CN107888234B - 用于对第一设备主机系统提供应用支持的方法及第一设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及智能连接器和关联的通信链路。公开了具有嵌入式处理器、测量电路和控制电路的智能连接器，用于在具有主机系统的两个电子设备之间建立无接触射频电磁极高频通信链路。连接器能够监视、控制并指引链路操作以动态地适应于状况，以及监视并更改经过连接器的数据，并且选择适合于通信会话的协议。连接器能够识别正被传送的内容的类型，提供认证和安全性服务，并且基于连接的类型或者内容的类型使能对于主机系统的应用支持。连接器可独立于主机系统操作，并且可执行感测附近物体的接近、检测附近物体的形状和检测振动中的至少一者。

Description

用于对第一设备主机系统提供应用支持的方法及第一设备

本申请是申请号为201380047942.9、申请日为2013年8月17日、发明名称为“智能连接器和关联的通信链路”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开概括而言涉及将电子设备彼此连接并操作设备之间的通信链路，并且还涉及包含所述技术的系统。

背景技术

将电子设备“连接”在一起，从而在电子设备之间建立通信链路，诸如用于在设备之间传送数据、或者就只是在两个设备之间通信，这经常是很重要的。在设备之间传送的示例性数据可包括媒体文件(诸如图像文件、音频文件、视频文件)、DRM(digital rightsmanagement，数字权利管理)保护内容、OS(operating system，操作系统)更新、特定于客户的代码、特定于OEM(original equipment manufacturer，原始设备制造商)的代码、特定于零售的代码、用于目的地设备的固件镜像、用户数据、加密/解密密钥(代码)、电子资金转账(electronic funds transfer，EFT)数据、静态数据等等。

在本文记载的描述中，参与通信链路的设备之一可被称为“源” (或者发送)设备，并且另一设备可被称为“目的地”(或者接收) 设备。然而，应当理解，可在两个设备之间的任一方向或者两个方向上传送数据。

可受益于本文公开的技术的电子设备的一些示例可包括蜂窝电话 (或者手机，或者智能电话)、计算机、膝上型电脑、平板电脑或者相当的电子设备，等等。

通常，两个设备之间的通信链路包括线缆连接或无线连接。诸如 USB(UniversalSerial Bus，通用串行总线)之类的线缆连接通常是点到点的，并且要求每个设备处的机械连接器和设备(这些设备之一可以是与若干个其它使能了USB的设备点到点连接的“中枢(hub)”) 之间的线缆。诸如WiFi或蓝牙之类的无线连接在更像是“广播”的模式中操作，其中一个设备可通过通常在700MHz–5.8GHz的范围中的RF(radio frequency，射频)链路同时与若干个其它设备通信。

下文中大体上将论述用于两个电子设备之间的数据传送的点到点的面向连接的技术。用于在电子设备之间传送数据的点到点的面向连接的通信链路的说明性示例是近场通信(Near Field Communication， NFC)。NFC实现一组标准，供智能电话和类似的设备通过将它们接触(“碰撞”)在一起或者使它们彼此极为接近来与彼此建立射频(RF) 通信。

当前的机械连接器是“被动”的，因此不提供关于连接的状态的额外特征和能力。一般地，连接或者在工作或者没有在工作。连接器后面的主机系统在设置通信链路时可执行一些初始分析(包括对连接的设备的检测和枚举)，这可以是耗时的过程，并且一般来说，在建立链路之后，不再执行测试，链路就只是操作，直到其失效为止。在链路失效之后，主机系统可被编程为尝试重建立连接，这可以是繁重的过程。

发明内容

本发明的一个总的目的是提供用于在电子设备之间通信的改进技术，这些技术可包括用于建立、发起、设置、监视、维护、适应性地调整和动态地更改通信链路的技术，并且可包括用于减轻主机系统上的开销的改进技术。

这些和其它目的一般可通过消除机械连接器和线缆、改为使用“无接触”(电磁的而不是电的)连接器和电磁(electromagnetic，EM) 通信链路(接口)来实现。无接触连接器可构成与设备的主机系统相关联的通信子系统，并且可包括用于在电信号(用于主机系统)和电磁(EM)信号(用于无接触通信链路)之间转换的收发器(和关联的换能器或天线)。

电子设备之间的数据传送可在“无接触”射频(RF)电磁(EM) 极高频(ExtremelyHigh Frequency，EHF)通信链路(接口)上实现，该通信链路基本上完全是由数据传送中涉及的设备的无接触连接器来处理的。(电子设备在下文中可被简称为“设备”。无接触RF EHF通信链路在下文中可被简称为“无接触通信链路”或“无接触链路”，或者“无接触连接”或者简称为“连接”。设备之间通过连接的通信可被称为“通信会话”。)

下文中大体上将论述具有无接触连接器的设备之间的“无接触”射频(RF)电磁(EM)通信链路。然而，应当理解，本文公开的技术中的一些可应用到一些使用机械连接器的线缆连接，以及一些使用 RF(不是EHF)的无线连接——其通常在长程广播模式中，而不是短程的紧密耦合的点到点的通信模式中。

根据本发明，一般地，电子设备(或者简称为“设备”)可包括主机系统和用于设置和管理无接触数据链路的“智能”无接触连接器。当在本文中使用时，与设备相关联的“智能”无接触连接器可包括：

用于与设备的主机系统相接口的电气接口，

处理器和关联的存储器，

用于更改经过连接器的数据的控制电路，

监视连接的健康状况和正被发送的数据的测量电路，

一个或多个收发器，用于向与另一(对方)设备相关联的另一“智能”无接触连接器的(一个或多个)收发器发送信号并从其接收信号。

根据本发明的实施例或示例，操作与和电子设备(102)相关联的无接触连接器(106)的无接触通信链路(150)的方法的特征可在于：

连接器中的至少一者能够执行以下各项中的至少一者：

(i)控制通信链路的操作；

(ii)监视经过连接器的数据；

(iii)监视通信链路的操作；以及

(iv)向电子设备的主机系统(104)提供应用支持。

无接触连接器可能够执行以下各项中的至少一者：

确定通信链路的质量；

控制通信链路的操作；

对通信链路的质量作出反应；

检测通信链路上的另一无接触连接器(126)；

为通信链路确定连接状态；

验证通信链路的适当连接；

为通信链路上的通信会话提供安全性；

判定连接失效是否即将发生；

提供连接强度遥测；

检测通信链路的发动；以及

提供关于通信链路的质量的信息。

该无接触连接器还可能够基于以下各项中的至少一者来确定用于与另一无接触连接器(126)的通信会话的协议：

关于与另一无接触连接器相关联的设备(122)的信息；

在通信链路上传送的数据的类型；

关于通信链路的信息；以及

与在与无接触连接器(106、126)相关联的设备(102、122)之间实现有效的通信会话可能相关的信息或要求。

无接触连接器可还能够执行以下各项中的至少一者：

确定经过连接器的数据的类型；

对经过连接器的数据提供认证；

更改经过连接器的数据；

对经过连接器的数据添加数字水印；

对经过连接器的数据进行签名检测和盖戳；

对经过连接器的数据应用模糊算法；以及

对经过连接器的数据应用速记式加密；

在通信链路一端的设备处，基于通信链路上的另一设备(122)的特性修改被传送的数据；以及

防止某些类型的数据经过连接器。

无接触连接器可还能够执行以下各项中的至少一者：

跟踪和记录经过连接器的数据；以及

跟踪和记录无接触连接的特性。

无接触连接器可还能够执行以下各项中的至少一者：

唤醒主机系统；

发起主机系统中的动作；

利用飞行时间(time of flight)或信号强度作为加密表中的散列值；

基于连接的类型、链路的操作状态和经过链路的内容的类型中的至少一者来执行应用支持；

存储与连接的类型或者在链路上正被发送的内容的类型相关联的信息；以及

基于连接的存在或连接的特定质量向主机系统提供中断。

无接触连接器可还能够执行以下各项中的至少一者：

基于以下各项中的至少一者确定用于通信会话的协议：(i)关于连接的设备的信息，(ii)在通信链路上的设备(102)和另一设备(122) 之间传送的数据的类型；(iii)关于链路的信息；(iv)与实现设备 (102)和另一设备(122)之间的有效通信会话可能相关的任何信息或要求；

实现计量、配额、速度/功率缩放、多信道控制、锁定和密钥算法中的至少一者；

在没有来自主机系统的干预的情况下通过无接触连接传送数据。

无接触连接器可还能够执行以下各项中的至少一者：

执行接近感测；

检测附近物体的形状；

检测对方电子设备的形状；以及

检测振动。

无接触连接器还可包括收发器(118)并且还可能够执行以下各项中的至少一者：

在降低功率状态中操作收发器并且在检测到链路时为收发器提高功率；以及

动态地控制收发器功率输出以实现以下各项中的至少一者：最小化功率使用、最大化数据传送速率、基于连接类型来符合发射要求、调整功率输出以改善连接的质量、调整功率输出以激起来自另一无接触连接器的反应、以及符合不同地理位置中的发射要求。

与无接触连接器相关联的设备可被包围在非传导屏障中；并且可在通信链路的至少一部分周围布置材料来保护正被传送的数据免遭窥探。

根据本发明的实施例或示例，无接触连接器(106)可与包括主机系统(104)的电子设备(102)相关联，并且该无接触连接器(106) 可包括用于通过在无接触通信链路(150)上以极高频(EHF)信号的形式进行数据发送和接收中的至少一者来与和另一电子设备(122)相关联的另一无接触连接器(126)建立无接触连接的装置(118)，该无接触连接器(106)包括用于与设备(102)的主机系统(104)相接口的电气接口(108)，其特征在于该无接触连接器(106)能够进行以下各项中的至少一者：

管理无接触连接；

监视经过通信链路的数据；以及

为主机系统(104)提供应用支持。

该无接触连接器还可包括以下各项中的至少一者：

处理器(110)和关联的存储器(112)；

控制电路(114)，用于更改经过无接触连接器(106)的数据；以及

测量电路(116)，用于监视连接和在链路上正被发送的数据。

无接触连接器可能够进行以下各项中的至少一者：

确定通信链路的质量；

控制通信链路的操作；

对通信链路的状况作出反应；以及

修改通信链路。

无接触连接器可能够进行以下各项中的至少一者：

确定经过通信链路的数据的类型；

对经过通信链路的数据进行附加；以及

改变经过通信链路的数据。

无接触连接器可能够进行以下各项中的至少一者：

发起主机系统中的动作；

唤醒主机系统；以及

与主机系统相接口。

根据本发明的实施例或示例，在电子设备之间通信的方法可包括：

在具有第一无接触连接器(106)的第一电子设备(102)处，该第一无接触连接器(106)将来自第一电气接口(108)的数据信号转化(118)成经调制的载波信号并且通过无接触通信链路(150)将经调制的载波信号发送到具有第二无接触连接器(126)的第二电子设备 (122)，该第二无接触连接器(126)能够将经调制的载波转化成第二电气接口(128)上的基带信号，其中电气接口被配置为与其各自的主机系统(104、124)进行差分信号(differential signal)的通信；以及

其特征可在于连接器中的至少一者能够执行以下各项中的至少一者：

(i)控制通信链路的操作；

(ii)监视经过连接器到通信链路上的数据；以及

(iii)向电子设备的主机系统提供应用支持。

连接器中的至少一者可还能够执行以下各项中的至少一者：

确定通信链路的质量；

控制通信链路的操作；

对通信链路的质量作出反应；

检测通信链路上的另一无接触连接器；

为通信链路确定连接状态；

验证通信链路的适当连接；

为通信链路上的通信会话提供安全性；

判定连接失效是否即将发生；

提供连接强度遥测；

检测通信链路的发动；以及

提供关于通信链路的质量的信息。

连接器中的至少一者可还能够基于以下各项中的至少一者来确定用于无接触连接器(106、126)之间的通信会话的协议：

关于与另一无接触连接器(126)相关联的设备(122)的信息；

在通信链路上传送的数据的类型；

关于通信链路的信息；以及

与在与无接触连接器(106、126)相关联的设备(102、122)之间实现有效的通信会话可能相关的信息或要求。

连接器中的至少一者可还能够执行以下各项中的至少一者：

确定经过连接器的数据的类型；

对于经过连接器的数据提供认证；

更改经过连接器的数据；

对经过连接器的数据添加数字水印；

对经过连接器的数据进行签名检测和盖戳；

对经过连接器的数据应用模糊算法；以及

对经过连接器的数据应用速记式加密；

在通信链路的一端的设备处，基于链路的另一端的设备的特性修改正被传送的数据；

防止某些类型的数据经过连接器，

跟踪和记录经过连接器的数据；以及

跟踪和记录无接触连接的特性。

连接器中的至少一者可还能够执行以下各项中的至少一者：

唤醒主机系统；

发起主机系统中的动作；

利用飞行时间或信号强度作为加密表中的散列值；

基于连接的类型或者经过链路的内容的类型执行应用支持；

存储与连接的类型或者在链路上正被发送的内容的类型相关联的信息；以及

基于连接的存在或连接的特定质量向主机系统提供中断。

根据本发明的实施例或示例，用于通过受通信子系统(106、126) 控制的无接触通信链路(150)在第一设备(102)和第二设备(104) 之间传送数据的系统，其中该通信子系统(106、126)独立于每个设备内的主机系统(104/124)操作，该系统的特征可在于：

子系统内的处理器(110/130)和电路(114/134、116/136)，用于执行以下各项中的至少一者：

用于管理通信链路上的连接的手段；

用于监视经过通信链路的数据的手段；以及

用于为主机系统提供应用支持的手段。

无接触链路可包括经过至少一个介电介质的EHF载波。

介电耦合器可被布置在通信链路中。

非传导屏障可包围第一设备和第二设备中的至少一者。

屏蔽材料可覆盖以下中的至少一者：两个电子设备之间的传输路径的至少一部分和设备中的至少一者的收发器；并且该屏蔽材料可能够劣化经过该材料的极高频(EHF)信号。

根据本发明的实施例或示例，在包括具有在极高频(EHF)操作的收发器的芯片的电子设备中，可执行以下方法中的至少一者：

感测附近物体的接近，该附近物体可以是对方电子设备；

检测附近物体的形状；以及

检测振动。

由本文公开的“智能”连接器使能的设备之间的数据传送是非常用户友好的，执行时只需要很少或者不需要用户交互或指引。一般的，发起和执行数据传送所需要的可以只是两个设备的接近。

本文公开的技术的一些益处或优点可包括以下各项中的一个或多个：

-连接可由无接触连接器来管理

-正被传送的数据可由无接触连接器监视

-无接触连接器可向主机系统提供应用支持

-在无接触部署中，在数据传送中所涉及的两个设备之间不需要物理连接(线缆和机械连接器)

本文描述的发明可涉及工业和商业，诸如使用以下设备的电子和通信产业：与其它设备通信的设备，或者在设备中的组件之间具有通信的设备。

本文公开的发明的其它目的、特征和优点可根据以下对其的图示和描述而变得清楚。

附图说明

将详细述及本公开的实施例，这些实施例的非限制性示例可在附图(FIG)中图示。附图可以是图解的形式。为了说明的清晰，附图中的一些元素可被夸大或不按比例绘制；其它的可被省略。在附图上出现的任何文本(图例、注释、标号等等)在这里通过引用并入。当诸如“左”和“右”、“顶”和“底”、“上”和“下”、“内”和“外”之类的术语或类似的术语被用于描述中时，它们可用于为读者指引图中的元素的朝向，但不应当被理解为将描述的装置限制到任何特定的配置或朝向，除非另有规定或者从上下文明显看出。元素的不同“版本”可由具有相同数字(###)后跟不同字母后缀(例如“A”、“B”、“C”等等)的标号来引用，在此情况下相似的元素可由标号的仅数字部分(###)来包含性地引用。对于电路图，为了说明的清晰，所示出的元件之间的一些连接可以仅作简要描述，并且元件之间的一些连接可被省略。

图1是示出两个示例性电子设备的图解，这两个电子设备各自有一“智能”无接触连接器与之相关联，并且通过无接触链路彼此通信。

图2是示出用于具有“智能”无接触连接器并且通过无接触链路通信的设备的操作的一些方法的图解(或流程图)。

具体实施方式

各种实施例(或示例)可被描述来说明发明的教导，并且应当被解释为说明性的而不是限制性的。应当理解，并不希望将发明限制到这些特定的实施例。应当理解，各种实施例的一些个体特征可按与所示不同的方式与彼此组合。本文提及“一个实施例”、“实施例”或类似的表述可以指与该实施例有关地描述的特定特征、结构、操作或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。

实施例及其各方面可结合意欲为示例性和说明性的而不是限制范围的系统、设备和方法来描述和图示。可记载具体配置和细节以提供对发明的理解。然而，本领域技术人员应当清楚，没有本文给出的具体细节中的一些也可实践发明。另外，为了说明的清晰起见，一些公知的步骤或组件可以只被概括描述，或者甚至被省略。

在以下描述中，可记载一些具体细节以提供对本文公开的发明的理解。本领域技术人员应当清楚，没有这些具体细节也可实践这发明。标题(通常带下划线)可被提供来作为对读者的辅助，而不应当被解释为在进行限定。

一些术语

以下术语可用在本文记载的描述中，并且应当被赋予其普通含义，除非另有明确声明或者可从上下文明显看出。

缩略词“EHF”代表极高频，并且指的是电磁(EM)频谱的在 30GHz到300GHz(千兆赫)的范围中的部分。

术语“收发器”(其可被缩写为“XCVR”或者“Tx/Rx”)可以指诸如IC(集成电路)之类的设备，其包括发送器(“Tx”)和接收器(“Tx”)，以使得该集成电路既可用于发送信息(数据)也可用于接收信息(数据)。一般地，收发器可在半双工模式中操作(在发送和接收之间交替)或者在全双工模式中操作(同时发送和接收)，或者被配置为发送器或者接收器(单工模式)。

术语“无接触”当在本文中使用时指的是在实体(诸如设备)之间实现电磁(EM)的而不是电气的(有线的、基于接触的)连接和信号传输。在一些方面中，使用术语“无线”来表达此含义。当在本文中使用时，术语“无接触”可以指载波辅助的介电耦合系统，其可具有在零到五厘米范围中的最佳范围。连接可通过一个设备接近第二设备而生效。多个无接触发送器和接收器可占据小体积的空间。利用电磁(EM)建立的无接触链路可以是点到点的，这与通常向若干个点广播的无线链路形成对照。

术语芯片、管芯、集成电路(IC)、半导体器件和微电子器件在通常的使用中经常被可互换地使用，并且在本文中可被可互换地使用。这也可包括裸芯片(或管芯)、封装芯片(或管芯)以及芯片模块和封装。本文公开的技术可结合使用标准CMOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺的集成电路(IC)实现。被描述为由芯片实现的一些功能可实现为被包含到专用集成电路(application specificintegrated circuit， ASIC)等等中的宏功能，并且可另选地至少部分由在微控制器上运行的软件来实现。对于芯片，可经由物理的导电连接在它们与其它电路元件之间耦合各种信号。这种连接点可被称为输入、输出、输入/输出 (I/O)、端子、线路、引脚、焊盘、端口、接口或者类似的变体和组合。

连接器替代芯片

被通过引用全部并入在此的US 20100159829('829公布)公开了紧密耦合近场通信链路设备，在其中被称为“连接器替代芯片”。紧密耦合近场发送器/接收器对被部署成使得发送器被布置在第一传导路径的终端部分，接收器被布置在第二传导路径的终端部分，发送器和接收器被布置为彼此极为接近，并且第一传导路径和第二传导路径彼此是不连续的。这样，提供了方法和装置，用于通过物理上不连续的信号传导路径来传送数据，而没有由携带信号的机械连接器和关联的线缆布设引起的物理大小和信号劣化。

'829公布示出了(其中的图4)近场发送器/接收器对的说明性实施例的高级别示意性表示。发送器和接收器不是物理上接触的，而是间隔开并彼此接近，以便获得它们之间的近场耦合。近场发送器/接收器对提供了超微型化的高容量通信链路。EHF载波使能了微小的天线和非常大的带宽容量。此外，信号均衡和端接管理可被集成到与近场发送器、接收器和/或收发器相同的芯片上。

如'829公布中进一步公开的：

一般来说，本发明的实施例提供了方法和装置，用于通过物理上不连续的信号传导路径来传送数据，而没有由携带信号的机械连接器引起的物理大小和信号劣化，并且没有均衡电路的关联成本和功率消耗。本发明的各种实施例利用具有紧密链接的发送器和接收器对的近场耦合装置提供了信号传导路径的物理上不连续的部分之间的数据传送。这些发送器和接收器通常实现为集成电路。用于这些的天线可在集成电路内部或外部。

在本发明的一些实施例中，发送器/接收器对包括具有发送器的第一芯片和具有接收器的第二芯片；而在其它实施例中，发送器/接收器对包括具有一个或多个收发器的第一芯片，和具有一个或多个收发器的第二芯片。

在一些实施例中，信号传导路径是单端的，而在其它实施例中，信号传导路径包括差分对。

如'829公布中还公开的，一种电子产品可包括：

第一基板，其上布置有第一传导路径；

第二基板，其上布置有第二传导路径；

布置在第一基板上并连接到第一传导路径的第一近场发送器，该第一近场发送器可操作来以第一发送载波频率发送第一载波信号；以及

布置在第二基板上并连接到第二传导路径的第一近场接收器，该第一近场接收器可操作来以第一发送载波频率与第一近场发送器发生近场耦合；

其中，第一基板和第二基板相对于彼此间隔开，使得第一近场发送器和第一近场接收器在第一发送器载波频率下被布置在彼此的近场耦合距离内，

其中，第一发送器载波频率在EHF范围中，

其中，第一近场发送器可操作来将来自第一传导路径的数据信号转化成经调制的载波，并且第一近场接收器可操作来将经调制的载波转化成第二传导路径上的基带信号，并且

其中，第一传导路径和第二传导路径中的至少一者包括被配置为传输至少一个差分信号的至少一对导体。

被通过引用全部并入在此的US 20120263244('244公布)公开了具有电磁通信的集成电路。用于发送或接收信号的系统可包括集成电路(IC)、操作性地耦合到IC的用于在电信号和电磁信号之间转换的换能器、以及将换能器和IC的位置固定为相对于彼此成间隔开关系的绝缘材料。

被通过引用全部并入在此的US 13713564('564公布)公开了提供触觉反馈的连接器。如其中提及的，当在任何两个EHF通信单元之间通信时提供改善的信号安全性和完整性是重要的。用于增强或确保适当的信号安全性和完整性的一种方法是在与第一EHF通信单元的通信尝试之前或期间验证第二EHF通信单元在预定范围内。为此，可包括用于检测第二EHF通信单元的存在和/或用于确保另一设备或表面在一定距离内的系统和方法。这种系统和方法的示例在US 20120319496中描述。

被通过引用全部并入在此的US 20120319496('496公布)公开了用于利用EHF信号来感测接近的系统，该系统可包括被配置为经由换能器按EHF频率发送EM信号的通信电路，和被配置为通过检测通信电路内的信号的特性来感测附近的换能器场修改物体的接近感测电路。其中公开了一些示例性接近感测电路，并且附近物体的接近可由附近物体引起的天线的有效阻抗的变化来检测。

被通过引用全部并入在此的US 20120295539('539公布)公开了具有电气隔离并且具有介电传输介质的EHF通信。其中公开了包括两个收发器的通信系统。在发送模式中操作的收发器可包括放大器，该放大器接收发送基带信号并放大该信号以便输入到调制器，该调制器可将该基带信号应用到由EHF振荡器产生的EHF载波信号以产生发送电气EHF信号，该发送电气EHF信号被传输到天线以便发送。当该收发器在接收模式中工作时，EHF信号被天线接收并且被转换成电信号以便输入到解调器以产生基带信号。公开的通信系统使用经调制的EHF载波来在空气或介电介质上耦合信号。利用此技术可实现非常高的数据速率。

被通过引用全部并入在此的US 13848735('735申请)公开了无接触数据传送系统和方法。数据可被从第一设备的通信子系统高速无接触地传送到第二设备的通信子系统，并且没有任一设备的主机处理器的干预。设备可在工厂或仓库被编程或个性化，并且可在仓库或在销售点处在处于盒中时被个性化。描述了各种操作模式和使用场景。设备本身的一些部分或者设备之间的传输路径可被材料(劣化经过该材料的EHF信号)屏蔽以防窥探。

如'735申请中公开的，电子设备(或者简称为“设备”)可包括主机系统和I/O(输入/输出)或通信子系统。主机系统可包括主机处理器和“主”存储装置。I/O子系统可包括控制器、“交换”存储装置和RF(射频)部分，该RF部分包括收发器(Tx)和接收器(Tx) 中的至少一者或者至少一个收发器(Tx/Rx)。主机处理器可充当通信子系统控制器。主存储装置和交换存储装置可以是一个存储装置的不同部分。

如'735申请中公开的，电子设备之间的数据传送可在“无接触”射频(RF)电磁(EM)极高频(EHF)通信链路(接口)上实现，该通信链路基本上完全是由数据传送中涉及的设备的通信子系统来处理的。

如'735申请中公开的，要传送的数据可被(临时地)存储在源(发送)设备的通信子系统的“交换”存储装置(或者与该通信子系统相关联的“交换”存储装置)中，以等待(由源设备)检测到目的地(接收)设备。发送设备的主机系统可以关闭，或者处于低功率模式中。在检测到目的地设备后，通信链路可被建立，并且数据可被传送到目的地(接收)设备的通信子系统的“交换”存储装置，在这里数据可被(临时地)存储。接收设备的主机系统可以关闭，或者处于低功率模式中。发送和接收设备的交换存储装置中的数据可以被加防火墙，以保护主机系统免遭正被传送的数据中的恶意代码。接收设备的通信子系统可通知接收设备的主机系统(并且也可通知发送设备的通信子系统)数据传送操作何时完成。当接收设备被开启时，来自其“交换”存储装置的数据可被移动(或拷贝)到其主存储装置。数据也可按类似的方式被从接收设备传送到发送设备。

被通过引用全部并入在此的US 13760089('089申请)公开了线缆式基于标准的接口的无接触替代。一种线缆式(电的)基于标准的接口(诸如但不限于USB)的无接触电磁(EM)替代(代替、替换)，该替代有效地处理与该标准相关联的数据传送要求(例如带宽、速度、延时)，并且也能够测量和复制数据线路上的相关物理条件(诸如电压电平)以便与该标准兼容且透明地工作。在具有收发器的设备之间可提供无接触链路。非传导外壳可包围这些设备。公开了该无接触(EM) 接口的一些应用。公开了便利于相距几米的通信芯片之间的通信的介电耦合器。导电路径可以为由总线供电的设备提供电力和接地。

链路发现

如'735申请中公开的，第一设备(尤其是其通信子系统)检测第二设备(尤其是其通信子系统)并建立无接触链路的过程可被一般地称为“链路发现”。

如'735申请中公开的，在点到点无线(无接触)系统中，有必要确定何时发起两个设备之间的链路。在传统的基于连接器的系统中，链路建立可基于对在连接器被插入并且两个设备之间的链路可被建立时变化的一些电气特性进行测量来确定。在点到点无接触系统中，电气检测方法可能是不可行的。

如'735申请中公开的，两个(称为“发送”和“接收”)设备的收发器可被使能来在耗散最低限度的功率的同时检测链路对方。链路发现可通过发送设备(更具体而言是其收发器的发送器Tx部分)周期性地在较短的持续时间中(而不是被连续使能)发送信标信号来实现。类似地，接收设备(更具体而言是其收发器的接收器Rx部分) 可被使能来周期性地在较短的持续时间中(而不是被连续地使能)侦听该信标。发送和接收持续时间的比率可被建立来确保周期性重叠——即，接收器将被激活来在合理数目的周期内检测信标。如果发送器信标在适于建立链路的范围内，则发送器的信标将被活动接收器拾取。这个周期性的信标发送和侦听方案允许对功率的节省(以及延长的电池寿命)。

在通过引用并入在此的上述US 61799510中公开了一些用于链路检测的技术，包括信标发送和枚举以及从降低功率操作切换到完全功率操作。例如，如其中公开的，无接触连接器芯片可在降低功率状态中操作，其中功率低到足以允许“始终开启”操作，仅在诸如通过信标发送或ping检测到与另一无接触连接器芯片(其可类似地在降低功率状态中操作)的可行通信链路时才提高功率。在检测到时，两个设备可转移到完全功率操作，交换能力和配对代码，并且通信链路可被使能。

静电屏蔽

如'735申请中公开的，彼此通信的设备中的一者或两者可被包围在非传导屏障(外壳、包封等等，未示出)中，该屏障诸如是塑料的或者丙烯酸类的。电磁(EM)辐射可容易地经过该屏障，但电流不可以容易地经过该屏障。该屏障因此可将电路板和脆弱的芯片与ESD (electrostatic discharge，静电放电)隔离。该屏障也可密封该设备。该屏障可额外地向诸如蜂窝电话之类的设备提供益处，例如保护它们免遭水分和潮湿。本文公开的电磁接口(EM)技术可完全消除对于任何机械连接器(可能除了用于对内部电池再充电的插口以外)或者设备中的其它开口的需要。

介电耦合器

如'735申请中公开的，提供介电耦合器来延伸无接触链路的范围的概念在上述US61661756和US 13760089中描述。一般地，用于便利EHF频率信号的传播的介电耦合器可包括诸如塑料、玻璃、橡胶或陶瓷之类的介电材料(介质)的细长条带并且可具有矩形截面和两端。适合于该介电介质的塑料材料可包括——但不限于——PE(聚乙烯)、丙烯酸、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物) 等等。介电耦合器可包括由具有至少约2.0的介电常数的塑料或其它材料构成的介电部分。具有更高介电常数的材料可导致所要求的尺寸的减小，这是由于该材料中的信号的波长的减小引起的。塑料线缆的介电材料可至少部分被包覆在具有低介电常数的层或者导电层中以便利传播、降低干扰或者降低使沿着耦合器的长轴传播的信号短路的可能性。介电介质可充当传输介质(诸如波导)，并且EHF载波可沿着该介电介质的长轴传播，维持单极化方向。介电介质的外表面可被包覆或覆盖以导电材料(金属)，该导电材料可将介电介质与外部干扰隔离(并且可选地，可充当电信号和/或电力的导电路径)。堆叠的或分层的结构可使能多条信号路径。

如被通过引用全部并入在此的US 13776727中所提到的，虽然介电耦合器可延伸通信链路的范围，但起作用的主要机制是通过介电介质在各向异性物理路径上与第一设备无接触地传送EHF信号。

保护传输的安全性

本文描述的点到点无接触链路是固有地安全的。如'735申请中公开的，可利用“技术”方式来进一步保护(诸如对抗“窥探”)在两个设备之间传递的数据，该“技术”方式诸如是(但不限于)发送(源) 设备按周期性的间隔暂停(跳过)数据流的传输，并且允许接收(目的地)设备在跳过的时段期间向源设备发回“跳过填补(skip fill)”。也描述了提供对传输的“屏蔽”以防止窥探的另外手段(其可被认为是“物理”方式)，诸如布置介电、塑料或其它无源材料来作为在包括收发器(Tx/Rx)、无接触链路和介电耦合器(如果有的话)的数据路径的至少一部分周围的涂层(或层)或者外壳(或包封)，以保护正被传送的数据免遭窥探，使得经过安全性涂层(或外壳)的信号可由于该层/外壳的成分或结构而变得“混乱”，从而使得在该包封外部接收的任何信号晦涩难解。'735申请的图4A示出了通过介电耦合器通信的设备，该介电耦合器可以是为其传播EHF信号的能力而选择的塑料材料。包括材料的涂层(或层)的包封可被布置在该介电耦合器上(覆盖该介电耦合器的至少一部分)，并且可包括介电、塑料或者其它无源材料，该材料能够劣化从介电耦合器发出并经过该材料的 EHF信号。除了使用诸如跳过填补(上文描述)、加密/解密等等之类的“技术”方式以外，这个针对窥探进行保护的“物理”方式可以为在两个设备之间正被传送的数据提供增强的安全性。

包括具有“智能”连接器的设备的通信系统

图1示出了通信系统100，其中两个电子设备102和122可通过关联的无接触链路150彼此通信。可在至少一个方向上传送数据，该方向是从可被视为用于发送要传送的数据的“源”的第一设备102到可被视为用于接收传送的数据的“目的地”的第二设备122。下文中大体上可描述从第一设备102到第二设备122的数据传送。然而，应当理解，可以替换地或额外地从第二设备122(充当用于发送数据的“源”)到第一设备102(充当用于接收数据的“目的地”)传送数据，并且在给定的通信会话期间经常可在两个设备102和122之间在两个方向上交换信息。

为了说明的清晰，两个设备102和122将被描述为彼此的“镜像”，但应当理解两个设备102和122可彼此不同。例如，设备之一可以是膝上型计算机，另一设备可以是移动电话。可受益于本文公开的技术的电子设备的一些示例可包括蜂窝电话(或者手机，或者智能电话)、计算机、扩展坞(坞站)、膝上型电脑、平板电脑或者相当的电子设备，等等。

第一电子设备102可包括主机系统104和通信子系统(其可被称为“智能”无接触连接器，或者“智能连接器”，或者“无接触连接器”，或者简称为“连接器”)106。与电子设备相关联的连接器106 一般可能够执行以下各项中的至少一者：

-与第二设备122建立无接触链路150并管理无接触链路150的操作，

-监视并修改经过连接器106传递到链路150上的数据，以及

-与主机系统104相接口并且为主机系统104提供应用支持。

连接器106的关于与链路150交互的这些功能、数据和主机系统 104可在下文(或者本公开中的其它地方)描述和详述并且更详细地讨论。

与第一设备102相关联的无接触连接器106可包括以下元件中的一些或全部：

-电气接口108

-处理器110和关联的存储器112

-控制电路114

-测量电路116

-一个或多个收发器118。

这些各种元件(110-118)的操作可在下文(或者本公开中的其它地方)描述和详述并且更详细地讨论。

第二电子设备122可包括主机系统124和通信子系统(其可被称为“智能”无接触连接器，或者“智能连接器”，或者“无接触连接器”，或者简称为“连接器”)126。与该电子设备相关联的连接器 126一般可能够：

-与第一设备102建立无接触链路150并管理无接触链路150的操作，

-监视并修改经过连接器126传递到链路150上的数据，以及

-与主机系统124相接口并且为主机系统104提供应用支持。

连接器126的关于与链路150交互的这些功能、数据和主机系统 124可在下文(或者本公开中的其它地方)描述和详述并且更详细地讨论。

与第二设备122相关联的无接触连接器126可包括以下元件中的一些或全部：

-电气接口128

-处理器130和关联的存储器132

-控制电路134

-测量电路136

-一个或多个收发器138。

这些各种元件(130-138)的操作可在下文(或者本公开中的其它地方)描述和详述并且更详细地讨论。

连接器106和126可在没有来自主机处理器(分别在主机系统104 和124中)的干预的情况下操作，并且可分别控制主机系统104和124 或者其一部分。

连接器106和126可打开/激活应用，返回状态/功率水平、连接参数、数据类型、关于连接的设备/系统的信息、内容信息、正被传送的数据的数量和类型，包括基于连接类型、链路管理、配额信息、信道控制等等的设备配置。

(附图中)在连接器106和126周围示出的虚线矩形可简单地表示功能的“分区”，将连接器106和126分别与主机系统104和124 相分离(区分)。在虚线矩形外部(象征性地)示出的天线可被认为在连接器106和126的功能块内，但可被布置在构成无接触连接器的通信芯片的内部或外部。

(附图中)在连接器106和126周围示出的虚线矩形也可表示诸如塑料或丙烯酸的非传导屏障(外壳、包封等等，未示出)，其分别包围连接器106和126或者整个设备102和122，如上面所描述的。

电气接口108和128可包括通信端口/信道来分别与主机系统104 和124通信。主机系统104和124可具有其自己的处理器(未示出)。

处理器110和130可以是嵌入式微处理器、或微控制器、或状态机，可以运行用于连接的管理OS，可具有内置的认证/加密引擎。

处理器110和130单独地或者与本文给出的其它元件相组合地可被称为“用于管理连接(或通信链路)的装置”或者“用于监视(经过连接器并通过通信链路的)数据的装置”或者“用于(为主机系统) 提供应用支持的装置”或者从本文记载的若干个功能描述中可明显看出的其变体。一般地，所有功能都可被宽泛地表征为“交互”(与链路的、与数据的、与主机的)，并且各种元件及其组合可被称为“用于(与链路、数据、主机)交互的装置”。“交互”可包括监视链路、数据或主机，以及对链路、数据或主机的状态或状况作出反应，以及修改链路/数据/主机。例如，一个或多个元件可构成“用于确定连接的质量的装置”、或者“用于确定经过连接器(或通过链路)的数据的类型的装置”、或者“用于更改经过连接器的数据(或者修改该数据或对该数据进行附加)的装置”、或者“用于在主机系统中发起动作的装置”，等等。在一些情况中，这些交互中的一些可主要或仅仅由除了处理器110和130以外的元件(电气接口108/128、存储器112/132、控制电路114/134、测量电器116/136、收发器118/138)执行。本文记载的元件可被认为是任何“用于执行”本文记载的任何功能的“装置”，无论是明确还是隐含描述的。在更广泛的意义上，连接器106、126能够执行本文描述的各种功能中的一个或多个(至少一个)。

存储器112和132可以是RAM(随机访问存储器)、NVRAM(非易失性RAM)等等，并且可包括包含配置、状态、许可、内容许可、用于认证/加密的密钥等等的寄存器。

控制电路114和134可分别包括任何能够进行如下操作的适当电路系统(可称为“用于……的装置”)：监视链路的状态和/或在数据经过无接触连接器106或126的同时(“实时地”)主动对数据进行附加或改变数据。

测量电路116和136可包括能够观察(监视)连接状态/情形、连接类型和正被传输的数据的任何适当的电路系统。可包括传感器(未示出)来监视信号强度、周围环境状况，等等。信号噪声比可用作信号质量的指标。

收发器118和138可包括任何适用于如上面所描述的在电信号(用于主机系统)和电磁(EM)信号(用于无接触通信链路)之间转换的收发器(以及关联的换能器或天线)。收发器118和138可被称为“用于将电信号转换成电磁信号的装置”(及其变体)，并且在下文更详细描述。连接器106或126中的一者或两者可具有两个(或更多个) 收发器。具有两个(或更多个)收发器可支持反馈环、延时、变化、全双工操作以及同时建立第二通信链路(诸如用于与主机系统通信)。

示例性“数据流”可如下进行。源自主机系统104的数据(或者源自第一连接器106的数据)可由第一连接器106经由其收发器108 被提供到通信链路150上。该数据经过(或通过)通信链路150。第二连接器128的收发器138从通信链路150接收的数据可被提供给主机系统124(或者保持在第二连接器126中)。数据可在相反方向上流动，从主机系统124经由连接器126(或者发源于连接器126处) 到无接触链路150上再到连接器106，连接器106可将数据传递给主机系统104。连接器106和126可以是“无接触”连接器，并且通信链路150可以是“无接触”链路，如上面所描述的。

通信链路150可以是“无接触”链路，并且第一和第二连接器106 和126可以是“无接触”连接器，如本文所描述的。本文公开的无接触连接器106和126与传统的机械连接器之间的差异可以是立即清楚可见的，并且可在本文中描述。连接器可被认为是主机系统的通信子系统。在这一点上，本文公开的无接触连接器106和126与诸如以太网(标准)控制器之类的控制器之间的差异可能不是立即清楚可见的，因为它们两者都可处理主机系统与通信链路之间的数据流。然而，本文公开的无接触连接器(或子系统)与示例性标准控制器之间的差别在于本文公开的无接触连接器既设置无接触通信链路又将数据从主机系统直接传送到无接触通信链路上，而没有(例如)机械(电气，非 RF)连接器和线缆的中介。另外的区别可在于本文公开的无接触连接器能够独立于主机系统地透明地操作，而不要求主机知晓或交互。

收发器(118、138)

收发器118和138是用于分别在第一设备102和第二设备122之间无接触地传输EHF信号并且用于在EHF信号和数字电信号之间进行转换的装置的示例。

收发器118和138可各自是半双工收发器，该半双工收发器可异步地将基带信号转换成30-300GHz或更高(诸如60GHz)载波频率的经调制的EHF(极高频)载波，该载波被从内部或外部天线(仅示意性示出)辐射，或者该半双工收发器可接收并解调载波并且再现原始基带信号。EHF载波可穿透多种多样的常用非导电材料(玻璃、塑料等等)。与收发器相关联的天线在'829和'244公布中详细论述。

应当理解，如果只要求单向通信，诸如从第一设备102到第二设备122，则收发器118可被发送器(Tx)所替代，并且收发器138可被接收器(Rx)所替代。

收发器118和138的发送功率和接收灵敏度可被控制来最小化 EMI(electromagnetic interference，电磁干扰)效应并且简化FCC 认证。连接器106和126输出的RF能量可低于对于认证或者对于发送标识(ID)码的FCC要求，其中该标识码否则在数据传送期间将会中断数据流。参考被通过引用并入的47CFR§15.255(频带57-64 GHz内的操作)。

收发器118和138可实现为包括发送器(Tx)、接收器(Rx)和相关组件的IC芯片。收发器芯片可按传统方式来封装，例如按BGA (ball grid array，球栅阵列)格式封装。天线可被集成到该封装中，或者可在该封装外部，或者可被包含到芯片本身中。示例性连接器106、 126可包括一个、两个或更多个收发器芯片。

收发器118和138的一些特征或特性可包括：

·低延时信号路径

·数千兆比特数据速率

·链路检测和链路训练

收发器118和138发送的信号可被按任何适当的方式来调制以将正被传送的数据从一个设备传达到另一设备，其一些非限制性示例在本文中给出。调制可以是OOK(开/关键控)或者其它类似的简单调制技术。信号可被一个收发器(例如118)编码并封包化并且发送，并且被另一收发器(例如138)接收并解封包并且解码。带外 (Out-of-band，OOB)信令或其它适当的技术可用于传达除了在两个设备之间正被传送的数据以外的信息或与该数据有关的信息。

可实现为芯片的收发器118和138或者个体的发送器和接收器可在工厂被序列化，从而使得芯片及其传输可被“加标签”(加指纹)，这可使得以后能够为数字权利管理(DRM)执行鉴识分析。例如，受保护的(优质)内容可以被从一个设备自由地(无阻碍地)传送到另一设备，但是可追踪该事务直到所涉及的特定设备，从而可以使该事务的参与者负责任(诸如对其计费)。优质受保护内容可被修改、可被附加以数据并且可被记录以芯片ID、用户ID或以其它手段来记录。

无接触通信链路(150)

两个电子设备102和122之间的数据传送可在“无接触”射频(RF) 电磁(EM)通信链路(接口)150上实现，该通信链路基本上完全是由第一和第二设备102和122各自的“智能”连接器(通信子系统) 106和126来处理的。在设备102和104之间流动的信号在非电气(介电)介质上以电磁方式发生，该介质诸如是气隙、波导、塑料(聚乙烯、热塑性聚合物、聚偏二氟乙烯、氟聚合物、ABS和其它塑料)，包括这些材料的组合。EHF信号可经过诸如硬纸板的其它介电介质。 EHF信号可经过一系列不同的介电材料和/或波导。

由于由EHF无接触通信使能的高数据速率，与诸如NFC之类的现有技术相比，可在非常短的一段时间中传送诸如电影、音频、设备镜像、操作系统等等之类的大数据文件。作为示例，可在2秒那么短的时间中传送1千兆字节的数据文件。

电磁通信通常可在气隙上发生，可限于短程，诸如0-5cm。诸如介电耦合器之类的介电介质可用于将设备102和104之间的无接触链路的范围延伸到几厘米(cm)、几米或更多，参考上述US 61661756 和US 13848735。

通信链路可包括从由气隙、波导、塑料及其组合构成的群组中选择的介电介质。或者，通信链路可以是导电介质中的缝隙天线，该缝隙天线在期望的方向上指引无接触连通。设备(至少是无接触连接器) 可以被导电介质基本上完全包围——除了被期望来发射和接收来自对方设备(至少是其无接触连接器)的EHF辐射的位置以外，该对方设备也可类似地被导电介质基本上完全包围。

应当理解，在本文论述的无接触链路的这个和任何其它实施例中，整体通信系统可实现为无接触链路和物理链路的组合。另外，本文描述的技术中的一些可应用于在诸如线缆和连接器之类的物理链路上传送数据。类似地，本文描述的技术中的一些可应用于在诸如WiFi或蓝牙之类的无线链路上传送数据。大体上，在下文中，将描述将无接触链路用于在两个设备之间传送数据。

发起并进行通信会话

设备106和126之间的无接触通信链路的建立可由设备的一者或两者发起。

1.设备中的一者或两者可处于掉电或者空闲模式状态中(信标发送可能活跃也可能不活跃)。

2.嵌入式处理器、主机处理器或者应用可通过对寄存器/本地存储器进行写入或者切换引脚或者某种其它类似的方法来发起从空闲到活动信标发送的转变。

3.两个设备可在链路发现过程中如上面所描述地发现彼此。

4.智能连接器内部的嵌入式处理器(或状态机)随后可以可选地执行对链路的额外认证。这可包括加密密钥交换，利用秘密密钥(只有具有适当访问权限的设备已知)来对关于芯片的信息和数据编码。这也可包括标识设备的制造商ID、设备ID和其它代码。如果认证通过，则嵌入式处理器可以可选地对链路加密以防止窥探。如果认证失败，则可将失败的(或未经授权)的通信尝试通知给主机设备。状态机可回复到空闲或者可禁用无接触通信链路。

5.一旦链路开始运转，智能连接器就可监视流量(链路操作)，如下面所描述的。嵌入式处理器、监视器(测量电路)和无接触通信链路内的其它电路系统可监视链路，存储与链路质量有关的信息并且基于链路的质量来修改链路行为。

具有嵌入式处理器和嵌入式测量和控制电路的连接器106和126 能够按许多种方式与链路、与通过链路正被传送的数据以及与设备的主机系统交互，所述方式包括(但不限于)：

-操作，包括建立、管理、监视、控制和指引链路操作，

-检查、修改、监视和更改经过无接触连接器的数据，

-识别被传送的内容的类型，提供认证和安全性服务，

-与主机系统相接口并提供应用支持，

这些能力、替换的和额外的能力可在下文更详细描述。

图2是通过诸如上文所描述的无接触链路150在诸如上文所描述的设备102和122这样的两个电子设备之间进行通信会话的一般化示例性整体方法200的图解(流程图形式)。方法200可按数个步骤来描述。在一些情况下，描述的步骤是可选的，并且可被省略。在其它情况下，给出步骤的顺序可被改变。在别处描述的一些步骤在附图中可能没有示出。

在示例性的第一步骤202中，“智能”连接器106和126两者，尤其是其各自的收发器118和138，可在降低功率模式中操作，等待链路发现，如上面所描述的。一经发现链路，“智能”连接器可提高功率并且开始协商无接触连接，如本文别处所描述的那样彼此交换各种参数(诸如在本申请的其它部分中列出的那些)和信息，并且设置通信会话。此外，连接器106和126可基于连接的类型——例如，设备到设备、设备到坞站、设备到线缆——来协商并设定参数，参数被设定以使得链路信号完整性和FCC要求得到满足。“智能”连接器也可基于地理位置、连接的数据速率、应用要求、设备是在室内还是室外以及设备是否在航空器内来协商并设定这些参数。

在示例性的下一步骤204中，通信会话可开始。如别处所描述的，会话可利用介质功率设定而开始，此后将功率水平调整到更适当的水平，其中考虑到诸如节省电池功率之类的因素。

在示例性的下一步骤206中，测量(监视)可由连接器106和126 中的一者或两者执行，包括(但不限于)诸如发送/接收功率、飞行时间、寄生负载、基带数据内容/状态等等之类的参数。监视可由连接器 106和126各自的测量电路116和136执行。此步骤可在开始会话的步骤204之前执行。

在示例性的下一步骤208中，控制(调整)可由连接器106和126 中的一者或两者执行，包括(但不限于)诸如以下参数：发送载波频率和功率、接收器调谐和灵敏度、信号路径静音、枚举状态、功率管理、认证、安全性、信道编码(开关键控、相移键控、频移键控、幅移键控、正交幅度调制和其它信道编码技术)，等等。控制可由连接器106和126各自的控制电路114和134实现，或者由连接器106和 126各自的处理器110和130实现。

在示例性的下一步骤210中，应用支持(指引链路操作)可由连接器106和126中的一者或两者实现，包括(但不限于)检测两个设备之间的通信会话的各种特性(以及可选地通知关联设备的主机系统)，诸如但不限于：正被传送的内容的类型、连接的类型、设备的类型或者正被连接的系统的类型、数据是将被按需传送到设备中还是被推送到设备中、哪个数据是有效来被传送的、防止DRM内容被传送、防止其它类型的数据被传送、跟踪正被传送的数据、在数据流内附加信息或改变(更改)数据流内的数据、跟踪和记录数据事务，等等。这可包括无接触连接器跟踪并记录无接触连接的特性。

在示例性的下一步骤212中，各种其它任务和技术可由“智能”连接器中的一者或两者执行，包括(但不限于)检测对方设备的形状以及其它功能，诸如本文可更详细论述的那些。

在示例性的下一步骤214中，设备可从通信会话注销，通知其各自的主机系统，并且继续低功率操作从而等待发现新链路。

“智能连接器”的一些能力

“智能”连接器(带有嵌入式处理器)可使能许多能力，诸如本文所描述的那些，建立“智能”通信链路。通过监视并控制通信链路，以及通过提供应用支持，可获得若干个优点。如前面所描述的，这些技术中的一些可适用于线缆连接，也适用于无线连接。然而，一般而言，本文描述的技术可最有益地适合于在气隙或介电耦合器上建立的无接触EHF连接。

本文公开的“智能连接器”的一些能力或者由本文公开的“智能连接器”使能的一些能力将在三个宽泛类别中给出：“管理链路”、“修改数据”以及“提供应用支持”。应当理解，在一个类别中给出的能力中的一些可涉及在另一类别中执行的能力或者可完全在另一类别中执行。不可以被整洁地组织到这三个宽泛类别中的一些能力可在标题“其它能力”下(在“其它能力”的类别中)论述。将能力组织成这些类别是打算作为说明，而非限定。

管理链路

由连接器106和126管理链路150可包括(但不限于)：

-发现、建立和设置两个设备102和104之间的通信链路(连接)

-监视连接的质量并对其作出反应

-调整参数

-以及其它功能，诸如本文中可更详细论述那些。

由于连接是无接触的，可以是“短距离”的(0-5cm)，并且设备 102和122可相对于彼此四处移动，所以对于“智能”连接器106和126中的一者或两者确定并监视存在多少机械裕量，这可能是有利的。 (给定的连接器可确定链路质量并作出反应，并且可通知其主机，并且可通知其它连接器。)例如，可随着时间的流逝监视连接的状况，并且可容易地判定连接是在改善还是劣化。如果判定连接在改善，则可实现诸如增大数据速率或降低功率之类的适当动作。如果判定连接在劣化，则可计算(估计)到连接失效的时间，并且可实现适当的动作，诸如存储对数据传送进程的指示或者平稳地关断收发器(或者主机系统，如果它是因为通信会话而被唤醒的话)，这只是响应于链路状况和历史可采取的动作的几个示例。

可以确定诸如连接状态之类的状况，包括诸如飞行时间之类的因素，并且将其用于验证适当的连接，从而为通信会话提供安全性。可以检测振动，诸如通过随着时间的流逝位置的迅速小变化来推断。这对于检测引擎、机器或设备中的机械振动可能是有用的，并且执行此功能可以只需要一个连接器。可以检测物体和障碍物。一个设备可检测另一设备，反之亦然。连接器106和126的接近感测能力使得连接器能够执行许多“雷达式”的功能。

飞行时间或信号强度可被用作到加密表中的散列值。位于由飞行时间指示的散列值处的密钥可用于在数据在链路上行进时对其进行加密或解密。这样，随着连接四处移动或者信号被改善或劣化，加密代码变化，从而创建了事实上不可破解的链路。

通信链路的质量(状态、状况、能力)可由“智能”连接器确定 (监视、测试)。此确定可在通信会话开始时作出，诸如结合链路发现作出，并且也可在任何时间点执行，包括在整个通信会话期间连续执行。链路的质量可用于修改经过无接触通信链路的事务的数据速率。随着质量劣化或改善，数据速率可变化(被适应性地调整)以确保适当的数据完整性。

通过监视连接的质量，可以判定(预测)例如连接失效即将发生，在此情况下可以执行各种适当的动作，诸如“平稳地”退出和/或将即将发生的失效通知给主机系统。(一些机械连接器使用可变长度迹线来判定链路何时被拔出，但这些只为电力输送提供了裕量，而不能够提醒应用该数据流将在限定量的时间中断开连接。)

连接器106和126提供有用的服务质量能力，诸如线性连接强度遥测、天线加载以及利用灾难性失效的传统连接器一般不可能实现的其它能力。这些能力可用于判定链路是否正被第三方主动观察。

一经发现链路，可判定该链路较弱、但在改善。这可例如发生在一个设备正在靠近另一设备时。接着可判定在进行通信会话之前等待，直到链路的质量改善到阈值水平为止。同时，连接器(或者主机系统，其可被连接器通知)可采取各种动作来为通信链路的发动做准备。接着，正被传送的数据可被以最佳方式尽可能快地传送，其中占用任一设备的资源的时间不会长于所必需的。

关于链路的质量的信息可被传递给设备的用户，诸如经由主机系统传递，在此情况下可允许用户判定给定的数据传送是否应当发生或者应当何时发生。主机系统本身可决定是否以及何时进行数据传送。

当检测到链路时，收发器118和128可被从其“始终开启”的降低功率状态中提高功率。初始地，链路可利用高(例如最大)功率水平来建立，接着被动态地减小到足以维持链路的更低功率水平。或者，初始地可利用中等功率水平来建立链路，之后增大或减小功率水平并且确定链路的状况，接着动态地减小到足以维持链路的更低功率水平。可以动态地控制收发器输出以例如实现以下各项中的至少一者：最小化功率使用、最大化数据传送速率、符合基于连接类型的发射要求、调整功率输出以改善连接的质量、调整功率输出以激起来自另一无接触连接器的反应、以及符合不同地理位置中的发射要求。

取决于期望哪种类型的事务(数据传送)，可以相应地调整收发器功率输出。例如，高功率水平可用于确保最大数据传送速率。

可以通过调整功率水平和调谐其它参数来修改连接器106和126 的性能以维持链路完整性。可以降低或最小化功率使用以节约电池寿命、生成更少的热量、节约其它系统资源，等等。可以相反地增大功率水平，以实现其它目的。一般地，连接器106和126能够动态地适应于链路状况。

可实现精密的功率管理算法，包括(但不限于)计量、配额、速度/功率缩放、多信道(载波频率)控制、锁定和密钥算法，等等。

修改数据

修改经过连接器106和126去往或来自链路150的数据可包括(但不限于)：

-检查并修改经过连接器到链路上的数据。

-对数据加数字水印，以及签名检测和盖戳。

-速记式加密和模糊算法可被应用到正被传送的数据。

-以及其它功能，诸如本文中可更详细论述那些。

连接器内部的电路系统可基于以下各项中的至少一者来对经过连接器的数据执行水印添加(包括任何修改)：

-数据的内容，诸如其长度、类型或来源，

-DRM(数字权利管理)代码

-控制器中的设定

-事务的时间

-设备信息(例如制造商ID、用户ID等等)

这样，数据在经过连接器时可被修改或保护。

连接器内部的电路系统也可维护在链路上发送了什么数据、何时发送的、与数据相关联的DRM、用户ID等等的记录。

“智能”连接器可识别在通信链路上正被传送的内容的类型，(向主机系统)提供应用支持，并且可基于链路另一端的设备的特性来修改所正被传送的东西。可基于内容来调用后续动作。如US 13848735 中公开的，数据可被从第一设备的通信子系统高速无接触地传送到第二设备的通信子系统，并且没有任一设备的主机处理器的干预。

本文公开的“智能”连接器可以为数据传送提供额外级别的安全性，包括(但不限于)认证、加密、防止某些类型的内容被传送，等等。由于“智能”连接器可知晓正被传送的数据的内容，所以其可以识别并指引要在主机系统中调用的应用。可以防止某些类型的数据(未经授权的DRM内容、病毒、OS、固件等等)的传送。“智能”连接器可确定连接了什么系统和设备、它们的能力、它们是否是数据的源或目的地、管理设备、查明或修改设备状态、查明或修改连接状态、限制传送的数据量，等等。正被传送的数据可以与关于正被传送的数据的信息、抄录、对数据的事务性编码等等一起被跟踪和记录。正被传送的数据可被修改，包括被添加标签或加密。

数字水印添加、签名检测/盖戳和速记式加密/模糊算法可被应用到在连接上正被传送的数据。可以采用连接状态(例如跨度)驱动的加密。遥测数据可用于驱动加密。可在两个设备之间进行极安全的通信会话，因为只有这两个设备知悉间谍或窥探设备基本上不可能重建的诸如信号强度、状况之类的参数。可实现链路资格(适当的定时、负载)形式的威胁检测。

在设置会话期间，给定的设备可使能不同的权限级别，从而依据另一设备是什么和/或另一设备具有什么权限级别来便利或限制数据传送。通信会话可取决于参与会话的两个设备的组合或者以其它方式受参与会话的两个设备的组合的影响。

取决于由“智能”连接器查明的连接的性质，主机系统可例如通过增大或减小比特差错保护以及正被传送的数据的其它特性来修改正被传送的数据的参数或者与正被传送的数据相关联的参数。

“智能”连接器使得锁定和密钥算法能够被应用到在链路上正被传送的数据。

提供应用支持

由连接器106和126分别为主机系统104和124提供的应用支持可包括(但不限于)：

-与主机系统相接口

-诸如基于连接的类型或内容的类型来提供应用支持

-连接器106和126可指引(处理、管理、操纵)数据，在没有主机交互的情况下执行这些(或类似)功能中的许多。

-执行功率管理，并且除了唤醒其自身以外(从低功率状态转移到完全功率状态)，也可唤醒主机系统——如果必要的话

-存储与连接的类型或者在连接上正被发送的内容的类型相关联的寄存器设定

-基于无接触连接的存在或者无接触连接的特定质量向主机系统提供中断

-以及其它功能，诸如本文中可更详细论述那些。

“智能”连接器(106、126)内的嵌入式处理器或控制电路系统可检测经过连接器的内容，并且基于连接器内的适当设定可以把在通信链路(150)上正被传送的特定内容通知给主机控制器(主机系统 104、124中的)和/或在主机控制器上运行的应用，并且可基于来自主机处理器或在主机上运行的应用的请求另外地提供记账和/或安全性服务。例如，一经接收到来自连接器的通知，在主机上运行的应用可执行或准备执行与正被传送的内容有关的任务，这些任务可包括(但不限于)：

-显示图像、电影，播放音频文件，

-执行DRM，

-从云端获得数字权利或者验证DRM，

-使能两个设备之间的交互式游戏，

-显示关于连接的信息(并且允许用户修改参数)，

-显示关于设备的信息，诸如与售货亭(kiosk)连接。例如，设备发现链路的另一端的售货亭，并且通知其主机启动售货亭应用。正被传送的数据的内容可被监视和控制，诸如只允许经DRM授权的内容被传送。

只有在....的设备，

-在主机设备上显示控制台，其允许用户执行与数据传送有关的各种任务，或者只是可能任务中的选定任务，这取决于许可，

-判定是否传送数据，以及什么类型的数据被授权传送，并且正被传送的数据在其(结合)被传送的同时可被修改，

-基于许可，限制或防止某些类型的数据被传送，

-依据数据的类型和与之相关联的安全性风险，将(在传送期间接收到的)数据指引到主机中的不同存储器位置。如果主机被断电，则将数据存储在连接器内或外的存储器位置中或者从连接器内或外的存储器位置取回数据。

连接器(106、126)可以向主机(104、124)标识其自身并且通过API(应用编程接口)或者作为设备或驱动器向主机处理器或连接的设备的主机处理器暴露某些功能，从而允许主机对连接器的一些功能实行控制。当两个设备在通信时，一个设备可将特定于设备的API传递给另一设备。当该API被传递时，一个设备可能够通过该API控制或接口到连接的设备。

连接器可在与该连接器相关联的寄存器中存储与无接触连接有关的信息。这些寄存器可被主机处理器访问，并且基于这些设定，应用可被发起或关闭，并且应用内的功能(诸如口令访问)可被调用。基于从无接触连接器接收的寄存器设定，主机处理器可确定如何对待经由无接触连接器接收的数据/对其作出反应(诸如存储在某些存储器位置中)。

给定的无接触连接器(106)可收集、存储关于在通信链路(150) 上传送的数据的类型的信息、关于通信链路本身的信息和/或对于实现与无接触连接器(106、126)相关联的设备(102、122)之间的有效通信会话可能相关的信息或要求并且将这些信息提供给其关联的主机系统(104)，包括跟踪和记录无接触连接的特性。

本文描述的功能中的许多可在用于线缆通信链路的传统机械连接器的适配器/接口中实现。

其它能力

通信的安全性是短距离点到点会话中固有的，并且用于改善安全性的某些“技术”和“物理”机制已在上文论述。如US 20120319496 中公开的，可检测附近物体的接近，诸如通过由附近物体引起的天线的有效阻抗的变化来检测。在这点上，给定的无接触连接器可确定附近物体(其可以是对方设备)的整体物理形状，并且基于所确定的形状，某些权限可被调用或抑制。在更一般的意义上，诸如本文所描述的无接触连接器的以令人想起雷达的方式“看到”其周围环境的能力，基于周围物体的出现可使能许多其它可能性。

无接触连接器可检测包括另一无接触连接器在内的附近物体的位置和移动(随着时间的流逝的位置的变化)，以诸如发起无接触连接或使无接触连接生效。这可用于例如识别特定物体，诸如通过相对于无接触连接器的特定移动来识别。无接触连接器(106)还可包括加速计(或陀螺仪)来识别其自身位置的变化，或者与之相关联的设备(102) 在三个维度上如何移动。

诸如本文公开的无接触连接器相对于机械连接器具有许多固有的益处。给定的连接器可支持许多不同的标准，根据需要改变协议，而没有支持不同标准的多种多样的机械连接器(包括在给定标准内可使用的多种多样的连接器)所固有的机械失配的问题。在枚举和初启期间在设备之间交换的信息可用于基于不同的需要选择不同的协议(标准)——例如，利用USB协议传送数据、利用视频协议传送视频等等——从而使得该对“智能”连接器能够修改它们彼此通信(传送数据) 的方式。“智能”连接器可基于以下各项来确定要使用哪个协议(标准)：(i)关于连接的设备的信息(设备的类型)，(ii)检测在设备之间传送的数据的类型，(iii)关于链路的信息(诸如像信号强度)， (iv)对于在连接的设备之间实现有效的通信会话可能相关的任何其它信息或要求。

本文描述的“智能”连接器可以自主地提供无缝的(透明的)认证和安全性，而不涉及主机系统。由于即便不是全部任务也有许多任务是在连接器中执行的，所以对主机系统的需求可大为减轻。各种级别的安全性可在连接本身中、在两个“智能”连接器之间“层次化”。加扰和加密可基于通信链路本身的特性、基于距离、其它参数等等。例如，可实现若干层安全性，包括(但不限于)：

1)因为EHF随着距离而下降的方式，所以只可能用非常明显的装置在链路附近并且就在与链路成正确角度处进行窥探，从而使得这种窥探尝试对于授权用户来说非常明显。

2)在与全双工链路距离大于几厘米处，来自上游方向的任何杂散辐射可被来自下游链路的辐射以非确定方式弄乱，从而使得数据内容从未授权用户的角度来看是模糊的。

3)如本文所描述的，可向信号应用公钥加密或其它类型的加密。

“智能”连接器106和126使能了链路管理，诸如精密的功率管理算法、计量、配额、速度/功率缩放和多信道(载波频率)控制。不同的连接器可在不同频率下操作。可以采用跳频。可以选择对于进行中的连接最佳的频率。

一些优点

本文公开的技术的一些优点和益处可包括但不限于以下各项中的一个或多个，包括其各种组合：

-数据传送可以极为快速并且可不要求用于数据传送的主机接口

-主机处理器在传送期间可以关闭或者处于低功率状态中

-数据可被从未知的(非信任的，诸如缺乏安全证书)源以安全方式传送到主机设备中，而不会危害主机设备安全性或OS(数据可在之后被确认有效)

-可通过电介质、硬纸板、包装等等实现数据传送

-提供“技术”和“物理”保护对抗对正被传送的数据的窥探

-连接器知道需要什么种类的连接，并且可支持许多不同标准。

-可根据需要改变协议

-(机械)连接器的失配变得不成问题。(不要求适配器)

-可避免物理链路中固有的不兼容的电压电平

-可以记录事务，诸如为了鉴识分析。

-可以控制DRM内容

-以及其它功能，诸如本文中可更详细论述那些。

虽然已针对有限数目的实施例描述了本发明，但这些不应当被解释为对发明的范围的限制，而应当被解释为一些实施例的示例。基于本文记载的以及权利要求中可能要求保护的公开，本领域技术人员可设想出也应当被认为在发明的范围内的其它可能的变化、修改和实现方式。

Claims (19)

1.一种用于对第一设备的主机系统提供应用支持的方法，该第一设备使用存在于第一无接触连接器和第二无接触连接器之间的极高频EHF无接触通信链路，其中第一无接触连接器与第一设备相关联，并且第二无接触连接器与第二设备相关联，其中所述EHF无接触通信链路使得EHF信号通过介电介质在各向异性物理路径上被无接触地传输，其中通过介电介质的所述各向异性物理路径使用点对点无接触通信，所述点对点无接触通信在介电介质为空气时具有一厘米的数量级的有效范围，所述方法在第一无接触连接器中实现，所述方法包括：

控制所述EHF无接触通信链路的操作，其中所述EHF无接触通信链路在第一无接触连接器和第二无接触连接器之间活动地传达无接触信号；

确定所述EHF无接触通信链路的至少一个特性，其中所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括所述EHF无接触通信链路的性能参数；和

基于包括所述EHF无接触通信链路的性能参数的所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性来对所述主机系统执行应用支持，其中所述应用支持包括为在所述主机系统上运行的应用提供的应用支持。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括第一无接触连接器的寄存器设定，并且其中执行应用支持包括基于所述寄存器设定激活所述主机系统中的应用。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，执行应用支持还包括利用所激活的应用来发起功能。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括第一无接触连接器的寄存器设定，并且其中执行应用支持包括基于所述寄存器设定处理通过所述EHF无接触数据通信链路接收的数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括关于通过所述EHF无接触通信链路传送的数据的类型的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述EHF无接触通信链路的至少一个特性包括以下中的至少一个：

跟踪和记录通过第一无接触连接器的数据；和

跟踪和记录所述EHF无接触通信链路的特性。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，第一无接触连接器还能够执行以下中的至少一个：

唤醒所述主机系统；

在所述主机系统中发起动作；和

基于所述EHF无接触通信链路的质量向所述主机系统提供中断。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括许可，并且其中执行应用支持包括基于所述许可来防止特定类型的数据被传送到所述主机系统。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括数据类型和与其相关联的安全性风险，并且其中执行应用支持包括基于数据类型和与其相关联的安全性风险将经由所述无接触通信接收的数据指引到所述主机系统中的特定存储器位置。

10.一种使用极高频EHF无接触通信链路来与第二设备通信的第一设备，该第一设备包括：

主机系统；

通信地耦合到所述主机系统的第一无接触连接器，第一无接触连接器操作地执行以下操作：

控制所述EHF无接触通信链路的操作，其中所述EHF无接触通信链路在第一设备和第二设备之间活动地传达无接触信号，并且其中所述EHF无接触通信链路使得EHF信号通过介电介质在各向异性物理路径上被无接触地传输，其中通过介电介质的所述各向异性物理路径使用点对点无接触通信，所述点对点无接触通信在介电介质为空气时具有一厘米的数量级的有效范围；

确定所述EHF无接触通信链路的至少一个特性；

跟踪和记录所述EHF无接触通信链路的特性；和

基于所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性以及所述通信链路的所跟踪和记录的特性来对所述主机系统执行应用支持，其中所述应用支持包括为在所述主机系统上运行的应用提供的应用支持。

11.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括第一无接触连接器的寄存器设定，并且其中第一无接触连接器操作地基于所述寄存器设定激活所述主机系统中的应用。

12.根据权利要求11所述的第一设备，其中，第一无接触连接器操作地利用所激活的应用来发起功能。

13.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括第一无接触连接器的寄存器设定，并且其中第一无接触连接器操作地基于所述寄存器设定来处理通过所述EHF无接触数据通信链路接收的数据。

14.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括关于通过所述EHF无接触通信链路传送的数据的类型的信息。

15.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括所述EHF无接触通信链路的性能参数。

16.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述第一无接触连接器操作地跟踪和记录通过第一无接触连接器的数据。

17.根据权利要求10所述的第一设备，其中，第一无接触连接器操作地执行以下中的至少一个：

唤醒所述主机系统；

在所述主机系统中发起动作；和

基于所述EHF无接触通信链路的质量向所述主机系统提供中断。

18.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括许可，并且其中第一无接触连接器操作地基于所述许可来防止特定类型的数据被传送到所述主机系统。

19.根据权利要求10所述的第一设备，其中，所述EHF无接触通信链路的所确定的至少一个特性包括数据类型和与其相关联的安全性风险，并且其中第一无接触连接器操作地基于数据类型和与其相关联的安全性风险将经由所述无接触通信接收的数据指引到所述主机系统中的特定存储器位置。

Images