KR100931899B1 - 장치 내의 그물형 네트워크 - Google Patents

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KR100931899B1
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Abstract

무선 송수신 장치는 기판 물질 내에 형성되는 도파관들(wave guides)을 통해서 뿐 아니라 공간(space)을 통해서 초단파 무선주파수(very high radio frequency)로 전자기 신호들을 방사하기 위한 회로를 포함한다. 일 실시예에서, 기판은, 예를 들면, 인쇄 회로 기판과 같은 기판 내에 형성된 유전체 기판을 포함한다. 본원 발명의 다른 실시예에서, 도파관은 집적회로 무선 송수신기의 다이 내에 형성된다. 상이한 기능들을 갖는 복수의 송수신기들이 정의된다. 기판 송수신기들은 도파관들을 통해 송신하도록 동작가능한 한편, 국부 송수신기들은 매우 짧은 범위의 무선 통신들을 공간을 통해 생성하도록 동작가능하다. 제3 및 최종 송수신기는 원격(장치에 대해 비 국부적인) 송수신기들과의 통신을 위한 전형적인 무선 송수신기이다.

Description

장치 내의 그물형 네트워크 {MESH NETWORK WITHIN A DEVICE}
본원 발명은 무선 통신들에 관한 것이고, 더 상세하게는, 무선 통신들을 위한 회로에 관한 것이다.
통신 시스템들은 무선 및/또는 유선 통신 장치들 사이의 무선 및 유선 통신들을 제공하도록 공지되어 있다. 이러한 통신 시스템들은 국내적 및/또는 국제적 셀룰러 전화 시스템들로부터 점-대-점(point-to-point) 가정용 무선 네트워크들로의 인터넷까지 분포한다. 각각의 유형의 통신 시스템은 하나 또는 그 이상의 통신 표준들에 따라 구축되고, 이에 따라 동작한다. 무선 통신 시스템들은 예를 들면, IEEE 802.11, 블루투스, AMPS(advanced mobile phone services), 디지털 AMPS, GSM(global system for mobile communications), CDMA(code division multiple access), LMDS(local multi-point distribution systems), MMDS(multi-channel-multi-point distribution systems), 및/또는 이들의 변형들을 포함하는 하나 또는 그 이상의 표준들에 따라 동작될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
무선 통신 시스템의 유형에 의존하여, 셀룰러 전화기, 양방향 무선장치, 개인용 디지털 보조장치(personal digital assistant; PDA), 개인용 컴퓨터(PC), 랩 탑 컴퓨터, 가정용 오락기기 등과 같은 무선 통신 장치는 직접적 또는 간접적으로 다른 무선 통신 장치들과 통신할 수 있다. 직접 통신들에서(점-대-점 통신들로도 공지됨), 참여하는 무선 통신 장치들은 그들의 수신기들 및 송신기들을 동일한 채널 또는 채널들(예를 들면, 무선 통신 시스템의 복수의 무선 주파수(RF) 반송파들 중 하나)에 동조시키고, 그 채널(들) 상에서 통신한다. 간접 무선 통신들에서는, 각각의 무선 통신 장치는 관련 기지국(예를 들면, 셀룰러 서비스들을 위한) 및/또는 연관된 액세스 포인트(예를 들면, 집안 내의 또는 빌딩 내의 무선 네트워크)과 할당된 채널을 통해 직접 통신한다. 무선 통신 장치들 사이의 통신 연결을 완성하기 위해, 연관 기지국들 및/또는 연관 액세스 포인트들은 시스템 제어기를 통해, 공중 교환 전화망(public switch telephone network; PSTN)를 통해, 인터넷을 통해, 및/또는 일부 다른 광역 네트워크를 통해 서로 직접 통신한다.
각각의 무선 통신 장치는 내장된 무선 송수신기(즉, 수신기 및 송신기)를 포함하거나 연관 무선 송수신기(예를 들면, 집안 및/또는 빌딩 내의 무선 통신 네트워크들, RF 모뎀 등을 위한 스테이션)에 결합된다. 알려진 바와 같이, 송신기는 데이터 변조단, 하나 또는 그 이상의 중간 주파수단들, 및 전력 증폭단을 포함한다. 데이터 변조단은 특정 무선 통신 표준에 따라 원래의 데이터를 기저대역 신호들로 변환한다. 하나 또는 그 이상의 중간 주파수단들은 RF 신호들을 생성하기 위해 하나 또는 그 이상의 국부 발진기들로 기저대역 신호들을 혼합한다. 전력 증폭기 단은 안테나를 통한 전송에 앞서 RF 신호들을 증폭한다.
일반적으로, 데이터 변조 스테이지는 기저대역 프로세서 칩 상에 구현되고, 한편 중간 주파수(IF) 스테이지들 및 전력 증폭기 스테이지는 별도의 무선 프로세서 칩 상에서 구현된다. 역사적으로, 무선 집적 회로들은 큰 신호 진폭들 및 선형의 송신기 구성요소 동작을 허용하는 바이폴라(bi-polar) 회로를 사용하여 설계되어 왔다. 따라서, 많은 종래의 기저대역 프로세서들은 무선 프로세서로부터 및 무선 프로세서로 아날로그 신호들을 통신하는 아날로그 인터페이스들을 사용한다.
회로 구성 요소들의 수가 증가하는 동안 집적 회로 다이의 크기가 감소함에 따라, 칩 설계는 점차 난해하고 도전적으로(challenging) 되어왔다. 다른 공지의 문제들 가운데에서, 다이 크기가 감소함에도 불구하고 다이에 대한 출력 핀들의 점차적인 크기 증가의 요구가 있다. 유사하게, 다이 그 자체에서, 높은 데이터 레이트의 통신들을 지원하기 위한 내부 버스들 및 트레이스(trace)들의 발전을 위한 도전들은 매우 도전적으로 되고 있다. 따라서, 고속 데이터 레이트 통신들을 제공하고 배어 다이(bare die) 내의 회로 트레이스들 및 핀-아웃(pin-out)들의 필요의 감소를 위한 해결책에 대한 필요가 존재한다. 게다가, 일반 장치 또는 일반 배선 회로 내의 배치된 IC들 사이의 통신의 발전이 IC 제작에서 다가올 향상을 적절히 지원하기 위해 필요하다. 따라서, 집적 회로 안테나 구조체 및 이들의 무선 통신 응용들에 대한 필요가 존재한다.
따라서, 본원 발명은 회로의 증가하는 트레이스들, 및 핀-아웃들의 필요에 대한 요구를 해결 과제로 한다.
본원 발명은 후술하는 도면의 간단한 설명, 발명의 상세한 설명, 및 특허청구범위에서 더 설명되는 동작 방법들 및 장치에 관한 것이다.
본원 발명의 일 측면에 따라, 단일 장치 내에서의 통신 방법은:
집적회로의 제1 국부 송수신기(local transceiver)에서 특정 제2 국부 송수신기를 위한 무선 통신 신호를 생성하고 상기 무선 통신 신호에 상기 제2 국부 송수신기의 어드레스 또는 ID 중의 하나를 삽입(insert)하는 단계; 및
상기 제2 국부 송수신기에 전송하기 위해 상기 무선 통신 신호를 제 3 국부 송수신기에 전송할지를 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 무선 통신 신호는 무선 통신 링크를 통해 상기 제3 국부 송수신기로 전송된다.
바람직하게는, 상기 무선 통신 신호는 상기 집적회로 내에 배치된 전자기적 도파관(wave guide)을 통한 무선 통신 링크를 통해 상기 제3 국부 송수신기로 전송된다.
바람직하게는, 상기 제3 국부 송수신기들에 상기 무선 통신 신호를 송신하는 것을 결정하는 단계는 상기 제1 무선 송수신기의 로딩 조건들(loading conditions)에 근거한다.
바람직하게는, 상기 방법은 상기 단일 장치 내의 통신 링크들의 로딩을 반사(reflect)하는 로딩 정보를 수신하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 제1 기판 상의 국부 송수신기들 사이의 제1 통신 링크를 통하여 전송하는 단계 및 상이한 기판들에 배치된 국부 송수신기들 사이의 제2 통신 링크를 통하여 전송하는 단계를 또한 더 포함한다.
바람직하게는, 통신은 적어도 하나의 국부 송수신기들을 통해 중계(relay)되고 여기서 상기 통신은 동일 집적회로 상의 국부 송수신기들 사이에서 단독(solely) 통신 링크들을 경유한다.
바람직하게는, 통신은 적어도 하나의 국부 송수신기들을 통해 중계되고 여기서 상기 통신은 동일 기판 상의 국부 송수신기들 사이에서 단독 통신 링크들을 경유한다.
바람직하게는, 통신은 적어도 하나의 국부 송수신기들을 통해 중계되고 여기서 상기 통신은 동일 기판 상의 국부 송수신기들 사이에서 통신 링크들을 경유하지만, 적어도 하나의 통신 링크는 동일 기판 내에서 분리된 기판들 상에 배치된 국부 송수신기들 사이에 있다.
바람직하게는, 통신은 적어도 하나의 국부 송수신기들을 통해 중계되고 여기서 적어도 하나의 통신 링크는 기판의 도파관 내에 있다.
본원 발명의 일 측면에 따라, 장치는: 그물형 네트워크(mesh network)에서 노드들로서 통신 신호들을 전송하도록 동작가능한 복수의 국부 송수신기들(local transceivers)을 포함하며, 각각의 노드는 통신 신호들을 전송하기 위해 적어도 하나의 다른 노드와 통신 링크를 형성하며;
여기서 상기 복수의 국부 송수신기들 중의 제1 국부 송수신기는 동일 기판 상에 위치하는 제2 국부 송수신기로부터 수신된 통신 신호들을 동일 기판 상에 위치하는 제3 국부 송수신기로 전송하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 상기 제1 국부 송수신기는 분리된 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 국부 송수신기와 통신 링크를 수립하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 상기 분리된 기판은 동일한 기판 상에 배치되는 상이한 집적회로이다.
바람직하게는, 상기 분리된 기판은 상이한 기판 상에 배치되는 상이한 집적회로이다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 국부 송수신기들 중의 적어도 하나는 로딩에 근거하여 통신 신호를 수신하기 위한 다운스트림(downstream) 국부 송수신기를 선택하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 적어도 하나의 집적회로의 로딩은 평가된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크의 로딩은 평가된다.
바람직하게는, 각 국부 송수신기는 통신을 위해 최종 목적 어드레스를 명시하고 상기 최종 목적 어드레스에 근거하여 전송 결정을 수행하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 각 국부 송수신기는 통신의 다음 목적을 위한 목적 어드레스를 명시하고 최종 목적 어드레스에 근거하여 전송 결정을 수행하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 명시된 국부 인트라 장치 송수신기들 사이의 통신 경로들은 정적으로(statically) 명시된다.
바람직하게는, 명시된 국부 인트라 장치 송수신기들 사이의 통신 경로들은 로딩 상태들에 근거하여 동적으로(dynamically) 결정된다.
바람직하게는, 국부 송수신기는 기판 물질 내에 형성된 도파관을 통해 통신 링크를 수립하는 것을 결정하도록 동작가능하다.
바람직하게는, 상기 제1 국부 송수신기는 로딩 정보를 송신하고 수신하도록 동작가능하다.
본원 발명의 일 측면에 따라, 장치 내에서의 통신 방법은:
국부 송수신기(local transceiver) 중의 적어도 하나 또는 두 개의 국부 송수신기들 사이의 통신 링크 중의 로딩 정보(loading information)를 평가(evaluate)하는 단계;
상기 장치 내에서 국부 송수신기를 포함하는 다음 호프 목적 노드(hop destination node)를 결정하는 단계; 및
상기 다음 호프 목적 노드에 통신 신호를 송신하는 단계를 포함하되, 상기 통신 신호는 국부 송수신기의 최종 목적 어드레스(destination address)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 다음 호프 목적 노드를 결정하는 단계는 상기 통신의 로딩 정보 및 최종 목적지(destination)에 근거한다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크는 동일 기판 상에 배치된 국부 송수신기들 사이에 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크는 동일 기판 상에 배치된 상이한 집적 회로들 상에서 국부 송수신기들 사이에 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크는 동일 기판 상에 배치된 상이한 집적회로들 상에서 국부 송수신기들 사이에 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크는 상이한 기판 상에서 배치된 상이한 집적회로들 상에서 국부 송수신기들 사이에 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 통신 링크는 상기 국부 송수신기들을 지지하는 기판 내에 형성된 도파관을 경유하여 국부 송수신기들 사이에 있다.
본원 발명의 다른 특징들 및 이점들은 이후의 도면들을 참조하여 설명되는 상세한 설명을 통해 더 명백해질 것이다.
본원 발명은 장치 내의 그물형 네트워크를 제공함으로써, 장치 내의 물리적 트레이스들, 및 외부 장치와의 관계에서 물리적 핀-아웃을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따라 회로 장치들, 네트워크 구성 요소들, 및 이들의 동작을 포함하는 통신 시스템을 도시한 기능 블록도이다. 특히, 복수의 네트워크 서비스 영역들(04, 06, 08)은 네트워크(10)의 일부분이다. 네트워크(10)는 복수의 기지국들 또는 액세스 포인트들(acess points; APs), 복수의 무선 통신 장치들(18-32), 및 네트워크 하드웨어 구성 요소(34)를 포함한다. 무선 통신 장치들(18-32)은 랩톱 컴퓨터들(18, 26), 개인용 디지털 단말기들(20, 30; PDA), 개인용 컴퓨터들(24, 32), 및/또는 셀룰러 전화들(22, 28)일 수 있다. 무선 통신 장치들의 세부사항들은 도 2 내지 10을 참조하며 더 자세하게 기재될 것이다.
기지국들 또는 AP들(12-16)은 근거리 통신망(LAN) 접속들(36, 38, 40)을 통해 네트워크 하드웨어 구성요소(34)에 동작가능하게 결합된다. 라우터, 스위치, 브리지, 모뎀, 시스템 제어기 등일 수 있는 네트워크 하드웨어 구성요소(34)는 원거리 통신망(WAN)과 같은 외부 네트워크 구성요소로 통신 시스템(10)을 위한 WAN 접속(42)을 제공한다. 각각의 기지국들 또는 액세스 포인트들(12-16)은 그 영역 내의 무선 통신 장치들로 통신하도록 연관된 안테나 또는 안테나 배열을 갖는다. 전형적으로, 무선 통신 장치들(18-32)은 통신 시스템(10)으로부터 서비스들을 수신하기 위해 특정 기지국 또는 액세스 포인트들(12-16)에 등록한다. 직접 통신들에서(즉, 점-대-점 통신들), 무선 통신 장치들은 할당된 채널을 통해 직접 통신한다.
전형적으로, 기지국들은 셀룰러 전화 시스템들 및 유사한 시스템들에 사용되고, 액세스 포인트들은 가정용 또는 실내용 무선 네트워크들에 사용된다. 특정 유형의 통신 시스템에 관계없이, 각각의 무선 통신 시스템 장치는 내장형 무선 장치를 포함하고, 및/또는 무선 장치에 결합된다. 본 출원의 목적을 위해, 호스트 장치들(18-32), 및 기지국들 또는 AP들(12-16)을 포함하는 도 1의 각각의 무선 통신 장 치는 도 1에 예시된 것과 같은 무선 통신 장치의 적어도 다른 하나의 원격 송수신기와 무선 통신들을 하기 위한 적어도 하나의 연관된 무선 송수신기를 포함한다. 더 일반적으로, 원격 통신 또는 원격 송수신기에 대한 참조 부호는 특정 장치 또는 송수신기의 외부의 통신 또는 송수신기를 가리킨다. 이와 같이, 도 1에 참조되어 만들어진 각각의 장치 및 통신은 원격 장치 또는 통신이다. 본원 발명의 실시예들은 서로 통신하도록 동작가능한 복수의 송수신기들을 갖는 장치들을 포함한다. 이러한 송수신기들 및 통신들은 국부 송수신기들 및 통신들로 이 명세서 내에서 언급된다.
도 2는 호스트 장치(18-32) 및 연관된 무선 장치(60)를 포함하는 무선 통신 장치를 도시한 개략 블록도이다. 셀룰러 전화 호스트들에서, 무선 장치(60)는 내장형 구성요소이다. 개인용 디지털 단말기 호스트들, 랩톱 호스트들, 및/또는 개인용 컴퓨터 호스트들에 대해, 무선 장치(60)는 내장형이거나 외부적으로 결합된 구성요소일 수 있다.
도시된 바와 같이, 호스트 장치(18-32)는 처리 모듈(50), 메모리(52), 무선 인터페이스(54), 입력 인터페이스(58), 및 출력 인터페이스(56)를 포함한다. 처리 모듈(50) 및 메모리(52)는 호스트 장치에 의해 전형적으로 수행되는 상응하는 명령들을 실행한다. 예를 들면, 셀룰러 전화 호스트 장치에서, 처리 모듈(50)은 특정 셀룰러 전화 표준에 따라 상응하는 통신 기능들을 수행한다.
무선 인터페이스(54)는 무선 장치(60)로부터 수신되는 데이터 및 송신되는 데이터를 허용한다. 무선 장치(60)로부터 수신된 데이터(즉 착신 데이터)에 대해, 무선 인터페이스(54)는 추가 처리 및/또는 출력 인터페이스(56)로 라우팅하기 위해 처리 모듈(50)로 데이터를 제공한다. 출력 인터페이스(56)는 수신된 데이터가 디스플레이될 수 있는 디스플레이, 모니터, 스피커들 등과 같은 출력 디스플레이 장치로 접속가능성(connectivity)을 제공한다. 무선 인터페이스(54)는 또한 처리 모듈(50)로부터 무선 장치(60)로 데이터를 제공한다. 처리 모듈(50)은 입력 인터페이스(58)를 통해 키보드, 키패드, 마이크로폰 등과 같은 입력 장치로부터의 발신 데이터를 수신하거나 데이터를 자체 생성할 수 있다. 입력 인터페이스(58)를 통해 수신된 데이터에 대해, 처리 모듈(50)은 상기 데이터 상에서 상응하는 호스트 기능을 수행하거나 및/또는 상기 데이터를 무선 인터페이스(54)를 통해 라우팅할 수 있다.
무선 장치(60)는 호스트 인터페이스(62), 기저대역 처리 모듈(100), 메모리(65), 복수의 무선 주파수(RF) 송신기들(106-110), 송신기/수신기(T/R) 모듈(114), 복수의 안테나들(81-85), 복수의 RF 수신기들(118-120), 및 국부 발진기 모듈(74)을 포함한다. 메모리(65)에 저장된 동작성 명령들과 조합하여 기저대역 처리 모듈(100)은 디지털 수신기 기능들 및 디지털 송신기 기능들 각각을 실행한다. 디지털 수신기 기능들은 제한하기 위한 것이 아닌, 디지털 중간 주파수(intermediate frequency; IF)로부터 기저대역으로 변환, 복조, 성상도(constellation) 제동, 디코딩, 디인터리빙(de-interleaving), 고속 푸리에 변환, 주기적 프리픽스(prefix) 제거, 공간 및 시간 디코딩, 및/또는 디스크램블링(descrambling)을 포함한다. 디지털 송신기 기능들은 제한하기 위한 것이 아닌, 스크램블링(scrambling), 인코딩, 인터리빙(interleaving), 성상도 맵핑, 변조, 역 고속 푸리에 변환, 주기적 프리픽스 추가, 공간 및 시간 인코딩, 및 디지털 기저대역으로부터 IF로 변환을 포함한다. 기저대역 처리 모듈(100)은 하나 또는 그 이상의 처리 장치들을 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 처리 장치는 마이크로 프로세서, 마이크로 제어기, 디지털 신호 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 중앙 처리 유닛, 필드 프로그램 가능한 게이트 배열(field programmable gate array; FPGA), 프로그램 가능한 논리 장치(programmable logic device; PLD), 상태 기계(state machine), 논리 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 동작성 명령들에 기초하여 신호들(아날로그 및/또는 디지털)을 조작하는 임의의 장치일 수 있다. 메모리(65)는 단일 메모리 장치 또는 복수의 메모리 장치들일 수 있다. 이러한 메모리 장치는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 메모리, 동적 메모리, 플래시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장하는 임의의 장치일 수 있다. 기저대역 처리 모듈(100)이 상태 기계, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로의 하나 또는 그 이상의 기능들을 구현할 때, 대응하는 동작성 명령들을 저장하는 메모리는 상태 기계, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 논리 회로에 내장(embedded)된다.
동작에서, 무선 장치(60)는 호스트 인터페이스(62)를 통해 호스트 장치로부터 발신 데이터(94)를 수신한다. 기저대역 처리 모듈(100)은 모드 선택 신호(102)에 기초하여 발신 데이터(94)를 수신하고, 하나 또는 그 이상의 발신 심볼 스트림들(104)을 생성한다. 모드 선택 신호(102)는 다양한 IEEE 802.11 표준들의 하나 또는 그 이상의 특정 모드들에 따른 명령의 특정 모드를 가리킬 것이다. 예를 들면, 모드 선택 신호(102)는 2.4 GHz의 주파수 대역, 20 또는 22 MHz의 채널 대역폭, 및 54 Mbit/sec의 최대 비트율을 가리킬 것이다. 이러한 일반적인 범주에서, 모드 선택 신호는 1 Mbit/sec 내지 54Mbit/sec의 범위의 특정 비를 더 가리킬 수 있다. 게다가, 모드 선택 신호는 제한하기 위한 것이 아닌, 바커 코드 변조(Barker Code Modulation), BPSK, QPSK, CCK, 16 QAM, 및/또는 64 QAM을 포함하는 특정 유형의 변조를 가리킬 것이다. 모드 선택 신호(102)는 또한 코드율, 코드 비트 당 부반송파의 수(a number of coded bits per subcarrier; NBPSC), 코드 비트 당 OFDM 심볼(coded bits per OFDM symbol; NCBPS), 및/또는 데이터 비트 당 OFDM 심볼(data bits per OFDM symbol; NDBPS)을 가리킬 수 있다. 모드 선택 신호(102)는 또한 채널 수 및 대응하는 중심 주파수를 제공하는 대응하는 모드에 대한 특정 채널화를 가리킬 수 있다. 모드 선택 신호(102)는 추가적으로 전력 스펙트럼 밀도 마스크 값 및 MIMO 통신을 위해 초기에 이용되는 안테나들의 수를 가리킬 수 있다.
모드 선택 신호(102)에 기초하여, 기저대역 처리 모듈(100)은 발신 신호(94)로부터 하나 또는 그 이상의 발신 심볼 스트림들(104)을 생성한다. 예를 들면, 단일 송신 안테나가 선택된 특정 모드에 대해 이용된다고 모드 선택 신호(102)가 가리키면, 기저대역 처리 모듈(100)은 단일 발신 심볼 스트림(104)을 생성할 것이다. 대안적으로, 모드 선택 신호(102)가 2, 3, 또는 4개의 안테나들을 가리키면, 기저대역 처리 모듈(100)은 발신 데이터(94)로부터 2, 3, 또는 4개의 발신 심볼 스트림들(104)을 생성할 것이다.
기저대역 처리 모듈(100)에 의해 생성되는 발신 심볼 스트림들(104)의 수에 기초하여, 대응하는 수의 RF 송신기들(106-110)은 발신 심볼 스트림들(104)을 발신 RF 신호들(112)로 변환할 수 있다. 일반적으로, 각각의 RF 송신기들(106-110)은 디지털 필터 및 업샘플링(upsampling) 모듈, 디지털-아날로그 변환 모듈, 아날로그 필터 모듈, 주파수 상승 변환 모듈, 전력 증폭기, 및 무선 주파수 대역 통과 필터를 포함한다. RF 송신기들(106-110)은 각각의 발신 RF 신호를 대응하는 안테나(81-85)에 제공하는 송신/수신 모듈(114)로 발신 RF 신호들(112)을 제공한다.
무선 장치(60)가 수신 모드일때, 송신/수신 모듈(114)은 안테나들(81-85)을 통해 하나 또는 그 이상의 착신 RF 신호들(116)을 수신하고, 이들을 하나 또는 그 이상의 RF 수신기들(118-122)로 제공한다. RF 수신기(118-122)는 착신 RF 신호들(116)을 대응하는 수의 착신 심볼 스트리들(124)로 변환한다. 착신 심볼 스트림들(124)의 수는 데이터가 수신된 특정 모드에 대응할 것이다. 기저대역 처리 모듈(100)은 착신 심볼 스트림들(124)을 호스트 인터페이스(62)를 통해 호스트 장치(18-32)로 제공되는 착신 데이터(92)로 변환한다.
당해 기술의 숙련자가 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 무선 통신 장치는 하나 또는 그 이상의 집적 회로들로 구현될 수 있다. 예를 들면, 호스트 장치는 제 1 집적 회로 상에 구현될 수 있고, 기저대역 처리 모듈(100) 및 메모리(65)는 제 2 집적 회로 상에 구현될 수 있으며, 안테나들(81-85)보다 작은 무선 장치(60)의 남은 구성요소들은 제 3 집적 회로 상에 구현될 수 있다. 대안적인 예로서, 무선 장치(60)는 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있다. 또 다른 예로서, 호스트 장치의 처리 모듈(50), 및 기저대역 처리 모듈(100)은 단일 집적 회로 상에 구현된 통상적인 처리 장치일 수 있다. 또한, 메모리(52) 및 메모리(65)는 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있고, 및/또는 처리 모듈(50) 및 기저대역 처리 모듈(100)의 통상적인 처리 모듈로서 동일한 집적 회로 상에 구현될 수 있다.
도 2는 MIMO 송수신기를 도시하고, 통상적인 송수신기의 기본 블록들을 이해하는데 유용한다. 도 2에 도시된 임의의 접속은 물리적 트레이스 또는 무선 통신 링크로서 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 무선 통신 링크들은 MIMO 송수신기를 포함하는 다양한 다이를 수용하는 인쇄 회로 보드의 기판, 또는 다이의 기판(예를 들면 유전체 기판)내에 형성된 전자기 도파관을 통해, 또는 공간을 통해 송신하도록 동작가능한 국부 송수신기들(도 2에 도시되지 않음)에 의해 제공된다. 이러한 동작들을 제공하기 위한 회로 및 기판 구조체들의 설명은 하기에서 더 자세히 기재된다.
주파수와 신호 파장 사이에 역 관계가 존재하는 것은 일반적으로 공지된 것이다. 무선 주파수 신호들을 방사하는 안테나들은 신호 파장의 함수이기 때문에, 증가하는 주파수들은 파장의 감소를 결과하며, 따라서 이러한 통신들을 제공하기 위한 안테나 길이들을 감소시킨다. 차세대의 무선 주파수 송수신기들에서, 반송파 주파수는 적어도 10 GHz 또는 이를 초과할 것이며, 이에 따라 상대적으로 작은 단극(monopole) 안테나, 또는 쌍극(diepole) 안테나가 요구될 것이다. 단극 안테나는 일반적으로 파장 길이의 1/4과 동일한 크기일 것이며, 쌍극 안테나는 파장 길이의 1/2과 동일할 것이다. 예를 들면, 60 GHz에서 전체의 파장은 5mm이고, 따라서 단극 안테나의 크기는 대략 1.25mm일 것이며, 쌍극 안테나의 크기는 대략 2.5mm일 것이 다. 이러한 작은 크기에서, 안테나는 제조된 인쇄 회로 보드 상에서 및/또는 다이 자체 상에서 구현될 수 있다. 이와 같이, 본원 발명의 실시예들은 다이 또는 인쇄 회로 보드 중 어느 하나 상에서 이와 같은 작은 안테나의 일체화를 허용하기 위해 이러한 고주파 RF 신호들을 이용하는 것을 포함한다.
인쇄 회로 보드들 및 다이는 종종 여러 층들을 갖는다. 인쇄 회로 보드들에 대하여, 여러 층들은 다른 두께와 다른 금속화(metallization)를 갖는다. 층들 내에서, 유전체 영역들은 고주파 RF 신호들을 위한 전자기 도파관들로서 사용되도록 생성될 수 있다. 이러한 도파관들의 사용은 신호가 인쇄 회로 보드의 외부로부터 고립되는 부가적 잇점을 제공한다. 또한, 송신 전력 요구치들은 무선 주파수 신호들이 공기를 통해서가 아니라 도파관의 유전체를 통해 전도되기 때문에 감소된다. 따라서, 본원 발명의 실시예들은 예를 들면, 대응하는 통신들을 용이하게 하도록 인쇄 회로 보드 또는 다이 중 어느 하나 상에 장착된 60 GHz 회로와 같은 초고주파 RF 회로를 포함한다.
도 3은 본원 발명의 한 실시예에 따른 전자기 도파관으로서 동작가능한 유전체 기판을 포함하는 본원 발명의 한 실시예에 따라 구성된 기판의 기능 블록도이다. 도 3을 참조하면, 기판(150)은 송수신기(158)와 통신하도록 동작가능하게 배치된 송수신기(154)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 여기에서 기판들로서 언급하는 것은 임의의 지지 기판을 가리키며, 특별히 집적 회로들 및 그밖의 회로를 지지하는 인쇄 회로 보드들 및 그밖의 보드들을 포함한다. 기판으로서의 언급들은 또한 회로 구성요소들 및 블록들을 지지하는 다이 및 집적 회로들의 일부인 반도체 기판들을 포함한다. 따라서, 본 명세서에 특별한 제한이 특정 응용에 없으면, 상기 용어, 즉 기판은 다양한 회로 블록들 및 구성요소들과 같은 모든 응용들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 도 3의 기판(150)을 참조하여, 기판(150)은 인쇄 회로 보드 일 수 있고, 여기서 송수신기들은 별개의 집적 회로들, 또는 그곳에 동작가능하게 배치된 다이일 수 있다. 대안적으로, 기판(150)은 집적 회로일 수 있고, 여기서 송수신기들은 집적회로 다이 회로의 일부인 송수신기 모듈들일 수 있다.
본원 발명의 기재된 실시예에서, 송수신기(154)는 안테나(166)에 통신적으로 결합되는 한편, 송수신기(158)는 안테나(170)에 통신적으로 결합된다. 제 1 및 제 2 기판 안테나들(166 및 170)은 기재된 실시예에서 유전체 기판 영역인 기판 영역(162)을 통해 무선 주파수 통신 신호들을 송신 및 수신하도록 동작가능하도록 각각 배치된다. 도시된 바와 같이, 안테나(166)는 유전체 기판(162)의 상부면 상에 동작가능하게 배치되는 한편, 안테나(170)는 유전체 기판(162)으로 관통되어 동작가능하게 배치된다. 각각의 이들 안테나 구성들은 유전체 기판(162)을 통해 송신된 무선 주파수 신호들을 방사 및 수신하기 위한 기판 안테나들에 대한 다른 실시예들을 예시한다. 도 3을 조사하는 것으로부터 추가적으로 볼 수 있는 바와 같이, 선택적인 금속층(174)은 유전체(162)의 상부면 및 하부면 모두 또는 어느 하나의 상에 배치될 수 있다. 금속층(174)은 고주파 RF로서 유전체 기판(162)을 통해 송신된 전자기파들을 더 고립시키고 차폐하도록 동작가능하다. 이러한 금속층(174)들의 사용은 기판이 인쇄 회로 보드를 포함하지만 기판이 배치된 금속층을 갖는 임의의 구조체를 포함할 수 있는 본원 발명의 실시예들에 특별히 적용가능하다.
동작에 있어서, 송수신기(154)는 10 GHz 또는 이 이상인 주파수를 갖는 전자기 신호들을 생성하는 초고주파 송수신기이다. 본원 발명의 한 특정 실시예에서, 전자기 신호들은 60 GHz (+/- 5 GHz) 무선 주파수인 것을 특징으로 한다. 이러한 고주파 전자기 신호를 사용하는 것에 대응하는 인자는 기판이 인쇄 회로 보드이든지 또는 배어 다이(bare die)이든지, 기판상에 또는 기판내에 위치되기에 충분히 작은 크기로 이용될 수 있는 짧은 안테나 길이들이다. 따라서, 기판 송수신기(158)를 위한 안테나(170)에 의한 수신을 위하여, 송수신기(154)는 안테나(166)를 통해 유전체 기판(162)을 통해 방사되도록 동작가능하다. 이 송수신기들은 특별히 도 3에 도시된 것과 같이, 유전체 기판을 통해 통신하도록 설계된 송수신기들을 가리키는 기판 송수신기들로 명칭된다.
금속층(174)이 포함되었는지와 관계없이, 유전체 기판(162)은 경계 체적(bound volume)에 의해 한정되며, 전자기 도파관과 동등하며, 본원에서 그와 같이 언급된다. 일반적인 용어들에서, 유전체 기판(162)은 유전체 기판(162)내의 간섭을 감소시키도록 알맞게 균일하게 제조될 것이다. 예를 들면, 금속 구성요소들, 또는 유전체 기판 내의 다른 구성요소들은 다중 경로 간섭을 생성하고, 및/또는 전자기 신호들을 흡수하여 송신 효율을 감소키는 경향을 가질 것이다. 그러나, 알맞게 균일하거나 일정한 유전체 기판으로, 저전력 신호 송신들이 이러한 단거리 통신들에서 이용될 수 있다.
도 4는 복수의 내장된 기판 송수신기들을 포함하는 기판의 대안적인 실시예의 기능 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기판(180)은 서로간에 통신하도록 동작가 능한 내장된 기판 송수신기들(188, 192)을 포함하는 유전체 기판 영역(184)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 기판 송수신기(188)는 기판 안테나(196)를 포함하는 한편, 기판 송수신기(192)는 제 2 기판 안테나(198)를 포함한다.
기판 송수신기들(188, 192)은 각각의 그들의 안테나들(196, 198)과 같이, 유전체 기판(184)내에 각각 동작가능하게 배치되고, 유전체 기판(184)에 의해 형성된 도파관을 통해 초고주파 전자기 신호들을 송신하도록 동작가능하다. 도 3과 관련하여 기재된 바와 같이, 금속층은 선택적이며 필수적이지 않다.
일반적으로, 금속층이 기판의 상부층 또는 하부층 중 어느 하나에 요구되지 않는 가운데, 외부 회로에 있는 전자기 신호들, 또는 도파관을 통해 송신된 전자기 신호들로 간섭을 일으키는 외부회로로부터의 신호들의 간섭을 감소시키기 위하여, 금속은 도파관 내에 포함된 전자기 신호들을 외부 회로와 분리시키는 것을 돕는다. 유전체 기판의 경계는 유전체 기판(184) 내의 신호들을 유지하도록 전자기 신호들의 무선 주파수를 반사하고, 따라서 유전체의 상부 또는 내부 장치들 및 외부 회로와의 간섭을 최소화한다. 기판 안테나들은 유전체 기판(184)을 통해서만 방사되도록 크기를 갖고 위치된다.
도 5는 본원 발명의 한 실시예에 따라 집적 회로 모듈들 및 회로에 의해 둘러싸인 복수의 기판 송수신기들을 포함하는 기판의 기능 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기판(200)은 기판 안테나들(212, 216) 각각에 의해 기판 송수신기(208)와 통신하도록 동작가능한 내장된 기판 송수신기(204)를 포함한다. 송수신기(204)가 유전체 기판(220) 내에 내장되는 한편, 송수신기(208)는 유전체 기판(220)의 표면 상 에 동작가능하게 배치된다.
전자기 신호들은 유전체 기판(220)을 통해 방사하기 위해 송수신기들(204, 208)로부터 기판 안테나들(212, 216)을 통해 송신된다. 도시된 실시예에서, 유전체 기판(220)은 유전체 기판(220)에 의해 형성된 도파관을 통해 송신된 전자기 신호들을 더 차폐하는 금속층들(222)에 의해 경계된다. 유전체 기판(220)은 도시된 바와 같이, IC 모듈들(224, 228, 232)에 의해 둘러싸인다. 기판(200)의 특정 실시예에서, 한 전형적인 응용은 유전체 기판이 금속층(222)과 층을 이루고 IC들(224, 228, 232)을 동작가능하게 지지하는 인쇄 회로 보드 내에 형성된 인쇄 회로 보드일 수 있다. 금속층(222)은 차폐로서 동작가능할 뿐만 아니라, IC 모듈들(224, 228, 232)을 지지하여 신호들을 도전하도록 사용될 수 있다. 예시적인 목적들에 대해, 송수신기(208)는 IC 모듈(224)에 대하여 통신들을 제공하도록 동작가능한 한편, 송수신기(204)는 IC 모듈(228)에 대하여 통신들을 제공하도록 동작가능하다.
도 6은 본원 발명의 한 실시예에 따라 기판 내에 형성된 도파관들을 통해 통신하도록 동작가능하게 배치된 복수의 송수신기들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 기판(250)은 복수의 송수신기들(252, 254, 256, 258, 260, 262)을 포함한다. 각각의 송수신기(252-262)는 여기에 도시되지 않은 연관된 회로를 갖고, 유전체로 튀어나온 연관된 안테나와 함께 유전체 내에 또는 유전체 상에 동작가능하게 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 기판(250)은 특정 송수신기들 사이의 특정 통신들을 도전하기 위해 내부에 형성된 복수의 도파관들을 포함한다. 예를 들면, 도파관(264)은 송수신기들(252, 254) 사이에 통신들을 제공하도록 동작가능하게 배치된다. 유사하 게, 도파관들(266)은 도시된 바와 같이, 송수신기들(254, 256, 262, 260, 258) 사이에 통신들을 제공한다.
일부 다른 주목할 만한 구성들도 주지해야 한다. 예를 들면, 도파관(268)은 송수신기(252)로부터 송수신기들(258, 260)로 송신들을 제공한다. 대안적으로, 각각의 송수신기들(258, 260)은 도파관(268)의 형태로 인해 도파관(268)을 통해 송신기(252)에만 송신할 수 있다. 본원 발명의 한 실시예에 따른 한 부가적인 구성은 도파관들(270, 272)로 볼 수 있다. 도시된 바와 같이, 도파관(270)은 도파관(272)과 겹치고, 도파관(270)은 송수신기들(260, 256) 사이에서 통신들을 제공하는 한편, 도파관(272)은 송수신기들(254, 262) 사이에서 통신들을 제공한다. 적어도 이 예에서, 도파관들(270, 272)은 겹치지만, 도파관들의 전자기 방사에서 다른 도파관의 전자기 방사로 인한 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위해 서로 고립된다.
일반적으로, 기판(250)내에 도시된 도파관들은 연관된 송수신기들 사이에서 복수의 지향성(directional) 통신들을 제공한다. 도 6의 실시예에서, 기판은 인쇄 회로 보드와 같은 보드, 또는 각각의 송수신기가 집적 회로 내의 송수신기 블록 또는 모듈인 집적 회로 중 어느 하나 일 수 있다. 본원 발명의 이 실시예에서, 도파관들은 유전체 기판 재료로 형성되고, 도파관들에 송신된 전자기 신호들을 포함하고 고립시키기 위한 경계를 갖는다. 또한, 이전 실시예들에서 기재된 바와 같이, 전자기 신호들의 주파수는 수십 차수의 GHz의 초고주파 무선 주파수이다. 한 특정 실시예에서, 주파수는 60 GHz(+/- 5 GHz)이다. 본원 발명의 이 실시예의 한 측면으로서, 송수신기는 다른 송수신기에 의해 의도된 송수신기에 통신할 수 있다. 예를 들면, 송수신기(252)가 송수신기(256)로 통신을 전달하도록 한다면, 송수신기(252)는 송수신기(254)를 거쳐 도파관들(264, 266)에 의해 통신 신호들을 송신하거나, 대안적으로 송수신기(260)를 거쳐 도파관들(268, 270)에 의해 통신 신호들을 송신하는 선택을 갖는다.
도 7은 본원 발명의 한 실시예에 따른 방법의 흐름도이다. 본 방법은 먼저, 적어도 10 GHz의 초고주파 신호를 초기에 생성하는 단계(단계 280)를 포함한다. 본원 발명의 한 실시예에서, 초고주파 신호는 60 GHz(+/- 5 GHz) 신호이다. 이후에 본 방법은 초저전력으로 기판 송수신기에 결합된 기판 안테나로부터 초고주파 신호를 송신하는 단계(단계 284)를 포함한다. 신호의 전자기 방사가 공간을 통하는 대신 기판을 통해 방사되기 때문에, 저전력이 요구된다. 또한, 기판이 간섭이 적거나 거의 없이 도파관으로서 동작가능하기 때문에, 전력이 중대한 간섭을 극복하기 위해 요구되지 않음으로 인해 더 작은 전력이 요구된다. 이후에 본 방법은 제 2 기판 송수신기에 결합된 제 2 기판 안테나에서 초고주파 신호를 수신하는 단계(단계 288)를 포함한다. 마지막으로, 본 방법은 기판 안테나로부터 수신된 신호를 추가 처리를 위해 논리 또는 프로세서에 생성하는 단계(단계 292)를 포함한다. 일반적으로, 도 7의 방법은 인쇄 회로 보드의 기판, 집적 회로들 또는 다이를 수용하는 보드, 또는 심지어 집적 회로 기판 재료를 통한 전자기 신호들의 송신에 관한 것이다. 일반적으로, 기판은 유전체 재료로 형성되고 도파관으로서 동작가능하다.
도 8은 본원 발명의 한 실시예에 따른 송수신기들의 3개 레벨을 도시한 기판(300)의 기능 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기판 송수신기(302)는 유전체 기 판(308)을 통해 기판 송수신기(304)와 통신하도록 유전체 기판의 표면상에 동작가능하게 배치된다. 기판 송수신기(304)는 또한 유전체 기판(308)의 표면상에 동작 가능하게 배치된 기판 송수신기(312)와 통신하도록 추가적으로 동작가능하다. 도시된 바와 같이, 기판 송수신기(304)는 유전체 기판(308) 내에 내장된다. 기판 송수신기들(302, 304) 사이의 통신들과 관련된, 기판 송수신기들(312, 304) 사이에서 통신 신호들 사이의 간섭을 감소시키거나 제거하기 위해, 고립 경계(isolating boundary; 322)에 의해 고립된 유전체 기판(316)은 기판 송수신기(312)와 기판 송수신기(304) 사이에서 통신들을 도전하도록 사용된다. 본원 발명의 한 실시예에서, 고립 경계는 금속으로 형성된다.
대안적인 실시예에서, 고립 경계는 단지 전자기 신호를 포함하는 유전체 기판 표면으로부터 떨어져 전자가 방사를 방사하도록 동작가능하게 경계를 생성하는 다른 유형의 유전체 또는 다른 재료이다. 이와 같이, 유전체내의, 여기서는 유전체 기판(308) 내의 고립 경계들은 기판 송수신기(304)와 기판 송수신기(312) 사이에 도파관을 생성하도록 유전체 기판(316)으로서 도시된 유전체 기판의 체적을 한정하도록 사용된다. 또 다른 대안적인 실시예에서, 처음의 유전체 기판, 여기서는 유전체 기판(308)내에 고립된 도파관들을 생성하는 대신, 지향성 안테나들은 다른 기판 송수신기들로 이동하는 신호들 사이의 간섭을 감소시키거나 제거하도록 사용될 수 있다. 예를 들면, 기판 안테나들의 적절한 위치 및 조정으로, 각각의 기판 송수신기가 이용되는 지향성 안테나들을 도시한다면, 간섭은 실질적으로 감소될 수 있고 이에 따라 유전체 기판 내의 복수의 도파관들을 한정하는 고립 경계들의 생성의 필 요를 방지할 수 있다.
도 8에서 계속하여, 원격 통신 송수신기(324)는 기판 송수신기(302)와 통신하도록 동작가능하게 배치되고, 한편 내부-시스템 국부 송수신기(328)는 기판 송수신기(312)와 통신하도록 동작가능하게 배치된다. 본원 발명의 기재된 실시예에서, 내부-시스템 또는 내부-장치 송수신기(328)는 다른 국부 내부-장치 송수신기(328)와의 공간을 통한 단거리 국부 무선 통신들을 위한 국부 송수신기이다. "국부"의 언급은 국부 송신기를 수용하는 장치의 외부의 송수신기들을 의도하지 않는 무선 송신들을 생성하도록 동작가능한 장치를 가리킨다.
한 실시예에서, 저효율 안테나는 국부 내부-장치 송수신기들 사이 및 기판 송수신기들 사이에의 통신들을 위해 사용될 수 있다. 송신들이 동일한 보드 상에 위치된 국부 송수신기들을 향함으로 인해 요구되는 송신 거리가 매우 작기 때문에, 국부 저효율 안테나 구조체들이 이용될 수 있다. 또한 적어도 10 GHz인 초고주파를 사용하여, 한 실시예에서는 약 55 GHz로부터 65GHz까지의 주파수 대역을 이용하여, 그와 같은 저효율 안테나 구조체들은 원하는 고주파 대역내의 동작을 제공하는 전자기 특성들을 갖는다.
반면에, 원격 통신 송수신기(324)는 기판(300)을 수용하는 장치의 외부의 원격 송수신기들로 통신한다. 따라서, 예를 들면 내부-장치 송수신기(328)가 다른 국부 내부-장치 송수신기로부터 단거리 무선 통신을 수신하는 것이라면, 내부-장치 송수신기(328)는 기판 송수신기(304)로 유전체 기판(316)을 통해 신호들을 도전하도록 동작가능한 기판 송수신기(312)로 수신된 신호들을 도전하도록 동작가능할 수 있으며, 이후에, 원격 통신 송수신기(324)로 전달을 위해 기판 송수신기(302)로 신호들을 방사할 수 있다. 네트워크/장치 송수신기(324)는 이후 전자기 방사의 형태의 통신 신호들을 원격 무선 송수신기로 송신한다.
여기에 기재된 동작은 도 8의 블록도에 대응하는 예시적 실시예에 불과한 것을 이해해야 한다. 대안적으로, 이러한 통신 신호들은 한 위치로부터 다른 곳으로 통신 신호들을 도전하도록 더 많거나 적은 기판 송수신기들을 통해 교대된다. 예를 들면, 한 대안적인 실시예에서, 오직 기판 송수신기들(312, 302)이 내부-장치 송수신기(328)로부터 원격 통신 송수신기(324)로 또는 그 역으로 신호들을 전달하도록 이러한 통신들에 사용될 수 있다.
더 일반적으로, 도시된 바와 같이, 도 8의 블록도는 송수신기들의 3 레벨을 도시한다. 첫번째, 기판 송수신기들은 집적 회로들 또는 다이를 수용하는 보드, 인쇄 회로 보드, 또는 심지어 집적 회로의 기판 내에 형성될 수 있는 유전체 기판을 통해 초고주파에서 전자기 신호들을 방사하는데 사용된다. 송수신기의 제 2 레벨은 다른 국부 내부-장치 송수신기들로 공간을 통해 초단거리 무선 통신 신호들을 생성하기 위한 내부-장치 송수신기(328)와 같은 내부-장치 국부 송수신기이다. 전술된 바와 같이, 이러한 국부 송수신기들은 모두 특정 장치내에 포함된 국부 통신들을 위한 것이다. 마지막으로, 송수신기의 제 3 레벨은 각각의 이러한 송수신기들의 기판(300)을 수용하는 장치의 외부의 원격 장치들과 무선 통신들을 위한 무선 송수신기인 원격 무선 송수신기(324)이다.
도 9는 본원 발명의 한 실시예에 따라 형성된 다중-칩 모듈의 기능 블록도이 다. 도시된 바와 같이, 다중-칩 모듈(330)은 각각 복수의 기판 송수신기들, 및 적어도 하나의 내부-장치 국부 송수신기를 포함하는 복수의 다이를 포함한다. 게다가, 적어도 하나의 다이는 원격 장치들과의 통신들을 위한 원격 통신 송수신기를 포함한다. 다중-칩 모듈이 다른 원격 장치들과 통신하기 위한 원격 통신 송수신기를 포함하도록 요구하지 않는 한편, 도 9의 도시된 실시예는 이러한 원격 통신 송수신기를 포함한다.
도시된 바와 같이, 각각의 다이는 스페이서(spacer)에 의해 인접한 다이로부터 분리된다. 이와 같이, 도시된 실시예에서, 3개의 스페이서에 의해 동작가능하게 분리된 복수의 4개의 다이가 포함된다. 각각의 4개의 다이는 도파관으로서 동작가능한 유전체 기판을 통해 통신하도록 동작가능한 2개의 기판 송수신기들을 포함한다. 부가적으로, 적어도 하나의 기판 송수신기는 도 9의 다중-칩 모듈내의 다른 내부-장치 국부 송수신기로 공간을 통해 무선 통신 신호들을 방사하기 위한 내부-장치 송수신기에 통신적으로 결합된다.
본원 발명의 한 실시예에서, 적어도 하나의 내부-장치 국부 송수신기는 다중-칩 모듈 외부가 아닌, 장치 내의 다른 내부-장치 송수신기에 도달하도록 충분한 전력 레벨로 송신 신호들을 생성하도록 동작가능하다. 기판 송수신기들을 위한 안테나들은 단순화를 위해 도시되지 않았지만 본 명세서 내에 다른 경우에 기재된 바와 같이 형성될 수 있다.
추가적으로 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 내부-장치 국부 송수신기들은 공간을 통해 국부 무선 송신들을 위한 도시된 안테나를 포함한다. 본원 발명의 기재 된 실시예에서, 도 9의 다중-칩 모듈 내의 무선 통신들은 적어도 10 GHz의 주파수이고, 한 실시예에서는 대략 60GHz이다. 도시된 바와 같이, 원격 송수신기는 설계 선호도 및 도 9의 다중-칩 모듈이 통신하는 의도된 원격 장치들에 따라 근사적으로 동일한 주파수 또는 다른 주파수로 동작할 수 있다.
도 9에서 계속하여, 전술된 실시예들 각각의 기판들 및 기판 송수신기들은 여기서 도 9의 다중-칩 모듈로 이용될 수 있다. 따라서, 주어진 기판은 기판 상부에 또는 기판 내에 동작가능하게 배치될 수 있는 2개 이상의 기판 송수신기들을 가질 수 있다. 유사하게, 이러한 기판 송수신기들을 위한 안테나들, 즉 기판 안테나들은 표면 기판 상에 동작가능하게 배치될 수 있고, 또는 전체가 아니라면 적어도 부분적으로 전자기 신호들의 방사를 위해 기판을 관통한다. 게다가, 복수의 도파관들은 하나의 원하는 기판 송수신기 안테나로부터 다른 원하는 기판 송수신기 안테나로 전자기 신호들을 향하게 하도록 기판 내에 형성될 수 있다.
동작에서, 예시적인 목적들을 위하여, 다이의 하나의 기판 송수신기는 또 다른 기판으로 공간을 통해 차후의 방사를 위한 내부-장치 국부 송수신기로, 특히 다른 기판 상에서 동작 가능하게 배치된 내부-장치 국부 송신기로 전달하기 위하여 다른 기판 송수신기로 통신 신호들을 생성하도록 기판을 사용할 수 있다. 차후에 더 자세히 기술하는 바와 같이, 특정 주소 방식은 추가적 처리를 위해 특정 내부-장치 국부 송수신기로 직접 통신들에 사용될 수 있다. 예를 들면, 통신 신호가 원격 장치로 송신되도록 의도된다면, 이러한 통신 신호 처리는 원격 송수신기가 하나 또는 그 이상의 기판들, 기판 송수신기들, 및 내부-장치 국부 송수신기들에 의해 통신 신호들을 수신하는 원격 송수신기를 결과하도록 할 수 있다.
도 9에서 계속하여, 저전력 레벨에서 기판을 통해 신호들을 송신하는 것에 부가하여, 내부 -장치 국부 송수신기들 사이에서 무선 송신들을 위한 전력 레벨은 또한 저전력일 수 있다. 게다가, 변조의 더 높은 레벨들이 송신 유형에 기초하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 기판의 도파관을 통한 송신들에 대하여, 변조의 가장 높은 차수가 사용될 수 있다. 예를 들면, 신호는 128 QAM 또는 256 QAM 신호로서 변조될 수 있다. 대안적으로, 내부-장치 국부 송신들에 대하여, 변조는 예를 들면 64 QAM 또는 128 QAM으로 여전히 높을 수 있지만, 변조의 가장 높은 레벨들이 필요한 것은 아니다. 마지막으로, 원격 송수신기로부터 원격 장치로의 송신들에 대해, QPSK 또는 8 PSK와 같은 더 전형적인 변조 레벨들이 장치에 대해 예상되는 간섭 조건들에 따라 이용될 수 있다.
본원 발명의 한 실시예에서, 적어도 하나의 다이는 프로세서인 동일한 장치내에 배치된 플래시 메모리 칩이다. 내부-장치 송수신기들은 메모리 버스로서 기능하기 위해 고속 데이터 통신 채널을 설정하도록 동작가능하다. 이와 같이, 어떠한 트레이스들 또는 라인들도 플래시 메모리 다이로부터 프로세서 다이로 라우팅되는 것에 요구되지 않는다. 따라서, 도 9에서 도시된 납들은 각각의 다이에 대해 동작 전력을 제공하는 전력 라인들을 표현한다. 따라서, 다이의 적어도 적어도 일부는 핀 아웃 및 트레이스 라우팅 요구들을 감소시키기 위해 무선 데이터 링크들을 사용한다. 도 9에 계속하여, 다른 응용 특정 장치들이 포함될 수 있다. 예를 들면, 한 다이는 다른 기능들 또는 목적들을 위한 전용인 논리를 포함할 수 있다.
도 8 및 도 9의 실시예의 한 측면으로서, 원격 통신 송수신기를 통해, 그리고 장치 또는 집적 회로내의 내부-장치 및/또는 기판 송수신기들을 통해 통신하는 것에 의해, 원격 장치가 장치와 통신하도록 장치 내의 임의의 특정 회로 모듈에 접속할 수 있다. 따라서, 한 실시예에서, 원격 시험기(tester)는 도 8의 기판 또는 도 9의 다중-칩 모듈을 수용하는 장치의 원격 통신 송수신기를 통해, 그리고 회로 모듈들의 일부 또는 전부를 시험하도록 통신적으로 결합된 내부-장치 송수신기들을 통해 통신하도록 동작가능하다. 대안적으로, 원격 장치는 장치 내의 임의의 자원(resource)에 접속하기 위해, 원격 통신 송수신기 및 내부-장치 및/또는 기판 국부 송수신기들을 사용할 수 있다. 예를 들면, 원격 장치는 이러한 통신 링크들의 연속을 통해 메모리 장치, 프로세서, 또는 구체화된 응용 장치(예를 들면 센서)에 접속할 수 있다. 이 개념들의 추가 설명은 도 25 및 도 26을 참조할 때 또한 볼 수 있다.
도 10은 본원 발명의 한 실시예에 따른 통신을 위한 방법의 흐름도이다. 본 방법은 동일한 다이 내에 동작가능하게 배치된 국부 송수신기에 의해 수신하기 위한 제 1 무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 단계(단계 400)를 포함한다. 제 2 단계는 동일한 장치 내에 동작가능하게 배치된 국부 송수신기에 의해 수신하기 위한 제 2 RF 신호를 생성하는 단계(단계 404)를 포함한다. 마지막으로, 본 방법은 제 1 및 제 2 RF 신호의 하나에 기초하여 동일한 장치의 외부의 원격 송수신기에 의해 수신하기 위한 제 3 RF 신호를 생성하는 단계(단계 408)를 포함한다.
본원 발명의 한 실시예에서, 제 1, 제 2, 및 제 3 RF 신호들은 다른 주파수 범위들에서 생성된다. 예를 들면, 제 1 무선 주파수 신호들은 60 GHz에서 생성될 수 있고, 제 2 RF 신호들은 30 GHz에서 생성될 수 있고, 제 3 RF 신호들은 2.4 GHz에서 생성될 수 있다. 대안적으로, 본원 발명의 한 실시예에서, 제 1, 제 2, 및 제 3 RF 신호들은 초고주파 및 실질적으로 유사한 주파수에서 모두 생성된다. 예를 들면, 각각은 60 GHz (+/- 5 GHz)로서 생성될 수 있다. 이들 주파수들은 반송파 주파수를 가리키는 것이며 주파수 분할 다중 접속형 기술들에 사용하는 통신의 특정 채널들을 정의하도록 미세하게 조정될 수 있다. 그러나 더 일반적으로, 적어도 제 1 및 제 2 RF 신호들은 적어도 10 GHz 만큼 높은 주파수에서 생성된다.
도 11은 본원 발명의 한 실시예에 따른 기판 내에 위치된 송수신기를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 기판(350)은 그들 사이의 의도된 통신들을 제공하도록 서로 관련된 특정 위치들에서 동작가능하게 배치된 복수의 송수신기들(354, 358, 362, 366, 및 370)을 포함한다. 특히, 송수신기들(354-370)은 통신 링크들이 각각의 송수신기들 사이에 요구되는지에 따라 피크(peak) 영역들, 및 널(null) 영역들로 위치된다. 중심이 같은 영역 내의 백색 영역들은 신호 널을 형성하도록 동작가능한 감하는 신호 구성요소들을 도시하는 한편, 그림자 영역들은 신호 피크를 형성하도록 동작 가능한 부가적 신호 구성요소들을 도시한다.
특히, 송수신기(354)는 피크 영역이 일반적으로 374에서 도시된 것인, 송신들의 피크 영역 내에 있는 것을 볼 수 있다. 부가적으로, 피크 영역은 378로 도시될 수 있다. 널 영역들은 382 및 386으로 도시된다. 피크 영역들(374, 378), 및 널 영역들(382, 386)은 송수신기(354)에 관련된다. 물론 각각의 송수신기는 자신의 송 신 안테나에 관하여 형성하는 자신의 관련된 피크 및 널 영역들을 갖는다. 도 11의 도면의 한 측면에서, 송신기들은 통신 링크들이 각각의 송수신기들 사이에 요구되는지에 따라 서로 관련된 피크 및 널 영역들로 위치된다.
도 11의 실시예의 한 측면으로서, 장치는 특정 송수신기들과 통신하기 위해, 대응하는 피크 및 널 패턴을 얻도록 주파수들을 변경한다. 따라서, 송수신기(354)는 송수신기(366; 이는 도 11에 도시된 널 및 피크 패턴들을 생성하는 주파수에 대해 널 영역인)와 통신하도록 원할 수 있고, 송수신기(354)는 송수신기(366)의 위치에서 피크 패턴을 생성하는 새로운 주파수로 변경하도록 동작가능하다. 이와 같이, 동적 주파수 할당 방식이 사용되면, 주파수들은 원하는 통신들을 제공하도록 원하는 대로 변경될 수 있다.
도 12는 도 11과 같은 동일한 회로 구성요소들을 포함할 뿐만 아니라 특정 통신들 사이에서 도전하기 위해 각각의 송수신기들 사이에 복수의 내장된 도파관들을 포함할 수 있는 기판(350)의 대안적인 실시예이다. 도시된 바와 같이, 송수신기(354)는 전용 도파관(402)를 통하여 송수신기(358)와 통신하도록 동작가능하다. 유사하게, 송수신기(354)는 전용 도파관(406)을 통하여 송수신기(362)와 통신하도록 동작가능하다. 따라서, 송수신기(362)와 관련하여, 피크 영역(394) 및 널 영역(398)은 고립된 기판(390) 내에 도시된다.
도파관(390)은 송수신기들(362, 370) 사이의 통신을 결합한다. 도 11의 대응하는 다중-경로 피크들 및 널들이 송수신기(354)에 대해 도 12에서 복제되는 한편, 전자기 신호들이 본원 발명의 한 실시예 내의 대응하는 도파관들을 통해 송수신기 들 사이에서 전도된다는 것을 이해해야 한다. 또한, 포함된 도파관들 내의 실제 피크 및 널 영역들은 일반적인 기판(350)에 대해 추정적으로 다르지만, 특정 정보가 더 없이 본원에 대응하도록 도시된다는 것을 주지해야 한다. 당업자는 고립된 도파관들(402, 406, 390)의 대응하는 피크 및 널 영역들이 이러한 도파관 동작 특성들을 이용하는 통신들의 목적을 위할 수 있음을 판단할 수 있다.
도 13은 본원 발명의 한 실시예에 따른 방법을 도시한 흐름도이다. 본 방법은 먼저, 생성된 무선 주파수 신호들의 예상되는 전자기 피크 내에 배치된 제 1 특정 국부 송수신기를 위해 무선 주파수 신호들을 생성하는 단계(단계 410)를 포함한다. 예상되는 전자기 피크는 다중-경로 피크이며, 다중-경로 신호들은 부가적이다. 생성된 신호들은 그 후에 기판 내에 형성된 도파관을 통해 통신하도록 동작가능하게 배치된 안테나로부터 송신된다(단계 414). 기판은 인쇄 회로 보드와 같은 보드, 또는 집적 회로 다이와 같은 다이일 수 있다.
본 방법은 또한 동일하거나 다른 고립된 도파관을 통해 제 2 국부 송수신기로 무선 송신들을 생성하는 단계(단계 418)를 포함한다. 선택적으로, 도 13의 방법은 적어도 하나의 트레이스를 통해 제 2 국부 송수신기로 통신 신호들을 송신하는 단계(단계 422)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 송신들은 공간 또는 도파관을 통한 전자기 신호 방사들에 제한되지 않고, 또는 더 일반적으로, 유전체 기판과 같은 기판 재료를 통한 전자기 신호 방사에 특별히 제한되지 않는다.
도 14는 본원 발명의 한 실시예에 따른 집적 회로 다중-칩 장치 및 관련된 통신들의 기능 블록도이다. 도시된 바와 같이, 장치(450)는 각각 복수의 다이를 수 용하는 복수의 회로 보드들(454, 458, 462, 466)을 포함한다. 다이는 패키징될 수 있고, 또는 집적될 수 있다. 도 14의 장치는 복수의 인쇄 회로 보드들을 갖는 장치 또는, 대안적으로 스페이서들에 의해 분리된 복수의 집적 회로 다이를 갖는 다중-칩 모듈을 표현한다. 도시된 바와 같이, 보드(454)는 국부 송수신기들에 의해 서로 간에 통신하도록 동작가능한 송수신기들(470, 474, 478)을 포함한다. 본원 발명의 한 실시예에서, 국부 송수신기들은 보드(454) 내의 도파관들을 통해 전자기 방사들을 생성하는 기판 송수신기들이다.
전술한 바와 같이, 보드(454)는 도파관으로서 동작가능한 유전체 기판을 포함하는 인쇄 회로 보드와 같은 보드일 수 있고, 또는 전자기 방사를 전도하는 유전체 도파관을 포함하는 집적 회로일 수 있다. 대안적으로, 송수신기들(470, 474, 478)은 공간을 통하지만 단거리들에만 송신하는 내부-장치 국부 송신기들에 의해 통신할 수 있다. 본원 발명의 한 실시예에서, 국부 내부-장치 송수신기들은 특별히 저전력이 송신을 위해 사용될때, 초단 파장 및 초단 범위를 갖는 60 GHz 송수신기들이다. 도시된 실시예에서, 전력은 긴 거리 너머까지 확장할 필요가 없는 원하는 거리들을 커버하는 전자기 방사에 적합하게 선택될 것이다.
또한 도시된 바와 같이, 송수신기(470)는 보드(458) 상에 동작가능하게 배치된 송수신기(482) 및 보드(458) 상에 동작가능하게 배치된 송수신기(486)로 통신하도록 동작가능하다. 이 경우에, 송수신기들(482, 486)이 다른 다이 또는 집적 회로 다이 상에 위치되기 때문에, 공간을 통해 송신하기 위한 국부 내부-장치 무선 송수신기들이 요구된다. 유사하게, 송수신기(478)는 보드(466) 상에 동작가능하게 배치 된 송수신기(490)로 통신하도록 동작가능하다. 전술한 바와 같이, 송수신기(478) 및 송수신기(490)는 국부 내부-장치 무선 송수신기들을 이용하여 통신한다. 또한 도시된 바와 같이, 보드(462) 상의 국부 내부-장치 송수신기(494)는 국부 내부-장치 송수신기(498)와 통신하도록 동작가능하고, 원격 장치들과 통신하기 위한 연관된 원격 송수신기(502)를 더 포함한다. 도시된 바와 같이, 원격 송수신기(502) 및 국부 송수신기(498)는 동작가능하게 결합된다. 따라서, 장치(450)는 외부 원격 장치들과 송수신기(502)를 통해 통신한다.
본원 발명의 한 실시예에서, 각각의 보드들(454, 458, 462, 466), 및 실질적으로 무연의 보드들은 배어 다이 및 집적 회로들에 대한 구조적 지지를 기본적으로 제공한다. 이 실시예에서, 칩-대-칩 통신들은 다양한 집적 회로 또는 배어 다이 사이에 동작가능하게 배치된 도파관들을 통해, 또는 국부 무선 내부-장치 송수신기들을 통해 공간을 통해 발생한다. 대안적으로, 각각의 보드(454-466)가 인쇄 회로 보드를 나타낸다면, 기판을 통하든지 공간을 통하든지, 무선 통신들은 인쇄 회로 보드 상의 트레이스들 및 납 라인들을 통해 발생하는 임의의 통신들을 확대하고 추가한다.
도 14에 도시된 장치(450)의 실시예의 한 측면으로서, 간섭은 각각의 무선 송수신기들 사이에서 발생한다. 유전체 기판에 의해 도파관을 통한 송신들이 이 송신들을 다른 무선 송신들로부터 이러한 송신들을 고립시키는 한편, 장치(450) 내의 모든 다른 무선 송신들로 간섭을 일으킬 수 있는 공간을 통한 실질적인 다수의 무선 송신들이 여전히 존재한다. 따라서, 본원 발명의 한 측면에서, 장치는 장 치(450) 내의 간섭을 감소시키기 위해 주파수 분할 다중 접속을 사용한다.
도 15는 장치 내의 통신을 위한 주파수 분할 다중 접속을 이용하는 본원 발명의 한 실시예의 동작을 도시한 기능 블록도이다. 도 15의 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이, 장치(500)는 f1 및 f2 반송파 주파수들을 이용하여 내부-장치 국부 송수신기(B, C)와 통신하도록 동작가능한 내부-장치 국부 송수신기(A)를 포함한다. 유사하게, 내부-장치 국부 송수신기들(B, C)는 f3 반송파 주파수를 사용하여 통신한다. 내부-장치 국부 송수신기(B)는 또한 f4 및 f5 반송파 주파수들을 이용하여 내부-장치 국부 송수신기(D, E)로 통신한다. 내부-장치 국부 송수신기(D)는 f6 반송파 주파수를 사용하여 내부-장치 국부 송수신기(E)와 통신한다. 공간 다이버시티(diversity; 거리 차이를 포함함)로 인해, 이들 주파수들의 일부는 설계자에 의한 판단으로 재사용될 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, f1 반송파 주파수는 내부-장치 국부 송수신기들(C, E) 사이에서 뿐만 아니라 내부-장치 국부 송수신기들(C, G) 사이에서 사용될 수 있다. f7 반송파 주파수가 내부-장치 국부 송수신기들(C, F) 사이의 통신들에 사용되는 한편, f8 반송파 주파수는 내부-장치 국부 송수신기들(E, F) 사이에서 뿐만 아니라 내부-장치 국부 송수신기들((D, G) 사이의 통신들에 사용될 수 있다. 마지막으로, 내부-장치 국부 송수신기들(F, G)은 f2 반송파 주파수를 사용하여 통신하도록 동작가능하다. 따라서 도시된 바와 같이, f1, f2, 및 f8 반송파 주파수 신호들은 도 15의 실시예의 주파수 계획내에서 재사용된다.
도 15의 다른 측면으로서, 응용에 따라 다양한 다이 또는 송수신기들 내에서, 유전체 기판 도파관들을 통한 송신들을 위한 특정 반송파 주파수를 또한 사용하는 기판 송수신기들이 존재한다. 도 15에서, 이러한 반송파 주파수는 단순하게 fs로 참조된다. fs는 f1부터 f8에 부가하여 또 다른 반송파 주파수 f9(도 15에 도시되지 않음) 중 임의의 하나일 수 있다.
본 명세서에서 전술된 바와 같이, 기판 송수신기들은 회로 부분들에 결합하도록 도파관을 형성하는 기판을 통해 무선 송신들을 전도하도록 동작가능하다. 따라서, 도 15를 다시 참조하면, 원격 송수신기(H)로 전달하기 위해 내부-장치 국부 송수신기(D)로 전달되는 송신들을 위해, 내부-장치 국부 송수신기(D)에 의해 수신된 통신 신호들을 다른 원격 송수신기로 공간을 통해 전자기 신호들로서 전파하기 위한 원격 송수신기(H)로 전달하기 위해 한 쌍의 국부 기판 송수신기들이 이용된다.
일반적으로, 도 15의 실시예를 위해 이용되는 주파수 계획에서, 송수신기들은 서로 관련하여 정적으로 배치된다. 이에 따라, 로밍(roaming)의 개념들 및 다른 공지의 문제들은 존재하지 않는다. 따라서, 한 실시예에서 반송파 주파수들은 지정된 송수신기들 사이의 특정 통신들을 위해 영구적으로 또는 정적으로 할당된다. 따라서, 도 16에 관련하여, 반송파 주파수들의 정적인 할당 또는 영구적 할당의 예를 내부-장치 국부 송수신기들, 기판 송수신기들, 및 특정 장치 내의 다른 송수신기들 사이의 특정 통신들에 제공하는 표가 도시된다. 예를 들면, f1 반송파 주파수는 송수신기들(A, B) 사이의 통신들에 할당된다.
반송파 주파수는 한 쌍의 특정한 송수신기들 사이의 각각의 통신 링크를 위해 할당된다. 도 15와 관련하여 기재된 것과 같이, 공간 다이버시티는 본원 발명의 한 실시예에서 원한다면, 반송파 주파수들이 재사용될 수 있다는 것을 알려준다. 또한, 도시된 바와 같이, 도 16의 실시예는 기판 송수신기M과 기판 송수신기N, 및 기판 송수신기O와 함께 송수신기M과 같은 특정 기판 송수신기들 사이의 통신들을 위한 특정되고 새로운 반송파 주파수 할당들을 제공한다. 예를 들면 단일 기판 내에 3개 또는 그 이상의 기판 송수신기들을 갖는 한 실시예에서, 단일 기판이 집적 회로든지 또는 인쇄 회로 보드든지 이러한 특정 예는 유리하다. 이와 같이, 전술한 실시예들내에 기재된 고립된 도파관들을 사용하는 대신에, 주파수 다이버시티는 간섭을 감소시키기 위해 사용된다.
도 15를 다시 참조하면, 복수의 파선들은 복수의 내부-장치 국부 송수신기들을 동작가능하게 결합하는 것을 도시한다. 예를 들면, 파선들의 하나의 공통 세트는 송수신기들(A, B, C)을 결합한다. 한편, 파선들은 송수신기들(C, G), 송수신기들(C, F), 및 송수신기들(G, F)를 결합하는데 사용된다. 도 15에 도시된 각각의 이들 파선들은 저대역폭 데이터의 전달 또는 신호 및 전력의 제공에 사용되는 잠재적인 납 또는 트레이스를 표현한다. 따라서, 무선 통신들은 물리적 트레이스들에 의해 가질 수 있는 통신들을 증가시키거나 추가하는데 사용된다. 이는 특별히 다중 송신기들이 하나 또는 그 이상의 인쇄 회로 보드들 상에 동작가능하게 배치된 실시예들에 관한 것이다.
이러한 시스템 설계의 한 측면으로서, 무선 송신들은 장치 내의 더 높은 대역폭 통신들을 위해 이용될 수 있다. 예를 들면, 간섭이 그다지 문제가 아닌 단거리 무선 송신들에서, 고차 변조 기술들 및 유형들이 이용될 수 있다. 따라서, 도 16을 다시 참조하면, 주파수 변조 유형들의 예시적인 할당들이 특정 통신들에 있을 수 있다. 예를 들면, 송수신기들(A, B, C, D, E, F, G) 사이의 무선 통신 링크들에 대해, 128 QAM 또는 64 QAM 중 어느 하나가 주파수 변조 유형으로서, 대응하는 통신 링크에 대해 특정된다. 그러나, 내부-장치 국부 송수신기들(G, D) 사이의 통신 링크에 대해, 8 QAM이 더 원거리를 반영하는 주파수 변조 유형으로서 특정되며, 잠재적으로, 신호 경로에 더 많은 간섭이 있다. 반면에, 무선 송신들이 간섭이 없고 전력 효율적인 기판 도파관을 통하기 때문에, 기판 송수신기들 사이의 무선 통신 링크들에 대해, 256 QAM으로 공지된 가장 높은 차수의 변조가 할당되어 도시된다. 다양한 통신 링크들에 대한 할당된 주파수 변조 유형들이 실제의 예상 회로 조건들, 및 시험에 의해 식별된 것에 따라 수정된다는 것을 이해해야 한다. 그러나 이 실시예에서 주목할 만한 한 측면으로서, 주파수 부반송파들 및 주파수 변조 유형들이 선택적으로 특정 무선 통신 링크들에 대해 정적으로 할당될 수 있다.
도 17은 본원 발명의 한 실시예에 따라 복수의 송수신기들을 수용하고 동작하는 장치(550)의 기능 블록도이다. 도 17을 참조하면, 한 쌍의 기판들(554, 558)이 도시되고, 이들 각각은 그곳에 복수의 배치된 기판들을 포함하고, 기판들은 추 가적으로 그곳에 배치된 송수신기들을 포함한다. 특히, 기판(554)은 그곳에 배치된 기판들(562, 566, 570)을 포함한다. 기판(562)은 그곳에 송수신기들(574, 578)을 포함하는 한편, 기판(566)은 그곳에 배치된 송수신기들(582, 586)을 포함한다. 마지막으로, 기판(570)은 그곳에 배치된 송수신기들(590, 594)을 포함한다. 유사하게, 기판(558)은 기판들(606, 610, 614)을 포함한다.
기판(606)은 송수신기들(618, 622)을 포함하는 한편, 기판(610)은 그곳에 배치된 송수신기들(626, 630)을 포함한다. 마지막으로, 기판(614)은 그곳에 배치된 송수신기들(634, 638)을 포함한다. 선택적으로, 도 17의 실시예들에서 주목할 만한 많은 측면들이 있다. 무엇보다 먼저, 송수신기들(574, 578)은 기판(562)을 통해 통신하도록 동작가능하거나, 또는 할당된 반송파 주파수 f2를 통해 통신하도록 동작가능하다. 특별하게 도시되지 않은 가운데, 송수신기들(574, 578)은 전술된 바와 같이, 적층형(stacked) 송수신기들을 포함할 수 있고, 또는 공간을 통해서뿐만 아니라 기판(562)을 통해서 무선 통신들을 제공하는 복수의 송수신기 회로 구성요소들을 단순히 포함할 수 있다. 유사하게, 기판(566)은 반송파 주파수 f3를 사용하여 기판(566)을 통해 통신하도록 동작가능한 기판 송수신기들(582, 586)을 포함하는 한편, 기판(570)은 반송파 주파수 fs를 사용하여 기판(570)을 통해 통신하도록 동작가능한 송수신기들(590, 594)을 포함한다.
또한 도시된 바와 같이, 기판(570)의 송수신기(590), 및 기판(562)의 송수신기(578)는 공간을 통해(반대로 기판을 통해) 방사된 무선 통신 링크 상에서 통신하 도록 동작가능하다. 반면에, 기판(562) 및 기판(566)은 각각 기판(554)을 통해 통신하도록 동작가능한 기판 송수신기들(598, 602)을 포함한다. 이와 같이, 다층 기판 통신들은 공간을 통해 무선 국부화 통신들에 추가적으로 도시될 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 기판(562)의 송수신기(578)는 기판(558)의 상부에 배치된 기판(614)의 송수신기(634)로 통신하도록 동작가능하다. 유사하게, 송수신기(634)는 기판(606) 상에 동작가능하게 배치된 송수신기(622)로 공간을 통해 전자기 신호들을 방사하여 무선 통신하도록 동작가능하다. 송수신기들(622, 618)은 기판(606)을 통해 통신하도록 동작가능한 한편, 송수신기들(626, 630)은 기판(610)을 통해 통신하도록 동작가능하다. 마지막으로, 송수신기(634)는 송수신기(638)와 기판(614)을 통해 통신하도록 동작가능하다.
본원에 도시되지 않았으나, 이들 송수신기들의 임의의 하나는 다른 송수신기들과 통신할 수 있으며, 종래의 무선 통신 링크들을 통해 다른 원격 장치들과 통신하기 위한 원격 송수신기들을 포함하거나 대체될 수 있다. 주파수 계획에 관하여, 도시된 바와 같이, 주파수 f1은 송수신기들(578, 634) 사이의 통신들을 위해 할당되는 한편, 반송파 주파수 f2는 송수신기들(574, 578) 사이의 송신들을 위해 할당된다. 반송파 주파수 f3는 송수신기들(578, 590) 사이의 송신들을 위해 할당될 뿐만 아니라 송수신기들(622, 634)을 위해 할당된다. 여기서 공간 다이버시티 뿐만 아니라 할당된 전력 레벨들은 반송파 주파수 f3의 2개의 할당들이 서로간에 간섭을 일으키거나 및 충돌들을 생성하는 것을 방지하는데 사용된다.
본원 발명의 현재의 실시예의 다른 측면으로서, 반송파 주파수들은 또한 동적으로 할당될 수 있다. 이러한 동적 할당은 존재하는 반송파 주파수들을 평가하고 검출하여 수행될 수 있고, 그 후에 새롭고 사용되지 않은 반송파 주파수들을 할당한다. 예를 들면 이러한 접근은 어떤 주파수를 계속중인 통신을 위해 동적으로 할당하는지 판단하기 위해, 임의의 연관된 송수신기들에 대한 논리를 가능케 하는 다양한 송수신기들 사이의 주파수 검출 보고(reporting)를 포함할 수 있다. 이러한 동적 주파수 할당들을 생성하는 것에 관련된 고려사항들은 송신들이 국부 내부-장치 송수신기로 하는지 또는 원격 송수신기로 하는지, 및 검출된 신호가 다른 국부 내부-장치 송수신기로부터인지 또는 원격 송수신기로부터인지에 관한 송신의 전력 레벨을 포함한다.
도 18은 본원 발명의 한 실시예에 따른 주파수 분할 다중 접속을 이용하는 집적 회로 내의 무선 송신들을 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 본 방법은 제 1 특정 반송파 주파수를 이용하여 제 1 국부 송수신기로부터 제 2 국부 송수신기로 통신 신호들을 생성하고 송신하는 단계(단계 650)를 포함한다. 본 방법은 제 2 특정 반송파 주파수를 이용하여 제 1 국부 송수신기로부터 제 3 국부 송수신기로 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제 2 국부 송수신기는 집적 회로를 수용하는 장치 또는 집적회로 중 어느 하나 내에 동작가능하게 배치된다(단계 654).
국부 송수신기들의 참조들은 특별히 동일한 집적 회로, 인쇄 회로 보드, 또는 장치 내의 동작가능하게 배치된 송수신기들에 대한 것이다. 이와 같이, 주파수 다이버시티를 이용하는 통신 신호들은 국부 송수신기들을 위해 의도되고, 많은 실 시예들에서 저전력 고주파 신호들을 위해 의도된다. 이들 국부 통신들에 대한 전형적인 주파수들은 적어도 10 GHz이다. 한 특정한 실시예에서, 신호들은 60 GHz 반송파 주파수를 특징으로 한다.
이들 고주파 무선 송신들은 기판을 통해, 특히, 집적 회로의 다이 내에 또는 보드(인쇄 회로 보드들로 제한되지 않는) 내에 형성된 유전체 기판에 의해 형성된 도파관을 통해 공간을 통한 전가기 방사들을 포함할 수 있다. 따라서, 본 방법은 기판 내에 형성된 도파관을 통해 제 1 국부 송수신기에 동작가능하게 결합된 제 4 국부 송수신기로부터 기판을 통해 통신하도록 동작가능하게 배치된 제 5 국부 송수신기로 송신하는 단계(단계 658)를 더 포함한다.
본원 발명의 한 실시예에서, 제 4 국부 송수신기는 도파관을 통한 송신들을 위해 영구적으로 할당된 반송파 주파수를 이용한다. 본원 발명의 다른 실시예에서, 제 4 국부 송수신기는 도파관을 통한 송신들을 위해, 결정된 반송파 주파수를 이용하고, 상기 결정된 반송파 주파수는 제 1 국부 송수신기에 의해 송신되는 반송파 주파수와 일치되도록 선택된다. 이 접근은 주파수 변환 단계를 감소시키는데 유리하다.
공간을 통해 다른 국부 송수신기들로 전자기 방사들을 위한 반송파 주파수들에 관하여, 제 1 및 제 2 반송파 주파수들은 한 실시예에서 정적으로, 및 영구적으로 할당된다. 대안적인 실시예에서, 제 1 및 제 2 반송파 주파수들은 검출된 반송파 주파수들에 기초하여 동적으로 할당된다. 동적으로 할당된 반송파 주파수들을 이용하는 것은 충돌들 또는 간섭의 가능성을 감소시키기 위해 주파수 다이버시티를 사용하는 것에 의해 간섭이 더욱 감소되거나 제거될 수 있다는 점에서 바람직하다. 그러나 단점은 주파수 선택을 조화시키기 위한 국부 송수신기들 가운데 식별된 반송파 주파수들 또는 채널들의 송신을 위해 이 실시예가 논리를 포함하는 점에서 더 많은 오버헤드(overhead)가 요구되는 것이다.
도 19는 본원 발명의 한 실시예에 따라 통신들을 조화시키도록 충돌 방지 방식을 이용하여 충돌들 및 간섭을 방지하도록 동작가능한 장치 내의 무선 통신 장치 및 대응하는 방법을 도시한 기능 블록도이다. 특히, 국부 통신들을 위한 복수의 국부 송수신기들, 및 집적 회로 또는 복수의 집적 회로 국부 송수신기들을 갖는 장치 보드상에 동작가능하게 설치된 원격 통신들을 위한 적어도 하나의 원격 송수신기가 도시된다.
충돌 방지 방식은 동일한 장치 및 동일한 지지 기판 내에 동작가능하게 배치된 국부 송수신기들 사이의 국부 송수신기 통신들을 위한 주파수에서 10 GHz 또는 이보다 큰 초고주파 신호들을 포함하는 통신들에 이용된다. 도 19를 참조하면, 동일한 보드 또는 집적 회로 또는 동일한 장치 내의 가까운 보드(도 19에 도시되지 않음) 상에 위치된 다른 국부 송수신기들에 무선 통신 신호들을 생성하도록 동작가능한 복수의 국부 송수신기들이 도시된다.
도 19의 예에 부가하여, 하나는 송수신기를 제공하기 위한 본 출원의 다른 도면들을 인용할 수 있다. 예를 들면, 도 9, 14, 및 17은 다른 국부 무선 송수신기들과 무선 통신하도록 동작가능한 국부 송수신기들을 각각 포함하는 복수의 보드들/집적 회로들(포괄적으로 "지지 기판들")을 도시한다. 한 실시예에서, 적어도 하나 의 지지 기판(보드, 인쇄 회로 보드, 또는 집적 회로 다이)은 하나 또는 그 이상의 송수신기를 그곳에 포함하는 송수신기 회로를 지지하도록 동작가능하다. 본원 발명의 실시예들에서, 적어도 3개의 국부 송수신기들이 집적 회로들, 집적회로들뿐만 아니라 부가적인 회로, 또는 무선 송수신기들을 포함하는 집적 회로들에 전력을 제공하고 단순히 고정하는 보드들일 수 있는, 하나 또는 그 이상의 지지 기판들을 교차하여 동작가능하게 배치된다.
예시적인 목적들에서, 도 19의 실시예는 송수신기 회로를 포함하는 회로를 지지하기 위한 제 1 및 제 2 지지 기판들(700, 704)을 포함한다. 제 1 무선 송수신기 집적 회로(708)는 기판(700)에 의해 지지되는 한편, 제 2, 제 3, 및 제 4 무선 송수신기 집적 회로 다이(712, 716, 720)는 각각 제 2 지지 기판(704) 상에 동작가능하게 배치되고 지지된다.
적어도 하나의 내부-장치 국부 송수신기는 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 무선 송수신기 집적 회로 다이(708-720) 상에 형성되고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 무선 송수신기 집적 회로 다이(708-720) 상에 형성된 내부-장치 국부 송수신기들의 적어도 다른 하나로 무선 통신을 제공하도록 동작가능하다.
제 1 및 제 2 내부-장치 국부 송수신기들은 특정 충돌 방지 방식을 이용하여 내부-장치 국부 송수신기들과 무선 통신하도록 동작가능하다. 특히, 도 19의 실시예에서, 충돌 방지 방식은 반송파 감지 다중 접속 방식을 포함하며, 여기서 제 1 및 제 2 내부-장치 국부 송수신기들은 송신요청(request-to-send) 신호를 송신하도록 동작가능하고, 의도된 수신기로부터 송신가능(clear-to-send) 응답을 수신할 때 까지 송신하지 않는다. 따라서, 이 실시예에서, 각각의 국부 송수신기는 데이터 송신 또는 통신을 초기화하기 전에 계속중인 통신(통신의 수신기)의 목표인 특정 국부 송수신기로 송신요청 신호를 송신하도록 동작가능하다.
예를 들면, 도 19의 실시예는 요청-대 송신 신호(728)를 제 2 국부 송수신기(732)로 송신하는 제 1 국부 송수신기(724)를 도시한다. 부가적으로, 각각의 국부 송수신기는 채널이 사용중이라는 지시가 없으면 송신가능 신호를 송신하여, 수신된 송신요청 신호에 응답하도록 추가적으로 동작가능하다. 따라서, 도 19의 예시에서, 국부 송수신기(732)는 송신가능 신호(736)를 국부 송수신기(724)로 생성한다.
도 19의 실시예의 다른 측면으로서, 송신가능 신호(736)를 수신하는 각각의 국부 송수신기는 특정 기간동안 송신들을 금지하는 타이머(timer)를 설정하도록 동작가능하다. 따라서, 송신가능 신호(736)가 국부 송수신기(732)에 의해 국부 송수신기(724)로 송신될지라도, 송신가능 신호(736)을 검출하는 각각의 국부 송수신기는 특정 기간 동안 차후의 송신들을 금지하거나 지연시키도록 동작가능하다.
도 19의 예시에서, 국부 송수신기(732)는 충돌들의 가능성을 감소시키는 거리에서 모든 국부 송수신기로 송신가능 신호(736)를 브로드캐스팅하도록 추가적으로 동작가능하다. 따라서, 국부 송수신기(732)는 송신가능 신호(736)를 (연관된 기판 송수신기들에 의해) 또한 다이(712) 상에 형성된 국부 송수신기(740)로 송신한다.
또한 도시된 바와 같이, 국부 송수신기(744)는 송신가능 신호(736)를 검출하 고 국부 송수신기들에 의해 동일한 다이(720) 상의 각각의 국부 송수신기로 송신가능 신호(736)를 전송하도록 동작가능하다. 도시된 예에서, 국부 송수신기(744)는 다이(720) 내의 기판 송수신기들에 의해 송신가능 신호(736)를 송수신기(748)로 송신한다.
한 실시예에서, 송신요청 신호는 특정 크기를 초과하는 데이터 패킷들에 대해서만 생성된다. 본원 발명의 실시예들의 다른 측면으로서, 송신가능 신호 응답을 검출하는 임의의 국부 송수신기는 타이머를 설정하고 특정 기간 동안 송신가능 신호를 송신하도록 사용되는 채널 상의 임의의 송신들을 지연한다. 본원 발명의 또 다른 실시예에서, 국부 송수신기는 단지 특정 채널 상에서 활동을 감지하고 통신들이 검출되지 않으면 송신한다.
다른 실시예내의 충돌 방지 방식은 블루투스 프로토콜 또는 표준 장치들을 포함하는 개인용 영역 네트워크들에 사용되는 것과 유사한 마스터/슬레이브(master/slave) 방식이다. 이에 따라, 국부 송수신기는 마스터/슬레이브 프로토콜 통신들에서 마스터(master)로서 통신을 제어하도록 동작가능하거나, 또는 슬레이브의 역할로서 지시받기 위해 참여하도록 동작가능하다. 또한, 국부 송수신기는 하나의 통신을 위해 마스터로서 동작하도록 동작가능한 한편, 다르지만 동시에 발생하는 통신에서 슬레이브로서 동작하도록 동작가능하다.
도 20은 본원 발명의 한 실시예에 따라 동작가능한 복수의 국부 송수신기들을 지지하는 기판의 기능 블록도이다. 지지 보드(750)는 복수의 집적 회로 무선 송수신기들을 지지하도록 동작가능하다. 기재된 실시예에서, 송수신기들은 초고주파 무선 주파수(적어도 10 GHz)를 이용하여 서로간에 통신하도록 동작가능한 내부-장치 국부 송수신기들이다. 지지 기판은 임의의 유형의 인쇄 회로 보드 또는 심지어 복수의 송수신기들 (내부-장치 송수신기들)을 포함하는(지지하는) 집적회로일 수 있다. 도시된 실시예에서, 기본 충돌 방지 방식은 불일치 및/또는 충돌들을 방지하기 위하여 통신들을 제어하는 마스터/슬레이브 구현이다. 도시된 바와 같이, 현재의 동작들에 대해, 국부 송수신기(754) (내부-장치 송수신기)는 송수신기들(758, 762, 766, 770)과의 통신들을 위하여 마스터로서 통신들을 제어하도록 동작가능하다. 송수신기(754)와 통신들을 위한 슬레이브인 송수신기(770)는 송수신기(774)와의 통신들을 위한 마스터이다.
도 20 내의 도시된 기본 충돌 방지 방식이 마스터/슬레이브 방식인 한편, 도 19에 관련되어 기재된 충돌 방지 시스템은 또한 구현될 수 있는 송신요청 및 송신가능 신호들의 송신을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 기판이 인쇄 회로 보드와 같은 보드인 본원 발명의 실시예에서, 실시예는 보드에 의해 지지되는 집적 회로 내의 복수의 송수신기들을 추가적으로 포함한다. 따라서, 예를 들면, 집적 회로(776)가 복수의 기판 송수신기들(782, 786, 790)에 부가하여 내부-장치 송수신기(766) 및 원격 통신 송수신기(778)를 포함하는 집적회로를 포함한다면, 충돌 방지 방식은 또한 집적 회로(776) 내의 통신들을 위해 구현되고, 충돌 방지 방식의 동일 유형 또는 다른 유형 중 어느 하나가 구현될 수 있다.
예를 들면, 반송파 감지 방식이 집적 회로(776) 내의 충돌들을 방지하도록 사용되는 한편, 마스터/슬레이브 방식은 내부-장치 송수신기들에 사용된다. 게다 가, 이러한 방식들은 보드-대-보드(제 1 보드 상의 국부 내부-장치 송수신기 대 제 2 보드 상의 국부 내부-장치 송수신기)를 포함하는 다른 통신들에 할당될 수 있다. 게다가 임의의 공지된 충돌 방지 방식은 원격 통신들(원격 장치들과의 통신들)을 위해 원격 통신들 송수신기(778)에 의해 사용될 수도 있다. 반송파 감지 및 마스터/슬레이브 방식들의 사용은 주파수 다이버시티(FDMA 송신들), 공간 다이버시티(지향성 안테나들), 또는 심지어 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식이 내부-장치 국부 송수신기들 사이의 충돌들을 방지하도록 이용된다면 코드 다이버시티를 통해 분리되지 않은 통신들에 대해 특히 유리하다.
도 21은 본원 발명의 한 실시예에 따른 장치 내의 무선 국부 송신들을 위한 방법을 도시한다. 본 방법은 제 1 국부 송수신기에서 송신요청 신호를 제 2 국부 송수신기로 송신하는 단계(단계 800)를 포함한다. 본 방법은 또한 제 1 국부 송수신기에서, 송신요청 신호에 대한 응답으로 제 2 국부 송수신기에 의해 생성된 송신가능 신호를 수신하는 단계(단계 804)를 추가적으로 포함한다. 송신가능 신호를 수신한 이후에, 본 방법은 데이터 패킷을 제 2 국부 송수신기로 송신하도록 판단하는 단계(단계 808)를 포함하고, 상기 제 2 국부 송수신기는 집적 회로 또는 집적 회로를 수용하는 장치 중 어느 하나 내에 동작가능하게 배치된다.
본원 발명의 한 실시예에서, 송신요청 신호를 송신하는 단계는 송신되는 데이터 패킷이 특정 크기를 초과할 때에만 발생한다. 마지막으로, 본 방법은 제 3 국부 송수신기로부터 송신가능 신호를 수신하고, 특정 기간 동안 임의의 추가적 송신들을 지연시키도록 판단하는 단계(단계 812)를 포함한다. 일반적으로, 도 21과 관 련하여 기재된 본 방법은 반송파 감지 방식이다. 예를 들면, 대안적인 한 실시예에서, 송신요청 유형의 신호의 검출은 충돌을 방지하기 위해 송신들을 지연하도록 송신요청 유형의 신호를 검출하는 각각의 국부 송수신기 내의 타이머를 트리거(trigger)할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 국부 송수신기는 다른 통신들이 특정 통신 채널에서 검출되지 않는다면 통신들을 단순히 초기화한다.
도 22는 본원 발명의 한 실시예에 따른 보드 또는 집적 회로 내에 형성된 그물망 네트워크를 포함하는 기능 블록도이다. 도 22를 참조하여, 기판(820)에 의해 지지되는 각각의 국부 송수신기들은 초고주파 무선 주파수로 초단 거리 송신들을 위한 거리를 벗어난 다른 국부 송수신기로 하나의 국부 송수신기로부터 통신 신호들을 라우팅하기 위한 보드 레벨 그물망 네트워크 내의 노드로서 동작가능하다. 특히, 국부 송수신기들(A, B, C, D, E, F, G, H)을 포함하는 장치 내에 형성된 네트워크는 임의의 2개의 국부 송수신기들 사이의 다중 경로들을 정의하기 위한 그물망 네트워크에 기초한 노드로서 통신들을 지연시키도록 동작가능하다. 도시된 실시예에서, 각각의 국부 송수신기들은 동일한 장치 내의 모든 국부 내부-장치 송수신기들과의 통신들을 위한 초고주파 무선 주파수 송수신기를 포함한다. 한 실시예에서, 초고주파 국부 송수신기들은 적어도 10GHz와 동일한 주파수에서 통신한다. 특정한 한 실시예에서, 초고주파 RF 신호는 60 GHz 신호이다. 본원 발명의 기재된 실시예들은 도 22의 보드 또는 집적 회로(포괄적으로 "기판")를 수용하는 장치 외부의 원격 장치들과의 간섭을 감소시키기 위해 저전력에서 전자기 신호들을 방사하도록 동작가능한 국부 송수신기들을 포함한다.
도 22의 복수의 국부 송수신기들은 송수신기 로딩(loading) 뿐만 아니라 통신 링크 로딩을 평가하는 노드들의 그물망 네트워크를 동작가능하게 형성한다. 따라서, 각각의 국부 송수신기들(A-H)은 로딩 정보를 동일한 장치 내의 다른 국부 송수신기들로 송신, 수신, 및 처리하도록 동작가능하다. 게다가, 각각은 다음 홉(hop; 마지막 목적지 노드 또는 국부 송수신기를 향해 전송하기 위한 중간 노드 또는 국부 송수신기로 송신)을 하고, 목적지 정보(예를 들면 통신에 대한 마지막 목적지)에 관련된 로딩 정보에 기초하여 결정들을 라우팅하도록 동작가능하다.
도 23은 단일 장치 내의 모든 그물망 네트워크의 노드들로서 동작하는 국부 송수신기들 사이의 통신들을 라우팅하고 전송하기 위한 본원 발명의 한 실시예에 따른 방법을 도시하는 흐름도이다. 먼저, 본 방법은 집적 회로의 제 1 국부 송수신기에서, 특정 제 2 국부 송수신기를 위한 무선 통신 신호를 생성하고, 무선 통신 신호 내에 제 2 국부 송수신기의 ID 또는 주소 중 하나를 삽입하는 단계(단계 830)를 포함한다. 제 2 송수신기로 통신을 송신하는 단계의 부분으로서, 직접 제 2 국부 송수수신기를 향해 통신을 전송하기 위해 제 3 국부 송수신기로, 또는 추가적 전송을 위해 제 4 국부 송수신기로 무선 통신 신호를 송신할 것을 판단하는 단계(단계 834)를 포함한다. 따라서, 다음 단계는 무선 통신 링크를 통해 제 3 국부 송수신기로 통신을 송신하는 단계(단계 838)를 포함한다. 제 3 국부 송수신기는 다른 보드, 동일한 보드 상의 다른 집적 회로, 또는 심지어 동일한 집적 회로 상에 동작가능하게 배치될 수(위치될 수) 있다. 동일한 집적 회로 또는 보드 상이라면, 본 방법은 동일한 집적 회로 또는 보드 또는 지지 기판 내에 형성된 도파관 내의 통신 을 송신하는 단계(단계 842)를 선택적으로 포함한다. 본 방법은 또한 적어도 하나의 국부 송수신기, 또는 적어도 하나의 통신 링크의 로딩을 위한 로딩 정보를 수신하는 단계(단계 846)를 추가적으로 포함한다. 따라서, 본 방법은 수신된 로딩 정보에 기초하여 다음 홉 판단들 및 라우팅을 생성하는 단계(단계 850)를 포함한다.
따라서, 도 22의 주어진 국부 송수신기는 그물망 네트워크 내의 노드로서의 동작을 제공하기 위한 다른 단계들에 부가하여 도 23의 단계들의 임의의 조합 또는 부분집합을 수행하도록 동작가능하다. 특히, 제 1 국부 송수신기는 그물망 네트워크 내의 노드들로서 통신들을 전송하도록 동작가능하며, 여기서 각각의 노드는 통신들을 전송하기 위하여 적어도 하나의 다른 노드와 통신 링크를 형성한다. 동일한 기판 상에 위치된 제 2 국부 송수신기로부터 제 1 국부 송수신기에 수신된 통신들은 동일한 기판상에 위치된 제 3 국부 송수신기로 전송될 수 있다. 제 1 국부 송수신기는 분리 기판이 동일한 보드 상에 동작가능하게 배치된 다른 집적 회로이든지, 또는 다른 보드 상에 동작가능하게 배치된 다른 집적 회로든지 분리 기판상에 동작가능하게 배치된 적어도 하나의 국부 송수신기와 통신 링크를 개설하도록 추가적으로 동작가능하다.
예를 들면, 각각의 국부 송수신기인 제 1 및 제 2 국부 송수신기들은 로딩에 기초하여 통신을 수신하기 위한 다운스트림(downstream) 국부 송수신기를 선택하도록 동작가능하다. 로딩은 적어도 하나의 집적 회로 또는 통신 링크에 대해 평가된다. 각각의 개설하는 국부 송수신기는 통신을 위한 최종 목적지 주소를 구체화하고, 통신(다음 홉)의 다음 목적지를 위한 목적지 주소를 구체화하는 것에 부가하여 최종 목적지 주소에 기초하여 송신 결정들을 생성하고, 최종 목적지 주소에 기초하여 송신 결정들을 생성하도록 추가적으로 동작가능하다. 마지막으로, 그물망 통신 경로들은 정적으로 또는 동적으로 판단될 수 있다. 따라서, 로딩 조건을 판단하는 것은 라우팅이 동적으로 판단되는 한 실시예이다. 그러나 대안적인 실시예에서, 통신 라우팅은 영구적인 기초 상에서 정적으로 판단될 수도 있다.
도 24는 통신들이 단일 장치 내의 그물망 네트워크를 통하여 송신되는 본원 발명의 한 실시예에 따른 장치 내의 통신들을 위한 방법을 도시한다. 본 방법은 2개의 국부 송수신기들 사이의 통신 링크의 로딩 정보, 또는 적어도 하나의 국부 송수신기의 로딩 정보를 평가하는 단계(단계 860), 및 장치 내의 국부 송수신기를 포함하는 다음 홉 목적지 노드를 판단하는 단계(단계 864)를 포함한다. 그 후에, 본 방법은 국부 송수신기의 마지막 목적지 주소를 포함하는 통신을 다음 홉 목적지 노드로 송신하는 단계(단계 868)를 포함한다. 일반적으로, 다음 홉 목적지 노드를 판단하는 단계는 로딩 정보 및 통신의 마지막 목적지에 기초한다. 통신에 대한 주어진 경로에서, 통신 링크들은 동일한 기판상에 동작가능하게 배치된 국부 송수신기들 사이에서, 동일한 기판상에 동작가능하게 배치된 다른 집적 회로들상의 국부 송수신기들 사이에서, 동일한 보드상에 동작가능하게 배치된 다른 집적 회로들상의 국부 송수신기들 사이에서, 그리고 다른 기판들상에 동작가능하게 배치된 다른 집적 회로들상의 국부 송수신기들 사이에서 결과할 수 있다. 본 방법은 국부 송수신기들을 지지하는 기판 내에 형성된 도파관에 의해 동작가능하게 결합된 국부 송수신기들 사이의 적어도 하나의 통신 링크를 이용하는 단계(단계 872)를 선택적으로 포함한다.
도 25는 본원 발명의 한 실시예에 따라 동작하는 네트워크의 기능 블록도이다. 네트워크(900)는 원격 통신 송수신기들(916)을 사용하여 통신하도록 동작가능한 복수의 장치들(904, 908, 912)을 포함한다. 이 통신들은 802.11, 블루투스, CDMA, GSM, TDMA 등을 포함하는 임의의 공지의 프로토콜 또는 표준이 사용될 수 있다. 이들 통신들을 위한 주파수는 또한 사용되는 특정 통신 프로토콜을 위한 임의의 공지의 무선 주파수일 수 있고, 특별히 900 MHz, 1800 MHz, 2.4 GHz, 60 GHz 등을 포함한다.
각각의 장치들(904-912) 내에서, 내부-장치 국부 송수신기들(920)은 장치내의 특정 회로 모듈로의 접속을 제공하도록 적어도 10 GHz인 초고주파 주파수들로 서로 통신한다. 예를 들면, 내부-장치 국부 송수신기들(920)은 장치(904)의 메모리(924) 또는 프로세서(928), 장치(908)의 프로세서들(932, 936), 또는 장치(912)의 프로세서(940) 및 센서(944)로의 접속을 제공하도록 이용될 수 있다. 부가적으로, 이용가능한 곳에서, 접속은 기판 송수신기들(948)을 사용하는 기판 통신들을 통해 제공될 수도 있다. 기재된 실시예들에서, 기판 프로세서들은 적어도 10 GHz의 초고주파 주파수들에서 동작한다.
각각의 장치 내에서, 주파수들은 본 출원에 기재된 것과 같이 정적으로 또는 동적으로 할당될 수 있다. 또한, 본 출원에 기재된 그물망 네트워킹 개념들은 특정 회로 모듈로의 접속을 제공하기 위해 장치를 통해 통신들을 전도하도록 사용될 수 있다. 부가적으로, 기재된 충돌 방지 기술들은 간섭 및 충돌들을 감소시키기 위해 마스터/슬레이브 접근 또는 송신가능 접근의 사용을 포함하여 이용될 수 있다.
기재된 모든 실시예들의 한 응용으로서, 시험기(tester)는 원격 통신 송수신기들(916), 내부-장치 국부 송수신기들(920), 또는 기판 송수신기들(948)의 임의의 조합을 사용하여 임의의 주어진 회로 블록 또는 구성요소에 접속할 수 있다. 다른 응용으로서, 이러한 내부-장치 및 내부-장치 통신들은 자원 공유를 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들면 대형 메모리가 한 위치 내에 위치될 수 있는 한편, 특정 응용 장치 및 계산 장치가 다른 위치들에 위치될 수 있다. 따라서, 이러한 무선 통신들은 계산 장치의 계산 전력, 메모리 장치의 메모리, 또는 특정 응용 장치의 특정 센서로의 원격 접속을 제공한다. 도 25가 구별되는 장치들(904-912)들 도시하는 한편, 특정 기능들을 제공하는 복수의 집적 회로 블록들을 수용하는 지지 보드들 또는 인쇄 회로 보드들을 표현할 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들면, 원격 장치(904)는 통상 장치 내의 2개의 인쇄 회로 보드들(908, 912)과 원격 통신 송수신기들을 통해 통신할 수 있다.
도 26은 본원 발명의 한 실시예에 따라 특정 회로 블록에 접속을 제공하기 위한 복수의 무선 송수신기들의 사용을 도시한 흐름도이다. 본 방법은 원격 통신 송수신기들 사이에 제 1 통신 링크를 개설하는 단계(단계 950), 특정 회로 블록에 링크를 개설하기 위해 기판 송수신기들 또는 내부-장치 통신 송수신기들 중 어느 하나 사이에 제 2 통신 링크를 개설하는 단계(단계 954), 및 특정 회로 블록에 의해 제공되는 기능으로의 접속을 얻기 위한 특정 회로 블록과 통신하는 단계(단계 958)를 포함한다. 이 단계들은 제 1 및 제 2 통신 링크들을 결합하는 단계, 필요하 다면, 제 1 프로토콜에서 제 2 프로토콜로 통신 프로토콜들을 번역하는 단계, 및 제 1 주파수에서 제 2 주파수로 주파수들을 번역하는 단계를 포함한다. 이와 같이, 원격 장치는 특정 회로 블록의 기능의 유익을 달성하거나, 데이터를 얻거나, 하나 또는 그 이상의 회로 블록들을 시험하도록 특정 회로 블록에 접속할 수 있다.
본원 발명의 당해 기술 분야에 숙련된 자에게 본원에서 사용될 수 있는 용어 "실질적으로", 또는 "대략적으로"가 대응하는 용어 및/또는 항목들 사이의 관련성에 대해 산업적으로 용납되는 허용성을 제공한다는 것을 이해할 것이다. 이러한 산업적으로 용납되는 허용성은 적어도 1 퍼센트로부터 20 퍼센트까지 범위를 갖고, 제한하기 위한 것이 아닌 구성요소 값들, 집적 회로 처리 변형들, 온도 변형들, 상승 및 하강 시간들, 및/또는 열적(thermal) 잡음에 대응한다. 항목들 사이의 이러한 관련성은 작은 차이로부터 큰 차이들까지의 범위를 갖는다. 당해 기술의 숙련자에게 본원에서 사용된 용어 "동작가능하게 결합"은 다른 구성요소, 소자, 회로, 또는 모듈을 통한 직접 결합 또는 간접 결합을 포함하고, 간접 결합에 대해, 변환 구성요소, 소자, 회로, 또는 모듈은 신호의 정보를 변경하지 않고, 그것들의 현재 레벨, 전압 레벨, 및/또는 전력 레벨을 조정할 수 있다는 것을 더 이해할 것이다. 또한, 당해 기술의 숙련자들에게, 추단되는 결합은(즉, 하나의 요소가 추단에 의해 다른 요소에 결합되는 것에 있어서), "동작가능하게 결합"과 같은 방식으로 두 요소들 사이의 직접 및 간접 결합을 포함한다.
본원 발명이 다양한 수정들 및 대안적인 형태들에 수용적인 한편, 이들의 특정 실시예들은 도면들 및 발명의 상세한 설명 내의 예에 의해 도시된다. 그러나, 도면들 및 발명의 상세한 설명은 개시된 특정 형태로 본원 발명을 제한하려는 것이 아니며, 반대로 본원 발명은 청구항들에 의해 정의되는 본원 발명의 사상과 범위 내에 포함되는 모든 변형들, 균등물들 및 대안들을 포함한다. 게다가, 도면들에 도시된 다양한 실시예들은 특별히 기재되지 않았지만 본원 발명의 부분이라고 고려되는 실시예들을 창작하도록 부분적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 임의의 하나의 실시예의 특정 측면들은 다른 실시예의 다른 측면, 또는 본원 출원에 개시된 진보적인 개념들의 부분인 새로운 실시예를 창작하기 위해 전체적으로 다른 실시예에 또한 결합될 수 있다. 기재된 바와 같이, 기재된 실시예들은 본원 발명의 범위 또는 내용들로부터 분리되지 않고 많은 다른 방법들에 의해 변경될 수 있다.
도 1은 호스트 장치 및 연관된 무선 장치를 포함하는 무선 통신 장치를 도시한 개략적 블록도.
도 2는 호스트 장치 및 연관된 무선 장치를 포함하는 무선 통신 장치를 도시한 개략적 블록도.
도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따라 구성된 기판의 기능 블록도.
도 4는 복수의 내장된 기판 송수신기들을 포함하는 기판의 다른 실시예의 기능 블록도.
도 5는 본원 발명의 일 실시예에 따라 집적회로 모듈들 및 회로에 의해 둘러싸인 복수의 내장된 기판 송수신기들을 포함하는 기판의 기능 블록도.
도 6은 본원 발명의 일 실시예에 따라 기판 내에 형성된 도파관을 통해 통신하도록 동작가능하게 배치된 복수의 송수신기들을 포함하는 기판의 기능 블록도.
도 7은 본원 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도.
도 8은 본원 발명의 일 실시예에 따라 송수신기들의 3개 레벨들을 도시한 기판의 기능 블록도.
도 9는 본원 발명의 일 실시예에 따라 형성된 다중-칩 모듈의 기능 블록도.
도 10은 본원 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법의 흐름도.
도 11은 본원 발명의 일 실시예에 따른 기판 내에 위치한 송수신기를 도시한 도면.
도 12는 기판의 다른 실시예의 도면.
도 13은 본원 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시한 흐름도.
도 14는 본원 발명의 일 실시예에 따라 집적 회로 다중-칩 장치 및 연관된 통신들의 기능 블록도.
도 15는 주파수 분할 다중 접속을 이용하는 본원 발명의 일 실시예의 동작을 도시한 기능 블록도.
도 16은 내부-장치 국부 송수신기들, 기판 송수신기들, 및 그 밖의 특정 장치 내의 다른 송수신기들 사이의 특정 통신들에 대한 반송파 주파수들의 영구 할당 또는 할당 고정의 예를 도시한 표.
도 17은 본원 발명의 일 실시예에 따라 복수의 송수신기들 및 동작들을 수용하는 장치의 기능 블록도.
도 18은 본원 발명의 한 실시예에 따라 주파수 분할 다중 접속을 이용하는 집적회로 내에서 무선 송신들을 위한 방법을 도시한 흐름도.
도 19는 본원 발명의 한 실시예에 따라 충돌들을 방지하도록 동작가능한 장치, 및 통신들을 조화시키기 위해 충돌 방지 방식을 이용하는 인터페이스 내의 무선 통신 장치 및 대응하는 방법을 도시한 기능 블록도.
도 20은 본원 발명의 한 실시예에 따라 동작가능한 복수의 국부 송수신기들을 지지하는 기판의 기능 블록도.
도 21은 본원 발명의 일 실시예에 따라 장치에서 무선 국부 송신들을 위한 방법을 도시한 도면.
도 22는 본원 발명의 일 실시예에 따라 기판 또는 집적 회로 내에 형성된 그 물 네트워크를 포함하는 장치의 기능 블록도.
도 23은 단일 장치내의 모든 그물망 네트워크의 노드로서 동작하는 국부 송수신기들의 사이의 통신들을 라우팅하고 전송하기 위한 본원 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시한 흐름도.
도 24는 통신들이 단일 장치내의 그물망 네트워크를 통해 송신되는 본원 발명의 한 실시예에 따른 장치 내의 통신들을 위한 방법을 도시한 도면.
도 25는 본원 발명의 일 실시예에 따라 동작하는 네트워크의 기능 블록도.
도 26은 본원 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시한 흐름도.

Claims (10)

  1. 단일 장치 내에서의 통신 방법에 있어서:
    집적회로의 제1 국부 송수신기(local transceiver)에서 특정 제2 국부 송수신기를 위한 무선 통신 신호를 생성하고 상기 무선 통신 신호에 상기 제2 국부 송수신기의 어드레스 또는 ID 중의 하나를 삽입(insert)하는 단계; 및
    상기 무선 통신 신호를 상기 제2 국부 송수신기에 전송하기 위해, 상기 무선 통신 신호를 상기 제1 국부 송수신기에서 제3 국부 송수신기로 송신할지를 결정하는 단계를 포함하는 단일 장치 내에서의 통신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 통신 신호는 무선 통신 링크를 통해 상기 제3 국부 송수신기로 송신되는 단일 장치 내에서의 통신 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 통신 신호는 상기 집적회로 내에 배치된 전자기적 도파관(wave guide)을 통한 무선 통신 링크를 통해 상기 제3 국부 송수신기로 송신되는 단일 장치 내에서의 통신 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 통신 신호를 상기 제1 국부 송수신기에서 상기 제3 국부 송수신기로 송신할지를 결정하는 단계는 상기 제1 국부 송수신기의 로딩 조건들(loading conditions)에 근거하는 단일 장치 내에서의 통신 방법.
  5. 장치에 있어서:
    그물형 네트워크(mesh network)에서 노드들로서 통신 신호들을 전송하도록 동작가능한 복수의 국부 송수신기들(local transceivers)을 포함하며, 각각의 노드는 통신 신호들을 전송하기 위해 적어도 하나의 다른 노드와 통신 링크를 형성하며;
    상기 복수의 국부 송수신기들 중의 제1 국부 송수신기는 동일 기판 상에 위치하는 제2 국부 송수신기로부터 수신된 통신 신호들을 동일 기판 상에 위치하는 제3 국부 송수신기로 전송하도록 동작가능한 제1 국부 송수신기를 포함하는 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 국부 송수신기는 분리된 기판 상에 배치되는 적어도 하나의 국부 송수신기와 통신 링크를 수립하도록 동작가능한 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 분리된 기판은 동일한 기판 상에 배치되는 상이한 집적회로인 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 분리된 기판은 상이한 기판 상에 배치되는 상이한 집적회로인 장치.
  9. 장치 내에서의 통신 방법에 있어서:
    적어도 하나의 국부 송수신기(local transceiver)의 로딩 정보(loading information), 또는 두 개의 국부 송수신기들 사이의 통신 링크의 로딩 정보(loading information) 중 적어도 하나를 평가(evaluate)하는 단계;
    상기 장치 내에서 국부 송수신기를 포함하는 다음 홉 목적 노드(hop destination node)를 결정하는 단계; 및
    상기 다음 홉 목적 노드에 통신 신호를 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 통신 신호는 국부 송수신기의 최종 목적 어드레스(destination address)를 포함하는 장치 내에서의 통신 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 다음 홉 목적 노드를 결정하는 단계는 상기 통신 링크 중의 로딩 정보 및 상기 최종 목적 어드레스에 근거하는 장치 내에서의 통신 방법.
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