CN107278352A - 用于设备到设备通信的技术 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了用于邻近通信的装置和系统。所述装置可以包括集成电路（IC）封装，所述封装具有中央处理单元（CPU）电路、与CPU电路耦合的输入‑输出（I/O）电路，以及与I/O电路耦合的电介质电磁波导，以使得能够实现CPU电路与另一装置之间的通信。在另一实例中，所述装置可以包括设置在所述装置的第一表面上的多个耦合器垫；以及与耦合器垫电气耦合的处理器。耦合器垫中的一个可以响应于第一表面与另一装置的第二表面至少部分接触的放置而形成与设置在第二表面上的耦合器垫中的一个的电容耦合，以使得能够实现处理器和所述另一装置之间的邻近数据通信。可以描述和/或要求保护其它实施例。

Description

用于设备到设备通信的技术

对相关申请的交叉引用

本申请要求享有2015年3月25日提交并且题为“TECHNIQUES FOR DEVICE-TO-DEVICECOMMUNICATIONS”的美国申请号14/668,199的优先权，其由此出于全部目的以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施例一般涉及设备到设备通信的领域，并且更特别地，涉及经由在单个集成电路上集成输入-输出组件和/或导电耦合来使得能够实现具有设备到设备通信能力的计算设备。

背景技术

诸如膝上型计算机、平板电脑和智能电话之类的当今的计算设备可以配备有不同类型的组件和连接器以用于设备到设备通信。这样的通信可以是无线或有线的，包括邻近通信，例如基于近场的通信。

对于无线设备到设备通信，计算设备可以配备有各种无线输入-输出（I/O）组件，诸如集成电路（IC）和天线。这些组件可以典型地为了更好的信号发射和接收而位于靠近设备的外围。然而，这样的设置可能招致大量材料清单（BOM）成本，因为可能要求针对每一个部署的I/O组件的独立IC封装、印刷电路板（PCB）、功率分布和控制逻辑。另外，通过诸如低成本同轴线缆或PCB微带线之类的常规介质从处理器向设备外围的信号传输可能易受频率相关衰减，其可能使信号完整性降级，尤其是对于支持高数据速率通信的甚高频载体而言。

多种多样的计算设备可能依赖于高带宽连接器以用于有线设备到设备通信。这样的连接器可以促进线缆（例如来自计算设备的线缆）的插头和插座（例如另一计算设备中的插座）之间的连接。然而，由于许多计算设备包括小形状因子平台，因此连接区域可能需要具有有限空间，其可能足以或可能不足以例如适应连接器的尺寸。

附图说明

实施例将容易通过结合随附各图的以下详细描述来理解。为了促进该描述，相同的参考标号指代相同结构元件。实施例通过示例的方式而不是通过限制的方式在随附各图的图中图示。

图1是图示了依照一些实施例的合并有本公开的教导的示例装置的框图，所述示例装置具有经由电介质电磁波导与外部设备通信连接的一个IC封装上集成的计算和I/O组件。

图2是依照一些实施例的用于制造IC封装的过程流程图200，所述IC封装具有经由电介质电磁波导与外部设备通信连接的合并的CPU电路和I/O电路。

图3-4图示了依照一些实施例的被配置成使得能够实现设备之间的邻近通信的设备的一些示例实施例。

图5图示了依照一些实施例的具有设置在其表面上的耦合器垫阵列的示例设备。

图6图示了依照一些实施例的具有设置在其表面上的耦合器垫的另一示例设备。

图7图示了依照一些实施例的相应设备的耦合器垫的示例重叠放置。

图8图示了依照一些实施例的示例设备，针对所述示例设备在设备坞接状态中发起的连接性可以在设备未坞接状态期间维持。

图9图示了依照一些实施例的被配置成提供用于设备到设备通信的无线连接性的示例邻近连接器。

图10图示了依照一些实施例的适合于用于实践本公开的各方面的示例计算设备。

具体实施方式

本公开的实施例包括用于邻近通信的装置，所述装置包括集成电路（IC）封装。IC封装可以包括中央处理单元（CPU）电路、与CPU电路耦合的至少一个输入-输出（I/O）电路，以及与I/O电路耦合的至少一个电介质电磁波导，以使得能够实现CPU电路与装置的其它组件或另一装置之间的经由所述至少一个I/O电路的通信。在实施例中，所述装置可以包括计算设备。

本公开的实施例还包括用于计算设备之间的邻近通信的系统。系统可以包括第一设备的第一表面，其包括设置在第一表面上以形成耦合器垫阵列的多个第一耦合器垫。系统还可以包括第二设备的第二表面，其包括一个或多个第二耦合器垫。第一设备的耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的一个可以响应于第一表面与第二表面的至少部分接触的放置而形成与第二设备的第二耦合器垫中的一个的电容耦合，以使得能够实现第一与第二设备之间的邻近数据通信。在一些实施例中，相应耦合器垫可以包括天线，以使得能够实现响应于设备邻近于彼此的放置（例如在第一设备的第一表面与第二设备的第二表面部分接触的放置之后）的第一与第二设备之间的长于邻近范围的无线数据通信。

在以下详细描述中，参照形成其部分的随附各图，其中相同的参考标号自始至终指代相同的部分，并且其中通过其中可以实践本公开的主题的说明实施例的方式来示出。要理解到，可以利用其它实施例，并且可以在不脱离本公开的范围的情况下做出结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不要以限制性含义来对待，并且实施例的范围由随附权利要求及其等同物来限定。

出于本公开的目的，短语“A和/或B”意味着（A）、（B）、（A）或（B）或（A和B）。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意味着（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）或（A、B和C）。

描述可以使用基于透视的描述，诸如顶部/底部、里面/外面、之上/之下等。这样的描述仅仅用于促进讨论并且不意图将本文所描述的实施例的应用约束到任何特定取向。

描述可以使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”，其每一个可以是指相同或不同实施例中的一个或多个。另外，术语“包括”、“包含”、“具有”等，如关于本公开的实施例所使用的，是同义的。

在本文中可以使用术语“与……耦合”连同其派生词。“耦合”可以意味着以下中的一个或多个。“耦合”可以意味着两个或更多元件直接物理、电气或光学接触。然而，“耦合”还可以意味着两个或更多元件间接接触彼此，但是仍旧与彼此协作或交互，并且可以意味着一个或多个其它元件耦合或连接在被说成是与彼此耦合的元件之间。

图1是图示了依照一些实施例的示例装置100的框图，示例装置100具有集成在一个IC封装中的计算组件（电路）和I/O组件（电路）。装置100可以包括计算设备。例如，装置100可以包括膝上型计算机、平板计算机、智能电话、上网本电脑、笔记本电脑、超极本电脑、个人数字助理（PDA）、超移动PC或任何其它移动或静止的计算设备。

依照本公开的教导，装置100可以包括计算组件和I/O组件，诸如与一个或多个I/O电路106耦合的中央处理单元（CPU）电路104。I/O电路106可以实现为例如WiFi通信模块、Bluetooth®通信模块、蜂窝通信模块、通用串行总线（USB）通信模块或其它类型的通信模块。CPU电路104和I/O电路106可以合并在芯片（IC封装、多芯片模块（MCM）或封装中系统（SiP））108中。

为了从CPU电路104向外围（例如装置100的物理侧或边缘130）输运信号（例如高频和高数据速率）信号，以及为了向外部设备（未示出）发射信号或从其接收信号，可以将电介质电磁波导用作低损耗导管。例如，装置100可以包括与I/O电路106耦合的至少一个电介质电磁波导110、112、114和/或116，以使得能够实现CPU电路104和装置的其它组件（未示出）或另一（例如外部）装置之间的经由I/O电路106的通信。

电介质电磁波导可以由低成本、低损耗、优选地高介电常数材料（例如在一些实施例中，塑料）制成并且可以提供可以大体上独立于通信距离的期望带宽。电介质电磁波导110（112、114、116）可以被配置成通过使用逐渐变细的结构来向外部装置（例如计算设备）发射通信信号（通过标号122指示）和从其接收通信信号。例如，电介质电磁波导110（和图1中为了说明目的而示出的其它波导112、114、116）可以包括逐渐变细的端部120以形成天线，以促进CPU电路104和其它（例如外部）装置之间的通信。例如，在一些实施例中，波导110（112、114、116）可以包括具有高于4的介电常数的材料。

相比于常规的解决方案，电介质电磁波导（诸如110、112、114、116）的使用可以以低成本提供低损耗和高带宽。相比于常规的解决方案，在装置100中电介质电磁波导作为用于通信信号（例如高频信号）的导管的使用可以排除对于高成本定向收发器的需要，并且降低功率。

在一些实例中，在装置100中作为用于通信信号的导管的电介质电磁波导的使用可以使得能够实现将收发器（例如超高频收发器）合并到中央芯片（诸如IC封装108）中。在IC封装108中的这样的收发器的并入可以使得能够实现高数据速率和低延迟链路，该链路可以使用在多种多样的可组成计算应用中，诸如可组成屏幕（例如通过装置100合并在一个屏幕（未示出）中的多个屏幕）、用于三维（3D）成像的相机阵列和扬声器阵列。

总结来说，相比于常规解决方案，具有通过电介质电磁波导的使用而使得能够实现的通信的IC封装108中的CPU电路104和I/O电路106的集成可以提供更低的BOM成本，所述常规解决方案可能使用多个I/O电路，其中的每一个可能具有其自身的IC封装以及功率和控制分布，并且可能位于遍及计算设备。

图2是依照一些实施例的用于制造具有经由电介质电磁波导与外部设备通信连接的合并的CPU电路和I/O电路的IC封装的过程流程图200。过程200可以与参照图1描述的实施例相称。在可替换的实施例中，过程200可以利用更多或更少的操作或者不同次序的操作来实践。

过程200可以在块202处开始并且包括提供用于形成IC封装的管芯。

在块204处，过程200可以包括在管芯上设置CPU电路。

在块206处，过程200可以包括在管芯上设置至少一个（I/O）电路。

在块208处，过程200可以包括提供CPU电路与I/O电路之间的管芯中的通信路径以将I/O电路与CPU电路通信地耦合。

在块210处，过程200可以包括在提供CPU电路与I/O电路之间的通信路径之后对管芯进行封装，以形成IC封装。

CPU电路和I/O电路可以设置在相同的管芯上，这可以节约BOM成本。然而，在一些实施例中，CPU电路和I/O电路可以设置在不同的管芯但是相同的封装上，这也可以提供成本益处。

在块212处，过程200可以包括提供利用电介质材料制造的电介质电磁波导。电介质电磁波导的提供可以包括使电介质电磁波导的端部逐渐变细以形成天线，以使得能够实现经由电介质电磁波导的信号发射和接收。波导与封装的耦合可以借助于可以电气连接到管芯的封装上耦合结构并且将电介质电磁波导对准到这样的耦合结构来提供。这样的耦合结构可以包括天线。

在块214处，过程200可以包括将IC封装的I/O电路与所提供的电介质电磁波导通信地耦合，以提供CPU电路与IC封装外部的设备之间的通信连接。

参照图1-2描述的实施例可以用于无线设备到设备通信，包括邻近通信。在一些实例中（例如从安全性、速度和信号损耗的角度来看），使用不同类型的邻近通信可以是有益的，例如在当通信设备可能设置成与彼此相邻或接触时的实例中。图3-9图示了依照本公开的教导的被配置成提供设备到设备邻近通信的设备的示例实施例。

图3-4图示了依照一些实施例的被配置成使得能够实现设备之间的邻近通信的设备的一些示例实施例。图3图示了示例设备，诸如具有表面302的膝上型计算机300，在表面302上可以设置包括多个耦合器垫（以下更加详细地描述）的耦合器垫阵列304。耦合器垫阵列304可以设置在设备（诸如膝上型电脑300）的表面302上的可用区域中。在图3中图示的示例中，将耦合器垫阵列304示出为设置在鼠标垫312旁边。在一些实施例中，耦合器垫阵列304可以被隐藏，例如设置在表面302下方。例如，在图3中图示的示例中，耦合器垫阵列可以设置在膝上型电脑300的包括键盘320的表面302的内侧（未示出）。

另一设备（例如智能电话306）可以至少部分地放置310在膝上型电脑300的耦合器垫阵列304上。响应于该放置，由于阵列304的至少一个耦合器垫与智能电话306的配对耦合器垫之间的直接接触的建立，可以形成耦合器垫阵列304与设置在智能电话306的背部上的配对耦合器垫（未示出）之间的电容耦合。如以下将描述的，耦合器垫阵列304与智能电话306的配对耦合器垫之间的电容耦合可以使得能够实现设备300和306之间的邻近通信。

图4图示了另一示例设备，诸如具有表面402的充电毯（mat）400，在表面402上可以设置包括多个耦合器垫406的耦合器垫阵列404。另一设备（例如智能电话306）可以（至少部分地）放置在充电毯400的阵列404上。响应于该放置，可以建立阵列404的耦合器垫406中的一个与智能电话306的至少一个耦合器垫（例如设置在智能电话306的背部上的配对耦合器垫，未示出）之间的直接接触。响应于直接接触的建立，可以形成阵列404的垫406中的所述一个与配对耦合器垫之间的电容耦合。

参照图3-4描述的示例设备不限于所描述的示例。一般而言，具有设置在其表面上的耦合器垫阵列的第一设备可以从包括充电毯、膝上型计算机、坞接站或可拆卸笔记本电脑的组选择，并且要设置在第一设备的耦合器垫阵列上的第二设备可以包括以下中的所选一个：平板计算机、智能电话、个人数字助理或任何其它的移动计算设备。

所述实施例使得能够实现由响应于具有第一设备的耦合器垫阵列的表面与具有至少一个耦合器垫的第二设备的表面至少部分接触的放置的配对耦合器垫之间的暴露的、无对准的连接性所提供的设备之间的邻近通信。无对准的连接性意味着第一设备的耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的一个可以至少（或仅）与第二设备的耦合器垫中的所述一个部分重叠，以形成可以提供相应耦合器垫之间的电容耦合的至少部分接触。相应地，相应耦合器垫之间的对准可以是部分的，并且可以不达到100%，以便提供期望水平的基于电容耦合的连接性。

图5图示了依照一些实施例的具有更详细地示出的耦合器垫阵列304的示例设备（膝上型电脑）300。耦合器垫阵列304的部分在放大视图502中示出。如以上所讨论的，耦合器垫阵列304可以包括多个耦合器垫504、506。如视图502中所示，耦合器垫504、506可以与彼此相邻地设置，以形成耦合器垫阵列304。耦合器垫504、506可以包括选自以下中的至少一个的形状：六边形（如图5中所示）、方形、圆形、菱形、矩形或适合于形成耦合器垫阵列304的任何其它形状。

六边形形状可以提供实际上以任何取向的两个耦合器垫之间的最高重叠。相应地，为了提供相应耦合器垫之间的最高重叠空间（和因而最高耦合电容），耦合器垫504、506（以及在一些实施例中，配对耦合器垫）可以包括六边形形状。耦合器垫阵列302可以是可重配置的（例如通过重配置耦合器垫504、506的放置以形成不同的阵列形状），以提供用于设置在设备的对应表面上的最合适的形状。

图6图示了依照一些实施例的具有设置在其背部表面上的耦合器垫的示例设备（智能电话）306。耦合器垫604、606在设备306的背部表面610上的放置在放大视图612中示出。如所示，耦合器垫604、606可以以它们之间的空间（例如近似等于耦合器垫的大小或者近似等于耦合器垫加上间距的大小）或确定距离614来放置，以便避免另一设备（例如膝上型电脑）的耦合器垫阵列的配对耦合器垫（如果被放置成与设备306的表面610接触）与放置在表面610上的两个耦合器垫（例如604、606）之间的重叠（和所得到的串扰）。应当指出的是，耦合器垫604、606可以包括耦合器垫的“稀疏”阵列（例如如以上所描述的在耦合器垫之间具有距离），而另一设备的耦合器垫阵列可以包括更充分地填入有耦合器垫的阵列，如参照图5的耦合器垫阵列302所描述的。

一般而言，一个耦合器垫（例如604）可能足以用于耦合器垫604与另一设备的耦合器垫阵列的配对耦合器垫之间的通信耦合。为了提供期望水平的通信耦合，两个（例如604、606）或更多的耦合器垫可以被放置在设备360的表面610上。响应于阵列304（图3、5）与设备306的至少两个耦合器垫604、606接触的放置，耦合器垫604、606中的至少两个可以与耦合器垫阵列304的耦合器垫504中的相应两个至少部分地重叠。在该情况下，设备300或306中的一个，例如发起设备300与306之间的通信的设备，可以确定针对由相应耦合器垫之间的重叠所提供的电容耦合的耦合电容值；并且选择具有最高电容值的电容耦合以用于设备300和306之间的数据通信。

图7图示了依照一些实施例的设备300和306的相应耦合器垫的示例放置。例如，智能电话306可以放置在如图3中所示的膝上型电脑300的垫阵列304上。垫阵列304的至少两个耦合器垫504、506可以与放置在智能电话306的背部表面上的相应两个耦合器垫604、606重叠，如图7中所示。膝上型电脑300可以发起相应耦合器垫的选择，其可以提供具有最高电容的电容耦合。例如，膝上型电脑300可以经由504-604和506-606的电容耦合所提供的通信连接发送训练信号，并且测量输出处的信号质量。例如，可以发送时钟信号并且在每一个耦合器垫处测量接收功率（例如使用功率检测器）。具有最高接收信号的耦合器垫具有最高重叠并且可以最有益于用于通信。在所图示的示例中，耦合器垫506和606之间的重叠区域702大于耦合器垫504和606之间的重叠区域704。相应地，耦合器垫对506-606可以被选择用于设备到设备通信。

总结来说，例如在膝上型电脑、台式电脑、可拆卸笔记本电脑或配备有耦合器垫阵列的其它计算设备的顶部上、与另一设备接触地放置配备有（一个或多个）耦合器垫的设备（例如智能电话或其它移动设备）可以通过使用设备的相应耦合器垫之间的电容耦合来提供高速导线式邻近通信能力。由至少部分重叠的耦合器垫的电容耦合形成的接口可以形成连接，所述连接可以不要求暴露的连接器，并且可以通过基带通信提供USB 3.1那样的速度（5-10 Gbps）和能量效率。由于连接性的电容耦合特征，例如相比于无线连接（其可能被例如第三方拾取），所描述的实施例可以提供安全的连接性。

参照图3-7描述的实施例描述了响应于使得其相应耦合器垫至少部分地重叠的设备的放置的设备到设备电容耦合使能的通信以使得能够实现耦合器垫之间的电容耦合。例如，所描述的实施例可以在设备可以被坞接（例如到相应设备底座）或放置在另一设备上或附近时实现，以提供相应耦合器垫之间的至少部分直接的接触。

所描述的实施例可以被进一步增强以提供连续的邻近设备到设备通信能力。例如，可以在设备从由于电容耦合（以上描述）而提供通信能力的与另一设备的直接接触（例如，坞接位置）移动到邻近于所述另一设备的位置（例如，未坞接位置）时维持设备之间的通信。参照图3，智能电话306可以最初被放置在耦合器垫阵列304上以使得能够实现电容耦合。智能电话306可以随后从耦合器垫阵列304移动开（如通过箭头310所指示的），例如到放置在距耦合器垫阵列304的确定距离（例如高达1m）处。在以下描述的一些实施例中，智能电话306的耦合器垫（未示出）和耦合器垫阵列304可以被配置成维持通过响应于智能电话306在耦合器垫阵列304上的放置的相应耦合器垫的电容耦合而发起的设备之间的连接性。

图8图示了依照一些实施例的示例设备，在设备未坞接状态期间，可以维持针对该示例设备的由于电容耦合所致的在设备坞接状态中发起的连接性。更具体地，图8图示了坞接状态802和未坞接状态804中的可拆卸笔记本电脑800。在坞接状态802中，可拆卸部分810可以维持由于如以上所描述的那样（例如参照图5-7）提供的电容耦合所致的与键盘部分812的电容耦合使能的连接性（通过标号814指示）。例如，电容耦合可以由放置在可拆卸部分处的一个或多个耦合器垫（未示出）和放置在键盘部分812上以在笔记本电脑800的坞接状态中匹配可拆卸部分812的耦合器垫的一个或多个耦合器垫820提供。如以上所描述的，耦合器垫可以被配置成部分或完全重叠以提供部分810与812之间的电容耦合使能的连接性。在未坞接状态804中，可拆卸笔记本电脑800的部分810和812之间的连接性816可以通过参照图9描述的无线连接来维持。

图9图示了依照一些实施例的示例邻近连接器，诸如耦合器垫阵列，其被配置成提供用于设备到设备通信的无线连接性。如所示，邻近连接器（耦合器垫阵列）900可以由相应耦合器垫904、906、908形成。出于图示的目的，将耦合器垫阵列900示出为具有八个耦合器垫。例如，耦合器垫阵列900可以包括四通道差分邻近耦合器。如以上所讨论的，耦合器垫阵列中的耦合器垫的数目以及其大小和形状可以变化（参见，例如图6-7）。

在一些实施例中，耦合器垫阵列900（以及相关联的收发器）的耦合器垫904、906、908（例如金属板）中的一个或多个可以被配置成作为无线电设备（诸如短距离无线电设备）来通信。更具体地，用于电容耦合的相同的耦合器垫（例如904、906、908中的任何一个或多个）可以被修改成包括用于短距离无线连接性的天线。例如，当部分810从设备800的部分812移除坞接（undock）时，由耦合器垫形成的邻近电容耦合的链路可以变换成可以提供无线连接性（例如用于1cm至1m的范围的短距离连接性）的无线链路。

更具体地，耦合器垫中的一个或多个可以被配置成包括天线，以使得能够实现设备之间的无线连接性。在图9中所示的示例中，耦合器垫904（在该示例中，矩形金属电容器板）可以被配置为具有传输线920的贴片天线。因此，耦合器垫904可以被配置成响应于与（例如另一设备的）配对耦合器垫的部分重叠而提供电容耦合，并且响应于配对耦合器垫的移除而提供无线耦合，其还具有天线能力。

在图9中所示的另一示例中，耦合器垫908可以被配置为槽形天线，其具有可以构建到包括垫908的金属板中的槽924。

由于槽开口面积是小的（相对于金属板的大小），电容器面积（和因而电容）中的降级可以是最小的。相应地，耦合器垫908的电容能力可以大体上不受影响。

用于小尺度（例如mm尺度）电容耦合通信的电容器大小的尺寸可以允许构建用于短距离通信的贴片或槽形天线，因而允许相同金属板的重用。例如，为了支持电容耦合链路中的1.6mm通信距离，邻近连接器板大小可以为近似2.9mm×6.1mm。该板在被用作贴片天线时，可以允许使用大约24.6GHz的中心频率。相应地，对于小尺度（例如cm尺度）设备到设备无线连接性而言，22-29GHz（USA）或22.625-25.625GHz（欧洲）超宽带（UWB）频率的使用可以是可能的。

电容耦合使能的连接性和无线连接性的组合可以提供小尺度（例如cm尺度）低延迟设备到设备通信能力。相应地，邻近于彼此放置以提供无线连接性（例如，并排放置在桌子上的平板电脑）和/或与彼此直接接触地放置以提供电容耦合使能的连接性（如参照图3-5所描述的）的设备可以在期望的通信循环内保持连续地连接。这样的无缝、连续连接可以使得能够实现数据同步、可组成计算、多个屏幕的组成（例如并排放置以做出更大的显示的多个平板屏幕的组成）等。

在另一示例中，所描述的通信能力可以允许设备的坞接以用于认证和在未坞接状态中的后续使用（“同步与行动（sync and go）”类型应用）。例如，设备可以被坞接以用于使用电容耦合连接性的认证，并且然后被放置在附近以具有使用通过可以充当天线的邻近耦合器垫的无线模式的安全（例如经认证的）连接性。在另一示例中，设备可以放置在另一设备（或坞接站）附近并且首先具有与另一设备或坞接站的无线连接性，并且然后被坞接或置于与另一设备的直接接触中，从而提供向电容耦合使能的通信的无缝切换。例如，当两个设备来到邻近时，邻近检测器（例如可能已经用于参照图7描述的垫选择的相同检测器）可以用于从无线通信切换到邻近（电容耦合使能的）通信，并且实现期望的高速度。

所描述的通信能力可以以使用在常规解决方案中的一部分功率来提供高速数据输送。例如，可以提供大约2-4Gbps的数据速率，其是比Bluetooth®低功率（BTLE）使能的通信的数据速率更大的数量级，并且相比于BTLE或Wi-Fi（几百pJ/b至nJ/b）更加能量高效数个数量级（10-20pJ/b）。

所描述的示例提供使用相同耦合器垫的电容耦合和无线通信。例如，相同垫可以充当近场（邻近通信）中的电容耦合器（使用金属化重叠）和远场（无线通信）中的天线（使用槽形或贴片天线）。

相应地，耦合器垫取决于通信类型（例如邻近或无线）而提供耦合器垫的可重配置性。另外，如果垫大体上同时被馈送有近场通信信号（例如以低频率）和远场无线信号（例如以高频率）二者，则垫可以同时作为电容耦合器和天线工作，因而一起支持两种类型的连接。在一些实施例中，包括垫阵列的所有耦合器垫可以包括构建到它们中的天线。相应地，任何垫可以取决于通信类型而充当电容耦合器或天线。在一些实施例中，耦合器垫中的仅一些可以配备有天线。在该情况下，耦合器垫中的一些可以充当天线并且其它则不可以。

图10图示了依照一些实施例的适合于供图1和/或图3-9的各种组件使用的示例计算设备1000。在一些实施例中，示例计算设备1000可以包括装置100，其包括装置100的各种组件和/或参照图3-9描述的各种组件。

如所示，计算设备1000可以包括一个或多个处理器或处理器核1002和系统存储器1004。出于包括权利要求的本申请的目的，术语“处理器”和“处理器核”可以被视为同义，除非上下文明确另行要求。处理器1002可以包括任何类型的处理器，诸如中央处理单元（CPU）、微处理器等。处理器1002可以实现为具有多核的集成电路，例如多核微处理器。在一些实施例中，处理器核可以包括图1的CPU电路104。

计算设备1000可以包括大容量存储设备1024（诸如固态驱动器、易失性存储器（例如动态随机存取存储器（DRAM）等））。一般而言，系统存储器1004和/或大容量存储设备1024可以是任何类型的临时和/或持久的存储装置，包括但不限于，易失性和非易失性存储器、光学、磁性和/或固态大容量存储装置等。易失性存储器可以包括但不限于，静态和/或动态随机存取存储器。非易失性存储器可以包括但不限于，电可擦除可编程只读存储器、相变存储器、电阻存储器等。

计算设备1000还可以包括输入/输出（I/O）设备1008（诸如图1的显示器170、软键盘、触敏屏、图像捕获设备等）和通信接口1010（诸如网络接口卡、调制解调器、红外接收器、无线电接收器（例如近场通信（NFC）、蓝牙、WiFi、4G/5G LTE等）。在一些实施例中，I/O设备1008可以包括如参照图3描述的耦合器垫阵列304或参照图6描述的一个或多个耦合器垫604、606或者与其耦合，以使得能够实现设备1000与另一（外部）设备（未示出）的通信耦合。在一些实施例中，耦合器垫604、606和/或包括阵列304的耦合器垫可以配置有天线，类似于参照图9的耦合器垫904和/或924描述的实施例。

通信接口1010可以包括通信芯片（未示出），其可以被配置成依照全球移动通信系统（GSM）、通用分组无线服务（GPRS）、通用移动电信系统（UMTS）、高速分组接入（HSPA）、演进的HSPA（E-HSPA）或长期演进（LTE）网络操作设备1000。通信芯片还可以被配置成依照增强数据GSM演进（EDGE）、GSM EDGE无线接入网络（GERAN）、通用陆地无线接入网络（UTRAN）或演进的UTRAN（E-UTRAN）来操作。通信芯片可以被配置成依照码分多址（CDMA）、时分多址（TDMA）、数字增强型无绳电信（DECT）、演进数据优化（EV-DO）、其派生物以及被指代为3G、4G、5G和以后的任何其它无线协议来操作。在其它实施例中，通信接口1010可以依照其它无线协议来操作。

在一些实施例中，通信接口1010可以包括图1的I/O电路106。如参照图1所讨论的，I/O电路106（例如包括通信接口1010）和CPU电路104（例如处理器1002）可以提供在中央芯片（IC封装）108中。如所示，至少一个电介质电磁波导110、112、114和/或116可以与I/O电路106耦合，以使得能够实现CPU电路104和装置的其它组件（未示出）或另一（例如外部）装置之间的经由I/O电路106的通信。

以上描述的计算设备1000元件可以经由系统总线1012耦合到彼此，系统总线1012可以表示一个或多个总线。在多个总线的情况下，它们可以通过一个或多个总线桥（未示出）来桥接。这些元件中的每一个可以执行本领域中已知的其常规功能。特别地，系统存储器1004和大容量存储设备1024可以用于存储实现操作系统的编程指令的工作副本和永久副本，其包括与装置100和/或参照图3-9描述的装置相关联的操作，其共同标注为计算逻辑1022。计算逻辑1022可以以由（一个或多个）处理器1002支持的汇编指令或可以编译成这样的指令的高级语言来实现。

编程指令的永久副本可以在工厂或在现场通过例如分发介质（未示出）（诸如、压缩盘（CD））或者通过通信接口1010（从分发服务器（未示出））而被放置到永久存储设备1024中。也就是说，具有代理程序的实现的一个或多个分发介质可以用于分发代理并且对各种计算设备进行编程。

元件1008、1010、1012的数目、能力和/或容量可以取决于计算设备1000是被用作静止计算设备（诸如机顶盒或台式计算机）还是移动计算设备（诸如平板计算设备、膝上型计算机、游戏控制台或智能电话）而变化。它们的构成是以其它方式已知的，并且因此将不进一步描述。

处理器1002中的至少一个可以与存储器封装在一起，所述存储器具有计算逻辑1022（并且具有通信接口1010）并且被配置成实践参照图1-9描述的实施例的各方面。对于一个实施例，处理器1002中的至少一个可以与具有计算逻辑1022的存储器封装在一起以形成封装中系统（SiP）或片上系统（SoC）。对于至少一个实施例，SoC可以被利用于例如但不限于计算设备，诸如膝上型电脑、计算平板电脑或智能电话。

在各种实现方式中，计算设备1000可以包括膝上型电脑、上网本电脑、笔记本电脑、超极本电脑、智能电话、平板电脑、个人数字助理（PDA）、超移动PC或任何其它移动计算设备。在另外的实现方式中，计算设备1000可以是处理数据的任何其它电子设备。

本文所描述的实施例可以通过以下示例来进一步说明。示例1是一种用于与另一装置通信的装置，包括：集成电路（IC）封装，所述封装包括：中央处理单元（CPU）电路和与CPU电路耦合的至少一个输入-输出（I/O）电路，以及与所述至少一个I/O电路耦合的至少一个电介质电磁波导，以使得能够实现CPU电路与所述装置的其它组件或另一装置之间的经由所述至少一个I/O电路的通信。

示例2可以包括示例1的主题，其中所述电介质电磁波导包括低损耗电介质材料。

示例3可以包括示例2的主题，其中所述低损耗电介质材料包括塑料。

示例4可以包括示例2的主题，其中所述至少一个电介质电磁波导包括逐渐变细的端部以形成天线，以促进CPU电路与所述另一装置之间的通信。

示例5可以包括示例1的主题，其中所述I/O电路包括以下中的至少一个：蜂窝通信模块、通用串行总线（USB）无线通信模块、WiFi通信模块或蓝牙通信模块。

示例6可以包括示例1至5中任一个的主题，其中所述装置是计算设备。

示例7可以包括示例6的主题，其中所述I/O电路包括收发器，并且其中所述另一装置包括以下中的至少一个：显示屏、相机或扬声器。

示例8是一种制造用于与另一装置通信的装置的方法，包括：形成集成电路（IC）封装，其中所述形成包括在管芯上设置中央处理单元（CPU）电路，在管芯上设置至少一个输入-输出（I/O）电路，以及在CPU电路与I/O电路之间提供管芯中的通信路径以将I/O电路与CPU电路通信地耦合；以及将IC封装的I/O电路与电介质电磁波导通信地耦合，以提供CPU电路与IC封装外部的设备之间的通信连接。

示例9可以包括示例8的主题，还包括：在提供CPU电路与I/O电路之间的通信路径之后封装管芯，以形成IC封装。

示例10可以包括示例9的主题，还包括：提供利用电介质材料制造的电介质电磁波导，其中提供电介质电磁波导包括使电介质电磁波导的端部逐渐变细以形成天线，以使得能够实现经由电介质电磁波导的信号发射和接收。

示例11是一种用于与另一装置邻近通信的装置，包括：设置在所述装置的第一表面上的多个第一耦合器垫，以及与所述多个第一耦合器垫电气耦合的处理器，其中所述装置的第一耦合器垫中的一个要响应于第一表面与另一装置的第二表面至少部分接触的放置而形成与设置在第二表面上的一个或多个第二耦合器垫中的一个的电容耦合，以使得能够实现处理器与所述另一装置之间的邻近数据通信。

示例12可以包括示例11的主题，其中第一耦合器垫中的每一个在第一表面上与彼此相邻地设置，以形成耦合器垫阵列。

示例13可以包括示例11的主题，其中耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个要与第二耦合器垫中的所述一个至少部分重叠，以建立第一和第二耦合器垫之间的直接接触并且使得能够实现第一和第二耦合器垫之间的电容耦合。

示例14可以包括示例11的主题，其中第一耦合器垫和第二耦合器垫包括导电材料。

示例15可以包括示例11的主题，其中所述一个或多个第二耦合器垫包括两个或更多第二耦合器垫，其中第二耦合器垫以彼此之间的确定距离设置在第二表面上。

示例16可以包括示例15的主题，其中所述两个或更多第二耦合器垫中的至少两个要与第一耦合器垫中的相应两个至少部分重叠，其中所述装置要确定针对由第一和相应的第二耦合器垫之间的所述至少部分重叠提供的电容耦合的耦合电容值，并且选择具有最高电容值的电容耦合以用于数据通信。

示例17可以包括示例11的主题，其中第一和第二耦合器垫包括从以下中的至少一个选择的形状：六边形、方形、圆形、菱形或矩形。

示例18可以包括示例11的主题，其中所述装置包括以下中的所选一个：充电毯、膝上型计算机、坞接站或可拆卸笔记本电脑，其中所述另一装置包括以下中的所选一个：平板计算机或智能电话。

示例19可以包括示例11至18中的任一个的主题，其中所述装置的耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个要响应于与第一表面邻近的第二表面的放置而形成与所述另一装置的所述一个或多个第二耦合器垫中的所述一个的无线连接，其中耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个包括天线，以使得能够实现装置之间的无线数据通信。

示例20可以包括示例19的主题，其中所述一个或多个第二耦合器垫中的所述一个包括另一天线，以使得能够实现装置之间的无线数据通信。

以最有助于理解所要求保护的主题的方式将各种操作描述为按顺序的多个离散操作。然而，描述的次序不应当被解释为暗示这些操作必然是次序相关的。本公开的实施例可以实现到使用任何合适硬件和/或软件以如所期望的那样进行配置的系统中。

尽管本文已经出于描述的目的而图示和描述了某些实施例，但是预计实现相同目的的多种多样的可替换的和/或等效的实施例或实现方式可以在不脱离本公开的范围的情况下取代所示出和描述的实施例。本申请旨在覆盖本文所讨论的实施例的任何适配或变型。因此，清楚的意图在于本文所描述的实施例仅由权利要求及其等同物限制。

Claims (20)

1.一种用于与另一装置通信的装置，包括：

集成电路（IC）封装，其包括：

中央处理单元（CPU）电路；以及

与CPU电路耦合的至少一个输入-输出（I/O）电路；以及

与所述至少一个I/O电路耦合的至少一个电介质电磁波导，以使得能够实现CPU电路与所述装置的其它组件或另一装置之间的经由所述至少一个I/O电路的通信。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个电介质电磁波导包括低损耗电介质材料。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述低损耗电介质材料包括塑料。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少一个电介质电磁波导包括逐渐变细的端部以形成天线，以促进CPU电路与所述另一装置之间的通信。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述I/O电路包括以下中的至少一个：蜂窝通信模块、通用串行总线（USB）无线通信模块、WiFi通信模块或蓝牙通信模块。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述装置是计算设备。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述I/O电路包括收发器，并且其中所述另一装置包括以下中的至少一个：显示屏、相机或扬声器。

8.一种制造用于与另一装置通信的装置的方法，包括：

形成集成电路（IC）封装，其中所述形成包括：

在管芯上设置中央处理单元（CPU）电路；

在管芯上设置至少一个输入-输出（I/O）电路；以及

在CPU电路与I/O电路之间提供管芯中的通信路径以将I/O电路与CPU电路通信地耦合；以及

将IC封装的I/O电路与电介质电磁波导通信地耦合，以提供CPU电路与IC封装外部的设备之间的通信连接。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在提供CPU电路与I/O电路之间的通信路径之后封装管芯，以形成IC封装。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：提供利用电介质材料制造的电介质电磁波导，其中提供电介质电磁波导包括使电介质电磁波导的端部逐渐变细以形成天线，以使得能够实现经由电介质电磁波导的信号发射和接收。

11.一种用于与另一装置邻近通信的装置，包括：

设置在所述装置的第一表面上的多个第一耦合器垫；以及

与所述多个第一耦合器垫电气耦合的处理器，

其中所述装置的第一耦合器垫中的一个要响应于第一表面与另一装置的第二表面至少部分接触的放置而形成与设置在第二表面上的一个或多个第二耦合器垫中的一个的电容耦合，以使得能够实现处理器与所述另一装置之间的邻近数据通信。

12.根据权利要求11所述的装置，其中第一耦合器垫中的每一个在第一表面上与彼此相邻地设置，以形成耦合器垫阵列。

13.根据权利要求11所述的装置，其中耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个要与第二耦合器垫中的所述一个至少部分重叠，以建立第一和第二耦合器垫之间的直接接触并且使得能够实现第一和第二耦合器垫之间的电容耦合。

14.根据权利要求11所述的装置，其中第一耦合器垫和第二耦合器垫包括导电材料。

15.根据权利要求11所述的装置，其中所述一个或多个第二耦合器垫包括两个或更多第二耦合器垫，其中第二耦合器垫以彼此之间的确定距离设置在第二表面上。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述两个或更多第二耦合器垫中的至少两个要与第一耦合器垫中的相应两个至少部分重叠，其中所述装置要：

确定针对由第一和相应的第二耦合器垫之间的所述至少部分重叠提供的电容耦合的耦合电容值；并且

选择具有最高电容值的电容耦合以用于数据通信。

17.根据权利要求11所述的装置，其中第一和第二耦合器垫包括从以下中的至少一个选择的形状：六边形、方形、圆形、菱形或矩形。

18.根据权利要求11所述的装置，其中所述装置包括以下中的所选一个：充电毯、膝上型计算机、坞接站或可拆卸笔记本电脑，其中所述另一装置包括以下中的所选一个：平板计算机或智能电话。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的装置，其中所述装置的耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个要响应于与第一表面邻近的第二表面的放置而形成与所述另一装置的所述一个或多个第二耦合器垫中的所述一个的无线连接，其中耦合器垫阵列的第一耦合器垫中的所述一个包括天线，以使得能够实现装置之间的无线数据通信。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述一个或多个第二耦合器垫中的所述一个包括另一天线，以使得能够实现装置之间的无线数据通信。