CN1815732A - 晶片间通讯方法和通讯系统以及微处理器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶片间通讯方法和通讯系统以及微处理器。第一晶片具有第一微处理器和其多个非接触端口以及整合于第一微处理器的第一射频通讯电路。第二晶片具有第二微处理器和其多个非接触端口以及整合于第二微处理器的第二射频通讯电路。射频通讯协议用于接收来自各并行非接触端口的信号、多工处理信号，及将并行信号转换为串行射频信号。利用各晶片的无线通讯电路来传输信号。在第一集成电路以及第二集成电路之间的射频传输是使用定义于第一集成电路以及第二集成电路的非电容性耦合效应射频通讯协议来传输。本发明所述的晶片间通讯方法和通讯系统以及微处理器，实现了晶片间的无线通讯。
Description
技术领域
本发明是有关于一种无线通讯方法和装置，特别是有关于一种晶片间的无线通讯方法和装置。
背景技术
自从数十年前半导体设备不断的更新与进步，半导体制程的尺寸以非常快的速度在缩小尺寸，因此集成电路的尺寸按照莫尔定律以每两年尺寸缩小一半的速度在缩小，这意味着每两年在相同的硅晶圆面积里，可以增加两倍的电路元件。以目前的技术，半导体工厂可以生产出0.35μm或甚至90nm线距的电路元件，在制造不同的设计电路元件时，往往含有许多微电子电路在其中。而这许许多多个微电子电路可以组成为一个集成电路容纳在一个晶片当中。然而在一个系统中往往有数个晶片，晶片之间需要互相沟通，通常我们将晶片互相沟通的元件就称为节点(node)或输出入(input/output，I/O)端口。也由于尺寸一再地缩小，包装晶片的难度也就越来越高。
参阅图1，图1是显示传统晶片之间通讯的示意图，如图1所示，系统100包括PCB 110和PCB 120，而PCB 110和PCB 120分别通过连接器128和连接器129连接电路板130，PCB 110包括晶片A115和晶片B 116，晶片A和晶片B包括一个或是多个微电子电路在其中，无论是晶片A或是晶片B都有多个I/O端口以供传输信号之用，因为考虑到传输效率，传统传输的方式是通过I/O端口以并行信号的方式传输，而晶片A和晶片B通过PCB上的导线117互相传输信号，导线117包括穿孔和凹槽，虽然PCB 120在图1中被PCB110遮住，PCB 120也类似PCB 110包括一个或是多个晶片。
传统上不同的微电子晶片利用I/O端口将信号经由印刷电路板(printed circuit board，PCB)上的导线传递信号给其他的微电子晶片，在不同的微电子晶片，可以同时使用数条PCB导线连接不同的I/O端口，可以达到并行传输的功能，但是使用PCB上的导线会增加一道制程手续和品质上的考量，举例来说，为了达到良好的传输，必须确保PCB板上的传输线位置精确，另外必须尽量避免电流损失和其他物理能量上的损失，最后因为PCB上的导线非常的细，很容易就因为导线断掉，而造成整个系统失效。
因此为了减少以上所说的缺点并加以克服，晶片间的无线通讯技术成为一个不可忽视的解决方案。
发明内容
根据本发明一实施例所揭露的技术是有关于第一集成电路和第二集成电路之间通讯的方法，此架构是第一集成电路装置具有射频通讯传送和接收的功能，并设置于第一晶片中，第二集成电路也具有射频通讯传送和接收的功能，并且设置于第二晶片中，此方法包括将第二晶片设置在第一晶片旁边，并于同一个微电子封装中，此电子封装适合用于无线通讯使用，所使用的射频无线通讯协议也适用于晶片内部的无线通讯传输，在第一晶片和第二晶片之间的射频通讯定义为无电容耦合效应。
根据本发明一实施例所揭露的技术是第一晶片内具有第一处理器并且具有无接触式的多个端口和第一射频通讯电路，和第二晶片内部有第二处理器并且具有无接触式的多个端口和第二射频通讯电路，此传输通讯协议适用于接收并行信号和传送串行信号，并定义在第一集成电路和第二集成电路之间的通讯为无电容耦合。
根据本发明一实施例所揭露的技术考虑到一适用于无线通讯的微处理器与第二微处理器在同一个微电子封装里，此微电子封装中的一组晶片有一个微处理器，此微处理器至少有一电子电路，并且此电子电路有多个并行I/O通讯端口，此微处理器除了接地和电源之外，没有其他外接连接器，对于通讯协议方面采用适合于接收多个并行I/O端口的通讯信号和无线传送一串行信号的通讯协议，此通讯电路的电子信号来自于微处理器，并且此通讯电路适用于无线通讯传输一串行信号。
本发明是这样实现的：
一种晶片间的通讯方法，适用于位于第一晶片的第一集成电路以及位于第二晶片的第二集成电路之间的通讯，包括：设置上述第一晶片在一微电子电路封装中，其中上述第一集成电路装置具有一第一射频通讯发射/接收器；设置上述第二晶片在上述微电子电路封装中，并与上述第一晶片相邻，其中上述第二集成电路装置具有一第二射频通讯发射/接收器；于上述第一晶片和第二晶片编程用以晶片间通讯传输的一通讯协议；以及使用上述通讯协议来建立上述第一集成电路和第二集成电路之间的一射频通讯，其中上述射频通讯定义上述第一晶片与第二晶片之间为无电容耦合。
本发明所述的晶片间的通讯方法，其中上述第一和第二晶片除了接地和电源外，没有其他外接电子连接器。
本发明所述的晶片间的通讯方法，其中上述第一和第二集成电路各包括多个I/O端口，各I/O端口是由一地址辨识，并且经由上述第一射频通讯发射/接收器以及第二射频通讯发射/接收器的一者来传收信号。
本发明所述的晶片间的通讯方法，其中上述第二晶片接收到来自于上述第一晶片的I/O端口的串行信号，应用上述通讯协议将串行信号转换成并行信号，并传送到指定的上述第二晶片的I/O端口。
本发明所述的晶片间的通讯方法，其中上述建立一射频通讯的步骤，更包括扫描上述第一集成电路装置所有的I/O端口并且转换上述第一集成电路装置所输出的并行信号为射频用的串行信号，其中上述第一集成电路装置作为一发射端。
一种晶片间通信系统，包括：一第一晶片，具有一第一微处理器以及一第一射频通讯电路，其中上述第一微处理器具有多个第一非接触端口；一第二晶片，具有一第二微处理器以及一第二射频通讯电路，其中上述第二微处理器具有多个第二非接触端口；以及一射频通讯协议，适用于接收来自各非接触端口的并行信号，并且转换上述并行信号为一射频通讯串行信号，其中于第一集成电路以及第二集成电路之间使用上述射频通讯协议，并定义上述第一晶片与第二晶片之间为无电容耦合。
本发明所述的晶片间通信系统，其中上述第一和第二晶片除了接地和电源外，没有其他外接电子连接器。
本发明所述的晶片间通信系统，其中上述每一个I/O端口是用以作并行通讯传输。
本发明所述的晶片间通信系统，其中上述各I/O端口是由一地址辨识，并且经由上述第一集成电路以及第二集成电路之间传收信号。
本发明所述的晶片间通信系统，其中上述通讯协议是是用以接收来自多个I/O端口的并行信号，并转换上述并行信号为高频的串行信号。
一种微处理器，适用于与位于同一电子封装中的一第二微处理器的无线通讯，包括：一晶片，具有内建的一微处理器电路，其中上述微处理器定义至少有一个电子电路并且除了接地和电源之外没有任何外接连接器，其中上述电子电路具有并行传输的多个I/O端口；一通讯协议，适用于接收来自上述I/O端口的并行信号，并且转换上述并行信号为一串行信号供无线传输使用；以及一无线通讯电路，传送一串行信号供无线通讯使用，其中上述无线通讯电路上的电子信号是来自上述微处理器电路。
本发明所述的微处理器，其中介于两微处理器之间的上述无线通讯为无电容耦合。
本发明所述的微处理器，其中上述通讯协议可以转换来自上述I/O端口的通讯信号成为一既定片段的串行信号。
本发明所述的微处理器，其中上述通讯电路更接收来自上述第二微处理器的信号。
本发明所述的微处理器，其中上述通信电路更接收来自上述第二微处理器的信号，并将接收到的信号直接传送至各并行的上述I/O端口。
本发明所述的晶片间通讯方法和通讯系统以及微处理器，克服了现有技术中的缺点实现了晶片间的无线通讯。
附图说明
图1是显示传统晶片间传输的示意图；
图2是显示根据本发明实施例所述的晶片间传输的示意图。
具体实施方式
本发明是关于在一封装中，微电子电路之间的通讯方法和设备，更明确点是指晶片间的无线通讯方法和设备。
参阅图2，图2是显示根据本发明所述的晶片间的无线通讯的示意图。如图2所示，系统200包括晶片A 210和晶片B 220，晶片A包括节点211，晶片B包括节点221，每个节点可以代表一个集成电路具有一个或多个I/O端口，晶片A和晶片B是利用射频信号来交换信号，除了电源和接地外，晶片A和晶片B没有其他外接的PCB导线，并且晶片A和晶片B之间的通讯型态为低功率且无电容耦合效应。
参阅图2，晶片A和晶片B分别各有一组传输电路212和222，此传输电路可以是单工或是双工的传输电路，传输电路212和222是分别整合在晶片A和晶片B里，另外晶片A和晶片B分别具有天线214和224，这两组天线可以是使用类似装置的传统型天线，而一种实现的方法是将天线设置在晶片封装里。
参阅图2，传输电路212和222可以将信号依通讯协议的定义来传输信号，此通讯协议可以是传统的通讯协议，例如TCP/IP，根据本发明所揭露的技术，此通讯协议可以接收来自多个并行I/O端口的传输信号，并加密此信号的来源处和目的地，将此信号转换成一串行信号传输出去，此通讯协议也可以多工处理来自不同I/O端口或是微处理器的信号，并将信号转换成串行信号，所以此通讯协议可以使用传统加密的技术来传送信号至天线端传输信号出去。
根据本发明所揭露的技术，晶片间或是封装内的通讯是通过分别位于第一晶片和第二晶片的第一集成电路以及第二集成电路来实现，而第一晶片和第二晶片可能在同一个PCB板上，也可能位于同一系统但不同PCB板上，一种实现的方式是传送和接收之间的距离保持在1公尺内，另外第一集成电路和第二集成电路皆可以传送和接收射频信号，并且使用一种适合在晶片间通讯的通讯协议。
晶片A的传输电路212和无线电元件(例如：RF macro)会一直扫描并收集来自各节点211的I/O端口的信号，每个I/O端口会被赋予不同的I/O地址辨识码、微处理器辨识码或PCB板辨识码，来自于各个I/O端口的信号是以并行传输的方式在传输信号，当无线电元件接收到来自I/O端口的信号，会将信号编码以利于射频传输，典型的方式是将并行信号转换成高频串行信号，此高频串行信号来自于不同的I/O端口信号来源，并通过天线214传送出去，当晶片B220的天线224接收到信号，会将此高频信号译多工(de-multiplex)和译码后，才会传送到各个I/O端口。
晶片B(220)会检视各个接收进来的信号，如果辨识码符合，会将其信号译码，传送到指定的I/O端口。本发明所揭露的技术是在传送和接收端之间使用无电容耦合技术，但是一般信号传输有可能是使用电容耦合技术，由于使用电容耦合技术需要将电容设置在两个I/O端口之间，为了加强电容耦合的效果，会将电容设置于非常靠近I/O端口的位置，而本发明是使用无电容耦合技术，其优点是没有方向性限制和I/O端口位置的限制。
虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但该较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种更改和补充，因此本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
100、200：系统
110、120、130：印刷电路板
115、210：晶片A
116、220：晶片B
117：导线
128、129：连接器
211、221：节点
212、222：传输电路
214、224：天线
Claims (15)
1.一种晶片间的通讯方法，其特征在于，该晶片间的通讯方法适用于位于第一晶片的第一集成电路以及位于第二晶片的第二集成电路之间的通讯，包括：
设置上述第一晶片在一微电子电路封装中，其中上述第一集成电路装置具有一第一射频通讯发射/接收器；
设置上述第二晶片在上述微电子电路封装中，并与上述第一晶片相邻，其中上述第二集成电路装置具有一第二射频通讯发射/接收器；
于上述第一晶片和第二晶片编程用以晶片间通讯传输的一通讯协议；以及
使用上述通讯协议来建立上述第一集成电路和第二集成电路之间的一射频通讯，其中上述射频通讯定义上述第一晶片与第二晶片之间为无电容耦合。
2.根据权利要求1所述的晶片间的通讯方法，其特征在于，上述第一晶片和第二晶片除了接地和电源外，没有其他外接电子连接器。
3.根据权利要求1所述的晶片间的通讯方法，其特征在于，上述第一集成电路和第二集成电路各包括多个输入/输出端口，各输入/输出端口是由一地址辨识，并且经由上述第一射频通讯发射/接收器以及第二射频通讯发射/接收器其中之一来传收信号。
4.根据权利要求3所述的晶片间的通讯方法，其特征在于，上述第二晶片接收到来自于上述第一晶片的输入/输出端口的串行信号，应用上述通讯协议将串行信号转换成并行信号，并传送到指定的上述第二晶片的输入/输出端口。
5.根据权利要求4所述的晶片间的通讯方法，其特征在于，上述建立一射频通讯的步骤，更包括扫描上述第一集成电路装置所有的输入/输出端口并且转换上述第一集成电路装置所输出的并行信号为射频用的串行信号，其中上述第一集成电路装置作为一发射端。
6.一种晶片间通信系统，其特征在于，该晶片间通信系统包括：
一第一晶片，具有一第一微处理器以及一第一射频通讯电路，其中上述第一微处理器具有多个第一非接触端口；
一第二晶片，具有一第二微处理器以及一第二射频通讯电路，其中上述第二微处理器具有多个第二非接触端口；以及
一射频通讯协议，适用于接收来自各非接触端口的并行信号，并且转换上述并行信号为一射频通讯串行信号，其中于第一集成电路以及第二集成电路之间使用上述射频通讯协议，并定义上述第一晶片与第二晶片之间为无电容耦合。
7.根据权利要求6所述的晶片间通信系统，其特征在于，上述第一晶片和第二晶片除了接地和电源外，没有其他外接电子连接器。
8.根据权利要求6所述的晶片间通信系统，其特征在于，每一个输入/输出端口是用以作并行通讯传输。
9.根据权利要求8所述的晶片间通信系统，其特征在于，上述各输入/输出端口是由一地址辨识，并且经由上述第一集成电路以及第二集成电路之间传收信号。
10.根据权利要求9所述的晶片间通信系统，其特征在于，上述通讯协议是是用以接收来自多个输入/输出端口的并行信号，并转换上述并行信号为高频的串行信号。
11.一种微处理器，其特征在于，该微处理器适用于与位于同一电子封装中的一第二微处理器的无线通讯，包括：
一晶片，具有内建的一微处理器电路，其中上述微处理器定义至少有一个电子电路并且除了接地和电源之外没有任何外接连接器，其中上述电子电路具有并行传输的多个输入/输出端口；
一通讯协议，适用于接收来自上述输入/输出端口的并行信号，并且转换上述并行信号为一串行信号供无线传输使用；以及
一无线通讯电路，传送一串行信号供无线通讯使用，其中上述无线通讯电路上的电子信号是来自上述微处理器电路。
12.根据权利要求11所述的微处理器，其特征在于，介于两微处理器之间的上述无线通讯为无电容耦合。
13.根据权利要求11所述的微处理器，其特征在于，上述通讯协议可以转换来自上述输入/输出端口的通讯信号成为一既定片段的串行信号。
14.根据权利要求11所述的微处理器，其特征在于，上述通讯电路更接收来自上述第二微处理器的信号。
15.根据权利要求11所述的微处理器，其特征在于，上述通信电路更接收来自上述第二微处理器的信号，并将接收到的信号直接传送至各并行的上述输入/输出端口。
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