CN104854760A - 用于智能接触阵列和层叠装置的方法 - Google Patents

用于智能接触阵列和层叠装置的方法 Download PDF

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CN104854760A CN201380051785.9A CN201380051785A CN104854760A CN 104854760 A CN104854760 A CN 104854760A CN 201380051785 A CN201380051785 A CN 201380051785A CN 104854760 A CN104854760 A CN 104854760A
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彼得·C·萨尔蒙
约根·费尔南德斯
保罗·迈斯纳
杰里·帕纳格罗西
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Chinese Mugwort Bu Leidesi Co
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Abstract

一种用于实施用例的方法，该方法包括：将用例与能够由用户使用或接入的多个装置中的每个装置相关联。该方法还包括：提供多个可层叠叶片，每个可层叠叶片提供标准物理接口并且被配置成实施与多个装置中的每个装置相关联的用例的解决方案。该方法还包括：对多个可层叠叶片进行层叠以形成互连叠层。多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片使用标准物理接口进行耦接。该方法还包括：执行对应于第一用例的第一目的和执行对应于第二用例的第二目的。实施例提供了具有普适连接特征的电子生态系统，其中，该电子生态系统中的每个部件中的标准接触阵列确保了异构装置之间的互操作性。

Description

用于智能接触阵列和层叠装置的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求下列美国临时专利申请的优先权：2012年9月3日提交的题为“Magnetically and Electrically Coupled Devices”的第61/696,245号美国临时专利申请；2012年10月2日提交的题为“Magnetically andElectrically Coupled Devices”的第61/708,730号美国临时专利申请；2013年1月13日提交的题为“Magnetically and Electrically Coupled Devices”的第61/751,936号美国临时专利申请；2013年3月20日提交的题为“Method and Apparatus for Trusted Pairs and Private Networks”的第61/803,494号美国临时专利申请；2013年4月2日提交的题为“ProtocolConverter Module”的第61/807,609号美国临时专利申请；2013年5月14日提交的题为“Snap On Module Interface”的第61/823,071号美国临时专利申请；2013年6月28日提交的题为“Magnetically Attached ChipPackage”的第61/840,529号美国临时专利申请；以及2013年7月9日提交的题为“Snap On Wearable Module”的第61/844,006号美国临时专利申请，出于所有目的其全部公开内容通过引用并入本文中。
背景技术
电子装置可以使用线缆和连接器来连接。流行的串行数据接口的示例为雷电(THUNDERBOLT)，其传输速率能够为10G比特/秒，并且可使用铜质线缆和微型显示端口(MINI DISPLAYPORT)连接器获得。
线缆和连接器各自具有显著的制造成本。线缆和连接器还需要用户将其与用户的电子设备一起携带，以将其插入供使用以及使用后将其拔去。在某些应用中，特别是在涉及移动装置的应用中，用户可能更喜欢无需线缆和无需需要插拔的连接方案。因此，尽管在电子装置方面取得了进步，但是在本领域仍存在下述需要：该需要针对用于物理上对电子模块和装置进行互联的改进的方法和系统。
发明内容
本发明的实施例涉及包含接触阵列的装置和包括智能接口元件的接口。在一些实施例中，提供了包括接触阵列的层叠(stacked)系统。此外，在一些实施例中还提供了与上述装置、接口和系统相关的方法。
根据本发明的实施例，提供了一种装置。该装置包括：具有由附接区限定的附接面的装置本体；以及设置在装置本体中并且在耦接面处露出的接触阵列。接触阵列包括设置在耦接面上的一个或更多个磁体以及设置在耦接面上的多个端子。一个或更多个磁体和多个端子的边界限定耦接区。附接区比耦接区大并且与耦接区不相关。
根据本发明的另一实施例，提供了一种具有耦接的装置的系统。该系统包括：第一装置，该第一装置包括设置在第一耦接面中的第一微控制器和第一接口元件，该第一耦接面具有第一附接区；以及第二装置，该第二装置包括设置在第二耦接面中的第二微控制器和第二接口元件，该第二耦接面具有第二附接区。第一接口元件和第二接口元件每个包括设置在各自的耦接面上的一个或更多个磁体以及设置在各自的耦接面上的多个端子。每个装置的一个或更多个磁体和多个端子的边界限定耦接区，耦接区也可以被称为接触区。第一附接区和第二附接区比耦接区大并且与耦接区不相关。
根据本发明的又一实施例，提供了一种用于连接电子装置的方法。该方法包括提供具有第一接触阵列的第一装置，第一接触阵列包括耦接力元件和多个端子。第一装置具有与第一接触阵列不相关的几何结构。该方法还包括提供具有第二接触阵列的第二装置，第二接触阵列包括第二耦接力元件和第二多个端子。第二接触阵列与第一接触阵列匹配。该方法还包括：将具有第一接触阵列的第一装置和具有第二接触阵列的第二装置定位成接近对准；将第一装置和第二装置耦接在一起用于作为组合系统操作使用；以及当组合系统的操作已完成时将第一装置和第二装置去耦接。
根据本发明的实施例，提供了一种接触阵列。该接触阵列包括耦接力元件和多个端子。接触阵列可以嵌入任何装置的任何耦接表面中；该装置的范围可以涉及智能手表、智能电话、平板电脑、台式计算机以及具有扩展坞元件(docking element)的大型系统。耦接力元件可以包括一个或更多个磁体、嵌入式电荷或机械互锁件。在匹配的对的至少一方上的接触阵列的端子优选地具有机械顺应性。当相对的接触阵列耦接在一起时，端子优选地适应其之间的可用空间。接触阵列可以通过由用户的手指操控主机装置以可热插拔的方式进行耦接和去耦接，并且提供了一种卡扣-解卡扣方法以分别用于耦接和去耦接。在统一的接口组件中智能接口元件包括微控制器和接触阵列。
本发明的实施例包括一种装置，该装置具有定位在第一耦接面处的基板和与第一耦接面相对的第二耦接面。该装置还包括设置在一个或更多个耦接面中的一个或更多个接触阵列。每个接触阵列包括安装在基板中的一对或更多对磁体和多个端子。另外，在基板上安装有微控制器芯片。相对于每个接触阵列的二等分线，磁体优选地配置为互补磁对称(将会对其进一步描述)，并且端子优选地配置为反射对称。为了不干扰装置中的磁感传感器或电子电路，每对磁体可以还配置有具有包括高导磁率材料的磁场约束装置。每个端子可以具有机械顺应性并且是导电的。每个磁体或共有对(commoned pair)磁体可以用作具有高电流能力的电气端子。磁体和端子可以延伸穿过装置并且可在第一耦接面和第二耦接面两者处操作。替选地，可以在第一耦接面和第二耦接面中的每个中设置独立的一组磁体和端子。可以在任一耦接面处安装触摸/显示屏。基板可以包括具有管芯附接区和各个引线的引线框；微控制器芯片可以附接至管芯附接区，每个端子可以附接至相对应的引线，并且接合线或互连元件可以从每个引线连接至微控制器的选择的输入/输出焊盘。基板还可以包括带(tape)基板并且带基板可以包括聚酰亚胺材料。可以在第一耦接面和第二耦接面中任一者处或两者处附接金属箔或玻璃片，以创建防潮阻挡物(barrier)。金属箔或玻璃片中的开口可以根据接触阵列或接触阵列的元件的需要来设置。机械件可以从装置的耦接面突出并且可以包括稳定用(stabilizing element)元件。接触阵列可以包括与相对的接触阵列中的相对应的突出元件匹配的凹部。微控制器可以包括处理器和耦接至处理器的存储器，其中存储器被编码有指令，该指令可由处理器执行以管理装置特有操作以及与其他装置的通信。
替选实施例涉及第一装置与第二装置之间的接口。该接口包括定位在第一耦接装置和第二耦接装置中的每个的耦接面中的智能接口元件。每个智能接口元件包括定位在耦接面处的基板、安装在基板中的一对或更多对的磁体、安装在基板中的多个端子、以及安装在基板上的微控制器。相对于每个智能接口元件的二等分线，每对磁体优选地配置为互补磁对称(将会对其进一步描述)。相对于同一二等分线，端子优选地配置为反射对称。在接口处的相对的磁体可以通过将用户的手指施加于第一装置和第二装置并且分别采用卡扣或解卡扣动作来耦接或去耦接。当进行了耦接时，第一装置与第二装置之间的脱离力可以在0.1磅至4.0磅的范围内，其为用户的手指可以容易控制的力。第一装置和第二装置的耦接和去耦接各自优选地为可热插拔的；这些动作无需在断电程序之后进行。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于连接电子装置的方法。第一装置具有第一接触阵列，第一接触阵列包括耦接力元件和多个端子。第二装置具有与第一接触阵列匹配的第二接触阵列。匹配的接触阵列提供相对应的耦接力元件和相对的端子，当相对应的耦接力元件彼此相对时可以实现对准和耦接，而相对的端子被配置成进行良好电接触并且支持高速数据传输。接触阵列可以支持例如50Mbps至500Mbps或更大的串行传输速率。
另外，相对的磁体之间的电连接可以支持例如1安培至10安培的电流。将第一耦接装置和第二耦接装置定位成第一接触阵列和第二接触阵列接近对准，因此，第一装置和第二装置卡扣在一起以将它们耦接作为组合系统使用。可以将第一装置和第二装置解卡扣以将它们去耦接。耦接力元件可以包括以下中至少之一：一个或更多个磁体、嵌入式电荷或机械互锁件。解卡扣步骤可以还包括：将第一装置握持在第一只手的拇指与手指之间；将第二装置抓握在第二只手的拇指与手指之间；以及相对于第一装置来操控第二装置直到这些装置被去耦接为止。当第一接触阵列和第二接触阵列的耦接已成功完成时，可以生成成功声音序列，以及当第一接触阵列和第二接触阵列已去耦接时，可以生成不同的第二声音序列。耦接和去耦接事件中的每个优选为可热插拔的，其中，耦接和去耦接可以在不需要用户自身关注例如电源关断程序的情况下由用户自发执行。
如本文中所述，本发明可以使得能够进行“普适连接(ubiquitousconnectivity)”。普适连接可以包括以下多类电子装置：该多类电子装置配置成经由包括在装置中的标准化接触阵列或智能嵌入式接触模块便利地彼此连接和通信。作为非限制性示例，这样连接的装置的种类可以包括智能手表装置、智能电话装置、平板电脑装置、台式计算机装置、汽车仪表盘、电视机、银行终端以及扩展坞装置。
根据本发明的一个实施例，提供了一种电子系统。该电子系统包括可操作为提供第一功能性的电子装置。该电子装置的边界限定装置区，并且该电子装置包括处理器、设置在该电子装置的耦接面上的一个或更多个耦接力元件以及设置在耦接面上的多个端子。一个或更多个耦接力元件和多个端子的边界限定耦接区。该电子系统还包括一个或更多个叶片，一个或更多个叶片中至少之一在具有叶片区的叶片装置面处耦接至该电子装置。一个或更多个叶片中的每一个包括微控制器、与该电子装置的一个或更多个耦接力元件匹配的一个或更多个叶片耦接力元件、以及与该电子装置的多个端子匹配的多个叶片端子。一个或更多个叶片耦接力元件和多个叶片端子的边界限定耦接区。装置区和叶片区与耦接区不相关。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用户配套装置。该用户配套(companion)装置包括基本单元，该基本单元包括电池和通信单元。该用户配套装置还包括：耦接至基本单元并且包括移动支付单元的第一叶片和耦接至第一叶片并且包括电子钥匙单元的第二叶片。
根据本发明的又一实施例，提供了一种实施用例的方法。该方法包括将用例与能够由用户使用或接入并且能够提供多个可层叠叶片的多个装置中的每个装置相关联，多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片提供标准物理接口并且配置成实施与多个装置中的每个装置相关联的用例的解决方案。该方法还包括对多个可层叠叶片进行层叠以形成互连叠层。多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片使用标准物理接口进行耦接。该方法还包括执行对应于第一用例的第一目的和执行对应于第二用例的第二目的。
本发明的另一实施例涉及电子系统。该电子系统包括叶片叠层，并且每个叶片包括耦接面中的接口模块。该接口模块包括基板、耦接力元件、多个端子和微控制器。耦接力元件可以包括以下中至少之一：磁体、电荷区或机械互锁件。一个叶片可以是顶部叶片并且包括触摸/显示屏。一个叶片可以是底部叶片并且包括扩展坞装置的元件。叶片可以包括第二耦接面和第二耦接面中的第二接口模块。扩展坞装置的元件可以附接至带，带附接至用户的手腕。微控制器包括处理器和耦接至处理器的存储器，其中存储器被编码有指令，该指令可由处理器执行以管理该叶片和其与叠层中的其他叶片的关系；这包括叶片之间的和叶片与叠层外部的装置之间的通信。对叶片的管理可以还包括动态地重新配置为叶片叠层中的主或从。微控制器可以作为协议转换器执行，其中，多个端子的第一子组处的输入信号被转换为在多个端子的第二子组处的输出信号，其中，输出信号符合与输入信号不同的协议或标准。作为示例，叶片可以包括电池或语音识别电路。
根据本发明的另一实施例，提供了一种用于用户的配套装置，并且该配套装置包括可分离的硬件元件。第一硬件元件可以包括基本单元，作为示例，该基本单元包括电池和用于打电话和接电话、收发消息和电子邮件的设备。第二硬件元件可以包括能够支付的电子钱包。第三硬件元件可以包括能够解锁并且打开车门、车库门、房间的前门等的电子钥匙。配套装置还可以包括从硬件元件的集合中选择的个性化硬件元件，并且该集合可以包括多种对于用户潜在有用的功能或应用。配套装置可以是智能手表装置样式并且可以像用户手腕上的手表一样佩带。一个或更多个所描述的硬件元件可以彼此结合，或可以与其他硬件元件结合。作为示例，配套装置可以包括触摸/显示屏和语音识别电路。
根据本发明的又一实施例，提供了一种用于减少或简化用户要携带或用户可接入的装置的补充物(complement)的方法。可以将用例与每个装置相关联。可以将每个装置从具有独特接口的笨重封装件转换成采用标准接口的可层叠叶片。诸如电源和控制器的功能对于许多装置可以是共用的，并且可以有效地设置在单个叶片中。可以使用标准接口来对叶片进行耦接以形成叠层。可以使用给定叠层来执行对应于第一用例的第一目的。然后用户可以重新配置该叠层以使得能够执行对应于第二用例的第二目的。可以为不同的用途或应用创建多个叠层，并且每个叠层可以包括不同的叶片组。可以在不需要任何工具的情况下由用户的手指来执行叠层中的叶片的耦接和去耦接。
根据本发明的又一实施例，提供了一种电子系统。该电子系统包括叶片叠层，每个叶片包括标准化智能接口元件。每个智能接口元件包括耦接力元件、多个端子和微控制器。微控制器管理叶片特有功能，以及叶片之间的和叶片与叠层外部的装置之间的通信。用户的配套装置可以包括基本装置，该基本装置具有电池和简单电话功能、电子钱包和电子钥匙。提供了一种方法，该方法用于将所选择的异构用户装置的集合整合为标准化叶片模块，该标准化叶片模块可以便利地携带和在具有重新配置选项的层叠移动装置中操作。
通过本发明的方式实现了优于常规技术的许多优点。例如，通过本发明的实施例提供了“普适连接”。许多不同种类的异构装置可以设置有能够使它们便利地耦接在一起的标准化接触阵列。这些装置可以实现为层叠系统配置中的叶片模块。层叠系统可以具有许多不同的总形状因子，例如手表样式、电话样式、平板电脑样式、台式计算机样式以及扩展坞样式。可以支持广泛的应用。健康装置可以包括对过敏患者有用的、用于确定花粉计数的传感器；另一装置可以监测心率、血压或睡眠模式。量子处理器可以为数学家所用。安全装置可以采用可信平台模块(TPM)，并且支持用于交换密钥的可靠方法。包含在叶片模块中的信息可以被加密，使得如果叶片丢失或被偷数据也没有风险。可以将小的样式的叶片嵌入珠宝或其他可佩带装置中。对于度假的家人或出行的商人，可以使用临时的选择模块的叠层来创建定制系统。商业银行可以采用接受用户的叶片的扩展坞来用于身份验证或用于记录交易。
由本发明的实施例提供的另一优点是用户可以携带或拥有更少的分立装置，同时改进他们的生活方式和便利性。分立装置中的每个会包括尺寸不规则的盒，每个盒包含电源和单独的控制器。盒会笨重。层叠装置可以较小和较轻。从而，用户可以创建重量轻和便捷的个性化电子生态系统。多个电源和控制器可以实现为设置在单个基本模块中的单个电池和单个控制器。所需要的功能中的每个可以在后续耦接至基本模块的、或耦接至包含该基本模块的叠层的叶片模块中实现。这种对资源的有效分配可以使得层叠类型能够比他们替代的分立类型便宜。另外，可选择叶片模块的库可以带给用户他们如何获得和使用装置的新的灵活性。装置可以例如租赁或签租约而非购买，并且因采用标准耦接接口，所以可以向用户保证装置的兼容性。在每个装置中使用标准化智能接口元件使得任意的装置对之间能够便利地互操作。另外，装置的耦接和去耦接可以是“可热插拔的”，以通过减少或消除许多情况下的关机程序来向用户提供进一步的便利。另外，根据本文中描述的许多实施例，物理连接而非无线连接的电子装置的生态系统可以更加安全并且更少受到恶意攻击。
人们可以参加社交集会并且将他们的电子必需品携带在单个的不引人注目(discreet and low profile)的装置中。例如，必需品可以包括电话、用于支付的装置以及用于打开锁着的门的装置。电话可以被实施为薄的基本模块，因为其需要仅支持基本电话功能；支付装置和电子钥匙可以实现为便利地与基本模块耦接的薄的叶片。整个封装件可以呈现为薄且不突出的移动装置，或例如像手表一样佩戴。这些和其他实施例可以以对于本领域中的技术人员明显的许多方式来结合和使用。将结合下文和附图对本发明的这些和其他实施例连同其许多优点和特征进行更详细的描述。
附图说明
图1A是根据本发明的实施例的、呈矩形样式的采用磁体和端子的接触阵列的平面图。
图1B是根据本发明的实施例的、采用端子和单个磁体的替选接触阵列的平面图。
图1C是根据本发明的实施例的、采用更高阶对称的替选接触阵列的平面图。
图2A是根据本发明的实施例的、装置的包含接触阵列的耦接面的一部分的平面图，该接触阵列包括安装有磁场约束装置的磁体对。
图2B是图2A中描绘的装置的所述一部分的底视图。
图2C是根据本发明的实施例的、接触阵列中的替选磁对称的平面图。
图3是在与相对的耦接模块的接口处的、图2的截面AA的扩大的横截面图。
图4是在与相对的耦接模块的接口处的、图2的截面BB的扩大的横截面图，其中垂直比例进一步扩大以示出磁场线的细节。
图5是根据本发明的实施例的、还包括微控制器芯片和互连元件的接触阵列/智能接口元件的平面图。
图6是根据本发明的实施例的、还包括稳定用突耳的接触阵列/智能接口元件的平面图。
图7是根据本发明的实施例的、包括接触阵列/智能接口元件的智能手表装置的面的平面图。
图8是根据本发明的实施例的、包括接触阵列/智能接口元件的智能电话装置的背面的视图。
图9是根据本发明的实施例的、包括接触阵列/智能接口元件的平板式装置的背面的视图。
图10是根据本发明的实施例的、包括作为扩展坞装置的元件的接触阵列/智能接口元件的大型系统的正视图。
图11是图7的截面CC的扩大的横截面图。
图12A是根据本发明的实施例的、包括作为圆形样式的耦接力元件的嵌入式电荷区的替选智能接口元件的平面图。
图12B是描绘图12A中所示的对于根据本发明的实施例的嵌入式电荷区的对称的替选对称的平面图。
图13是在与相对的耦接模块的接口处的、图12的截面DD的扩大的横截面图。
图14是根据本发明的实施例的、包括用于与另一接触阵列机械地互锁的舌状元件的替选智能接口元件的平面图。
图15是在与相对的耦接模块的接口处的、示出了机械互锁件的图14的圆形截面EE的扩大的横截面图。
图16是根据本发明的实施例的、在用户的手中的一对耦接模块的立体图。
图17是根据本发明的实施例的、示出了图16的耦接模块可以如何由用户采用手指操控来去耦接的立体图，其示出了“拇指滑动法”。
图18是根据本发明的实施例的、配置成除了磁体和端子以外还支承微控制器芯片的引线框的平面图。
图19是示出了接合线和端子的细节的、图18的截面FF的扩大的横截面。
图20是根据本发明的实施例的、配置成接纳多个单元的带基板的平面图，除了磁体和端子以外，每个单元还包括微控制器芯片。
图21是在组装智能接口元件后的、图20的截面GG的扩大的横截面图。
图22是根据本发明的实施例的、与图21中所示的结构类似的替选结构的扩大的横截面图，并且示出了在外表面处附接的金属箔。
图23是示出根据本发明的实施例的、采用各向异性导电膜的微控制器芯片的倒装芯片组件的横截面图。
图24是根据本发明的实施例的、智能电话装置样式的层叠系统的示意性侧视图。
图25是示出了图24中所示的层叠系统的横截面图，该层叠系统具有保护盖并且该保护盖包括接触阵列。
图26是图24中所示的层叠系统的平面图。
图27是图24中所示的层叠系统的底视图。
图28示出了根据本发明的实施例的、智能手表装置样式的层叠系统的示意性横截面图。
图29示出了对应于图28的截面HH的智能接口元件的横截面。
图30示出了包括仪表盘窗口部件的、处于仪表盘模式的智能手表装置的显示面的平面图。
图31描绘了处于消息模式的智能手表装置的显示面的平面图。
图32示出了处于钟表模式的智能手表装置的显示面的平面图。
图33是根据本发明的实施例的、包括附接至腕带的替选手表实施例的示意性横截面图。
图34示出了根据本发明的实施例的、具有不同形状因子的一对装置之间的无线和物理连接通信接口。
图35是示出了根据本发明的实施例的、连接电子装置的方法的简化流程图。
图36是示出了根据本发明的实施例的、实施用例的方法的简化流程图。
下文中参照附图来描述本发明的各个实施例。应注意，附图仅旨在便于对本发明的具体实施例的描述。它们不旨在详尽描述本发明或对本发明的范围进行限制。另外，结合本发明的特定实施例描述的方面不必限于该实施例，而是可以在其它实施例中实施。可以通过以不同的方式组合各种元件来实现附加的实施例。例如，可以将各种类型的接触阵列和智能接口元件与多种类型的装置组合。作为另一示例，可以将各种形式的耦接力元件互换，并且它们在特定接触阵列中可以包括每种类型的单个元件或多个元件。
具体实施方式
图1A示出了装置的耦接面13的平面图，描绘了包括四个磁体11和十六个端子12的接触阵列10。耦接面13具有相关联的耦接区15，该耦接区15包括围绕磁体11和端子12的边界，并且耦接面13如图所示被包含在装置的本体16内。磁体11被配置成在装配有类似接触阵列的主机装置之间提供耦接力。主机装置可以定义为可以耦接第二装置或模块的任何装置。被称为“钕磁体”的稀土磁体的类型包括钕(Nd)、铁(Fe)和硼(B)，并且对于接触阵列适合的磁体尺寸可以为约4mm×2mm×1mm。可以使用任何类型的磁体，包括通常由铁芯和绕组构成的电磁体，其中电磁体通过使电流穿过绕组来激励。在每个主机装置中的包括四个这样的磁体的相对接触阵列可以具有约1lb的脱离力，其为容易由用户的手指来控制的力。
端子12可以支持例如高速数据、电力、控制和寻址。虽然在图1A中示出了16个端子12，但是本发明的实施例不限于该具体数目，而是可以使用其他数目的端子。数据流可以在主机装置和辅助装置的任意组合和所有组合之间流动，包括主机装置到主机装置、主机装置到辅助装置和辅助装置到辅助装置。辅助装置可以定义为具有与主机装置相关的支持功能的任何装置。多个数据流可以通过接触阵列或智能接口元件同时流动。
图1B是根据本发明的实施例的、采用单个磁体11z和18个端子12z的替选接触阵列17的平面图。磁体11z和端子12z设置在耦接面13z中，并且示出了耦接区15z。接触阵列17具有圆形样式并且磁体11z提供耦接力。耦接面13z包含在装置的本体16z内。如图所示，在耦接面是与本体相关联的较大的附接表面的一部分的情况下，耦接面的尺寸和本体的尺寸彼此不相关，将参照图8至图10对此进一步描述。
图1C是在具有多级对称的配置中采用20个磁体11y和60个端子12y的替选接触阵列18的平面图。除了反转的磁体极性以外，磁体11y和端子12y的阵列呈现出关于X轴和Y轴中的每个的反射对称。因而，图1C中所示的实施例展示了互补的磁对称，原因是每对磁体中的每个磁体具有相关联的磁体对中的磁体，其距每个二等分线为等距离并且具有相反的极性。X轴和Y轴穿过接触阵列的中心点(以正交轴Z标记)。这些对称中的每一个均为二重对称，原因是存在满足耦接需求的两个位置，每个对应于180°旋转。接触阵列18还呈现了十重旋转对称，其中角区段(segment)19可以设置在十个替选角位置中，每个由前一个绕Z轴旋转36°获得。接触阵列18具有以下优点：数目增加的磁体11y形式的高电流连接器和更多的端子诸如12y，以提供用于建立(setup)和控制的更多的输入/输出引脚以及耦接装置之间潜在的更高带宽通信。由于阵列18具有14重对称，所以对于与其他装置的耦接可以存在许多选项。例如，低阶对称的装置可以与高阶对称的装置耦接，其中在具有低阶对称的装置中可以设置比完整量少的数目的磁体和端子。
图2A示出了装置的耦接面25的一部分，描绘了耦接至基板14的改型接触阵列10b。接触阵列10b包括如所示定向的两对磁体。单个磁体或共有对磁体可以用作高电流端子。使用被电共有以提供单共有电连接器的磁体组可以克服与相对的接触阵列之间的配合相关的不确定性，包括因制造公差而可能产生的相对的磁体之间小的间隙。间隙的风险可以通过提供半刚性或柔性形式的基板14而减轻；基板弯曲可以使得磁体中的每个能够与其相对的磁体相接触，特别是在间隙非常小的情况下。
基本为平面的可互连模块可以称为叶片模块，每个为独立叶片。在相对薄的叶片模块中，磁体11和端子12可以延伸穿过基板14以便可以在叶片的每侧可操作。这样的模块可以为约例如1mm厚。在相对厚的叶片模块中，可以在模块的两个面中的每个上设置独立的接触阵列。
进一步参照图2A，磁场约束装置22跨过磁体对11b和11b，并且磁场约束装置21跨过磁体对11c和11d。将参照图4来描述与磁场约束装置相关的附加描述。在接触阵列10b中，磁体11a和11d包括北磁极，并且磁体11b和11c包括南磁极。如图2A所示，端子12中的每个具有距垂直二等分线和水平二等分线为等距离的匹配端子。在其他实施例中，仅相对于二等分线中的一个二等分线来提供该对称。
图2B示出了图2A的装置的相对侧的耦接面25b。可以看出，图2B的接触阵列10c中的磁体11e、11f、11g和11h的布置和极性与图2A的接触阵列10b中的磁体11a、11b、11c和11d的布置和极性无法区分。对于其中磁体从装置的一侧延伸穿过至装置的另一侧的相对薄的装置的情况，如果磁体11e至11h与磁体11a至11d不同，该相似性可适用；如果磁体11e是磁体11b的相对端，磁体11f是磁体11a的相对端，磁体11g是磁体11d的相对端，以及磁体11h是磁体11c的相对端，该相似性也可适用。
图2A和图2B中所示的磁体磁极和布置的对称确保了设置在主机装置和辅助装置中的类似接触阵列将以引力自发耦接。如果待配对的两个装置在背面各自具有接触阵列，则其之一可以从面向上的开始位置旋转180°以实现耦接。然后，接触阵列中的每个磁极将与其相对的或互补的磁极相对。因此，在本文中使用术语“互补磁对称”以描述该几何布置。磁体阵列的互补磁对称包括关于二等分线(例如，二等分面)的反射对称，除了二等分线的两侧的磁体磁极是反转的以外。
参照图2A，垂直中心线23为接触阵列10b的垂直二等分线，并且还对应于该接触阵列的二等分面。水平中心线24也为接触阵列10b的二等分线，并且再次对应于该接触阵列的二等分面。在图2A和图2B中可以看出，相对于二等分面中的每个，磁体以互补磁对称进行排列并且端子以反射对称进行排列，即，端子12和端子12’距垂直中心线或二等分线23为等距离。这种对称组合使得采用标准接触阵列的装置或模块能够以对应的耦接面所呈现的任何定向自发耦接。这将使得各个模块能够与其他各个模块耦接，并且还将使得第一模块叠层能够与第二模块叠层耦接，其中模块中的一些(特别是叠层的顶部的触摸/显示模块)可以在仅一个耦接面中具有接触阵列。
被耦接的装置的某些定向可能针对特定模块中的特定接触阵列导致产生不同的引脚分配(pinout)。“引脚分配”可以被认为是电子部件的接触点与其功能之间的相互对照。可以使用不同的引脚分配来支持计划的耦接，其中第一引脚分配可以用于第一应用并且第二引脚分配可以用于第二应用。包含在这样的模块中的集成电路芯片(IC)的输入/输出引脚可以针对多个引脚分配选项而特别配置。例如，它们可以包括双向三态电路。它们可以通过以周密控制方式确定每个引脚的定向和阻抗状态的软件来支持，以使得模块中的电路不出现损坏，并且实现模块之间的有效通信。此外，可以有意限制可接受定向的选择，以不启用或不需要多个引脚分配；限制可接受选择的一种方式可以例如通过模块的键控配置来进行。
图2C描绘了限制可接受耦接定向的替选方式。除了磁对称不同以外，接触阵列10d与图2A的接触阵列10b类似。互补磁对称被观察到是关于垂直中心线23的而不是关于水平中心线24的，针对水平中心线24，观察到简单的反射对称。因此，采用接触阵列10d的一对模块将在其中第二装置相对于第一装置围绕垂直中心线23旋转的定向上自发耦接，但是将在其中第二装置围绕水平中心线24旋转的定向上彼此排斥。对可接受耦接定向的这种限制可能是期望的，可通过图2C的不同对称来实现。另外，可以在模块之间的第一接口处使用全部量的端子，并且可以在模块之间的第二接口处使用端子的子组，同时在第一接口和第二接口两者处实施标准协议管理行为的至少一部分。
图3示出了对应于图2的截面AA的扩大横截面。示出了在与主机装置32相关联的第一接触阵列诸如10b的一部分和与相对的主机装置34相关联的类似的接触阵列33的对应部分之间的接口31。例如，主机装置32可以表示可附接模块并且主机装置34可以表示接纳装置。再次地，可以看出，在使用相同的接触阵列时，磁体的极化提供了耦接引力。接触阵列10b和33被配置成分别支持用于耦接和去耦接的“卡扣(snap-on)”“解卡扣(snap-off)”特性。每个耦接事件可以由用户在不需要工具也不需要线缆或线缆连接器的情况下仅使用他的或她的手指来便利地完成。在某些场景下，在保持卡扣-解卡扣性能的同时，用除了磁体以外的部件诸如由高导磁率材料构成的盘来替代在接口的第二侧的磁体会是有利的。
在一些实施例中，每个主机装置包括基板诸如14a和14b。磁体本体通常是导电的，而磁体通常具有也导电的电镀外表面，并且例如它们可以利用压配在馈通(诸如基板14a中的过孔36)中来用作电气端子。端子12可以包括模制在导电环38内的导电橡胶本体37，并且支承用导电环38可以被焊接或压配在馈通(诸如基板14a中的过孔39)中。如位置40处所示，每个端子可以在接口处与相对的端子压在一起，以被包含在接触阵列之间的可用空间中，此情况假设磁体直接接触。
也可以使用其他类型的顺应性端子，每种类型通常包括在接口的至少一侧的顺应性导电构件。例如，接口的另一侧的端子可以包括硬元件，诸如金属盘。顺应性端子的本体可以包括例如如图3所示的导电橡胶，或作为进一步的示例，其可以包括圆顶状偏转导电膜(未示出)。包括弹性加载的接触点的POGO引脚也可以用作端子。其他类型的端子和顺应性连接器对于本领域技术人员将是明显的。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
在某些场景下，下述会是有利的：诸如图3中所示的主机装置32和34的装置能够在一些实施例中不需要利用穿过系统部件之间的射频(RF)信号的情况下通过端子和/或磁体进行通信。对于本领域技术人员将明显的是，无线电信号的存在例如可能易受到RF监听电路的检测，并且这可能引起用户的安全风险。因而，在装置之间采用有线通信的本发明的实施例提供了使用无线通信技术和协议不容易获得的解决方案。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
图4示意性描绘了图2A的截面BB并且示出了在设置于主机装置32和34中的接触阵列之间的耦接处的磁场约束装置(诸如装置21a和21b)的影响。磁场约束装置21a和21b设置在包括北磁极和南磁极的磁体对的磁体之间并且可选地设置在其周围。通常而言，装置包括高导磁率材料。参照图4，磁场线43在每个磁体中的磁体之间穿过，指示磁场强度最强的区域。在位于主机装置34内部并且可以位于接口31内部的位置48处，由磁体对11e/11f产生的磁场减小，使该位置适合于布置磁感传感器和电路。应注意，在诸如位置48的位置处，诸如11a、11b的磁体的影响也减小。
利用磁场约束装置21a和21b，在位置48处因磁体11e/11f而产生的磁场可以减小至例如任意值，诸如地球磁场的1％，并且该减小的场强可以足够低，使得主机装置内部的磁路和电路的正常功能不受损害。装置诸如21a也具有期望的特性，即当主机装置没有利用接触阵列耦接至另一装置时，限制在从耦接面向外的方向上的远场磁效应。然而，当主机装置利用接触阵列耦接至另一装置时，有效的耦接力不会由于装置21a和21b的存在而显著减小。这是因为从磁体到直接接触的相对磁体的磁通路的磁阻低于从磁体通过诸如21的磁场约束装置到间隔开的第二磁体的磁路的磁阻。
提供围绕磁体磁极对的磁场约束装置的替选方式是提供围绕要保护的所有部件的磁屏蔽。也可以将两种方式结合。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
在某些场景下，下述会是有利的：提供本文中所描述的多种装置类型以及还包括可能未在本文中描述的其他装置类型或可能在以后产生的装置类型的混合和匹配。通过减少对线缆和线缆连接器的需要、通过仅需要可以由用户的手指容易地施加的适度的力、以及通过使用被配置成与其自身的复制物耦接的单一型(hermaphroditic)接触阵列，使得这种混合和匹配特别便利。这个特性使得每个包括了具有所描述的对称中之一的标准接触阵列的装置能够具有通用接口兼容性。
图5示出了包括了智能接口元件10e的耦接面56，智能接口元件10e包括基板14c、微控制器芯片51和端子12与微控制器芯片的输入/输出焊盘53之间的互连元件52。由微控制器提供的“智力”可以使得接触阵列能够用作智能接口元件。也可以在用作电气端子的磁体11与其他所选择的输入/输出焊盘55之间设置互连元件54。微控制器芯片51可以管理和控制穿过接触阵列10d的通信信号，接触阵列10d现在可以被描述为智能接口元件。通信信号可以与例如互连的主机装置和辅助装置的各种组合相关联。微控制器芯片51也可以管理装置特有功能。也可以利用与微控制器芯片51相关联的软件来使耦接的装置依赖于由耦接的装置执行的当前应用的需求来将其自身动态地重新配置为主装置或从装置。装置可以发出下述信号：其希望例如通过转换端子中之一处的逻辑状态来在主与从之间切换，并且握手协议可以确保实现该动态重新配置。
智能接口元件诸如图5中的10e可以能够同时具有高电流和高数据速率。高电流可以通过使用磁体作为电气端子来实现。例如，它们的导电性和尺寸连同它们的耦接力可以使得耦接模块之间的电流能够为10安培或更高。高数据速率可以通过使用数目扩大的端子并且提供宽的数据总线来实现。例如，如果32个端子专用于双向32位总线，则可以在100MHz的时钟速率下实现每秒3.2G字节的数据速率。这代表了比由THUNDERBOLT提供的每秒1.25G字节高的总吞吐量。同时，在两个或更多个耦接在一起的叶片的环境中，依赖于时钟方案，可以实现在每个引脚处每秒100M位或200M位的串行数据速率。这个环境通常将包括在耦接接口中的每个处的接触电阻和其他参数的变化。这些变化将在叠层中间隔远的叶片之间增加，其中在叶片之间穿过的信号可能遇到包括多个耦接口的信号路径。
图6示出了包括智能接口元件10f的耦接面62，智能接口元件10f与图5的智能接口元件10e类似，但是智能接口元件10f还包括从耦接面62突出的稳定用突耳61。耦接面62可以包括被包括在主机装置中的智能接口元件的表面。稳定用突耳61可以与耦接的接口元件中的对应的腔或凹部配对，分别对应于公部件和母部件。利用诸如61的突耳带来的稳定作用在当被用户佩带时经受动态力环境的可穿戴装置诸如智能手表装置中会是重要的。力环境可以包括例如冲击和碰撞。与诸如61的稳定用突耳匹配的腔可以期望地以智能接口元件的所有形式存在，但是稳定用突耳61可以可选地、仅在动态力环境中提供。替选的稳定件可以包括伸缩指(未示出)，该伸缩指被配置成将每个叶片模块固定在耦接的叶片模块的叠层中。当用户期望从叠层中移除特定叶片时，他或她可以通过与设置在叶片模块之一上的触摸/显示屏交互来将发起伸缩指的解锁。也可以使用其他类型的稳定件并且这些稳定件在本发明的范围内。
图7示出了与智能手表装置70的居间耦接面71集成在一起的智能接口元件10g。示出了手表带72。示出了圆形阻挡件73，并且其可以具有诸如74的切口，以为用户提供抓住叶片模块(未示出)的手指接入，该叶片模块可以利用智能接口元件10g安装在居间耦接面71上。配置在叶片模块的叠层中的叶片模块或若干个叶片模块优选包括相同的标准化接口元件，本示例中为10g。作为一个示例，叶片模块可以包括触摸/显示面板作为叶片的叠层中的顶部叶片，并且可以对用户手势进行响应。手指接入可以用于对叶片模块或多个叶片模块进行耦接和去耦接。圆形阻挡件73可以具有与图6的突耳61所提供的稳定功能类似的稳定功能，并且将在描绘图7的截面CC的图11中进一步示出。
图8示出了设置在智能电话装置80的背面耦接面81中的智能接口元件10h。从而，智能电话装置80被配置成接纳例如智能手表叶片模块，该智能手表叶片模块具有智能接口元件诸如10e或母变体(未示出)的类似的智能接口元件，该母变体具有能够操作成接纳图6的稳定用突耳61或图7的阻挡件73的凹部。替选地，待附接的模块可以具有足够小的直径，以装配在诸如图7中所示的示例中的圆形阻挡件73的阻挡件的内部。作为非限制性示例，智能手表装置模块到智能电话装置的这种连接可期望用于对手表模块进行充电、对两个装置进行同步、或创建两个装置之间的信任对关系(a trusted pair relationship)。
参照图8，虽然示出了装置80的背面耦接面81，但是应理解，装置80包括装置本体85和由附接区84限定的附接面83。在图8所示的示例中，附接区由装置本体的边界限定。接触阵列10h设置在装置本体中并且在耦接面81处露出。在图8所示的实施例中，接触阵列包括设置在耦接面上的一个或更多个磁体和设置在耦接面上的多个端子。一个或更多个磁体和多个端子的边界限定了耦接区82。参照图1A，由磁体11限定的正方形限定了耦接区15。在图8中，耦接区82可以具有下述边界：该边界的侧边为与磁体和/或端子的外部边缘对齐的线。附接区84比耦接区82大并且与耦接区不相关，以向设计者提供对装置尺寸进行限定的灵活性。从而，如图8至图10中所示，设置了具有不同附接区的不同装置，但是全部使用标准化接触阵列。
图9示出了设置在平板装置90的背面附接面93中的智能接口元件10h。附接面93具有由装置本体95的边界限定的附接区94。智能接口元件10h设置在耦接面91中，耦接面91与由接口元件中的磁体和端子的边界限定的耦接区92相关联。可以使用接口元件10h与平板装置90耦接的其他装置可以包括如之前所描述的智能手表装置模块或智能电话装置，每个模块或装置包括匹配的智能接口元件10h。可以想象的是智能电话装置80可以用作智能手表装置70的叶片模块的“母装置”，并且平板装置90可以类似地用作智能手表装置70和智能电话装置80两者的叶片模块的母装置，以根据需要提供电力和其他资源。在每个情况下，叶片模块可以在用户方便的时候被叶片模块的叠层替代。这些不同类型的装置之中的和之间的连接可以由用户容易且便利地完成，通常不需要任何工具，并且可以由用户手指中的主机装置来简单操控。装置耦接优选地包括“卡扣”特性，并且装置去耦接优选地包括“解卡扣”特性。当配对的接触阵列移动为接近对准时卡扣动作发生，其中，在卡扣动作中，由耦接力元件所赋予的耦接力将接触阵列和主机装置拉在一起。可以听到卡扣的声音。对图8和图9进行比较，附接区84(也可以称为耦接区)和附接区94(也可以称为耦接区)不同。因为接触阵列被标准化，所以这些具有不同附接区的不同尺寸的装置可以接合以形成一体化装置。
图10示出了设置为电子系统100中的扩展坞(docking station)装置的元件的智能接口元件10h。作为非限制性示例，电子系统100可以包括超级计算机、汽车仪表盘、家用电视(TV)机、飞机电视或自动取款机(ATM)。对于超级计算系统的情况，本体105可以是建筑物，并且附接面103可以是建筑物的前壁。附接区104可以是例如前壁的凸部或凹部。智能接口元件10h设置在与包括磁体和端子的边界的耦接区102相关联的耦接面101中。耦接面101可以与附接区104共面，或可以偏离附接区104，或另有不同。通过将智能接口元件的尺寸和表面与母体的尺寸和表面解耦，提供了用于将标准接口元件包括在不同尺寸和配置的本体中的最大的灵活性。许多其他尺寸和配置对于本领域的技术人员将是明显的。
作为普适连接的示例，电子系统100可以用作平板电脑装置、智能电话装置和手表模块的母装置，其中配对的装置中的所有装置包括标准化接触阵列或标准化智能接口元件的类型，并且其全部可以分别利用卡扣、解卡扣特性来耦接和去耦接。
所描述的卡扣和解卡扣耦接可以是“可热插拔的”，其中装置可以在无需前序断电程序的情况下由用户自发耦接和去耦接。这种热插拔能力可以通过移动装置的低电压和低电流操作而能够实现。可以设置电容器(未示出)用于存储能量；该能量可使得智能接口元件的微处理器能够连续工作足够的循环次数以逐渐(graceful)终止进行中的任何操作。该电容器可以是“超级电容器”。为了最小化电弧，并且为了支持热插拔能力，可以在潜在地较高电流的情况(诸如电池充电)中使用限流电路。另外，在耦接之前，常驻于微控制器中的软件可以将输入/输出引脚配置成低电流模式。替选地，每个装置中的输入/输出引脚可以被设置成低电流模式作为默认条件。在耦接过程期间，常驻的微控制器可以执行“前导序列”。该前导序列可以包括握手操作以确定每个装置的约定地址和在成组的耦接的装置中单个主装置的标识。在接近结束前导序列时，主微控制器可以启动其中将耦接的装置的输入/输出引脚的状态断定为普通电流模式的序列。
图11是图7的截面CC的扩大的横截面图。示出了磁体11和端子12。还示出了图7中所示的圆形阻挡元件73。阻挡元件73可以辅助提供叶片模块到智能手表装置70的更稳固的附接。与设置在基本手表模块和配套叶片模块中的耦接力元件配合，阻挡元件73可以在用户的手腕剧烈动作期间、并且还在使用时可能传导至耦接的组件的振动和冲击期间进行保护以抵抗不需要的去耦接。
图12A示出了描绘了用于智能接口元件的替选实施例120的圆形样式的耦接面127，智能接口元件包括基板14e、微控制器芯片51、端子12、稳定用突耳61和作为磁体的替代的嵌入式电荷区121至124。区121和124包括正电荷，并且区122和123包括负电荷。图12中所示的电荷的电极性和布置确保包括在主机装置中的类似的接触阵列将以引力自发耦接。如前所述，如果要配对的两个装置在背面中各具有接触阵列，则其中之一可以从面向上的开始位置旋转180°以实现耦接。如果这点完成，则接触阵列中的每个电荷区将与其相对的或互补的电荷区相对。因此，在本文中使用术语“互补电对称”来描述一些实施例。电荷区的阵列的互补电对称包括关于二等分面的反射对称，除了在二等分面的相对侧的电荷区被翻转以外。图12A中的中心线125为智能接口元件120的垂直二等分线，并且还表示二等分面。中心线126为智能接口元件120的水平二等分线，并且再次地表示二等分面。可以在图12A中看出，相对于二等分面中的每个，电荷区以互补电对称排列，并且端子以反射对称排列。这种对称组合使得采用作为标准的这种接触阵列的装置或模块能够以在相对应的耦接面所呈现的任何定向自发耦接。端子12被示出为具有关于两个二等分面的反射对称。
图12B示出了智能接口元件120b，除了电荷区的对称不同以外，其与图12A的接口元件120类似。互补电对称被观察到是关于二等分面125而不是关于二等分面126的，对于二等分面126，观察到简单的反射对称。因此，采用智能接口元件的类型120b的模块将在其中第二装置相对于第一装置围绕轴125旋转的定向上自发耦接，但是将在其中第二装置围绕轴126旋转的定向上彼此排斥。这种选择性耦接会是理想的，对应于图12B的不同对称。
图13示出了主机装置132与133之间的对应于图12A的截面DD的接口131。接口131可以分别包括可附接耦接模块和接纳耦接装置的相对的耦接表面。每个可附接模块和接纳装置可以包括如前所述的端子12。示出了互连基板14e和14f。主机装置132包括耦接力元件121a，耦接力元件121a进一步包括嵌入式正电荷134。主机装置133包括耦接力元件121b，耦接力元件121b进一步包括嵌入式电荷135，嵌入式电荷135的符号与元件134的相反，在该情况下为负。电荷的嵌入可以通过例如离子注入工艺来完成。关于电荷的嵌入的附加描述提供在题为“Method forControlling the Coupling and Friction between Opposing Surfaces”的第13,477,965号美国专利申请中，出于所有目的其全部公开内容通过引用合并于本文中。
在接触阵列之间的接口处的耦接力元件诸如121a和121b中的全部耦接力元件的总耦接力可以优选地导致例如约1lb的脱离力。在一些实施例中，用其中不存在预嵌入电荷的导电元件来替代在接口的第二侧的电荷区会是有利的；关于两侧的耦接，将在导电元件中感应到相反符号的电荷并且可以实现适合的耦接力。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
图14示出了描绘了用于智能接口元件的替选实施例140的圆形样式的耦接面145，智能接口元件包括基板14g、端子12、微控制器芯片51以及互锁件141a和142a，将参照图15对其进一步描述。
图15是图14的圆形截面EE的放大的横截面图，并且描绘了作为耦接力元件的替选实施例的基板14g与14h之间的机械耦接150。151和141a可以为如图所示的舌状元件，该舌状元件当在某些角位置处对准时能够配对在一起，并且能够进一步如图所示互锁以将母体模块固定在一起。基板14g和14h的去耦接可以利用扭转动作来完成，其中用户相对于下基板14h向上基板14g施加力矩，并且当脱离时，将上部装置抬离下部装置。基板14g和14h的耦接优选地包括：将待耦接的面近似对准；将它们压在一起；使一个相对于另一个旋转以使它们接合；以及通过施加力矩将它们互锁。可以使用其他机械元件作为合作机械元件或互锁机械元件，并且可以采用其他用户动作以对它们进行耦接和去耦接。
图16示出了舒适地握持在用户的手163中的耦接的模块对161和162，其中背面装置161被抓握在拇指164与指尖165之间。这些装置可以使用本文中所描述的耦接力元件中之一来耦接。
图17示出了用于解卡扣或去耦接图16中描绘的耦接的模块对的方法。可以将上部装置162抓握在用户的第二只手的拇指171与食指172之间，并且利用如图中箭头所示的滑动动作173将这些装置分离或去耦接。此去耦接动作可以称为“拇指滑动法”，并且可能最适用于包括磁体或电荷区的接口。
图18示出了用于与智能接口元件诸如图5的10e一起使用的引线框180。在一些实施例中，引线框180包括桨状物181和多个引线182。桨状物181包括可以与微控制器芯片51接合的管芯附接区183。每个单独的引线182可以抓取(capture)智能接口元件的部件，诸如参照图3描述的端子12。引线182还可以包括引线延伸部184，并且互连元件185可以从引线延伸部184连接至芯片51的对应的输入/输出焊盘186。作为示例，互连元件185可以是接合线或印刷导电走线(trace)。印刷导电走线可以使用例如3D打印机以附加的方式形成。部件187可以是例如磁体，并且该磁体可以作为耦接力元件和电气端子两者，作为示例，特别是用作电源或接地的高电流端子。替选实施例可以包括附接至管芯附接区183的多于一个的芯片，或可以在引线框180外部设置通过引线诸如182耦接至微控制器芯片51的支持芯片。相关联的智能接口元件诸如10e的规格可以扩大至包括这样的支持芯片的规格。
对于用作电气端子的磁体的情况，可以利用互连元件189和190、输入/输出焊盘191和192以及芯片51上的短路总线193将部件187与部件188共接起来。作为另一示例，部件187和188可以各自包括嵌入在塑料部件中并且附接至引线框180的电荷。为了提供对于部件187和188的更稳固的附接，可以使用多于一个的引线，诸如图中的引线194和195。示出了裁剪线196，其中外框在接口模块已完成之后被移除，接口模块的完成包括：控制器芯片、顺应性端子、耦接力元件、接合线等的附接；以及可选地对各种部件周围的材料的模制。外框的移除可以包括例如冲压操作。示出了截面FF，用于在图19中对引线197、引线延伸部198、接合线199和输入/输出焊盘200进一步描述。
图19是图18的截面FF的扩大的横截面图。示出了引线197、延伸引线198、接合线199和输入/输出焊盘200以及具有其管芯附接焊盘183和管芯附接材料201的微控制器芯片51的一部分。示出了端子12的轮廓(profile)作为参考，并且还示出了可选的模制材料202。模制材料可以提供结构支承和一些防潮保护。
图20描绘了通常由聚酰亚胺诸如KAPTON薄片形成的带基板204。基板204可以包括用于通过卷对卷制造过程来传送基板的齿孔205。示出了多个接触阵列部位(site)诸如206，每个包括用于附接磁体的孔(aperture)207和用于附接端子的孔208。示出了管芯附接焊盘183，并且还示出了可以形成接合线的环绕管芯附接焊盘183的区域209。对于本领域技术人员将明显的是，带基板204提供了能够使叶片耦接力元件(例如，磁体)以及叶片端子中之一或两者能够从叶片的相对侧接入的结构。从而，在一些实施例中，通过本发明的一些实施例提供了可从叶片模块的两侧接入的薄的叶片模块。
图21是图20的截面GG的扩大的横截面图。示出了具有用于安装图20的端子208的电镀通孔211的带基板204。接合线212从微控制器芯片51的输入/输出焊盘(未示出)连接至基板接合焊盘213。示出了管芯附接接合材料214，并且还示出了模制材料215。
图22示出了添加有利用粘合层223和224附接的金属箔221和222的图21的结构。每个金属箔可以提供对水的有效阻挡，使得电子封装配置能够半封闭。金属箔中的一个或更多个可以使用透明玻璃片来替代，特别是当母体模块包括显示器时，并且作为示例，玻璃片可以包括GORILLA GLASS或WILLOW GLASS。这些玻璃中的每一个均可以从办公室在美国纽约康宁的康宁股份有限公司(CORNINGINCORPORATED)获得。
图23示出了用于安装微控制器芯片51b并且将芯片的输入/输出焊盘互连至基板14i中的导电走线的替选倒装芯片法。示出了芯片51b的输入/输出焊盘231，其通过各向异性导电膜(ACF)的环形面状元件232连接至基板14i中的相对应的焊盘234。ACF经由设置在非导电材料的基体(matrix)中的显微导电球提供了垂直连接。如本领域已知的，当该材料在组装过程期间沿垂直方向被压缩时，导电球在垂直方向上彼此接触但在水平方向上不彼此接触。
图24示出了智能电话装置样式的层叠电子系统240。该叠层包括底部叶片241、两个居间叶片242和243以及顶部叶片244。如图所示设置了智能接口元件245至249，并且它们提供了叶片之间的物理耦接。包括了接口模块245，使得叶片241可以与另一用例中的另一叶片或另一叠层耦接。叶片242和243可以薄如例如1mm。叶片243中的接口模块248的磁体和端子可以延伸穿过叶片，其中的一组提供在两个耦接面中的每个处的耦接。单独成组的磁体和端子设置在叶片241的接口模块245和246中。顶部叶片244可以包括如图所示的触摸/显示屏250，并且可以仅包括一个接口模块249。
图25示出了包括了图24的层叠系统240并且还包括了保护盖256的层叠系统255。盖256可以是硬盖或软盖，并且可以包括用于与不同用例中的另一叶片或另一叶片叠层连接的接口模块257。由于模块257通常仅需要信号的简单馈通，所以其可以包括简单的接触阵列而非包括智能接口元件。盖256可以设置有用户选择的图像，以使他或她的系统255个性化。盖256可以在例如跌落期间保护系统255。进一步地，其可以包括弹性元件，该弹性元件用于支承关于跌落和潜在误操作为稳健的统一叠层中的叶片。
图26示出了图24的层叠系统240的平面图，包括顶面261和触摸/显示屏250。
图27示出了图24的层叠系统240的底视图，包括耦接面271和参照图5所描述的接触阵列/接口模块10c。
图28示出了智能手表装置样式的层叠电子系统280。示出了基本模块281、两个居间叶片模块282和283以及顶部叶片模块284。设置有接口模块285至288以物理地耦接叠层的元件，包括基本模块281和叶片模块282至284。居间叶片模块282和283可以薄如例如1mm。顶部叶片模块284可以包括触摸显示屏289和仅一个接口模块288。可以设置槽290用于附接例如手表带，手表带可以附接至用户的手腕。因而，在一些实施例中，层叠电子系统可以包括多个叶片，其中如包括触摸/显示屏289的叶片284所示，多个叶片中的一个叶片设置在一个或更多个叶片中的至少一个叶片的关于该电子装置的远端处。可以如图所示设置通孔291，使得用户可以使用简单工具例如弯曲的回形针来将叶片模块弹出。通孔291也可以被配置成使得仅向珠宝商或仅向具有特殊工具的技师提供接入。
图29示出了叶片模块283的对应于图28的截面HH的接口模块287。接口模块287可以包括例如参照图5所描述的接触阵列/接口模块10e，接触阵列/接口模块10e包括磁体11、端子12和微控制器芯片51。
作为示例，图30描绘了图28的层叠电子系统280的手表面301a，其具有包括了处于仪表盘模式中的触摸/显示屏的手表叶片模块280b的形式，手表面301a包括用于访问例如位置、时间、信号强度、电池充电水平、天气、位置、电子邮件、语音消息以及文本消息的窗口部件。
作为另一示例，图31描绘了图28的层叠电子系统280的手表面301b，其具有包括了处于文本消息模式中的触摸/显示屏的手表叶片模块280b的形式。
作为另一示例，图32描绘了图28的层叠电子系统280的手表面301c，其具有包括了处于时间模式中的触摸/显示屏的手表叶片模块280b的形式。
图33示出了作为层叠电子系统的智能手表装置模块的替选形式330，该层叠电子系统具有与图28的系统280的叶片量类似的叶片量。模块330包括可以使用销子(pin)332附接的手表带331。设置接口模块333使得整个叠层装置可以附接至另一装置以用于充电、同步或用于任何其他适合目的。另外，示出了保护性透明罩334。罩334可以利用具有手表面的外部直径的弹性元件或螺纹来附接至基本模块336的壁335，从而向模块330提供包括对已安装的叶片模块的附加密封的附加物理保障。
作为示例，图34描绘了包括了智能电话装置样式的装置341与智能手表装置样式的装置342之间的通信的通信方案(scenario)340。装置341可以向装置342发送射频(RF)信号343。信号343可以与例如空中管理配置有关，并且可符合诸如WIFI或BLUETOOTH的标准。类似地，智能手表装置342可以向装置341发送RF信号344(无线信号)。另外，直接连接的双向接口345可以用于装置341与装置342之间的通信。直接物理连接可以由如本文中所述的接触阵列和接口模块提供。接口模块诸如参照图6所述的10f可以设置在装置341的背面中、装置342的可移除叶片模块中以及手表模块342的背面中。因而，叶片模块和系统叠层或子系统叠层和包括了系统叠层的完整装置可以根据需要进行耦接和去耦接，以用于充电或同步或建立信任对关系，或用于任何其他适合的目的。
图35是示出了根据本发明的实施例的、连接电子装置的方法的简化流程图。该方法包括提供具有第一接触阵列的第一装置(3510)，第一接触阵列包括耦接力元件和多个端子。第一装置具有与第一接触阵列不相关的几何结构。如图1B中所示，由波状外形(outline)线16z示出的装置几何结构与接触阵列的几何结构不相关。耦接力元件可以包括磁体或电荷区中至少之一。该方法还包括提供具有第二接触阵列的第二装置(3512)，第二接触阵列包括第二耦接力元件和第二多个端子。第二接触阵列与第一接触阵列匹配。如贯穿本说明书所示出的，接触阵列的几何结构提供了可以用于耦接各种不同类型的装置的标准化接口。
该方法还包括将具有第一接触阵列和第二接触阵列的第一装置和第二装置定位成接近对准(3514)并且将第一装置和第二装置耦接在一起用于作为组合系统操作使用(3516)。在耦接之后，第一装置和第二装置可以相互作用和相互操作，以提供由各个装置所提供的功能的组合。
该方法附加地包括当组合系统的操作已经完成时将第一装置和第二装置进行去耦接(3518)。作为示例，第一装置和第二装置的特征可以在于当耦接时在0.2磅至4.0磅的范围内的脱离力。在一个实施例中，将第一装置和第二装置耦接在一起包括使用卡扣动作，并且将第一装置和第二装置去耦接包括使用解卡扣动作。在另一实施例中，将第一装置和第二装置去耦接包括将第一装置握持在第一只手的拇指与手指之间，将第二装置抓握在第二只手的拇指与手指之间，并且相对于第一装置来操控第二装置直到装置被去耦接为止。
在特定实施例中，该方法包括生成与第一装置和第二装置的耦接相关联的第一声音序列和生成与第一声音序列不同的第二声音序列，第二声音序列与第一装置和第二装置的去耦接相关联。
应理解，图35中所示的具体步骤提供了根据本发明的实施例的、连接电子装置的特定方法。根据替选实施例，也可以执行其他顺序的步骤。例如，本发明的替选实施例可以以不同顺序执行上述步骤。此外，图35中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于各个步骤的各种顺序执行。另外，依赖于特定应用，可以添加或移除附加的步骤。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
图36是示出了根据本发明的实施例的、实施用例的方法的简化流程图。该方法包括将用例与能够由用户使用或接入的多个装置中的每个装置相关联(3610)并且提供多个可层叠叶片(3612)。多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片提供标准物理接口并且被配置成实施与多个装置中的每个装置相关联的用例的解决方案。
该方法还包括对多个可层叠叶片进行层叠以形成互连叠层(3614)。多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片使用标准物理接口进行耦接。在一个实施例中，标准物理接口包括设置在耦接面上的一个或更多个磁体和设置在耦接面上的多个端子。一个或更多个磁体和多个端子的边界限定耦接区，并且多个可层叠叶片中的一个或更多个可层叠叶片的边界区比耦接区大并且与耦接区不相关。在特定实施例中，标准物理接口的特征在于二等分线，一个或更多个磁体包括至少一对磁体，至少一对磁体中的每个磁体被定位成距二等分线为等距离，并且多个端子成对排列。每对端子中的每个端子定位成距二等分线为等距离。
该方法还包括执行对应于第一用例的第一目的(3616)和执行对应于第二用例的第二目的(3618)。在特定实施例中，该方法附加地包括：从互连叠层中移除至少一个叶片；插入用户选择的叶片以形成第二互连叠层；以及执行对应于第三用例的第三目的。如在本文中所述，可层叠叶片的设计使得用户通常可以在没有工具的情况下移除所述至少一个叶片并且形成第二互连叠层。
应理解，图36中所示的具体步骤提供了根据本发明的实施例的、实施用例的特定方法。根据替选实施例，也可以执行其他顺序的步骤。例如，本发明的替选实施例可以以不同顺序执行上述步骤。此外，图36中所示的各个步骤可以包括多个子步骤，这些子步骤可以以适合于各个步骤的各种顺序执行。另外，依赖于特定应用，可以添加或移除附加的步骤。本领域普通技术人员会认识到许多变化、修改和替代。
可以使用下面的术语和定义词汇表以更全面地理解本发明的实施例。这些术语不旨在限制本发明的范围。
辅助装置：具有与主机装置相关的支持功能的装置
叶片模块：具有耦接面和嵌入在耦接面中的标准接触阵列的可层叠元件；“叶片模块”可以缩写为“叶片”
脱离力：通过相对于第一耦接部件滑动第二耦接部件来将两个耦接部件分离所需要的力
配套装置：个人用户的数字助理
互补电对称：反射对称，除了电极在反射面的相对侧反转以外
互补磁对称：反射对称，除了磁极在反射面的相对侧反转以外
接触阵列：端子阵列并且包括至少一个耦接力元件
耦接面：装置的包含在本体内的面，该面可以耦接至另一装置的相对应的面
耦接力元件：在耦接面处提供耦接力的元件，该元件包括磁体、电荷区或可互锁机械件中的至少之一
电子生态系统：被配置成彼此互操作的电子装置的集合
主机装置：可以耦接有第二装置的装置
可热插拔：能够在去耦接之前不中断供电的情况下进行插拔而同时没有损坏
引线框：用于组装半导体芯片的金属部件，其包括用于安装芯片的多个引线和桨状物
磁场约束装置：被配置成用于减小从磁体磁极对延伸的磁场的装置，该装置包括在磁极之间延伸并且可选地围绕磁极的高导磁率材料
母装置：可以耦接第二装置以用于接收资源的装置
引脚分配：电子部件的接触点与其功能之间的相互对照
协议转换：由电子装置进行的从符合第一协议的输入信号到符合第二协议的输出信号的转换
智能接口元件：包括接触阵列和微控制器芯片两者的接口元件
解卡扣动作：耦接的部件通过打破耦接力相互作用而分开的动作
卡扣动作：相对的部件因耦接力而卡扣在一起的动作
带基板：用于组装半导体芯片的基板，该基板包含与聚酰亚胺膜类似的材料
触摸/显示屏：包括视觉显示元件和对触摸/手势敏感的元件的屏幕
普适连接：电子生态系统的属性，其中，通过使用标准接触阵列，连接可以在异构装置之间容易地进行。
还应当理解，本文所描述的示例和实施例只用于说明目的，并且将对本领域的普通技术人员提示根据其做出的各种修改或变化，并且这些修改和变化包括在本申请的精神和范围以及所附权利要求的范围内。

Claims (40)

1.一种装置，包括：
装置本体，所述装置本体具有由附接区限定的附接面；以及
接触阵列，所述接触阵列设置在所述装置本体中并且在耦接面处露出，
其中，所述接触阵列包括：
设置在所述耦接面上的一个或更多个磁体；以及
设置在所述耦接面上的多个端子，
其中，所述一个或更多个磁体和所述多个端子的边界限定耦接区，以及其中，所述附接区比所述耦接区大并且与所述耦接区不相关。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述接触阵列的特征在于二等分线；
所述一个或更多个磁体包括至少一对磁体，所述至少一对磁体中的每个磁体被定位成距所述二等分线为等距离；以及
所述多个端子成对排列，每对端子中的每个端子被定位成距所述二等分线为等距离。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，多个端子被设置成接近所述至少一对磁体中的每个磁体。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述至少一对磁体中的第一磁体的北磁极和所述至少一对磁体中的第二磁体的南磁极在所述二等分线的相对侧。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述至少一对磁体包括多对磁体，所述接触阵列的特征还在于与所述二等分线正交的第二二等分线，所述多对磁体中的第一对磁体包括北磁极，并且所述多对磁体中的第二对磁体包括南磁极，所述北磁极和所述南磁极被定位在所述二等分线的同一侧并且距所述第二二等分线为等距离。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述至少一对磁体包括多对磁体，所述接触阵列的特征还在于与所述二等分线正交的第二二等分线，所述多对磁体中的第一对磁体包括北磁极，并且所述多对磁体中的第二对磁体包括北磁极，所述北磁极被定位在所述二等分线的同一侧并且距所述第二二等分线为等距离。
7.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述接触阵列的特征在于第一二等分线和与所述第一二等分线正交的第二二等分线，所述第一二等分线和所述第二二等分线两者穿过中心点；
所述一个或更多个磁体包括多对磁体，所述多对磁体中的每个磁体具有相对于所述第一二等分线和所述第二二等分线中至少之一的反射对称和相反极性，每个磁体以距所述中心点的固定半径排列；以及
所述多个端子成对排列，每对端子中的每个端子被定位成距所述第一二等分线和所述第二二等分线中至少之一为等距离。
8.根据权利要求1所述的装置，还包括微控制器芯片。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述接触阵列耦接至引线框，所述引线框具有管芯附接区和各个引线，其中，所述微控制器芯片附接至所述管芯附接区，所述多个端子中的每个端子附接至相对应的各个引线，以及接合线或互连元件将相对应的引线中的每个引线连接至所述微控制器的输入/输出焊盘。
10.根据权利要求1所述的装置，还包括围绕所述一个或更多个磁体的磁场约束装置。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或更多个磁体能够进行操作以用作电气端子。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括与所述耦接面相对的第二耦接面，以及其中：
所述一个或更多个磁体延伸穿过所述装置本体并且进一步设置在所述第二耦接面上；以及
所述多个端子延伸穿过所述装置本体并且进一步设置在所述第二耦接面上。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置本体具有背面，以及第二接触阵列设置在所述装置本体中并且在第二耦接面处露出，其中，所述第二接触阵列包括设置在所述第二耦接面上的一个或更多个附加的磁体和设置在所述第二耦接面上的多个第二端子。
14.根据权利要求1所述的装置，还包括耦接至所述装置本体的叶片，所述叶片包括：
设置在第一表面上的触摸/显示屏；以及
设置在与所述第一表面相对的第二表面上的第二接触阵列。
15.根据权利要求1所述的装置，还包括从所述耦接面突出的一个或更多个机械件。
16.一种具有耦接的装置的系统，包括：
第一装置，所述第一装置包括设置在第一耦接面中的第一微控制器和第一接口元件，所述第一耦接面具有第一附接区；以及
第二装置，所述第二装置包括设置在第二耦接面中的第二微控制器和第二接口元件，所述第二耦接面具有第二附接区；
其中，所述第一接口元件和所述第二接口元件中的每个接口元件包括：
设置在各自的耦接面上的一个或更多个磁体；以及
设置在各自的耦接面上的多个端子；
其中，每个装置的所述一个或更多个磁体和所述多个端子的边界限定耦接区，以及其中，所述第一附接区和所述第二附接区比所述耦接区大并且与所述耦接区不相关。
17.根据权利要求16所述的系统，还包括：
基板，所述基板的特征在于水平二等分线和垂直二等分线；
耦接至所述基板的两对相反极性的磁体，每对磁体设置在所述水平二等分线的相对侧并且距所述水平二等分线为等距离，其中，每对磁体中的每个磁体距所述垂直二等分线为等距离，并且在所述垂直二等分线的同一侧的磁体具有相反极性；
耦接至所述基板的多个端子，每个端子具有距所述垂直二等分线为等距离的匹配端子。
18.一种用于连接电子装置的方法，所述方法包括：
提供具有第一接触阵列的第一装置，所述第一接触阵列包括耦接力元件和多个端子，所述第一装置具有与所述第一接触阵列不相关的几何结构；
提供具有第二接触阵列的第二装置，所述第二接触阵列包括第二耦接力元件和第二多个端子，其中，所述第二接触阵列与所述第一接触阵列匹配；
将具有所述第一接触阵列的所述第一装置和具有所述第二接触阵列的所述第二装置定位成接近对准；
将所述第一装置和所述第二装置耦接在一起用于作为组合系统操作使用；以及
当所述组合系统的操作已完成时将所述第一装置和所述第二装置去耦接。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述第一装置和所述第二装置耦接在一起包括使用卡扣动作，以及将所述第一装置和所述第二装置去耦接包括使用解卡扣动作。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述第一装置和所述第二装置去耦接包括：
将所述第一装置握持在第一只手的拇指与手指之间；
将所述第二装置抓握在第二只手的拇指与手指之间；以及
相对于所述第一装置操控所述第二装置直到所述装置被去耦接为止。
21.一种电子系统，包括：
电子装置，所述电子装置能够进行操作以提供第一功能性，其中，所述电子装置的边界限定装置区，以及所述电子装置包括：
处理器；
设置在所述电子装置的耦接面上的一个或更多个耦接力元件；以及
设置在所述耦接面上的多个端子，其中，所述一个或更多个耦接力元件和所述多个端子的边界限定耦接区；以及
一个或更多个叶片，所述一个或更多个叶片中的至少一个叶片在具有叶片区的叶片装置面处耦接至所述电子装置，其中，所述一个或更多个叶片中的每个叶片包括：
微控制器；
一个或更多个叶片耦接力元件，所述一个或更多个叶片耦接力元件与所述电子装置的一个或更多个耦接力元件匹配；以及
多个叶片端子，所述多个叶片端子与所述电子装置的多个端子匹配，所述一个或更多个叶片耦接力元件和所述多个叶片端子的边界限定所述耦接区，其中，所述装置区和所述叶片区与所述耦接区不相关。
22.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述装置区和所述叶片区是不同的区域。
23.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述叶片中的所述至少一个叶片提供与所述第一功能性不同的第二功能性。
24.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述耦接力元件包括磁体或电荷区中至少之一。
25.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述一个或更多个叶片中的所述一个叶片能够进行操作以执行协议转换。
26.根据权利要求21所述的电子系统，还包括能够进行操作以支持所述电子装置的扩展坞，其中，所述电子装置还包括：
一个或更多个附加的耦接力元件，所述一个或更多个附加的耦接力元件设置在所述电子装置的与所述耦接面相对的第二面上；和
设置在所述第二面上的多个端子；以及
其中，所述扩展坞包括：
处理器；
一个或更多个扩展坞耦接力元件，所述一个或更多个扩展坞耦接力元件与设置在所述电子装置的所述第二面上的所述一个或更多个附加的耦接力元件匹配；以及
多个扩展坞端子，所述多个扩展坞端子与设置在所述电子装置的所述第二面上的所述多个端子匹配。
27.根据权利要求26所述的电子系统，其中，所述扩展坞能够附接至带，所述带能够附接至用户的手腕。
28.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述一个或更多个叶片中的每个叶片能够动态重新配置为主装置或从装置。
29.一种用户配套装置，包括：
基本单元，所述基本单元包括：
电池；以及
通信单元；
第一叶片，所述第一叶片耦接至所述基本单元并且包括移动支付单元；以及
第二叶片，所述第二叶片耦接至所述第一叶片并且包括电子钥匙单元。
30.根据权利要求29所述的用户配套装置，其中，所述通信单元能够进行操作以接打电话、收发消息以及收发电子邮件。
31.根据权利要求29所述的用户配套装置，其中，所述电子钥匙单元能够进行操作以解锁车门、车库门或建筑物的门。
32.根据权利要求29所述的用户配套装置，其中，所述用户配套装置还包括第三叶片，所述第三叶片包括用户可选择的个性化硬件元件。
33.根据权利要求29所述的用户配套装置，其中，所述用户配套装置可佩带在用户的手腕上。
34.根据权利要求29所述的用户配套装置，还包括耦接至所述第二叶片的第三叶片，所述第三叶片包括触摸/显示屏。
35.根据权利要求29所述的用户配套装置，其中，所述第一叶片或所述第二叶片中的一个或更多个包括语音识别电路。
36.一种实施用例的方法，所述方法包括：
将用例与能够由用户使用或接入的多个装置中的每个装置相关联；
提供多个可层叠叶片，所述多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片提供标准物理接口并且被配置成实施与所述多个装置中的每个装置相关联的用例的解决方案；
对所述多个可层叠叶片进行层叠以形成互连叠层，其中，所述多个可层叠叶片中的每个可层叠叶片使用所述标准物理接口进行耦接；
执行对应于第一用例的第一目的；以及
执行对应于第二用例的第二目的。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述标准物理接口包括：
设置在耦接面上的一个或更多个磁体，以及
设置在所述耦接面上的多个端子，
其中，所述一个或更多个磁体和所述多个端子的边界限定耦接区，以及其中，所述多个可层叠叶片中的一个或更多个可层叠叶片的边界区比所述耦接区大并且与所述耦接区不相关。
38.根据权利要求37所述的方法，其中：
所述标准物理接口的特征在于二等分线；
所述一个或更多个磁体包括至少一对磁体，所述至少一对磁体中的每个磁体被定位成距所述二等分线为等距离；以及
所述多个端子成对排列，每对端子中的每个端子被定位成距所述二等分线为等距离。
39.根据权利要求36所述的方法，还包括：
从所述互连叠层中移除至少一个叶片；
插入用户选择的叶片以形成第二互连叠层；并且
执行对应于第三用例的第三目的。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，移除所述至少一个叶片和形成所述第二互连叠层由用户在不采用工具的情况下执行。
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