源的訪問權限分享給其他用戶，被分享用戶可通過其移動端處理終端上的平臺進行協(xié)同計算；分享權限時，可設置訪問的時間范圍和資源使用上限。

14、優(yōu)選的，所述ai算力調(diào)度平臺具備與物聯(lián)網(wǎng)設備集成的接口，能夠與其他智能設備進行聯(lián)動控制；例如：當智能家居系統(tǒng)檢測到用戶進入休息狀態(tài)時，自動向硅光互聯(lián)模塊發(fā)送指令，降低數(shù)據(jù)傳輸速率以節(jié)省能耗。

15、在本發(fā)明中，為實現(xiàn)高效的算力調(diào)度與優(yōu)化，提出了一種基于動態(tài)權重的任務分配算法，其公式如下：

16、

17、其中，表示第個任務的綜合權重，表示任務的優(yōu)先級評分，表示任務的能耗評估值，表示任務的預計完成時間；和分別為優(yōu)先級、能耗和時間的權重系數(shù)，且滿足。通過該算法，系統(tǒng)能夠根據(jù)任務的綜合權重動態(tài)分配算力資源，從而實現(xiàn)性能與能耗的最佳平衡。

18、本發(fā)明提供了一種應用于移動端ai算力集成的高性能硅光互聯(lián)系統(tǒng)。具備以下有益效果：

19、1、本發(fā)明通過硅光互聯(lián)模塊實現(xiàn)電信號與光信號的高速轉(zhuǎn)換與傳輸，顯著提升帶寬和傳輸速率，滿足移動端ai計算對實時性和大容量數(shù)據(jù)交互的需求。集成環(huán)境適配單元，結合控制芯片的實時分析，自動調(diào)整傳輸參數(shù)或觸發(fā)預警，保障系統(tǒng)在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定運行。

20、2、本發(fā)明ai算力調(diào)度平臺支持多場景模式，通過動態(tài)權重任務分配算法實現(xiàn)算力資源的動態(tài)分配，平衡性能與能耗。采用量子加密協(xié)議保障數(shù)據(jù)傳輸安全，結合分布式計算網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)冗余存儲與快速恢復機制，防止數(shù)據(jù)泄露或丟失。

21、3、本發(fā)明支持語音控制和遠程協(xié)作功能，提升用戶體驗與系統(tǒng)靈活性。提供與智能家居設備的聯(lián)動接口，例如根據(jù)用戶狀態(tài)自動調(diào)整傳輸策略實現(xiàn)智能化場景適配。

22、4、本發(fā)明硅光互聯(lián)模塊的小型化設計適配移動端設備，結合自適應調(diào)制技術，顯著降低系統(tǒng)整體功耗。