CN116405053A - 具有漏电管理引擎的射频前端模块 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有漏电管理引擎的射频前端模块。本发明公开了一种电子设备，该电子设备可包括收发器、天线以及耦接在该收发器与该天线之间的前端模块(FEM)。该FEM上的部件可对射频信号操作。该FEM可包括具有漏电管理引擎的数字控制器。该漏电管理引擎可监测该FEM所接收的电源电压。响应于触发条件的检测，该漏电管理引擎可使一组所述部件断电，同时所述FEM的至少一些保持通电。该触发条件可以是所述电源电压的变化或从主机处理器接收的主机命令。使用该漏电管理引擎使该组前端部件断电可用于使该FEM上的泄漏电流最小化，从而使该设备的电池寿命和贮存寿命最大化，而无需使用庞大且昂贵的外部负载开关。

Description

具有漏电管理引擎的射频前端模块
相关申请引用
本申请是中国国家申请号为202110890576.X、申请日为2021年8月4日、发明名称为“具有漏电管理引擎的射频前端模块”的发明专利申请的分案申请。
本专利申请要求2020年8月7日提交的美国专利申请16/988,537的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及电子设备，并且更具体地涉及具有无线通信电路的电子设备。
背景技术
电子设备常具备无线通信能力。本发明公开了一种具有无线通信能力的电子设备，该电子设备具有无线通信电路，该无线通信电路具有一个或多个天线。无线通信电路中的无线收发器电路使用天线来发射和接收射频信号。射频前端模块耦接在收发器电路与天线之间。
形成用于电子设备的令人满意的射频前端模块可具有挑战性。如果不加注意，前端模块中的泄漏电流可减少电子设备的电池寿命和贮存寿命。
发明内容
电子设备可包括用于执行无线通信的无线电路。无线电路可包括收发器、天线以及耦接在收发器与天线之间的射频前端模块(FEM)。收发器可使用天线来传送射频信号。FEM上的前端部件可对射频信号操作。FEM可由电子设备上的电力系统所提供的电源电压来供电。
FEM可包括数字控制器。漏电管理引擎可由数字控制器上的逻辑门形成。漏电管理引擎可监测FEM所接收的电源电压。漏电管理引擎可检测触发条件。响应于触发条件的检测，漏电管理引擎可使一组前端部件断电，同时FEM的至少一些保持通电。例如，漏电管理引擎可使该组前端部件与所述电源电压中的一个或多个电源电压断开连接。触发条件可以是所述所监测的电源电压中的一个或多个电源电压的变化和/或从FEM外部的主机处理器接收的主机命令。使用漏电管理引擎使该组前端部件断电可用于使FEM上的泄漏电流最小化，从而使该设备的电池寿命和贮存寿命最大化，而无需使用庞大且昂贵的外部负载开关。
本公开的一个方面提供了一种电子设备。电子设备可具有天线。电子设备可具有收发器。收发器可使用天线来传送射频信号。电子设备可具有耦接在天线与收发器之间的射频前端模块。射频前端模块可具有对射频信号操作的前端部件。
射频前端模块可具有漏电管理引擎。漏电管理引擎可使一组前端部件断电，同时射频前端模块的至少一些保持通电。
本公开的一个方面提供了一种操作射频前端模块的方法。该方法可包括利用射频前端模块上的数字控制器来在第一操作模式下操作射频前端模块以执行传输或接收操作。该方法可包括利用数字控制器来监测在射频前端模块处接收的电源电压。该方法可包括利用数字控制器，响应于触发条件而通过使一组前端模块部件与所述电源电压中的至少一个电源电压解耦来将射频前端模块置于第二操作模式。
本公开的一个方面提供了一种非暂态计算机可读存储介质。非暂态计算机可读存储介质可存储可由射频前端模块上的至少一个处理器执行的一个或多个程序。该一个或多个程序可包括指令，所述指令在由该至少一个处理器执行时使得该至少一个处理器监测射频前端模块所接收的第一电源电压。该一个或多个程序可包括指令，所述指令在由该至少一个处理器执行时使得该至少一个处理器响应于第一电源电压的变化而使射频前端模块上的至少一个前端模块部件与射频前端模块所接收的第二电源电压解耦。
附图说明
图1是根据一些实施方案的具有无线电路的例示性电子设备的示意图。
图2是根据一些实施方案的示出可如何使用一个或多个电源电压对例示性射频前端模块供电的电路图。
图3是根据一些实施方案的例示性射频前端模块的横截面侧视图。
图4是根据一些实施方案的具有智能漏电管理引擎的例示性射频前端模块的框图。
图5是根据一些实施方案的涉及操作智能漏电管理引擎以减轻射频前端模块中的电流泄漏的例示性步骤的流程图。
图6是根据一些实施方案的示出智能漏电管理引擎的例示性操作模式的状态图。
图7是根据一些实施方案的示出例示性智能漏电管理引擎可如何使用控制信号来禁用不同射频前端模块部件以减轻电流泄漏的示意图。
图8是根据一些实施方案的示出例示性智能漏电管理引擎可如何控制功率管理单元以禁用其他前端模块部件的示意图。
具体实施方式
电子设备，诸如图1的电子设备10可具备无线电路。无线电路可包括射频收发器电路和天线。射频前端模块可耦接在收发器电路与天线之间。前端模块可包括智能漏电管理引擎。智能漏电管理引擎可集成到前端模块上的数字控制器中。智能漏电管理引擎可监测前端模块的状态和向前端模块提供的电源电压。智能漏电管理引擎可使用该信息来选择性地禁用前端模块上的不同部件。例如，前端模块可具有不同操作状态。智能漏电管理引擎可基于前端模块的当前状态、对未来可能前端模块状态的定时要求以及从应用处理器、收发器发出或通过驱动器从主机软件发出的直接命令中的一者或多者来断开(禁用)前端模块上的部件中的一些或所有部件。这可用于减轻前端模块处的电流泄漏，而无需使用前端模块外部的负载开关。以这种方式限制电流泄漏可使电子设备的电池寿命和贮存寿命最大化。
图1的电子设备10可以是：计算设备，诸如膝上型计算机、台式计算机、包含嵌入式计算机的计算机监视器、平板电脑、蜂窝电话、媒体播放器或者其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、嵌入在眼镜中的设备；或者佩戴在用户头部上的其他装备；或者其他可佩戴式或微型设备、电视机、不包含嵌入式计算机的计算机显示器、游戏设备、导航设备、嵌入式系统(诸如其中具有显示器的电子装备安装在信息亭或汽车中的系统)、连接无线互联网的语音控制的扬声器、家庭娱乐设备、遥控设备、游戏控制器、外围用户输入设备、无线基站或接入点、实现这些设备中的两个或更多个设备的功能的装备；或者其他电子装备。
如图1中的示意图所示，设备10可包括位于电子设备外壳诸如外壳12上或其内的部件。外壳12(有时可以称为壳体)可由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如，不锈钢、铝、金属合金等)、其他合适的材料、或这些材料的组合形成。在一些情况下，外壳12的部分或全部可由电介质或其他低电导率材料(例如，玻璃、陶瓷、塑料、蓝宝石等)形成。在其他情况下，外壳12或构成外壳12的结构中的至少一些结构可由金属元件形成。
设备10可包括控制电路14。控制电路14可包括存储装置，诸如存储电路16。存储电路16可包括硬盘驱动器存储装置、非易失性存储器(例如，被配置为形成固态驱动器的闪存存储器或其他电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)等。存储电路16可包括集成在设备10内的存储装置和/或可移动存储介质。
控制电路14可包括处理电路，诸如处理电路18。处理电路18可用于控制设备10的操作。处理电路18可包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、主机处理器、基带处理器集成电路、专用集成电路、中央处理单元(CPU)等。控制电路14可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在设备10中执行操作。用于在设备10中执行操作的软件代码可以存储在存储电路16(例如，存储电路16可以包括存储软件代码的非暂态(有形)计算机可读存储介质)上。该软件代码可有时被称为程序指令、软件、数据、指令、或代码。存储在存储电路16上的软件代码可由处理电路18来执行。
控制电路14可用于运行设备10上的软件，诸如卫星导航应用程序、互联网浏览应用程序、互联网语音协议(VOIP)电话呼叫应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能等。为了支持与外部装备进行交互，控制电路14可用于实现通信协议。可使用控制电路14实现的通信协议包括：互联网协议、无线局域网(WLAN)协议(例如，IEEE802.11协议——有时称为
Figure BDA0004195472670000041
)、用于其他短距离无线通信链路的协议诸如/>
Figure BDA0004195472670000042
协议或其他无线个人区域网(WPAN)协议、IEEE 802.11ad协议(例如，超宽带协议)、蜂窝电话协议(例如，3G协议、4G(LTE)协议、5G协议等)、天线分集协议、卫星导航系统协议(例如，全球定位系统(GPS)协议、全球导航卫星系统(GLONASS)协议等)、基于天线的空间测距协议(例如，在毫米和厘米波频率下传送的信号的无线电探测与测距(RADAR)协议或其他期望的距离检测协议)或任何其他期望的通信协议。每种通信协议可与对应的无线电接入技术(RAT)相关联，该无线电接入技术指定用于实现该协议的物理连接方法。
设备10可包括输入-输出电路20。输入-输出电路20可包括输入-输出设备28。输入-输出设备28可用于允许将数据供应至设备10且允许将数据从设备10提供至外部设备。输入-输出设备28可包括用户接口设备、数据端口设备和其他输入-输出部件。例如，输入-输出设备28可包括触摸传感器、显示器、发光部件诸如没有触摸传感器能力的显示器、按钮(机械、电容、光学等)、滚轮、触摸板、小键盘、键盘、麦克风、相机、按钮、扬声器、状态指示器、音频插孔和其他音频端口部件、数字数据端口设备、运动传感器(检测运动的加速度计、陀螺仪和/或罗盘)、电容传感器、接近传感器、磁传感器、力传感器(例如，耦接到显示器以检测施加到显示器的压力的力传感器)等。在一些配置中，键盘、耳机、显示器、指向设备诸如触控板、鼠标和操纵杆以及其他输入-输出设备可使用有线或无线连接来耦接至设备10(例如，输入-输出设备28中的一些可以是经由有线或无线链路耦接到设备10的主处理单元或其他部分的外围设备)。
输入-输出电路20可包括无线电路30以支持无线通信。无线电路30(在本文中有时称为无线通信电路30)可包括基带处理器诸如基带处理器32、射频(RF)收发器电路诸如射频收发器36、射频前端电路诸如射频前端模块40以及天线44。基带处理器32可通过基带路径34耦接到收发器36。收发器36可通过射频传输线路径42耦接到天线44。射频前端模块40可插置在射频传输线路径42上。
在图1的示例中，为了清楚起见，无线电路30被示出为仅包括单个基带处理器、单个收发器36、单个前端模块40和单个天线44。一般来讲，无线电路30可包括任何期望数量的基带处理器32、任何期望数量的收发器36、任何期望数量的前端模块40以及任何期望数量的天线44。每个基带处理器32可通过相应基带路径34耦接到一个或多个收发器36。每个收发器36可通过相应射频传输线路径42耦接到一个或多个天线44。每个射频传输线路径42可具有插置在其上的相应前端模块40。如果需要，两个或更多个前端模块40可插置在相同射频传输线路径42上。如果需要，可在其上没有插置任何前端模块的情况下实现无线电路30中的射频传输线路径42中的一个或多个射频传输线路径。
射频传输线路径42可耦接到天线44上的天线馈电部。天线馈电部可例如包括正天线馈电端子和接地天线馈电端子。射频传输线路径42可具有正传输线信号路径，该正传输线信号路径耦接到天线44上的正天线馈电端子。射频传输线路径42可具有接地传输线信号路径，该接地传输线信号路径耦接到天线44上的接地天线馈电端子。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，天线44可使用任何期望的天线馈电方案来馈电。如果需要，天线44可具有耦接到一个或多个射频传输线路径42的多个天线馈电部。
射频传输线路径42可包括用于路由设备10内的射频天线信号的传输线。设备10中的传输线可包括同轴电缆、微带传输线、带状线传输线、边缘耦接的微带传输线、边缘耦接的带状线传输线、由这些类型的传输线的组合形成的传输线等。设备10中的传输线诸如射频传输线路径42中的传输线可集成到刚性和/或柔性印刷电路板中。在一种合适的布置中，射频传输线路径诸如射频传输线路径42还可包括传输线导体，这些传输线导体集成在多层层压结构(例如，在没有介入粘合剂的情况下层压在一起的导电材料(诸如铜)和电介质材料(诸如树脂)的层)内。如果需要，多层层压结构可在多个维度(例如，二维或三维)上折叠或弯曲，并且可在弯曲之后保持弯曲或折叠形状(例如，多层层压结构可被折叠成特定的三维结构形状以围绕其他设备部件布线并且可为足够刚性的以在折叠之后保持其形状而不用加强件或其他结构保持在适当的位置)。层压结构的所有多个层可以在没有粘合剂的情况下分批层压在一起(例如，在单个压制过程中)(例如，与进行多个压制过程以将多个层用粘合剂层压在一起相反)。
在执行无线传输时，基带处理器32可通过基带路径34向收发器36提供基带信号。收发器36可包括用于将从基带处理器32接收的基带信号转换为对应射频信号的电路。例如，收发器电路36可包括用于在通过天线44传输之前将基带信号上变频为射频的混频器电路。收发器电路36还可包括用于在数字域与模拟域之间转换信号的数模转换器(DAC)电路和/或模数转换器(ADC)电路。收发器36可经由射频传输线路径42和前端模块40通过天线44传输射频信号。天线44可通过将射频信号辐射到自由空间中来将射频信号传输到外部无线装备。
在执行无线接收时，天线44可从外部无线装备接收射频信号。可将所接收的射频信号经由射频传输线路径42和前端模块40传送到收发器36。收发器36可包括用于将所接收的射频信号转换为对应基带信号的电路。例如，收发器36可包括用于在将基带信号通过基带路径34传送到基带处理器32之前将所接收的射频信号下变频为基带频率的混频器电路。
前端模块(FEM)40可包括对通过射频传输线路径42传送(传输和/或接收)的射频信号操作的射频前端电路。FEM 40可例如包括前端模块(FEM)部件诸如切换电路(例如，一个或多个射频开关)、射频滤波器电路(例如，低通滤波器、高通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器、多路复用电路、双工器电路、同向双工器电路、三工器电路等)、阻抗匹配电路(例如，有助于使天线44的阻抗与射频传输线42的阻抗匹配的电路)、天线调谐电路(例如，调节天线44的频率响应的电容器、电阻器、电感器和/或开关的网络)、射频放大器电路(例如，功率放大器电路和/或低噪声放大器电路)、射频耦合器电路、电荷泵电路、功率管理电路、数字控制和接口电路、和/或对天线44所传输和/或接收的射频信号操作的任何其他期望的电路。可将每个前端模块部件安装到公共(共享)衬底，诸如刚性印刷电路板衬底或柔性印刷电路衬底。
收发器36可与FEM 40分开。例如，可在另一个衬底诸如设备10的主逻辑板、刚性印刷电路板或并非FEM 40的一部分的柔性印刷电路上形成收发器36。虽然为了清楚起见，在图1的示例中，控制电路14与无线电路30分开示出，但是无线电路30可包括处理电路和/或存储电路，该处理电路形成处理电路18的一部分；该存储电路形成控制电路14的存储电路16的一部分(例如，控制电路14的各部分可在无线电路30上实现)。作为一个示例，基带处理器32和/或收发器36的部分(例如，收发器36上的主机处理器)可形成控制电路14的一部分。控制电路14(例如，基带处理器32上形成的控制电路14的部分、收发器36上形成的控制电路14的部分和/或与无线电路30分开的控制电路14的部分)可提供控制FEM 40的操作的控制信号(例如，通过设备10中的一个或多个控制路径)。
收发器36可包括处理WLAN通信频带(例如，
Figure BDA0004195472670000081
(IEEE 802.11)或其他WLAN通信频带)诸如2.4GHz WLAN频带(例如，从2400至2480MHz)、5GHz WLAN频带(例如，从5180至5825MHz)、/>
Figure BDA0004195472670000082
6E频带(例如，从5925至7125MHz)和/或其他/>
Figure BDA0004195472670000083
频带(例如，从1875至5160MHz)的无线局域网收发器电路；处理2.4GHz/>
Figure BDA0004195472670000084
频带或其他WPAN通信频带的无线个人区域网收发器电路；处理蜂窝电话频带(例如，从约600MHz至约5GHz的频带、3G频带、4G LTE频带、低于10GHz的5G新无线电频率范围1(FR1)频带、介于20和60GHz之间的5G新无线电频率范围2(FR2)频带等)的蜂窝电话收发器电路；处理近场通信频带(例如，在13.56MHz下)的近场通信(NFC)收发器电路；处理卫星导航频带(例如，从1565至1610MHz的GPS频带、全球导航卫星系统(GLONASS)频带、北斗导航卫星系统(BDS)频带等)的卫星导航接收器电路；使用IEEE 802.15.4协议和/或其他超宽带通信协议来处理通信的超宽带(UWB)收发器电路；和/或用于覆盖任何其他期望的感兴趣通信频带的任何其他期望的射频收发器电路。在设备10处理NFC通信频带的场景中，作为示例，设备10可形成NFC标签(例如，具有如本文所述的智能漏电管理引擎的无源或有源NFC标签)，可包括集成到更大设备或结构中的NFC标签，或可以是处理NFC通信的不同类型的设备。通信频带在本文中有时可以称为频带或简称为“带”并且可跨对应的频率范围。
无线电路30可包括一个或多个天线，诸如天线44。可使用任何期望的天线结构来形成天线44。例如，天线44可以是具有谐振元件的天线，该天线由环形天线结构、贴片天线结构、倒F形天线结构、隙缝天线结构、平面倒F形天线结构、螺旋天线结构、单极天线、偶极、这些设计的混合等形成。两个或更多个天线44可被布置成一个或多个相控天线阵列(例如，用于在毫米波频率下传送射频信号)。寄生元件可包括在天线44中以调节天线性能。天线44可设置有导电腔，该导电腔支撑天线44的天线谐振元件(例如，天线44可以是背腔天线，诸如背腔隙缝天线)。
滤波器电路、切换电路、阻抗匹配电路和其他电路可插置在射频传输线路径42内，可结合到FEM 40中，和/或可结合到天线44中(例如，以支持天线调谐、以支持在期望频带中的操作等)。可(例如，使用控制电路14)调节这些部件(在本文中有时称为天线调谐部件)以随时间调节天线44的频率响应和无线性能。
设备10可包括功率电路，诸如电力系统22(有时称为功率控制电路)。电力系统22可包括电池，诸如电池24。当设备10未从另一个源接收有线或无线功率时，设备10的电池24可用于对设备10供电。在一些配置中，设备10可使用与附件相关联的电池功率。电力系统22还可使用有线或无线功率对设备10供电。
电力系统22可用于从外部源(例如，外部充电器、电源适配器或电池壳体)接收有线功率，和/或可包括用于从对应无线功率传输设备(例如，无线充电垫或底座)接收无线传输的功率的无线功率接收电路。电力系统22中的功率管理电路26可用于管理设备10内的功率消耗和分布。例如，功率管理电路26可将已由设备10(例如，无线地或通过有线连接)接收的功率分配到设备10中的内部电路和/或分配到电池24(例如，以对电池24充电)。功率管理电路26还可用于产生一个或多个电源电压(例如，直流(DC)电源电压)，该一个或多个电源电压用于对设备10的部件供电。功率管理电路26可例如从存储在电池24上的电荷和/或从已由或正由设备10(例如，无线地或通过有线连接)接收的功率生成DC电源电压。
电力系统22(例如，功率管理电路26和/或电池24)可产生任何期望数量的DC电源电压(例如，正电源电压、接地或参考电压等)。电力系统22产生公共集电极电压(VCC)DC电源电压、漏极-漏极电压(VDD)DC电源电压和输入-输出电压(VIO)DC电源电压的示例在本文中有时被描述为示例。电源电压VCC可例如是设备10中的双极结型晶体管的电源电压。电源电压VDD可例如是设备10中的场效应晶体管(FET)的电源电压。电源电压VIO可例如是设备10中的集成电路(IC)输入-输出(接口)电路的电源电压并且在本文中有时可以称为输入-输出(IO)电源电压VIO。一般来讲，电力系统22可产生设备10的任何其他期望的电源电压。电力系统22使用电源电压来对FEM 40供电的示例在本文中被描述为示例。
图2是示出可如何将电源电压VCC和VDD提供给设备10上的FEM 40的电路图。如图3所示，无线电路30可包括N个FEM 40(例如，第一FEM 40-1、第二FEM 40-2、第N FEM 40-N等)。每个FEM 40可具有对应电源输入端口48。电力系统22可经由FEM 40外部的电源线46(例如，第一电源线46-1、第二电源线46-2等)耦接到FEM 40的电源输入端口48。每个电源线46可传送FEM 40的相应电源电压。
每个FEM 40可通过耦接到电源线46-1的相应电源输入端口48(例如，VCC电源输入端口)接收电源电压VCC。类似地，每个FEM 40可通过耦接到电源线46-2的相应电源输入端口48(例如，VDD电源输入端口)接收电源电压VDD。可从存储在电池24上的电荷产生电源电压VDD和/或VCC。为了清楚起见，已从图2中省略了功率管理电路26(图1)。然而，如果需要，功率管理电路(例如，功率管理电路中的电源稳压器)可耦接在电池24与电源线46之间。功率管理电路可基于存储在电池24上的电荷来产生电源电压VCC和VDD中的一者或两者。在本文中被描述为示例的一种合适的布置中，电源线46-1可从电池24接收电源电压VCC，而电源线46-2从功率管理电路接收电源电压VDD。电源电压VCC和VDD可用于对FEM 40上的FEM部件供电。
当无线电路30接通时(例如，当无线电路30主动地传输和/或接收射频信号时)，电力系统22所产生的所有电源电压一般可供FEM 40使用并且提供给这些FEM。当无线电路30断开时(例如，当无线电路30不主动地传输或接收射频信号时，诸如当设备10断开或处于睡眠或休眠操作模式时)，FEM 40继续从电池24消耗电流。例如，仍将电源电压VCC提供给FEM40，而不将电源电压VDD和其他电源电压提供给FEM 40。即使当设备10断开或处于睡眠/休眠操作模式时也继续提供电源电压VCC可允许FEM 40上的一些FEM部件保持接通，从而允许FEM部件继续满足射频操作要求(例如，启动时间要求、稳定时间要求等)。另外，即使当设备10断开或处于睡眠/休眠操作模式时，也存在促成FEM 40的连续电流消耗的固有硅漏电。如果不加注意，该连续电流消耗可不利地耗尽电池24，可减少电池24的电池寿命，和/或可导致设备10的贮存寿命减少。
为了减轻这些效应，在一些场景中，FEM 40外部的一个或多个负载开关插置在电源线46-1上。此类负载开关不形成为FEM 40的一部分(例如，负载开关在FEM 40的外部并且因此在本文中有时可以称为外部负载开关)。当设备10断开或处于休眠/睡眠操作模式时，外部负载开关使电池24与FEM 40断开连接。这可用于在设备10断开或处于休眠/睡眠模式时减少FEM 40所消耗的电流的量，从而减少电池耗尽，增加电池寿命，并且增加设备10的贮存寿命。
在一种布置中，例如，电力系统22可包括插置在电源线46-1上的单个外部负载开关。在另一种布置中，电力系统22可包括插置在电源线46-1上的N个外部负载开关。例如，可由电源电压VDD控制外部负载开关的状态。当无线电路30接通时，电源电压VDD可为高，从而接通(例如，闭合)负载开关以允许电源电压VCC提供给FEM 40。当无线电路30断开时，电源电压VDD可为低，从而断开(例如，切断)负载开关以使FEM 40与电源电压VCC断开连接。
当设备10断开或处于休眠/睡眠模式时，外部负载开关可用于减少FEM 40所消耗的电流的量。然而，外部负载开关消耗设备10内的过量的面积，可不利地增加电力系统22和/或无线电路30的布线复杂性，并且可不利地增加设备10的制造成本。因此期望能够提供具有在不使用外部负载开关的情况下减轻来自电池24的泄漏电流的能力的设备10。
为了在不使用外部负载开关的情况下减轻来自电池24的泄漏电流，每个FEM 40可包括相应泄漏电流管理引擎(在本文中有时称为智能漏电管理引擎)。智能漏电管理引擎可选择性地使一些或所有FEM 40断电。例如，如图2所示，每个FEM 40可包括FEM部件56，这些FEM部件各自使用FEM 40上的对应线54(例如，FEM部件的电源线、FEM部件的使能线等)来供电。切换电路诸如开关50(例如，晶体管诸如场效应晶体管(FET)等)可插置在线54上。开关50可具有从智能漏电管理引擎接收控制信号的控制端子52(例如，栅极端子)。智能漏电管理引擎可通过控制对应开关50的状态(例如，通过将控制信号提供给控制端子52处的开关50)来选择性地使每个FEM部件56断电(禁用)或通电(启用)。智能漏电管理引擎可通过以下方式使FEM部件56断电：控制开关50(例如，使用控制端子52处的控制信号)以形成线54上的开路(例如，跨开关50)，或控制开关50以形成通过开关50的极高阻抗或极低跨导gm(例如，超过阈值阻抗值的阻抗或小于阈值跨导值的跨导)。换句话讲，当智能漏电管理引擎控制FEM 40上的对应开关50以形成开路、极高阻抗或极低阻抗(例如，在该FEM部件56的电源线或使能线上)时，智能漏电管理引擎在本文中可以称为使给定FEM部件56“断电”。当开关50形成闭合电路、低阻抗(例如，小于阈值阻抗值的阻抗)或高跨导(例如，大于阈值跨导值的跨导)时，对应FEM部件56在本文中有时可以称为“通电”。
图3是FEM 40的横截面侧视图。如图3所示，FEM 40可包括FEM衬底，诸如衬底57(在本文中有时称为模块衬底57)。衬底57可以是刚性印刷电路板、柔性印刷电路或任何其他期望的模块衬底。FEM部件56(在本文中有时称为前端部件56或部件56)可安装到衬底57的一个或多个表面。在图3的示例中，FEM 40中的每个FEM部件56安装到FEM 40的相同表面。这仅仅是例示性的，并且如果需要，一个或多个FEM部件56可安装到衬底57的相对表面。
FEM部件56可包括例如切换电路、射频滤波器电路、阻抗匹配电路、天线调谐电路、射频放大器电路、射频耦合器电路、电荷泵电路、功率管理电路、数字控制和接口电路、漏电管理引擎(例如，形成为数字控制和接口电路的一部分的泄漏电流管理引擎)和/或用于对天线44(图1)所传输和/或接收的射频信号执行操作的任何其他期望的电路。如果需要，FEM部件56中的一个或多个FEM部件(例如，每个FEM部件)可包括相应集成电路(IC)管芯(芯片)上形成的电路。FEM部件56可经由导电互连结构58(例如，焊球、球栅阵列(BGA)、导电粘合剂、焊缝、导电弹簧、导电引脚等)耦接到衬底57上的导电迹线(例如，接触垫)。FEM 40可以是具有安装到相同衬底57的多个不同IC管芯的多芯片封装，可以被制造为单片管芯(例如，使用互补金属氧化物半导体(CMOS)、硅锗(SiGe)或其他IC过程)并且被封装在适用于印刷电路板(PCB)安装(例如，使用BGA技术、方形扁平无引脚(QFN)技术、双边扁平无引脚(DFN)技术等)的任何期望数量的IC封装中，可以使用单个IC或芯片来形成等。
如果需要，FEM部件56中的一个或多个FEM部件(例如，所有FEM部件)可嵌入在包覆模制结构诸如包覆模制件61(例如，塑料包覆模制件)内。可在FEM部件56中的一个或多个FEM部件(例如，所有FEM部件)上方提供一个或多个电磁屏蔽部件诸如屏蔽件59(例如，导电或铁氧体屏蔽结构)。如果需要，可在FEM 40中的不同子组FEM部件56上方提供多个不同屏蔽件。
FEM 40还可包括衬底57上的输入-输出(IO)端口。例如，如图3所示，FEM 40可包括电源输入端口48、一个或多个串行通信端口60、一个或多个控制端口62和/或一个或多个射频(RF)端口64。端口60、62、64和48可包括衬底57的一个或多个表面上的导电接触垫、导电迹线、焊球、焊缝、导电弹簧、导电粘合剂、导电引脚和/或任何其他期望的导电互连结构。端口60、62、64和48不需要位于衬底57的与FEM部件56相同的表面上。
图4是示出无线电路30中的FEM可如何包括用于减轻来自电池24的泄漏电流(例如，无需使用外部负载开关)的泄漏电流管理引擎的示意图。图4所示的FEM 40可用于形成无线电路30中的N个FEM 40中的一个FEM、超过一个FEM或所有FEM。
如图4所示，FEM 40可包括M个电源输入端口48(例如，第一电源输入端口48-1、第二电源输入端口48-2、第M电源输入端口48-M)。每个电源输入端口48可耦接到M个电源线46中的相应一个电源线(例如，耦接到电源输入端口48-1的第一电源线46-1、耦接到电源输入端口48-2的第二电源线46-2、耦接到电源输入端口48-M的第M电源线46-M等)。每个电源线46可从功率管理电路26和/或电池24(图1)传送相应电源电压。在图4的示例中，FEM 40通过电源线46-1和电源输入端口48-1接收电源电压VCC，通过电源线46-2和电源输入端口48-2接收电源电压VDD，并且通过电源线46-3接收IO电源电压VIO。如果需要，FEM 40可通过附加电源线46和电源输入端口48接收附加电源电压。
FEM 40可包括FEM部件(例如，图3的FEM部件56)。FEM 40上的FEM部件56可包括例如数字控制电路诸如数字控制器68、功率管理电路诸如功率管理单元(PMU)78、模拟电路80、电荷泵电路诸如一个或多个电荷泵82、射频切换电路诸如一个或多个射频开关72、射频耦合器电路诸如一个或多个射频耦合器84、射频滤波器电路诸如一个或多个射频滤波器74、功率放大器(PA)电路诸如一个或多个功率放大器86、低噪声放大器(LNA)电路诸如一个或多个低噪声放大器76以及其他块88。可在相应集成电路芯片上形成这些部件中的每个部件(例如，这些部件中的每个部件可形成图3所示的FEM部件56中的相应一个FEM部件)，可在相同集成电路芯片上形成这些部件中的两个或更多个部件(例如，可在图3所示的相同FEM部件56上形成这些部件中的两个或更多个部件)，和/或这些部件中的一个或多个部件可跨安装到衬底57(图3)的多个集成电路芯片分布(例如，可在图3所示的FEM部件56中的不同FEM部件上形成这些部件中的一个或多个部件)。这些部件中的一个或多个部件可由并非集成电路的一部分的电路形成(例如，这些部件中的一个或多个部件可包括安装到衬底57的表面安装技术(SMT)部件、嵌入在衬底57内的部件、位于衬底57上或内的导电迹线和/或安装到衬底57或位于该衬底内的其他电路)。在本文中被描述为示例的一种合适的布置中，至少数字控制器68可由专用集成电路形成(例如，图3所示的FEM部件56中的给定一个FEM部件可以是包括数字控制器68的控制器集成电路)，而在其他集成电路上和/或在衬底57上(例如，在控制器集成电路外部)形成FEM 40上的其他部件。
如图4所示，FEM 40上的每个FEM部件可耦接到信号路径66。信号路径66(在本文中有时称为FEM内部信号路径)可包括用于经由FEM 40的输入-输出端口在FEM 40上的FEM部件和/或外部部件之间传送信号和/或功率的通信总线、数据路径、控制信号路径、电源线、射频传输线和/或任何其他期望的路径。除了电源输入端口48之外，FEM 40还可包括附加输入-输出端口，诸如一个或多个串行通信端口60、一个或多个控制端口62和/或一个或多个射频(RF)端口64。
串行通信端口60可耦接到一个或多个串行接口路径90。作为示例，串行通信端口60和串行接口路径90可形成串行接口，诸如移动行业处理器接口RF前端(MIPI RFFE)接口、通用异步接收器-发射器(UART)接口、系统功率管理接口(SPMI)或内部集成电路(I2C)接口。控制端口62可以是例如输入-输出通信端口，诸如通用输入-输出(GPIO)通信端口。控制端口62可耦接到一个或多个IO路径92。
RF端口64可耦接到一个或多个射频信号路径94。射频信号路径94可例如包括图1的射频传输线路径42中的一个或多个传输线。作为一个示例，RF端口64可包括通过射频传输线路径42中的第一传输线耦接到收发器36的第一RF端口以及通过射频传输线路径42中的第二传输线耦接到天线44的第二RF端口。第一RF端口可从收发器36接收射频信号以便由天线44传输。第二RF端口可用于将这些射频信号传输到天线44。另外，第二RF端口可接收由天线44接收的射频信号。第一RF端口可将这些射频信号传输到收发器36。FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件可在由天线44传输之前和/或在由天线44接收之后对这些射频信号操作。该示例仅仅是例示性的。RF端口64可包括用于将FEM 40耦接到任何期望数量的收发器和天线的任何期望数量的RF端口。
FEM 40可从主机处理器接收控制信号。主机处理器可包括收发器36(图1)上的控制电路、基带处理器32上的控制电路和/或控制电路14(例如，在控制电路14上运行的应用处理器)。FEM 40可经由控制端口62和/或串行通信端口60从主机处理器接收控制信号(例如，可经由FEM 40的GPIO端口、MIPI RFFE接口、UART接口、SPMI接口和/或I2C接口来接收控制信号)。控制信号(例如，由控制信号传送的控制命令或指令)可控制FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件的操作(例如，在对通过RF端口64传送的射频信号操作时)。FEM 40所接收的控制命令可控制数字控制器68和FEM 40以执行调度的事件、直接功率节省操作(例如，控制命令可包括直接功率节省命令)、热管理操作等(作为示例)。如果需要，FEM 40还可经由端口62和/或60将控制信号传输到主机处理器。例如，这些控制信号可用于向主机处理器报告FEM 40的当前操作模式和/或FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件的状态。换句话讲，串行通信端口60和/或控制端口62可形成FEM 40与主机处理器之间的双向接口的一部分。
FEM 40上的PMU 78可包括用于管理功率(例如，经由电源输入端口48接收的电源电压中的一个或多个电源电压)向FEM 40上的其他FEM部件的分配的电路。如果需要，这些FEM部件中的一个或多个FEM部件可由(例如，经由信号路径66中的电源线)从PMU 78接收的电源电压供电。如果需要，PMU 78可由FEM 40中的专用功率管理集成电路形成。PMU 78可包括例如稳压器电路，诸如向FEM 40上的其他FEM部件提供一个或多个电源电压的低压差(LDO)稳压器。电荷泵82可(例如，使用电容器和/或其他电荷存储元件)对FEM 40(例如，对FEM 40的电源电压中的一个或多个电源电压)执行DC-DC转换。
FEM 40上的FEM部件诸如射频开关72、射频滤波器74、低噪声放大器76、功率放大器86和射频耦合器84可对FEM 40所接收的射频信号操作(例如，在射频域中)。射频滤波器74可包括例如对射频信号进行滤波的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、陷波滤波器、同向双工器电路、双工器电路、三工器电路和/或任何其他期望的滤波器。射频开关72可用于在FEM 40内和/或在不同收发器36和/或天线44(图1)之间路由射频信号。射频耦合器84可用于测量所传输、所接收和/或所反射的射频信号(例如，用于从天线收集阻抗测量值，诸如射频散射参数信息)，和/或可用于在无线电路30的传输/接收路径之外路由通过RF端口64传送的射频信号的部分。功率放大器86可用于放大将通过天线44传输的射频信号。低噪声放大器76可用于放大天线44所接收的射频信号。
FEM 40可包括模拟电路80，该模拟电路包括例如FEM 40的感测电路(例如，温度感测电路、电压感测电路、电流感测电路等)、阻抗匹配电路、天线调谐电路(例如，电容器、电阻器和/或电感器的网络)、偏置电路和/或任何其他期望的模拟电路。图4的示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，FEM 40可包括对通过RF端口64(参见例如其他块88)传送的射频信号操作或支持对所述射频信号的操作的任何期望的FEM部件。
数字控制器68可包括FEM 40的数字控制和接口电路。数字控制器68可包括控制FEM 40上的FEM部件的操作的控制电路(例如，数字逻辑)。数字控制器68可例如从主机处理器接收控制命令(在本文中有时称为主机命令)，所述控制命令指示数字控制器68接通或断开不同FEM部件，和/或指示数字控制器68以其他方式随时间调节FEM部件的操作。数字控制器68可通过经信号路径66向FEM部件提供控制信号来控制FEM部件。
FEM 40可包括在不使用外部负载开关的情况下减轻来自电池24的泄漏电流的漏电管理电路。例如，如图4所示，FEM 40可包括漏电管理引擎，诸如漏电管理引擎70(在本文中有时称为智能漏电管理引擎(SLME)70)。在本文中被描述为示例的一种合适的布置中，SLME 70可集成在数字控制器68内(例如，SLME 70可位于用于形成数字控制器68的控制器集成电路上)。SLME 70可例如由数字控制器68上的硬件逻辑(例如，数字逻辑门、一个或多个可编程逻辑设备(PLD)、一个或多个状态机等)形成。SLME 70中的硬件逻辑可以以一定方式布置和控制，从而将SLME 70配置为执行本文所述的漏电管理操作。图4的示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，SLME 70可在FEM 40上的任何期望的位置处形成。
SLME 70可监测/跟踪FEM 40的操作模式、通过端口60和/或62接收的控制命令、FEM 40上的FEM部件中的一个或多个(例如，所有)FEM部件的操作状态(例如，经由信号路径66)和/或FEM 40所接收的电源电压中的一个或多个(例如，所有)电源电压。SLME 70可基于FEM 40的当前操作模式、通过端口60和/或62接收的控制命令、FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件的操作状态、FEM 40所接收的电源电压中的一个或多个电源电压和/或FEM 40的下一可能操作模式来选择性地禁用(断电)FEM 40上的不同FEM部件。SLME 70通过经信号路径66将对应控制信号提供给FEM部件和/或提供给FEM 40上的切换电路(例如，图2的开关50)而可选择性地禁用(断电)并且可选择性地启用(通电)FEM部件。作为一个示例，SLME 70可通过以下方式禁用FEM部件中的一个或多个FEM部件：通过基于FEM 40所接收的其他电源电压中的一个或多个电源电压的当前状态(例如，当电源电压VDD在逻辑低电平下接收到或以其他方式不可供FEM 40使用时)来使电源电压VCC与那些FEM部件断开连接(解耦)或以其他方式禁用泄漏电流的源。
如果需要，FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件可保持启用(通电)，同时其他FEM部件断电(这不同于使用外部负载开关的场景，在该场景中，FEM中的所有FEM部件同时断开)。禁用FEM部件(例如，当电源电压VDD为低时)可减少FEM 40在不主动地传输或接收射频信号时所产生的总泄漏电流。这可用于减少电池耗尽，增加电池寿命，和/或增加设备10的贮存寿命，而没有与外部负载开关相关联的空间消耗或成本。
图5是可由SLME 70在控制FEM 40以减轻泄漏电流时执行的例示性步骤的流程图。SLME 70和FEM 40可在多种不同操作模式(在本文中有时称为操作状态、FEM操作状态或FEM操作模式)下操作。例如，SLME 70和FEM 40可在至少全功率模式、自主模式、零漏电模式和低功率模式下操作。当满足某些触发条件时，SLME 70和FEM 40可在不同操作模式之间转变。FEM 40上的不同组FEM部件在每种操作模式下可为有源的(通电)或无源的(断电)。每种操作模式还可具有不同电源需求。
在步骤98处，SLME 70可识别FEM 40的当前操作模式(例如，通过查询数字控制器68处的其他逻辑)。数字控制器68和SLME 70可随时间跟踪FEM 40的当前操作模式。
在步骤100处，SLME 70可监测FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件的状态(例如，SLME 70可具有每个FEM部件的状态的先验知识和/或可通过图4的信号路径66接收识别FEM部件的状态的信号)，可监测FEM 40通过控制端口62和/或串行通信端口60从主机处理器接收的控制命令，和/或可监测在电源输入端口48处接收的电源电压中的一个或多个电源电压。SLME 70可例如包括感测(识别)在电源输入端口48处接收的电源电压中的一个或多个电源电压的电压电平的电压感测硬件逻辑(电路)。
在步骤102处，SLME 70可基于FEM 40上的FEM部件的所监测的状态、FEM 40所接收的控制命令和/或在电源输入端口48处接收的电源电压来确定是否满足触发条件。在本文中有时被描述为示例的一种合适的布置中，触发条件可根据SLME 70和FEM 40的当前操作模式而改变(例如，可基于如在处理步骤98时识别的当前操作模式来应用不同触发条件)。触发条件可例如是所接收的电源电压(例如，电源电压VDD或IO电源电压VIO)中的一个或多个电源电压从逻辑高电平至逻辑低电平或从逻辑低电平至逻辑高电平的变化。作为另一个示例，触发条件可以是控制命令从主机处理器的接收，该控制命令指示数字控制器68改变FEM 40的操作模式。
如果不满足触发条件，则处理可循环回到步骤100，如箭头104所示。SLME 70可继续在当前操作模式下监测FEM 40的条件直到满足触发条件。如果满足触发条件，则处理可前进到步骤108，如箭头106所示。
在步骤108处，SLME 70可基于FEM 40上的FEM部件的当前操作模式、所监测的状态、FEM 40所接收的控制命令和/或在电源输入端口48处接收的电源电压来更新当前操作模式。在更新当前操作模式时，SLME 70可选择性地禁用(断电)或启用(通电)FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件(步骤110)。作为一个示例，SLME 70可包括用于选择性地使不同FEM部件断电或通电的切换电路(例如，如果需要，可在SLME 70上形成图2的开关50)。附加地或另选地，SLME 70可将控制信号提供给FEM部件上的切换电路和/或提供给FEM部件的电源线或使能线上的切换电路(参见例如图2的线54上的开关50)，从而选择性地使那些FEM部件通电或断电。如果需要，FEM 40的其余部分(例如，FEM 40上的至少一些FEM部件)可保持通电，同时由SLME 70断电的该组FEM部件保持禁用。然后处理可循环回到步骤100，如箭头112所示，并且SLME 70可继续在当前操作模式下监测FEM 40的条件直到满足触发条件。
图6示出了SLME 70和FEM 40的例示性操作模式(状态)的状态图114。如图6所示，SLME 70和FEM 40可具有至少四种操作模式，诸如全功率模式116、自主模式118、零漏电模式120和低功率模式122。
在全功率模式116下，在电源输入端口48(图4)处接收的每个电源电压可供FEM 40上的FEM部件使用(例如，至少电源电压VDD、VIO和VCC可由FEM 40在逻辑高电平(在本文中有时称为电压处于“通态”)下接收到)。无线电路30可使用天线44在全功率模式116下主动地传输和/或接收射频信号。FEM 40上的每个FEM部件在处于全功率模式116时可为有源的(在本文中有时称为被启用、通电或接通)。FEM部件可对天线44所传输和/或接收的射频信号操作(例如，图4的射频滤波器74可对射频信号进行滤波，射频开关72可在FEM 40内路由射频信号，低噪声放大器76可放大所接收的射频信号，功率放大器86可放大所传输的射频信号，射频耦合器84可用于收集阻抗测量值，电荷泵82可执行DC-DC转换，PMU 78可对FEM 40的部件供电等)。
SLME 70可监测FEM 40上的FEM部件的状态、FEM 40通过控制端口62和/或串行通信端口60所接收的控制命令和/或在电源输入端口48处接收的电源电压(例如，在图5的处理步骤100时)。当处于全功率模式116时，如果SLME 70检测到IO电源电压VIO已改变为逻辑低电平或以其他方式不可用(在本文中有时称为电压处于“断态”)，同时电源电压VDD保持通态，则SLME 70可将FEM 40置于自主模式118，如箭头124所示(例如，在图5的处理步骤108时)。在该示例中，IO电源电压VIO从通态至断态(例如，从逻辑高至逻辑低)的变化可用作从全功率模式116至自主模式118的转变的触发条件(例如，如在图5的步骤102处所处理)。
在自主模式118(在本文中有时称为设备10的独立模式)下，无线电路30可使用天线44主动地传输和/或接收射频信号。如果需要，FEM 40上的FEM部件中的第一组一个或多个FEM部件可在自主模式118下断电(在本文中有时称为无源的、禁用或断开)。SLME 70可通过以下方式使这些FEM部件断电：将控制信号提供给SLME 70上的切换电路，将控制信号提供给FEM部件的电源线或使能线上的切换电路，和/或将控制信号提供给FEM部件内的切换电路(例如，图2的开关50可位于SLME 70中，位于信号路径66上，和/或位于FEM部件内)。与此同时，FEM 40上的至少一些FEM部件可在自主模式118下保持通电。禁用至少一些FEM部件可用于使FEM 40中的泄漏电流最小化，同时FEM 40继续支持射频信号的传输和/或接收。
当处于自主模式118时，如果SLME 70检测到IO电源电压VIO已从断态改变为通态，同时电源电压VDD保持通态，则SLME 70可将FEM 40置于全功率模式116，如箭头126所示(例如，IO电源电压VIO从断态至通态的变化可用作从自主模式118至全功率模式116的转变的触发条件)。然而，如果SLME 70检测到电源电压VDD已从通态改变为断态，同时IO电源电压VIO保持断态，则SLME 70可将FEM 40置于零漏电模式120，如箭头128所示(例如，电源电压VDD从通态至断态的变化可用作从自主模式118至零漏电模式120的转变的触发条件)。
在零漏电模式120(在本文中有时称为设备10的断电模式)下，无线电路30不会主动地传输或接收射频信号。如果需要，FEM 40上的FEM部件中的第二组一个、超过一个或所有FEM部件可在零漏电模式120下断电。作为一个示例，第二组可包括比在自主模式118下禁用的第一组FEM部件更多的FEM部件。如果需要，与此同时，FEM 40上的FEM部件中的一个或多个FEM部件可在零漏电模式120下保持通电。
FEM 40可继续在零漏电模式120下接收电源电压VCC(例如，电源电压VCC可处于通态)。禁用第二组FEM部件可用于使与电源电压VCC和/或电力系统22(图1)所产生的其他电源电压相关联的泄漏电流最小化，同时FEM 40不用于传输或接收射频信号。如果需要，当处于零漏电模式120时，SLME 70可在电源电压VCC已改变为断态时将FEM 40置于切断操作模式，并且可在电源电压VCC已改变回到通态时返回到零漏电模式120，如箭头130所示。如果需要，SLME 70可在切断操作模式下使第三组FEM部件断电。
当处于零漏电模式120时，如果SLME 70检测到IO电源电压VIO和电源电压VDD均已从断态改变为通态，则SLME 70可将FEM 40置于全功率模式116，如箭头132所示，或可将FEM40置于低功率模式122，如箭头136所示(例如，IO电源电压VIO和电源电压VDD从断态至通态的变化可用作从零漏电模式120至全功率模式116或低功率模式122的转变的触发条件)。如果需要，当SLME 70从主机处理器接收到指示数字控制器68将FEM 40置于低功率模式122的控制命令时(例如，作为当SLME 70检测到IO电源电压VIO和电源电压VDD已从断态改变为通态时的补充或替代)，SLME 70可使FEM 40从零漏电模式120转变为低功率模式122(而不是转变为全功率模式116)。当处于全功率模式116时，如果SLME 70检测到IO电源电压VIO和电源电压VDD均已从通态改变为断态，则SLME 70可将FEM 40置于零漏电模式120，如箭头134所示(例如，IO电源电压VIO和电源电压VDD从通态至断态的变化可用作从全功率模式116至零漏电模式120的转变的触发条件)。
在低功率模式122(在本文中有时称为设备10的睡眠或休眠模式)下，无线电路30可周期性地传输和/或接收射频信号(例如，与FEM 40处于全功率模式116或自主模式118时相比，总功率更小或频率更小)。如果需要，FEM 40上的FEM部件中的第四组一个或多个FEM部件可在低功率模式122下断电。与自主模式118下禁用的第一组FEM部件相比，第四组可包括更多、更少或相同数量的FEM部件。如果需要，第四组中的FEM部件可不同于第一组中的FEM部件。与此同时，FEM 40上的至少一些FEM部件可在低功率模式122下保持通电。
当处于低功率模式122时，如果SLME 70检测到已(例如，通过图4的串行通信端口60)从主机处理器接收到控制命令诸如MIPI ACTIVE命令，则SLME 70可将FEM 40置于全功率模式116，如箭头140所示(例如，MIPI ACTIVE命令的接收可用作从低功率模式122至全功率模式116的转变的触发条件)。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，触发条件可以是任何期望的控制命令从主机处理器的接收，该控制命令指示数字控制器68转变为全功率模式116。
当处于全功率模式116时，如果SLME 70检测到已从主机处理器接收到控制命令诸如MIPI LOWPOWER命令，则SLME 70可将FEM 40置于低功率模式122，如箭头142所示(例如，MIPI LOWPOWER命令的接收可用作从全功率模式116至低功率模式122的转变的触发条件)。该示例仅仅是例示性的，并且一般来讲，触发条件可以是任何期望的控制命令从主机处理器的接收，该控制命令指示数字控制器68转变为低功率模式122。当处于低功率模式122时，如果SLME 70检测到IO电源电压VIO和电源电压VDD均已从通态改变为断态，则SLME 70可将FEM 40置于零漏电模式120，如箭头138所示(例如，IO电源电压VIO和电源电压VDD从通态至断态的变化可用作从低功率模式122至零漏电模式120的转变的触发条件)。
图6的示例仅为例示性的。如果需要，可存在从低功率模式122至自主模式118、从自主模式118至低功率模式122和/或从零漏电模式120至自主模式118的直接转变。SLME 70可使用在操作模式之间转变的任何期望的触发条件。如果需要，控制命令(例如，经由控制端口62和/或串行通信端口60)从主机处理器的接收可用作状态图114中的任何转变的触发条件(例如，如果需要，控制命令从主机处理器的接收可超控原本将基于电源电压中的一个或多个电源电压的状态的变化来执行的转变)。SLME 70可使用任何期望的电源电压的变化来确定何时在操作状态之间转变。FEM 40和SLME 70可包括任何期望数量的操作状态和这些操作状态之间的任何期望的转变。一般来讲，SLME 70可在每个操作状态下禁用零个、一个或超过一个FEM部件以减轻FEM 40中的泄漏电流。
图7是示出SLME 70可如何使用控制信号来禁用FEM 40上的FEM部件的一个示例的示意图。如图7所示，SLME 70可在电源输入152处接收电源电压VDD，可在电源输入150处接收IO电源电压VIO，并且可在控制输入154处接收来自主机处理器的控制命令。控制输入154可例如耦接到控制端口62和/或串行通信端口60(例如，通过信号路径66)。电源输入152可例如耦接到电源输入端口48-2(例如，通过信号路径66)。电源输入150可例如耦接到电源输入端口48-3(例如，通过信号路径66)。SLME 70可处理通过控制输入154接收的控制命令、通过电源输入152接收的电源电压VDD和/或通过电源输入150接收的IO电源电压VIO以确定何时及如何改变FEM 40的操作状态。
考虑这样的示例，其中FEM 40处于全功率模式116(图6)并且SLME 70确定FEM 40将被置于不同操作模式，在该操作模式下，禁用一些FEM部件以减轻泄漏电流。在该场景中，SLME 70可经由信号路径66将控制信号提供给将被禁用的FEM部件。作为一个示例，SLME 70可将控制信号CTRLA提供给PMU 78以禁用PMU 78(如箭头156所示)，可将控制信号CTRLB提供给射频开关72以使射频开关72断电(如箭头158所示)，可将控制信号CTRLC提供给功率放大器86以断开功率放大器86(如箭头160所示)，可将控制信号CTRLD提供给低噪声放大器76以断开低噪声放大器76(如箭头162所示)等。
如果需要，FEM部件中的一个或多个FEM部件可包括具有由来自SLME 70的控制信号控制的开关(例如，晶体管)(例如，图2的开关50)的使能线。使能线可例如控制对应FEM部件是否接收给定电源电压(例如，电源电压VCC)。控制信号(例如，控制信号CTRLA、控制信号CTRLB、控制信号CTRLC、控制信号CTRLD等)可通过将控制信号提供给开关的控制端子(例如，图2的控制端子52)来选择性地启用(通电)或禁用(断电)FEM部件。对于没有对应使能线和开关的FEM部件而言，可将附加使能线和开关添加到信号路径66以允许SLME 70选择性地启用或禁用FEM部件。
如果需要，SLME 70可通过将控制信号提供给PMU 78来选择性地使FEM部件断电(例如，没有将控制信号直接提供给FEM部件来断电)。PMU 78可提供电源电压，所述电源电压(例如，基于PMU 78经由电源输入144接收的电源电压诸如电源电压VCC)对FEM 40上的其他FEM部件供电。作为一个示例，功率放大器86可由如经由电源输入146从PMU 78接收的电源电压VCC供电。在该示例中，SLME 70可使用提供给PMU 78的控制信号CTRLA来控制PMU 78以选择性地使功率放大器86通电或断电。类似地，低噪声放大器76可由如经由电源输入148从PMU 78接收的电源电压VCC供电。在该示例中，SLME 70可使用提供给PMU 78的控制信号CTRLA来控制PMU 78以选择性地使低噪声放大器76通电或断电。如果需要，可以以该方式禁用其他FEM部件。
图8是示出SLME 70可如何控制PMU 78以选择性地启用或禁用给定功率放大器86的一个示例的示意图。如图8所示，SLME 70可经由控制路径166(例如，图7的信号路径66中的控制路径)耦接到PMU 78。SLME 70可基于通过控制输入154接收的控制命令和/或通过电源输入152和150接收的电源电压来生成控制信号CTRLA以选择性地启用或禁用功率放大器86。SLME 70可通过控制路径166将控制信号CTRLA提供给PMU 78。
作为一个示例，PMU 78可包括稳压器，诸如LDO稳压器164。LDO稳压器164可由通过电源输入144接收的电源电压VCC供电。LDO稳压器164可将经调节的电源电压(例如，经调节的电源电压VCC)提供给功率放大器86的电源输入146。经调节的电源电压可对功率放大器供电。控制信号CTRLA可控制LDO稳压器164是否将经调节的电源电压提供给功率放大器86。当SLME 70确定功率放大器86是将在FEM 40的当前操作模式下断电的FEM部件时，SLME 70可(使用控制信号CRTLA)控制LDO稳压器164以停止将经调节的电源电压提供给功率放大器86或提供逻辑低电平下的经调节的电源。这可用于使功率放大器86断电。这样，SLME 70可控制LDO稳压器164以断开FEM 40上的其他FEM部件，同时LDO稳压器自身保持接通。图8的示例仅为例示性的。SLME 70可控制LDO稳压器164以禁用任何其他期望的FEM部件。一般来讲，SLME 70可使用任何期望的控制方案来选择性地禁用FEM 40上的FEM部件以便减轻设备10中的泄漏电流。
以上结合图1至图8描述的方法和操作可由设备10的部件使用软件、固件和/或硬件(例如，专用电路或硬件)来执行。用于执行这些操作的软件代码可存储在非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上，该非暂态计算机可读存储介质存储在前端模块40的部件中的一个或多个部件上或其他地方(例如，图1的存储电路16)。该软件代码有时可被称为软件、数据、指令、程序指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括驱动器、非易失性存储器诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可移动闪存驱动器或其他可移动介质、其他类型的随机存取存储器等。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可由设备10的部件中的一个或多个部件上的处理电路(例如，FEM 40上的处理电路、图1的处理电路18等)来执行。处理电路可包括微处理器、中央处理单元(CPU)、具有处理电路的专用集成电路或其他处理电路。
根据一个实施方案，提供了一种电子设备，该电子设备包括天线；收发器，该收发器被配置为使用该天线来传送射频信号；以及耦接在该天线与该收发器之间的射频前端模块，该射频前端模块具有前端部件和漏电管理引擎，所述前端部件被配置为对所述射频信号操作，并且该漏电管理引擎被配置为使一组前端部件断电，同时射频前端模块的至少一些保持通电。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括数字控制器，并且该漏电管理引擎包括该数字控制器上的逻辑门。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括衬底，并且该数字控制器包括安装到该衬底的集成电路。
根据另一个实施方案，该射频前端模块被配置为接收电源电压，该漏电管理引擎被配置为通过使该电源电压与该组前端部件解耦来使该组前端部件断电，并且该射频前端模块的该至少一些由该电源电压供电，同时该组前端部件与该电源电压解耦。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括具有控制端子的开关，该漏电管理引擎被配置为通过将控制信号提供给该开关的该控制端子来使该电源电压与该组前端部件中的至少一个前端部件解耦。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括线，该线耦接到该组前端部件中的该至少一个前端部件，该组前端部件中的该至少一个前端部件被配置为通过该线接收该电源电压并且该开关插置在该线上。
根据另一个实施方案，该开关位于该漏电管理引擎中。
根据另一个实施方案，该射频前端模块被配置为接收电源电压，并且该漏电管理引擎被配置为响应于该电源电压的变化而使该组前端部件断电。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括漏极-漏极电压(VDD)电源输入，该VDD电源输入被配置为接收VDD电源电压，该射频前端模块包括输入-输出电压(VIO)电源输入，该VIO电源输入被配置为接收VIO电源电压，并且该电源电压包括该VDD电源电压和该VIO电源电压中的一者。
根据另一个实施方案，该射频前端模块包括输入-输出(IO)端口，并且该漏电管理引擎被配置为基于通过该IO端口接收的主机处理器命令来使该组前端部件断电。
根据另一个实施方案，该前端部件包括功率管理单元，并且该漏电管理引擎被配置为通过将控制信号提供给该功率管理单元来使该组前端部件断电，该控制信号控制该功率管理单元以使该组前端部件断电。
根据另一个实施方案，该组前端部件包括射频开关、射频滤波器、低噪声放大器、功率放大器和射频耦合器中的一者。
根据一个实施方案，一种操作射频前端模块的方法，提供了该方法，该方法包括利用该射频前端模块上的数字控制器来在第一操作模式下操作该射频前端模块以执行传输或接收操作；利用该数字控制器来监测在该射频前端模块处接收的电源电压；以及利用该数字控制器，响应于触发条件而通过使一组所述前端模块部件与所述电源电压中的至少一个电源电压解耦来将该射频前端模块置于第二操作模式。
根据另一个实施方案，该触发条件包括该数字控制器所监测的所述电源电压的变化。
根据另一个实施方案，所述电源电压包括漏极-漏极电压(VDD)电源电压和公共集电极电压(VCC)电源电压，所述电源电压的变化包括该VDD电源电压的变化，并且所述电源电压中的至少一个电源电压包括该VCC电源电压。
根据另一个实施方案，该方法包括利用该数字控制器，在该射频前端模块处于该第二操作模式时响应于附加触发条件，通过使附加组所述前端模块部件与该VCC电源电压解耦来将该射频前端模块置于第三操作模式。
根据另一个实施方案，该触发条件包括通过该数字控制器接收由该射频前端模块外部的主机处理器传输的主机命令。
根据另一个实施方案，所述前端模块部件包括低压差(LDO)稳压器，并且使该组前端模块部件与所述电源电压中的至少一个电源电压解耦包括控制该低LDO稳压器以使该组前端模块部件与所述电源电压中的至少一个电源电压解耦。
根据一个实施方案，一种存储一个或多个程序的非暂态计算机可读存储介质，该一个或多个程序被配置为由射频前端模块上的至少一个处理器执行，该一个或多个程序包括指令，所述指令在由该至少一个处理器执行时使得该至少一个处理器监测该射频前端模块所接收的第一电源电压，并且响应于该第一电源电压的变化而使该射频前端模块上的至少一个前端模块部件与该射频前端模块所接收的第二电源电压解耦。
根据另一个实施方案，该第一电源电压的变化包括该第一电源电压从逻辑高电平至逻辑低电平的变化。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (22)

1.一种电子设备，所述电子设备包括：
天线；
收发器，所述收发器被配置为经由所述天线来传送射频信号；和
多个前端部件，所述多个前端部件与所述天线和所述收发器通信地耦接；
一个或多个处理器，被配置为：
从所述多个前端部件中的第一前端部件移除电力，并且
同时向所述多个前端部件中的第二前端部件施加电力。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个处理器被形成在数字控制器上。
3.根据权利要求2所述的电子设备，所述电子设备还包括衬底，其中所述数字控制器包括安装到所述衬底的集成电路。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个处理器被配置为通过从所述第一前端部件解耦电源电压来从所述第一前端部件移除电力，并且其中所述一个或多个处理器被配置为通过向所述第二前端部件施加所述电源电压来向所述第二前端部件施加电力。
5.根据权利要求4所述的电子设备，还包括：
开关，所述开关具有控制端子，其中提供给所述开关的所述控制端子的控制信号被配置为将所述电源电压与所述第一前端部件解耦。
6.根据权利要求5所述的电子设备，还包括：
线，所述线耦接到所述第一前端部件，其中所述第一前端部件被配置为通过所述线接收所述电源电压，并且所述开关插置在所述线上。
7.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述开关与所述多个前端部件至少部分地形成前端模块。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个处理器被配置为接收电源电压并且被配置为响应于所述电源电压的变化而从所述第一前端部件移除电力。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述电源电压为漏极-漏极电压VDD电源电压或输入-输出VIO电源电压。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述一个或多个处理器被配置为基于主机处理器命令从所述第一前端部件移除电力。
11.根据权利要求1所述的电子设备，还包括功率管理电路，并且所述一个或多个处理器被配置为通过向所述功率管理电路提供控制信号来从所述第一前端部件移除电力，所述控制信号控制所述功率管理电路使所述第一前端部件断电。
12.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述多个前端部件包括射频开关、射频滤波器、低噪声放大器、功率放大器和射频耦合器中的至少一者。
13.一种射频电路中的无线通信方法，所述方法包括：
经由所述射频电路中的一个或多个射频电路传送射频信号；
在一个或多个处理器处监测在所述一个或多个射频电路处接收到的电源电压；和
响应于触发条件，由所述一个或多个处理器将所述一个或多个射频电路中的至少一个射频电路与所述一个电源电压中的至少一个电源电压解耦。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述触发条件包括所述电源电压的变化。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电源电压包括漏极-漏极电压VDD电源电压和公共集电极电压VCC电源电压，其中所述电源电压的所述变化包括所述VDD电源电压的变化，并且其中所述电源电压中的所述至少一个电源电压包括所述VCC电源电压。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
响应于附加触发条件同时所述至少一个射频电路与所述电源电压中的所述至少一个电源电压解耦，将所述一个或多个射频电路中的至少一个附加射频电路与所述VCC电源电压解耦。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述触发条件包括接收由所述射频电路外部的主机处理器传输的主机命令。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述射频电路包括低压差LDO稳压器，并且其中使所述至少一个射频电路与所述电源电压中的所述至少一个电源电压解耦包括：控制所述LDO稳压器以使所述至少一个射频电路与所述电源电压中的所述至少一个电源电压解耦。
19.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为由射频电路的至少一个处理器执行，所述一个或多个程序包括指令，所述指令在由所述至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器：
监测由所述射频电路接收到的第一电源电压，所述射频电路具有多个前端电路；和
至少部分地基于所述监测，将所述多个前端电路中的至少一个前端电路与由所述射频电路接收的第二电源电压解耦。
20.根据权利要求19所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述至少一个前端电路的解耦响应于所述第一电源电压从第一逻辑电平至低于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平的变化。
21.一种电子设备，所述电子设备包括：
天线；
收发器，所述收发器被配置为经由所述天线来传送射频信号；
多个前端部件，所述多个前端部件与所述天线和所述收发器通信地耦接；和
一个或多个处理器，被配置为：操作所述多个前端部件中的至少一些前端部件以在全功率模式、低功率模块、断电模式和自主模式之间转变。
22.一种电子设备，所述电子设备包括：
天线；
收发器，所述收发器被配置为经由所述天线来传送射频信号；
多个前端部件，所述多个前端部件与所述天线和所述收发器通信地耦接；
功率管理电路，所述功率管理电路被配置为向所述多个前端部件中的至少一些前端部件供应电力；以及
数字控制器，所述数字控制器被配置为：控制所述功率管理电路以至少部分地基于触发条件来调整所供应的所述电力。
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