DE102021120282A1 - Hochfrequenz-frontendmodule mit leckage-managementengines - Google Patents

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Brian B. Whitaker
Mohammad B. Vahid Far
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Abstract

Eine elektronische Vorrichtung kann einen Transceiver, eine Antenne und ein Frontendmodul (FEM), das zwischen dem Transceiver und der Antenne gekoppelt ist, einschließen. Komponenten auf dem FEM können mit Hochfrequenzsignalen betrieben werden. Das FEM kann eine digitale Steuerung mit einer Leckage-Management-Engine einschließen. Die Leckage-Management-Engine kann Stromversorgungsspannungen überwachen, die von dem FEM empfangen werden. Als Reaktion auf die Erfassung einer Auslösebedingung kann die Leckage-Management-Engine einen Satz der Komponenten ausschalten, während mindestens ein Teil des FEM eingeschaltet bleibt. Die Auslösebedingung kann eine Änderung der Stromversorgungsspannungen oder ein Hostbefehl, der von einem Hostprozessor empfangen wird, sein. Die Verwendung der Leckage-Management-Engine zum Ausschalten des Satzes von Frontend-Komponenten kann dazu dienen, den Leckstrom am FEM zu minimieren, wodurch die Akkulebensdauer und die Haltbarkeit für die Vorrichtung maximiert werden, ohne dass sperrige und teure externe Lastschalter verwendet werden.

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nr. 16/988,537 , eingereicht am 7. August 2020, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
  • GEBIET
  • Dies betrifft im Allgemeinen elektronische Vorrichtungen und genauer elektronische Vorrichtungen mit Schaltungen für drahtlose Kommunikation.
  • STAND DER TECHNIK
  • Elektronische Vorrichtungen werden oft mit drahtlosen Kommunikationsfähigkeiten bereitgestellt. Eine elektronische Vorrichtung mit Fähigkeiten für drahtlose Kommunikation weist eine Schaltung für drahtlose Kommunikation mit einer oder mehreren Antennen auf. Eine drahtlose Transceiverschaltung in der Schaltung für drahtlose Kommunikation verwendet die Antennen, um Hochfrequenzsignale zu senden und zu empfangen. Hochfrequenz-Frontendmodule sind zwischen der Transceiverschaltung und den Antennen gekoppelt.
  • Es kann eine Herausforderung sein, zufriedenstellende Hochfrequenz-Frontendmodule für eine elektronische Vorrichtung zu bilden. Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, kann der Leckstrom in den Frontendmodulen die Akkulebensdauer und Haltbarkeit für die elektronischen Vorrichtung verringern.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Eine elektronische Vorrichtung kann eine Drahtlos-Schaltung zum Durchführen drahtloser Kommunikation einschließen. Die Drahtlos-Schaltung kann einen Transceiver, eine Antenne und ein Hochfrequenz-Frontendmodul (FEM) einschließen, das zwischen dem Transceiver und der Antenne gekoppelt ist. Der Transceiver kann Hochfrequenzsignale unter Verwendung der Antenne übertragen. Frontend-Komponenten auf dem FEM können auf den Hochfrequenzsignalen betrieben werden. Das FEM kann durch Stromversorgungsspannungen gespeist werden, die von einem Stromversorgungssystem auf der elektronischen Vorrichtung bereitgestellt werden.
  • Das FEM kann eine digitale Steuerung einschließen. Eine Leckage-Management-Engine kann aus Logikgattern auf der digitalen Steuerung gebildet werden. Die Leckage-Management-Engine kann die von dem FEM empfangenen Stromversorgungsspannungen überwachen. Die Leckage-Management-Engine kann eine Auslösebedingung erfassen. Als Reaktion auf die Erfassung der Auslösebedingung kann die Leckage-Management-Engine einen Satz der Frontend-Komponenten ausschalten, während mindestens ein Teil des FEM eingeschaltet bleibt. Zum Beispiel kann die Leckage-Management-Engine den Satz von Frontend-Komponenten von einer oder mehreren der Stromversorgungsspannungen trennen. Die Auslösebedingung kann eine Änderung einer oder mehrerer der überwachten Stromversorgungsspannungen und/oder eines Hostbefehls, der von einem Hostprozessor außerhalb des FEM empfangen wird, sein. Die Verwendung der Leckage-Management-Engine zum Ausschalten des Satzes von Frontend-Komponenten kann dazu dienen, den Leckstrom am FEM zu minimieren, wodurch die Akkulebensdauer und die Haltbarkeit für die Vorrichtung maximiert werden, ohne dass sperrige und teure externe Lastschalter verwendet werden.
  • Ein Gesichtspunkt der Offenbarung stellt eine elektronische Vorrichtung bereit. Die elektronische Vorrichtung kann eine Antenne aufweisen. Die elektronische Vorrichtung kann einen Transceiver aufweisen. Der Transceiver kann unter Verwendung der Antenne Hochfrequenzsignale übermitteln. Die elektronische Vorrichtung kann ein Hochfrequenz-Frontendmodul aufweisen, das zwischen der Antenne und dem Transceiver gekoppelt ist. Das Hochfrequenz-Frontendmodul kann Frontend-Komponenten aufweisen, die auf den Hochfrequenzsignalen betrieben werden. Das Hochfrequenz-Frontendmodul kann eine Leckage-Management-Engine aufweisen. Die Leckage-Management-Engine kann einen Satz der Frontend-Komponenten ausschalten, während mindestens ein Teil des Hochfrequenz-Frontendmoduls eingeschaltet bleibt.
  • Ein Gesichtspunkt der Offenbarung stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Hochfrequenz-Frontendmoduls bereit. Das Verfahren kann einschließen, dass eine digitale Steuerung auf dem Hochfrequenz-Frontendmodul ein Hochfrequenz-Frontendmoduls in einem ersten Betriebsmodus betreibt, um Sende- oder Empfangsvorgänge durchzuführen. Das Verfahren kann einschließen, dass die digitale Steuerung die Stromversorgungsspannungen überwacht, die an dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen werden. Das Verfahren kann einschließen, dass die digitale Steuerung als Reaktion auf eine Auslösebedingung das Hochfrequenz-Frontendmodul in einen zweiten Betriebsmodus versetzt, indem ein Satz der Frontendmodulkomponenten von mindestens einer der Stromversorgungsspannungen entkoppelt wird.
  • Ein Gesichtspunkt der Offenbarung stellt ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium bereit. Das nichtflüchtige computerlesbare Speichermedium kann ein oder mehrere Programme speichern, die von mindestens einem Prozessor auf einem Hochfrequenz-Frontendmodul ausgeführt werden können. Das eine oder die mehreren Programme können Anweisungen einschließen, die, wenn sie von dem mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, den mindestens einen Prozessor veranlassen, eine erste Stromversorgungsspannung zu überwachen, die von dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen wird. Das eine oder die mehreren Programme können Anweisungen einschließen, die, wenn sie von dem mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor als Reaktion auf eine Änderung der ersten Stromversorgungsspannung mindestens eine Frontendmodulkomponente an dem Hochfrequenz-Frontendmodul von einer zweiten Stromversorgungsspannung, die von dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen wird, entkoppelt.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Diagramm einer veranschaulichenden elektronischen Vorrichtung mit einer Drahtlos-Schaltung gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 2 ist ein Schaltplan, der zeigt, wie veranschaulichende Hochfrequenz-Frontendmodule unter Verwendung einer oder mehrerer Stromversorgungsspannungen gemäß einigen Ausführungsformen mit Strom gespeist werden können.
    • 3 ist eine Querschnittsseitenansicht eines veranschaulichenden Hochfrequenz-Frontendmoduls gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 4 ist ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Hochfrequenz-Frontendmoduls mit einer intelligenten Leckage-Management-Engine gemäß einigen Ausführungsformen.
    • 5 ist ein Flussdiagramm veranschaulichender Schritte, die beim Betreiben einer intelligenten Leckage-Management-Engine involviert sind, um Stromleckage in einem Hochfrequenz-Frontendmodul gemäß einigen Ausführungsformen abzuschwächen.
    • 6 ist ein Zustandsdiagramm, das veranschaulichende Betriebsmodi für eine intelligente Leckage-Management-Engine gemäß einigen Ausführungsformen zeigt.
    • 7 ist ein Diagramm, das zeigt, wie eine veranschaulichende intelligente Leckage-Management-Engine Steuersignale verwenden kann, um verschiedene Hochfrequenz-Frontendmodulkomponenten zu deaktivieren, um Stromleckage gemäß einigen Ausführungsformen abzuschwächen.
    • 8 ist ein Diagramm, das zeigt, wie eine veranschaulichende intelligente Leckage-Management-Engine eine Leistungsverwaltungseinheit steuern kann, um andere Frontendmodulkomponenten gemäß einigen Ausführungsformen zu deaktivieren.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Eine elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise die elektronische Vorrichtung 10 von 1, kann mit einer Drahtlos-Schaltung bereitgestellt werden. Die Drahtlos-Schaltung kann eine Hochfrequenz-Transceiverschaltung und eine Antenne einschließen. Hochfrequenz-Frontendmodule können zwischen der Transceiverschaltung und den Antennen gekoppelt sein. Die Frontendmodule können intelligente Leckage-Management-Engines einschließen. Die intelligenten Leckage-Management-Engines können in digitale Steuerungen auf den Frontendmodulen integriert sein. Die intelligenten Leckage-Management-Engines können den Zustand der Frontendmodule und der Stromversorgungsspannungen, die den Frontendmodulen bereitgestellt werden, überwachen. Die intelligenten Leckage-Management-Engines können diese Informationen verwenden, um verschiedene Komponenten auf den Frontendmodulen selektiv zu deaktivieren. Beispielsweise kann ein Frontendmodul unterschiedliche Betriebszustände aufweisen. Die intelligenten Leckage-Management-Engines können einige oder alle der Komponenten auf dem Frontendmodul basierend auf einem oder mehreren des aktuellen Zustands des Frontendmoduls, der Zeitsteuerungsanforderungen für zukünftige mögliche Frontendmodulzustände und eines direkten Befehls von einem Anwendungsprozessor, Transceiver oder einer Hostsoftware durch einen Treiber ausschalten (deaktivieren). Dies kann dazu dienen, Leckströme an den Frontendmodulen ohne die Verwendung von Lastschaltern außerhalb der Frontendmodule abzuschwächen. Das Begrenzen des Leckstroms auf diese Weise kann die Akkulebensdauer und Haltbarkeit für die elektronische Vorrichtung maximieren.
  • Die elektronische Vorrichtung 10 von 1 kann eine Rechenvorrichtung wie beispielsweise ein Laptop-Computer, ein Desktop-Computer, ein Computermonitor, der einen eingebetteten Computer enthält, ein Tablet-Computer, ein Mobiltelefon, eine Medienwiedergabevorrichtung oder eine andere in der Hand gehaltene oder tragbare elektronische Vorrichtung, eine kleinere Vorrichtung wie beispielsweise eine Armbanduhrvorrichtung, eine Anhängervorrichtung, eine Kopfhörer- oder Ohrhörervorrichtung, eine Vorrichtung, die in einer Brille oder anderen Ausrüstung, die am Kopf eines Benutzers getragen wird, eingebettet ist, oder eine andere am Körper tragbare oder Miniaturvorrichtung, ein Fernseher, eine Computeranzeige, die keinen eingebetteten Computer enthält, eine Spielvorrichtung, eine Navigationsvorrichtung, ein eingebettetes System wie beispielsweise ein System, in dem eine elektronische Ausrüstung mit einer Anzeige in einem Kiosksystem oder Automobil montiert ist, ein drahtloser internetverbundener sprachgesteuerter Lautsprecher, eine Home-Entertainment-Vorrichtung, eine Fernbedienungsvorrichtung, ein Gaming-Controller, eine periphere Benutzereingabevorrichtung, eine drahtlose Basisstation oder ein Zugangspunkt, eine Ausrüstung, welche die Funktionalität von zwei oder mehreren dieser Vorrichtungen implementiert, oder eine andere elektronische Ausrüstung sein.
  • Wie in dem schematischen Diagramm 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 10 Komponenten einschließen, die sich auf oder in dem Gehäuse einer elektronischen Vorrichtung, wie Gehäuse 12, befinden. Das Gehäuse 12, das manchmal als Umhüllung bezeichnet werden kann, kann aus Kunststoff, Glas, Keramik, Faserverbundwerkstoffen, Metall (z. B. Edelstahl, Aluminium, Metallegierungen usw.), anderen geeigneten Materialien oder einer Kombination dieser Materialien gebildet sein. In manchen Situationen können Teile oder die Gesamtheit des Gehäuses 12 aus dielektrischem oder anderem Material mit geringer Leitfähigkeit (z. B. Glas, Keramik, Kunststoff, Saphir usw.) gebildet sein. In anderen Situationen können das Gehäuse 12 oder mindestens manche der Strukturen, aus denen das Gehäuse 12 besteht, aus Metallelementen gebildet sein.
  • Vorrichtung 10 kann eine Steuerschaltung 14 einschließen. Steuerschaltung 14 kann einen Speicher wie Speicherschaltung 16 einschließen. Speicherschaltung 16 kann einen Festplattenlaufwerkspeicher, einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flash-Speicher oder einen anderen elektrisch programmierbaren Nur-Lese-Speicher, der konfiguriert ist, um ein Solid-State-Laufwerk zu bilden), einen flüchtigen Speicher (z. B. einen statischen oder dynamischen Direktzugriffsspeicher) usw. einschließen. Steuerschaltung 16 kann einen Speicher, der in Vorrichtung 10 integriert ist, und/oder entfernbare Speichermedien einschließen.
  • Steuerschaltung 14 kann eine Verarbeitungsschaltung wie die Verarbeitungsschaltung 18 einschließen. Verarbeitungsschaltung 18 kann verwendet werden, um den Betrieb der Vorrichtung 10 zu steuern. Verarbeitungsschaltung 18 kann einen oder mehrere Mikroprozessoren, Mikrocontroller, digitale Signalprozessoren, Hostprozessoren, integrierte Basisbandprozessorschaltungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, Zentraleinheiten (CPUs) usw. einschließen. Steuerschaltung 14 kann konfiguriert sein, um Abläufe in Vorrichtung 10 unter Verwendung von Hardware (z. B. dedizierter Hardware oder Schaltungen), Firmware und/oder Software auszuführen. Ein Softwarecode zum Durchführen von Abläufen in Vorrichtung 10 kann auf Speicherschaltung 16 gespeichert sein (z. B. kann Speicherschaltung 16 nichtflüchtige (greifbare) computerlesbare Speichermedien, die den Softwarecode speichern, einschließen). Der Softwarecode kann manchmal als Programmanweisungen, Software, Daten, Anweisungen oder Code bezeichnet werden. Ein auf der Speicherschaltung 16 gespeicherter Softwarecode kann durch die Verarbeitungsschaltung 18 ausgeführt werden.
  • Steuerschaltung 14 kann verwendet werden, um auf Vorrichtung 10 eine Software wie Satellitennavigationsanwendungen, Internet-Browsing-Anwendungen, VOIP-Telefonanrufanwendungen (VOIP = Voice over Internet Protocol), E-Mail-Anwendungen, Medienwiedergabeanwendungen, Betriebssystemfunktionen usw. auszuführen. Zur Unterstützung von Interaktionen mit externen Geräten kann Steuerschaltung 14 zur Implementierung von Kommunikationsprotokollen verwendet werden. Kommunikationsprotokolle, die unter Verwendung der Steuerschaltung 14 implementiert werden können, schließen Internetprotokolle, Protokolle drahtloser lokaler Netzwerke (WLAN) (z. B. IEEE 802.11-Protokolle - manchmal als Wi-Fi® bezeichnet), Protokolle für andere drahtlose Kommunikationsverbindungen mit kurzer Reichweite wie das Bluetooth®-Protokoll oder andere Protokolle drahtloser persönlicher Netzwerke (WPAN), IEEE 802.11ad-Protokolle (z. B. Ultrabreitband-Protokolle), Mobiltelefonprotokolle (z. B. 3G-Protokolle, 4G-Protokolle (LTE-Protokolle), 5G-Protokolle usw.), Antennendiversitätsprotokolle, Satellitennavigationssystemprotokolle (z. B. Global Positioning System-Protokolle (GPS-Protokolle), Global Navigation Satellit System-Protokolle (GLONASS-Protokolle) usw.), antennenbasierte räumliche Entfernungsmessungsprotokolle (z. B. Radio Detection and Range-Protokolle (RADAR-Protokolle) oder andere gewünschte Entfernungsmessungsprotokolle für Signale, die bei Millimeter- und Zentimeterwellenfrequenzen übertragen werden) oder beliebige andere gewünschte Kommunikationsprotokolle ein. Jedes Kommunikationsprotokoll kann einer entsprechenden Funkzugangstechnologie (Radio Access Technology, RAT) zugeordnet sein, die physische Verbindungsmethodik spezifiziert, die beim Implementieren des Protokolls verwendet wird.
  • Vorrichtung 10 kann eine Eingangs-Ausgangs-Schaltung 20 einschließen. Eingangs-Ausgangs-Schaltung 20 kann Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 28 einschließen. Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 28 können verwendet werden, um zu ermöglichen, dass Daten an Vorrichtung 10 übermittelt werden und dass Daten von Vorrichtung 10 an externen Vorrichtungen bereitgestellt werden. Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 28 können Benutzerschnittstellenvorrichtungen, Datenportvorrichtungen und andere Eingabe-Ausgabe-Komponenten einschließen. Zum Beispiel können Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 28 Berührungssensoren, Anzeigen, lichtemittierende Komponenten wie Anzeigen ohne Berührungssensorfähigkeiten, Tasten (mechanisch, kapazitiv, optisch usw.), Scrollräder, Touchpads, Tastenfelder, Tastaturen, Mikrofone, Kameras, Knöpfe, Lautsprecher, Statusanzeigen, Audiobuchsen und andere Audioportkomponenten, digitale Datenportvorrichtungen, Bewegungssensoren (Beschleunigungsmesser, Gyroskope und/oder Kompasse, die Bewegung erkennen), Kapazitätssensoren, Näherungssensoren, Magnetsensoren, Kraftsensoren (z. B. Kraftsensoren, die mit einer Anzeige gekoppelt sind, um Druck zu erkennen, der auf die Anzeige ausgeübt wird) usw. einschließen. In einigen Konfigurationen können Tastaturen, Kopfhörer, Anzeigen, Zeigevorrichtungen wie Trackpads, Mäuse und Joysticks und andere Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen unter Verwendung drahtgebundener oder drahtloser Verbindungen mit Vorrichtung 10 gekoppelt sein (z. B. können einige der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtungen 28 Peripheriegeräte sein, die über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung mit einer Hauptverarbeitungseinheit oder einem anderen Teil der Vorrichtung 10 gekoppelt sind).
  • Eingangs-Ausgangs-Schaltung 20 kann eine Drahtlos-Schaltung 30 einschließen, um drahtlose Kommunikation zu unterstützen. Drahtlos-Schaltung 30 (hierin manchmal als Schaltung für drahtlose Kommunikation 30 bezeichnet) kann einen Basisbandprozessor wie Basisbandprozessor 32, eine Hochfrequenz-Transceiverschaltung (RF-Transceiverschaltung) wie Hochfrequenz-Transceiver 36, eine Hochfrequenz-Frontend-Schaltung wie Hochfrequenz-Frontendmodul 40, und eine Antenne 44 einschließen. Basisbandprozessor 32 kann über den Basisbandpfad 34 mit Transceiver 36 gekoppelt sein. Transceiver 36 kann über den Hochfrequenzübertragungsleitungspfads 42 mit Antenne 44 gekoppelt sein. Hochfrequenz-Frontendmodul 40 kann auf dem Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 zwischengeschaltet sein.
  • In dem Beispiel von 1 ist Drahtlos-Schaltung 30 der Übersichtlichkeit halber so veranschaulicht, dass sie nur einen einzelnen Basisbandprozessor, einen einzelnen Transceiver 36, ein einzelnes Frontendmodul 40 und eine einzelne Antenne 44 einschließt. Im Allgemeinen kann Drahtlos-Schaltung 30 eine beliebige Anzahl von Basisbandprozessoren 32, eine beliebige Anzahl von Transceivern 36, eine beliebige Anzahl von Frontendmodulen 40 und eine beliebige Anzahl von Antennen 44 einschließen. Jeder Basisbandprozessor 32 kann über jeweilige Basisbandpfade 34 mit einem oder mehreren Transceivern 36 gekoppelt sein. Jeder Transceiver 36 kann über jeweilige Hochfrequenzübertragungsleitungspfade 42 mit einer oder mehreren Antennen 44 gekoppelt sein. Jeder Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 kann ein jeweiliges zwischengeschaltetes Frontendmodul 40 aufweisen. Falls gewünscht, können zwei oder mehr Frontendmodule 40 auf demselben Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 zwischengeschaltet sein. Falls gewünscht, können einer oder mehrere der Hochfrequenzübertragungsleitungspfade 42 in Drahtlos-Schaltung 30 ohne zwischengeschaltetes Frontendmodul implementiert werden.
  • Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 kann mit einer Antennenspeisung auf Antenne 44 gekoppelt sein. Die Antennenspeisung kann zum Beispiel einen positiven Antennenspeisungsanschluss und einen Masseantennenspeisungsanschluss einschließen.
    Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 kann einen positiven
    Übertragungsleitungssignalpfad aufweisen, der mit dem positiven
    Antennenspeisungsanschluss auf Antenne 44 gekoppelt ist.
    Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 kann einen
    Masseübertragungsleitungssignalpfad aufweisen, der mit dem
    Masseantennenspeisungsanschluss auf Antenne 44 gekoppelt ist. Dieses Beispiel ist lediglich veranschaulichend, und im Allgemeinen können Antennen 44 unter Verwendung jedes gewünschten Antennenspeisungsschemas gespeist werden. Falls gewünscht, kann Antenne 44 mehrere Antennenspeisungen aufweisen, die mit einem oder mehreren Hochfrequenzübertragungsleitungspfaden 42 gekoppelt sind.
  • Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 kann Übertragungsleitungen einschließen, die verwendet werden, um Hochfrequenzantennensignale innerhalb der Vorrichtung 10 zu leiten. Übertragungsleitungen in Vorrichtung 10 können Koaxialkabel, Mikrostreifenübertragungsleitungen, Streifenleitungsübertragungsleitungen, kantengekoppelte Mikrostreifenübertragungsleitungen, kantengekoppelte Streifenleitungsübertragungsleitungen, Übertragungsleitungen, die aus Kombinationen von Übertragungsleitungen dieser Typen gebildet sind, usw. einschließen. Übertragungsleitungen in Vorrichtung 10, wie Übertragungsleitungen im Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42, können in starre und/oder flexible Leiterplatten integriert sein. In einer geeigneten Anordnung können Hochfrequenzübertragungsleitungspfade wie Übertragungsleitungspfad 42 auch Übertragungsleitungsleiter einschließen, die in mehrschichtige laminierte Strukturen integriert sind (z. B. Schichten aus einem leitfähigen Material wie Kupfer und einem dielektrischen Material wie einem Harz, die ohne dazwischenliegenden Klebstoff zusammenlaminiert sind). Die mehrschichtigen laminierten Strukturen können, wenn gewünscht, in mehreren Dimensionen (z. B. zwei oder drei Dimensionen) gefaltet oder gebogen sein und können nach dem Biegen eine gebogene oder gefaltete Form beibehalten (z. B. können die mehrschichtigen laminierten Strukturen in eine bestimmte dreidimensionale Form gefaltet werden, um sie um andere Komponenten der Vorrichtung zu legen, und können starr genug sein, um ihre Form nach dem Falten beizubehalten, ohne durch Versteifungen oder andere Strukturen in Position gehalten zu werden). Alle der mehreren Schichten der laminierten Strukturen können ohne Klebstoff (z. B. im Gegensatz zum Durchführen mehrerer Pressprozesse, um mehrere Schichten mit Klebstoff zusammenzulaminieren) stapelweise aneinander laminiert werden (z. B. in einem einzigen Pressverfahren).
  • Beim Durchführen einer drahtlosen Übertragung kann Basisbandprozessor 32 über Basisbandpfad 34 Basisbandsignale an Transceiver 36 bereitstellen. Transceiver 36 kann Schaltungen zum Umwandeln der von Basisbandprozessor 32 empfangenen Basisbandsignale in entsprechende Hochfrequenzsignale einschließen. Zum Beispiel kann Transceiverschaltung 36 eine Mischer-Schaltung zum Aufwärtswandeln der Basisbandsignale in Hochfrequenzen vor der Übertragung über die Antenne 44 einschließen. Transceiverschaltung 36 kann auch Digital-Analog-Wandler (DAC)- und/oder Analog-Digital-Wandler (ADC)-Schaltungen zum Umwandeln von Signalen zwischen digitalen und analogen Domänen einschließen. Transceiver 36 kann die Hochfrequenzsignale über Antenne 44 über den Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 und das Frontendmodul 40 senden. Antenne 44 kann die Hochfrequenzsignale an externe drahtlose Geräte senden, indem die Hochfrequenzsignale in den freien Raum abgestrahlt werden.
  • Bei der Durchführung des drahtlosen Empfangs kann Antenne 44 Hochfrequenzsignale von den externen drahtlosen Geräten empfangen. Die empfangenen Hochfrequenzsignale können über den Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 und das Frontendmodul 40 an Transceiver 36 übermittelt werden. Transceiver 36 kann eine Schaltung zum Umwandeln der empfangenen Hochfrequenzsignale in entsprechende Basisbandsignale einschließen. Zum Beispiel kann Transceiver 36 eine Mischer-Schaltung zum Abwärtswandeln der empfangenen Hochfrequenzsignale in Basisbandfrequenzen vor dem Übertragen der Basisbandsignale an den Basisbandprozessor 32 über den Basisbandpfad 34 einschließen.
  • Frontendmodul (FEM) 40 kann eine Hochfrequenz-Frontend-Schaltung einschließen, die auf den Hochfrequenzsignalen betrieben wird, die über den Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 übertragen (gesendet und/oder empfangen) werden. FEM 40 kann zum Beispiel Frontendmodulkomponenten (FEM-Komponenten) wie Umschaltschaltungen (z. B. einen oder mehrere Hochfrequenzschalter), Hochfrequenzfilterschaltungen (z. B. Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Kerbfilter, Bandpassfilter, Multiplexschaltungen, Duplexerschaltungen, Diplexerschaltungen, Triplexerschaltungen usw.), Impedanzanpassungsschaltungen (z. B. eine Schaltung, die dazu beiträgt, die Impedanz der Antenne 44 an die Impedanz der Hochfrequenzübertragungsleitung 42 anzupassen), Antenneneinstellschaltungen (z. B. Netzwerke aus Kondensatoren, Widerständen, Induktoren und/oder Schaltern, die den Frequenzgang der Antenne 44 anpassen), Hochfrequenzverstärkerschaltungen (z. B. Leistungsverstärkerschaltungen und/oder rauscharme Verstärkerschaltungen), Hochfrequenzkopplerschaltungen, Ladungspumpenschaltungen, Leistungsverwaltungsschaltungen, digitale Steuer- und Schnittstellenschaltungen und/oder jede beliebige andere gewünschte Schaltung, die auf den Hochfrequenzsignalen betrieben wird, die von Antenne 44 gesendet und/oder empfangen werden, einschließen. Jede der Frontendmodulkomponenten kann an einem gemeinsamen (geteilten) Substrat, wie einem starren Leiterplattensubstrat oder einem flexiblen Leiterplattensubstrat, montiert sein.
  • Transceiver 36 kann von FEM 40 getrennt sein. Zum Beispiel kann Transceiver 36 auf einem anderen Substrat, wie der Hauptplatine der Vorrichtung 10, einer starren Leiterplatte oder einer flexiblen Leiterplatte, das nicht Teil von FEM 40 ist, gebildet sein. Obwohl die Steuerschaltung 14 in dem Beispiel von 1 der Übersichtlichkeit halber getrennt von der Drahtlos-Schaltung 30 gezeigt ist, kann die Drahtlos-Schaltung 30 eine Verarbeitungsschaltung, die einen Teil der Verarbeitungsschaltung 18 bildet, und/oder eine Speicherschaltung, die einen Teil der Speicherschaltung 16 der Steuerschaltung 14 bildet, einschließen (z. B. können Abschnitte der Steuerschaltung 14 auf der Drahtlos-Schaltung 30 implementiert sein). Beispielsweise können Basisbandprozessor 32 und/oder Abschnitte des Transceivers 36 (z. B. ein Hostprozessor auf Transceiver 36) einen Teil der Steuerschaltung 14 bilden. Steuerschaltung 14 (z. B. Abschnitte der Steuerschaltung 14, die auf dem Basisbandprozessor 32 gebildet sind, Abschnitte der Steuerschaltung 14, die auf dem Transceiver 36 gebildet sind, und/oder Abschnitte der Steuerschaltung 14, die von der Drahtlos-Schaltung 30 getrennt sind) können Steuersignale (z. B. über einen oder mehrere Steuerpfade in Vorrichtung 10), die den Betrieb von FEM 40 steuern, bereitstellen.
  • Transceiver 36 kann Transceiverschaltungen für drahtlose lokale Netzwerke, die WLAN-Kommunikationsbänder (z. B. Wi-Fi® (IEEE 802.11) oder andere WLAN-Kommunikationsbänder) wie ein 2,4 GHz-WLAN-Band (z. B. von 2400 bis 2480 MHz), ein 5 GHz-WLAN-Band (z. B. von 5180 bis 5825 MHz), ein Wi-Fi® 6E-Band (z. B. von 5925-7125 MHz) und/oder andere Wi-Fi®-Bänder (z. B. von 1875-5160 MHz) verarbeiten, Transceiverschaltungen für drahtlose persönliche Netzwerke, die das 2,4 GHz-Bluetooth®-Band oder andere WPAN-Kommunikationsbänder verarbeiten, Mobiltelefon-Transceiverschaltungen, die Mobilfunkbänder verarbeiten (z. B. Bänder von etwa 600 MHz bis etwa 5 GHz, 3G-Bänder, 4G-LTE-Bänder, Bänder im 5G-New Radio Frequenzbereich 1 (FR1) unter 10 GHz, Bänder im 5G New Radio Frequenzbereich 2 (FR2) zwischen 20 und 60 GHz usw.), Transceiverschaltungen für Nahfeldkommunikation (NFC), die Nahfeldkommunikationsbänder (z. B. bei 13,56 MHz) verarbeiten, Satellitennavigationsempfängerschaltungen, die Satellitennavigationsbänder (z. B. ein GPS-Band von 1565 bis 1610 MHz, ein Band des globalen Satellitennavigationssystems (GLONASS), ein Band des BeiDou-Navigationssatellitensystems usw.) verarbeiten, Transceiverschaltungen für Ultrabreitband (UWB), die Kommunikationen unter Verwendung des IEEE 802.15.4-Protokolls und/oder anderer Ultrabreitband-Kommunikationsprotokolle verarbeiten, und/oder jede beliebige andere gewünschte Hochfrequenz-Transceiverschaltung zum Abdecken beliebiger anderer gewünschter Kommunikationsbänder von Interesse einschließen. In beispielhaften Szenarien, in denen die Vorrichtung 10 NFC-Kommunikationsbänder verarbeitet, kann Vorrichtung 10 ein NFC-Tag bilden (z. B. ein passives oder aktives NFC-Tag mit einer intelligenten Leckage-Management-Engine, wie hierin beschrieben), kann ein NFC-Tag einschließen, das in eine größere Vorrichtung oder Struktur integriert ist, oder kann eine andere Art von Vorrichtung sein, die NFC-Kommunikationen verarbeitet. Kommunikationsbänder können hierin manchmal als Frequenzbänder oder einfach als „Bänder“ bezeichnet werden und können entsprechende Frequenzbereiche überspannen.
  • Drahtlos-Schaltung 30 kann eine oder mehrere Antennen, wie Antenne 44, einschließen. Antenne 44 kann unter Verwendung beliebiger gewünschter Antennenstrukturen gebildet werden. Zum Beispiel kann Antenne 44 eine Antenne mit einem Resonanzelement sein, das aus Schleifenantennenstrukturen, Patchantennenstrukturen, invertierten F-Antennenstrukturen, Schlitzantennenstrukturen, planaren invertierten F-Antennenstrukturen, Wendelantennenstrukturen, Monopolantennen, Dipolen, Hybriden dieser Gestaltungsformen usw. gebildet ist. Zwei oder mehr Antennen 44 können in einem oder mehreren phasengesteuerten Antennenarrays (z. B. zum Übertragen von Hochfrequenzsignalen bei Millimeterwellenfrequenzen) angeordnet sein. Parasitäre Elemente können in Antenne 44 eingeschlossen sein, um die Antennenleistung anzupassen. Antenne 44 kann mit einem leitfähigen Hohlraum versehen sein, der das Antennenresonanzelement der Antenne 44 unterstützt (z. B. kann Antenne 44 eine hohlraumgestützte Antenne wie eine hohlraumgestützte Schlitzantenne sein).
  • Filterschaltungen, Umschaltschaltungen, Impedanzanpassungsschaltungen und andere Schaltungen können in den Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 zwischengeschaltet, in FEM 40 integriert und/oder können in Antenne 44 integriert sein (z. B. um die Antennenabstimmung zu unterstützen, um den Betrieb in gewünschten Frequenzbändern zu unterstützen usw.). Diese Komponenten, die hierin manchmal als Antennenabstimmkomponenten bezeichnet werden, können eingestellt werden (z. B. unter Verwendung der Steuerschaltung 14), um den Frequenzgang und die drahtlose Leistung der Antenne 44 im Laufe der Zeit anzupassen.
  • Vorrichtung 10 kann eine Leistungsschaltung wie Stromversorgungssystem 22 (manchmal als Leistungssteuerschaltung bezeichnet) einschließen.
  • Stromversorgungssystem 22 kann einen Akku, wie den Akku 24, einschließen. Akku 24 der Vorrichtung 10 kann verwendet werden, um Vorrichtung 10 mit Leistung zu versorgen, wenn Vorrichtung 10 keine drahtgebundene oder drahtlose Leistung von einer anderen Quelle empfängt. In einigen Konfigurationen kann Vorrichtung 10 mit einem Zubehörteil verbundene Akkuleistung nutzen. Stromversorgungssystem 22 kann Vorrichtung 10 auch unter Verwendung von drahtgebundener oder drahtloser Leistung mit Strom versorgen.
  • Stromversorgungssystem 22 kann beim Empfangen drahtgebundener Leistung von einer externen Quelle (z. B. einem externen Ladegerät, einem Stromadapter oder einem Akkufach) verwendet werden und/oder kann eine Schaltung für den drahtlosen Leistungsempfang zum Empfangen von drahtlos übertragener Leistung von einer entsprechenden drahtlosen Leistungsübertragungsvorrichtung (z. B. einer drahtlosen Ladematte oder einem drahtlosen Ladestation) einschließen. Leistungsverwaltungsschaltung 26 in Stromversorgungssystem 22 kann beim Verwalten des Leistungsverbrauchs und der Leistungsverteilung innerhalb der Vorrichtung 10 verwendet werden. Zum Beispiel kann Leistungsverwaltungsschaltung 26 Leistung, die von der Vorrichtung 10 (z. B. drahtlos oder über eine drahtgebundene Verbindung) empfangen wurde, an die interne Schaltung in Vorrichtung 10 und/oder an Akku 24 (z. B. um Akku 24 aufzuladen) verteilen. Leistungsverwaltungsschaltung 26 kann auch beim Erzeugen einer oder mehrerer Stromversorgungsspannungen (z. B. Versorgungsgleichspannungen) verwendet werden, die verwendet werden, um die Komponenten der Vorrichtung 10 mit Strom zu versorgen.
  • Leistungsverwaltungsschaltung 26 kann zum Beispiel die Versorgungsgleichspannungen aus Ladung, die auf Akku 24 gespeichert ist, und/oder aus Leistung erzeugen, die von Vorrichtung 10 empfangen wurde oder wird (z. B. drahtlos oder über eine drahtgebundene Verbindung).
  • Stromversorgungssystem 22 (z. B. Leistungsverwaltungsschaltung 26 und/oder Akku 24) kann eine beliebige Anzahl von Versorgungsgleichspannungen (z. B. positive Versorgungsgleichspannungen, Masse- oder Referenzspannungen usw.) erzeugen. Ein Beispiel, in dem das Stromversorgungssystem 22 eine Versorgungsgleichspannung an den gemeinsamen Kollektoren (Vcc), eine Drain-Drain-Versorgungsgleichspannung (VDD) und eine Versorgungsgleichspannung mit Eingangs-/Ausgangsspannung (VIO) erzeugt, ist hierin manchmal beispielhaft beschrieben. Die Stromversorgungsspannung Vcc kann zum Beispiel eine Stromversorgungsspannung für Bipolartransistoren in Vorrichtung 10 sein. Die Stromversorgungsspannung VDD kann beispielsweise eine Stromversorgungsspannung für Feldeffekttransistoren (FETs) in Vorrichtung 10 sein. Die Stromversorgungsspannung VIO kann zum Beispiel eine Stromversorgungsspannung für die Eingangs-/Ausgangs-(Schnittstellen-)Schaltung der integrierten Schaltung (IC) in Vorrichtung 10 sein und kann hierin manchmal als Eingangs-/Ausgangs-(IO- )Stromversorgungsspannung VIO bezeichnet werden. Im Allgemeinen kann Stromversorgungssystem 22 beliebige andere gewünschte Stromversorgungsspannungen für Vorrichtung 10 erzeugen. Ein Beispiel, in dem das Stromversorgungssystem 22 die Stromversorgungsspannungen verwendet, um FEM 40 mit Strom zu versorgen, ist hierin beispielhaft beschrieben.
  • 2 ist ein Schaltplan, der zeigt, wie den FEM 40 auf Vorrichtung 10 Stromversorgungsspannungen Vcc und VDD bereitgestellt werden können. Wie in 3 gezeigt, kann Drahtlos-Schaltung 30 N FEM 40 einschließen (z. B. ein erstes FEM 40-1, ein zweites FEM 40-2, ein N-tes FEM 40-N usw.). Jedes FEM 40 kann entsprechende Stromversorgungseingangsports 48 aufweisen. Stromversorgungssystem 22 kann über Stromversorgungsleitungen 46 außerhalb der FEM 40 (z. B. eine erste Stromversorgungsleitung 46-1, eine zweite Stromversorgungsleitung 46-2 usw.) mit den Stromversorgungseingangsports 48 der FEM 40 gekoppelt sein. Jede Stromversorgungsleitung 46 kann eine kann eine entsprechende Stromversorgungsspannung für die FEM 40 übertragen.
  • Jedes FEM 40 kann Stromversorgungsspannung Vcc über einen jeweiligen Stromversorgungseingangsport 48 (z. B. einen Vcc-Stromversorgungseingangsport) empfangen, der mit der Stromversorgungsleitung 46-1 gekoppelt ist. In ähnlicher Weise kann jedes FEM 40 die Stromversorgungsspannung VDD über einen jeweiligen Stromversorgungseingangsport 48 (z. B. einen VDD-Stromversorgungseingangsport) empfangen, der mit der Stromversorgungsleitung 46-2 gekoppelt ist. Die Stromversorgungsspannungen VDD und/oder Vcc können aus Ladung erzeugt werden, die auf Akku 24 gespeichert ist. Leistungsverwaltungsschaltung 26 (1) wurde der Übersichtlichkeit halber in 2 weggelassen. Falls gewünscht, kann die Leistungsverwaltungsschaltung (z. B. ein Versorgungsregler in der Leistungsverwaltungsschaltung) jedoch zwischen Akku 24 und Stromversorgungsleitungen 46 gekoppelt sein. Die Leistungsverwaltungsschaltung kann eine oder beide der Stromversorgungsspannungen Vcc und VDD basierend auf der Ladung, die auf Akku 24 gespeichert ist, erzeugen. In einer geeigneten Anordnung, die hierin beispielhaft beschrieben ist, kann die Stromversorgungsleitung 46-1 die Stromversorgungsspannung Vcc von Akku 24 empfangen, während die Stromversorgungsleitung 46-2 die Stromversorgungsspannung VDD von der Leistungsverwaltungsschaltung empfängt. Die Stromversorgungsspannungen Vcc und VDD können verwendet werden, um die FEM-Komponenten auf den FEM 40 mit Strom zu versorgen.
  • Wenn Drahtlos-Schaltung 30 eingeschaltet ist (z. B., wenn Drahtlos-Schaltung 30 aktiv Hochfrequenzsignale sendet und/oder empfängt), sind im Allgemeinen alle Stromversorgungsspannungen, die durch das Stromversorgungssystem 22 erzeugt werden, verfügbar und werden den FEM 40 bereitgestellt. Wenn Drahtlos-Schaltung 30 ausgeschaltet ist (z. B., wenn Drahtlos-Schaltung 30 nicht aktiv Hochfrequenzsignale sendet oder empfängt, wie dann, wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich in einem Schlaf- oder Ruhebetriebsmodus befindet), ziehen die FEM 40 weiterhin Strom aus Akku 24. So wird beispielsweise die Versorgungsspannung Vcc weiterhin an die FEM 40 bereitgestellt, während die Versorgungsspannung VDD und andere Stromversorgungsspannungen nicht an die FEM 40 bereitgestellt werden. Das Fortsetzen des Bereitstellens der Stromversorgungsspannung Vcc, selbst wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich im Schlaf-/Ruhebetriebsmodus befindet, kann ermöglichen, dass einige der FEM-Komponenten auf den FEM 40 eingeschaltet bleiben, wodurch ermöglicht wird, dass die FEM-Komponenten weiterhin Hochfrequenzbetriebsanforderungen erfüllen (z. B. Startzeitanforderungen, Einschwingzeitanforderungen usw.). Darüber hinaus gibt es inhärente Siliziumleckagen, die zur kontinuierlichen Stromaufnahme durch die FEM 40 beitragen, auch wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich im Schlaf-/Ruhe-Betriebsmodus befindet. Wenn nicht sorgfältig vorgegangen wird, kann diese kontinuierliche Stromaufnahme Akku 24 unerwünscht entladen, die Akkulebensdauer des Akku 24 verkürzen und/oder zu einer verkürzten Haltbarkeit der Vorrichtung 10 führen.
  • Um diese Wirkungen abzuschwächen, sind in einigen Szenarien ein oder mehrere Lastschalter außerhalb der FEM 40 auf der Stromversorgungsleitung 46-1 zwischengeschaltet. Solche Lastschalter sind nicht als Teil der FEM 40 ausgebildet (z. B. befinden sich die Lastschalter außerhalb der FEM 40 und können daher hierin manchmal als externe Lastschalter bezeichnet werden). Der/die externe(n) Lastschalter trennt/trennen den Akku 24 von den FEM 40, wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich im Ruhe-/Schlafbetriebsmodus befindet. Dies kann dazu dienen, die Strommenge zu reduzieren, die von den FEM 40 gezogen wird, wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich im Ruhe-/Schlafbetriebsmodus befindet, wodurch der Akkuverbrauch verringert, die Akkulebensdauer verlängert und die Haltbarkeit der Vorrichtung 10 erhöht wird.
  • In einer Anordnung kann zum Beispiel Stromversorgungssystem 22 einen einzelnen externen Lastschalter einschließen, der auf Stromversorgungsleitung 46-1 zwischengeschaltet ist. In einer anderen Anordnung kann Stromversorgungssystem 22 N externe Lastschalter einschließen, die auf der Stromversorgungsleitung 46-1 zwischengeschaltet sind. Der Zustand der externen Lastschalter kann beispielsweise durch die Stromversorgungsspannung VDD gesteuert werden. Wenn Drahtlos-Schaltung 30 eingeschaltet ist, kann die Stromversorgungsspannung VDD hoch sein, was den/die Lastschalter einschaltet (z. B. schließt), um zu ermöglichen, dass die Stromversorgungsspannung Vcc an die FEM 40 bereitgestellt wird. Wenn Drahtlos-Schaltung 30 ausgeschaltet ist, kann die Stromversorgungsspannung VDD niedrig sein, was den/die Lastschalter ausschaltet (z. B. öffnet), um die FEM 40 von der Stromversorgungsspannung Vcc zu trennen.
  • Die externen Lastschalter können dazu dienen, die Strommenge zu reduzieren, die von den FEM 40 aufgenommen wird, wenn Vorrichtung 10 ausgeschaltet ist oder sich im Ruhe-/Schlafmodus befindet. Externe Lastschalter beanspruchen jedoch übermäßig viel Platz in der Vorrichtung 10, können die Komplexität des Routings des Stromversorgungssystems 22 und/oder der Drahtlos-Schaltung 30 unerwünscht erhöhen und die Herstellungskosten der Vorrichtung 10 unerwünscht steigern. Es wäre daher wünschenswert, der Vorrichtung 10 die Fähigkeit zu verleihen, den Leckstrom aus Akku 24 abzuschwächen, ohne externe Lastschalter zu verwenden.
  • Um Leckstrom aus Akku 24 abzuschwächen, ohne externe Lastschalter zu verwenden, kann jedes FEM 40 eine jeweilige Leckstrom-Management-Engine (hierin manchmal auch als eine intelligente Leckage-Management-Engine bezeichnet) einschließen. Die intelligente Leckage-Management-Engine kann einige oder alle FEM 40 selektiv ausschalten. Zum Beispiel kann, wie in 2 gezeigt, jedes FEM 40 FEM-Komponenten 56 einschließen, die jeweils unter Verwendung einer entsprechenden Leitung 54 am FEM 40 (z. B. einer Stromversorgungsleitung für die FEM-Komponente, einer Freigabeleitung für die FEM-Komponente usw.) mit Strom versorgt werden. Umschaltschaltungen wie Schalter 50 (z. B. ein Transistor wie ein Feldeffekttransistor (FET) usw.) können auf Leitung 54 zwischengeschaltet sein. Schalter 50 kann einen Steueranschluss 52 (z. B. einen Gate-Anschluss) aufweisen, der Steuersignale von der intelligenten Leckage-Management-Engine empfängt. Die intelligente Leckage-Management-Engine kann jede FEM-Komponente 56 selektiv ausschalten (deaktivieren) oder einschalten (aktivieren), indem sie den Zustand eines entsprechenden Schalters 50 steuert (z. B. indem sie Schalter 50 Steuersignale am Steueranschluss 52 bereitstellt). Die intelligente Leckage-Management-Engine kann die FEM-Komponente 56 durch Steuern des Schalters 50 (z. B. unter Verwendung von Steuersignalen am Steueranschluss 52) deaktivieren, um einen offenen Stromkreis auf Leitung 54 (z. B. über Schalter 50) zu bilden oder durch Steuern von Schalter 50, um eine sehr hohe Impedanz oder eine sehr niedrige Transkonduktanz gm über Schalter 50 zu bilden (z. B. eine Impedanz, die einen Schwellenimpedanzwert überschreitet, oder eine Transkonduktanz, die kleiner als ein Schwellentranskonduktanzwert ist). Mit anderen Worten kann es hierin so bezeichnet werden, dass die intelligente Leckage-Management-Engine eine gegebenen FEM-Komponente 56 „Ausschaltet“, wenn die intelligente Leckage-Management-Engine einen entsprechenden Schalter 50 auf FEM 40 so steuert, dass ein offener Stromkreis, eine sehr hohe Impedanz oder eine sehr niedrige Impedanz (z. B. an der Stromversorgungsleitung oder der Freigabeleitung für diese FEM-Komponente 56) gebildet wird. Wenn Schalter 50 einen geschlossenen Stromkreis, eine niedrige Impedanz (z. B. eine Impedanz, die unter einem Schwellenimpedanzwert liegt) oder eine hohe Transkonduktanz (z. B. eine Transkonduktanz, die über einem Schwellentranskonduktanzwert liegt) bildet, kann die entsprechende FEM-Komponente 56 hierin manchmal als „eingeschaltet“ bezeichnet werden.
  • 3 ist eine seitliche Querschnittsansicht des FEM 40. Wie in 3 gezeigt, kann FEM 40 ein FEM-Substrat wie Substrat 57 (hierin manchmal als Modulsubstrat 57 bezeichnet) einschließen. Substrat 57 kann eine starre Leiterplatte, eine flexible Leiterplatte oder ein beliebiges anderes gewünschtes Modulsubstrat sein. FEM-Komponenten 56 (hierin manchmal als Frontend-Komponenten 56 oder Komponenten 56 bezeichnet) können auf einer oder mehreren Oberflächen des Substrats 57 montiert sein. In dem Beispiel von 3 ist jede FEM-Komponente 56 in FEM 40 auf derselben Oberfläche von FEM 40 montiert. Dies ist lediglich veranschaulichend, und falls gewünscht, können eine oder mehrere FEM-Komponenten 56 auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 57 montiert sein.
  • FEM-Komponenten 56 können zum Beispiel Umschaltschaltungen, Hochfrequenzfilterschaltungen, Impedanzanpassungsschaltungen, Antennenabstimmschaltungen, Hochfrequenzverstärkerschaltungen, Hochfrequenzkopplerschaltungen, Ladungspumpenschaltungen, Leistungsverwaltungsschaltungen, digitale Steuer- und Schnittstellenschaltungen, eine Leckage-Management-Engine (z. B. eine Leckage-Management-Engine, die als Teil einer digitalen Steuer- und Schnittstellenschaltung gebildet ist) und/oder jede beliebige andere gewünschte Schaltung zum Durchführen von Abläufen an den Hochfrequenzsignalen, die von Antenne 44 (1) gesendet und/oder empfangen werden, einschließen. Falls gewünscht, können eine oder mehrere (z. B. jede) der FEM-Komponenten 56 Schaltungen einschließen, die auf einem jeweiligen Die (Chip) einer integrierten Schaltung (IC - integrated circuit) ausgebildet sind. Die FEM-Komponenten 56 können über leitfähige Verbindungsstrukturen 58 (z. B. Lötkugeln, eine Kugelgitteranordnung (BGA - Ball Grid Array), leitfähigen Klebstoff, Schweißnähte, leitfähige Federn, leitfähige Stifte usw.) mit Leiterbahnen (z. B. Kontaktpads) auf Substrat 57 gekoppelt sein. FEM 40 kann ein Multi-Chip-Package mit mehreren verschiedenen IC-Dies sein, die auf demselben Substrat 57 montiert sind, kann als monolithischer Die (z. B. unter Verwendung von komplementären Metall-Oxid-Halbleitern (CMOS), Silicium-Germanium (SiGe) oder anderen IC-Prozessen) hergestellt sein und in einer beliebigen gewünschten Anzahl von IC-Gehäusen verpackt sein, die für die Montage auf einer Leiterplatte (PCB) geeignet sind (z. B. unter Verwendung einer BGA-Technologie, einer Quad-Flat-No-Leads-Technologie (QFN-Technologie), einer Dual-Flat-No-Leads-Technologie (DFN-Technologie) usw.), kann unter Verwendung eines einzelnen IC oder Chips usw. gebildet werden.
  • Falls gewünscht, können eine oder mehrere (z. B. alle) FEM-Komponenten 56 in eine Umspritzungsstruktur eingebettet sein, wie beispielsweise eine Umspritzung 61 (z. B. eine Kunststoffumspritzung). Eine oder mehrere elektromagnetische Abschirmkomponenten, wie Abschirmung 59 (z. B. eine leitfähige oder Ferrit-Abschirmstruktur), können über einer oder mehreren (z. B. allen) FEM-Komponenten 56 bereitgestellt werden. Falls gewünscht, können mehrere verschiedene Abschirmungen über verschiedenen Teilgruppen der FEM-Komponenten 56 in FEM 40 bereitgestellt werden.
  • FEM 40 kann auch Eingangs/Ausgangs-Ports (IO-Ports) auf Substrat 57 einschließen. Zum Beispiel kann, wie in 3 gezeigt, FEM 40 Stromversorgungseingangsports 48, einen oder mehrere serielle Kommunikationsports 60, einen oder mehrere Steuerports 62 und/oder einen oder mehrere Hochfrequenzports (HF-Ports) 64 einschließen. Ports 60, 62, 64 und 48 können leitfähige Kontaktpads, Leiterbahnen, Lötkugeln, Schweißnähte, leitfähige Federn, leitfähigen Klebstoff, leitfähige Stifte und/oder beliebige andere gewünschte leitfähige Verbindungsstrukturen auf einer oder mehreren Oberflächen des Substrats 57 einschließen. Ports 60, 62, 64 und 48 müssen sich nicht auf der gleichen Oberfläche des Substrats 57 befinden wie die FEM-Komponenten 56.
  • 4 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die FEM in der Drahtlos-Schaltung 30 Leckstrom-Management-Engines zum Abschwächen von Leckstrom aus Akku 24 (z. B. ohne die Verwendung externer Lastschalter) einschließen können. Das in 4 gezeigte FEM 40 kann verwendet werden, um einen, mehr als einen oder alle der N FEM 40 in der Drahtlos-Schaltung 30 zu bilden.
  • Wie in 4 gezeigt, kann FEM 40 M Stromversorgungseingangsports 48 (z. B. einen ersten Stromversorgungseingangsport 48-1, einen zweiten Stromversorgungseingangsport 48-2, einen M-ten Stromversorgungseingangsport 48-M) einschließen. Jeder Stromversorgungseingangsport 48 kann mit einer jeweiligen von M Stromversorgungsleitungen 46 gekoppelt sein (z. B. eine erste Stromversorgungsleitung 46-1, die mit dem Stromversorgungseingangsport 48-1 gekoppelt ist, eine zweite Stromversorgungsleitung 46-2, die mit dem Stromversorgungseingangsport 48-2 gekoppelt ist, eine M-te Stromversorgungsleitung 46-M, die mit dem Stromversorgungseingangsport 48-M gekoppelt ist usw.). Jede Stromversorgungsleitung 46 kann eine jeweilige Stromversorgungsspannung von der Leistungsverwaltungsschaltung 26 und/oder dem Akku 24 (1) übertragen. In dem Beispiel von 4 empfängt FEM 40 Stromversorgungsspannung Vcc über Stromversorgungsleitung 46-1 und Stromversorgungseingangsport 48-1, empfängt Stromversorgungsspannung VDD über Stromversorgungsleitung 46-2 und Stromversorgungseingangsport 48-2 und empfängt IO-Stromversorgungsspannung VIO über Stromversorgungsleitung 46-3. Falls gewünscht, kann FEM 40 zusätzliche Stromversorgungsspannungen über zusätzliche Stromversorgungsleitungen 46 und Stromversorgungseingangsports 48 empfangen.
  • FEM 40 kann FEM-Komponenten einschließen (z. B. FEM-Komponenten 56 von 3). Die FEM-Komponenten 56 auf FEM 40 können beispielsweise digitale Steuerschaltungen wie die digitale Steuerung 68, Leistungsverwaltungsschaltungen wie die Leistungsverwaltungseinheit (PMU) 78, Analogschaltungen 80, Ladungspumpenschaltungen wie eine oder mehrere Ladungspumpen 82, Hochfrequenzschaltschaltungen wie einen oder mehrere Hochfrequenzschalter 72, Hochfrequenzkopplerschaltungen wie einen oder mehrere Hochfrequenzkoppler 84, Hochfrequenzfilterschaltungen wie einen oder mehrere Hochfrequenzfilter 74, Leistungsverstärkerschaltungen (PA-Schaltungen) wie einen oder mehrere Leistungsverstärker 86, rauscharme Verstärkerschaltungen (LNA-Schaltungen) wie einen oder mehrere rauscharme Verstärker 76 und andere Blöcke 88 einschließen. Jede dieser Komponenten kann auf jeweiligen integrierten Schaltungschips gebildet sein (z. B. kann jede dieser Komponenten eine jeweilige der in 3 gezeigten FEM-Komponenten 56 bilden), zwei oder mehr dieser Komponenten können auf demselben integrierten Schaltungschip gebildet sein (z. B. können zwei oder mehr dieser Komponenten auf derselben in 3 gezeigten FEM-Komponente 56 gebildet sein) und/oder eine oder mehrere dieser Komponenten können über mehrere integrierte Schaltungschips verteilt sein (z. B. können eine oder mehrere dieser Komponenten auf verschiedenen der in 3 gezeigten FEM-Komponenten 56 gebildet sein), die auf dem Substrat 57 (3) montiert sind. Eine oder mehrere dieser Komponenten können aus Schaltungen bestehen, die kein Teil einer integrierten Schaltung sind (z. B. können eine oder mehrere dieser Komponenten Oberflächenmontage-Komponenten (SMT-Komponenten), die an Substrat 57 montiert sind, Komponenten, die in Substrat 57 eingebettet sind, Leiterbahnen auf oder in Substrat 57 und/oder andere Schaltungen, die an oder in Substrat 57 montiert sind, einschließen). In einer geeigneten Anordnung, die hierin als ein Beispiel beschrieben ist, kann mindestens die digitale Steuerung 68 aus einer dedizierten integrierten Schaltung gebildet werden (z. B. kann eine bestimmte der in 3 gezeigten FEM-Komponenten 56 eine integrierte Steuerschaltung sein, welche die digitale Steuerung 68 einschließt), während die anderen Komponenten auf FEM 40 auf anderen integrierten Schaltungen und/oder auf Substrat 57 (z. B. außerhalb der integrierten Steuerungsschaltung) ausgebildet sind.
  • Wie in 4 gezeigt, kann jede der FEM-Komponenten auf FEM 40 mit den Signalpfaden 66 gekoppelt sein. Signalpfade 66 (hierin manchmal als Intra-FEM-Signalpfade bezeichnet) können einen Kommunikationsbus, Datenpfade, Steuersignalpfade, Stromversorgungsleitungen, Hochfrequenzübertragungsleitungen und/oder beliebige andere gewünschte Pfade zum Übertragen von Signalen und/oder Leistung zwischen den FEM-Komponenten auf FEM 40 und/oder externen Komponenten über die Eingangs-Ausgangs-Ports von FEM 40 einschließen. Zusätzlich zu den Stromversorgungseingangsports 48 kann FEM 40 zusätzliche Eingangs-Ausgangsports einschließen, wie einen oder mehrere serielle Kommunikationsports 60, einen oder mehrere Steuerports 62 und/oder einen oder mehrere Hochfrequenzports (HF-Ports) 64.
  • Serielle Kommunikationsports 60 können mit einem oder mehreren seriellen Schnittstellenpfaden 90 gekoppelt sein. Die seriellen Kommunikationsports 60 und die seriellen Schnittstellenpfade 90 können beispielsweise serielle Schnittstellen bilden, wie MIPI-RFFE-Schnittstellen (Mobile Industry Processor Interface), UART-Schnittstellen (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), SPMI-Schnittstellen (System Power Management Interfaces) oder 12C-Schnittstellen (Inter-Integrated Circuit). Steuerports 62 können zum Beispiel Eingangs-Ausgangs-Kommunikationsports sein, wie GPIO-Kommunikationsports (General Purpose Input-Output). Steuerports 62 können mit einer oder mehreren IO-Pfaden 92 gekoppelt sein.
  • HF-Ports 64 können mit einem oder mehreren Hochfrequenzsignalpfaden 94 gekoppelt sein. Hochfrequenzsignalpfade 94 können zum Beispiel eine oder mehrere Übertragungsleitungen im Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 von 1 einschließen. Beispielsweise können HF-Ports 64 einen ersten HF-Port, der über eine erste Übertragungsleitung im Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 mit Transceiver 36 gekoppelt ist, und einen zweiten HF-Port, der über eine zweite Übertragungsleitung im Hochfrequenzübertragungsleitungspfad 42 mit Antenne 44 gekoppelt ist, einschließen. Der erste HF-Port kann Hochfrequenzsignale vom Transceiver 36 zur Übertragung durch Antenne 44 empfangen. Der zweite HF-Port kann verwendet werden, um diese Hochfrequenzsignale an Antenne 44 zu übertragen. Zusätzlich kann der zweite HF-Port Hochfrequenzsignale empfangen, die von Antenne 44 empfangen wurden. Der erste HF-Port kann diese Hochfrequenzsignale an Transceiver 36 übertragen. Eine oder mehrere der FEM-Komponenten auf FEM 40 können diese Hochfrequenzsignale vor der Übertragung durch Antenne 44 und/oder nach dem Empfang durch Antenne 44 verarbeiten. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. HF-Ports 64 können eine beliebige Anzahl von HF-Ports zum Koppeln von FEM 40 mit einer beliebigen Anzahl von Transceivern und Antennen einschließen.
  • FEM 40 kann Steuersignale von einem Hostprozessor empfangen. Der Hostprozessor kann eine Steuerschaltung auf Transceiver 36 (1), eine Steuerschaltung auf Basisbandprozessor 32 und/oder Steuerschaltung 14 (z. B. einen Anwendungsprozessor, der auf Steuerschaltung 14 läuft) einschließen. FEM 40 kann die Steuersignale vom Hostprozessor über Steuerports 62 und/oder serielle Kommunikationsports 60 empfangen (z. B. können die Steuersignale über einen GPIO-Port, eine MIPI-RFFE-Schnittstelle, eine UART-Schnittstelle, eine SPMI-Schnittstelle und/oder eine I2C-Schnittstelle von FEM 40 empfangen werden). Die Steuersignale (z. B. Steuerbefehle oder Anweisungen, die durch die Steuersignale übermittelt werden) können den Betrieb einer oder mehrerer der FEM-Komponenten auf FEM 40 (z. B. beim Betrieb mit den über die HF-Ports 64 übermittelten Hochfrequenzsignalen) steuern. Die von FEM 40 empfangenen Steuerbefehle können die digitale Steuerung 68 und FEM 40 dazu steuern, beispielsweise geplante Ereignisse, direkte Energiesparvorgänge (z. B. die Steuerbefehle können direkte Energiesparbefehle einschließen), Wärmemanagmentvorgänge usw. durchzuführen. Falls gewünscht, kann FEM 40 auch Steuersignale über die Ports 62 und/oder 60 an den Hostprozessor übertragen. Diese Steuersignale können verwendet werden, um zum Beispiel den aktuellen Betriebsmodus von FEM 40 und/oder den Zustand einer oder mehrerer der FEM-Komponenten auf FEM 40 an den Hostprozessor zu melden. Mit anderen Worten können serielle Kommunikationsports 60 und/oder Steuerports 62 einen Teil einer bidirektionalen Schnittstelle zwischen FEM 40 und dem Hostprozessor bilden.
  • PMU 78 auf FEM 40 kann Schaltungen zum Verwalten der Verteilung von Strom (z. B. eine oder mehrere der Stromversorgungsspannungen, die über Stromversorgungseingangsports 48 empfangen werden) an andere FEM-Komponenten auf FEM 40 einschließen. Eine oder mehrere der FEM-Komponenten können, falls gewünscht, durch Stromversorgungsspannungen gespeist werden, die von PMU 78 (z. B. über Stromversorgungsleitungen in Signalpfaden 66) empfangen werden. Falls gewünscht, kann PMU 78 aus einer dedizierten integrierten Leistungsverwaltungsschaltung in FEM 40 gebildet werden. PMU 78 kann zum Beispiel Reglerschaltungen wie einen Low-Dropout-Regler (LDO-Regler) einschließen, der anderen FEM-Komponenten auf FEM 40 eine oder mehrere Stromversorgungsspannungen bereitstellt. Ladungspumpen 82 können eine DC-DC-Umwandlung (z. B. unter Verwendung von Kondensatoren und/oder anderen Ladungsspeicherelementen) für FEM 40 (z. B. an einer oder mehreren der Stromversorgungsspannungen für FEM 40) durchführen.
  • FEM-Komponenten auf FEM 40, wie Hochfrequenzschalter 72, Hochfrequenzfilter 74, rauscharme Verstärker 76, Leistungsverstärker 86 und Hochfrequenzkoppler 84, können auf den Hochfrequenzsignalen betrieben werden (z. B. im Hochfrequenzbereich), die von FEM 40 empfangen werden. Hochfrequenzfilter 74 können zum Beispiel Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Bandpassfilter, Kerbfilter, Diplexerschaltungen, Duplexerschaltungen, Triplexerschaltungen und/oder beliebige andere gewünschte Filter, die Hochfrequenzsignale filtern, einschließen. Hochfrequenzschalter 72 können verwendet werden, um die Hochfrequenzsignale innerhalb von FEM 40 und/oder zwischen unterschiedlichen Transceivern 36 und/oder Antennen 44 zu leiten (1). Hochfrequenzkoppler 84 können verwendet werden, um gesendete, empfangene und/oder reflektierte Hochfrequenzsignale zu messen (z. B. um Impedanzmessungen wie Hochfrequenzstreuungsparameterinformationen von den Antennen zu sammeln) und/oder können verwendet werden, um Teile der Hochfrequenzsignale, die über HF-Ports 64 übertragen werden, außerhalb des Sende-/Empfangspfads der Drahtlos-Schaltung 30 zu leiten. Leistungsverstärker 86 können verwendet werden, um die Hochfrequenzsignale zu verstärken, die über Antenne 44 gesendet werden sollen. Rauscharme Verstärker 76 können verwendet werden, um die Hochfrequenzsignale zu verstärken, die von Antenne 44 empfangen werden.
  • FEM 40 kann analoge Schaltungen 80 einschließen, die zum Beispiel Erfassungsschaltungen (z. B. Temperaturerfassungsschaltungen, Spannungserfassungsschaltungen, Stromerfassungsschaltungen usw.), Impedanzanpassungsschaltungen, Antennenabstimmschaltungen (z. B. Netzwerke aus Kondensatoren, Widerständen und/oder Induktoren), Vorspannungsschaltungen und/oder beliebige andere gewünschte analoge Schaltungen für FEM 40 einschließen. Das Beispiel von 4 dient lediglich der Veranschaulichung und im Allgemeinen kann FEM 40 beliebige gewünschte FEM-Komponenten einschließen, die auf den über HF-Ports 64 übertragenen Hochfrequenzsignalen betrieben werden oder deren Betrieb unterstützen (siehe z. B. andere Blöcke 88).
  • Die digitale Steuerung 68 kann eine digitale Steuer- und Schnittstellenschaltung für FEM 40 einschließen. Die digitale Steuerung 68 kann eine Steuerschaltung (z. B. digitale Logik) einschließen, die den Betrieb der FEM-Komponenten auf FEM 40 steuert. Die digitale Steuerung 68 kann zum Beispiel Steuerbefehle vom Hostprozessor empfangen (hierin manchmal als Hostbefehle bezeichnet), welche die digitale Steuerung 68 anweisen, verschiedene FEM-Komponenten ein- oder auszuschalten, und/oder welche die digitale Steuerung 68 anweisen, den Betrieb der FEM-Komponenten im Laufe der Zeit anderweitig anzupassen. Die digitale Steuerung 68 kann die FEM-Komponenten steuern, indem sie den FEM-Komponenten Steuersignale über die Signalpfade 66 bereitstellt.
  • FEM 40 kann eine Leckage-Management-Schaltung einschließen, die Leckstrom aus Akku 24 ohne die Verwendung externer Lastschalter abschwächt. Zum Beispiel kann, wie in 4 gezeigt, FEM 40 eine Leckage-Management-Engine wie Leckage-Management-Engine 70 (hierin manchmal als intelligente Leckage-Management-Engine (SLME) 70 bezeichnet) einschließen. In einer geeigneten Anordnung, die hierin beispielhaft beschrieben ist, kann SLME 70 innerhalb der digitalen Steuerung 68 integriert sein (z. B. kann SLME 70 sich auf der integrierten Steuerschaltung befinden, die verwendet wird, um die digitale Steuerung 68 zu bilden). SLME 70 kann zum Beispiel aus Hardware-Logik auf der digitalen Steuerung 68 gebildet sein (z. B. digitale Logikgatter, eine oder mehrere programmierbare Logikvorrichtungen (PLDs), eine oder mehrere Zustandsmaschinen usw.). Die Hardware-Logik in SLME 70 kann auf eine Weise angeordnet und gesteuert werden, welche die SLME 70 so konfiguriert, dass sie die hierin beschriebenen Leckage-Management-Vorgänge durchführt. Das Beispiel in 4 dient lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen kann SLME 70 an jeder beliebigen Stelle auf FEM 40 gebildet sein.
  • SLME 70 kann den Betriebsmodus von FEM 40, Steuerbefehle, die über die Ports 60 und/oder 62 empfangen werden, den Betriebszustand einer oder mehrerer (z. B. aller) der FEM-Komponenten auf FEM 40 (z. B. über Signalpfade 66) und/oder eine oder mehrere (z. B. alle) der Stromversorgungsspannungen, die von FEM 40 empfangen werden, überwachen/verfolgen. SLME 70 kann verschiedene FEM-Komponenten auf FEM 40 basierend auf dem aktuellen Betriebsmodus von FEM 40, die über die Ports 60 und/oder 62 empfangenen Steuerbefehle, den Betriebszustand einer oder mehrerer der FEM-Komponenten auf FEM 40, eine oder mehrere der von FEM 40 empfangenen Stromversorgungsspannungen und/oder den nächstmöglichen Betriebsmodus von FEM 40 selektiv deaktivieren (ausschalten). SLME 70 kann die FEM-Komponenten selektiv deaktivieren (ausschalten) und selektiv aktivieren (einschalten), indem entsprechende Steuersignale über die Signalpfade 66 an die FEM-Komponenten und/oder an die Umschaltschaltung auf FEM 40 (z. B. Schalter 50 von 2) bereitgestellt werden. Beispielsweise kann SLME 70 eine oder mehrere der FEM-Komponenten deaktivieren, indem sie die Stromversorgungsspannung Vcc von diesen FEM-Komponenten trennt (entkoppelt) oder anderweitig Leckstromquellen basierend auf dem aktuellen Zustand einer oder mehrerer der anderen Stromversorgungsspannungen, die von FEM 40 empfangen werden, deaktiviert (z. B., wenn die Stromversorgungsspannung VDD auf einem logischen Low-Pegel empfangen wird oder anderweitig für FEM 40 nicht verfügbar ist).
  • Falls gewünscht, können eine oder mehrere der FEM-Komponenten auf FEM 40 aktiviert (eingeschaltet) bleiben, während andere FEM-Komponenten ausgeschaltet werden (im Gegensatz zu Szenarien, in denen externe Lastschalter verwendet werden, bei denen alle FEM-Komponenten in dem FEM auf einmal ausgeschaltet werden). Das Deaktivieren von FEM-Komponenten (z. B., wenn die Stromversorgungsspannung VDD niedrig ist) kann den Gesamtleckstrom verringern, der von FEM 40 erzeugt wird, wenn Hochfrequenzsignale nicht aktiv gesendet oder empfangen werden. Dies kann dazu dienen, den Akkuverbrauch zu verringern, die Akkulebensdauer zu verlängern und/oder die Haltbarkeit der Vorrichtung 10 zu erhöhen, ohne dass der Platzbedarf oder die Kosten für externe Lastschalter anfallen.
  • 5 ist ein Flussdiagramm veranschaulichender Schritte, die durch SLME 70 beim Steuern von FEM 40 durchgeführt werden können, um Leckstrom abzuschwächen. SLME 70 und FEM 40 können in einer Reihe von verschiedenen Betriebsmodi (hierin manchmal als Betriebszustände, FEM-Betriebszustände oder FEM-Betriebsmodi bezeichnet) betrieben werden. Zum Beispiel können SLME 70 und FEM 40 in mindestens einem Vollleistungsmodus, einem autonomen Modus, einem Nullverlustmodus und einem Niedrigleistungsmodus betrieben werden. SLME 70 und FEM 40 können zwischen verschiedenen Betriebsmodi wechseln, wenn bestimmte Auslösebedingungen erfüllt sind. Verschiedene Sätze von FEM-Komponenten auf FEM 40 können in jedem der Betriebsmodi aktiv (eingeschaltet) oder inaktiv (ausgeschaltet) sein. Jeder Betriebsmodus kann auch unterschiedliche Anforderungen an die Stromversorgung aufweisen.
  • In Schritt 98 kann SLME 70 den aktuellen Betriebsmodus von FEM 40 ermitteln (z. B. durch Abfragen anderer Logik an der digitalen Steuerung 68). Die digitale Steuerung 68 und SLME 70 können den aktuellen Betriebsmodus von FEM 40 im Zeitablauf verfolgen.
  • In Schritt 100 kann SLME 70 den Zustand einer oder mehrerer der FEM-Komponenten auf FEM 40 überwachen (z. B. kann SLME 70 a priori Kenntnis über den Zustand jeder der FEM-Komponenten haben und/oder Signale über die Signalpfade 66 von 4 empfangen, welche die Zustände der FEM-Komponenten identifizieren), kann Steuerbefehle überwachen, die FEM 40 vom Hostprozessor über die Steuerports 62 und/oder die seriellen Kommunikationsports 60 empfängt, und/oder kann eine oder mehrere der Stromversorgungsspannungen überwachen, die an den Stromversorgungseingangsports 48 empfangen werden. SLME 70 kann zum Beispiel eine Spannungserfassungshardwarelogik (Schaltung) einschließen, die den Spannungspegel einer oder mehrerer der Stromversorgungsspannungen erfasst (identifiziert), die an den Stromversorgungseingangsports 48 empfangen werden.
  • In Schritt 102 kann SLME 70 basierend auf dem überwachten Zustand der FEM-Komponenten auf FEM 40, den von FEM 40 empfangenen Steuerbefehlen und/oder der/den an den Stromversorgungseingangsports 48 empfangenen Stromversorgungsspannung(en) bestimmen, ob eine Auslösebedingung erfüllt ist. In einer geeigneten Anordnung, die hierin manchmal als Beispiel beschrieben wird, kann die Auslösebedingung abhängig von dem aktuellen Betriebsmodus von SLME 70 und FEM 40 variieren (z. B. können basierend auf dem im Verarbeitungsschritt 98 ermittelten aktuellen Betriebsmodus unterschiedliche Auslösebedingungen angewendet werden). Die Auslösebedingung kann zum Beispiel eine Änderung einer oder mehrerer der empfangenen Stromversorgungsspannungen (z. B. Stromversorgungsspannung VDD oder IO-Stromversorgungsspannung VIO) von einem logischen High-Pegel zu einem logischen Low-Pegel oder von einem logischen Low-Pegel zu einem logischen High-Pegel sein. Als weiteres Beispiel kann die Auslösebedingung der Empfang eines Steuerbefehls vom Hostprozessor sein, der die digitale Steuerung 68 anweist, den Betriebsmodus von FEM 40 zu ändern.
  • Ist eine Auslösebedingung nicht erfüllt, kann die Verarbeitung zu Schritt 100 zurückkehren, wie durch Pfeil 104 gezeigt. SLME 70 kann die Bedingungen von FEM 40 im aktuellen Betriebsmodus weiter überwachen, bis eine Auslösebedingung erfüllt ist. Ist eine Auslösebedingung erfüllt, kann die Verarbeitung zu Schritt 108 übergehen, wie durch Pfeil 106 gezeigt.
  • In Schritt 108 kann SLME 70 den aktuellen Betriebsmodus basierend auf dem aktuellen Betriebsmodus, dem überwachten Zustand der FEM-Komponenten auf FEM 40, den von FEM 40 empfangenen Steuerbefehlen und/oder der/den an den Stromversorgungseingangsports 48 empfangenen Stromversorgungsspannung(en) aktualisieren. Beim Aktualisieren des aktuellen Betriebsmodus kann SLME 70 eine oder mehrere der FEM-Komponenten auf FEM 40 selektiv deaktivieren (ausschalten) oder aktivieren (einschalten) (Schritt 110). Beispielsweise kann SLME 70 eine Umschaltschaltung einschließen, die verwendet wird, um verschiedene FEM-Komponenten selektiv auszuschalten oder einzuschalten (z. B. können die Schalter 50 aus 2 auf SLME 70 ausgebildet sein, falls gewünscht). Zusätzlich oder alternativ kann SLME 70 Steuersignale an die Umschaltschaltung auf den FEM-Komponenten und/oder an die Umschaltschaltung auf der Stromversorgung oder den Freigabeleitungen für die FEM-Komponenten bereitstellen (siehe z. B. Schalter 50 auf den Leitungen 54 von 2), die diese FEM-Komponenten selektiv ein- oder ausschalten. Falls gewünscht, kann der Rest von FEM 40 (z. B. mindestens einige der FEM-Komponenten auf FEM 40) eingeschaltet bleiben, während der Satz von FEM-Komponenten, der durch SLME 70 ausgeschaltet wurde, deaktiviert bleibt. Die Verarbeitung kann dann zu Schritt 100 zurückkehren, wie durch Pfeil 112 gezeigt, und SLME 70 kann fortfahren, die Bedingungen von FEM 40 im aktuellen Betriebsmodus zu überwachen, bis eine Auslösebedingung erfüllt ist.
  • 6 zeigt ein Zustandsdiagramm 114 veranschaulichender Betriebsmodi (Zustände) für SLME 70 und FEM 40. Wie in 6 gezeigt, können SLME 70 und FEM 40 mindestens vier Betriebsmodi aufweisen, wie den Vollleistungsmodus 116, den autonomen Modus 118, den Nullverlustmodus 120 und den Niedrigleistungsmodus 122.
  • Im Vollleistungsmodus 116 kann jede der Stromversorgungsspannungen, die an Stromversorgungseingangsports 48 (4) empfangen werden, für die FEM-Komponenten auf FEM 40 verfügbar sein (z. B. können mindestens Stromversorgungsspannungen VDD, VIO und Vcc von FEM 40 auf einem logischen High-Pegel empfangen werden, wobei hierin manchmal davon gesprochen wird, dass die Spannung „EIN“ ist). Drahtlos-Schaltung 30 kann aktiv Hochfrequenzsignale unter Verwendung der Antenne 44 im Vollleistungsmodus 116 senden und/oder empfangen. Jede der FEM-Komponenten auf FEM 40 kann aktiv sein (hierin manchmal als aktiviert, angeschaltet oder eingeschaltet bezeichnet), während sie sich im Vollleistungsmodus 116 befindet. Die FEM-Komponenten können auf den Hochfrequenzsignalen betrieben werden, die von Antenne 44 gesendet und/oder empfangen werden (z. B. können Hochfrequenzfilter 74 von 4 die Hochfrequenzsignale filtern, Hochfrequenzschalter 72 können die Hochfrequenzsignale innerhalb von FEM 40 leiten, rauscharme Verstärker 76 können empfangene Hochfrequenzsignale verstärken, Leistungsverstärker 86 können gesendete Hochfrequenzsignale verstärken, Hochfrequenzkoppler 84 können verwendet werden, um Impedanzmessungen zu erfassen, Ladungspumpen 82 können eine DC-DC-Umwandlung durchführen, PMU 78 kann die Komponenten von FEM 40 mit Strom versorgen usw.).
  • SLME 70 kann den Zustand der FEM-Komponenten auf FEM 40, Steuerbefehle, die von FEM 40 über Steuerports 62 und/oder serielle Kommunikationsports 60 empfangen werden, und/oder die Stromversorgungsspannung(en), die an Stromversorgungseingangsports 48 empfangen wird/werden, überwachen (z. B. während des Verarbeitungsschritts 100 von 5). Wenn SLME 70 im Vollleistungsmodus 116 feststellt, dass die IO-Stromversorgungsspannung VIO auf einen logisch Low-Pegel gewechselt hat oder anderweitig nicht verfügbar ist (wobei hierin manchmal davon gesprochen wird, dass die Spannung „AUS“ ist), während die Stromversorgungsspannung VDD EIN bleibt, kann SLME 70 FEM 40 in den autonomen Modus 118 versetzen, wie durch Pfeil 124 gezeigt (z. B. während des Verarbeitungsschritts 108 von 5). In diesem Beispiel kann der Wechsel der IO-Stromversorgungsspannung VIO von EIN zu AUS (z. B. von logisch High auf logisch Low) als die Auslösebedingung für den Übergang vom Vollleistungsmodus 116 in den autonomen Modus 118 dienen (z. B. wie in Schritt 102 von 5 verarbeitet).
  • Im autonomen Modus 118 (hierin manchmal als eigenständiger Modus für Vorrichtung 10 bezeichnet) kann die Drahtlos-Schaltung 30 unter Verwendung der Antenne 44 Hochfrequenzsignale aktiv senden und/oder empfangen. Falls gewünscht, kann ein erster Satz von einer oder mehreren der FEM-Komponenten auf FEM 40 im autonomen Modus 118 ausgeschaltet werden (hierin manchmal als inaktiv, deaktiviert oder ausgeschaltet bezeichnet). SLME 70 kann diese FEM-Komponenten durch Bereitstellen von Steuersignalen an Umschaltschaltungen auf SLME 70, durch Bereitstellen von Steuersignalen an Umschaltschaltungen auf Stromversorgungs- oder Freigabeleitungen für die FEM-Komponenten, und/oder durch Bereitstellen von Steuersignalen an Umschaltschaltungen innerhalb der FEM-Komponenten ausschalten (z. B. können Schalter 50 von 2 in SLME 70, auf Signalpfaden 66 und/oder innerhalb der FEM-Komponenten angeordnet sein). Gleichzeitig können mindestens einige der FEM-Komponenten auf FEM 40 im autonomen Modus 118 eingeschaltet bleiben. Das Deaktivieren mindestens einiger der FEM-Komponenten kann dazu dienen, den Leckstrom in FEM 40 zu minimieren, während FEM 40 weiterhin die Übertragung und/oder den Empfang von Hochfrequenzsignalen unterstützt.
  • Wenn SLME 70 im autonomen Modus 118 feststellt, dass die IO-Stromversorgungsspannung VIO von AUS zu EIN gewechselt hat, während die Stromversorgungsspannung VDD EIN bleibt, kann SLME 70 FEM 40 in den Vollleistungsmodus 116 versetzen, wie durch Pfeil 126 gezeigt (z. B. kann der Wechsel von IO-Stromversorgungsspannung VIO von AUS zu EIN als die Auslösebedingung für den Übergang vom autonomen Modus 118 in den Vollleistungsmodus 116 dienen). Wenn SLME 70 jedoch feststellt, dass die Versorgungsspannung VDD von EIN nach AUS gewechselt hat, während IO-Stromversorgungsspannung VIO AUS bleibt, kann SLME 70 FEM 40 in den Nullverlustmodus 120 versetzen, wie durch Pfeil 128 gezeigt (z. B. kann der Wechsel von Stromversorgungsspannung VDD von EIN zu AUS als die Auslösebedingung für den Übergang vom autonomen Modus 118 in den Nullverlustmodus 120 dienen).
  • Im Nullverlustmodus 120 (hierin manchmal als Abschaltmodus für Vorrichtung 10 bezeichnet) sendet oder empfängt die Drahtlos-Schaltung 30 keine Hochfrequenzsignale aktiv. Falls gewünscht, kann ein zweiter Satz von einer, mehr als einer oder allen der FEM-Komponenten auf FEM 40 im Nullverlustmodus 120 ausgeschaltet werden. Der zweite Satz kann beispielsweise mehr FEM-Komponenten als der erste Satz von FEM-Komponenten einschließen, die im autonomen Modus 118 deaktiviert sind. Falls gewünscht, können gleichzeitig eine oder mehrere der FEM-Komponenten auf FEM 40 im Nullverlustmodus 120 eingeschaltet bleiben.
  • FEM 40 kann im Nullverlustmodus 120 weiterhin die Stromversorgungsspannung Vcc empfangen (z. B. kann die Stromversorgungsspannung Vcc EIN sein). Das Deaktivieren des zweiten Satzes von FEM-Komponenten kann dazu dienen, den Leckstrom zu minimieren, der mit der Stromversorgungsspannung Vcc und/oder den anderen Stromversorgungsspannungen verbunden ist, die durch das Stromversorgungssystem 22 (1) erzeugt werden, während FEM 40 nicht zum Senden oder Empfangen von Hochfrequenzsignalen verwendet wird. Falls gewünscht, kann SLME 70 im Nullverlustmodus 120 FEM 40 in einen Abschaltbetriebsmodus versetzen, wenn Versorgungsspannung Vcc auf AUS gewechselt hat, und kann in den Nullverlustmodus 120 zurückkehren, wenn Versorgungsspannung Vcc wieder auf EIN gewechselt hat, wie durch Pfeil 130 gezeigt. SLME 70 kann, falls gewünscht, einen dritten Satz von FEM-Komponenten im Abschaltbetriebsmodus ausschalten.
  • Wenn SLME 70 im Nullverlustmodus 120 feststellt, dass sowohl IO-Stromversorgungsspannung VIO als auch Stromversorgungsspannung VDD von AUS zu EIN gewechselt hat, kann SLME 70 FEM 40 in den Vollleistungsmodus 116 versetzen, wie durch Pfeil 132 gezeigt, oder kann FEM 40 in den Niedrigleistungsmodus 122 versetzen, wie durch Pfeil 136 gezeigt (z. B. kann der Wechsel der IO-Stromversorgungsspannung VIO und der Stromversorgungsspannung VDD von AUS zu EIN als die Auslösebedingung für den Übergang vom Nullverlustmodus 120 in den Vollleistungsmodus 116 oder den Niederleistungsmodus 122 dienen). Falls gewünscht, kann SLME 70 FEM 40 vom Nullverlustmodus 120 in den Niedrigleistungsmodus 122 (statt in den Vollleistungsmodus 116) übergehen, wenn SLME 70 einen Steuerbefehl vom Hostprozessor empfängt, der die digitale Steuerung 68 anweist, FEM 40 in den Niedrigleistungsmodus 122 zu versetzen (z. B. zusätzlich zu oder anstelle von, wenn SLME 70 feststellt, dass IO-Stromversorgungsspannung VIO und Stromversorgungsspannung VDD von AUS zu EIN gewechselt haben). Wenn SLME 70 im Vollleistungsmodus 116 feststellt, dass sowohl IO-Stromversorgungsspannung VIO als auch Stromversorgungsspannung VDD von EIN zu AUS gewechselt haben, kann SLME 70 FEM 40 in den Nullverlustmodus 120 versetzen, wie durch Pfeil 134 gezeigt (z. B. kann der Wechsel von IO-Stromversorgungsspannung VIO und Stromversorgungsspannung VDD von EIN zu AUS als die Auslösebedingung für den Übergang vom Vollleistungsmodus 116 in den Nullverlustmodus 120 dienen).
  • Im Niedrigleistungsmodus 122 (hierin manchmal als Schlaf- oder Ruhemodus für Vorrichtung 10 bezeichnet) kann Drahtlos-Schaltung 30 periodisch Hochfrequenzsignale senden und/oder empfangen (z. B. mit weniger Gesamtleistung oder weniger häufig als wenn sich FEM 40 im Vollleistungsmodus 116 oder im autonomen Modus 118 befindet). Falls gewünscht, kann ein vierter Satz von einer oder mehreren der FEM-Komponenten auf FEM 40 im Niedrigleistungsmodus 122 ausgeschaltet werden. Der vierte Satz kann mehr, weniger oder die gleiche Anzahl von FEM-Komponenten einschließen als der erste Satz von FEM-Komponenten, die im autonomen Modus 118 deaktiviert sind. Falls gewünscht, können sich die FEM-Komponenten im vierten Satz von den FEM-Komponenten im ersten Satz unterscheiden. Gleichzeitig können mindestens einige der FEM-Komponenten auf FEM 40 im Niedrigleistungsmodus 122 eingeschaltet bleiben.
  • Wenn SLME 70 im Niedrigleistungsmodus 122 feststellt, dass ein Steuerbefehl wie ein MIPI-AKTIV-Befehl vom Hostprozessor empfangen wurde (z. B. über die seriellen Kommunikationsports 60 von 4), kann SLME 70 FEM 40 in den Vollleistungsmodus 116 versetzen, wie durch Pfeil 140 gezeigt (z. B. kann der Empfang des MIPI-AKTIV-Befehls als Auslösebedingung für den Übergang vom Niedrigleistungsmodus 122 in den Vollleistungsmodus 116 dienen). Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen kann die Auslösebedingung der Empfang eines beliebigen gewünschten Steuerbefehls vom Hostprozessor sein, der die digitale Steuerung 68 anweist, in den Vollleistungsmodus 116 überzugehen.
  • Wenn SLME 70 im Vollleistungsmodus 116 feststellt, dass ein Steuerbefehl wie ein MIPI-NIEDRIGLEISTUNGS-Befehl vom Hostprozessor empfangen wurde, kann SLME 70 FEM 40 in den Niedrigleistungsmodus 122 versetzen, wie durch Pfeil 142 gezeigt (z. B. kann der Empfang des MIPI-NIEDRIGLEISTUNGS-Befehls als die Auslösebedingung für den Übergang vom Vollleistungsmodus 116 in den Niedrigleistungsmodus 122 dienen). Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung, und im Allgemeinen kann die Auslösebedingung der Empfang eines beliebigen gewünschten Steuerbefehls vom Hostprozessor sein, der die digitale Steuerung 68 anweist, in den Niedrigleistungsmodus 122 überzugehen. Wenn SLME 70 im Niedrigleistungsmodus 122 feststellt, dass sowohl IO-Stromversorgungsspannung VIO als auch Stromversorgungsspannung VDD von EIN zu AUS gewechselt haben, kann SLME 70 FEM 40 in den Nullverlustmodus 120 versetzen, wie durch Pfeil 138 gezeigt (z. B. kann der Wechsel von IO-Stromversorgungsspannung VIO und Stromversorgungsspannung VDD von EIN zu AUS als die Auslösebedingung für den Übergang vom Niedrigleistungsmodus 122 in den Nullverlustmodus 120 dienen).
  • Das Beispiel von 6 dient lediglich der Veranschaulichung. Falls gewünscht, kann es direkte Übergänge vom Niedrigleistungsmodus 122 in den autonomen Modus 118, vom autonomen Modus 118 in den Niedrigleistungsmodus 122 und/oder vom Nullverlustmodus 120 in den autonomen Modus 118 geben. SLME 70 kann beliebige Auslösebedingungen für den Übergang zwischen Betriebsmodi verwenden. Falls gewünscht, kann der Empfang eines Steuerbefehls vom Hostprozessor (z. B. über den Steuerport 62 und/oder den seriellen Kommunikationsport 60) als die Auslösebedingung für beliebige der Übergänge in dem Zustandsdiagramm 114 dienen (z. B. kann der Empfang eines Steuerbefehls vom Hostprozessor, falls gewünscht, einen Übergang außer Kraft setzen, der andernfalls basierend auf einer Änderung des Zustands einer oder mehrerer der Stromversorgungsspannungen durchgeführt werden würde). SLME 70 kann Änderungen in beliebigen gewünschten Stromversorgungsspannungen verwenden, um zu bestimmen, wann zwischen Betriebszuständen überzugehen ist. FEM 40 und SLME 70 können eine beliebige Anzahl von Betriebszuständen und beliebige Übergänge zwischen den Betriebszuständen einschließen. Im Allgemeinen können in jedem der Betriebszustände keine, eine oder mehr als eine FEM-Komponente durch das SLME 70 deaktiviert werden, um den Leckstrom im FEM 40 abzuschwächen.
  • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel dafür zeigt, wie SLME 70 Steuersignale verwenden kann, um FEM-Komponenten auf FEM 40 zu deaktivieren. Wie in 7 gezeigt, kann SLME 70 Stromversorgungsspannung VDD am Stromversorgungseingang 152 empfangen, kann IO-Stromversorgungsspannung VIO am Stromversorgungseingang 150 empfangen und kann Steuerbefehle vom Hostprozessor am Steuereingang 154 empfangen. Steuereingang 154 kann zum Beispiel mit den Steuerports 62 und/oder den seriellen Kommunikationsports 60 (z. B. über die Signalpfade 66) gekoppelt sein. Stromversorgungseingang 152 kann zum Beispiel mit Stromversorgungseingangsport 48-2 (z. B. über die Signalpfade 66) gekoppelt sein. Stromversorgungseingang 150 kann zum Beispiel mit Stromversorgungseingangsport 48-3 (z. B. über die Signalpfade 66) gekoppelt sein. SLME 70 kann die über den Steuereingang 154 empfangenen Steuerbefehle, die über den Stromversorgungseingang 152 empfangene Stromversorgungsspannung VDD und/oder die über den Stromversorgungseingang 150 empfangene IO-Stromversorgungsspannung VIO verarbeiten, um zu bestimmen, wann und wie der Betriebszustand von FEM 40 zu ändern ist.
  • Betrachtet man ein Beispiel, in dem sich FEM 40 im Vollleistungsmodus 116 (6) befindet und SLME 70 bestimmt, dass FEM 40 in einen anderen Betriebsmodus zu versetzen ist, in dem einige der FEM-Komponenten deaktiviert sind, um Leckstrom abzuschwächen. Dann kann SLME 70 in diesem Szenario über die Signalpfade 66 Steuersignale an die zu deaktivierenden FEM-Komponenten bereitstellen. Beispielsweise kann SLME 70 Steuersignal CTRLA an PMU 78 bereitstellen, um PMU 78 zu deaktivieren (wie durch Pfeil 156 gezeigt), kann das Steuersignal CTRLB an die Hochfrequenzschalter 72 bereitstellen, um die Hochfrequenzschalter 72 auszuschalten (wie durch Pfeil 158 gezeigt), kann das Steuersignal CTRLC an die Leistungsverstärker 86 bereitstellen, um die Leistungsverstärker 86 auszuschalten (wie durch Pfeil 160 gezeigt), kann das Steuersignal CTRLD an die rauscharmen Verstärker 76 bereitstellen, um die rauscharmen Verstärker 76 auszuschalten (wie durch Pfeil 162 gezeigt) usw.
  • Falls gewünscht, können eine oder mehrere der FEM-Komponenten Freigabeleitungen mit Schaltern (z. B. Transistoren) aufweisen, die durch die Steuersignale von SLME 70 (z. B. Schalter 50 von 2) gesteuert werden. Die Freigabeleitungen können zum Beispiel steuern, ob die entsprechende FEM-Komponente eine gegebene Versorgungsspannung (z. B. Versorgungsspannung Vcc) empfängt. Die Steuersignale (z. B. Steuersignal CTRLA, Steuersignal CTRLB, Steuersignal CTRLC, Steuersignal CTRLD usw.) können die FEM-Komponenten selektiv aktivieren (einschalten) oder deaktivieren (ausschalten), indem Steuersignale an die Steueranschlüssen der Schalter (z. B. Steueranschlüsse 52 von 2) bereitgestellt werden. Für FEM-Komponenten, die keine entsprechende Freigabeleitung und keinen entsprechenden Schalter aufweisen, können zusätzliche Freigabeleitungen und Schalter zu den Signalpfaden 66 hinzugefügt werden, um es SLME 70 zu ermöglichen, die FEM-Komponenten selektiv zu aktivieren oder zu deaktivieren.
  • Falls gewünscht, kann SLME 70 FEM-Komponenten selektiv ausschalten, indem sie Steuersignale an PMU 78 bereitstellt (z. B. ohne Steuersignale direkt an die auszuschaltenden FEM-Komponenten bereitzustellen). PMU 78 kann Stromversorgungsspannungen bereitstellen, die andere FEM-Komponenten auf FEM 40 mit Strom versorgen (z. B. basierend auf einer Stromversorgungsspannung wie der Stromversorgungsspannung Vcc, die von PMU 78 über Stromversorgungseingang 144 empfangen wird). Beispielsweise können die Leistungsverstärker 86 mit der von der PMU 78 über den Stromversorgungseingang 146 empfangenen Versorgungsspannung Vcc mit Strom versorgt werden. In diesem Beispiel kann SLME 70 PMU 78 so steuern, dass sie die Leistungsverstärker 86 unter Verwendung der Steuersignale CTRLA, die der PMU 78 bereitgestellt werden, selektiv ein- oder ausschaltet. In ähnlicher Weise können die rauscharmen Verstärker 76 mit der von der PMU 78 über den Stromversorgungseingang 148 empfangenen Versorgungsspannung Vcc mit Strom versorgt werden. In diesem Beispiel kann SLME 70 PMU 78 so steuern, dass sie die rauscharmen Verstärker 76 unter Verwendung der Steuersignale CTRLA, die der PMU 78 bereitgestellt werden, selektiv ein- oder ausgeschaltet. Andere FEM-Komponenten können auf diese Weise deaktiviert werden, falls gewünscht.
  • 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel dafür zeigt, wie SLME 70 PMU 78 steuern kann, um einen gegebenen Leistungsverstärker 86 selektiv zu aktivieren oder zu deaktivieren. Wie in 8 gezeigt, kann SLME 70 mit PMU 78 über Steuerpfad 166 gekoppelt sein (z. B. einen Steuerpfad in den Signalpfaden 66 von 7). SLME 70 kann das Steuersignal CTRLA erzeugen, um den Leistungsverstärker 86 basierend auf den über den Steuereingang 154 empfangenen Steuerbefehlen und/oder den über die Stromversorgungseingänge 152 und 150 empfangenen Stromversorgungsspannungen selektiv zu aktivieren oder zu deaktivieren. SLME 70 kann Steuersignal CTRLA an PMU 78 über Steuerpfad 166 bereitstellen.
  • Beispielsweise kann PMU 78 einen Regler wie LDO-Regler 164 einschließen. LDO-Regler 164 kann mit der über den Stromversorgungseingang 144 empfangenen Versorgungsspannung Vcc mit Strom versorgt werden. LDO-Regler 164 kann eine geregelte Stromversorgungsspannung (z. B. eine geregelte Stromversorgungsspannung Vcc) an den Stromversorgungseingang 146 des Leistungsverstärkers 86 bereitstellen. Die geregelte Stromversorgungsspannung kann den Leistungsverstärker mit Strom versorgen. Das Steuersignal CTRLA kann steuern, ob LDO-Regler 164 die geregelte Stromversorgungsspannung an den Leistungsverstärker 86 bereitstellt oder nicht. Wenn SLME 70 bestimmt, dass Leistungsverstärker 86 eine FEM-Komponente ist, die im aktuellen Betriebsmodus von FEM 40 ausgeschaltet werden soll, kann SLME 70 den LDO-Regler 164 (unter Verwendung des Steuersignals CRTLA) dazu steuern, das Bereitstellen der geregelte Stromversorgungsspannung für Leistungsverstärker 86 zu stoppen oder die geregelte Stromversorgung auf einem logischen Low-Pegel bereitzustellen. Dies kann dazu dienen, den Leistungsverstärker 86 abzuschalten. Auf diese Weise kann SLME 70 LDO-Regler 164 dazu steuern, andere FEM-Komponenten auf FEM 40 auszuschalten, während der LDO-Regler selbst eingeschaltet bleibt. Das Beispiel von 8 dient lediglich der Veranschaulichung. SLME 70 kann LDO-Regler 164 dazu steuern, beliebige andere gewünschte FEM-Komponenten zu deaktivieren. Im Allgemeinen kann jedes gewünschte Steuerschema von SLME 70 verwendet werden, um die FEM-Komponenten auf FEM 40 selektiv zu deaktivieren, um Leckstrom in Vorrichtung 10 abzuschwächen.
  • Die Verfahren und Abläufe, die vorstehend in Verbindung mit 1-8 beschrieben wurden, können von den Komponenten der Vorrichtung 10 unter Verwendung von Software, Firmware und/oder Hardware (z. B. dedizierter Schaltungen oder Hardware) durchgeführt werden. Softwarecode zum Durchführen dieser Abläufe kann auf nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien (z. B. greifbaren computerlesbaren Speichermedien) gespeichert sein, die auf einer oder mehreren der Komponenten des Frontendmoduls 40 oder an anderer Stelle (z. B. Speicherschaltung 16 von 1) gespeichert sind. Der Softwarecode kann auch als Software, Daten, Anweisungen, Programmanweisungen oder Code bezeichnet werden. Die nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien können Laufwerke, nichtflüchtige Speicher wie nichtflüchtige Direktzugriffsspeicher (NVRAM), entfernbare Flash-Laufwerke oder andere entfernbare Medien, andere Arten von Direktzugriffsspeichern usw. einschließen. Software, die auf den nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedien gespeichert ist, kann von Verarbeitungsschaltungen auf einer oder mehreren der Komponenten der Vorrichtung 10 ausgeführt werden (z. B. der Verarbeitungsschaltung auf FEM 40, Verarbeitungsschaltung 18 von 1 usw.). Die Verarbeitungsschaltung kann Mikroprozessoren, zentrale Verarbeitungseinheiten (CPUs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen mit Verarbeitungsschaltungen oder andere Verarbeitungsschaltungen einschließen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die eine Antenne, einen Transceiver, der konfiguriert ist, um Hochfrequenzsignale unter Verwendung der Antenne zu übertragen, und ein Hochfrequenz-Frontendmodul einschließt, das zwischen der Antenne und dem Transceiver gekoppelt ist, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul Frontend-Komponenten, die konfiguriert sind, um auf den Hochfrequenzsignalen betrieben zu werden, und eine Leckage-Management-Engine, die konfiguriert ist, um einen Satz der Frontend-Komponenten auszuschalten, während mindestens ein Teil des Hochfrequenz-Frontendmoduls eingeschaltet bleibt, aufweist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul eine digitale Steuerung ein und die Leckage-Management-Engine schließt Logikgatter auf der digitalen Steuerung ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul ein Substrat ein und die digitale Steuerung schließt eine auf dem Substrat montierte integrierte Schaltung ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenz-Frontendmodul konfiguriert, um eine Stromversorgungsspannung zu empfangen, die Leckage-Management-Engine ist konfiguriert, um den Satz von Frontend-Komponenten durch Entkoppeln der Stromversorgungsspannung von dem Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten, und der mindestens eine Teil des Hochfrequenz-Frontendmoduls wird durch die Stromversorgungsspannung mit Strom versorgt, während der Satz von Frontend-Komponenten von der Stromversorgungsspannung entkoppelt ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Schalter mit einem Steueranschluss ein, wobei die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um die Stromversorgungsspannung von mindestens einer Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten zu entkoppeln, indem ein Steuersignal an den Steueranschluss des Schalters bereitgestellt wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul eine Leitung ein, die mit der mindestens einen Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten konfiguriert ist, um die Stromversorgungsspannung über die Leitung zu empfangen, und der Schalter auf der Leitung zwischengeschaltet ist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform befindet sich der Schalter in der Leckage-Management-Engine.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Hochfrequenz-Frontendmodul konfiguriert, um eine Stromversorgungsspannung zu empfangen, und die Leckage-Management-Engine ist konfiguriert, um den Satz von Frontend-Komponenten als Reaktion auf eine Änderung der Stromversorgungsspannung auszuschalten.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Stromversorgungseingang für Drain-Drain-Spannung (VDD) ein, der konfiguriert ist, um eine VDD-Stromversorgungsspannung zu empfangen, das Hochfrequenz-Frontendmodul schließt einen Stromversorgungseingang für Eingangs-/Ausgangsspannung (VIO) ein, der konfiguriert ist, um eine VIO-Stromversorgungsspannung zu empfangen, und die Stromversorgungsspannung schließt eine von der VDD-Stromversorgungsspannung und der VIO-Stromversorgungsspannung ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Eingangs-Ausgangs-Port (IO-Port) ein, und die Leckage-Management-Engine ist konfiguriert, um den Satz von Frontend-Komponenten basierend auf einem Hostprozessorbefehl, der über den IO-Port empfangen wird, auszuschalten.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die Frontend-Komponenten eine Leistungsverwaltungseinheit ein und die Leckage-Management-Engine ist konfiguriert, um den Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten, indem sie der Leistungsverwaltungseinheit ein Steuersignal bereitstellt, das die Leistungsverwaltungseinheit dazu steuert, den Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt der Satz von Frontend-Komponenten einen Hochfrequenzschalter, einen Hochfrequenzfilter, einen rauscharmen Verstärker, einen Leistungsverstärker und einen Hochfrequenzkoppler ein.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Hochfrequenz-Frontendmoduls bereitgestellt, wobei das Verfahren Folgendes einschließt: mit einer digitalen Steuerung an dem Hochfrequenz-Frontendmodul das Betreiben des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einem ersten Betriebsmodus, um Sende- oder Empfangsvorgänge durchzuführen, mit der digitalen Steuerung das Überwachen von Stromversorgungsspannungen, die an dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen werden, und mit der digitalen Steuerung das Versetzen des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einen zweiten Betriebsmodus durch Entkoppeln eines Satzes der Frontendmodulkomponenten von mindestens einer der Stromversorgungsspannungen als Reaktion auf eine Auslösebedingung.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Auslösebedingung eine Änderung der von der digitalen Steuerung überwachten Stromversorgungsspannungen ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die Stromversorgungsspannungen eine Drain-Drain-Spannungs-(VDD)-Stromversorgungsspannung und eine Stromversorgungsspannung mit Spannung an den gemeinsamen Kollektoren (VCC) ein, die Änderung der Stromversorgungsspannungen schließt eine Änderung der VDD-Stromversorgungsspannung ein und die mindestens eine der Stromversorgungsspannungen schließt die VCC-Stromversorgungsspannung ein.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt das Verfahren Folgendes ein: mit der digitalen Steuerung, als Reaktion auf eine zusätzliche Auslösebedingung, während sich das Hochfrequenz-Frontendmodul im zweiten Betriebsmodus befindet, das Versetzen des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einen dritten Betriebsmodus durch Entkoppeln eines zusätzlichen Satzes der Frontendmodulkomponenten von der VCC-Stromversorgungsspannung.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Auslösebedingung das Empfangen, durch die digitale Steuerung, eines Hostbefehls, der durch einen Hostprozessor außerhalb des Hochfrequenz-Front-End-Moduls übertragen wird.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließen die Frontendmodulkomponenten einen Low-Dropout-Regler (LDO-Regler) ein und das Entkoppeln des Satzes von Frontendmodulkomponenten von der mindestens einen der Stromversorgungsspannungen schließt das Steuern des Low-LDO-Reglers ein, um den Satz von Frontendmodulkomponenten von der mindestens einen der Stromversorgungsspannungen zu entkoppeln.
  • Gemäß einer Ausführungsform speichert ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium ein oder mehrere Programme, die konfiguriert sind, um von mindestens einem Prozessor auf einem Hochfrequenz-Frontendmodul ausgeführt zu werden, wobei das eine oder die mehreren Programme Anweisungen einschließen, die, wenn sie von dem mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass der mindestens eine Prozessor eine erste Stromversorgungsspannung, die von dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen wird, überwacht und als Reaktion auf eine Änderung der ersten Stromversorgungsspannung mindestens eine Frontendmodulkomponente an dem Hochfrequenz-Frontendmodul von einer zweiten Stromversorgungsspannung, die von dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen wird, entkoppelt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform schließt die Änderung der ersten Stromversorgungsspannung eine Änderung der ersten Stromversorgungsspannung von einem logischen High-Pegel zu einem logischen Low-Pegel ein.
  • Das Vorstehende ist lediglich veranschaulichend, und verschiedene Modifikationen können an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden. Die vorstehenden Ausführungsformen können einzeln oder in einer beliebigen Kombination implementiert werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 16/988537 [0001]

Claims (15)

  1. Elektronische Vorrichtung, umfassend: eine Antenne; einen Transceiver, der konfiguriert ist, um Hochfrequenzsignale unter Verwendung der Antenne zu übertragen; und ein Hochfrequenz-Frontendmodul, das zwischen der Antenne und dem Transceiver gekoppelt ist, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul Folgendes aufweist: Frontend-Komponenten, die konfiguriert sind, um auf den Hochfrequenzsignalen betrieben zu werden, und eine Leckage-Management-Engine, die konfiguriert ist, um einen Satz der Frontend-Komponenten auszuschalten, während mindestens ein Teil des Hochfrequenz-Frontendmoduls eingeschaltet bleibt.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul eine digitale Steuerung umfasst und wobei die Leckage-Management-Engine Logikgatter auf der digitalen Steuerung umfasst.
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul ein Substrat umfasst und wobei die digitale Steuerung eine integrierte Schaltung umfasst, die an dem Substrat montiert ist.
  4. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul konfiguriert ist, um eine Stromversorgungsspannung zu empfangen, die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um den Satz von Frontend-Komponenten durch Entkoppeln der Stromversorgungsspannung von dem Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten, und der mindestens eine Teil des Hochfrequenz-Frontendmoduls durch die Stromversorgungsspannung mit Strom versorgt wird, während der Satz von Frontend-Komponenten von der Stromversorgungsspannung entkoppelt ist.
  5. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul Folgendes umfasst: einen Schalter mit einem Steueranschluss, wobei die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um die Stromversorgungsspannung von mindestens einer Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten durch Bereitstellen eines Steuersignals an den Steueranschluss des Schalters zu entkoppeln.
  6. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul Folgendes umfasst: eine Leitung, die mit der mindestens einen Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten gekoppelt ist, wobei die mindestens eine Frontend-Komponente in dem Satz von Frontend-Komponenten konfiguriert ist, um die Stromversorgungsspannung über die Leitung zu empfangen, und wobei der Schalter auf der Leitung zwischengeschaltet ist.
  7. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei sich der Schalter in der Leckage-Management-Engine befindet.
  8. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul konfiguriert ist, um eine Stromversorgungsspannung zu empfangen, und wobei die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um den Satz von Frontend-Komponenten als Reaktion auf eine Änderung der Stromversorgungsspannung auszuschalten, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Stromversorgungseingang für Drain-Drain-Spannung (VDD) umfasst, der konfiguriert ist, um eine VDD-Stromversorgungsspannung zu empfangen, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Stromversorgungseingang für Eingangs-/Ausgangsspannung (VIO-) umfasst, der konfiguriert ist, um eine VIO-Stromversorgungsspannung zu empfangen, und wobei die Stromversorgungsspannung eine von der VDD -Stromversorgungsspannung und der VIO - Stromversorgungsspannung umfasst.
  9. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hochfrequenz-Frontendmodul einen Eingangs-Ausgangs-Port (IO-Port) umfasst und wobei die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um den Satz von Frontend-Komponenten basierend auf einem Hostprozessorbefehl, der über den IO-Port empfangen wird, auszuschalten.
  10. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Frontend-Komponenten eine Leistungsverwaltungseinheit umfassen und wobei die Leckage-Management-Engine konfiguriert ist, um den Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten, indem sie der Leistungsverwaltungseinheit ein Steuersignal bereitstellt, das die Steuerverwaltungseinheit dazu steuert, den Satz von Frontend-Komponenten auszuschalten.
  11. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Satz von Frontend-Komponenten einen Hochfrequenzschalter, einen Hochfrequenzfilter, einen rauscharmen Verstärker, einen Leistungsverstärker und einen Hochfrequenzkoppler umfasst.
  12. Verfahren zum Betreiben eines Hochfrequenz-Frontendmoduls, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einem ersten Betriebsmodus mit einer digitalen Steuerung auf dem Hochfrequenz-Frontendmodul, um Sende- oder Empfangsvorgänge durchzuführen; Überwachen von Stromversorgungsspannungen, die an dem Hochfrequenz-Frontendmodul empfangen werden, mit der digitalen Steuerung; und Versetzen des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einen zweiten Betriebsmodus durch Entkoppeln eines Satzes der Frontendmodulkomponenten von mindestens einer der Stromversorgungsspannungen als Reaktion auf eine Auslösebedingung mit der digitalen Steuerung.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Auslösebedingung eine Änderung in den Stromversorgungsspannungen umfasst, die von der digitalen Steuerung überwacht werden, wobei die Stromversorgungsspannungen eine Drain-Drain-Spannungs-(VDD)-Stromversorgungsspannung und eine Stromversorgungsspannung mit Spannung an den gemeinsamen Kollektoren (Vcc) umfassen, wobei die Änderung der Stromversorgungsspannungen eine Änderung der VDD-Stromversorgungsspannung umfasst und wobei die mindestens eine der Stromversorgungsspannungen die Vcc-Stromversorgungsspannung umfasst, ferner umfassend: mit der digitalen Steuerung, als Reaktion auf eine zusätzliche Auslösebedingung, während sich das Hochfrequenz-Frontendmodul im zweiten Betriebsmodus befindet, das Versetzen des Hochfrequenz-Frontendmoduls in einen dritten Betriebsmodus durch Entkoppeln eines zusätzlichen Satzes der Frontendmodulkomponenten von der Vcc-Stromversorgungsspannung.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Auslösebedingung das Empfangen, durch die digitale Steuerung, eines Hostbefehls, der durch einen Hostprozessor außerhalb des Hochfrequenz-Frontendmoduls übertragen wird, umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Frontendmodulkomponenten einen Low-Dropout-Regler (LDO-Regler) umfassen und wobei das Entkoppeln des Satzes von Frontendmodulkomponenten von der mindestens einen der Stromversorgungsspannungen das Steuern des Low-LDO-Reglers umfasst, um den Satz von Frontendmodulkomponenten von der mindestens einen der Stromversorgungsspannungen zu entkoppeln.
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