JP5934468B2 - 積層可能な通信システム - Google Patents
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Description
1.0 全体的な概説
2.0 モジュラーおよび積層可能な通信システム
2.1 モジュール間の相互接続
2.1.1 至近距離で誘導結合された無線イーサネット接続
2.1.2 至近距離で容量結合された無線イーサネット接続
2.1.3 光学的接続
2.1.4 物理的接続
2.1.5 モジュールのセット内のモジュールおよびネットワークトポロジ内の至近距離の接続部の配置
2.2 モジュール間の相互接続および電力の制御
2.3 他の相互接続構成
2.4 再構成可能なオーディオシステム
3.0 拡張例および代替例
4.0 実装機構
5.0 例
上記の背景技術において特定された必要性、および以下の記載において明らかになるであろう他の必要性および目的が、モジュラーおよび積層可能な通信システムを実装するための異なる方法および装置を含む、本発明において達成される。
システムにモジュラー化された機能を組み合わせるための多くの方法がある。一実施形態では、各モジュールは、別々のケース(例えば、方形の箱)を備え、各モジュールは、他のモジュールの上部に垂直に積層することができる。この実施形態では、各モジュールは、他の任意のモジュールの上に積層することができるように、同一の幅および長さの寸法を有する。各モジュールの高さはモジュールの技術的機能に従属して異なってもよい。別の実施形態では、各モジュールのどの寸法も他のすべてのモジュールと同一であってよい。さらに別の実施形態では、各モジュールは他のモジュールと組み合わされたときに新たな意匠を形成する、特定の形状を有する。例えば、特定モジュールよりも高いところに位置する連続する各モジュールが特定モジュールより低いところのモジュールよりも寸法が小さく、共に配置したときにピラミッドに実質的に似た形状を形成するようにしてもよい。別の実施形態では、各モジュールの形状およびサイズは異なるが、各モジュールが至近距離で他の任意のモジュールの上に積層されることが可能なように構成される。この意味では、モジュールは任意のタイプの形状またはサイズをとってもよく、しかし各モジュールは他の任意のモジュールと正確に積層されるか他の任意のモジュールに方向付けられることができなければならない。
モジュールは、他の接続されたモジュールとデータおよび電力を通信することが可能になっている。一実施形態では、物理的なケーブルの存在はモジュール間で可能な限り解消している。すべての別の点において、高帯域のデータおよび電力の接続がモジュールの間に維持される。
一実施形態では、2つの別々の装置の接続を行うために撚り対線を用いるのではなく、メディアインターフェイスコネクタがバイパスされ、接続が分離可能な結合変圧器を介して形成される。分離可能な結合変圧器はイーサネット接続された装置の絶縁変圧器の代わりとなる。一実施形態では、分離可能な結合変圧器は二分割されて、変圧器の一方の半分は通信リンクの各装置の側面に取り付けられる。分離可能な結合変圧器の二分割された半分は、互いに至近距離に置かれて、変圧器は1つのモジュールまたは装置から他のモジュールまたは装置へと電磁誘導を用いて信号を送信することができる。信号はモジュールの間で双方向であってもよい。実施形態において用いられる変圧器においては、絶縁変圧器がDC信号を絶縁する能力は維持される。しかしながら、絶縁変圧器が、雷、電気的ノイズなどからケーブルに誘導される大きな電圧から電子回路を絶縁することへの要請は、ケーブルがもはや用いられないため、必要ない。
一実施形態では、至近距離での無線接続は容量結合された接続によってもまた行われる。例えば、シリアルアドバンスドテクノロジーアタッチメント(SATA)接続は信号のDCオフセットを可能にするように容量結合を用いる。容量結合では、一方の板が一方のモジュールに、他方の板が他方のモジュールにある一対の板が、一方のモジュールから他方のモジュールへと高速電気信号が送信させることが可能な小さいキャパシタを形成するように、至近距離に配置される。容量結合された接続の詳細な説明は、参照により本明細書に組み込まれるW.W.Wilckeら著「IBM Intelligent Bricks Project−Petabytes and Beyond」(IBM Journal of Research and Development,Vol.50,No.2/3,March/May 2006,pp.181−197)に記載される。
データはまた、光学的音声データと共に用いられるものなど、光学的送信を用いるモジュールの間で転送されてもよい。一実施形態では、光学的送信は隣接する光導体と共にモジュール内に配置される。光学的送信が正しく位置合わせされる限り(そして、見通し線が、一方のモジュールから別のモジュールへとデータを転送することを可能とする限り)、光学的接続が隣接するモジュールの間で行われる。多数のモジュールを接続するために、光導体はモジュールの積層体を上下するように配置される。
一実施形態では、モジュールの間のデータ送信を可能にするように、物理的接続が隣接するモジュールを結合する。物理的接続とは、物理的な接続がモジュールの間で行われる任意のタイプの接続を意味する。例えば、ポゴピン(Pogo pin)が用いられてよい。ポゴピンとは、ばね付勢されたピンを有する細長いシリンダを意味する。ばね付勢されたピンは2つの装置の間の接続を固定するために金属製の別の接続点とつながっている。ポゴピンは、例えば、携帯電話において金属製の接点が携帯電話の電池を接続するときにみられる。装置の間の接続を行うことが可能な任意の他のタイプの構成もまた、至近距離で物理的接続を行うために用いられてよい。
一実施形態では、至近距離の接続部がモジュールの各側面に配置される。したがって、従来の長方形または正方形のモジュールにおいては、全部で6つの個々のコネクタがあることになる。コネクタの数はモジュールの形状に応じて異なってもよい。これは図8に示される。図8において、モジュールの2つの図が至近距離の接続部と共に示される。モジュール800において、3次元の図がモジュールの前部を示している。モジュールの見える各側面において、至近距離の接続部802、804および806が存在する。接続部はモジュールの内部にあり、したがってモジュールの外側からは見えない。しかしながら、実装に応じて、モジュールの設計は、各至近距離の接続部の配置をユーザに表示するように、モジュールの外部に印がつけられるようになっていてよい。
モジュールはまた、各モジュール間で電力を分け合うように相互接続される。通信モジュールのモジュラー設計の一つの目標は、可能な限り多くのケーブルを取り除くことであるため、1本の電力ケーブルを用いて、接続されている全てのモジュールに給電することができる。
一実施形態では、ネットワークスイッチまたはルータは、テーブル、本棚などのようなモジュールが配置される場所から近い距離に配置される。通信システムの各コンポーネントは、ネットワークスイッチまたはルータから、通信システムの他のコンポーネントに相互接続される。これの一実施形態は図9にみられる。図9において、エンターテインメントシステムは、テレビジョンセット902、モジュール904および906、およびルータ910を備える。ルータ910は、テレビジョンセット902とモジュール904および906に接続されている。図には、ルータ910から各コンポーネントへの二点間接続が示されている。ルータ910は、接続部924、926および928を含む複数の接続部を有する。ルータ910からの接続部928は、接続部920でテレビジョンセット902に接続されていて、かつルータ910は、また、接続部924を介して、接続部922によってモジュール904および906にも接続されている。ルータの接続部926は、空いていて、現在は図のどのコンポーネントにも接続されていない。ルータ910は、テーブルの下に架設されかつ配置されているが、ルータ910およびシステムの他のどのコンポーネントの位置も、ユーザの好みに応じて変更させることができる。モジュール904および906は、配線を省きかつ取り付けを容易にするために、いかなる近接した接続部によってでも、相互接続させることができる。
エンターテインメントシステムのアナログからデジタルへの移行が進行しているため、デジタル機器があるリビングルームでの一つの増加中の問題は、配線接続部が、特にオーディオシステムにおいて、どんどん多くなっていくことである。例えば、サラウンドサウンドシステムでは、スピーカの線は、オーディオ受信機からセンタースピーカ、サブウーファ、サイドスピーカ、およびリアスピーカまで延びているかもしれない。これは、エンターテインメントシステムと既に接続している線に追加されるものである。家全体にオーディオシステムを実装するためには、各部屋に配置されたスピーカにオーディオシステムを接続する線を追加しなければならない。これらの線は数が多く、部屋の装飾を損ない、システムを設置するための複雑性を増す。これらと同じ問題は、商用の劇場やコンベンションセンターなどの他の設定、教室などの教育設備の設定、メディアシステムが設置される任意の他の位置における設定にも広がっている。
明細書の前述部では、本発明は特定の実施形態を参照して述べられてきた。しかしながら、それらに対して、本発明のより広い精神および目標から逸脱することなく、様々な変形や変更を行ってもよいのは明らかであろう。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく例示的な意味であるとみなされるべきである。
一実施形態によれば、本明細書に記載された技法は一つ以上の特別な目的の計算装置によって実装される。特別な目的の計算装置は技法を実行しうるための配線で接続された(hard−wired)ものであってもよく、または、一つ以上の特定用途向け集積回路(ASIC)、あるいは、本技法を実行するために一貫してプログラムされたフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などのデジタル電子装置を含んでもよく、または、ファームウェア、メモリ、他の記憶装置、またはそれらの組み合わせにおいて、プログラム命令に従って技法を実行するようにプログラムされた、一つ以上の汎用ハードウェアプロセッサを含んでもよい。そのような特別な目的の計算装置は、配線で接続されたカスタムの論理装置、ASIC、または技法を実行するためのカスタムプログラミングが行われたFPGAを組み合わせてもよい。特別な目的の計算装置は、デスクトップコンピュータシステム、ポータブルコンピュータシステム、ハンドヘルドデバイス、ネットワーキングデバイス、または技法を実装するための配線接続あるいはプログラムロジックを組み込むいかなる他の装置であってもよい。
一実施形態では、積層可能な通信システムは、複数のモジュールを含み、各モジュールがシステムの特定の機能または機能群を実行可能であり、各モジュールが、電力コントローラと、電力スイッチと、他のモジュールに接続する表面相互接続部と、特定の機能または機能群を実行するコンポーネントとを含み、各モジュールが表面相互接続部を介して少なくとも1つの他のモジュールに接続し、少なくとも1つのモジュールが1つより多いモジュールと表面相互接続部を介して接続されることができ、各モジュールが複数のモジュールのうちの少なくとも1つの他のモジュールと通信する。
Claims (6)
- 複数のモジュールを備える、物理的に積層可能な通信システムであって、
前記複数のモジュールの各モジュールが、前記システムの特定の機能または機能群を実行し、前記モジュールの各々が、表面接触により前記モジュールの内の別のモジュールと物理的に積層可能な個別のケースを備え、かつ前記複数のモジュールがモジュールのスタックを形成し、前記モジュールのスタックの各モジュールの位置が、前記システムのユーザにより選択されていて、
各モジュールが、
電力コントローラと、
他のモジュールに接続するための表面相互接続部であって、前記表面相互接続部の各々が、前記複数のモジュールの内の第一モジュールと前記複数のモジュールの内の第二モジュールとの間の1つ以上の表面接触により、物理的ケーブルの接続によらずに、維持されている電力接続である、表面相互接続部と、
特定の機能または機能群を実行するコンポーネントと、
を備え、
各モジュールが、前記表面相互接続部を介して、少なくとも1つの他のモジュールに接続されていて、
前記複数のモジュールの内の少なくとも1つのモジュールが、前記表面相互接続部を介して、2つ以上のモジュールに接続されていて、
各モジュールが、前記複数のモジュールの内の前記他のモジュールに、通信するように、結合されていて、
前記複数のモジュールの電源が、シーケンスの順に、投入され、
前記シーケンスの順において先行するモジュールの電力コントローラと前記シーケンスの順において次のモジュールの電力コントローラとの通信に基づいて、前記シーケンスの順において前記先行するモジュールが、前記次のモジュールの所要電力を決定し、
前記先行するモジュールから利用可能である残りの電力が、前記次のモジュールの前記所要電力より大であるとの決定に応じて、前記シーケンスの順において前記先行するモジュールの前記電力コントローラが、前記シーケンスの順において前記複数のモジュールの前記次のモジュールに、電力を供給することができる、
物理的に積層可能な通信システム。 - 前記表面相互接続部が、前記モジュールの間の物理的な相互接続部である、請求項1に記載のシステム。
- 前記表面相互接続部が、前記モジュールの間のポゴピンである、物理的な相互接続部である、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数のモジュールの内の1つのモジュールが、ベースモジュールであり、前記ベースモジュールが、
電源から利用可能な全電力を決定し、
前記利用可能な全電力から、前記ベースモジュールによって要求される電力を差し引くことによって、他のモジュールが利用可能な第一の残りの電力を計算し、
他のモジュールが利用可能な前記第一の残りの電力を記憶し、
前記ベースモジュールに接続されているモジュールを検出し、
接続されている前記モジュールに、前記モジュールの所要電力を問合わせ、
他のモジュールが利用可能な第一の残りの電力から、前記モジュールの前記所要電力を差し引くことによって、他のモジュールが利用可能な第二の残りの電力を計算し、
他のモジュールが利用可能な第二の残りの電力が、ゼロよりも大きい場合に、前記接続されているモジュールに電力を供給し、
記憶のために、他のモジュールが利用可能な前記第二の残りの電力を、前記接続されているモジュールに送出する、
ように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記モジュールの配列が、磁石によって行われる、請求項1に記載のシステム。
- 前記ベースモジュール以外の特定モジュールが、
前記特定モジュールに接続されているモジュールを検出し、
前記接続されているモジュールに、前記モジュールの所要電力を問合わせ、
前記特定モジュールに記憶されている他のモジュールが利用可能な残りの電力から、前記モジュールの前記所要電力を差し引くことによって、他のモジュールが利用可能な第二の残りの電力を計算し、
前記他のモジュールが利用可能な第二の残りの電力がゼロよりも大きい場合に、前記接続されているモジュールに電力を供給し、かつ
記憶のために、前記他のモジュールが利用可能な第二の残りの電力を、前記接続されているモジュールに送出する、
ように、構成されている、請求項4に記載のシステム。
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