KR20150132518A - 극고주파 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 논의된 실시예들은 EHF 비접촉 통신 링크들을 확립하기 위한 시스템, 방법 및 회로와 관련있다. EHF 비접촉 통신 링크는 종래의 기판 대 기판과 디바이스 대 디바이스 커넥터들에 대한 대안의 역할을 할 수 있다. 링크는 다양한 데이터 레이트들을 지원할 수 있는 저 레이턴시 프로토콜 투과형 통신 링크(low latency protocol-transparent communication link)일 수 있다. 링크는 디바이스들 사이의 근접한 결합을 통해 확립될 수 있으며, 디바이스들 각각은 적어도 하나의 EHF 통신 유닛을 포함한다. EHF 통신 링크를 확립하는데 수반되는 각각의 EHF 유닛은 데이터가 디바이스들 간에 전송될 수 있기 전에 일련의 단계들을 통해 진행할 수 있다. 이들 단계는 각각의 EHF 통신 유닛에서 구현되고 있는 하나 이상의 상태 머신에 의해 제어될 수 있다.
Description
관련 출원
본 특허 출원은 2013년 3월 15일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/799,510호의 우선권을 주장하며, 이는 해당 내용 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다.
본 개시 내용은 극고주파("EHF", Extremely High Frequency) 시스템들과 그 이용 방법들에 관한 것이다.
전자 디바이스들은 디바이스들 간에 데이터 전송을 가능하게 하기 위해 함께 "연결(connect)"될 수 있다. 전형적으로, 2개의 디바이스 간의 연결은 케이블 연결 또는 무선 연결일 수 있다. USB(Universal Serial Bus)와 같은 케이블 연결은 전형적으로 점 대 점이고, 각각의 디바이스에서의 기계적인 커넥터들과, 디바이스들 사이에 케이블을 요구한다. 와이파이 또는 블루투스와 같은 무선 연결은 "방송" 모드에서 동작하고, 방송 모드에서는 하나의 디바이스가 전형적으로 700㎒ - 5.8㎓ 범위의 RF(무선 주파수) 링크를 통해, 여러 다른 디바이스와 동시에 통신할 수 있다. 연결이 케이블 연결 또는 무선 연결인지에 상관없이, 링크는 데이터의 전송을 디바이스들에, 이들로부터, 및/또는 이들 사이에 허용하기 위해 확립될 필요가 있다. 무선 연결의 다른 예는 근거리 통신(NFC, Near Field Communication)을 포함하고, 이는 양쪽 소스들이 서로 가깝게 근접할 때 하나의 소스에서 다른 소스로 데이터의 전송을 가능하게 할 수 있다.
본 명세서에 논의된 실시예들은 EHF 비접촉 통신 링크들을 확립하기 위한 시스템들, 방법들 및 회로들과 관련 있다. EHF 비접촉 통신 링크는 종래의 기판 대 기판과 디바이스 대 디바이스 커넥터들에 대한 대안의 역할을 할 수 있다. 링크는 다양한 데이터 레이트들을 지원할 수 있는 저 레이턴시 프로토콜 투과형 통신 링크(low latency protocol-transparent communication link)일 수 있다. 링크는 디바이스들 사이에 가깝게 근접한 결합을 통해 확립될 수 있으며, 각각의 디바이스는 적어도 하나의 EHF 통신 유닛을 포함한다. EHF 통신 링크를 확립하는데 수반되는 각각의 EHF 유닛은 데이터가 디바이스들 간에 전송될 수 있기 전 일련의 단계들을 거쳐 진행할 수 있다. 이들 단계는 각각의 EHF 통신 유닛에서 구현되고 있는 하나 이상의 상태 머신에 의해 제어될 수 있다. 상태 머신(들)은 POC(Progression Of Consciousness) 상태 머신(들)으로서 본 명세서에서 언급될 수 있다. 각각의 EHF 통신 유닛은 대응부 유닛과 링크를 확립하기 위해 그 자신의 POC 상태 머신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 하나의 EHF 통신 유닛이 전송기 유닛으로 작용하고 있다면, 그 대응부 유닛은 수신기 유닛일 수 있다.
각각의 POC 상태 머신은 하나 이상의 비접촉 통신 링크를 확립하기 전에 복수의 상태를 통해 그 각각의 통신 유닛들을 순차적으로 전이하도록 협력할 수 있다. 협력은, 비접촉 통신 링크를 확립하고 호스트 시스템으로부터 직접 비접촉 통신 링크에 데이터 전송을 가능하게 하는 메커니즘 및 프로세스가 기계적(RF가 아닌, 전기적) 커넥터들 및 케이블의 매개체(예를 들어) 없이 수행되기 때문에 필요 수도 있다. 이와 같이, EHF 통신 유닛들 사이에 전기 연결(아마도 전력을 전달하는 경우를 제외하고)이 없기 때문에, POC 상태 머신들은 비접촉 통신 링크가 확립되기 전에 서로 통신하기 위해 "기상(wake up)" 루프(때때로, 본 명세서에서는 폐링크 루프로 언급됨)에 의존할 수 있다.
기상 루프는 유선과 무선 경로들의 조합을 포함하는 유닛 간(inter-unit) 통신 채널일 수 있다. 기상 루프는 또한 하나 이상의 통신 링크를 확립하는데 필요한 통신 채널을 제공하기 위해 필요한 만큼의 많은 비접촉 유닛들을 포함할 수 있다. 기상 루프는 비접촉 통신 유닛들 중에서 업스트림과 다운스트림 관계들을 정의할 수 있다. 기상 루프의 방향은 각각의 통신 유닛들에 대한 전송기/수신기 지정을 기초로 할 수 있다. POC 상태 머신의 협력적 속성은 제1 POC 상태 머신의 상태 변화 전이가 각각의 다운스트림 POC 상태 머신에서 새로운 상태 변화를 유발하게 하기 위해 기상 루프 주위에 전파될 수 있다는 점에서 실현될 수 있다. 각각의 상태 변화 전이는 임의의 주어진 통신 유닛을 유도하여, 그 바로 이웃하는 다운스트림 유닛에게 그 상태 변화를 통지할 수 있고, 그로 인해 해당 다운스트림 유닛의 POC 상태 머신이 새로운 상태로 전이하게 할 수 있다. 따라서, 제1 POC 상태 머신이 새로운 상태로 전이하기 위해서는, 상태 변화가 루프 주위에서 완전히 제1 POC 상태 머신으로 다시 전파하길 기다릴 필요가 있을 수 있다. 따라서, 제1 POC 상태 머신은 바로 이웃하는 업스트림 유닛의 상태 머신이 새로운 상태로 전이하는 것을 기다리고, 제1 POC 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 수 있기 전에 해당 전이의 통지를 수신할 필요가 있을 수 있다. 새로운 상태 변화 전이의 이런 전파는 하나 이상의 링크가 디바이스들 간에 데이터를 전송할 수 있을 때까지 기상 루프 주위에 계속 루프할 수 있다.
각각의 통신 유닛은 여러 상이한 상태들을 포함할 수 있는 그 자신의 POC 상태 머신을 실행한다. POC 상태 머신이 한 상태에서 다른 상태로 상태 변화 전이하게 하기 위해서는, 하나 이상의 조건이 충족될 필요가 있을 수 있다. 이들 조건 중 일부는 통신 유닛 외부에 있는 소스로부터의 통지로서 제공될 수 있고, 또는 통신 유닛 내에서 내부적으로 생성될 수 있다. 외부 소스의 통지들 또는 신호들은 유닛의 집적 회로 패키지의 부분을 구성하는 송수신기 또는 핀들을 통해 수신될 수 있다.
일 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 비접촉 통신 유닛을 각각 포함하는 제1 및 제2 디바이스들을 포함할 수 있다. 각각의 통신 유닛은 제1 및 제2 디바이스들 간에 적어도 하나의 비접촉 통신 링크를 가능하게 하기 위해 그 자신의 상태 머신을 실행하도록 동작 가능할 수 있다. 상태 머신들은 각각의 상태 머신이 데이터 전송 상태에 도달할 때 적어도 하나의 비접촉 통신 링크가 가능하게 되도록 복수의 상태를 통해 이들 각각의 통신 유닛을 순차적으로 전이하도록 협력할 수 있다.
다른 실시예에서는, 제1 비접촉 통신 전송기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 이용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 적어도 제2 비접촉 통신 전송기 유닛과 통신하는데 이용하기 위한 비접촉 통신 수신기 유닛이 제공된다. 비접촉 통신 수신기 유닛은 복수의 핀 - 적어도 하나의 핀은 유선 경로를 통해 제2 전송기 유닛과 통신하는데 이용됨 -, 제1 전송기 유닛으로부터 극고주파(EHF) 비접촉 신호들을 수신하기 위한 트랜스듀서, 및 회로를 포함할 수 있다. 회로는 비접촉 통신 링크를 확립하려고 시도할 때 수신기 유닛의 의식의 진행(progression of consciousness)을 관리하는 상태 머신을 실행하고 - 상태 머신은 트랜스듀서에 의해 수신된 통지에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -; 각각의 상태 전이에 응답하여 제2 전송기 유닛과 통신하는데 이용되는 적어도 하나의 핀 상에서 신호를 구동하도록 동작 가능할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 제1 비접촉 통신 수신기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 이용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 적어도 제2 비접촉 통신 전송기 유닛과 통신하는데 이용하기 위한 비접촉 통신 전송기 유닛이 제공된다. 비접촉 통신 전송기 유닛은 복수의 핀 - 적어도 하나의 핀은 유선 경로를 통해 제2 전송기 유닛과 통신하는데 이용됨 -, 극고주파(EHF) 비접촉 신호들을 제1 수신기 유닛에 전송하기 위한 트랜스듀서, 및 회로를 포함할 수 있다. 회로는 비접촉 통신 링크를 확립하려고 시도할 때 전송기 유닛의 의식의 진행을 관리하는 상태 머신을 실행하고 - 상태 머신은 적어도 하나의 핀에 의해 수신된 통지에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -, 각각의 상태 전이에 응답하여 트랜스듀서를 이용하여 EHF 신호들을 전송하도록 동작 가능할 수 있다.
POC 상태 머신의 하나 이상의 상태의 동작은 POC 상태 머신이 수신기 또는 전송기로서 동작하도록 구성된 EHF 유닛에 구현되고 있는지에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 상태는 비컨/청취 상태일 수 있고, 이는 유닛이 통신 링크를 확립하기 위해 추가 상태들을 통해 진행하기 전에 상대적으로 낮은 전력 모드에서 동작할 수 있게 할 수 있다. 전송기 유닛은 이 상태에 있을 때 EHF 비커닝(beaconing) 신호를 전송하도록 구성될 수 있는 반면, 수신기 유닛은 EHF 비커닝 신호를 청취하도록 구성될 수 있다. 특정 예로서, 장치는 EHF 송수신기와, EHF 송수신기와 결합된 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 상태들 간에 전이하는 상태 머신을 실행함으로써 다른 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고, 장치의 구성에 기초하여 비커닝 사이클과 청취 사이클 중 하나를 선택적으로 실행하도록 동작 가능할 수 있으며, 비커닝 사이클은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 청취 사이클은 구성이 수신기 구성인 경우 실행된다. 제어 회로는 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 비커닝 사이클과 청취 사이클 중 선택된 하나를 실행할 수 있다.
링크 트레이닝 상태(link training state)는 이것이 전송기 또는 수신기 유닛에서 구현되고 있는지에 따라 달라지는 또 다른 상태일 수 있다. 링크 트레이닝은 수신기 유닛이 전송기 유닛에 의해 전송된 "링크 트레이닝" 신호들에 기초하여 자신을 교정할 수 있게 할 수 있다. 전송기 유닛은 링크 트레이닝 상태에 있을 때 링크 트레이닝 신호들을 전송할 수 있다. 수신기 유닛은 링크 트레이닝 신호들을 수신 및 처리하고, 링크 트레이닝 상태에 있을 때 전송기 유닛으로부터 향후 EHF 신호들을 수신하기 위해 자신을 교정할 수 있다. 특정 예로서, 장치는 EHF 송수신기와 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 복수의 상태 중 어느 하나의 충족에 응답하여 상태들 간에 전이하는 상태 머신을 실행함으로써 다른 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어할 수 있고, 링크 트레이닝 패턴의 전송과 적어도 하나의 파라미터의 교정 중 하나를 선택적으로 실행할 수 있으며, 링크 트레이닝 패턴의 전송은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 적어도 하나의 파라미터의 교정은 구성이 수신기 구성인 경우 실행되며, 제어 회로는 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 전송과 교정 중 선택된 하나를 실행한다.
기능 메시징 상태(capabilities messaging state)는 이것이 전송기 또는 수신기 유닛에서 구현되고 있는지에 따라 달라지는 또 다른 상태일 수 있다. 기능 메시지(capability message)는 전송기 유닛에 의해 전송되고 수신기 유닛에 의해 수신될 수 있다. 기능 메시지는 예를 들어, 전송기와 수신기 유닛들이, 이들이 링크와 프로토콜(데이터가 이에 따라 통신될 수 있는)을 확립할 수 있는지 확인할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 특정 예로서, 장치는 EHF 송수신기와 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 복수의 상태 중 어느 하나의 충족에 응답하여 상태들 간에 전이하는 상태 머신을 실행함으로써 다른 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어할 수 있고, 기능 메시지의 전송과 수신된 기능 메시지의 확인 중 하나를 선택적으로 실행하며, 기능 메시지의 전송은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 수신된 기능 메시지의 확인은 구성이 수신기 구성인 경우 실행되며, 제어 회로는 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 전송과 확인 중 선택된 하나를 실행한다.
절전 모드 상태 또는 데이터 전송 유휴 상태는 이것이 전송기 또는 수신기 유닛에서 구현되고 있는지에 따라 달라지는 또 다른 상태일 수 있다. 링크를 통해 통신될 데이터가 없을 때, EHF 통신 링크가 확립된 후, 절전 상태는 EHF 통신 유닛이 선택적인 회로의 전원을 차단할 수 있다. 전송기 유닛은 "부활(keep alive)" 신호를 수신기 유닛에 전송하여 이것이 타임 아웃되고 그 절전 모드에서 나가는 것을 방지할 수 있다. 수신기 유닛은 전송기가 "부활" 신호를 보내고 있는지 모니터링하기 위해 주기적으로 턴온될 수 있다. 전송기와 수신기 유닛들은 이들이 그렇게 하라는 명령들을 수신할 때 새로운 상태(예를 들어, 데이터 전송 상태)로 전이할 수 있다. 특정 예로서, 장치는 EHF 송수신기와 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 복수의 상태 중 어느 하나의 충족에 응답하여 상태들 간에 전이하는 상태 머신을 실행함으로써 다른 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고, 장치와의 EHF 통신 링크가 확립된 후 데이터의 전송과 수신 중 하나를 선택적으로 가능하게 하기 위해 장치와 EHF 통신 링크를 확립하며, EHF 통신 링크를 통해 통신되고 있는 데이터의 부재를 모니터링하고, 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 EHF 통신 링크를 통해 통신되고 있는 데이터의 모니터링된 부재에 응답하여 절전 상태에 진입하도록 동작 가능할 수 있다.
본 명세서에 제시된 통신 시스템은, 통신 유닛들이 광대역 통신 특성을 제공하기 위한 유연성을 갖지만, 동시에 기존 해법보다 훨씬 덜 복잡하고 덜 비싸면서도 훨씬 적은 전력을 소모한다는 점에서 고유하다. 공통 반송파 주파수 주위에서 대역폭 사용을 최대화하려면 다수의 통신 유닛의 사용이 필요하며, 이들 각각은 또한 소정의 기간에서 전송기 또는 수신기로서 동작한다. 각각의 유닛들은 동일한 반송파를 가진 전이중 모드 또는 반이중 모드에서 동작할 수 있다. 동일 시스템에서 상이한 통신 유닛들에 대한 동일한 반송파(또는 실질적으로 유사한 반송파 주파수)의 이용은 통신 유닛들의 공간 분리를 요구한다. 시스템의 통신 유닛들이 파트너 시스템과 효율적이고 효과적으로 통신하기 위해서는 이들 통신 유닛이 그들의 동작들(및/또는 상태들)을 동기화할 수 있어야만 한다. 동일한 시스템의 통신 유닛들은 전기 시그널링을 이용하여 스테이터스(status) 또는 상태에 관한 제어 정보를 통신할 수 있는 반면, 이들 동일한 유닛은 EHF 시그널링을 통해 (상이한 시스템에서) 파트너 통신 유닛들과 통신할 수 있다. 특정 시스템의 요건들에 근거하여, 특정 통신 유닛은 호스트 시스템으로부터 요구에 기초하여 전원을 켤 수 있으며, 이런 통신 유닛은 동일한 시스템 및/또는 파트너 시스템에서 통신 유닛(들)의 브링 업(bring up)을 개시하는 역할을 담당할 수 있다. 통신 유닛들은 다수의 상태를 통과할 필요가 있으며, 다수의 상태에서 상태 전이들은 하나 이상의 다른 통신 유닛의 상태에 부분적으로 의존할 수 있다. 이는 모든 통신 유닛들에서 상태들의 동기화를 요구한다. 이를 달성하기 위해, 제어 정보는 폐루프에서 통신 유닛들을 통과할 수 있다. 또한, 통신 유닛들을 통해 통신된 호스트 시스템으로부터의 데이터는 호스트 시스템으로부터 개입이 거의 없거나 또는 전혀 없이 투과적으로 통신되어야 한다. EHF 링크를 통해 EHF 통신 유닛들 사이에 통신된 제어 정보는 EHF 링크를 통해 2개의 호스트 시스템 사이에 통신된 데이터 정보와 유사한 신호 특성을 이용할 수 있다. 예를 들어, 제어 정보는 데이터 정보가 EHF 링크를 통해 2개의 호스트 시스템 사이에 있을 때 변조 방식과 유사할 수 있는 변조 방식을 이용하여 60GHz 반송파를 통해 전송될 수 있다.
본 명세서에 제시된 통신 시스템에는 여러 주요 장점들이 있다. 동일 시스템에서 통신 유닛들을 물리적으로 분리하고 비접촉 통신을 위해 연결 거리를 최적화함으로써, 통신 유닛들은 공간 분리를 통한 최소 간섭을 갖는 동일한 EHF 주파수에 걸쳐 동작할 수 있다. 통신 유닛들은 전형적인 무선 시스템(예를 들어, 통신을 위해 주파수들의 다중 대역들을 이용하는)에서 많은 제약이 완화되거나 또는 완전히 제거되었기 때문에 설계가 더 단순해 질 수 있다. 예를 들어, 인접 유닛들과의 근접 통신 거리 및 최소 간섭 때문에, 유닛들은 EHF 신호의 단순 변조로 통신하고 추가 에러 검출 또는 수정 회로 없이 통신하도록 설계될 수 있다. 또한, EHF 전송기 유닛은 EHF 수신기 유닛과 물리적으로 동일(동일한 실리콘 마스크 세트)할 수 있고, 단일 칩은 전송기, 수신기로서 구성될 수 있거나 또는 대안적으로 전송기 또는 수신기 중 어느 하나가 되도록 프로그래밍될 수 있다. 모든 통신 유닛들에 대해 매우 유사한 설계를 이용하여, 개발과 구현 비용들이 감소될 수 있다.
본 명세서에 논의되는 실시예들의 속성 및 이점들의 추가적인 이해는 도면들 및 본 명세서의 나머지 부분들을 참조하여 실현될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따르는 통신 시스템을 도시한다;
도 2는 일 실시예에 따르는, 2개의 전자 디바이스가 2 이상의 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신하는 통신 시스템을 도시한다;
도 3은 일 실시예에 따르는 EHF 통신 유닛의 예시적인 개요도이다;
도 4는 일 실시예에 따르는 EHF 통신 유닛의 예시적인 측면도이다;
도 5는 일 예에 따르는 EHF 통신 유닛의 등각투영도이다;
도 6은 일 실시예에 따르는, 상태 머신의 상이한 상태들을 보여주는 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 7은 일 실시예에 따르는, 도 6의 상태 머신의 전이에 대응하는 예시적인 상태 변화 조건들의 차트를 도시한다;
도 8은 일 실시예에 따르는, 상태 변화들과 신호 상태들의 예시적인 타이밍도이다;
도 9는 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 예시적인 시스템이다;
도 10은 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 다른 예시적인 시스템이다;
도 11은 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 또 다른 예시적인 시스템이다;
도 12는 일 실시예에 따르는, 비컨/청취 사이클을 실행하는데 이용될 수 있는 회로를 도시한 예시적인 개요도이다;
도 13a-13d는 다양한 실시예에 따르는, 상이한 클록 속도에 따라 각각 동작하는 예시적인 비커닝 및 청취 타이밍도들을 도시한다;
도 14는 일 실시예에 따라 비커닝되고 있는 전송기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 15는 일 실시예에 따라 비컨 신호를 청취하는 수신기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 16은 일 실시예에 따르는, 내부 클록에 따라 직렬화되는 3개의 상이한 예시적인 심벌을 도시한다;
도 17은 일 실시예에 따르는 기능 메시지의 예시적인 포맷을 도시한다;
도 18은 일 실시예에 따르는, 수신된 기능 메시지를 처리하고 있는 수신기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 19는 일 실시예에 따르는, USB 모드들이 모두 유효하게 동작하며 어느 모드가 동작하지 않는지를 보여주는 예시적인 표이다;
도 20은 일 실시예에 따르는, 로컬 코드를 계산하기 위해 액세스될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 도시한다.
도 21은 일 실시예에 따르는, 수신된 코드와 로컬 코드의 비교에 기초하여 취할 수 있는 예시적인 액션들을 보여준다;
도 22a-22c는 다양한 실시예에 따르는, 여러 상이한 USB 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 23a와 23b는 다양한 실시예에 따르는, 여러 상이한 디스플레이 포트 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 24는 일 실시예에 따르는, SATA 또는 SAS 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 25는 일 실시예에 따르는, 멀티 레인 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 26은 일 실시예에 따르면, 이더넷 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 27은 일 일 실시예에 따르는, I2S 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 28a-28c는 다양한 실시예에 따르는, GPIO 또는 I2C 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 29는 일 실시예에 따르는, 의식의 진행을 요구하지 않은 일반 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 30은 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 상태 동안 전송기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 31은 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 상태 동안 수신기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 32는 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 부활 사이클의 예시적인 타이밍도들을 도시한다;
도 33은 일 실시예에 따르는, 2개의 전자 디바이스가 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신하는 통신 시스템을 도시한다;
도 34는 일 실시예에 따르는 예시적인 타이밍도를 도시한다;
도 35는 일 실시예에 따라 전송기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛에 의해 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 36은 일 실시예에 따라 수신기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛에 의해 취해 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따르는, 2개의 전자 디바이스가 2 이상의 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신하는 통신 시스템을 도시한다;
도 3은 일 실시예에 따르는 EHF 통신 유닛의 예시적인 개요도이다;
도 4는 일 실시예에 따르는 EHF 통신 유닛의 예시적인 측면도이다;
도 5는 일 예에 따르는 EHF 통신 유닛의 등각투영도이다;
도 6은 일 실시예에 따르는, 상태 머신의 상이한 상태들을 보여주는 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 7은 일 실시예에 따르는, 도 6의 상태 머신의 전이에 대응하는 예시적인 상태 변화 조건들의 차트를 도시한다;
도 8은 일 실시예에 따르는, 상태 변화들과 신호 상태들의 예시적인 타이밍도이다;
도 9는 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 예시적인 시스템이다;
도 10은 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 다른 예시적인 시스템이다;
도 11은 일 실시예에 따르는, 기상 루프에 배열된 여러 EHF 통신 유닛들을 포함하는 또 다른 예시적인 시스템이다;
도 12는 일 실시예에 따르는, 비컨/청취 사이클을 실행하는데 이용될 수 있는 회로를 도시한 예시적인 개요도이다;
도 13a-13d는 다양한 실시예에 따르는, 상이한 클록 속도에 따라 각각 동작하는 예시적인 비커닝 및 청취 타이밍도들을 도시한다;
도 14는 일 실시예에 따라 비커닝되고 있는 전송기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 15는 일 실시예에 따라 비컨 신호를 청취하는 수신기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 16은 일 실시예에 따르는, 내부 클록에 따라 직렬화되는 3개의 상이한 예시적인 심벌을 도시한다;
도 17은 일 실시예에 따르는 기능 메시지의 예시적인 포맷을 도시한다;
도 18은 일 실시예에 따르는, 수신된 기능 메시지를 처리하고 있는 수신기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 19는 일 실시예에 따르는, USB 모드들이 모두 유효하게 동작하며 어느 모드가 동작하지 않는지를 보여주는 예시적인 표이다;
도 20은 일 실시예에 따르는, 로컬 코드를 계산하기 위해 액세스될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 도시한다.
도 21은 일 실시예에 따르는, 수신된 코드와 로컬 코드의 비교에 기초하여 취할 수 있는 예시적인 액션들을 보여준다;
도 22a-22c는 다양한 실시예에 따르는, 여러 상이한 USB 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 23a와 23b는 다양한 실시예에 따르는, 여러 상이한 디스플레이 포트 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 24는 일 실시예에 따르는, SATA 또는 SAS 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 25는 일 실시예에 따르는, 멀티 레인 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 26은 일 실시예에 따르면, 이더넷 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 27은 일 일 실시예에 따르는, I2S 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 28a-28c는 다양한 실시예에 따르는, GPIO 또는 I2C 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다;
도 29는 일 실시예에 따르는, 의식의 진행을 요구하지 않은 일반 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다;
도 30은 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 상태 동안 전송기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 31은 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 상태 동안 수신기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 32는 일 실시예에 따르는, 데이터 전송 유휴 부활 사이클의 예시적인 타이밍도들을 도시한다;
도 33은 일 실시예에 따르는, 2개의 전자 디바이스가 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신하는 통신 시스템을 도시한다;
도 34는 일 실시예에 따르는 예시적인 타이밍도를 도시한다;
도 35는 일 실시예에 따라 전송기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛에 의해 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다;
도 36은 일 실시예에 따라 수신기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛에 의해 취해 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다.
이하에서는 예시적인 실시예들이 대표적인 예들을 도시하는 첨부 도면들을 참조하여 더 자세히 설명된다. 사실상, 개시된 통신 시스템 및 방법은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본 명세서에 설명되는 실시예들로 한정되는 것으로 해석돼서는 안된다. 전반적으로 동일한 참조 번호들은 동일한 요소들을 지칭한다.
아래의 상세한 설명에서는 설명의 목적으로 다양한 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세가 개시된다. 이 분야의 통상의 기술자들은 이러한 다양한 실시예들이 단지 예시적이며, 결코 한정을 의도하지 않는다는 것을 인식할 것이다. 본 개시 내용의 이익을 갖는 기술자들에게는 다른 실시예들이 쉽게 연상될 것이다.
게다가, 명료화를 위해, 본 명세서에서 설명되는 실시예들의 통상적인 특징들 모두가 도시되거나 설명되지는 않는다. 이 분야의 통상의 기술자는 이러한 임의의 실제 구현의 개발시 다수의 실시예-특정 결정이 특정 설계 목적들을 달성하는데 요구될 수 있다는 것을 쉽게 알 것이다. 이러한 설계 목적들은 실시예마다 및 개발자마다 다를 수 있다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 본 개시 내용의 이익을 갖는 이 분야의 통상의 기술자들에게는 통상적인 엔지니어링 업무일 것이라는 것을 알 것이다.
오늘날의 사회 및 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서는, 고대역폭 모듈형 및 휴대용 전자 디바이스들이 점점 더 많이 사용되고 있다. 이러한 디바이스들 사이 및 그들 내에서 통신의 보안 및 안정성은 그들의 동작에 중요하다. 개선된 보안 고대역폭 통신을 제공하기 위해, 전자 디바이스들 사이, 및 각각의 디바이스 내의 부회로들 사이의 무선 통신의 고유 능력들은 혁신적이고 유용한 배열들로 이용될 수 있다.
그러한 통신은 무선 주파수 통신 유닛들 사이에서 일어날 수 있으며, 매우 가까운 거리에서의 통신은 EHF 통신 유닛에서 EHF 주파수들(통상적으로 30-300 GHz)을 이용하여 달성될 수 있다. EHF 통신 유닛의 일례는 EHF 통신-링크 칩이다. 본 개시 내용의 전반에서, 통신-링크 칩 및 통신-링크 칩 패키지의 용어는 IC 패키지들 내에 내장된 EHF 안테나들을 지칭하는 데 사용된다. 그러한 통신-링크 칩들의 예들은 미국 특허 출원 공개 제2012/0263244호 및 제2012/0307932호에 상세히 설명되어 있으며, 이들 양 출원은 그 전체가 모든 면을 위해 본 명세서에 포함된다. 통신-링크 칩들은 또한 이들이 무선 통신을 제공하는지와 EHF 주파수 대역에서 동작하는지 관계없이 통신 유닛으로서 지칭되는 통신 디바이스의 일례이다.
두문자어 "EHF"는 극고주파를 나타내며, 30GHz 내지 300GHz(gigahertz) 범위에서 전자기(EM) 스펙트럼의 일부를 지칭한다. 용어 "송수신기"는 전송기(Tx) 및 수신기(Rx)를 포함하는 IC(집적 회로)와 같은 디바이스를 지칭할 수 있으며, 따라서 집적 회로는 정보(데이터)를 전송하고 수신하는데 모두 이용될 수 있다. 일반적으로, 송수신기는 (전송과 수신 사이에서 교번하는) 반이중 모드 또는 (전송과 수신을 동시에 하는) 전이중 모드로 동작할 수 있거나, 또는 전송기 또는 수신기로서 구성될 수 있다. 송수신기는 전송 및 수신 기능들을 위한 개별 집적 회로들을 포함할 수 있다. "비접촉", "결합 쌍" 및 "근접 결합" 용어들은, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, (디바이스들과 같은) 엔티티들 사이의 전기(유선, 접촉 기반)보다는 전자기(EM) 연결 및 신호의 전달을 구현하는 것을 지칭한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "비접촉"은 0 내지 5센티미터 범위에서 최적의 범위를 가질 수 있는 반송파 지원 유전체 결합 시스템을 지칭할 수 있다. 연결은 하나의 디바이스의 다른 디바이스에 대한 근접도에 의해 확인될 수 있다. 다수의 비접촉 전송기 및 수신기는 작은 공간을 차지할 수 있다. 전자기(EM)를 이용하여 확립된 비접촉 링크는 전형적으로 여러 지점으로 방송되는 무선 링크와 대비되는 점대점 링크일 수 있다.
본 명세서에서 설명된 EHF 송수신기들에 의해 출력된 RF 에너지는 하나 이상의 정부 또는 그 기관에 의해 위임된 다양한 요건들을 따르도록 설계될 수 있다. 예를 들어, FCC는 RF 주파수 대역에서 데이터를 전송하기 위한 인증에 대한 요건들을 공포할 수 있다.
"표준 기반", "표준 기반 인터페이스들", "표준 기반 프로토콜" 등과 같은 "표준" 및 관련된 용어들은 USB, 디스플레이 포트(DP, DisplayPort), 션더볼트, HDMI, SATA/SAS, PCIe, 이더넷 SGMII, 하이퍼트랜스포트(Hypertransport), 퀵패스(Quickpath), I2S, GPIO, I2C, 및 이들의 확장자들 또는 수정본들을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는 유선 인터페이스 표준을 지칭할 수 있다.
도 1은 통신 시스템(100)을 도시하며, 여기서 2개의 전자 디바이스(102 및 122)는 비접촉 통신 링크들(150)을 통해 서로 통신할 수 있다. 데이터는 전송될 데이터를 발송하기 위한 "소스"로서 간주될 수 있는 제1 디바이스(102)로부터, 전송된 데이터를 수신하기 위한 "목적지"로서 간주될 수 있는 제2 디바이스(122)로, 적어도 일 방향으로 전송될 수 있다. 도 1을 참고하면, 제1 디바이스(102)에서 제2 디바이스(122)로의 데이터의 전송이 설명될 수 있다. 그러나, 데이터가 대안적으로 또는 추가적으로 (데이터를 발송하기 위한 "소스"로서 작용하는) 제2 디바이스(122)로부터 (데이터를 수신하기 위한 "목적지"로서 작용하는) 제1 디바이스(102)로 전송될 수 있고, 종종 정보가 주어진 통신 세션 동안 2개의 디바이스(102 및 122) 사이에서 양방향으로 교환될 수 있음을 이해해야 한다.
예시의 명료성을 위해, 2개의 디바이스(102 및 122)는 서로의 "미러 이미지"로서 설명되지만, 2개의 디바이스(102 및 122)가 서로 상이할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 디바이스들 중 하나는 랩탑 컴퓨터일 수 있고, 다른 디바이스는 이동 전화일 수 있다. 본 명세서에 개시된 기술의 이점을 얻을 수 있는 전자 디바이스의 몇 가지 예는 이동 전화(또는 핸드셋, 또는 스마트폰), 컴퓨터, 도크(도킹 스테이션), 랩탑, 태블릿, 또는 호환 가능한 전자 디바이스 등일 수 있다.
제1 전자 디바이스(102)는 호스트 시스템(104) 및 비접촉 통신 유닛("스마트" 비접촉 커넥터, 통신 서브시스템, "스마트 커넥터", "비접촉 커넥터", 또는 단순한 "커넥터")(106)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스와 연관된 유닛(106)은 일반적으로, 제2 디바이스(122)의 유닛(126)과의 비접촉 링크(150)의 동작을 확립 및 관리하고, 유닛(106)을 통과하여 링크(150)로 가는 데이터를 모니터링 및 수정하고, 호스트 시스템(104)과 인터페이싱하고 이에 애플리케이션 지원을 제공하는 것 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 링크(150), 데이터 및 호스트 시스템(104)과 상호 작용하는 것과 관련된, 유닛(106)의 이들 기능은 이하에(또는 본 개시 내용의 다른 데서) 개시되고 자세히 설명되고 더 상세하게 논의될 수 있다.
제1 디바이스(102)와 연관된 유닛(106)은 다음 소자들 중 일부 또는 모두를 포함할 수 있다: 전기적 인터페이스(108), 프로세서(110) 및 연관된 메모리(112), 제어 회로들(114), 측정 회로들(116), 및 하나 이상의 송수신기(118). 이들 여러 소자(110-118)의 동작은 이하에(또는 본 개시 내용의 다른 데서) 개시되고 자세히 설명되고 더 상세하게 논의될 수 있다.
제2 전자 디바이스(122)는 호스트 시스템(124) 및 비접촉 통신 유닛("스마트" 비접촉 커넥터, 또는 "통신 유닛", 또는 "스마트 커넥터", 또는 "비접촉 커넥터", 또는 간단히 "커넥터")(126)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스와 연관된 커넥터(126)는 일반적으로, 제1 디바이스(102)의 유닛(106)과의 비접촉 링크(150)의 동작을 확립 및 관리하고, 유닛(126)을 통과해서 링크(150)로 가는 데이터를 모니터링 및 수정하고, 호스트 시스템(124)과 인터페이스하고 이에 애플리케이션 지원을 제공할 수 있다. 링크(150), 데이터 및 호스트 시스템(124)과 상호 작용하는 것과 관련한, 유닛(126)의 이들 기능은 이하에(또는 본 개시의 다른 데서) 개시되고 자세히 설명되고 더 상세하게 논의될 수 있다.
제2 디바이스(122)와 연관된 유닛(126)은 다음 요소들 중 일부 또는 모두를 포함할 수 있다: 전기적 인터페이스(128), 프로세서(130) 및 연관된 메모리(132), 제어 회로들(134), 측정 회로들(136), 및 하나 이상의 송수신기(138). 이들 여러 요소들(130-138)의 동작은 이하에서(또는 본 개시 내용의 다른 데서) 개시되고 자세히 설명되고 더 상세하게 더 논의될 수 있다.
유닛들(106 및 126)은 (호스트 시스템들(104 및 124) 각각에서) 호스트 프로세서로부터의 개입 없이 동작할 수 있고, 호스트 시스템들(104 및 124) 각각, 또는 그 일부를 제어할 수 있다. 유닛들(106 및 126)은 연결 타입, 링크 관리, 쿼터(quota) 정보, 채널 제어 등에 기초한 디바이스 구성을 포함하는, 애플리케이션, 리턴 상태/전력 레벨, 연결 파라미터, 데이터 타입, 연결된 디바이스/시스템에 관한 정보, 콘텐츠 정보, 전송되는 데이터의 양 및 타입을 개방/활성화시킬 수 있다.
유닛들(106 및 126) 주위에 (도면에) 도시된 파선 직사각형은 호스트 시스템(104 및 124) 각각으로부터 유닛들(106 및 126)을 분리(구별)하는 "분할" 기능을 간단히 나타낼 수 있다. 파선 직사각형 외부에 (심벌로) 도시한 안테나는 유닛들(106 및 126)의 기능 블럭 내에 있는 것으로 고려될 수 있지만, 비접촉 커넥터를 구성하는 통신 칩 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 유닛들(106 및 126) 주위에 (도면에) 도시된 파선 직사각형은, 위에 설명된 바와 같이, 유닛들(106 및 126) 또는 전체 디바이스(102 및 122) 각각을 둘러싸는 플라스틱 또는 아크릴과 같은, 비전도성 배리어(하우징, 인클로져 등, 도시 생략)를 또한 나타낼 수 있다.
전기적 인터페이스들(108 및 128)은 각각 호스트 시스템들(104 및 124)과 통신하기 위한 통신 포트(들)/채널(들)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템들(104 및 124)은 그들 자신 프로세서들 및 연관된 회로(도시 생략)를 가지고 있을 수 있다.
프로세서(110 및 130)는 내장된 마이크로프로세서, 또는 마이크로컨트롤러, 또는 상태 머신일 수 있고, 연결을 위한 관리 OS를 실행할 수 있고, 빌트인 인증/암호화 엔진을 가질 수 있다. 홀로 또는 본 명세서에 제시된 다른 요소들과 결합한 프로세서들(110 및 130)은 통신 링크를 관리하고 통신 링크를 거쳐서 유닛들을 통과하는 데이터를 모니터링하거나, 또는 호스트 시스템에 애플리케이션 지원을 제공하거나, 또는 하나 이상의 상태 머신들을 실행하도록 동작 가능할 수 있으며, 또는 그 변형들은 본 명세서에 개시된 여러 기능 설명들로부터 자명하게 될 수 있다. 보다 넓은 의미에서, 유닛들(106, 126)은 본 명세서에 설명된 다양한 기능들 중 하나 이상(적어도 하나)을 수행할 수 있다.
메모리(112 및 132)는 RAM(Random Access Memory), NVRAM(비휘발성 RAM) 등일 수 있으며, 또는 구성, 상태, 허가, 콘텐츠 허가, 인증/암호화를 위한 키들 등을 포함하는 레지스터를 포함할 수 있다.
제어 회로들(114 및 134)은 링크의 상태를 모니터링하고/하거나, 데이터가 각각 유닛(106 또는 126)을 통해 갈 때 이를 동시에(온-더-플라이(on the fly)) 능동적으로 첨부하거나 교환할 수 있는 임의의 적절한 회로를 포함할 수 있다.
측정 회로(116 및 136)는 연결 상태/스테이터스, 연결 타입 및 전송되는 데이터를 관찰(모니터링)할 수 있는 임의의 적합한 회로를 포함할 수 있다. 센서(도시 생략)는 신호 강도, 주위 환경 조건 등을 모니터링하도록 포함될 수 있다. 신호 대 잡음비는 신호 품질의 표시자로서 이용될 수 있다.
송수신기(118 및 138)는 이전에 설명되었던 것과 같이, (호스트 시스템을 위한) 전기 신호와 (비접촉 통신 링크를 위한) 전자기(EM) 신호 간에 변환하기에 적합한 임의의 송수신기(및 연관된 송수신기 또는 안테나)를 포함할 수 있다. 송수신기(118 및 138)는 각각 기저대역 신호를 내부 또는 외부 안테나(개략적으로만 도시됨)로부터 방사된, 60㎓ 반송파 주파수와 같은, 30-300㎓ 또는 그 이상에서 변조된 EHF(극고주파수)로 비동기식으로 변환할 수 있고, 또는 반송파를 수신 및 복조하고 원래의 기저대역 신호를 재생할 수 있는 반이중 송수신기일 수 있다. EHF 반송파는 다양한 공통 사용된 비전도성 재료(유리, 플라스틱 등)를 침투할 수 있다.
예를 들어, 제1 디바이스(102)에서 제2 디바이스(122)로의 단방향 통신만이 요구되는 경우, 송수신기(118)는 전송기(Tx)로 교체될 수 있고 송수신기(138)는 수신기(Rx)로 교체될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
송수신기(118 및 138)를 위한 전송 전력 및 수신 감도는 EMI(전자기 간섭) 영향을 최소화하고 요구된다면 FCC 인증을 간단히 하도록 제어될 수 있다.
송수신기(118 및 138)는 전송기(Tx), 수신기(Rx) 및 관련 컴포넌트들을 포함하는 IC 칩으로서 구현될 수 있다. 송수신기 칩(들)은 BGA(Ball Grid Array) 포맷과 같은 종래의 방식으로 패키징될 수 있다. 안테나는 패키지 내에 통합될 수 있거나, 또는 패키지 외부에 있을 수 있고, 또는 칩 자체에 통합될 수 있다. 예시적인 유닛들(106, 126)은 하나, 둘 또는 그 이상의 송수신기 칩을 포함할 수 있다. 송수신기들(118 및 138)의 일부 피처 및 특성은 저 레이턴시 신호 경로, 수 기가비트 데이터 레이트, 링크 검출 및 링크 트레이닝을 포함할 수 있다. 송수신기(118 및 138)에 의해 전송된 신호는 한 디바이스로부터 다른 디바이스로 전송되는 데이터를 이송시키기 위해 임의의 적합한 방식으로 변조될 수 있는데, 이는 본 명세서에서 일부 비제한적인 예로 제시된다. 변조는 OOK(on/off keying), ASK, PSK, QPSK, QAM 또는 다른 유사한 단순 변조 기술들일 수 있다. 신호는 하나의 송수신기(예를 들어, 118)에 의해 인코딩, 패킷화 및 전송될 수 있고, 다른 송수신기(예를 들어, 138)에 의해 수신, 언패킷화 및 디코딩될 수 있다. 대역 외(OOB, Out-Of-Band) 시그널링 또는 다른 적합한 기술이 2개의 디바이스 간에 전송되는 데이터 이외의 정보 또는 그에 관련된 정보를 이송시키는데 이용될 수 있다.
칩으로서 구현될 수 있는 송수신기(118 및 138), 또는 개별 전송기 및 수신기는 팩토리 시리얼라이즈(factory-serialized) 될 수 있고, 이에 따라 칩 및 그들의 전송은 '태그화(tagged)'(지문 인식화)되어, 나중에 포렌식 분석이 디지털 저작권 관리(DRM)를 위해 수행되게 할 수 있다. 예를 들어, 보호된(프리미엄) 콘텐츠는 자유롭게(방해받지 않고) 한 디바이스로부터 다른 디바이스로 전송될 수 있지만, 특정 디바이스와 관련된 트랜잭션이 트레이스(trace)될 수 있고, 따라서 트랜잭션에 참여한 당사자들에게 책임이 지워질 수 있다(예를 들어, 요금 청구). 프리미엄 보호된 콘텐츠는 수정될 수 있고, 데이터가 그에 첨부될 수 있고, 칩 ID, 사용자 ID, 또는 다른 수단으로 로그될 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 통신 링크(150)는 "비접촉" 링크일 수 있고, 제1 및 제2 유닛들(106 및 126)은 "비접촉" 커넥터들일 수 있다. 본 명세서에 개시된 유닛들(106 및 126)과 종래의 기계적 커넥터들에 간의 차이는 바로 자명할 수 있고, 본 명세서에 설명될 수 있다. 유닛들은 호스트 디바이스의 통신 서브시스템들인 것으로 간주될 수 있다. 이 점에서, 본 명세서에 개시된 비접촉 유닛들(106 및 126)과 이더넷(표준) 제어기와 같은 제어기 간의 차이는, 이들 둘 다가 호스트 시스템과 통신 링크 간의 데이터 흐름을 처리할 수 있다는 점에서 바로 자명하지 않을 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 비접촉 커넥터들과 예시적인 표준 제어기 간의 구별은 본 명세서에 개시된 비접촉 커넥터들 모두가 기계적(전기적, RF 아님) 커넥터들 및 케이블의 중재(예를 들어) 없이, 호스트 시스템으로부터 직접 비접촉 통신 링크 상에서 데이터를 전달하고 비접촉 통신을 셋업한다는 점에 있다. 추가 구별은 본 명세서에 개시된 비접촉 커넥터가 호스트 인식 또는 상호 작용을 요구함이 없이, 호스트 시스템과 독립적으로 투명하게 동작할 수 있는 방식에서 찾을 수 있다.
전자 디바이스들(102 및 122) 간의 데이터 전송은 제1 및 제2 디바이스들(102 및 122) 각각의 유닛들(106 및 126)에 의해 거의 전부가 처리되는, "비접촉" 무선 주파수(RF) 전자기(EM) 통신 링크(인터페이스)(150)를 통해 구현될 수 있다. 디바이스들(102 및 122) 간에 흐르는 신호는 예를 들어, 에어 갭, 도파관, 플라스틱(폴리에틸렌, 열가소성 폴리머, 폴리비닐리덴 디플루오라이드, 플루오르폴리머, ABS 및 다른 플라스틱), 이들 재료의 조합을 포함하는 것과 같은 비전기적(유전체) 매체를 통해 전자기적으로 발생한다. EHF 신호는 카드보드(cardboard)와 같은 다른 유전체 재료들을 통과할 수 있다. EHF 신호는 일련의 다른 유전체 재료 및 도파관을 통과할 수 있다.
EHF 비접촉 통신에 의해 가능해진 높은 데이터 레이트로 인해, 영화, 오디오, 디바이스 이미지, 운영 체제 등과 같은 대용량 데이터 파일들은 NFC와 같은 기존의 기술과 대조적으로 매우 짧은 기간 내에 전송될 수 있다. 한 예로서, 1기가바이트 데이터 파일은 2초도 안돼서 전달될 수 있다. 전자기 통신은 전형적으로 에어 갭을 통할 수 있고 0-5㎝와 같이, 짧은 범위로 제한될 수 있다. 유전체 커플러와 같은 유전체 매체는 디바이스들(102 및 122) 간의 비접촉 링크의 범위를 수 센티미터(㎝), 수 미터 이상으로 확장하는데 이용될 수 있다.
통신 링크는 하나 이상의 에어 갭, 도파관 및 플라스틱들을 포함할 수 있는 유전체 매체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 통신 링크는 도전성 매체 내의 슬롯 안테나일 수 있고, 이 슬롯 안테나는 비접촉 연결을 원하는 방향으로 지향한다. 디바이스(적어도 비접촉 커넥터)는 EHF 방사를 파트너 디바이스(적어도 그것의 비접촉 커넥터)로부터 방출 및 수신하는 것이 요구되는 위치 이외의 도전성 매체에 의해 실질적으로 완전히 둘러싸일 수 있고, 상기 파트너 디바이스도 도전성 매체에 의해 유사하게 실질적으로 완전히 둘러싸일 수 있다.
본 명세서에 논의된 비접촉 링크의 이런 실시예와, 임의의 다른 실시예에서, 전체 통신 시스템은 비접촉 및 물리적 링크들의 조합으로서 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서에 설명된 기술들 중 일부는 케이블 및 커넥터와 같은, 물리적 링크를 통해 데이터를 전송하는 데 적용될 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 설명된 기술들 중 일부는 와이파이 또는 블루투스와 같은, 무선 링크를 통해 데이터를 전송하는 데 적용될 수 있다. 대체로, 이하에서는 2개의 디바이스 간에 데이터를 전송하기 위한 비접촉 링크의 사용이 설명될 것이다.
디바이스들(102 및 122) 중 하나 또는 모두는 2개(또는 그 이상)의 송수신기들을 가질 수 있다. 2개(또는 그 이상의) 송수신기를 갖는다면 피드백 루프, 레이턴시, 변경, 전이중 동작, 및 (예를 들어, 호스트 시스템과 통신하기 위해) 제2 통신 링크를 동시에 확립하는 것을 지원할 수 있다. 예시적인 "데이터 흐름"은 다음과 같이 진행할 수 있다. 호스트 시스템(104)으로부터 발신하는 데이터(또는 유닛(106)에서 발신하는 데이터)는 유닛(106)에 의해 그것의 송수신기(118)를 통해 통신 링크(150) 상에 제공될 수 있다. 데이터는 통신 링크(150)를 통과한다(또는 통한다). 유닛(126)의 송수신기(138)에 의해 통신 링크(150)로부터 수신된 데이터는 호스트 시스템(124)에 제공될 수 있다(또는 유닛(126)과 함께 유지될 수 있다). 호스트 시스템(124)에서 비접촉 링크(150) 상의 유닛(126)을 통한(또는 유닛(126)에서 발신하는) 데이터는 그 데이터를 호스트 시스템(104)에 보낼 수 있는 유닛(106)을 향하는 역방향으로 흐를 수 있다.
도 2는 통신 시스템(200)을 도시하며, 여기서 2개의 전자 디바이스(210 및 220)는 일 실시예에 따라 2개 이상의 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신할 수 있다. 시스템(200)은 시스템(100)과 많은 면에서 유사할 수 있지만, 예시적이고 단순화된 논의 목적을 위해 각각의 디바이스가 2개의 EHF 통신 유닛을 포함한다고 도시한다. 더욱이, 시스템(200) 내의 임의의 EHF 통신 유닛은 시스템(100) 내의 임의의 EHF 통신 유닛과 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 유닛들(106 및 126)의 더 단순화된 표현이 도 2에 도시된다. 원한다면, 각각의 디바이스는 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 EHF 통신 유닛을 포함할 수 있다. 제1 디바이스(210)는 EHF 통신 유닛(212), EHF 통신 유닛(214) 및 호스트 시스템(216)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 유선 경로(213)는 직접 EHF 통신 유닛들(212 및 214)을 함께 연결할 수 있다. 호스트 시스템(216)은 EHF 통신 유닛들(212 및 214)과 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, EHF 통신 유닛들(212 및 214)은 호스트 시스템(216)을 통해 서로 통신할 수 있다. 다른 실시예들에서, 호스트 시스템(216)은 유선 경로들(213) 중 적어도 하나의 경로 상에서 신호를 구동할 수 있다. 유사하게, 제2 디바이스(220)는 EHF 통신 유닛(222), EHF 통신 유닛(224) 및 호스트 시스템(226)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 유선 경로(223)는 직접 EHF 통신 유닛들(222 및 224)을 함께 연결할 수 있다. 호스트 시스템(226)은 EHF 통신 유닛들(222 및 224)과 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, EHF 통신 유닛들(222 및 224)은 호스트 시스템(226)을 통해 서로 통신할 수 있다. 다른 실시예들에서, 호스트 시스템(226)은 유선 경로들(223) 중 적어도 하나의 경로 상의 신호를 구동할 수 있을 수 있다. 호스트 시스템들(216 및 226)은 호스트 시스템들(104 및 124)과 유사할 수 있으며, 이들 모두는 그 각각의 디바이스에 특유한 회로를 포함하고, 이에 의해 디바이스들(210 및 220)이 그들의 의도된 기능을 위해 동작할 수 있게 할 수 있다.
일부 실시예에서, EHF 통신 유닛들(212, 214, 222 및 224) 각각은 위에서 논의한 바와 같이 EHF 통신 유닛(106 또는 126)과 동일할 수 있다. 이에 따라, EHF 통신 유닛들(212, 214, 222 및 224)은 EHF 신호들을 전송하고/하거나 수신하도록 구성될 수 있는 송수신기들을 포함한다. 예를 들어, 하나의 접근법에서는, 유닛들(212 및 224)이 EHF 신호들을 수신하도록 구성될 수 있고 유닛들(214 및 222)이 EHF 신호들을 전송하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이 접근법에서는, 비접촉 통신 링크(230)가 EHF 통신 유닛들(212 및 222) 사이에 존재할 수 있고, 비접촉 통신 링크(232)가 EHF 통신 유닛들(214 및 224) 사이에 존재할 수 있다. 도시된 바와 같이, 유닛들(212 및 222)은 링크(230)를 통해 통신하는 유닛들의 결합쌍으로서 함께 동작할 수 있고, 유닛들(214 및 224)은 링크(232)를 통해 통신하는 유닛들의 또 다른 결합 쌍으로서 함께 동작할 수 있다. 유닛들의 하나 이상의 추가 결합 쌍이 시스템(200)에 포함되는 것이었다면 추가 통신 링크들이 또한 존재할 것이다.
본 명세서에 논의된 실시예들은 EHF 통신 유닛들의 결합 쌍들 중에서 비접촉 통신 링크들을 확립하기 위한 시스템들, 방법들 및 회로들에 관한 것이다. 디바이스들(210 및 220)이 하나 이상의 비접촉 링크를 이용하여 서로 통신하기 위해서, 이들 링크를 확립할 책임이 있는 EHF 유닛들은 데이터가 디바이스들 사이에 전달될 수 있기 전에 일련의 단계들을 통해 진행될 필요가 있을 수 있다. 이들 단계는 각각의 비접촉 통신 유닛에서 구현되고 있는 하나 이상의 상태 머신에 의해 제어될 수 있다. 집합적으로, 하나 이상의 상태 머신이 링크를 확립하는데 사용되는지에 상관없이, 상태 머신(들)은 POC 상태 머신으로서 본 명세서에서 지칭될 수 있다. 각각의 비접촉 통신 유닛은 대응부 유닛과 링크를 확립하기 위해 그 자신의 POC 상태 머신을 구현할 수 있다.
각각의 POC 상태 머신은 하나 이상의 비접촉 통신 링크가 가능하기 전에 복수의 상태를 통해 그들 각각의 통신 유닛을 순차적으로 전이하도록 협력할 수 있다. 협력은 비접촉 통신 링크를 확립하고 호스트 시스템으로부터 비접촉 통신 링크들로 직접 데이터 전송을 가능하게 하는 메커니즘 및 프로세스가 기계적(전기적, RF가 아닌) 커넥터들 및 케이블의 매개체(예를 들어) 없이 수행되기 때문에 필요할 수도 있다. 이에 따라, 예를 들어, 유닛들(212 및 222) 사이에 전기 연결이 없기 때문에(아마도 전력을 전달하기 위한 것을 제외하고), POC 상태 머신들은 비접촉 통신 링크가 확립되기 전에 서로 통신하기 위해 "기상(wake up)" 루프(때때로, 폐 링크 루프로서 본 명세서에서 지칭된다)에 의존할 수 있다. 일부 실시예에서, POC 상태 머신은 호스트 시스템의 상태 머신과 협력할 수 있다. 예를 들어, 전원 투입 또는 전원 차단 상태로의 진입이 호스트 시스템에 의해 표시될 수 있다.
기상 루프는 유선 및 비접촉 경로들의 조합을 포함하는 유닛 간(inter-unit) 통신 채널일 수 있다. 기상 루프는 또한 하나 이상의 통신 링크를 확립하는데 필요한 통신 채널을 제공하기 위해 필요한 만큼의 많은 비접촉 유닛들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 단지 2개의 유닛이 이용될 수 있다. 단지 2개의 유닛을 이용하는 기상 루프는 루프가 단일 비접촉 경로에 걸쳐 존재할 수 있도록 각각의 유닛의 송수신기의 선택적 게이팅을 요구할 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 최소 4개의 유닛이 기상 루프를 정의하는데 이용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(200) 내의 기상 루프는 유닛(212), 유선 경로(213), 유닛(214), 비접촉 경로(232), 유닛(224), 유선 경로(223), 유닛(222), 및 비접촉 경로(230)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 이런 배열에서, 유닛들(212 및 222)이 링크(230)를 확립하도록 동작할지라도, 이들은 서로 통신하여 링크(230)를 확립하기 위해 기상 루프에 의존할 수 있다. 예를 들어, 유닛(222)이 전송기 유닛으로 동작하고 유닛(212)이 수신기 유닛으로 동작한다고 가정한다. 유닛(222)이 전송기 유닛이기 때문에, 이는 링크(230)를 통해 직접 유닛(212)에 신호들을 전송할 수 있을 수 있다. 그러나 유닛(212)이 수신기 유닛으로 동작하고 있기 때문에, 이는 동일한 링크(230)를 통해 신호들을 유닛(222)에 전송할 수 없다. 그 대신에, 유닛(212)은 기상 루프에서 유선 및 비접촉 경로들의 조합을 이용하여 간접적으로 유닛(222)과 통신할 수 있다. 이 예에서, 유닛(212)은 유선 경로(213), 유닛(214), 링크(232), 유닛(224) 및 유선 경로(223)를 통해 유닛(222)과 통신할 수 있다. 따라서, 결합 쌍이 신호들을 서로 양쪽으로 통신하기 위해서, 결합 쌍은 기상 루프를 이용(leverage)할 수 있다(예를 들어, 유선 경로들은 또 다른 결합 쌍에 연결되고, 비접촉 경로는 해당하는 다른 결합 쌍 사이에 존재한다).
기상 루프는 비접촉 통신 유닛들 사이에서 업스트림 및 다운스트림 관계를 정의할 수 있다. 기상 루프의 방향은 각각의 통신 유닛들에 대한 전송기/수신기 지정에 기초할 수 있다. 예를 들어, 시스템(200)에서, 유닛들(214 및 222)은 전송기들이고, 유닛들(212 및 224)은 수신기들이며, 기상 루프는 시계 방향으로 진행할 수 있다고 가정한다. 시계 방향으로 향하는 기상 루프에서, 유닛(214)은 유닛(212)으로부터 바로 인접한 다운스트림일 수 있고, 유닛(222)은 유닛(212)으로부터 바로 인접한 업스트림일 수 있다. 또 다른 예로서, 유닛들(214 및 222)은 수신기들이고, 유닛들(212 및 224)은 전송기들이며, 기상 루프는 반 시계 방향 방향으로 진행할 수 있다고 가정한다.
POC 상태 머신의 협력적 속성은 제1 POC 상태 머신의 상태 변화 전이가 각각의 다운스트림 POC 상태 머신에서 새로운 상태 변화를 유발하기 위해 기상 루프 주위에 전파될 수 있다는 점에서 실현될 수 있다. 각각의 상태 변화 전이는 어느 주어진 통신 유닛이 그 바로 인접한 다운스트림 유닛에게 그 상태 변화를 통지하게 할 수 있으며, 이에 의해 해당 다운스트림 유닛의 POC 상태 머신에게 새로운 상태로 전이하게 할 수 있다. 따라서, 제1 POC 상태 머신이 새로운 상태로 전이하기 위해서는, 상태 변화가 루프 주위에서 완전히 제1 POC 상태 머신으로 다시 전파하길 기다릴 필요가 있을 수 있다. 따라서, 제1 POC 상태 머신이 새로운 상태로 전이할 수 있기 전에, 제1 POC 상태 머신은 바로 인접한 업스트림 유닛의 상태 머신이 새로운 상태로 전이하는 것을 기다리고 해당 전이의 통지를 수신할 필요가 있을 수 있다. 새로운 상태 변화 전이들의 이런 전파는 하나 이상의 링크가 디바이스들 사이에 데이터를 전송하는 것이 가능해질 때까지 기상 루프 주위에서 계속 루프될 수 있다. 기상 루프를 시작하기 위해, 호스트 시스템은 하나 이상의 신호를 하나 이상의 EHF 통신 유닛에 어써트(assert)할 수 있다. 목표 EHF 통신 유닛들의 POC 상태 머신들은 새로운 상태로 전이할 수 있거나, 또는 호스트 시스템으로부터의 신호들에 응답하기 위해 아래 설명될 것처럼 비커닝 또는 청취를 시작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 각각의 통신 유닛은 그 자신 POC 상태 머신을 실행한다. POC 상태 머신은 여러 상이한 상태들(아래 논의됨)을 포함할 수 있다. POC 상태 머신이 한 상태에서 다른 상태로 상태 변화 전이를 유발하게 하기 위해서는 하나 이상의 조건이 충족될 필요가 있을 수 있다. 이러한 조건들 중 일부는 통신 유닛 외부의 소스들로부터 통지로서 제공될 수 있거나, 통신 유닛 내에서 내부적으로 생성될 수 있다. 외부 소스의 통지들은 유닛의 집적 회로 패키지의 부분을 구성하는 송수신기 또는 핀들을 통해 수신될 수 있다. 이와 같은 통지들이 수신되고 생성되는 경우를 논의하기 위한 기준을 제공하기 위해서, 이하 도 3 내지 5에 대한 참고가 이루어진다.
도 3은 일 실시예에 따르는 EHF 비접촉 통신 유닛(300)의 예시적인 블록도를 도시한다. 유닛(300)은, 예를 들어, 여러 핀을 포함하는 집적 회로일 수 있다. 도시된 바와 같이, 유닛(300)은 핀들(301-313), EHF 송수신기(320), 안테나(325), 고속 회로(330), 저속 회로(340), 수신기 슬라이스 및 증폭후 회로(350), 전송기 전처리 회로(352), 전력 관리 회로(360), 및 논리 및 제어 회로(370)를 포함할 수 있다. 논리 및 제어 회로(370)는 여러 모듈을 포함할 수 있고, 이들은 유닛(300)의 특정 기능들을 동작하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 논리 및 제어 회로는 논리 모듈(372), 인터페이스 모드 모듈(380), 및 비컨/청취 모듈(390)을 포함할 수 있다. VDD 핀(301)은 유닛(300)을 구동하기 위한 외부 소스에 결합될 수 있다. VDD2 핀(307)은 도시된 바와 같이 선택적 핀일 수 있거나, 또는 그는 VDD 핀(301)에 내부적으로 본딩될 수 있다. 접지 핀(306)은 그라운드 소스(도시 생략)에 결합될 수 있다. 고속 회로(330), 저속 회로(340), 수신기 슬라이스 및 증폭후 회로(350), 및 송수신기 전처리(352)는 기저대역 회로로서 본 명세서에서 집합적으로 지칭될 수 있다. 전력 관리 회로(360), 논리 및 제어 회로(370), 논리 모듈(372), 인터페이스 모듈(380), 및 비컨/청취 모듈(390)은 본 명세서에서 제어 회로로서 지칭될 수 있다.
고속 차동("HSD", High Speed Differential) 핀들(302 및 303)은 고속 회로(330)에 대한 입력 및/또는 출력 핀들로서 작용할 수 있다. 고속 회로(330)는 예를 들어, USB, SATA, PCIe 및 디스플레이 포트를 포함하는 다양한 프로토콜들에 따라 신호들을 처리하도록 동작 가능할 수 있다. 저속 차동("LSD", Low Speed Differential) 핀들(304 및 305)은 저속 회로(340)에 대한 입력 및/또는 출력 핀들로서 작용할 수 있다. 저속 회로(340)는 예를 들어, USB 고속/전속력, 디스플레이 포트 보조, I2S, GPIO, I2C, 및 다른 저속 시그널링 방식들을 포함하는 다양한 프로토콜들에 따라 신호들을 처리하도록 동작 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 저속 회로(340)는 고속 회로(330)에 의해 처리된 프로토콜들에 비해 더 느린 속도로 동작하는 프로토콜들을 처리할 수 있다. 일부 실시예에서, 고속 및 저속 회로들(330 및 340)은 기저대역 기능을 제공할 수 있다.
송수신기(320)는 안테나(325), 고속 회로(330), 및 저속 회로(340)에 결합될 수 있다. 송수신기(320)는 EHF 수신기(321) 및 EHF 전송기(322)를 포함할 수 있다. 유닛(300)은 전송기 유닛(이 경우, EHF 전송기(322)가 동작을 위해 선택된다) 또는 수신기 유닛(이 경우, EHF 수신기(321)가 동작을 위해 선택된다) 중 어느 하나로서 동작하도록 지정될 수 있다. EHF 수신기 유닛(321)은 수신기 슬라이서 및 증폭후 회로(350)를 통해 고속 회로(330)에 결합될 수 있다. 수신기 슬라이서 및 증폭후 회로(350)는 고속 프로토콜들의 처리시 고속 회로(330)를 도울 수 있다. EHF 수신기(321) 또는 수신기 슬라이서 및 증폭후 회로(350)의 출력은 회로(340)에 결합될 수 있다. 회로(340)는 전기적 인터페이스(304/305)와 EHF 송수신기(320) 사이에서 전송되는 데이터 간의 버퍼로서 역할을 하는 반이중 모드 또는 전이중 모드 중 어느 하나에서 양방향 데이터 전송 블록으로서 동작할 수 있다. EHF 전송기(322)는 고속 회로(330) 및 저속 회로(340)에 결합될 수 있다.
논리 및 제어 회로(370)는 다양한 실시예들에 따르는 유닛(300)의 동작을 제어하도록 동작 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 논리 모듈(372)은 다른 유닛과 비접촉 링크의 확립을 관리하는 POC 상태 머신을 동작시킬 수 있다. 논리 및 제어 회로(370)는 송수신기(320), 고속 회로(330), 저속 회로(340), 및 수신기 슬라이서 및 증폭후 회로(350)와 통신할 수 있다. 논리 및 제어 회로(370)는 직렬 주변 장치 인터페이스 프로토콜(SPI, Serial Peripheral Interface Protocol)을 이용할 때와 같은 직렬 인터페이스 제어 모드에서 유닛(300)을 동작하기 위해 인터페이스 모듈(380)을 이용할 수 있다. 직렬 인터페이스 제어 모드는 예를 들어, 실험실 및 자동계측기("ATE", Auto Test Equipment)와 같은 다양한 진단 테스트들을 수행하고, 향상된 제어 및 제조 트림(trim)을 수행하는데 이용될 수 있다. 유닛(300)이 직렬 인터페이스 제어 모드에서 동작하지 않을 때, 유닛은 핀 스트랩 제어 모드(pin-strapped control mode)에서 동작할 수 있다. 이 모드에서, 유닛(300)의 동작 상태는 하나 이상의 핀(301-313)의 정적 설정에 의해, 특히 핀들(308-313)의 설정에 관해 제어된다. 논리 및 제어 회로(370)은 핀들(308-313)에 결합될 수 있고, 하나 이상의 핀들(308-313)에 제공된 신호들에 기초하여 유닛(300)을 동작하도록 구성될 수 있다. 핀들(308-313)은 본 명세서에서 구성 및 제어 핀들로서 집합적으로 지칭될 수 있고, 핀 지정들(CP1-CP6)을 가진다. 핀들 중 일부는 상태 또는 표시자 핀들로서 역할을 할 수 있고, 일부는 입력 핀들, 출력 핀들 또는 입력 및 출력 핀들의 양쪽으로서 역할을 할 수 있다.
구성 및 제어 핀들은 어느 데이터 전송 모드가 유닛(300)을 이용하여 확립된 비접촉 통신 링크를 통해 데이터를 전송시키는데 이용되어야 하는지 표시할 수 있다. 특히, CP2 핀(309)은 제1 데이터 전송 선택 핀일 수 있고, CP3 핀(310)은 제2 데이터 전송 선택 핀일 수 있다. 핀들(309 및 310)은 논리 하이(HIGH), 논리 로우(LOW)로 설정될 수 있고, 또는 플로트(FLOAT)에 남겨질 수 있다. CP1 핀(308)은 다른 데이터 전송 선택 핀 또는 식별 핀으로서 작용할 수 있다. CP1 핀(308)은 하이/로우/Z 드라이버를 이용하여 HIGH, LOW 및 FLOAT 중 하나로 구동될 수 있다. CP1 핀(308)이 FLOAT에 남겨질 때, 핀 상의 임피던스는 어느 데이터 전송이 이용되어야 하는지 식별하는데 사용될 수 있다.
CP4 핀(311)은 유닛(300)이 전송기 모드, 수신기 모드 또는 제어 모드에서 작용하는지 특정하도록 설정될 수 있고, 이들 모두는 인터페이스 회로(380)를 이용할 수 있다. CP5 핀(312)은 유닛 간 통신에 이용될 수 있다. 예를 들어, 유닛(300)은 CP5 핀(312)을 통해 다른 유닛(도시 생략)과 통신할 수 있다. 간략하게 도 2를 참고하면, 유선 경로(213)는 유닛들(212 및 214) 양쪽 상의 각각의 CP5 핀들에 결합될 수 있다. 이런 유닛 간 통신은 한 세트의 비접촉 유닛들 중에 기상 루프의 유선 부분들을 확립하는데 사용될 수 있다. CP6 핀(313)은 비컨/청취 상태 머신의 일부로 이용될 수 있고, 이는 비컨/청취 모듈(390)에 의해 제어되고, 또한 POC 상태 머신의 서브세트일 수 있다. 예를 들어, CP6 핀(313)이 HIGH로 구동될 때, 통신 유닛(300)은 턴온될 수 있고, 비컨/청취 상태 머신에 따라 동작을 시작할 수 있다.
비컨/청취 모듈(390)은 비커닝/청취 상태 머신을 동작시키기 위한 회로를 포함할 수 있다. 유닛(300)이 전송기 또는 수신기로서 동작하도록 구성되는지에 따라 비컨/청취 상태 머신이 비컨 상태 머신 또는 청취 상태 머신을 동작하는지가 좌우된다. 비컨 상태 머신은 유닛(300)이 전송기로서 동작하도록 구성될 때 구현될 수 있고, 청취 상태 머신은 유닛(300)이 수신기로서 동작하도록 구성될 때 구현될 수 있다. 비컨/청취 모듈(390)은 전력이 VDD 핀(301)에 인가될 때 상대적으로 낮은 전력 소비 회로를 이용할 수 있다. 그 전력 소모는 논리 모듈(372)의 전력 요건들과 비해 상대적으로 낮을 수 있다. 이하 더 상세하게 설명될 것처럼, 유닛(300)은 POC 상태 머신의 비커닝/청취 상태 머신 부분을 통해 초기에 사이클링되어 전력을 절약하며, 그 후 POC 상태 머신의 상대적으로 낮은 전력 소모 부분에 따라 동작한다.
전력 관리 회로(360)는 핀(301)을 통해 수신된 전력을 조절하고, 적절한 전압 레벨을 포함하는 하나 이상의 상이한 전력 레벨들에서 조절된 전력을 유닛(300) 내의 컴포넌트들에 제공하도록 동작 가능할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 회로(360)는 유닛(300)이 비커닝/청취 상태 머신에 따라 동작할 때 비커닝/청취 회로(390)에 전력을 공급할 수 있다.
도 4는 일부 구조적 컴포넌트들의 간이도를 보여주는 예시적인 EHF 통신 회로(400)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 통신 회로는 커넥터 인쇄 회로 보드(PCB)(403) 상에 실장된 다이(402), 리드 프레임(도시 생략), 본드 와이어들(404)과 같은 하나 이상의 도전성 커넥터, 안테나(406)와 같은 트랜스듀서, 및 캡슐화 재료(408)를 포함하는 집적 회로 패키지(401)를 포함할 수 있다.
다이(402)는 적절한 다이 기판상에 소형 회로로서 구성되는 임의의 적절한 구조를 포함할 수 있으며, "칩" 또는 "집적 회로(IC)"로도 지칭되는 컴포넌트와 기능적으로 동등하다. 다이 기판은 실리콘과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 반도체 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 다이(402)는 리드 프레임과 전기적인 통신시 실장될 수 있다. (도 5의 리드 프레임(518)과 유사한) 리드 프레임은 하나 이상의 다른 회로가 다이(402)와 동작 가능하게 연결할 수 있도록 구성되는 전기적 도전성 리드들의 임의의 적절한 배열일 수 있다. 리드 프레임의 리드들은 리드 프레임 기판 내에 내장 또는 고정될 수 있다. 리드 프레임 기판은 리드들을 사전 결정된 배열에 실질적으로 유지하도록 구성되는 임의의 적절한 절연 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 다이(402)와 리드 프레임의 리드들 간의 전기적 통신은 하나 이상의 본드 와이어(404)와 같은 도전성 커넥터들을 이용하는 임의의 적절한 방법에 의해 달성될 수 있다. 본드 와이어들(404)은 다이(402)의 회로상의 지점들과 리드 프레임 상의 대응하는 리드들을 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 다이(402)는 본드 와이어들(404)이 아니라 범프들 또는 다이 솔더 볼들을 포함하는 반전된 도전성 커넥터들일 수 있으며, 이는 일반적으로 "플립 칩" 배열로 알려진 배열로 구성될 수 있다. 트랜스듀서(406)는 전기적 신호와 전자기 신호 사이에서 변환하도록 구성된 임의의 적절한 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서(406)는 안테나이다. 다이(402) 상의 회로와 결합한 트랜스듀서(406)는 EHF 스펙트럼에서 동작하도록 구성될 수 있고, 전자기 신호들을 전송하고/하거나 수신하도록, 즉 전송기, 수신기 또는 송수신기로서 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 트랜스듀서(406)는 리드 프레임의 일부로서 구성될 수 있다. IC 패키지(401)는 2 이상의 트랜스듀서(406)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 트랜스듀서(406)는 임의의 적절한 방법에 의해 다이(402)로부터 분리될 수 있으나 그에 동작 가능하게 연결될 수 있으며, 다이(402)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서(406)은 본드 와이어들(도 5의 520과 유사한)을 이용하여 다이(402)에 연결될 수 있다. 대안으로서, 플립 칩 구성에서, 트랜스듀서(406)는 본드 와이어들(520 참조)을 사용하지 않고서 다이(402)에 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서, 트랜스듀서(406)는 다이(402)상에 또는 PCB(412)상에 배치될 수 있다.
캡슐화 재료(408)는 IC 패키지(401)의 다양한 컴포넌트들을 고정된 상대 위치에 유지할 수 있다. 캡슐화 재료(408)는 IC 패키지의 전기 및 전자 컴포넌트들에 대한 전기적 절연 및 물리적 보호를 제공하도록 구성되는 임의의 적절한 재료일 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 재료(408)는 몰드 화합물, 유리, 플라스틱 또는 세라믹일 수 있다. 캡슐화 재료(408)는 임의의 적절한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캡슐화 재료(408)는 리드 프레임의 연결되지 않은 리드들을 제외한 IC 패키지의 모든 컴포넌트들을 캡슐화하는 직사각형 블록의 형태일 수 있다. 하나 이상의 외부 연결이 다른 회로들 또는 컴포넌트들과 함께 형성될 수 있다. 예를 들어, 외부 연결들은 인쇄 회로 보드에 대한 연결을 위한 볼 패드들 및/또는 외부 솔더 볼들을 포함할 수 있다.
IC 패키지(401)는 커넥터 PCB(403) 상에 실장될 수 있다. 커넥터 PCB(403)는 하나 이상의 적층(412)을 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 PCB 접지 평면(410)일 수 있다. PCB 접지 평면(410)은 IC 패키지 상의 회로들 및 컴포넌트들에 대한 전기 접지를 제공하도록 구성되는 임의의 적절한 구조일 수 있다. 접지 층의 배치에 의해, 안테나로부터 적절한 거리에서, 전자기 방사 패턴은 기판으로부터 밖으로 향할 수 있다.
도 5는 일부 구조적 컴포넌트들을 보여주는 통신 회로(500)의 다른 예의 간략화된 등각투영도이다. 도시된 바와 같이, 통신 회로(500)는 다이(502), 리드 프레임(518), 본드 와이어들(504)과 같은 하나 이상의 도전성 커넥터, 트랜스듀서(506), 하나 이상의 본드 와이어(520), 및 캡슐화 재료(508)를 포함할 수 있는 IC 패키지(501)를 포함할 수 있다. 다이(502), 리드프레임(518), 하나 이상의 본드 와이어(504), 트랜스듀서(506), 본드 와이어들(520), 및 캡슐화 재료는 도 4에 각각 설명된 바와 같은, IC 패키지(401)의 다이(402), 본드 와이어들(404), 트랜스듀서(404) 및 캡슐화 재료(408)와 같은 컴포넌트들과 기능이 유사할 수 있다. 또한, 통신 회로(500)는 PCB(403)와 유사한 커넥터 PCB(도시 생략)를 포함할 수 있다.
도 5에서는, 다이(502)가 본드 와이어들(504 및 520)과 함께, 캡슐화 재료(508)에 캡슐화된 것을 볼 수 있다. 이 실시예에서, IC 패키지는 커넥터 PCB 상에 실장될 수 있다. 커넥터 PCB는 하나 이상의 적층을 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 PCB 접지 평면일 수 있다. PCB 접지 평면은 PCB 상의 회로들 및 컴포넌트들에 대한 전기 접지를 제공하도록 구성된 임의의 적절한 구조일 수 있다. 접지 층의 배치로 인해, 안테나로부터 적절한 거리에서, 전자기 방사 패턴은 기판으로부터 밖으로 향할 수 있다.
이하, 도 3, 6, 7, 8 및 9를 집합적으로 참고하여 EHF 통신 유닛의 POC 상태 머신이 논의된다. 도 6은 일 실시예에 따르는 POC 상태 머신의 다양한 상태들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 각각의 상태 변화 전이는 번호와 연관된다. 해당 번호는 상태 머신 전이들을 충족시키기 위해 만족될 필요가 있는 하나 이상의 조건에 해당된다. 전이 번호 및 연관된 조건(들)은 도 7에 도시된다. 하나 이상의 상태를 충족시키기 위한 조건들은 EHF 통신 유닛이 전송기 또는 수신기인지에 따라 다를 수 있다. 도 7의 표는 이러한 차이들을 반영하고, "Tx:"를 가진 전송기 특정 조건들과 "Rx:"을 가진 수신기 특정 조건들의 서문(preface)을 달아 그렇게 한다. Tx 또는 Rx 서문이 이용되지 않는 경우, 조건은 전송기와 수신기 유닛들에 적용된다. 도 8은 이들 통신 유닛의 CP5 및 CP6 핀들에 적용된 신호들을 포함하는, 도 9에 도시된 바와 같은 기상 루프에 배열된 각각의 EHF 통신 유닛의 상태 전이들을 보여주는 그래픽 예시이다. POC 상태 머신이 임의의 통신 유닛에서 이것이 어느 전송 모드를 지원하는지 또는 어느 기상 루프 구성이 이용되는지에 상관없이 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 이용되고 있는 도 9의 기상 루프 구성은 POC 상태 머신 논의와 관련하여 참고되고 있지만, POC 상태 머신이 도 10 및 11의 기상 루프 구성들에 이용될 수 있다는 것은 이해되야 한다.
POC 상태 머신은 임의의 EHF 통신 유닛의 핀 스트랩 및 직렬 인터페이스 제어 모드들 양쪽을 처리하도록 동작 가능하다. 상술한 바와 같이, 동작의 모드는 다양한 제어(또는 구성) 핀들 예를 들어, CP1 핀(308), CP2 핀(309), CP3 핀(310), 및 CP4 핀(311)의 상태들에 의해 설정될 수 있다. EHF 통신 유닛이 동작의 핀 스트랩 모드를 위해 구성될 때, 하나 이상의 제어 핀은 통신 링크가 확립될 때에 따라 유닛이 어느 전송 모드에서 동작해야 하는지 특정할 수 있다. POC 상태 머신은 이것이 통신 링크를 확립하기 위해 "기상"될 때 유닛의 POC를 관리할 수 있다. 아래 설명되는 바와 같이, POC 상태 머신은 이것이 데이터 전송 상태에 도달할 때까지 상태들 사이를 전이함에 의해 유닛을 "기상"시킨다. 한 상태에서 다른 상태로의 전이는 하나 이상의 조건의 충족에 의존할 수 있고, 상태 변화의 통지 또는 조건의 충족은 기상 루프 주위에서 루프형 방식으로 전송될 수 있다. 상태 변화 전이들을 실행하기 위한 조건들 중 일부는 어느 전송 모드가 선택되는지에 따라 달라질 수 있다.
조건 충족의 통지는 기상 루프 동안 이루어지고, EHF 통신 유닛들 사이에서 통신된다. 폐루프 링크가 확립될 때, 링크 내의 각각의 유닛은 순차적으로 "기상"되고, 루프형 방식으로 새로운 상태들로 전이한다. 상태 변화들의 이런 루프형 시퀀스는 의식의 진행(Progression Of Consciousness)으로서 본 명세서에서 언급된다. 그러므로, 의식의 진행 링크 어웨이킹(link awaking)에서, EHF 통신 유닛의 상태 변화는 업스트림 EHF 통신 유닛의 상태 변화에 의존할 수 있다. 특히, 업스트림 EHF 통신 유닛은 폐루프에서 바로 선행하는 EHF 통신 유닛일 수 있다. 상태 변화 전이들을 실행하기 위한 조건들 중 일부는 어느 전송 모드가 선택되는지에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 EHF 통신 유닛이 하나의 상태에서 다른 상태로 전이할 때, 이는 신호를 다운스트림 EHF 통신 유닛에 전송할 수 있다. 이런 전송된 신호는 제1 EHF 통신 유닛의 향후 상태에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 전송된 신호는 기상 루프에서 하나 이상의 다운스트림 EHF 유닛의 상태 변화를 유도할 수 있고, 이는 제1 EHF 통신 유닛으로부터 향후 상태 변화를 초래한다.
도 9는 일 실시예에 따르는, 비접촉 EHF 결합들 및 CP5 연결들을 보여주는 유닛들의 예시적인 전이중 링크를 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 디바이스(910)는 수신기 유닛(912) 및 전송기 유닛(914)을 포함하고, 제2 디바이스(920)는 전송기 유닛(922) 및 수신기 유닛(924)을 포함한다. 유닛들(912, 914, 922 및 924)은 도 3의 유닛(300)과 동일한 핀 구성 및 기능 블록들을 가질 수 있다. 수신기 유닛(912)은 전송기 유닛(922)으로부터 비접촉 EHF 신호들을 수신하도록 동작 가능할 수 있고, 전송기 유닛(914)은 비접촉 EHF 신호들을 수신기 유닛(924)으로 전송하도록 동작 가능할 수 있다. 그러므로, 수신기 유닛(912) 및 전송기 유닛(922)은 제1 비접촉 결합 쌍을 형성할 수 있고, 수신기 유닛(924) 및 전송기 유닛(914)은 제2 비접촉 결합 쌍을 형성할 수 있다. 또한, 수신기 유닛(912)은 유선 경로(913)를 통해 전송기 유닛(914)과 통신할 수 있고, 수신기 유닛(924)은 유선 경로(923)를 통해 전송기 유닛(922)과 통신할 수 있다. 유선 경로(913)(또한, CP51로 라벨링됨)는 유닛들(912 및 914) 모두의 각각의 CP5 핀들에 결합될 수 있고, 유선 경로(923)(또한, CP52로 라벨링됨)는 유닛들(922 및 924) 모두의 각각의 CP5 핀들에 결합될 수 있다. 그러므로, 제1 디바이스(910)와 제2 디바이스(920) 간의 통신은 제1 및 제2 비접촉 결합 쌍들을 통해 달성될 수 있고, 임의의 디바이스 내의 유닛들 간의 통신은 유선 경로들(예를 들어, CP5 핀들에 연결된 경로들)을 통해 달성될 수 있다. 도 9는 또한, 전송기(914)에 대한 CP6 핀(915)(CP61로 라벨링됨)이 수신기 유닛(912)과는 다른 회로(예를 들어, 호스트 시스템과 같은)에 의해 구동되고 있으며 전송기 유닛(922)에 대한 CP6 핀(925)(CP62로 라벨링됨)이 수신기 유닛(924)에 의해 구동되고 있음을 도시한다.
도 9의 기상 루프는 전송기 유닛(914)에서 시작할 수 있고, 전송기 유닛(914)에 의해 방출되는 비접촉 EHF 신호들을 통해 수신기 유닛(924)으로 진행한다. 루프는 수신기 유닛(924)으로부터 유선 경로(923) 및/또는 유선 경로(925)를 통해 전송기 유닛(922)으로 계속된다. 전송기 유닛(922)으로부터, 루프는 전송기 유닛(922)에 의해 방출되는 비접촉 EHF 신호들을 통해 수신기 유닛(912)으로 계속된다. 루프는 유선 경로(913)를 통해 완성되고, 이는 수신기 유닛(912)을 전송기 유닛(914)에 결합한다. 따라서, 일 실시예에서, 도 9의 폐루프 링크는 전송기 유닛(914)에서 시작하고 수신기 유닛(912)에서 끝나는 시계 방향 루프이다. 그러므로, 이 실시예에서, 수신기 유닛(924)은 전송기 유닛(914)의 바로 인접한 다운스트림이고, 전송기 유닛(914)은 수신기 유닛(924)의 바로 인접한 업스트림이다. 또 다른 실시예에서, 폐루프 링크는 수신기 유닛(912) 및 전송기 유닛(914)을 포함하는 시계 방향 루프에서 전송기 유닛(922)에서 시작하고 수신기 유닛(924)에서 끝날 수 있다. 이 실시예에서, 전송기 유닛(922)은 링크에서 활성화될 제1 EHF 유닛일 수 있고, 그런 경우에 CP62 핀은 디바이스(920)의 호스트 시스템에 의해 활성화될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 폐루프 링크는 반시계 방향 방향으로 이동할 수 있다. 이런 실시예에서, 디바이스들(910 및 920)은 바뀔 수 있다(예를 들어, 디바이스(910)가 디바이스(920)의 좌측에 배치될 것이다).
POC 상태 머신(600)은 다음과 같은 상태들을 포함할 수 있다: 오프 상태(602), 전력 온 리셋 상태(604), CP4_체크 상태(606), 주의 상태(608), 비컨/청취 상태(610), 링크 트레이닝 상태(612), 기능 메시징 상태(614), 보류 상태(616), 데이터 전송 상태(618), 및 데이터 전송 유휴 상태(620). 각각의 상태로의 전이에 응답하여 POC 상태 머신(600)이 취하는 액션들은 POC 상태 머신을 실행하는 유닛이 전송기 유닛 또는 수신기 유닛으로 작용하고 있는지에 따라 달라질 수 있다.
POC 상태 머신(600)은 조건들이 링크 트레이닝 상태(612)로 전이를 충족할 때까지 상태들(604, 606, 608 및 610) 사이를 사이클링하는 비커닝/청취 상태 머신을 포함한다. 비커닝/청취 상태 머신은 일반적으로 "링크 발견" 상태 머신으로서 지칭될 수 있다. 이들 상태(예를 들어, 상태들(604, 606, 608 및 610))는 또한 초기 상태들 또는 초기화 상태들로서 본 명세서에서 지칭될 수 있다. 링크 발견은 전송기 디바이스가 연속적으로 가능하기보다는 짧은 지속시간 동안 주기적으로 비컨 신호를 전송하게 함으로써 구현될 수 있다. 유사하게, 수신기 유닛은 연속적으로 가능하기보다는 짧은 지속시간 동안 비컨을 청취할 수 있다. 전송 및 수신 지속 시간의 비는 주기적인 오버랩(즉, 수신기가 상당한 수의 주기 내에서 비컨을 검출하기 위해 활성화될)을 보장하기 위해 확립될 수 있다. 전송기 비컨이 링크를 확립하기 위해 적당한 범위 내에 있으면, 전송기의 비컨은 활성 수신기에 의해 픽업될 것이다. 이런 주기적 비커닝 및 청취 방법은 전력의 보존(연장된 배터리 수명)을 가능하게 한다.
상태 머신(600)은 오프 상태(602)에서 시작할 수 있고, 전력이 유닛의 VDD 핀에 인가되지 않을 때 이 상태에 존재할 수 있다. EHF 통신 유닛은 전력(예를 들어, VDD)이 유닛의 VDD 핀에 인가될 때 오프 상태(602)에서 전력 온 리셋 상태(604)로 전이할 수 있다. 예를 들어, 전송기 유닛(914)은 외부 전원이 VDD 핀(301)에 인가될 때 전력 온 리셋 상태(604)로 전이될 수 있다. 그 명칭이 암시하는 것처럼, 전력 온 리셋 상태(604)는 유닛의 전력 온 및 유닛의 리셋을 포함한다. 유닛이 그 VDD 핀을 통해 전력을 수신할 때, 그 내부 VDD 핀도 전력을 수신할 수 있다. 내부 VDD 핀 상의 전력 레벨이 임계값(예를 들어, 전체 공급 레벨의 80%)에 도달하거나 또는 이를 초과할 때, 유닛은 리셋될 수 있다. 내부 VDD가 임계값을 초과할 때, POC 상태 머신은 TRBS-체크 상태(606)로 전이한다. 리셋 동안, 유닛의 출력들 중 하나 이상 또는 모두는 3 상태(구동되지 않거나 또는 플로팅)일 수 있다. 예시적인 출력 핀들은 높은 고속 입력/출력 핀들(302/303), 저속 입력/출력 핀들(304/305), CP5(312), CP6(313) 및 CP1(308)을 포함할 수 있다.
TRBS-체크 상태(606)에서, 유닛은 그 CP4 핀(예를 들어, CP4 핀(311))이 HIGH, LOW 또는 FLOATING인지 체크한다. 상술한 바와 같이, CP4 핀의 상태는 유닛이 전송기 또는 수신기로 동작할지, 또는 유닛이 직렬 인터페이스 제어 모드에서 테스트를 경험할지를 좌우할 수 있다. CP4 핀이 HIGH 또는 LOW인 경우, POC 상태 머신은 전이 3으로 나타낸 바와 같이 주의 상태(608)로 전이한다. 디바이스가 데이터 전송 상태(618)(우회 상태들(608, 612, 614 및 616))로 바로 가도록 구성되는 경우, POC 상태 머신은 CP4 핀의 상태의 결정 후에 TRBS-체크 상태 후속 화살표(19)로부터 데이터 전송 상태(618)로 바로 갈 수 있다. CP4 핀 결정이 이루어진 후, POC 상태 머신은 CP4 핀이 유닛이 전송기로서 동작해야 한다고 특정하는 경우 제1 기간만큼, 및 CP4 핀이 수신기로서 동작해야 한다고 특정하는 경우 제2 기간만큼 상태(608)로의 전이를 지연시킬 수 있다. 제2 기간은 제1 기간보다 더 클 수 있다. 이들 전이 지연은 링크 발견에 도움이 될 수 있다. CP4 핀이 FLOATING이면, POC 상태 머신은 전이 6을 경험할 수 있다.
주의 상태(608)에서, 유닛은 그 의식의 상태를 진행할지(이 경우, 링크 트레이닝 상태(612)로 진행한다) 또는 링크 발견 사이클에서 작용할지(이 경우, 상태 머신(600)은 비컨/청취 상태(610)로 진행한다) 평가하기 위해 비컨/청취 상태 머신을 동작시키는데 필요한 것 이외의 회로를 활성화할 수 있다. POC 상태 머신(600)이 전이 4를 통해 상태(610)로 또는 전이 9를 통해 상태(612)로 진행할지를 결정하기 위한 조건들은 유닛이 수신기 또는 전송기인지에 따라 다르다.
양쪽 전이들을 위한 수신기 유닛 조건들이 지금 논의된다. 수신기 유닛은 도 3의 비컨/청취 모듈(390)에 의해 제어되는, 주의 상태 기간 내에 전송기에 의해 방출되는 비컨 신호의 존재를 모니터링할 수 있다. 비컨 신호가 주의 상태 기간 내에서 검출되는 경우 POC 상태 머신은 전이 9를 통해 링크 트레이닝 상태(612)로 전이할 수 있다. 수신기 유닛에 의한, 최소 크기 임계값보다 클 필요가 있을 수 있는 임의의 EHF 신호의 검출은 수신기 유닛이 아직 트레이닝되지 않았기 때문에 유효 비컨 신호로서 자격을 줄 수 있다. 이런 트레이닝은 POC 상태 머신이 트레이닝 상태(612)로 진행할 때 수행될 수 있다. 또한 주의 상태 기간 내에서 비컨 신호를 검출한 것에 응답하여, 수신기 유닛은 그 CP5 핀(출력 모드에 사용되는)을 펄싱하고 그 CP6 핀(출력 모드에 사용되는)을 HIGH로 설정할 수 있다. 예를 들어, 수신기 유닛(924)은 전송기 유닛(914)에 의해 방출되는 비컨 신호의 존재를 모니터링할 수 있다. 이는 도 8에서, 전송기 유닛(914)으로부터 비컨 신호를 검출한 것에 응답하여 수신기 유닛(924)이 시간 t1에서 그 CP5 핀(923)을 펄싱하고, 그 후 시간 t2에서 그 CP6 핀(925)을 HIGH로 설정하는 것으로 도시된다.
비컨 신호가 모듈(390)에 의해 설정된 기상 기간 내에 검출되지 않는 경우, POC 상태 머신은 전이 4를 통해 비컨/청취 상태(610)로 진행한다. POC 상태 머신이 청취 상태(610)에 있을 때, 비컨/청취 상태 머신을 실행하는데 필요한 것 이외의 다양한 회로는 전력 오프될 수 있으며, 기상 펄스가 비컨/청취 모듈(390)에 의해 어써트될 때까지 전력 오프 상태에 남아 있을 수 있다. 기상 펄스는 POC 상태 머신이 전이 5를 경험하도록 유발할 수 있으며, 전이 5는 상태(610)에서 전력 온 리셋 상태(604)로 전이한다. 또한, 기상 펄스는 기상 기간을 재시작하고, 기상 기간 동안 POC 상태 머신은 청취 상태(610)로 복귀하거나 또는 비컨 신호가 검출되는 경우 링크 트레이닝 상태(612)로 진행하기 전에, 전력 온 리셋 상태(604), TRBS-체크 상태(606) 및 주의 상태(608)를 통해 진행한다.
전이들 9 및 4를 위한 전송기 유닛 조건들이 지금 논의된다. 전송기 유닛은 주의 상태(608)에 있을 때 상태 변화 전이가 어떻게 일어나는지 결정하기 위해 그 CP5와 CP6 핀들의 상태를 모니터링할 수 있다. POC 상태 머신은 그 CP6 핀이 HIGH 상태에 있고 CP5 핀이 기간 내에 펄스할 때 (전이 9를 통해) 링크 트레이닝 상태(612)로 전이할 수 있다. 예를 들어, 전송기(914)는 CP61(915)이 HIGH일 때 CP51 핀(913) 상의 펄스에 응답하여 링크 트레이닝 상태(612)로 전이할 수 있다. 이는 도 8에서, 전송기 유닛(914)이 CP61(915)가 HIGH일 때 CP51(913) 상의 펄스에 응답하여 시간 t3에서 (도 8에서 "트레이닝 발송"으로 나타낸) 링크 트레이닝 상태(612)로 전이하는 경우에 알 수 있다. 유사하게, 전송기(922)는 CP62(925)가 시간 t4에서 HIGH일 때 CP52 핀(923)이 펄스할 때 링크 트레이닝 상태(612)로 전이할 수 있다.
POC 상태 머신(600)은 CP6 핀이 LOW일 때 또는 CP6 핀이 HIGH인 동안 기간 내에 CP5 핀 펄스들이 없는 경우 비컨 상태(610)로 (전이 4를 통해) 전이할 수 있다. POC 상태 머신이 비컨 상태(610)에 있을 때, 이는 CP5 펄스가 있고 그 CP6 핀이 HIGH일 때까지 이 상태에 남아 있을 수 있다. 따라서, CP6이 HIGH인 동안 CP5 펄스의 발생은 또한 POC 상태 머신이 링크 트레이닝 상태(612)에 도달하기 위해 빨리 상태들(604, 606 및 608)의 단계를 밟도록 유발할 수 있다. 전송기 유닛이 비컨/청취 상태(610)에 있고 CP6이 HIGH인 동안, 이는 전송기 유닛에서 추가 회로를 주기적으로 기상하고 제1의 미리 결정된 기간 동안 최대 전력의 EHF 펄스를 발송할 것이다. 이런 기간이 경과했을 때, 전송기 유닛은 추가 회로를 디스에이블할 것이고, EHF 펄스를 반복할 때까지 제2의 미리 결정된 기간을 대기할 것이다.
링크 트레이닝 상태(612)에서, 전송기 유닛(914)은 전송기와 수신기 유닛들 중 하나 또는 모두에 대한 최적 설정을 식별하기 위해 트레이닝 패턴을 수신기 유닛(924)에 전송함으로써 트레이닝을 개시한다. 트레이닝 패턴은 미리 정의된 주파수의 비트들 또는 심벌들(또는 하이 및 유휴 심벌 또는 그들의 조합)의 교번하는 하이 또는 로우 시퀀스, 동기화 심벌(들), 및/또는 클록 패턴을 포함하며, 소정의 미리 결정된 기간 동안 또는 전송기 유닛(914)이 수신기 유닛(912)으로부터 트레이닝 완료의 확인응답을 수신할 때까지 반복될 수 있다. 트레이닝 패턴은 또한 그 파라미터들의 교정시 수신기를 돕기 위한 비트들 또는 심벌들의 고정된 시퀀스를 포함할 수 있다. 심벌들은 다중 레벨 또는 2 이상의 레벨 신호일 수 있다. 심벌들은 또한, 직교하여 전송되는 다중 레벨 신호(직교 변조 기술, 예를 들어, QAM, QPSK를 이용하여 전송되는 동위상 및 직교 위상 입력 신호들)로 지칭할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 확인응답 루프는 CP62 핀(925)이 시간 t4에서 HIGH를 유지하는 동안 그 파라미터의 트레이닝을 완료하고 CP52 핀(923)을 연속해서 어써팅하는 수신기 유닛(924)에서 시작한다. 이런 이벤트는 전송기 유닛(922)을 트리거링하여 수신기 유닛(912)으로의 트레이닝 패턴의 전송을 개시한다. 수신기 유닛(912)이 그 파라미터들의 트레이닝을 완료한 후, 이는 시간 t5에서 CP51 핀(913)을 어써팅한다. 이 이벤트는 링크 트레이닝 페이즈의 완료의 확인응답으로서 역할을 한다. 도 8을 참고하면, 전송기 유닛(914)은 시간 t5에서 상태(614)로 전이하고, 전송기 유닛(922)은 시간 t6에서 상태(614)로 전이한다.
링크 트레이닝 동안, 전송기들은 전송된 반송파의 진폭의 정확도를 최적화할 수 있다. 예를 들어, 전송된 반송파 진폭은 전송 전력 또는 진폭이 목표 범위에 남아 있도록 여러 기준 중 하나로 교정될 수 있다. 기준은 전송기 유닛에서 안정적인 신호 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 밴드갭에서 도출된 기준 전압은 이상적인 기준으로서 역할을 할 수 있다. 일례에서, EHF 신호 매핑은 논리 1을 위해 완전한 반송파(예를 들어, 미리 결정된 또는 프로그래밍된 반송파 진폭의 100%)를 이용하고, 논리 0을 위해 부분 반송파(미리 결정되거나 프로그래밍된 반송파 진폭의 부분)를 이용하고, 유휴 상태를 위해 반송파를 이용하지 않을 수 있다. 부분 반송파의 크기는 여러 상이한 임계값들(예를 들어, 25%, 37.5%, 50% 또는 미리 결정되거나 프로그래밍된 반송파 진폭의 다른 백분율)중 임의의 하나로 프로그래밍 가능할 수 있다. 이들 하나 이상의 상태에서 반송파 진폭은 정확도를 위해 최적화된, 반송파 진폭들을 생성하기 위한 기준에 기초하여 교정될 필요가 있을 수 있다. 이는 전송기가 다수의 진폭 반송파 신호를 전송하게 하여 대역폭 효율을 증가시키는 것을 가능하게 하고/하거나 수신기가 더 큰 신뢰성을 가지고 전송된 심벌들을 검출할 수 있게 한다.
링크 트레이닝 동안, 수신 유닛들은 가능한 소정의 오차 기준을 갖고 논리 심벌을 신뢰성 있게 회복하면서 비접촉 링크의 성능을 최적화하기 위해 그 파라미터들 중 하나 이상을 교정할 수 있다. 일례에서 전송기 유닛에 대해 위에 제공된 것과 유사하게, 수신기 유닛은 상이한 반송파 진폭들을 가질 수 있는 EHF 신호로부터 심벌들 - 논리 1 심벌은 전체 반송파 진폭을, 논리 0은 부분 반송파 진폭을, 유휴 심벌에 대해서는 반송파가 없음을 지칭할 수 있다 -을 검출할 필요가 있을 수 있다. 수신기는 이들 심벌을 신뢰성 있게 검출할 수 있는 정확한 정보를 갖지 않을 수 있다. 그러므로, 충분한 마진을 갖고 이들 심벌들을 검출할 수 있도록 교정 시퀀스를 수행할 필요가 있을 수 있다.
교정은 다음의 하나 이상의 접근법들을 실행하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 한 접근법에서, 복조된 신호(또는 기저대역 신호)의 레벨들을 검출하기 위한 기준 레벨들은 심벌 검출에 최대 마진을 제공하도록 교정될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 신호 엔벨로프의 진폭은 추적될 수 있고, 신호 경로의 이득은 신호 진폭 타겟을 충족하도록 교정될 수 있다. 또 다른 접근법에서, 슬라이서들이 데이터의 샘플링을 위해 클록들을 이용하는 경우, 클록 위상 조정 교정은 기저대역 심벌들의 샘플링 포인트를 최적화하도록 수행될 수 있다. 추가적인 교정 접근법들은 클록 주파수들을 비교하고 주파수 생성기의 위상 또는 클록 주파수를 교정하기 위해 수신기 유닛들에 의해 이용될 수 있는 클럭 패턴(아마도 호스트 시스템으로부터 또는 하나 이상의 통신 유닛의 다이에서 생성되는)의 전송을 포함할 수 있다; 동기화 심벌들은 프레임 또는 패킷 경계들을 식별하는데 사용될 수 있다.
추가 파라미터들은 본 발명의 범위를 제한함이 없이 링크 트레이닝 동안 전송기 및/또는 수신기에서 교정될 수 있다. 전송기 유닛은 "링크 트레이닝" 정보를 그 대응부 수신기 유닛에 발송할 수 있다. 링크 트레이닝 정보는 대응부 수신기 유닛이 전송기 유닛으로부터 데이터를 수신하기 위해 그 자신을 최적화할 수 있는 특정 데이터 패턴일 수 있다. 사실상, 수신기 유닛은 들어오는 EHF 신호를 논리 1 상태, 논리 0 상태 또는 유휴 상태로 정확히 매핑할 수 있도록 수신된 링크 트레이닝 정보를 이용하여 전송기 유닛에 대해 그 자신을 교정한다. 링크 트레이닝 상태(612)는 예를 들어, 비트 에러 레이트 기준을 충족함으로써 EHF 신호를 신뢰성 있게 검출할 수 있도록 수신기 유닛들의 감도를 조정하는 것을 수반할 수 있다. 이는 LNA 이득, 슬라이서 기준 레벨들 또는 슬라이서 감도, 스?치 검출기(squelch detector)의 감도, 및 클록 위상 조정을 포함할 수 있는 RF 아날로그 프런트-엔드에서 다양한 파라미터들의 교정을 수반할 수 있다.
기능 메시지 상태(614)에서, 전송기 유닛은 기능 메시지를 그 대응부 수신기 유닛에 발송한다. 전송기 유닛은 그 CP5 핀이 펄스되거나 또는 타이머가 타임 아웃될 때까지 반복해서 이 메시지를 발송할 수 있다. 메시지는 전송 모드, ID 코드들 등과 같은 정보를 특정할 수 있다. 수신기 유닛은 기능 메시지를 찾기 위해 수신된 비접촉 신호들을 모니터링할 것이며, 메시지가 수신될 때 수신기 유닛은 하나 이상의 확인 파라미터(예를 들어, 전송 모드, 벤더 ID들과 같은 키 정보, 및 준비 상태)에 대하여 메시지를 확인할 수 있다. 메시지가 확인되면, 수신기 유닛은 그 CP5 핀에 펄스할 수 있다. 확인 메시지가 시간제한 내에 수신되지 않으면, 수신기 유닛은 상태(610)로 다시 복귀할 수 있다. 기능 메시지는 전송 모드 프로토콜에 관한 정보를 포함할 수 있다.
기능 메시지는 여러 상이한 접근법 중 어느 하나를 이용하여 통신될 수 있다. 예를 들어, 하나의 접근법에서는, 전송기 유닛에 의해 발송된 기능 메시지가 일련의 펄스폭 코딩된(PWC, Pulse-Width Coded) 심벌들을 구현할 수 있다. 기능 메시지를 통신하기 위해 PWC 심벌들의 이용에 관한 추가 상세는 도 16-21에 수반되는 설명과 관련하여 아래 논의된다. 또 다른 접근법들에서, 기능 메시지는 패킷 전송들을 이용하여 통신될 수 있다. 기능 메시징은 소정 포맷을 갖는 패킷 전송들의 관점에서 수행될 수 있다. 단일 메시징 패킷은 패킷 헤더 및 패킷 보디를 포함할 수 있다. 패킷 헤더는 하나 이상의 동기화 심벌, 패킷 타입 정보, 벤더 ID 정보, 패킷 정보의 길이를 포함할 수 있는 반면, 패킷의 보디는 전송 모드 프로토콜에 관한 정보, 에러 체킹 코드들, 설정 최적화시 수신기를 도울 수 있는 데이터 패턴들, 및 EHF 링크의 능력들을 향상시키는 것에 관련될 수 있는 다른 정보를 포함할 수 있다. 메시징은 동일한 타입을 가지거나 가지지 않을 수 있는 다수의 패킷들을 이용하여 수행될 수 있다. 이 경우에, 패킷 헤더는 특정 패킷의 콘텐츠들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
수신기 유닛은 수신기가 전송기 유닛으로부터 수신된 메시지를 확인했다고 결정할 때 전이 11(즉, 기능 메시지 상태(614)로부터 보류 상태(616)로의 전이)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 수신기 유닛(924)은 시간 t6에서 보류 상태로 전이할 수 있고, 수신기 유닛(912)은 시간 t7에서 보류로 전이할 수 있다.
보류 상태(616)는 전이 12의 실행을 지연할 때 전이 지연 메커니즘으로서 동작 가능하다. 보류 상태(616)는 기능 메시지가 수신기 유닛에 의해 잘못 처리되는 것을 방지하기 위해 POC 상태 머신(600)의 일부로서 포함될 수 있다. 특히, 이는 수신기 유닛이 그 출력으로서 기능 메시지를 전송하는 것을 방지할 수 있다. 수신기 유닛들에서는 보류 상태(616)가 제3 기간만큼 전이 12를 지연하고, 전송기 유닛들에서는 보류 상태(616)가 제4 기간만큼 전이 12를 지연할 수 있다. 제4 기간은 제3 기간에 비해 상대적으로 무시할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 전송기 유닛들은 상태(616)에서 하나의 클록 사이클을 소비할 수 있고, 반면에 수신기 유닛들은 상태(616)에서 다수의 클록을 대기할 수 있다. 보류 시간에서 이런 불일치는 기상 루프 주위로 전파하기 위해 상태 변화에 충분한 시간을 제공할 수 있고, 그로 인해 전송기 유닛이 데이터 전송 상태로 전이할 때까지 수신기 유닛이 그 대응부 전송기 유닛에 의해 전송되고 있는 기능 메시지를 무시할 수 있다. 이는 도 9에서, 예를 들어, 전송기 유닛(914)이 그 기능 메시지를 전송하고 있는 동안 그 대응부 수신기 유닛(924)이 그 보류 상태에 있는 것으로 예시된다. 수신기 유닛(924)이 시간 t6에서 데이터 전송 상태로 전이할 수 있을지라도, 해당 전이는 전송기 유닛(914)이 시간 t8에서 데이터 전송 상태로 전이할 수 있도록 보류 상태(616)에 의해 지연된다.
데이터 전송 상태(618)는 통신 유닛이 전송 모드에 따라 데이터를 전송하고/하거나 수신할 준비가 된 상태를 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이, 전송 모드는 CP1 핀(308), CP2 핀(309), CP3 핀(310) 및 CP4 핀(311)의 상태들에 기초로 할 수 있다. 일부 실시예에서, 수신기 유닛이 상태(618)에 진입할 때, 이는 그 CP5 핀을 HIGH로 구동할 수 있다. 이는 도 8에 예로서 도시된다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 전송 모드가 USB 2.0일 때, CP5 유선 경로는 칩 간 통신에 이용될 수 있으며, 이에 따라 HIGH로 구동될 수 없다.
POC 상태 머신(600)은 전이 13의 조건들이 충족될 때 데이터 전송 유휴 상태(620)로 전이할 수 있다. 데이터 전송 유휴 상태(620)는 통신 유닛이 하나 이상의 전송 모드에 대한 빠른 진입/진출 저전력 상태에 들어갈 수 있게 할 수 있다. 수신기 유닛은 제5 기간 후 그것이 임의의 EHF 시그널링 활동을 검출하지 않은(즉, 그 대응부 전송기 유닛이 임의의 데이터를 전송하지 않은) 후 상태(620)에 진입할 수 있다. 전송기 유닛은 제6 기간 후 그 기저대역 입력들(예를 들어, 핀들(302-305)) 상에서 임의의 활동을 검출하지 않은 후 상태(620)에 진입할 수 있다. 일부 실시예에서, 제5 및 제6 기간들은 동일할 수 있다.
데이터 전송 유휴 상태(620) 동안, 수신기와 전송기 유닛의 양자는 절전하기 위해 다양한 컴포넌트들의 전력 사이클을 오프로 할 수 있으나, 유닛이 유휴 상태(620)를 종료할 필요가 있는지 체크하기 위해 이들 컴포넌트를 턴온하고 상태(618) 또는 다른 상태로 복귀할 수 있다. 예를 들어, 전송기 유닛은 그 송수신기에 전력 사이클을 공급할 수 있으나, 입력 신호들을 검출하기 위해 그 입력 버퍼에 전력을 공급할 수 있다. 전송기는 수신기 유닛이 상태(620)로부터 떨어진 전이를 알지 못하도록 "부활 펄스(keep alive pulse)"를 그 대응부 수신기 유닛에 전송하기 위해 그 송수신기에 전력 사이클을 공급할 수 있다. "부활 펄스"는 고정 기간 동안 클록 사이클마다 일련의 "l"일 수 있다. 수신기 유닛은 "부활 펄스"를 검출할 수 있도록 그 송수신기에 전력 사이클을 공급할 수 있다.
POC 상태 머신(600)은 전이 14의 조건들이 충족될 때 데이터 전송 유휴 상태(620)로부터 데이터 전송 상태(618)로 전이할 수 있다. 전송기 유닛은 그것이 그 입력 버퍼 상에서 신호를 수신할 때 상태(618)로 전이할 수 있다. 수신기 유닛은 그것이 대응부 전송기로부터 비유휴(non-Idle) 신호를 수신할 때 상태(618)로 전이할 수 있다. 비유휴는 부활 펄스와는 다른 신호일 수 있다. 전송기 유닛으로부터 EHF 신호의 수신시, 수신기 유닛은 EHF 신호가 부활 또는 기상 신호로서 분류될 때까지 전원 차단이 금지될 수 있다.
상술한 전이들 9-14는 POC 상태 머신의 의식의 진행 진행(progression of consciousness advancement)을 초래하는 상태 변화 전이를 지칭한다. 이하 논의될 전이들 15-18은 의식의 진행을 재시작하는 상태 변화 전이들을 지칭한다. 즉, 전이들 15-18 중 어느 하나가 POC 상태 머신(600)에 의해 구현된다면, POC 상태 머신(600)은 상태(610)에서 비컨/청취 상태 머신 내로 재진입될 수 있다. 전이 15에서, 수신기 유닛은 불충분한 트레이닝 신호들이 기간 내에 수신되지 않는 경우 상태(610)로 진행할 수 있다. 다시 말하면, 전이 15는 링크 트레이닝이 타임 아웃되는 경우 일어날 수 있다. 전이 15에서, 전송기 유닛은 그 CP5 핀이 기간 내에 펄스되지 않거나 또는 그 CP6 핀이 LOW로 가는 경우 상태(610)로 진행할 수 있다.
전이 16에서, 수신기 유닛은 확인 메시지가 기간 내에 수신되지 않거나 또는 그 CP6 핀이 LOW로 가는 경우 상태(614)에서 상태(610)로 변할 수 있고, 전송기 유닛은 그 CP5 핀이 기간 내에 펄스되지 않거나 또는 그 CP6 핀이 LOW로 가게 되는 경우 상태(614)에서 상태(610)로 변할 수 있다. 전이 17에서, 전송기 유닛은 CP6이 LOW로 가는 경우 상태(618)에서 상태(610)로 변할 수 있고, 수신기 유닛은 부활 또는 기상 신호가 수신되지 않는 것을 포함하나 이에 제한되지 않는 상이한 조건에 대해 상태(618)에서 상태(610)로 변할 수 있고, 약한 EHF 신호 때문에 연결이 끊기는 경우 데이터 전송 트래픽이 일정 기간 동안 유휴된다. 전이 18에서, 수신기 유닛은 EHF 신호 활동이 제7 기간 내에 일어나지 않는 경우 상태(620)에서 상태(610)로 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 제7 기간은 제5 기간보다 더 클 수 있다. 전이 18에서, 전송기 유닛은 그 CP6 핀이 LOW로 가거나 또는 그 CP5 핀이 제8 기간 동안 LOW로 가는 경우 상태(620)에서 상태(610)로 변할 수 있다.
전이 19는 의식의 진행을 우회하는 동작의 일반 저속 데이터 전송 모드가 필요한 상태 변화를 지칭한다. POC 상태 머신은 전이의 순간에 논리 및 제어 회로(370)의 특정 레지스터 설정을 기초로 한 전이 19를 경험할 수 있다. 이들 레지스터 설정은 직렬 인터페이스 제어 모드 상태(622) 또는 핀 스트랩 제어 모드 동안 갱신될 수 있다. 전이 19는 마이크로 제어기가 CP6 핀과 저속 데이터 핀들(예를 들어, 핀들(304 또는 305))중 하나에 연결될 때 일어날 수 있다. 이 전이에서, EHF 통신 유닛은 마이크로 제어기에 의해 관리되는 독립형 링크로서 이용될 수 있다.
전이들 6-8 및 20은 다양한 실시예들에 따르는 직렬 인터페이스 제어 모드와 관련된 상태 변화들을 지칭한다. 일 실시예에서, CP4 핀이 CP4_체크 상태(606)에서 FLOATING이면, POC 상태 머신은 전이 6을 통해 직렬 인터페이스 제어 모드(622)로 전이할 수 있다. 직렬 인터페이스 제어 모드(622)에 있을 때, 핀 스트랩 모드는 차단되고 통신 유닛은 "스테이 어웨이크 비트(stay awake bit)"를 HIGH로 설정하여 자동 수면 또는 저전력 모드를 금지하도록 구성된다. "스테이 어웨이크 비트"는 직렬 인터페이스 제어에 의해 갱신되는 논리 및 제어 회로(370)에서 내부 비트이며, 이로 인해 이 비트를 제어하기 위해 전용 핀을 요구하지 못한다. 예를 들어, SPI 핀 인터페이스를 통해 "스테이 어웨이크 비트"을 포함할 수 있는 여러 온칩 레지스터 비트들은 갱신 또는 판독될 수 있다. "스테이 어웨이크 비트"가 HIGH이고 CP4 핀이 LOW 또는 HIGH로 갈 때, POC 상태 머신은 전이 8을 통해 데이터 전송 상태(618)로 전이하여, 상태들(608, 612, 614 및 616)을 우회한다. 직렬 인터페이스 제어 모드 상태(622)에 있는 동안, 전력이 제거되면, POC 상태 머신은 전이 7을 통해 오프 상태(602)로 전이할 수 있다.
임의의 지점에서, POC 상태 머신이 상태들(608, 612, 614, 618 또는 620) 중 어느 하나에 있는 동안 CP4 핀의 상태가 FLOATING으로 가는 경우, POC 상태 머신은 인터페이스 모드 상태(622)로 전이할 수 있다. POC 상태 머신(600)의 다양한 상태들 및 배열이 단지 예시적이고 추가 상태들이 부가되고 일부 상태들이 생략될 수 있다는 것이 이해된다.
POC 상태 머신(600)이 하나의 특정 EHF 통신 유닛에 의해 구현될지라도 해당 상태 머신(600)이 데이터 전송 상태에 도달하도록 그 상태들을 통해 진행하기 위해 다른 EHF 통신 유닛들에 구현되고 있는 유사한 상태 머신들에 의존할 수 있음을 더 이해해야 한다. 그러므로, 얼마나 많이 EHF 통신 유닛들이 하나 이상의 EHF 통신 링크를 확립하는데 사용되고 있는지에 상관없이, 상태 머신들의 상호의존성은 상태 머신들의 동기화를 초래할 수 있다. 그러므로, 모든 상태 머신들이 동기화를 유지하는 한, 각각의 상태 머신은 그 의식을 진행할 수 있다. 그러나, 상태 머신들 중 하나가 동기화로부터 떨어지면, 이는 모든 상태 머신들이 동기화로부터 떨어지게 하고, 그로 인해 기상-링크 진행의 재시작을 초래한다. 예를 들어, 상태 머신들 중 하나가 다음 상태로 진행하는 데 실패하고, 비컨/청취 상태(610)로 다시 전이하는 경우, 모든 다른 상태 머신들은 또한 비컨/청취 상태(610)로 다시 전이할 수 있다. 상태(610)로 다시 전이하는 것은 각각의 상태 머신들을 효과적으로 리셋할 수 있으며, 그로 인해 상태 변화 진행에서 하나 이상의 EHF 통신 링크를 확립하고 잘못된 진행을 방지하는 프로세스를 재시작할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따르는 비접촉 EHF 결합들 및 CP5 연결들을 보여주는 유닛들의 다른 예시적인 전이중 폐루프 링크를 도시한다. 도 10의 링크 배열은 도 9의 것과 유사하지만, 이는 USB OTG(On-the-Go) 구성을 위한 설정이다. 도시된 바와 같이, 제1 디바이스(1030)는 수신기 유닛(1032) 및 전송기 유닛(1034)을 포함하고, 제2 디바이스(1040)는 전송기 유닛(1042) 및 수신기 유닛(1044)을 포함한다. 수신기 유닛(1032)은 전송기 유닛(1042)으로부터 비접촉 EHF 신호들을 수신하도록 동작 가능하고, 전송기 유닛(1034)은 비접촉 EHF 신호들을 수신기 유닛(1044)에 전송하도록 동작 가능하다. CP5 통신 경로들(1033 및 1043)은 도시된 것처럼 각각의 EHF 통신 유닛들 사이에 존재할 수 있다. 또한, 유닛들(1032 및 1034)의 CP1 핀들은 저항기 또는 다른 임피던스 소자를 포함하는 유선 경로(1035)를 통해 함께 연결될 수 있고, 유닛들(1042 및 1044)의 CP1 핀들은 저항기 또는 다른 임피던스 소자를 포함하는 유선 경로(1045)를 통해 함께 연결될 수 있다. 유닛들(1032 및 1034)의 CP6 핀들은 저항기 또는 다른 임피던스 소자를 포함하는 유선 경로(1037)를 통해 함께 연결될 수 있고, 유닛들(1042 및 1044)의 CP6 핀들은 저항기 또는 다른 임피던스 소자를 포함하는 경로(1047)을 통해 함께 연결될 수 있다.
OTG 구성에서, 디바이스들(1030 및 1040)은 어느 디바이스가 호스트일 것이고 어느 것이 클라이언트일지 결정할 필요가 있을 수 있다. 이는 하나 또는 양쪽 디바이스들이 CP1 핀들 상에 신호를 어써트하게 함으로써 달성될 수 있다. 일부 구성에서, CP1은 그것이 USB 디바이스인 것을 나타내는, HIGH로 설정될 수 있다. 다른 구성들에서, CP1은 그것이 USB 호스트인 것을 나타내는 LOW로 설정될 수 있다. 또 다른 구성들에서, CP1은 그것이 USB OTG 디바이스인 것을 나타내는, 플로팅될 수 있다. 도시된 바와 같이, 경로들(1035 및 1045)은 해당 신호를 각각 어써트할 수 있는(또는 어써트하지 않을 수 있는) 각각의 제어기들(도시 생략)에 결합될 수 있다. 기능 메시지 교환에 따라서, USB OTG 디바이스의 CP1 핀은 그것이 USB 호스트인 것을 나타내는 LOW로 수신기 유닛에 의해 풀링될(pulled) 수 있고, 또는 CP1 핀은 그것이 USB 디바이스인 것을 나타내는 HIGH로 수신기 유닛에 의해 풀링될 수 있다. 기능 메시지가, 모든 디바이스들이 USB 호스트로서 또는 USB 디바이스로서 구성되는 것을 나타낸다면, POC 상태 머신은 전이 16을 통해 비컨/청취 상태로 나갈 것이다. 기능 메시지가, USB OTG 디바이스가 USB 호스트에 연결되는 것을 나타낸다면, 수신 디바이스의 CP1은 그것이 USB 디바이스로서 구성되어야 하는 것을 나타내는 HIGH로 풀링될 것이다. 기능 메시지가, USB OTG 디바이스가 USB 디바이스에 연결되는 것을 나타낸다면, 수신 디바이스의 CP1는 그것이 USB 호스트로서 구성되어야 하는 것을 나타내는 LOW로 풀링될 것이다. 또한 도시된 것처럼, 경로들(1035 및 1045)은 그들의 각각 디바이스들에 결합될 수 있다.
디바이스들(1030 및 1040)이 링크를 형성하려고 시도할 때, 하나의 디바이스는 그 전송기 유닛 상에 CP6 핀을 어써트할 수 있고, 다른 디바이스는 CP6 핀을 플로팅에 남겨둘 수 있다. 도시된 바와 같이, 경로들(1037 및 1047)은 각각의 제어기들(도시 생략)에 결합된다. 일 실시예에서, 디바이스(1030)와 연관된 제어기는 링크를 개시하기 위해 전송기 유닛(1034) 상에 CP6 핀을 HIGH로 구동할 수 있고, 디바이스(1040)와 연관된 제어기는 전송기 유닛(1042) 상에 CP6 핀을 플로팅에 남겨둘 수 있다. 이 실시예에서, CP6 핀은 수신기 유닛(1044)에 의해 구동될 수 있다. 그러므로, 이 실시예에서, 기상 루프는 전송기 유닛(1034)에서 시작할 수 있고, 수신기 유닛(1044) 및 전송기 유닛(1042)으로 시계 방향으로 이동할 수 있고, 수신기 유닛(1032)에서 계속할 수 있다. 동일한 방식으로, 기상 루프는 도 9의 전송기 유닛(914)에서 시작하고, 수신기 유닛(924) 및 전송기 유닛(922)으로 시계 방향으로 이동할 수 있고, 수신기 유닛(912)에서 계속할 수 있다.
도 9 및 10의 기상 루프들은 모두 단일 레인 전이중 링크들이다. 원한다면, 다중 레인 링크들은 도 9 또는 도 10의 단일 레인 전이중 링크들의 다수의 인스턴스들을 이용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 레인은 도 9의 전이중 링크들의 2개 인스턴스를 이용하여 달성될 수 있다. 도 11은 일 실시예에 따르는 예시적인 다중 레인 링크를 도시한다. 일부 실시예에서, 도 11의 링크는 다중 레인 디스플레이포트 링크일 수 있다. 도시된 바와 같이, 디바이스(1150)는 수신기 유닛들(1152, 1154, 1156 및 1158), 및 전송기 유닛(1159)을 포함할 수 있고, 디바이스(1160)는 전송기 유닛들(1162, 1164, 1166 및 1168) 및 수신기 유닛(1169)을 포함할 수 있다. 디바이스(1160)에서, 수신기 유닛(1169)의 CP5 및 CP6 핀들은 전송기 유닛들(1162, 1164, 1166 및 1168) 각각에 팬 아웃(fan out)된다. 디바이스(1150)에서, 수신기 유닛(1158) 및 전송기 유닛(1159)의 CP5 핀들은 함께 결합되고, 전송기 유닛의 CP6 핀은 제어기(도시 생략)에 의해 구동될 수 있다. 도 11의 기상 루프는 전송기 유닛(1159)에서 시작할 수 있고, 수신기 유닛(1169)으로 시계 방향으로 진행할 수 있으며, 그 후 루프는 전송기 유닛들(1162, 1164, 1166 및 1168) 각각으로 실질적으로 동시에 진행할 수 있고, 뒤이어 수신기 유닛들(1152, 1154, 1156 및 1158)에서 실질적으로 동시에 종료된다. 수신기 유닛(1158)은 CP5 핀들을 통해 전송기 유닛(1159)과 통신하는 유일한 유닛일 수 있다. 단순성을 위해, 상호 연결된 신호들 중 단지 몇 개 만이 도 11의 과밀을 방지하도록 도시된다.
POC 상태 머신의 비컨/청취 사이클의 다양한 구현들을 논의하기 위해 이하 도 12-15에 대한 참조가 이루어진다. 특히, 아래의 논의는 EHF 통신 유닛 내의 회로가 비컨/청취 사이클(예를 들어, 도 6의 상태(610))을 구현하는데 어떻게 이용되는지 더 상세히 설명한다. 도 12는 일 실시예에 따르는 비컨/청취 사이클을 실행하는데 이용될 수 있는 유닛(1200)의 회로를 보여주는 예시적인 개요도를 도시한다. 도 13a-13d는 예시적인 비커닝 및 청취 타이밍도들을 도시하며, 이들 각각은 다양한 실시예들에 따르는, 상이한 클로킹 속도에 따라 동작한다. 도 14는 일 실시예에 따라서 비커닝되고 있는 전송기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 보여준다. 도 15는 일 실시예에 따르는 비컨 신호를 청취하고 있는 수신기 유닛에 의해 실행될 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 보여준다.
도 12는 레지스터(1210), 발진기(1220), 비컨/청취 타이머(1230), 비컨/청취 회로(1240), 레지스터(1250), 스테이 어웨이크 타이머(1260), 제어/구성 핀들(1270, 1272 및 1274)을 포함하는 것으로 도시된다. 레지스터(1210)는 예를 들어, 주의 상태(예컨대, 주의 상태(608)) 동안 발진기(1220)로 로딩될 수 있는 데이터를 이용하여 프로그램될 수 있다. 발진기(1220)는 레지스터(1210)로부터 수신된 데이터에 기초하여 여러 상이한 주파수들 중 임의의 하나에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 발진기(1220)는 비컨/청취 타이머(1230)를 구동하기 위해 주파수들(1222, 1224 또는 1226) 중 하나를 선택할 수 있다. 선택된 주파수는 타이머(1230)의 클로킹 속도를 조절할 수 있다. 클록킹 속도 주파수의 증가가 증가된 전력 소모와 함께 더 빠른 동작을 초래하며, 클록킹 속도 주파수의 감소가 감소된 전력 소모와 함께 더 느린 동작을 초래할 수 있음을 이해할 것이다. 주파수의 선택은 유닛(1200)의 최종 사용 애플리케이션에 의존할 수 있다. 발진기(1220)가 타이머(1230)의 일부 또는 그 내에 포함될 수 있음도 이해될 것이다. 한 세트의 EHF 통신 디바이스들에 대한 비컨/청취 타이머들은 비컨/청취 모드에 진입하기 전에 시스템에 의해 미리 프로그래밍되거나 설정될 수 있다.
비컨/청취 타이머(1230)는, 유닛(1200)이 전송기 또는 수신기로서 동작하도록 구성되는지에 따라서, 전력 온 비컨 펄스 또는 전력 온 청취 펄스를 제공할 수 있다. 비컨 펄스 또는 청취 펄스의 지속시간은 디바이스(1200)가 각각 전송기 또는 수신기로서 동작하는 지속시간을 결정한다. 유닛(1200)이 전송기로서 동작하도록 구성된다면, 타이머(1230)는 전력 온 비컨 펄스를 제공할 수 있고, 수신기로서 동작한다면, 타이머(1230)는 전력 온 청취 펄스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 유닛(1200)은 구성 핀(1274)의 상태를 기초로 하여 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 핀(1274)의 상태는 선택기(1232)의 적절한 출력을 선택하는데 이용될 수 있다.
비컨/청취 타이머는 다양한 회로가 고정된 수의 클록 사이클들(예를 들어, 100 클록 사이클)마다 EHF 비컨 신호를 전송하도록 활성화되는 고정된 지속 시간(예를 들어, 20ns) 동안 전력 온 비컨 펄스를 생성할 수 있다. 전력 온 비컨 펄스는 비컨 전용 회로(1244)가 전력 온이 되도록 유발할 수 있다. 비컨 전용 회로(1244)는 EHF 비컨 신호를 전송하는데 필요한 회로 컴포넌트들만을 포함할 수 있다. 이는 예를 들어, 도 3의 EHF 전송기(322)를 포함할 수 있다. 비컨 펄스의 이런 고정된 지속 시간은 발진기(1220)에 의해 설정된 주파수에 상관없이 동일한 지속 시간일 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정 실시예에서, 고정된 지속 시간은 약 20ns일 수 있으며, 고정된 수의 클록 사이클들은 100일 수 있다. 이런 특정 실시예의 파라미터에 따르는 전력 온 비컨 펄스를 보여주는 타이밍도들은 도 13a-13d에 도시된다. 특히, 비컨 펄스들은 Tx 사이클에 도시된다.
전력 온 청취 펄스는 다양한 회로가 EHF 비컨 신호를 청취하기 위해 활성화되는 고정된 지속 시간을 설정할 수 있다. 일부 실시예에서, 전체 EHF 통신 유닛은 EHF 비컨 신호의 존재를 모니터링하도록 활성화될 수 있다. 비컨/청취 타이머는 제2 수의 클록 사이클들(예를 들어, 1,000,000개의 클록 사이클들)마다 제1 수의 클록 사이클들(예를 들어, 200개의 클록 사이클들)에 대한 전력 온 청취 펄스를 생성할 수 있다. 제2 수의 클록 사이클들은 전력 소모를 최소화하기 위해 제1 수의 클록 사이클들보다 더 큰 자릿수들일 수 있다. 이런 특정 실시예에 따르는 전력 온 청취 펄스를 보여주는 타이밍도들은 도 13a-13d에 도시된다. 특히, 청취 펄스들은 Rx 사이클에 펄스로 나타난다.
타이밍 관계는 결합된 EHF 통신 디바이스들 사이에서 비컨 검출을 촉진하기 위해 비컨과 청취 펄스들 사이에 존재할 수 있다. 예를 들어, 비컨 펄스는 모든 청취 펄스 동안 적어도 한번 어써트될 수 있다. 다른 예들에서, 비컨 펄스는 모든 청취 펄스 동안 적어도 2번 어써트될 수 있다. 이는 비컨 펄스의 고정된 수의 클록 사이클들이 청취 펄스의 클록 사이클들의 제1 수의 분수가 되도록 설정함으로써 달성될 수 있다. 상술한 예시적인 수들을 참고하면, 고정된 수는 100개의 클록 사이클이고, 제1 수는 200개의 클록 사이클이다. 따라서, 고정된 수는 제1 수의 절반이며, 그로 인해 적어도 2개의 20ns 비컨 펄스들이 청취 펄스마다 발생할 것이다. 전송 및 수신 유닛들에서 동작하는 클록들의 클로킹 속도들에서 잠재적인 변동들을 고려하기 위해 비컨 펄스들이 모든 청취 펄스 동안 적어도 2번 어써트되는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 비컨 펄스가 각각의 청취 펄스에 대해 전송되고 양쪽 유닛들에서 클록들이 서로 동기화하여 동작하고 있지 않으면, 비컨 펄스들이 청취 펄스를 벗어나 전송될 가능성이 있다. 그러나, 비컨 펄스들이 전송되는 주파수를 증가시킴에 의해, 양쪽 유닛들의 클록들이 다소 상이한 속도들(예를 들어, 서로의 20% 내에서)에 동작하고 있을지라도, 적어도 하나의 비컨 펄스가 청취 펄스 동안 전송될 것이라는 것을 보장할 수 있다.
비컨 펄스와 청취 펄스의 타이밍 관계는 전송기 유닛이 상대적으로 긴 비컨 펄스를 가지고 수신기 유닛이 상대적으로 짧은 청취 펄스를 가지고 있도록 반전될 수 있다. 다시 말하면, 수신기와 전송기 사이클들은 동일한 결과를 달성하기 위해 치환될 수 있다. 이는 도 13d에 예시된다.
도 13a는 예를 들어, 비컨/청취 타이머가 F1Hz의 클럭 속도에서 동작할 때 전력 온 비컨 펄스 및 전력 온 청취 펄스의 타이밍도들을 도시한다. F1Hz은 본 예에서 1MHz로 설정된다. 도 13a의 타이밍도는 전력 온 비컨 펄스가 100개의 클록 사이클마다 20ns의 고정 지속 시간 펄스 길이를 갖도록 설정될 수 있는 상술한 예를 따를 수 있다. 비컨 온 펄스의 주기는 약 100μs일 수 있다. 도 13a의 전력 온 청취 펄스는 약 1000ms의 주기 및 약 200μs의 일정한 청취 지속 시간을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 적어도 2개의 비컨 펄스는 일정한 청취 지속 시간 내에 존재한다.
도 13b는 예를 들어, 비컨/청취 타이머가 F1Hz의 클럭 속도에서 동작하도록 설정될 때 전력 온 비컨 펄스 및 전력 온 청취 펄스의 타이밍도들을 도시한다. F1Hz은 본 예에서 1MHz로 설정된다. 도시된 바와 같이, 청취 펄스의 주기 및 일정한 청취 지속 시간은 도 13a의 것과 동일하지만, 비컨 온 펄스의 주기는 일정한 청취 주기와 동일할 수 있다. 따라서, 도 13b는 하나의 비컨 펄스만이 청취 펄스 동안 검출될 수 있는 예를 도시한다.
도 13c는 예를 들어, F2Hz의 클록 속도에서 동작하는 Rx 및 Tx 사이클들의 타이밍도들을 도시하며, 여기서 Rx/Tx 관계는 적어도 3개의 비컨 펄스가 청취 펄스 동안 전송될 수 있도록 설정된다. 도시된 바와 같이, 청취 펄스는 주기, 청취 주기(Listenperiod) 및 일정한 청취 지속 시간을 가질 수 있다. 비컨 온 펄스의 주기는 일정한 청취 지속시간의 1/3번째(예를 들어, 1/3 * Constant_Listen)로 본 명세서에서 표시된, 일정한 청취 지속시간의 분수일 수 있다. 따라서, 이런 타이밍도 예에서, 3개의 비컨 펄스는 모든 청취 펄스에 대해 존재할 수 있다.
도 13d는 예를 들어, F3Hz의 클록 속도에서 동작하는 Rx 및 Tx 사이클들의 타이밍도들을 도시한다. 도 13d는 Rx 및 Tx 사이클들의 대안적인 역할들을 이들 사이클이 도 13a-13c에서 수행하는 역할과 적어도 비교하여 예시한다. 도시된 바와 같이, Tx 사이클은 비컨 주기(Beacon Period로 표시됨)마다 일정한 비컨 지속 시간(Constant Beacon으로 표시됨)을 갖는 비컨 펄스를 제공할 수 있다. Rx 사이클은 일정한 비컨 지속 시간의 분수에서 펄스하는 청취 펄스를 가질 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 분수는 고정된 지속기간(예를 들어, 20ns)의 청취 펄스가 l/2*Constant_Beacon마다 제공되도록 1/2일 수 있다. 이 비는 예시적이지만, 전송기 유닛이 그 비컨 펄스를 제공하고 있는 동안 수신기 유닛이 비컨 펄스를 청취하는 것을 보장할 수 있다.
도 14에 대한 참고가 이하 이루어진다. 단계 1402에서 시작하여, 비컨/청취 타이머는 활성화될 수 있다. 비컨/청취 타이머는 POC 상태 머신이 비컨/청취 상태(예를 들어, 상태(610))에 진입할 때 활성화될 수 있다. 단계 1404에서, 비컨/청취 타이머는 EHF 비커닝 신호를 전송하는 회로를 주기적으로 기상시키기 위해 한 주기에 전력 온 비컨 펄스를 한번 제공할 수 있으며, 이 펄스는 고정된 지속 기간을 가진다. 예를 들어, 비컨 전용 회로(1244)는 주기적으로 기상될 수 있다. 단계 1406에서, EHF 비커닝 신호를 전송하는 회로는 비컨/청취 타이머로부터 수신된 전력 온 비컨 펄스들에 응답하여 기상될 수 있다. 전력 온 비컨 펄스는 예를 들어, 도 13a-13d에 도시된 비컨 펄스들 중 어느 하나일 수 있다. 도시된 바와 같이, 이들 비컨 펄스 중 어느 하나는 펄스가 HIGH인 고정된 지속 시간을 가진다. 단계 1408에서, EHF 비컨 신호는 전력 온 비컨 펄스의 고정된 지속 시간 동안 전송될 수 있다. 단계 1410에서, 회로는 고정된 지속 시간이 경과한 후 차단될 수 있다. 예를 들어, 비컨 전용 회로(1244)는 슬립(sleep)에 다시 놓일 수 있다.
단계 1412에서, EHF 통신 회로는 새로운 상태로의 전이가 있는지 체크할 수 있다. 이는 그 CP5 핀이 HIGH을 가는지 결정함에 의해 행해질 수 있다. CP5가 HIGH로 가지 않는다면, 프로세스는 단계 1404로 다시 루프될 수 있고, 이로 인해 비커닝 루프가 계속 EHF 비컨 신호들을 전송할 수 있게 한다. 더욱이, CP5가 HIGH로 가지 않는다는 결정은 POC 상태 머신을 비컨 상태(610)에 유지할 수 있다. 그러나 CP5가 HIGH로 간다면, 프로세스는 단계 1414로 진행할 수 있고, 이 단계는 EHF 통신 유닛이 활성화되게 할 수 있다. 예를 들어, 회로(1240) 모두는 활성화될 수 있다. 더욱이, CP5가 HIGH로 갈 때, POC 상태 머신은 상태들(604, 606, 608)을 통해 진행하고, 링크 트레이닝 상태(612)로 전이할 수 있다.
도 14에 도시된 단계들은 단지 예시적이며, 추가 단계들이 부가될 수 있으며, 하나 이상의 단계가 생략될 수 있고, 단계들의 순서가 바뀔 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, CP5가 HIGH로 가는지의 결정은 도 14의 프로세스 동안 임의의 지점에서 이루어질 수 있다.
지금 도 15에 대한 참고가 이루어진다. 단계 1502에서, 비컨/청취 타이머가 활성화될 수 있다. 비컨/청취 타이머는 POC 상태 머신이 비컨/청취 상태(예를 들어, 상태(610))에 진입할 때 활성화될 수 있다. 단계 1504에서, 비컨/청취 타이머는 EHF 비컨 신호를 청취하는 회로를 기상시키기 위해 주기적으로 전력 온 청취 펄스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 회로(1240)는 주기적으로 기상될 수 있다. 단계 1506에서, 회로는 비컨/청취 타이머로부터 수신된 일정한 청취 펄스에 응답하여 기상될 수 있다. 일정한 청취 펄스는 예를 들어, 도 13a-13d에 도시된 펄스들의 일정한 청취 지속시간 부분들 중 어느 하나일 수 있다. 회로(1240)가 기상될 때, POC 상태 머신은 상태(610)에서 상태들(604 및 606)로 전이할 수 있고, 상태(608)에서 종료된다. 단계 1508에서, EHF 통신 유닛은 일정한 청취 지속시간 동안 수신되고 있는 EHF 신호를 찾기 위해 회로를 모니터링할 수 있다. EHF 통신 유닛은 그것이 주의 상태(예를 들어, 상태(608))에 있는 동안 비컨 신호를 청취할 수 있고, 전력 온 청취 펄스가 만료할 때까지 이런 신호들을 계속 청취할 수 있다.
단계 1510에서는, 적어도 하나의 EHF 신호가 일정한 청취 펄스 동안 검출되는지에 관한 결정이 이루어진다. EHF 비컨 신호가 검출되지 않으면, 프로세스는 단계 1512로 진행할 수 있으며, 여기서 전력 온 청취 펄스가 만료되었는지에 관한 결정이 이루어진다. 청취 펄스가 만료되지 않았으면, 프로세스는 단계 1508로 다시 루프할 수 있다. 청취 펄스가 만료되었다면, 프로세스는 단계 1514로 진행하고, 이 단계는 EHF 비컨 신호를 청취하는 회로를 차단할 수 있다. 프로세스는 비컨/청취 타이머가 회로를 다시 턴온할 준비가 될 때 단계 1504로 다시 루프할 수 있다. 단계 1514에서, POC 상태 머신은 청취 상태(예를 들어, 청취 상태(610))로 전이할 수 있다.
단계 1510에서, EHF 신호가 검출되면, 프로세스는 단계 1516으로 진행할 수 있으며, 이 단계는 스테이 어웨이크 비트(예를 들어, 스테이 어웨이 레지스터(1250)에서의 비트)를 설정할 수 있고 스테이 어웨이크 타이머(예를 들어, 타이머(1260))를 활성화할 수 있다. 더욱이, POC 상태 머신은 EHF 비컨 신호 검출에 응답하여 링크 트레이닝 상태로 전이할 수 있다.
스테이 어웨이크 타이머(1260)는 POC 상태 머신이 임의의 하나 이상의 상태에 존재할 수 있는 시간제한 지속시간 설정할 수 있다. 실제 시간제한은 스테이 어웨이크 레지스터(1250)에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, POC 상태 머신이 링크 트레이닝 상태에 있을 때, POC 상태 머신은 이것이 기능 메시지 상태로 전이하기 전 스테이 어웨이크 타이머가 타임 아웃되는 경우 비컨/청취 상태로 다시 전이할 수 있다.
다양한 실시예들에 따라서 기능 메시지를 통신하기 위한 여러 상이한 접근법들 중 하나를 논의하기 위해 이하 도 16-21에 대한 참고가 이루어진다. EHF 통신 유닛이 기능 메시지 상태에서 전송기 유닛으로 동작하고 있을 때, 이 유닛은 그것이 CP5 핀 상에서 상승 에지를 수신할 때까지 또는 일부 다른 조건이 발생하는 경우 반복하는 메시지들의 스트림을 전송할 수 있다. 수신기 유닛은, 기능 메시지 상태에서 동작하고 있을 때, 다음 상태로 전이하기 전에 확인 메시지의 적어도 2개의 연속적인 복사를 수신하길 기다릴 수 있다. 메시지는 펄스 폭 코딩된(PWC, Pulse-Width Coded) 심벌들로서 전송될 수 있고, 유닛 내에서 실행하는 클록에 따라 직렬화된다. 각각의 심벌은 고정된 수의 클록 사이클들에 걸칠 수 있고, 상승 에지로 시작할 수 있고, 하강 에지로 종료될 수 있으며, 0 레벨로 종결될 수 있다. 도 16은 내부 클록(1610)에 따라 직렬화되는 3개의 상이하고 예시적인 심벌을 도시한다.
도 16은 심벌들(1620, 1630 및 1640)을 도시하며, 이들 각각은 상승 에지, 하강 에지 및 0 레벨로 종결을 포함한다. 예시적인 목적들을 위해, 각각의 심벌들은 이들이 임의의 적절한 수의 클록 사이클들에 걸칠 수 있다고 이해될지라도, 12개의 클록 사이클에 걸칠 수 있다. 심벌들은 각각의 클록 사이클에서 이진수 값에 따라 표현될 수 있다. 예를 들어, 심벌(1620)은 이진수 '0' 심벌을 표현할 수 있고, 심벌(1630)은 이진수 'S' 심벌을 표현할 수 있고, 심벌(1640)은 이진수 '1'을 표현할 수 있다. 심벌(1620)은 이진수 '0' 심벌이 110000000000에 의해 표현될 수 있도록 0 레벨 이진수 값들의 10개의 클록 사이클들이 뒤따르는 1레벨 이진수 값들의 2개의 클록 사이클들을 포함할 수 있다. 심벌(1630)은 이진수 'S' 심벌이 111110000000에 의해 표현될 수 있도록 0 레벨 이진수 값들의 7개의 클록 사이클들이 뒤따르는 1레벨 이진수 값들의 5개의 클록 사이클들을 포함할 수 있다. 심벌(1640)은 이진수 '1' 심벌이 111111111000에 의해 표현될 수 있도록 0 레벨 이진수 값들의 3개의 클록 사이클들이 뒤따르는 1레벨 이진수 값들의 9개의 클록 사이클들을 포함할 수 있다. 심벌들은 심벌을 표현할 수 없는 갭 사이클(1650)에 의해 갭이 생길 수 있으나, 이는 심벌 표현들 사이에 0 레벨로서 표현될 수 있다. 각각의 갭 사이클(1650)은 예를 들어, 하나의 클록 사이클에 걸칠 수 있다. 각각의 심벌의 이진수 표현은 단지 예시적이고 임의의 이진수 표현은 임의의 심벌에 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 기능 메시징의 다른 변형들이 가능하다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 고유한 제어 심벌들 또는 캐릭터들은 특히 PWC를 이용하지 않고 디지털 비트들의 형태로 발송될 수 있다.
수신기 유닛들은 각각의 전송기 유닛에 의해 전송되고 있는 심벌들의 고정된 백분율의 클록 사이클 부정합들을 수용할 때 허용 오차가 있을 수 있다. 공통 클록 또는 클록 복원 메커니즘이 없는 시스템에서, 클록 사이클 부정합들의 허용 오차(tolerance)는 전송기와 수신기가 클록 주파수들에서 부정합되게 하고 계속 신뢰성 있게 통신하게 할 수 있다. 예를 들어, 수신기 유닛은 1620개의 심벌로서 1-3 레벨 1 클록 사이클들, 1630개의 심벌로서 4-6 레벨 1 클록 사이클들 및 1640개의 심벌로서 7-11 레벨 1 클록 사이클들을 갖는 수신된 메시지들을 해석할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따르는 기능 메시지의 예시적인 포맷을 도시한다. 기능 메시지(1710)는 다양한 심벌들을 채워질 수 있는 여러 필드를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 메시지(1710)는 고정된 수의 심벌들로 채워질 수 있는 헤더 필드(1720), 및 각각이 심벌들의 다양한 크기의 비트 길이로 채워질 수 있는 여러 메시지 필드(1730-1735)를 포함할 수 있다. 헤더 필드(1720)는 메시지의 시작을 마킹할 수 있다. 예시적인 예로서, 4개의 'S' 심벌은 헤더를 정의할 수 있다. 메시지 필드들(1730-1735) 각각은 도면에서 X로 도시된 바와 같이 임의의 수의 비트들로 표현될 수 있다. 일례로서, 메시지 필드들(1730-1735) 각각은 16비트, 16비트, 16비트, 2비트, 2비트 및 28비트를 포함할 수 있다. 비트 길이들은 단지 예시적이고, 임의의 비트 길이가 필드들(1730-1735) 중 어느 하나에 사용될 수 있다. 메시지 필드(1730)는 암호를 표현할 수 있는 키 코드, 암호화 코드, 또는 대응부 디바이스에 의해 검증될 수 있는 다른 보안 관련 코드를 특정할 수 있다. 메시지 필드(1731)는 벤더 ID(vendor identification)를 특정할 수 있다. 벤더 ID는 레지스터, 판독 전용 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 EHF 통신 유닛 내의 일부 다른 영구 저장 메커니즘에 저장될 수 있다. 메시지 필드(1732)는 EHF 통신 디바이스의 동작 모드를 특정할 수 있다. 동작 모드는 하나 이상의 구성 핀들(예를 들어, 핀들(308-311))에 대한 상태들에 의해 설정되는 EHF 통신 디바이스의 데이터 전송 모드(예를 들어, USB, PCI 익스프레스 등)를 특정할 수 있다. 일부 실시예에서, 동작 모드는 도 3의 구성 핀 설정에 따라 정의될 수 있다. 메시지 필드(1733)는 특정 USB 모드 기능(예를 들어, 유닛이 호스트 또는 슬레이브 및 온-더-고(on-the-go) USB 기능인지)을 특정할 수 있다. 메시지 필드(1734)는 전송 대역을 특정할 수 있고, 전송 대역은 특정 반송 주파수 또는 반송파 주파수 오프셋을 지칭할 수 있다. 메시지 필드(1735)는 향후 애플리케이션을 위해 추가 기능 정보를 통신하는데 이용될 수 있는 향후 확장 필드일 수 있다. 원한다면, 메시지 필드(1735)는 향후 사용을 위해 2개 이상의 필드로 분할될 수 있다. 필드들 중 일부가 소정 애플리케이션들에 사용되지 않을 수 있으며, 일부 필드들이 존재하지 않을 수 있고, 기능 메시지(1710)의 부분이 아닌 다른 필드들이 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
도 18은 일 실시예에 따르는 수신된 기능 메시지를 처리하고 있는 수신기 유닛에 의해 취해질 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 단계 1802에서 시작하여, 기능 메시지가 수신될 수 있다. 기능 메시지는 도 17과 관련하여 상술한 바와 같이, 기능 메시징 포맷에 따라 대응부 전송기 유닛에 의해 전송될 수 있다. 이에 따라, 수신된 기능 메시지는 키 코드, 벤더 ID, 및 동작 모드를 포함할 수 있다. 동작 모드가 USB 모드인 경우, 기능 메시지는 또한 USB 기능 정보를 포함할 수 있다. 수신기 유닛은 그 자신의 로컬 기능 메시지 정보를 자신에 저장하거나 또는 프로그래밍할 수 있다. 예를 들어, 수신기 유닛은 벤더 정보, 동작 모드 정보 및 선택적인 USB 기능 정보를 가질 수 있다. 단계 1804에서는, 수신된 벤더 ID가 로컬 벤더 ID와 동일한지에 관한 결정이 이루어진다. 그들이 동일하지 않다면, 프로세스는 단계 1806으로 진행하고, 그들이 동일하다면 프로세스는 단계 1808로 진행한다. 단계 1806에서, 기능 메시지의 검증이 중지되고, 그로 인해 POC 상태 머신이 그 진행 및 재시작에서 빠져나가게 한다.
벤더 ID가 단계 1804에서 검증될 때 다음 단계인 단계 1808에서, 수신된 동작 모드가 로컬 동작 모드와 함께 유효하게 동작할 수 있는지에 관한 결정이 이루어진다. 일부 애플리케이션에서, 수신된 동작 모드 및 로컬 동작 모드는 동일할 수 있고, 이는 수신된 동작 모드 및 로컬 동작 모드 중에서 유효 동작을 초래할 것이다. 다른 애플리케이션에서, 수신된 동작 모드 및 로컬 동작 모드는 상이할 수 있으며, 이는 예를 들어, 다양한 USB 모드들을 갖는 경우이다. 일부 상이한 USB 모드들은 함께 유효하게 동작할 수 있고 다른 모드들은 그렇지 않을 수 있다. 도 19는 어느 USB 모드들이 함께 유효하게 동작하고 어느 모드들이 동작하지 않는지를 보여주는 예시적인 표를 도시한다. EHF 통신 유닛은 단계 1808에서 결정할 때 이 표에 액세스할 수 있다. 도 19에 도시된 바와 같이, 수신모드(Received Mode) 열, 로컬모드(Local Mode) 열 및 결과(Result) 열이 있다. 결과 열은 동일 행에서 식별된 USB 모드들이 함께 유효하게 동작할 수 있는지를 나타낸다. USB 모드들은 USB 2.0, USB 3.0 및 USB 3/2 오토를 포함할 수 있다. USB 3/2 오토는 USB 사양에 의해 결정된 바와 같이, 다양한 팩터들에 따라 USB 2.0 또는 USB 3.0을 이용하기 위해 자동적으로 분해되는(resolved) 절환 가능한 USB 모드일 수 있다.
도 18을 다시 참고하면, 단계 1808에서 양쪽 모드들이 함께 유효하게 동작할 수 없다고 결정하는 경우, 프로세스는 단계 1806으로 진행하여, 기능 검증을 종료한다. 양쪽 모드들이 함께 동작할 수 있다고 결정하는 경우, 프로세스는 단계 1810으로 진행한다. 단계 1810에서, 동작 모드가 USB 모드인지에 대한 결정이 이루어진다. 동작 모드는 USB 모드가 아닌 경우, 프로세스는 단계 1812로 진행한다. 단계 1812에서, 수신된 기능 메시지는 검증된 것으로 고려될 수 있으며, POC 상태 머신은 다음 전이 상태(예를 들어, 데이터 전송 상태가 후속하는 보류 상태(hold off state))로 진행할 수 있다. 단계 1810에서 동작 모드가 USB 모드라고 결정되는 경우, 프로세스는 단계 1814로 진행할 수 있다.
단계 1814에서, 수신기 유닛은 그 USB 기능 모드를 위해 로컬 코드를 계산할 수 있다. 이 로컬 코드는 디바이스가 USB 클라이언트, USB 호스트, USB OTG 클라이언트 또는 USB OTG 호스트인지를 나타낼 수 있다. 이 로컬 코드는 기능 메시지의 USB 기능 필드를 채울 수 있다. 수신기는 POC 상태 머신의 상이한 스테이지들 동안 구성 핀들 중 하나(예를 들어, 핀(308))의 상태들을 샘플링하고 로컬 코드를 계산하기 위해 샘플링된 상태들을 비교함으로써 그 로컬 코드를 계산할 수 있다. 예를 들어, 유닛은 주의 상태 및 기능 메시지 상태 동안 구성 핀들 중 하나(예를 들어, 핀(308))의 상태를 등록할 수 있다. 등록된 상태들은 로컬 코드를 계산하기 위해 비교된다. 도 20은 로컬 코드를 계산하기 위해 액세스될 수 있는 예시적인 룩업 테이블을 보여준다. 도 20을 지금 참고하면, 주의 상태 및 기능 메시지 상태에서 구성 핀에 대한 값들이 표시된다. 값들은 0, 1, 플로트(FLOAT), 및 돈 캐어(don't care)와 유사한 X를 포함할 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 핀이 주의 상태에서 0일 때, 계산된 코드는 00일 수 있다. 다른 경우에서, 핀이 주의 상태에서 1일 때, 계산된 코드는 01일 수 있다. 두 경우에, 기능 메시지 상태에서의 핀의 값은 고려되지 않는다. 핀이 주의 상태에서 FLOAT이고 기능 메시지 상태에서 1인 경우, 계산된 코드는 11일 수 있다. 핀이 주의 상태에서 FLOAT이고 기능 메시지 상태에서 0 또는 FLOAT인 경우, 계산된 코드는 10일 수 있다. 계산된 코드는 EHF 통신 유닛의 USB 모드 기능 및 호스트 디바이스와의 그 활성 연결을 특정할 수 있다. 예를 들어, 00의 로컬 코드는 USB 호스트 전용 모드를 나타낼 수 있고, 01의 로컬 코드는 USB 클라이언트 전용 모드를 나타낼 수 있고, 10의 로컬 코드는 온-더-고(on-the-go) 호스트 모드를 나타낼 수 있고, 11의 로컬 코드는 온-더-고 클라이언트 모드를 나타낼 수 있다.
전송기 유닛이 그 USB 모드 기능을 결정하기 위해 도 20에 도시된 것과 동일한 표에 액세스할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그 USB 모드 기능을 계산할 때, 전송기 유닛은 수신기 유닛에 전송하는 기능 메시지에 적절한 코드를 포함시킬 수 있다. 특히, 메시지(1710)의 메시지 필드(1733)에 해당 코드를 포함시킬 수 있다.
도 18을 다시 참고하면, 단계 1816에서, 수신된 USB 모드 기능 코드는 로컬 USB 기능 코드와 비교된다. 그 후, 단계 1818에서, 수신된 코드와 로컬 코드의 비교에 기초하여 액션이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 21은 수신된 코드와 로컬 코드의 비교에 기초하여 취할 수 있는 예시적인 액션들을 보여준다. 표시된 바와 같이, 비교 결과들의 일부는 무효 기능 메시지의 결정을 초래할 수 있으며, 이는 POC 상태 머신이 기능 메시지 상태로부터 떨어져 나가서 비컨/청취 상태로 복귀하게 할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 비교들의 일부는 유효 기능 메시지의 결정을 초래할 수 있다. 유효 기능 메시지에 응답하게, POC 상태 머신은 다음 상태(예를 들어, 보류 상태 및/또는 데이터 전송 상태)로 진행할 수 있다. 일부 액션들은 또한 구성 핀들(예를 들어, 핀(308)) 중 하나를 논리 0 또는 1로 구동하는 것을 포함할 수 있다.
도 18에 도시된 단계들은 단지 예시적이며, 단계들이 수행되는 순서는 재배열될 수 있고, 추가 단계들은 추가될 수 있고, 단계들은 생략될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 수신된 기능 메시지의 확인을 평가하기 위해 수신된 키 코드와 로컬 키 코드를 비교하는 단계들이 추가될 수 있다. 또한, 추가 인증은 기능 메시지 상태 동안 수행될 수 있다.
이하에서는 다양한 실시예들에 따르는 데이터 전송 모드들에 대한 추가 논의를 위해 도 22 내지 29에 대한 참고가 이루어진다. 상술한 바와 같이, EHF 통신 칩을 위한 데이터 전송 모드는 그 구성 및 제어 핀들(예를 들어, 핀들(308-313))의 상태들에 기초하여 설정된다. 이런 EHF 통신 칩들 중 일부가 서로 함께 사용될 때, 그들은 선택된 데이터 전송 모드에 따르는 칩-대-칩 비접촉 통신을 가능하게 할 수 있다. 도 22-29는 다양한 데이터 전송 모드를 구현하기 위한 상이한 연결도들을 도시한다. 이들 도면에 도시된 통신 유닛들 각각은 도 3에 도시된 것과 같은 EHF 통신 유닛을 포함할 수 있으며, 이에 따라 유사한 컴포넌트 및 핀 지정은 이들 도면의 논의 중에 언급될 수 있다.
도 22a-22c는 다양한 실시예들에 따르는 여러 상이한 USB 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다. 도 22a는 USB 3.0 전송 모드에 대한 예시적인 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 고속 데이터 핀들은 각각의 EHF 유닛에 의해 이용되고 있다. 특히, SSTX+/-로 표시된 초고속(SS, Super Speed) 전송 데이터는 이들 고속 핀을 통해 전송기 유닛(2202)에 제공될 수 있다. 유닛(2202)은 해당 데이터를 수신기 유닛(2212)에 비접촉 전송할 수 있으며, 수신기 유닛은 해당 데이터를 그 고속 핀들을 통해 출력한다. SSRX+/-로 표시된 초고속(SS) 수신 데이터는 고속 핀들을 통해 전송기 유닛(2214)에 제공될 수 있다. 전송기 유닛(2214)은 해당 수신 데이터를 수신기 유닛(2204)에 비접촉 전송할 수 있으며, 수신기 유닛은 해당 데이터를 그 고속 핀들을 통해 출력한다. CP5 및 CP6 핀들은 도시된 것처럼 유선일 수 있다.
도 22b는 USB 2.0 데이터 전송 모드에 대한 예시적인 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 저속 데이터 핀들은 각각의 EHF 유닛에 의해 이용되고 있다. 특히, D+/-로 표시된 전송 데이터는 이들 저속 핀을 통해 전송기 유닛(2202)에 제공될 수 있다. 유닛(2202)은 해당 데이터를 수신기 유닛(2212)에 비접촉 전송할 수 있으며, 수신기 유닛은 해당 데이터를 그 저속 핀들을 통해 출력한다. D+/-로 표시된 수신기 데이터는 저속 핀들을 통해 전송기 유닛(2214)에 제공될 수 있다. 전송기 유닛(2214)은 해당 수신 데이터를 수신기 유닛(2204)에 비접촉 전송할 수 있으며, 수신기 유닛은 해당 데이터를 그 저속 핀들을 통해 출력한다. 저속 핀들, CP5 핀들 및 CP6 핀들은 도시된 것처럼 유선일 수 있다.
도 22c는 USB 3.0/2.0 오토 절환 가능한 데이터 전송 모드에 대한 예시적인 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연결도는 USB 3.0과 2.0 전송 모드들 양자의 조합일 수 있다. 고속 핀들, 저속 핀들, CP5 핀들 및 CP6 핀들은 도시된 것처럼 유선일 수 있다. 이 모드에서, USB 3.0 또는 USB 2.0 중 어느 하나는 기능 메시지 및 다른 입력 파라미터들의 결과에 따라서, 데이터 전송을 위해 선택될 수 있다.
도 23a 및 23b는 다양한 실시예들에 따르는 여러 상이한 디스플레이 포트 모드들 중 하나에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도를 도시한다. 도 23a는 디스플레이 포트 전송 모드 및 내장된 디스플레이 포트 모드에 대한 예시적인 연결도를 도시한다. EHF 칩들은 구성 핀들 중 하나(예를 들어, CP4 핀(311))에 의해 식별되는, 소스 또는 싱크로서 지정될 수 있다. 임의의 적당한 수의 EHF 칩들(예를 들어, 일반적으로 4개의 칩)은 주 링크들로서 역할을 할 수 있고, 다른 EHF 칩은 보조 링크로서 역할을 할 수 있다. 단지 2개의 주 링크가 도시되고, 이들 각각은 그 고속 핀들 상에서 데이터를 수신하고/하거나 출력할 수 있다. 데이터는 고속 핀들을 투과적으로 통과할 수 있다. 싱크 측 상에서, 주 링크 0은 "0"으로 묶인 그 저속 데이터 핀을 가질 수 있고, 주 링크들 1-3은 "1"로 묶인 그들의 저속 데이터 핀을 가질 수 있다. CP6 및 CP5 핀들은 도시된 것처럼 연결될 수 있다.
보조 링크는 동작의 반이중, 방향-반전 모드에서 동작할 수 있다. 보조 링크를 이용하는 EHF 유닛들은 데이터 I/O를 위한 그들의 저속 데이터 핀들, 및 핫 플러그 검출(HPD, Hot Plug Detect)을 위한 그들의 구성 핀들 중 하나(예를 들어, CP1 핀(308))를 이용할 수 있다.
도 23b는 MyDP 전송 모드에 대한 예시적인 연결도를 도시한다. MyDP에 대한 연결도는 단일 주 링크 및 보조 링크를 도시한다. 도시된 것처럼, 주 링크들은 (호스트 디바이스의) 고속 핀들에 묶인다. 보조 링크의 싱크 측은 논리 HIGH에 묶인 그 구성 핀들 중 하나(예를 들어, CP1 핀(308))를 가지며, 보조 데이터는 양쪽 저속 핀들에 묶인다. 보조 링크의 소스 측은 플로팅으로 남겨진 그 구성 핀들 중 하나(예를 들어, CP1 핀(308))를 가지며, 보조 데이터는 단지 하나의 저속 핀에 묶인다. CP5 및 CP6 핀들은 도시된 것처럼 연결될 수 있다.
도 24는 SATA 또는 SAS 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연결도는 도 22a의 USB 3.0 연결도와 유사하고, 데이터의 차이들이 EHF 통신 유닛들에 제공되고/되거나 이들로부터 출력된다.
도 25는 예를 들어, PCIe와 같은 다중 레인 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연결도는 도 22a의 USB 3.0 연결도와 유사하고, 데이터의 차이들이 EHF 통신 유닛들에 제공되고/되거나 이들로부터 출력되며, 유닛들의 동일한 그룹들의 다수의 인스턴스가 이용되고 있다. 도시된 바와 같이, 데이터의 N개의 레인은 PCIe 전송 모드를 이용하여 구현될 수 있고, 각각의 레인은 EHF 유닛들의 그 자신의 전이중 세트를 요구할 수 있다.
도 26은 예를 들어, SGMII(Serial Gigabit Media Independent Interface)를 이용하는 기가비트 이더넷과 같은 이더넷 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 연결도는 도 22a의 USB 3.0 연결도와 유사하고, 데이터의 차이들이 EHF 통신 유닛들에 제공되고/되거나 이들로부터 출력된다. 또한, 도 26은 이더넷의 물리적 계층을 도시한다.
도 27은 I2S 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 유닛들은 마스터 또는 슬레이브와 연관될 수 있다. 예를 들어, 마스터는 미디어 플레이어 또는 전화기와 같은 디바이스들과 연관될 수 있고, 슬레이브는 헤드폰들, 마이크로폰 또는 헤드셋과 같은 디바이스들과 연관될 수 있다. 마스터 전송기 유닛은 그 구성 핀(예를 들어, CP1 핀(308)) 및 저속 핀들 상에서 각각 직렬 클록(SCK, Serial Clock), 직렬 데이터(SD, Serial Data) 및 워드 싱크(WS, Word Sync) 신호를 수신할 수 있다. 슬레이브 수신기 유닛은 이들 동일한 신호를 출력 핀들에 출력할 수 있다. SD 및 WS 신호들은 슬레이브 디바이스에서 SCK 신호와 함께 레지스터 내로 클럭되고(clocked), 레지스터는 슬레이브 디바이스에서 내부 클록을 이용하여 비동기식으로 오버-샘플링될 수 있다.
슬레이브 전송기 유닛은 그 저속 데이터 핀들 중 하나 상에서 수신된 SD 신호들(예를 들어, 입력 신호들 또는 마이크로폰 신호들)을 마스터 수신기 유닛에 전송할 수 있다. 슬레이브 전송기 유닛 및 마스터 수신기 유닛은, 본 명세서에 도시된 것처럼, 일반 저속 모드에 따라 동작할 수 있고, 이 모드는 비동기식으로 데이터를 전송하는 모드일 수 있다. 더욱이, 일반 저속 모드에서, 데이터는 EHF 통신 유닛들을 투과적으로 통과할 수 있다. 전송기 디바이스에서, 데이터는 저속 데이터 핀들 중 하나에서 수신되며, 완전 반송파에 매핑된 '1'과, 부분 반송파에 매핑된 '0'을 가진 2 레벨 EHF 시그널링에 매핑된다. 수신기 디바이스는 2 레벨 EHF 신호를 수신하고 그 저속 데이터 핀들 중 하나에서 원래 이진수 스트림을 재생할 수 있다.
도 28a-28c는 다양한 실시예들에 따르는 GPIO 또는 I2C 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 상이한 연결도들을 도시한다. 특히, 도 28a는 양방향 GPIO 전송 모드를 위해 배선된 EHF 유닛들의 연결도를 도시하고, 도 22b는 단방향 GPIO 전송 모드를 위해 배선된 EHF 유닛들의 연결도를 도시한다. 이들 모드 양쪽에서, 저속 핀들 및 구성 핀들 중 하나(예를 들어, CP1 핀 (308))는 I/O 핀들로서 이용된다. 호스트 디바이스(도시 생략) 내의 수신기 유닛들의 I/O들은 고정된 저항 내부 풀-업(pull-up)들을 가진 개방-드레인 출력으로서 행동할 수 있다. 호스트 디바이스(도시 생략) 내의 전송기 유닛들의 I/O들은 2개의 상태 입력으로서 작용할 수 있다.
도 28c는 I2C 전송 모드를 위해 배선된 EHF 유닛들의 연결도를 도시한다. 이 모드는 GPIO 모드와 유사하게 동작할 수 있지만, 저속 핀들 중 하나만이 이용되고 동일한 구성 핀이 이용된다. 또한, 외부 저항 풀-업들(즉, R1 또는 R2)은 내부 저항 풀-업들 대신에 이용될 수 있다. 완전한 링크는 SDA(데이터) 및 SCK(클록) 마스터-대-슬레이브를 전송하기 위해 I2C 모드에서의 유닛들, 및 슬레이브-대-마스터로부터 SDA를 전송하기 위해 일반 저속 모드에서의 유닛들을 이용하여 형성될 수 있다. 일반 저속 모드가 I2C 전송 모드를 지원하는데 이용되게 하기 위해, 수신기 유닛 상의 저속 핀(예를 들어, LSD_c 핀)은 전송기 유닛의 입력 개방-드레인 저속 데이터 핀(예를 들어, LSD_t 핀)에 연결된 개방-드레인 출력으로서 작용할 수 있다. 이들 핀은 함께 연결되고 저항기를 통해 VDD에 외부로 연결될 수 있다.
도 29는 의식의 진행을 요구하지 않은 일반 데이터 전송 모드에 따라 동작하도록 구성된 EHF 칩들에 대한 연결도를 도시한다. 이 모드는, POC 상태 머신이 CP4 상태(예를 들어, CP4 상태(606))에서 데이터 전송 상태(예를 들어, 상태(618))로 전이할 수 있는 것을 제외하고는 일반 저속 모드와 유사하게 작용할 수 있어, 그로 인해 주의, 링크 트레이닝 및 기능 메시지 상태들을 우회할 수 있다. 이런 전이는 도 6의 전이 19와 유사하다. 또한, 오프 상태로의 전이를 제외하고는 데이터 전송 상태로부터 출구가 없을 수 있다. 이 모드는 마이크로제어기에 의해 관리되는 독립형 링크로서 이용될 수 있다. CP6 입력은 전송기 유닛 상에서 EHF를 가능하게 할 수 있고, 수신기 유닛 상에서 EHF의 존재(0 또는 1 중 어느 하나)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, CP6이 전송기 유닛 상에서 HIGH일 때, 데이터는 EHF 시그널링을 통해 1 또는 0으로서 전송될 수 있고, 그렇지 않으면 EHF 유휴 신호가 전송될 수 있다. EHF 유휴 신호는 상술한 바와 같이 "부활 펄스"와 유사할 수 있다.
이하에서는 다양한 실시예들에 따르는 데이터 전송 유휴 상태를 더 상세히 논의하기 위해 도 30 내지 32에 대한 참고가 이루어진다. 도 30은 데이터 전송 유휴 상태 동안 전송기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 도 31은 데이터 전송 유휴 상태 동안 수신기 유닛이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 도 32는 데이터 전송 유휴 부활 사이클의 예시적인 타이밍도들을 도시한다. 일반적으로, 이전에 논의한 것처럼, 데이터 전송 유휴 상태는 하나 이상의 데이터 전송 모드(예를 들어, USB 2.0, USB 3.0 및 디스플레이 포트)를 위한 빠른 진입 및 진출 저전력 상태들을 가능하게 할 수 있다.
도 30의 단계 3002에서 시작하여, 전송기 유닛은 데이터 전송 유휴 상태에 진입할 수 있다. 데이터 전송 유휴 상태로 진입하기 위한 조건들은 도 6을 참고하여 상술했다. 단계 3004에서, EHF 신호들을 전송하기 위해 동작 가능한 회로를 포함하는 다양한 회로는 전원이 차단될 수 있다. 일부 실시예에서, 차단된 회로는 유닛이 비컨/청취 상태에 있을 동안 전원이 차단되는 동일한 회로일 수 있다. 그 후, 단계 3006에서, 부활 타이머가 활성화될 수 있다. 부활 타이머는 전원 차단 회로를 주기적으로 기상시킬 수 있어, 그 회로가 EHF 부활 펄스 신호(아래 논의됨)를 전송할 수 있게 한다. 단계 3008에서, 회로는 부활 타이머로부터 명령에 응답하여 기상할 수 있으며, 단계 3010에서 그 회로는 EHF 부활 펄스를 전송할 수 있다. EHF 부활 펄스는 고정된 기간마다(예를 들어, 3.125μs마다) 고정된 수의 클록 사이클들(예를 들어, 16개의 클록 사이클)에 걸친 일련의 1들을 포함할 수 있다. 이런 EHF 부활 펄스의 예들은 도 32에 도시된다. 단계 3012에 표시된 바와 같이, EHF 부활 펄스가 전송된 후, 회로는 차단된다. 회로가 차단된 후, 프로세스는 단계 3008로 다시 루프할 수 있다. 전송기 유닛은 데이터 전송 상태 또는 비컨/청취 상태로 복귀할 때까지 EHF 부활 펄스를 계속 전송할 수 있다. 이들 전이가 이하 논의된다.
흐름도는 부활 타이머 루프와 동시에 실행하고 있는 2개의 다른 루프를 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 루프들 중 하나는 단계 3002로부터 단계 3020으로 전이한다. 단계 3020에서, 데이터가 입력 버퍼에 수신되었는지에 관한 결정이 이루어진다. 예를 들어, 전송기 유닛은 임의의 데이터가 그 고속 또는 저속 데이터 핀들 상에서 수신되었는지 결정할 수 있다. 데이터가 수신되지 않으면, 프로세스는 단계 3020로 다시 루프한다. 데이터가 수신되면, 전송기 유닛은 데이터 전송 상태로 진입할 수 있다.
루프들 중 다른 하나는 단계 3030에서 시작한다. 단계 3030에서, 전송기 유닛의 CP6 핀이 '0'으로 갔는지에 관한 결정이 이루어진다. 그렇지 않다면, 프로세스는 단계 3032로 진행하고, 이 단계에서는 전송기 유닛의 CP5 핀이 소정의 미리 정의된 기간 동안 0에 남아 있는지 결정한다. 그렇지 않다면, 프로세스는 단계 3030으로 다시 진행한다. 단계 3030에서 결정이 예인 경우, 프로세스는 단계 3034로 진행할 수 있고, 이 단계에서는 유닛이 비컨/청취 상태에 진입하게 할 수 있다. 단계 3032에서 결정이 예인 경우, 프로세스는 단계 3034로 진행할 수 있다.
도 31의 단계 3102에서 시작하여, 수신기 유닛은 데이터 전송 유휴 상태에 진입할 수 있다. 데이터 전송 유휴 상태에 진입하기 위한 조건들은 도 6을 참고하여 상술했다. 단계 3104에서, EHF 신호들의 존재를 검출하기 위해 동작 가능한 회로를 포함하는 다양한 회로는 전원이 차단될 수 있다. 일부 실시예에서, 차단된 회로는 유닛이 비컨/청취 상태에 있을 동안 전원이 차단되는 동일한 회로일 수 있다. 그 후, 단계 3106에서, 청취 타이머는 활성화될 수 있다. 청취 타이머는 전원 차단 회로를 주기적으로 기상시킬 수 있어, 그 회로가 EHF 신호들을 청취할 수 있게 한다. 단계 3108에서, 회로는 청취 타이머로부터 명령에 응답하여 기상할 수 있으며, 따라서 회로는 고정된 기간마다 일정한 청취 주기 동안 EHF 신호들을 청취일 수 있다. 일정한 청취 주기는 청취 타이머에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 청취 시간은 회로가 125μs마다 6.25μs 동안 EHF 신호들을 청취하게 할 수 있다. 이런 수신기 청취 펄스의 예들은 도 32에 도시된다.
단계 3110에서, EHF 신호들이 수신되었는지에 관한 결정이 이루어진다. EHF 신호들이 수신되지 않았다면, 프로세스는 단계 3112로 진행할 수 있고, 이 단계에서는 타임 아웃 타이머가 타임 아웃되었는지 체크한다. 타임 아웃 타이머는 수신기가 EHF 활동의 비발생으로 인해 비컨/청취 상태로 전이해야 하는지를 제어할 수 있다. 따라서, 타임 아웃 타이머가 타임 아웃되었다면 수신기 유닛은 단계 3116에 표시된 바와 같이, 비컨/청취 상태로 진입할 수 있지만, 타이머가 타임 아웃되지 않았다면, 프로세스는 단계 3114로 진행할 수 있다. 단계 3114에서, 회로는 전원이 차단될 수 있고, 프로세스는 단계 3108로 다시 루프할 수 있다. 단계 3110에서 EHF 신호들이 수신되면, 프로세스는 단계 3118로 진행할 수 있다.
단계 3118에서, 수신된 EHF 신호들이 부활 펄스 또는 비유휴 펄스를 나타내는지에 관한 결정이 이루어진다. 이 결정은 수신된 EHF 신호들의 버스트 길이를 기초로 할 수 있다. 수신된 EHF 신호들은 버스트를 형성하기 위해 함께 그룹화되는 일련의 l들 및/또는 0들을 포함할 수 있다. 수신 신호들의 버스트 길이가 비유휴 시간 임계값을 초과하면, 수신된 EHF 신호들은 비유휴 펄스로서 분류될 수 있고, 프로세스는 3124로 진행할 수 있고, 그 후 단계 3126에서 데이터 전송 상태로 진입할 수 있다. 수신된 신호들의 버스트 길이가 부활 펄스 시간 범위 내에 있는 1들의 버스트를 포함한다면, 수신된 EHF 신호들은 부활 펄스로 분류될 수 있다. 부활 펄스 시간 범위는 EHF 부활 펄스 신호의 펄스 길이에 집중된 하부 시간 경계(lower time bound) 및 상부 시간 경계를 포함할 수 있다. 예를 들어, EHF 부활 펄스 신호의 펄스 길이가 60ns이면, 하부 시간 경계는 40ns일 수 있고, 상부 시간 경계는 80ns일 수 있다. 유휴 시간 임계값은 부활 펄스 범위의 상부 시간 경계보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 유휴 시간 임계값은 1.2μs일 수 있다. 수신된 EHF 신호들이 부활 펄스라고 결정될 때, 프로세스는 단계 3120로 진행할 수 있고, 그 후 단계 3122로 진행할 수 있고, 이 단계에서는 단계 3108로 다시 루프하기 전에, 타임아웃 타이머를 리셋한다.
도 32는 전송기 및 수신기 유닛들 양자에 대한 유휴 부활 사이클의 예시적인 타이밍도들을 도시한다. Tx 사이클은 3.125μs마다 약 60ns의 펄스 폭을 갖는 예시적인 부활 펄스들을 나타낸다. Rx 사이클은 수신기 회로가 청취 사이클마다 일정한 청취 주기 동안 EHF 신호들을 청취하는 예시적인 청취 사이클을 나타낸다.
이하에서는 일 실시예에 따르는, 2개의 EHF 통신 유닛 사이에 EHF 통신 링크를 확립하기 위한 대안적인 접근법을 논의하기 위해 도 33 내지 36에 대한 참고가 이루어진다. 이런 대안적인 접근법은 기상 루프가 EHF 통신 링크를 확립하기 위해 2개의 EHF 통신 유닛만을 요구한다는 점에서 도 9를 참고하여 상술한 접근법과 상이하다. 이 접근법은 EHF 통신 유닛들 사이에 데이터 및 신호들을 통신하기 위해 유선 및 비접촉 연결들 모두를 이용하는 기상 루프에 대한 필요성을 제거한다. 따라서, 이 접근법에서 2개의 EHF 통신 유닛은 링크를 확립하기 위해 비접촉 EHF 신호들을 이용하여 서로 직접 통신할 수 있다.
도 33은 통신 시스템(3300)을 예시하며, 여기서 2개의 전자 디바이스(3310 및 3320)는 일 실시예에 따라서 비접촉 통신 링크를 통해 서로 통신할 수 있다. 시스템(3300)은 시스템들(100 및 200)과 많은 점에서 유사하다. 제1 디바이스(3310)는 EHF 통신 유닛(3312) 및 호스트 시스템(3316)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(3316)은 EHF 통신 유닛(3312)과 통신할 수 있다. 유사하게, 제2 디바이스(3320)는 EHF 통신 유닛(3322) 및 호스트 시스템(3326)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(3326)은 EHF 통신 유닛(3322)과 통신할 수 있다. 호스트 시스템들(3316 및 3326)은 호스트 시스템들(104 및 124)과 유사할 수 있으며, 이들 모두는 이들 각각의 디바이스들에 특정한 회로를 포함하고, 이에 따라 디바이스들(3310 및 3320)이 이들의 의도된 기능을 위해 동작할 수 있게 한다.
일부 실시예에서, EHF 통신 유닛들(3312 및 3324) 각각은 전술한 바와 같이 EHF 통신 유닛(106 또는 126)과 동일할 수 있다. 이에 따라, EHF 통신 유닛들(3312 및 3324)은 EHF 신호들을 전송하고 수신할 수 있는 송수신기들을 포함하고, 이에 따라 양방향 EHF 통신을 수행할 수 있다. 이런 양방향 EHF 통신 링크는 비접촉 통신 링크(3330)로 표시된다. 또한, 도시된 것처럼, 단일 링크 기상 루프는 EHF 통신 유닛들(3312 및 3322) 및 링크(3330)만을 포함한다.
디바이스들(3310 및 3320)이 링크(3330)를 통해 서로 통신하기 위해서, EHF 유닛들(3312 및 3322)은 데이터가 디바이스들 사이에 전송될 수 있기 전에 일련의 단계들을 거쳐 진행할 필요가 있을 수 있다. 이들 단계는 하나 이상의 상태 머신에 의해 제어될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상태 머신들은 POC 상태 머신과 유사할 수 있다. 일부 실시예에서, 유닛들(3312 및 3322)의 각각은 POC 상태 머신과 동일한 상태들을 통해 진행할 수 있지만, 상태 변화 통지가 제공되는 방법이 상이하고, 하나 이상의 상태를 충족시키기 위한 조건들이 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 시스템과 관련돼서 동작하는 POC 상태 머신은 상태 통지를 통신하기 위해 유선 경로들을 이용하고, 반면에 도 33과 관련돼서 동작하는 POC 상태 머신은 상태 통지를 통신하기 위해 임의의 유선 경로들을 이용하지 않고, 오히려 상태 변화 통지를 제공하기 위해 통신 링크(3330)만을 이용한다. 더욱이, 유선 경로들이 상태 변화들을 전파하는데 이용되지 않고 있기 때문에, EHF 통신 유닛들(3312 및 3322)은 통신 링크(3330)를 통해 EHF 신호들을 교대로 전송하고 수신할 수 있다.
시스템(3300)에 이용된 단일 링크 기상 루프는 EHF 통신 유닛들(3312 및 3322) 각각이 전송기와 수신기 모드들 사이에서 절환하도록 요구할 수 있다. 예를 들어, 유닛(예를 들어, 3313)이 제1 상태에 있고 링크(3330)를 통해 데이터를 전송하고 있다면, 해당 유닛은 제1 기간 동안 데이터를 전송하기 위해 전송기 모드에서 동작할 수 있고, 그 후 제2 기간 동안 다른 유닛에 의해 전송될 수 있는 데이터를 청취하기 위해 수신기 모드로 절환할 수 있다. 제2 기간이 경과한 후, 유닛은 전송기 모드로 다시 절환될 수 있고, 유닛이 다른 상태로 절환되게 하는 조건이 충족될 때까지 이 사이클을 반복한다. 예를 들어, 유닛은 자신이 수신기 모드에서 동작하고 있을 때 통지가 수신되면 상이한 상태로 전이할 수 있다.
도 34는 일 실시예에 따르는, 유닛들(3310 및 3320)의 POC 상태들, 및 동작의 전송기 및 수신기 모드들을 보여주는 예시적인 타이밍도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 유닛들(3322 및 3312)은 비커닝 또는 청취, 링크 트레이닝, 기능 메시지, 및 데이터 전송 상태들을 통해 전이한다. 각각의 상태에서, 타이밍도는 각각의 유닛에 대한 동작의 Tx 및 Rx 모드들을 보여준다. 그러나, 동작의 Tx 및 Rx 모드들은 단지 예시적이고, 도면은 유닛들이 하나 이상의 상태 동안 모드들 간에 어떻게 절환되는지를 보여준다. 또한, 동작의 모드들은 각각의 유닛이 그 각각의 POC 상태 머신을 통해 진행하기 위해 그 송수신기를 어떻게 동작시키는지 예시한다. 예를 들어, 유닛(3322)은 비커닝 상태에서 모드들 간에 절환하는 것으로 도시된다. 전송 모드에서 유닛(3322)은 EHF 신호를 전송할 수 있고, 수신 모드 신호에서 유닛(3322)은 링크 트레이닝 상태로 전이할지를 결정하기 위한 신호를 청취할 수 있다. 이 예를 계속 참고하면, 유닛(3312)은 청취 상태에 있을 수 있으며, 이 상태의 수신 모드에서 그 유닛은 EHF 신호들을 청취하고 전송 모드에서 그 유닛은 그 EHF 신호들을 수신했다고 확인 응답하는 EHF 신호를 전송할 수 있다. 또한, 그 유닛은 링크 트레이닝 상태로 전이할 수 있다. 유닛(3322)이 유닛(3312)으로부터 확인응답 신호를 수신할 때, 그것도 링크 트레이닝 상태로 전이할 수 있다. 상태들을 통한 진행을 위해 모드들 간의 이런 절환 사이클은 양쪽 유닛들이 데이터 전송 상태에 진입하거나 또는 하나 이상의 팩터에 의해 진행이 중단될 때까지 계속될 수 있다.
도 35는 일 실시예에 따르는, 전송기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛(예를 들어, 유닛(3322))이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 이 유닛이 전송기 유닛으로서 주로 동작하고 있을지라도, 이는 또한 다른 유닛(예를 들어, 유닛(3312))으로부터 신호들을 수신하기 위한 수신기 유닛으로 동작할 수 있음이 이해된다. 단계 3502에서 시작하여, 비컨 신호는 EHF 통신 유닛(예를 들어, 유닛(3322))에 의해 전송될 수 있다. 여기서, 유닛은 전송기 모드에서 동작하고 있다. 단계 3504에서, EHF 유닛은 다른 유닛(예를 들어, 유닛(3312))으로부터 EHF 응답을 청취할 수 있다. 여기서, 유닛은 수신기 모드에서 동작하고 있다. 단계 3506에서는, EHF 응답이 수신되는지에 관한 결정이 이루어진다. 아니오인 경우, 흐름도는 단계 3502로 복귀한다. 예인 경우, 흐름도는 단계 3508로 진행하고, 여기서 EHF 유닛은 링크 트레이닝 데이터를 전송할 수 있다. 이 단계에서, 유닛은 전송기 모드에서 동작하고 있다.
단계 3510에서는, EHF 응답이 수신되는지에 관한 결정이 이루어진다. 이 단계에서, 유닛은 수신기 모드에서 동작하고 있다. 결정이 아니오인 경우, 프로세스는 단계 3512로 진행하고, 이 단계에서 타이머가 타임 아웃되었는지 결정된다. 타이머가 타임 아웃되지 않았다면, 프로세스는 단계 3508로 복귀한다. 타이머가 타임 아웃되었다면, 프로세스는 단계 3502로 복귀할 수 있다. 단계 3510에서 결정이 예인 경우, 프로세스는 단계 3514로 진행할 수 있고, 이 단계에서 EHF 유닛이 기능 메시지를 전송한다. 단계 3516에서는, EHF 응답이 수신되었는지에 관한 결정이 이루어진다. 결정이 아니오인 경우, 프로세스는 단계 3518로 진행할 수 있고, 이 단계에서 타이머가 타임 아웃되었는지 결정된다. 타이머가 타임 아웃되지 않았다면, 프로세스는 단계 3514로 복귀한다. 타이머가 타임 아웃되었다면, 프로세스는 단계 3502로 복귀할 수 있다. 단계 3516에서 결정이 예인 경우, 프로세스는 단계 3514로 진행할 수 있으며, 이 단계에서 유닛이 데이터 전송 상태에 진입할 수 있다.
도 36은 일 실시예에 따르는, 수신기 유닛으로서 주로 동작하고 있는 EHF 통신 유닛(예를 들어, 유닛(3312))이 취할 수 있는 단계들의 예시적인 흐름도를 도시한다. 이 유닛이 주로 수신기 유닛으로서 동작하고 있을지라도, 이 유닛이 또한 다른 유닛(예를 들어, 유닛(3322))으로부터 신호들을 수신하기 위해 전송기 유닛으로 동작할 수 있음이 이해된다. 단계 3602에서 시작하여, EHF 유닛은 비컨 신호를 청취할 수 있다. 이 단계에서, EHF 유닛은 수신기 모드에서 동작하고 있을 수 있다. 단계 3604에서, EHF 유닛은 비컨 신호가 검출될 때 전송기 모드로 절환하고 EHF 응답 신호를 전송할 수 있다. 단계 3606에서, EHF 유닛은 수신기 모드로 다시 절환하고 링크 트레이닝 신호들이 수신되는 것을 대기할 수 있다. 단계 3608에서, EHF 유닛은 링크가 트레이닝될 때 전송기 모드로 절환하고 EHF 응답 신호를 전송할 수 있다.
단계 3610에, EHF 유닛은 수신기 모드로 다시 절환하고 기능 메시지가 수신되는 것을 대기할 수 있다. 단계 3612에서, EHF 유닛은 기능 메시지가 확인될 때 전송기 모드로 절환하고 EHF 응답 신호를 전송할 수 있다. 단계 3614에서, 유닛은 데이터 전송 상태에 진입할 수 있다.
1항: 시스템은
복수의 비접촉 통신 유닛을 각각 포함하는 제1 및 제2 디바이스들을 포함하고,
각각의 통신 유닛은 제1 및 제2 디바이스들 사이에 적어도 하나의 비접촉 통신 링크가 가능하게 하기 위해 그 자신의 상태 머신을 실행하도록 동작 가능하고,
상태 머신들은 적어도 하나의 비접촉 통신 링크를 확립하기 위해 복수의 상태를 통해 그들 각각의 통신 유닛들을 전이한다.
2항: 1항의 시스템에서, 업스트림과 다운스트림 관계를 정의하는 기상 루프는 복수의 비접촉 통신 유닛 사이에 존재한다.
3항: 2항의 시스템에서, 업스트림 통신 유닛은 다운스트림 통신 유닛에 신호를 제공한다.
4항: 3항의 시스템에서, 업스트림 통신 유닛이 전송기 유닛이고 다운스트림 통신 유닛이 수신기 유닛일 때, 신호는 극고주파 (EHF) 비접촉 연결을 통해 통신된다.
5항: 3항의 시스템에서, 업스트림 통신 유닛이 수신기 유닛이고 다운스트림 통신 유닛이 전송기 유닛일 때, 신호는 유선 연결을 통해 통신된다.
6항: 2항의 시스템에서, 임의의 다운스트림 통신 유닛의 상태 전이는 그 업스트림 통신 유닛의 신호에 종속한다.
7항: 1항의 시스템에서, 임의의 상태 머신에 대한 임의의 상태 전이를 위한 조건을 충족하지 못한 것은 해당 상태 머신이 초기화 상태로 복귀하게 한다.
8항: 1항의 시스템에서, 복수의 상태는 초기화 상태, 링크 트레이닝 상태, 기능 메시지 상태 및 데이터 전송 상태를 포함한다.
9항: 8항의 시스템에서, 초기화 상태는 비커닝 상태를 포함한다.
10항: 8항의 시스템에서, 초기화 상태는 청취 상태를 포함한다.
11항: 시스템은
유선 및 비접촉 연결들의 조합을 통해 기상 루프에 배열되는 복수의 비접촉 통신 유닛을 포함하고;
각각의 비접촉 통신 유닛은 적어도 하나의 EHF 통신 링크를 확립하기 위해 복수의 상태를 통해 전이하기 위해 기상 루프를 이용한다.
12항: 11항의 시스템에서,
복수의 비접촉 통신 유닛 중 적어도 2개를 포함하는 제1 디바이스; 및
복수의 비접촉 통신 유닛 중 적어도 2개를 포함하는 제2 디바이스를 포함하고, 유선 연결들은 통신 유닛들 사이에 디바이스 내(intra-device) 통신이 가능하게 하고, 비접촉 연결들은 통신 유닛들 사이에 디바이스 간(inter-device) 통신이 가능하게 한다.
13항: 12항의 시스템에서, 제1 디바이스의 복수의 비접촉 통신 유닛 중 적어도 2개는 제1 수신기 유닛 및 제1 전송기 유닛을 포함하고, 제1 수신기 및 전송기 유닛들은 적어도 제1 유선 연결을 통해 서로 통신하고,
제2 디바이스의 복수의 비접촉 통신 유닛 중 적어도 2개는 제2 수신기 유닛 및 제2 전송기 유닛을 포함하고, 제2 수신기 및 전송기 유닛들은 적어도 제2 유선 연결을 통해 서로 통신하며,
제1 전송기 유닛은 제1 비접촉 연결을 통해 제2 수신기 유닛과 통신하고, 제2 전송기 유닛은 제2 비접촉 연결을 통해 제1 수신기 유닛과 통신한다.
14항: 11항의 시스템에서, 임의의 통신 유닛에 대한 상태 전이의 실행은 기상 루프에 따라서 그 바로 앞에 배열된 업스트림 통신 유닛에 의해 제공된 신호에 종속한다.
15항: 14항의 시스템에서, 업스트림 통신 유닛이 전송기 유닛일 때, 전송기 유닛은 비접촉 연결을 통해 신호를 통신한다.
16항: 14항의 시스템에서, 업스트림 통신 유닛이 수신기 유닛일 때, 수신기 유닛은 유선 연결을 통해 신호를 통신한다.
17항: 11항의 시스템에서, 복수의 상태는 링크 트레이닝 상태, 기능 메시징 상태 및 데이터 전송 상태를 포함한다.
18항: 제1 비접촉 통신 전송기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 사용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 적어도 제2 비접촉 통신 전송기 유닛과 통신하는데 사용하기 위한 비접촉 통신 수신기 유닛(CCRU, Contactless Communications Receiver Unit)은,
복수의 핀 - 적어도 제1 핀은 유선 경로를 통해 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용됨 -:
제1 전송기 유닛으로부터 극고주파(EHF, Extremely High Frequency) 비접촉 신호들을 수신하기 위한 트랜스듀서; 및
비접촉 통신 링크의 확립 동안 CCRU의 상태를 추적하는 CCRU 상태 머신을 실행하고 - 상태 머신은 트랜스듀서에 의해 수신된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -, 상태 전이에 응답하여 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용되는 적어도 하나의 핀 상에서 신호를 선택적으로 구동하도록 동작 가능한 회로
를 포함한다.
19항: 18항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 복수의 상태는 링크 트레이닝 상태, 기능 상태 및 데이터 전송 상태를 포함한다.
20항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 상태 머신은 트랜스듀서가 비컨 신호를 수신할 때 링크 트레이닝 상태로 전이한다.
21항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, CCRU와 제1 비접촉 통신 전송기 유닛 사이의 비접촉 통신 링크가 트레이닝된 후 상태 머신은 기능 상태로 전이한다.
22항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 기능 메시지가 제1 비접촉 통신 전송기 유닛으로부터 수신되고 CCRU에 의해 확인된 후 상태 머신은 데이터 전송 상태로 전이한다.
23항: 22항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 복수의 상태는 보류 상태를 포함하며, 상태 머신은 데이터 전송 상태로 전이하기 전에 기능 메시지 상태에서 보류 상태로 전이한다.
24항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 복수의 상태는 데이터 전송 유휴 상태를 포함하며, 상태 머신은 절전하기 위해 데이터 전송 상태에서 데이터 전송 유휴 상태로 전이한다.
25항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 복수의 상태는 적어도 하나의 초기화 상태를 포함하며, 회로는 적어도 하나의 초기화 상태로부터 링크 트레이닝 상태로의 상태 전이에 응답하여 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용되는 제2 핀 상에서 신호를 구동하도록 동작 가능하다.
26항: 18항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 복수의 핀들은 적어도 하나의 전송 모드 선택 핀을 포함하며, 비접촉 통신 링크는 적어도 하나의 전송 모드 선택 핀에 의해 설정된 전송 모드에 따라 데이터를 전송한다.
27항: 19항의 비접촉 통신 수신기 유닛에서, 데이터 전송 모드는 표준 기반 전송 모드이다.
28항: 제1 비접촉 통신 수신기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 사용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 제2 비접촉 통신 수신기 유닛과 통신하는데 사용하기 위한 비접촉 통신 전송기 유닛(CCTU, Contactless Communications Transmitter Unit)은,
복수의 핀 - 적어도 하나의 핀은 유선 경로를 통해 제2 수신기 유닛과 통신하는데 사용됨 -:
극고주파(EHF) 비접촉 신호들을 제1 수신기 유닛에 전송하기 위한 트랜스듀서; 및
비접촉 통신 링크의 확립 동안 CCTU의 상태를 추적하는 CCTU 상태 머신을 실행하고 - 상태 머신은 적어도 하나의 핀에 의해 수신된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -, 상태 전이에 응답하여 트랜스듀서를 이용하여 EHF 신호를 선택적으로 전송하도록 동작 가능한 회로
를 포함한다.
29항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 유선 경로를 통해 제2 수신기 유닛과 통신하는데 이용되는 적어도 하나의 핀은 칩 간(inter chip) 통신 핀이다.
30항: 29항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 칩 간 통신 핀은 상태 머신이 새로운 상태로 전이하게 하는 신호를 수신한다.
31항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 선택적으로 전송된 EHF 신호는 상태 머신의 향후 상태를 결정한다.
32항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 적어도 하나의 핀에 의해 수신된 신호는 CCTU 상태 머신에서 상태 변화 전이로부터 도출된다.
33항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, CCTU는 제1 및 제2 수신기 유닛들, CCTU 및 제2 전송기 유닛을 포함하는 기상 루프의 일부이고, 제2 전송기는 제1 및 제2 수신기 유닛들에 동작 가능하게 결합된다.
34항: 33항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, CCTU 상태 머신은 상태 변화 전이들을 진행시키기 위해 기상 루프를 이용한다.
35항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 복수의 상태는 적어도 하나의 초기화 상태를 포함하고, 복수의 핀 중 하나가 비컨 인에이블 핀(beacon enable pin)이고, 비컨 인에이블 핀이 HIGH로 구동될 때 상태 머신은 적어도 하나의 초기화 상태로 전이한다.
36항: 35항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 비컨 인에이블 핀이 LOW로 구동될 때 상태 머신은 오프 상태로 전이한다.
37항: 35항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 적어도 하나의 초기화 상태는 회로가 트랜스듀서를 통해 비커닝 EHF 신호를 방출하게 하는 비커닝 상태를 포함한다.
38항: 28항의 비접촉 통신 전송기 유닛에서, 복수의 상태는 링크 트레이닝 상태, 기능 상태 및 데이터 전송 상태를 포함한다.
39항: EHF 통신 링크를 확립하는 방법은
EHF 통신 링크를 확립하기 위해 제1 EHF 통신 유닛의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행하는 단계를 포함하고, 상태 머신은 업스트림 EHF 통신 유닛에 의해 제공된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이하도록 동작 가능하며, 상태 머신을 실행하는 단계는:
업스트림 EHF 통신 유닛에 의해 수신된 신호에 응답하여 복수의 상태 중 선택된 상태로 전이할지 결정하는 단계;
선택된 상태로 전이하도록 결정될 때 선택된 상태로 전이하는 단계; 및
상태 전이에 응답하여 다운스트림 EHF 통신 유닛에 신호를 통신하는 단계를 포함한다.
40: 39항의 방법에서, 제1, 업스트림, 및 다운스트림 통신 유닛들은 기상 루프의 일부로서 포함된다.
41항: 40항의 방법은, 복수의 상태를 통해 전이하기 위해 기상 루프를 이용하는 단계를 더 포함한다.
42항: 39항의 방법에서, 다운스트림 EHF 통신 유닛에 통신된 신호는 상태 머신의 향후 상태를 결정한다.
43항: 39항의 방법에서, 상태 머신을 실행하는 단계는 선택된 상태로 전이하지 않도록 결정될 때 비컨/청취 상태로 전이하는 단계를 포함한다.
44항: 39항의 방법에서, 상태 머신을 실행하는 단계는 직렬 인터페이스 제어 모드로 전이하는 단계를 포함한다.
45항: 39항의 방법에서, 선택된 상태는 링크 트레이닝 상태를 포함한다.
46항: 45항의 방법은 링크 트레이닝 데이터를 다운스트림 통신 유닛에 전송하는 단계를 더 포함한다.
47항: 45항의 방법은
업스트림 통신 유닛으로부터 링크 트레이닝 데이터를 수신하는 단계: 및
수신된 링크 트레이닝 데이터에 기초하여 제1 통신 유닛을 교정하는 단계를 더 포함한다.
48항: 39의 방법에서, 선택된 상태는 기능 메시지 상태를 포함한다.
49항: 48항의 방법은 기능 메시지 데이터를 다운스트림 통신 유닛에 전송하는 단계를 더 포함한다.
50항: 48항의 방법은
업스트림 통신 유닛으로부터의 기능 메시지 데이터를 수신하는 단계; 및
수신된 기능 메시지 데이터를 확인하는 단계를 더 포함한다.
51항: 39항의 방법에서, 선택된 상태는 데이터 전송 상태를 포함한다.
52항: 39항의 방법은
통신 링크와 함께 사용하기 위한 데이터 전송 모드를 결정하는 단계;
확립된 통신 링크를 이용하여 데이터 전송 모드에 따라 데이터를 비접촉식으로 전송하는 단계를 더 포함한다.
53항: 39항의 방법은
비커닝 동작과 청취 동작 중 하나를 수행하기 위해 회로를 주기적으로 활성화하는 단계를 더 포함한다.
54항: 극고주파(EHF) 비커닝 신호를 전송하기 위해 EHF 통신 유닛을 이용하는 방법 - EHF 통신 유닛은 EHF 비커닝 신호를 전송하도록 동작 가능한 회로 및 타이머를 포함함 -은
비커닝 상태에 진입하는 EHF 통신 유닛에 응답하여 타이머를 활성화하는 단계 - 타이머는 EHF 비커닝 신호를 전송하는 회로를 주기적으로 기상시키기 위해 한 주기에 한번의 펄스를 제공하도록 동작 가능하고, 펄스는 고정된 지속 시간을 가짐;
타이머에 의해 제공된 펄스에 응답하여 회로를 기상시키는 단계;
회로로부터, 고정된 지속 시간 동안 EHF 비커닝 신호를 전송하는 단계;
고정된 지속 시간이 경과한 후 회로를 차단하는 단계: 및
기상 단계, 전송 단계 및 차단 단계를 포함하는 시퀀스를 반복하는 단계를 포함한다.
55항: 54항의 방법에서, EHF 비커닝 신호는 HIGH의 논리값을 포함하는 EHF 비접촉 신호이다.
56항: 54항의 방법에서, 타이머는 복수의 상이한 클록 속도 중 선택된 속도에 따라 동작하며, 고정된 지속 시간은 선택된 클록 속도에 상관없이 동일하게 유지된다.
57항: 54항의 방법에서, 타이머는 복수의 상이한 클록 속도 중 선택된 속도에 따라 동작하며, 주기는 선택된 클록 속도에 기초하여 변경된다.
58항: 57항의 방법에서, 주기는 고정된 수의 클록 사이클들을 기초로 한다.
59항: 58항의 방법에서, 고정된 수의 클록 사이클들은 EHF 비커닝 신호를 수신하는 대응부 EHF 통신 유닛의 일정한 청취 주기를 정의하는 클록 사이클들의 고정된 제2 수의 분수이다.
60항: 54항의 방법에서, 시퀀스는 EHF 통신 유닛이 비커닝 신호의 전송을 중지하도록 지시받을 때까지 반복된다.
61항: 54항의 방법은
대응부 EHF 통신 유닛이 전송된 EHF 비커닝 신호를 수신했다는 표시를 수신하는 단계; 및
수신된 표시에 응답하여 EHF 비커닝 신호의 전송을 중지하는 단계를 더 포함한다.
62항: 54항의 방법은
대응부 EHF 통신 유닛이 전송된 EHF 비커닝 신호를 수신했다는 표시를 수신하는 단계;
수신된 표시에 응답하여 회로와 다른 회로를 구동하는 단계를 더 포함한다.
63항: 극고주파(EHF) 비커닝 신호를 청취하기 위해 EHF 통신 유닛을 이용하는 방법 - EHF 통신 유닛은 EHF 비커닝 신호를 수신하도록 동작 가능한 회로 및 타이머를 포함함 -은
청취 상태에 진입하는 EHF 통신 유닛에 응답하여 타이머를 활성화하는 단계 - 타이머는 EHF 신호를 수신하는 회로를 주기적으로 기상시키기 위해 한 사이클 주기에 일정한 청취 펄스를 한번 제공하도록 동작함;
타이머에 의해 제공된 일정한 청취 펄스에 응답하여 회로를 기상시키는 단계;
적어도 하나의 EHF 비커닝 신호가 일정한 청취 펄스 동안 수신되었는지 결정하는 단계;
EHF 신호가 일정한 청취 펄스 동안 수신되지 않았다고 결정되는 경우 회로를 차단하는 단계: 및
EHF 통신 유닛이 EHF 비커닝 신호들의 모니터링을 중지하도록 지시받을 때까지 기상 단계, 모니터링 단계, 결정 단계 및 차단 단계를 포함하는 시퀀스를 반복하는 단계를 포함한다.
64항: 63항의 방법에서, EHF 비커닝 신호는 HIGH의 논리값을 포함하는 EHF 비접촉 신호이다.
65항: 63항의 방법은
EHF 비커닝 신호가 일정한 청취 주기 동안 수신되었다고 결정될 때 다른 상태로 전이하는 단계를 더 포함한다.
66항: 65항의 방법에서, 다른 상태는 링크 트레이닝 상태이다.
67항: 63항의 방법에서, 타이머는 클록 속도에 따라 동작하며, 일정한 청취 주기는 제1 수의 클록 사이클들을 기초로 하고, 사이클 주기는 제2 수의 클록 사이클들을 기초로 하며, 제2 수의 클록 사이클들은 제1 수의 클록 사이클들보다 크다.
68항: 67항의 방법에서, 타이머는 복수의 상이한 클록 속도 중 선택된 속도에 따라 동작하며, 일정한 청취 주기 및 사이클 주기는 선택된 클록 속도에 기초하여 변경된다.
69항: 67항의 방법에서, 제1 수의 클록 사이클들은 EHF 비커닝 신호의 사이클 주기를 정의한 클록 사이클들의 제3 수의 배수이다.
70항: 63항의 방법에서, EHF 통신 유닛은 일정한 청취 펄스에 응답하여 청취 상태에서 주의 상태로 전이한다.
71항: 70항의 방법에서, EHF 통신 유닛은 일정한 청취 주기 중 적어도 하나가 종료하고 EHF 비컨 신호가 일정한 청취 주기 동안 수신되었다고 결정될 때까지 주의 상태에 남아있는다.
72항: 63항의 방법에서, EHF 통신 유닛은 청취 상태에 다시 진입하기 전에 적어도 2개의 상태를 통해 사이클된다.
73항: 63의 방법에서, 적어도 2개의 상태는 전송기/수신기 체크 상태와 주의 상태를 포함한다.
74항: 73항의 방법에서, 수신된 EHF 비커닝 신호는 비보안 EHF 신호이다.
75항: 63항의 방법은
EHF 비커닝 신호가 일정한 청취 주기 동안 수신되었다고 결정될 때 다른 EHF 통신 유닛과 통신하는 단계를 더 포함한다.
76항: 75항의 방법에서, EHF 통신 유닛은 유선 경로를 통해 다른 EHF 통신 유닛에 결합된 핀을 구동함으로써 다른 EHF 통신 유닛과 통신을 한다.
77: 제1 장치는
극고주파(EHF) 송수신기; 및
EHF 송수신기에 결합되는 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는
복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함으로써 제1 장치의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행하여 제2 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고;
제1 장치의 구성에 기초하여 비커닝 사이클 및 청취 사이클 중 하나를 선택적으로 실행하도록 동작 가능하며, 비커닝 사이클은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 청취 사이클은 구성이 수신기 구성인 경우 실행된다.
78항: 77항의 제1 장치에서, 비커닝 사이클이 선택적으로 실행될 때, 제어 회로는 또한
EHF 송수신기를 이용하여 주기적으로 EHF 비커닝 신호를 전송하도록 동작 가능하다.
79항: 78항의 제1 장치에서, 제어 회로는 또한
조건들 중 하나가 충족되었다고 나타내는 적어도 하나의 신호를 찾기 위해 복수의 통신 노드를 모니터링하고;
적어도 하나의 모니터링된 신호에 응답하여 EHF 비커닝 신호를 전송하기 위해 EHF 송수신기의 이용을 중지하도록 동작 가능하다.
80항: 77항의 제1 장치에서, 청취 사이클이 선택적으로 실행될 때, 제어 회로는 또한
EHF 신호가 수신되었는지 결정하기 위해 주기적으로 EHF 송수신기를 모니터링하도록 동작 가능하다.
81항: 80항의 제1 장치에서, 제어 회로는 또한
EHF 신호가 수신될 때 상태 머신이 새로운 상태로 전이하게 하도록 동작 가능하다.
82항: 80항의 제1 장치에서, 제어 회로는 또한
조건들 중 하나가 충족될 때 복수의 통신 노드 중 적어도 하나 상에 적어도 하나의 신호를 제공하도록 동작 가능하다.
83항: 77항의 제1 장치는, 클록 사이클에 따라 동작하고 EHF 송수신기를 주기적으로 기상시키기 위해 한 주기에 펄스를 한번 제공하는 타이머를 더 포함한다.
84항: 83항의 제1 장치에서, 청취 사이클이 선택적으로 실행될 때, 펄스는 제1 수의 클록 사이클들에 걸치고, 주기는 제2 수의 클록 사이클들에 걸치며, 비커닝 사이클이 선택적으로 실행될 때, 펄스는 고정된 기간 동안 하이로 유지되고, 기간은 제3 수의 클록 사이클들에 걸치며, 제3 수는 제1 수의 분수이고, 제2 수는 제2 수보다 크다.
85항: 83항의 제1 장치에서, 비커닝 사이클이 선택적으로 실행될 때, 제어 회로는 또한
타이머에 의해 제공된 펄스에 응답하여 EHF 송수신기를 기상시키고;
EHF 송수신기로부터, 고정된 지속 시간 동안 EHF 비커닝 신호를 전송하고;
고정된 지속 시간이 경과한 후 EHF 송수신기를 차단하고;
상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 기상, 전송 및 차단을 포함하는 시퀀스를 반복하도록 동작 가능하다.
86항: 83항의 제1 장치에서, 청취 사이클이 선택적으로 실행될 때, 제어 회로는 또한
타이머에 의해 제공된 펄스에 응답하여 회로를 기상시키고;
펄스 동안 수신되고 있는 EHF 신호들을 찾기 위해 EHF 송수신기를 모니터하고;
적어도 하나의 EHF 신호가 펄스 동안 수신되었는지 결정하고;
EHF 신호가 펄스 동안 수신되지 않았다고 결정되는 경우 회로를 차단하고;
기상, 모니터링, 결정 및 차단을 포함하여 시퀀스를 반복하도록 동작 가능하다.
87: 극고주파(EHF) 통신 유닛들 사이에 기능 메시지를 통신하는 방법은
클록 사이클을 갖는 클록을 실행하는 단계;
기능 메시지 상태에 진입한 것에 응답하여, EHF 송수신기를 통해 메시지들의 반복적인 스트림을 전송하는 단계를 포함하고,
각각의 메시지는 헤더 필드와 복수의 메시지 필드를 포함하고, 헤더 필드는 각각의 메시지의 시작을 정의하고, 각각의 필드는 1-레벨 EHF 신호와 0-레벨 EHF 신호 중 하나가 각각의 클록 사이클과 연관되도록 클록에 따라 직렬화되는 적어도 하나의 펄스-폭-코딩된(PWC) 심벌을 이용하여 인코딩된다.
88항: 87항의 방법에서, 각각의 심벌은 고정된 수의 클록 사이클들에 걸치고, 상승 에지로 시작하고, 하강 에지로 끝나고, 0-레벨 EHF 신호로 종결된다.
89항: 88항의 방법에서, 논리 0 심벌은 1과 3 사이에서 1-레벨 EHF 신호들 포함한다.
90항: 88항의 방법에서, 논리 1 심벌은 7과 11 사이에서 1-레벨 EHF 신호들을 포함한다.
91항: 88항의 방법에서, 헤더 심벌은 4와 6 사이에서 1-레벨 EHF 신호들을 포함한다.
92항: 87항의 방법에서, 전송 단계는
반복된 메시지들의 사이에 적어도 하나의 갭 사이클을 삽입하는 단계를 포함하고, 갭 사이클은 0-레벨 EHF 신호로 표현된다.
93항: 87항의 방법에서, 헤더 필드는 적어도 하나의 헤더 심벌을 포함한다.
94항: 87항의 방법에서, 각각의 메시지 필드는 논리 0과 논리 1 심벌들의 임의의 조합을 포함한다.
95항: 87항의 방법에서, 메시지 필드들 중 적어도 하나는 복수의 핀 중 적어도 하나의 상태에 기초하여 적어도 하나의 심벌로 채워진다.
96항: 87항의 방법에서, 메시지 필드들 중 적어도 하나는 EHF 통신 유닛 내에 저장된 데이터에 기초하여 적어도 하나의 심벌로 채워진다.
97항: 87항의 방법은
복수의 핀의 상태들을 획득하는 단계;
획득한 상태들에 기초하여 동작 모드를 결정하는 단계; 및
메시지 필드들 중 하나에서 결정된 동작 모드를 나타내는 심벌들을 이용하는 단계를 더 포함한다.
98항: 87항의 방법은
스토리지로부터의 메시지 데이터를 검색하는 단계; 및
메시지 필드들 중 하나에서 검색된 메시지 데이터를 나타내는 심벌들을 이용하는 단계를 더 포함한다.
99항: 87항의 방법은
다른 EHF 통신 유닛이 메시지를 수신했다는 표시를 수신하는 단계; 및
다른 EHF 통신 유닛이 메시지를 수신했다는 수신된 표시에 응답하여 상태 머신에게 새로운 상태로 전이하도록 지시하는 단계를 더 포함한다.
100항: 87항의 방법은
다른 EHF 통신 유닛이 메시지를 수신했다고 나타내는 표시가 고정된 기간 내에 수신되지 않은 경우 상태 머신에게 비커닝 상태로 전이하도록 지시하는 단계를 더 포함한다.
101항: 기능 메시지를 확인하기 위해 제1 극고주파(EHF) 통신 유닛을 이용하는 방법은
제2 EHF 통신 유닛으로부터 EHF 송수신기를 경유해서 대응부 기능 메시지를 수신하는 단계 - 각각의 메시지는 헤더 필드와 복수의 대응부 메시지 필드를 포함하고, 헤더 필드는 각각의 메시지의 시작을 정의하고, 대응부 메시지 필드들은 대응부 디바이스의 파라미터들을 정의함 -;
로컬 기능 메시지를 제1 EHF 통신 유닛으로부터 검색하는 단계 - 로컬 기능 메시지는 복수의 로컬 메시지 필드를 포함함 -; 및
수신된 대응부 기능 메시지를 확인하기 위해 적어도 하나의 대응부 메시지 필드를 동등한 로컬 메시지 필드와 비교하는 단계를 포함한다.
102항: 101항의 방법은
대응부 메시지를 확인할지 결정하는 단계; 및
대응부 메시지가 확인됐다고 결정될 때 제1 EHF 통신 유닛에게 새로운 상태로 전이하도록 지시하는 단계를 더 포함한다.
103항: 102항의 방법은
제1 EHF 통신 유닛이 새로운 상태로 전이할 때 복수의 통신 노드 중 적어도 하나의 노드 상에 적어도 하나의 신호를 제공하는 단계를 더 포함한다.
104항: 101항의 방법은
대응부 메시지를 확인하는 단계 - 확인된 대응부 메시지는 데이터 전송 모드를 식별함 -; 및
식별된 데이터 전송 모드에 따라 수신된 EHF 신호들을 처리하도록 제1 EHF 통신 유닛을 구성하는 단계를 더 포함한다.
105항: 101항의 방법에서, 적어도 하나의 대응부 메시지 필드 및 동등한 로컬 메시지 필드는 벤더 ID 필드들이고, 방법은
벤더 ID 필드들의 콘텐츠가 동일하지 않은 경우 대응부 기능 메시지를 거절하는 단계; 및
벤더 ID 필드들의 콘텐츠가 동일한 경우 기능 메시지의 수락을 진행하는 단계를 더 포함한다.
106항: 101항의 방법에서, 적어도 하나의 대응부 메시지 필드 및 동등한 로컬 메시지 필드는 데이터 전송 모드 필드들이고, 방법은
데이터 전송 모드 필드들의 콘텐츠들이 확인되지 않은 경우 대응부 기능 메시지를 거절하는 단계; 및
데이터 전송 모드 필드들의 콘텐츠들이 확인되는 경우 기능 메시지의 수락을 진행하는 단계를 더 포함한다.
107항: 101항의 방법에서, 적어도 하나의 대응부 메시지 필드 및 동등한 로컬 메시지 필드는 데이터 전송 모드 필드들이며, 대응부 메시지 필드는 대응부 USB 모드를 포함하고, 로컬 메시지 필드는 로컬 USB 모드를 포함하며, 방법은
대응부 기능 메시지의 유효성을 결정하기 위해 대응부 USB 모드와 로컬 USB 모드를 비교하는 단계를 더 포함한다.
108항: 101항의 방법에서, 적어도 하나의 대응부 메시지 필드 및 동등한 로컬 메시지 필드는 USB 코드 필드들이며, 대응부 메시지 필드는 대응부 USB 코드를 포함하고, 로컬 메시지 필드는 로컬 USB 코드를 포함하며, 방법은
대응부 USB 코드를 로컬 USB 코드와 비교하는 단계; 및
USB 코드들의 비교에 기초하여 액션을 수행하는 단계를 더 포함한다.
109항: 108항의 방법에 있어서, 액션을 수행하는 단계는 대응부 기능 메시지를 무효화하는 단계를 포함한다.
110항: 108항의 방법에서, 액션을 수행하는 단계는 대응부 기능 메시지를 확인하는 단계를 포함한다.
111항: 108항의 방법에서, 액션을 수행하는 단계는
대응부 기능 메시지를 확인하는 단계; 및
EHF 통신 유닛의 구성 핀을 논리 1 상태와 논리 0 상태 중 하나로 구동하는 단계를 포함한다.
112항: 제1 장치는
극고주파(EHF) 송수신기; 및
EHF 송수신기에 결합되는 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는
복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 복수의 상태를 통한 전이에 의해 제1 장치의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행함으로써 제2 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고;
제1 장치의 구성에 기초하여 기능 메시지의 전송 및 수신된 기능 메시지의 확인 중 하나를 선택적으로 실행하도록 동작 가능하며, 기능 메시지의 전송은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 수신된 기능 메시지의 확인은 구성이 수신기 구성인 경우 실행된다.
113항: 112항의 제1 장치에서, 기능 메시지의 전송이 선택될 때, 제어 회로는
EHF 송수신기에게 기능 메시지를 비접촉식으로 통신하게 지시하도록 동작 가능하다.
114항: 112항의 제1 장치는 클록 사이클에 따라 동작하는 클록을 더 포함하고, 기능 메시지의 전송이 선택될 때, 기능 메시지는 헤더 필드와 복수의 메시지 필드를 포함하고, 헤더 필드는 각각의 메시지의 시작을 정의하며, 각각의 필드는 1 -레벨 EHF 신호와 0-레벨 EHF 신호 중 하나가 각각의 클록 사이클과 연관되도록 클록에 따라 직렬화되는 적어도 하나의 펄스-폭-코딩된(PWC) 심벌을 이용하여 인코딩된다.
115항: 114항의 제1 장치에서, 각각의 심벌은 고정된 수의 클록 사이클들에 걸치고, 상승 에지로 시작하고, 하강 에지로 끝나며, 0-레벨 EHF 신호로 종결된다.
116항: 114항의 제1 장치는 복수의 핀을 더 포함하고, 제어 회로는
데이터 전송 모드를 확인하기 위해 핀들 중 적어도 하나의 상태를 평가하고;
데이터 전송 모드를 식별하는 심벌들을 이용하여 메시지 필드들 중 하나를 인코딩하도록 동작 가능하다.
117항: 114항의 제1 장치에서, 데이터를 저장하는 데이터 스토리지를 더 포함하고, 제어 회로는
데이터를 획득하기 위해 데이터 스토리지에 액세스하고;
데이터에 대응하는 심벌들을 이용하여 메시지 필드들 중 하나를 인코딩하도록 동작 가능하다.
118항: 114항의 제1 장치에서, 제어 회로는
동작의 USB 모드를 식별하고;
동작의 식별된 USB 모드에 대응하는 심벌들을 이용하여 메시지 필드들을 인코딩하도록 동작 가능하다.
119항: 114항의 제1 장치에서, 제어 회로는
EHF 송수신기에게 1 -레벨 EHF 신호와 0-레벨 EHF 신호 중 선택된 하나를 전송하게 지시하도록 동작 가능하다.
120항: 114항의 제1 장치는 적어도 하나의 제어 핀을 더 포함하고, 제어 회로는
조건들 중 하나가 충족되었다고 나타내는 신호를 찾기 위해 적어도 하나의 제어 핀을 모니터링하고;
모니터링된 신호에 응답하여 기능 메시지의 전송을 중지하도록 동작 가능하다.
121항: 112항의 제1 장치에서, 수신된 기능 메시지의 확인이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
수신된 기능 메시지를 처리하고 - 수신된 기능 메시지는 헤더 필드와 복수의 수신된 메시지 필드를 포함하고, 헤더 필드는 메시지의 시작을 정의하고, 수신된 메시지 필드는 대응부 EHF 통신 유닛의 파라미터들을 정의함 -;
제1 EHF 통신 유닛으로부터 로컬 기능 메시지를 검색하고 - 로컬 기능 메시지는 복수의 로컬 메시지 필드를 포함함 -;
수신된 기능 메시지를 확인하기 위해 적어도 하나의 수신된 메시지 필드를 동등한 로컬 메시지 필드와 비교하도록 동작 가능하다.
122항: 121항의 제1 장치에서, 제어 회로는
수신된 메시지를 확인할지 결정하고;
수신된 메시지가 확인됐다고 결정될 때 제1 EHF 통신 유닛에게 새로운 상태로 전이하게 지시하도록 동작 가능하다.
123항: 121항의 제1 장치는 복수의 구성 핀을 더 포함하고, 제어 회로는
로컬 데이터 전송 모드를 확인하기 위해 각각의 구성 핀들 상에서 상태를 평가하고;
로컬 데이터 전송 모드가 수신된 기능 메시지의 수신된 데이터 전송 모드와 함께 동작하는지 확인하도록 동작 가능하다.
124항: 123항의 장치에서, 제어 회로는
수신된 데이터 전송 모드에 함께 동작할 것이라고 결정될 때 로컬 데이터 전송 모드에 따라 EHF 송수신기를 통해 수신된 데이터를 처리하도록 동작 가능하다.
125항: 121항의 장치는 복수의 제어 핀을 더 포함하고, 제어 회로는
수신된 기능 메시지가 확인되었다는 결정에 응답하여 제어 핀들 중 적어도 하나의 핀상에 신호를 어써팅하도록 동작 가능하다.
126항: 제1 장치는
극고주파(EHF) 송수신기; 및
제1 EHF 송수신기에 결합된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는
복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 복수의 상태를 통한 전이에 의해 제1 장치의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행함으로써 제2 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고;
제1 장치의 구성에 기초하여, 링크 트레이닝 패턴의 전송 및 적어도 하나의 파라미터의 교정 중 하나를 선택적으로 실행하도록 동작 가능하며, 링크 트레이닝 패턴의 전송은 구성이 전송기 구성인 경우 실행되고, 적어도 하나의 파라미터의 교정은 구성이 수신기 구성인 경우 실행된다.
127항: 126항의 장치에서, 링크 트레이닝 패턴은 HIGH 및 LOW 비트들의 반복하는 패턴을 포함한다.
128항: 126항의 장치는 기준 신호 파라미터를 더 포함하고, 링크 트레이닝 패턴의 전송이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
링크 트레이닝 패턴의 진폭을 기준 신호 파라미터에 기초하도록 동작 가능하다.
129항: 128항의 장치에서, 기준 신호 파라미터는 밴드갭으로부터 도출된 기준 전압 레벨이다.
130항: 126항의 장치에서, 링크 트레이닝 패턴의 전송이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
링크 트레이닝 패턴을 논리 1 상태를 위한 하나의 완전 반송파, 논리 0 상태를 위한 부분 반송파 및 유휴 상태를 위한 무반송파에 선택적으로 매핑하도록 동작 가능하다.
131항: 130의 장치에서, 부분 반송파는 완전 반송파의 백분율이다.
132항: 126항의 장치에서, 적어도 하나의 파라미터의 교정이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
EHF 송수신기를 통해 수신된 링크 트레이닝 패턴을 처리하고 - 수신된 링크 트레이닝 패턴은 논리 1 상태, 논리 0 상태와 유휴 상태를 포함하고, 각각의 상태는 상이한 반송파 진폭에 의해 표현됨 -;
처리된 링크 트레이닝 패턴에서 상이한 반송파 진폭들을 구별하고;
각각의 상태를 상이한 반송파 진폭들 중 하나와 연관시키도록 동작 가능하다.
133항: 126항의 장치에서, 적어도 하나의 파라미터의 교정이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
수신된 신호 엔벨로프의 진폭을 추적하고;
추적된 진폭을 논리 1 상태, 논리 0 상태 및 유휴 상태 중 하나로 교정하도록 동작 가능하다.
134항: 126항의 장치에서, 적어도 하나의 파라미터의 교정이 실행되고 있을 때, 제어 회로는
슬라이스를 이용하여 수신된 EHF 신호들을 샘플링하고 - 슬라이서는 클록에 기초하여 수신된 EHF 신호들을 샘플링함 -;
수신된 EHF 신호들의 샘플링을 최적화하기 위해 클록의 위상 각을 교정하도록 동작 가능하다.
135항: 부활 신호를 전송하기 위해 극고주파(EHF) 통신 유닛을 이용하는 방법 - EHF 통신 유닛은 부활 신호를 전송하도록 동작 가능한 회로 및 타이머를 포함함 -은
유휴 상태에 진입하는 EHF 통신 유닛에 응답하여 타이머를 활성화하는 단계 - 타이머는 부활 신호를 전송하는 회로를 주기적으로 기상시키기 위해 한 주기에 펄스를 한번 제공하도록 동작함 -;
타이머에 의해 제공된 펄스에 응답하여 회로를 기상시키는 단계;
회로로부터, 부활 신호를 전송하는 단계;
회로를 차단하는 단계; 및
기상시키는 단계, 전송하는 단계, 및 차단하는 단계를 포함하는 시퀀스를 반복하는 단계를 포함한다.
136항: 135항의 방법은
데이터가 EHF 통신 유닛의 입력 버퍼 상에 수신되었는지 모니터링하는 단계; 및
데이터가 입력 버퍼에 수신된 것으로 모니터링 되었다는 결정에 응답하여 데이터 전송 상태로 전이하는 단계를 더 포함한다.
137항: 136항의 방법은
데이터 전송 상태로의 전이에 응답하여 회로를 구동하는 단계를 더 포함한다.
138항: 135의 방법은
상태 변화 전이를 실행할지 결정하기 위해 적어도 하나의 제어 핀을 모니터링하는 단계;
상태 변화 결정을 실행하기 위한 결정에 응답하여 비컨/청취 상태로 전이하는 단계를 더 포함한다.
139항: 138항의 방법에서, 모니터링하는 단계는 제어 핀들 중 하나의 핀 상의 신호가 LOW로 갔는지 모니터링하는 단계를 포함한다.
140항: 138항의 방법에서, 모니터링하는 단계는 적어도 하나의 기간 동안 제어 핀들 중 하나에 활동이 없었는지 모니터링하는 단계를 포함한다.
141항: 135항의 방법에서, 부활 펄스는 대응부 EHF 통신 유닛이 그 유휴 상태로부터 떨어져 전이하는 것을 방지하도록 동작 가능하며, 대응부 EHF 통신 유닛은 그 EHF 송수신기를 통해 부활 펄스를 수신한다.
142항: 제1 극고주파(EHF) 통신 유닛을 이용하는 방법은
극고주파(EHF) 통신 링크가 제2 EHF 통신 유닛과 확립된 후 제1 EHF 통신 유닛이 동작의 절전 상태로 진입하는 단계를 포함하고, 제1 EHF 통신 유닛이 절전 모드에서 동작할 때, 방법은
EHF 송수신기 회로를 온 및 오프로 전력 사이클링하는 단계;
EHF 송수신기 회로가 온일 때 EHF 신호가 EHF 송수신기 회로를 통해 수신되었는지 모니터링하는 단계;
수신된 EHF 신호들이 제1 펄스 및 제2 펄스 중 하나를 나타내는지 결정하는 단계,
수신된 EHF 신호들이 제1 펄스를 나타낸다는 결정시, 제1 EHF 통신 유닛을 제1 상태로 전이하는 단계; 및
수신된 EHF 신호들이 제2 펄스를 나타낸다는 결정시, 제1 EHF 통신 유닛에게 동작의 절전 상태에서 계속 동작하도록 지시하는 단계를 더 포함한다.
143항: 142항의 방법에서, 제1 상태는 데이터 전송 상태이다.
144항: 142항의 방법에서, 제1 EHF 통신 유닛에게 동작의 절전 상태에서 계속 동작하도록 지시하는 단계는
타임 아웃 타이머를 리셋하는 단계; 및
EHF 송수신기를 OFF로 전력 사이클링하는 단계를 포함한다.
145항: 142항의 방법에서, EHF 송수신기가 온일 때 EHF 신호들이 수신되지 않으면, 방법은
타임 아웃 타이머가 만료됐는지 결정하는 단계를 더 포함한다.
146항: 145항의 방법은
타임 아웃 타이머가 만료된 것에 응답하여, EHF 통신 유닛을 제2 상태로 전이하는 단계를 더 포함한다.
147항: 146항의 방법에서, 제2 상태는 비컨/청취 상태이다.
148항: 142항의 방법에서, 제1 펄스는 제1 버스트 길이를 초과하는 논리 1들 및 0들의 버스트를 포함한다.
149항: 142항의 방법에서, 제2 펄스는 고정 범위 버스트 길이 내에 포함되는 논리 1들의 버스트를 포함한다.
150항: 제1 장치는
극고주파(EHF) 송수신기; 및
EHF 송수신기에 결합된 제어 회로를 포함하고, 제어 회로는
복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이하여 제1 장치의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행함으로써 제2 장치와 EHF 통신 링크의 확립을 제어하고:
데이터의 전송과 수신 중 하나를 선택적으로 가능하게 하기 위해 장치와 EHF 통신 링크를 확립하고;
장치와 EHF 통신 링크가 확립된 후, EHF 통신 링크를 통해 통신되고 있는 데이터의 부재를 모니터링하고;
상태 머신이 새로운 상태로 전이할 때까지 EHF 통신 링크를 통해 통신되고 있는 데이터의 모니터링된 부재에 응답하여 절전 상태로 진입하도록 동작 가능하다.
151항: 150항의 제1 장치에서, 절전 상태에 있을 때, 제어 회로는 또한
EHF 송수신기를 온 및 오프로 전력 사이클링하고;
EHF 송수신기 회로가 온일 때 임의의 EHF 신호들이 EHF 송수신기 회로를 통해 수신되고 있는지 모니터링하고;
수신된 EHF 신호들이 제1 펄스와 제2 펄스 중 하나를 나타내는지 결정하고;
수신된 EHF 신호들이 제1 펄스를 나타낸다는 결정시, EHF 통신 유닛을 제1 상태로 전이하고;
수신된 EHF 신호들이 제2 펄스를 나타낸다는 결정시, EHF 통신 유닛에게 동작의 절전 상태에서 동작을 계속하게 지시하도록 구성된다.
152항: 151항의 제1 장치에서, 제1 상태는 데이터 전송 상태이다.
153항: 151항의 제1 장치에서, 수신된 EHF 신호들이 제2 펄스를 나타낸다는 결정에 응답하여, 제어 회로는
이에 응답하여 타임 아웃 타이머를 리셋하고;
EHF 송수신기를 오프로 전력 사이클링하도록 동작 가능하다.
154항: 151항의 제1 장치에서, EHF 송수신기가 온일 때 EHF 신호들이 수신되지 않으면, 제어 회로는
타임 아웃 타이머가 만료됐는지 결정하고;
타임 아웃 타이머가 만료됐다는 결정에 응답하여 장치를 제2 상태로 전이하도록 동작 가능하다.
155항: 154항의 제1 장치에서, 제2 상태는 비컨/청취 상태이다.
156항: 150항의 제1 장치에서, 절전 상태에 있을 때, 제어 회로는 또한
타이머를 활성화하고 - 타이머는 EHF 송수신기를 주기적으로 기상시키기 위해 한 주기에 펄스를 한번 제공하도록 동작함 -;
타이머에 의해 제공된 펄스에 응답하여 EHF 송수신기를 기상시키고;
EHF 송수신기로부터, 부활 신호를 전송하고;
EHF 송수신기를 차단하도록 동작 가능하다.
157항: 156항의 제1 장치에서, 제어 회로는 또한
임의의 데이터가 EHF 통신 유닛의 입력 버퍼 상에서 수신되었는지 모니터링하고;
데이터가 입력 버퍼 상에 수신된 것으로 모니터링되었다는 결정에 응답하여 데이터 전송 상태로 전이하도록 동작 가능하다.
158항: 156항의 제1 장치에서, 절전 상태에 있을 때, 제어 회로는 또한
상태 변화 전이를 실행할지 결정하기 위해 적어도 하나의 제어 핀을 모니터링하고;
상태 변화 결정을 실행하기 위한 결정에 응답하여 비컨/청취 상태로 전이하도록 동작 가능하다.
159항: 156항의 제1 장치에서, 부활 펄스는 다른 장치가 그 절전 상태로부터 떨어져 전이하는 것을 방지하도록 동작 가능하고, 제2 장치는 그 EHF 송수신기를 통해 부활 펄스를 수신한다.
160항: 제2 비접촉 통신 송수신기 유닛(CCTU, Contactless Communication Transceiver Unit)과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 이용하기 위한 제1 CCTU는
극고주파(EHF) 비접촉 신호들을 선택적으로 전송하고 수신하기 위한 트랜스듀서; 및
회로를 포함하고, 회로는
비접촉 통신 링크의 확립 동안 제1 CCTU의 상태를 추적하는 제1 CCTU 상태 머신을 실행하고 - 상태 머신은 복수의 조건 중 어느 하나의 충족에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -;
복수의 상태 중 적어도 하나에 대해, 트랜스듀서에게 조건들 중 하나가 충족했는지 결정하기 위해 EHF 비접촉 신호들을 제2 CCTU에 전송하고 제2 CCTU에 의해 전송된 EHF 비접촉 신호들을 모니터링하는 것을 번갈아 가며 지시하도록 동작 가능하다.
161항: 160항의 제1 CCTU에서, 회로는
제1 기간 동안 EHF 신호를 전송하고;
제1 기간이 만료된 후, 제2 기간 동안 제2 CCTU로부터 EHF 응답 신호를 모니터링하도록 동작 가능하다.
162항: 161항의 제1 CCTU에서, EHF 신호는 EHF 비커닝 신호를 포함한다.
163항: 161항의 제1 CCTU에서, EHF 신호는 링크 트레이닝 신호를 포함한다.
164항: 161항의 제1 CCTU에서, EHF 신호는 기능 메시지 신호를 포함한다.
165항: 161항의 제1 CCTU에서, 회로는
제2 기간 동안 EHF 응답 신호를 수신하고;
수신된 EHF 응답 신호가 조건들 중 하나를 충족한다고 결정하도록 동작 가능하다.
166항: 160항의 제1 CCTU에서, 회로는
제3 기간 동안 제2 CCTU에 의해 전송되고 있는 EHF를 모니터링하도록 동작 가능하다.
167항: 166항의 제1 CCTU에서, 모니터링된 EHF 신호는 비커닝 EHF 신호를 포함한다.
168항: 166항의 제1 CCTU에서, 모니터링된 EHF 신호는 링크 트레이닝 EHF 신호를 포함한다.
169항: 166항의 제1 CCTU에서, 모니터링된 EHF 신호는 기능 메시지 EHF 신호를 포함한다.
170항: 166항의 제1 CCTU에서, 회로는
제3 기간 동안 EHF 신호를 수신하고;
EHF 신호를 확인하고;
제3 기간이 만료한 후, 수신된 EHF 신호가 확인된 경우 EHF 응답 신호를 제2 CCTU에 전송하도록 동작 가능하다.
본 명세서에서 설명된 개시 내용은 독립적인 용도를 갖는 다수의 상이한 발명을 포함하는 것으로 생각된다. 이러한 발명들 각각이 그의 바람직한 형태로 개시되었지만, 본 명세서에서 개시되고 예시적인 바와 같은 그들의 특정 실시예들은 다양한 변경들이 가능하므로 한정적인 것으로 간주되지 않아야 한다. 각각의 예는 위의 개시 내용에서 개시된 실시예를 정의하지만, 어떠한 하나의 예도 궁극적으로 청구될 수 있는 모든 특징들 또는 조합들을 모두 포함하지는 않는다. 설명에서 "하나의" 또는 "제1" 요소 또는 그의 등가물을 언급하는 경우, 그러한 설명은 둘 이상의 그러한 요소를 요구도 배제도 하지 않고 하나 이상의 그러한 요소를 포함한다. 또한, 식별된 요소들에 대한 제1, 제2 또는 제3과 같은 서수 지시자들은 요소들을 구별하는 데 사용되며, 구체적으로 달리 언급되지 않는 한, 그러한 요소들의 필요한 또는 제한된 수를 지시하지 않고, 그러한 요소들의 특정 위치 또는 순서를 지시하지 않는다.
위의 설명을 읽은 후에 이 분야의 통상의 기술자에게는 본 발명의 다양한 변형들 및 변경들이 명확해질 것이지만, 예시적으로 도시되고 설명된 특정 실시예들은 결코 한정적인 것으로 간주되는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 바람직한 실시예들의 상세들에 대한 참조는 그들의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다.
Claims (38)
- 제1 비접촉 통신 전송기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 사용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 적어도 제2 비접촉 통신 전송기 유닛과 통신하는데 사용하기 위한 비접촉 통신 수신기 유닛(CCRU, Contactless Communications Receiver Unit)으로서,
복수의 핀 - 적어도 제1 핀은 유선 경로를 통해 상기 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용됨 -:
상기 제1 전송기 유닛으로부터 극고주파(EHF, Extremely High Frequency) 비접촉 신호들을 수신하기 위한 트랜스듀서; 및
상기 비접촉 통신 링크의 확립 동안 상기 CCRU의 상태를 추적하는 CCRU 상태 머신을 실행하고 - 상기 상태 머신은 상기 트랜스듀서에 의해 수신된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -, 상태 전이에 응답하여 상기 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용되는 적어도 하나의 핀 상에서 신호를 선택적으로 구동하도록 동작 가능한 회로
를 포함하는 비접촉 통신 수신기 유닛. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 상태는 링크 트레이닝 상태, 기능 상태 및 데이터 전송 상태를 포함하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 상태 머신은 상기 트랜스듀서가 비컨 신호를 수신할 때 상기 링크 트레이닝 상태로 전이하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 CCRU와 상기 제1 비접촉 통신 전송기 유닛 사이의 상기 비접촉 통신 링크가 트레이닝된 후 상기 상태 머신이 상기 기능 상태로 전이하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 기능 메시지가 상기 제1 비접촉 통신 전송기 유닛으로부터 수신되고 상기 CCRU에 의해 확인된 후 상기 상태 머신이 상기 데이터 전송 상태로 전이하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제5항에 있어서, 상기 복수의 상태는 보류 상태를 포함하며, 상기 상태 머신은 상기 데이터 전송 상태로 전이하기 전에 상기 기능 메시지 상태에서 상기 보류 상태로 전이하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 복수의 상태는 데이터 전송 유휴 상태를 포함하며, 상기 상태 머신은 절전하기 위해 상기 데이터 전송 상태에서 상기 데이터 전송 유휴 상태로 전이하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 복수의 상태는 적어도 하나의 초기화 상태를 포함하며, 상기 회로는 상기 적어도 하나의 초기화 상태에서 상기 링크 트레이닝 상태로의 상태 전이에 응답하여 상기 제2 전송기 유닛과 통신하는데 사용되는 제2 핀 상에서 신호를 구동하도록 동작 가능한, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 핀은 적어도 하나의 전송 모드 선택 핀을 포함하며, 상기 비접촉 통신 링크는 상기 적어도 하나의 전송 모드 선택 핀에 의해 설정된 전송 모드에 따라 데이터를 전송하는, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제2항에 있어서, 상기 데이터 전송 모드는 표준 기반 전송 모드인, 비접촉 통신 수신기 유닛.
- 제1 비접촉 통신 수신기 유닛과 비접촉 통신 링크를 확립하는데 사용하고 적어도 하나의 유선 경로를 통해 제2 비접촉 통신 수신기 유닛과 통신하는데 사용하기 위한 비접촉 통신 전송기 유닛(CCTU, Contactless Communications Transmitter Unit)으로서,
복수의 핀 - 적어도 하나의 핀은 유선 경로를 통해 상기 제2 수신기 유닛과 통신하는데 사용됨 -:
극고주파(EHF) 비접촉 신호들을 상기 제1 수신기 유닛에 전송하기 위한 트랜스듀서; 및
상기 비접촉 통신 링크의 확립 동안 상기 CCTU의 상태를 추적하는 CCTU 상태 머신을 실행하고 - 상기 상태 머신은 상기 적어도 하나의 핀에 의해 수신된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이함 -, 상태 전이에 응답하여 상기 트랜스듀서를 이용하여 EHF 신호를 선택적으로 전송하도록 동작 가능한 회로
를 포함하는 비접촉 통신 전송기 유닛. - 제11항에 있어서, 상기 유선 경로를 통해 상기 제2 수신기 유닛과 통신하는데 사용되는 상기 적어도 하나의 핀은 칩 간(inter chip) 통신 핀인, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제12항에 있어서, 상기 칩 간 통신 핀은 상기 상태 머신이 새로운 상태로 전이하게 하는 신호를 수신하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제11항에 있어서, 상기 선택적으로 전송된 EHF 신호는 상기 상태 머신의 향후 상태를 결정하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 핀에 의해 수신된 신호는 상기 CCTU 상태 머신에서의 상태 변화 전이로부터 도출되는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제11항에 있어서, 상기 CCTU는 적어도 상기 제1 및 제2 수신기 유닛들, 상기 CCTU 및 제2 전송기 유닛을 포함하는 기상 루프의 일부이고, 상기 제2 전송기는 상기 제1 및 제2 수신기 유닛들에 동작 가능하게 결합되는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제16항에 있어서, 상기 CCTU 상태 머신은 상태 변화 전이들을 진행시키기 위해 상기 기상 루프를 이용하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제11항에 있어서, 상기 복수의 상태는 적어도 하나의 초기화 상태를 포함하고, 상기 복수의 핀 중 하나가 비컨 인에이블 핀(beacon enable pin)이고, 상기 비컨 인에이블 핀이 하이(HIGH)로 구동될 때 상기 상태 머신은 상기 적어도 하나의 초기화 상태로 전이하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제18항에 있어서, 상기 비컨 인에이블 핀이 로우(LOW)로 구동될 때 상기 상태 머신은 오프 상태로 전이하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 초기화 상태는 상기 회로가 상기 트랜스듀서를 통해 비커닝 EHF 신호(beaconing EHF signal)를 방출하게 하는 비커닝 상태를 포함하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제11항에 있어서, 상기 복수의 상태는 링크 트레이닝 상태, 기능 상태 및 데이터 전송 상태를 포함하는, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- 제21항에 있어서, 상기 데이터 전송 모드는 표준 기반 전송 모드인, 비접촉 통신 전송기 유닛.
- EHF 통신 링크를 확립하는 방법으로서,
상기 EHF 통신 링크를 확립하기 위해 제1 EHF 통신 유닛의 상태를 추적하는 상태 머신을 실행하는 단계를 포함하고, 상기 상태 머신은 업스트림 EHF 통신 유닛에 의해 제공된 신호들에 응답하여 복수의 상태를 통해 전이하도록 동작 가능하며, 상기 상태 머신을 실행하는 단계는,
상기 업스트림 EHF 통신 유닛에 의해 수신된 신호에 응답하여 상기 복수의 상태 중 선택된 상태로 전이할지 결정하는 단계;
상기 선택된 상태로 전이하도록 결정될 때 상기 선택된 상태로 전이하는 단계; 및
상기 상태 전이에 응답하여 다운스트림 EHF 통신 유닛에 신호를 통신하는 단계를 포함하는 방법. - 제23항에 있어서, 상기 제1 업스트림 및 다운스트림 통신 유닛들은 기상 루프의 일부로서 포함되는, 방법.
- 제24항에 있어서, 상기 복수의 상태를 통해 전이하기 위해 상기 기상 루프를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 다운스트림 EHF 통신 유닛에 통신된 상기 신호는 상기 상태 머신의 향후 상태를 결정하는, 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 상태 머신을 실행하는 단계는 상기 선택된 상태로 전이하지 않도록 결정될 때 비컨/청취 상태로 전이하는 단계를 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 상태 머신을 실행하는 단계는 직렬 인터페이스 제어 모드로 전이하는 단계를 포함하는 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 선택된 상태는 링크 트레이닝 상태를 포함하는 방법.
- 제29항에 있어서, 링크 트레이닝 데이터를 상기 다운스트림 통신 유닛에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제29항에 있어서,
상기 업스트림 통신 유닛으로부터 링크 트레이닝 데이터를 수신하는 단계: 및
상기 수신된 링크 트레이닝 데이터에 기초하여 상기 제1 통신 유닛을 교정하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제23항에 있어서, 상기 선택된 상태는 기능 메시지 상태를 포함하는 방법.
- 제32항에 있어서, 기능 메시지 데이터를 상기 다운스트림 통신 유닛에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
- 제32항에 있어서,
상기 업스트림 통신 유닛으로부터 기능 메시지 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 수신된 기능 메시지 데이터를 확인하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제23항에 있어서, 상기 선택된 상태는 데이터 전송 상태를 포함하는 방법.
- 제35항에 있어서, 상기 데이터 전송 모드는 표준 기반 전송 모드인, 방법.
- 제23항에 있어서,
상기 통신 링크와 함께 사용하기 위한 데이터 전송 모드를 결정하는 단계;
확립된 통신 링크를 이용하여 상기 데이터 전송 모드에 따라 데이터를 비접촉식으로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법. - 제23항에 있어서,
비커닝 동작과 청취 동작 중 하나를 수행하기 위해 회로를 주기적으로 활성화하는 단계를 더 포함하는 방법.
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