KR20160144401A - 모듈식 모바일 전자 디바이스들을 인에이블링 하는 시스템들 - Google Patents

모듈식 모바일 전자 디바이스들을 인에이블링 하는 시스템들 Download PDF

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KR20160144401A
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데이비드 피쉬맨
세스 뉴버그
아라 크나이안
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Abstract

모듈식 모바일 전자 디바이스를 인에이블링 하는 시스템은 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들 간의 데이터 전송을 인에이블링 하는 모듈 통신 네트워크, 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들 간의 전력 전송을 인에이블링 하는 모듈 전력 네트워크, 및 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들을 모듈식 모바일 전자 디바이스에 탈착가능하게 그리고 기계적으로 연결하는 모듈 인터페이스들의 세트를 포함한다.

Description

모듈식 모바일 전자 디바이스들을 인에이블링 하는 시스템들{SYSTEMS FOR ENABLING MODULAR MOBILE ELECTRONIC DEVICES}
[관련 출원]
본 출원은 2014년 4월 7일자로 출원된 미국 가출원 제61/976,173호의 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
[기술 분야]
본 발명은 일반적으로 모바일 전자 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는 모바일 전자 분야에서 모듈식 모바일 전자 디바이스(modular mobile electronic device)들을 인에이블링 하는 새롭고 유용한 시스템들에 관한 것이다.
모바일 전자 디바이스 디자인의 현재 방법들은 기능적인 관점 및 디자인적인 관점 모두에서, 고정적인(static) 디바이스들을 만든다. 기업들은 서로 다른 기능들과 서로 다른 디자인들을 갖는 광범위한 디바이스들을 생산함으로써 이러한 문제를 해결하려고 시도한다. 결과적으로, 이러한 디바이스들의 사용자들은 타협하도록 강요받는다; 상기 사용자들은 그들의 요구들(needs) 및 선호들을 진정으로 충족시키기 위해 상기 사용자들의 모바일 디바이스들의 기능 및 디자인을 커스터마이즈(customize)할 수 있는 능력이 부족하다. 그러므로, 모바일 전자 분야에서 모듈식 모바일 전자 디바이스들을 인에이블링 하는 시스템들을 만들 필요성이 존재한다. 본 발명은 이러한 새롭고 유용한 시스템들을 제공한다.
도 1은 본 발명 실시예의 시스템에 대한 다이어그램 뷰이다.
도 2A 및 2B는 본 발명 실시예의 시스템에 기초한 예시적인 모바일 전자 디바이스들에 대한 이미지 뷰이다.
도 3은 본 발명 실시예의 시스템의 모듈 통신 네트워크에 대한 다이어그램 뷰이다.
도 4는 본 발명 실시예의 시스템의 모듈 통신 네트워크의 가변 대역폭 통신에 대한 다이어그램 뷰이다.
도 5는 본 발명 실시예의 시스템의 모듈 전력 네트워크에 대한 다이어그램 뷰이다.
도 6은 본 발명 실시예의 시스템의 모듈 전력 네트워크 배터리에 대한 다이어그램 뷰이다.
도 7은 본 발명 실시예의 시스템의 모듈 인터페이스에 대한 다이어그램 뷰이다.
본 발명의 실시예들의 후술하는 설명은 본 발명을 이러한 본 발명 실시예들로 제한하려는 의도가 아니며, 오히려 임의의 당해 기술분야의 통상의 기술자로 하여금 본 발명을 만들고 사용하도록 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모듈식 모바일 전자 디바이스들을 인에이블링 하는 시스템(100)은 모듈 통신 네트워크(110), 모듈 전력 네트워크(120), 감시 제어기(supervisory controller)(130) 및 복수의 모듈 인터페이스들(140)을 포함한다.
시스템(100)은 사용자-탈착식 모듈들(user-removable modules)의 사용을 통해 모듈식 모바일 전자 디바이스들의 생성 또는 변경을 인에이블 하는 기능을 한다. 모듈들은 바람직하게는 모듈 인터페이스들(140)을 통해 시스템(100)에 연결된다; 시스템(100)에 연결한 후, 모듈들은 바람직하게는 모듈 통신 네트워크(110)를 사용하여 서로 통신할 수 있고, 모듈 전력 네트워크(120)를 사용하여 서로 전력을 수신하거나 보낼 수 있다. 감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈 통신 네트워크(110)와 모듈 전력 네트워크(120) 모두를 관리한다. 다수의 모듈들이 시스템(100)에 연결된 경우, 시스템(100)은 바람직하게는 컨페더레이션(confederation) 내 모듈들이 모바일 전자 디바이스의 역할을 하도록 한다. 이러한 컨페더레이션에 의해 생성된 모바일 전자 디바이스는 바람직하게는 컨페더레이션의 파라미터들 뿐만 아니라 컨페더레이트 된 모듈들에 의해 특징지어지고(characterized), 상기 컨페더레이션의 파라미터들은 바람직하게는 시스템(100) 및 컨페더레이트 된 모듈들에 의해 결정된다. 도 2A에 도시된 바와 같이, 모듈식 모바일 전자 디바이스는 시스템(100)에 의해 인에이블 된 가능한 모바일 전자 디바이스의 일 예시인 스마트폰의 역할을 하도록 구성된다. 가능한 모바일 전자 디바이스들의 다른 예시들은 태블릿들, 랩탑들, 미디어 플레이어들, 카메라들, 측정 장치들, 게이밍 시스템들, 차량의 컴퓨팅 디바이스들, 셋-탑 박스들 및 텔레비전들의 역할을 하도록 구성된 것들을 포함한다.
시스템(100)에 의해 연결된 모듈들은 바람직하게는 사용자-탈착식 및 대체식이며, 사용자들이 매우 다양한 형태, 배치 및 기능을 가진 모바일 전자 디바이스들을 만들게 한다. 예를 들면, 도 2B에 도시된 바와 같이, 사용자는 작고 가벼운 카메라를 만들기 위해 카메라 모듈, 플래쉬 메모리 모듈, 프로세서 모듈, 배터리 모듈 및 터치스크린 LCD 모듈을 시스템(100)에 연결할 수 있다. 사용자는 카메라 폰을 만들기 위해 이후 셀-폰 라디오 모듈 및 마이크로폰/스피커를 추가할 수 있다. 모듈들은 바람직하게는 서드 파티 개발자(third party developer) 및 엔티티들(enriries)이 모듈들을 개발하도록 하는 개방형 표준(open standard)를 따른다.
모듈 컨페더레이션에 의해 제공되는 유연성은 바람직하게는 시스템(100)으로 하여금 다수의 유리한 결과들(favorable outcomes)을 인에이블 할 수 있게 한다. 사용자들은 그들의 요구를 위해 필요한 모듈들만을 구매할 수 있고, 이는 비용을 절감하도록 한다. 또한 사용자들은 이후에 모듈들을 대체하거나 추가적인 모듈들을 추가할 것을 선택할 수 있다. 조합에서, 이들 2개의 결과들은 전 세계의 모바일 전자 디바이스에 대한 접근성을 증가시킬 수 있으며(그리고 많은 경우에, 인터넷), 특히 스마트폰 또는 PC가 현재 좋은 가치제안(good value proposition)이 아닌 상기 사용자들에 대해 그러하다. 예를 들면, 사용자는 낮은 가격으로 시스템(100) 및 모듈들의 기본 세트를 구매할 수 있고, 이후 모듈들을 추가함으로써 더 발전된 폰으로의 전환(transition)을 구매할 수 있다. 또한, 이들 2개의 결과들은 모바일 전자 디바이스들이 대체되기 보다는 업그레이드 되거나 변경되도록 함으로써 e-폐기물(electronic waste)의 생성을 늦추는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 시스템(100)은 매우 다양한 형태 및 기능의 모듈들과 호환가능하기 때문에, 그리고 모듈들은 바람직하게는 개방형 표준에 기초하기 때문에, 모듈 컨페더레이션은 작거나 전문화 된 기업들이 전체 모바일 전자 디바이스를 디자인함이 없이 그들의 장점들을 살리는 모듈들을 만들 수 있도록 한다.
시스템(100)은 바람직하게는 넓은 범위의 모듈 타입들과 호환가능하다. 모듈들이 시스템(100)과 연결될 수 있고 상기 시스템(100)을 통해 통신할 수 있는 한, 상기 모듈들은 임의의 기능 또는 목적을 서브(serve)할 수 있다. 일부 예시적인 모듈 타입들은 센서 모듈들, 프로세서 모듈들, 저장 모듈들, 통신 모듈들, 디스플레이 모듈들 및 전력 모듈들을 포함한다. 센서 모듈들의 예시들은 가속도계 모듈들(accelerometer modules), GPS 모듈들, 카메라 모듈들, 깊이 이미징 모듈들(depth imaging modules), 지문 리더기 모듈들(fingerprint reader modules), 생체 인증 모듈들(biometric modules), 마이크로폰 모듈들, 디지털/아날로그 입력 모듈들, 햅틱 입력 모듈들(haptic input modules), 적외선 플래쉬 모듈들, 계보기 모듈들(pedometer modules), 기압계 모듈들(barometer modules), 자력계 모듈들(magnetometer modules) 및 자이로스코프 모듈들(gyroscope modules)을 포함한다. 프로세서 모듈들의 예시들은 어플리케이션 프로세서 모듈들 및 그래픽 프로세서 모듈들을 포함한다. 저장 모듈들의 예시들은 플래쉬 메모리 모듈들 및 RAM 모듈들을 포함한다. 통신 모듈들의 예시들은 Wi-Fi 무선 모듈들, GSM/CDMA 무선 모듈들, HDMI 커넥터 모듈들, NFC 모듈들, 블루투스 무선 모듈들 및 USB 커넥터 모듈들을 포함한다. 디스플레이 모듈들의 예시들은 터치스크린 LCD 모듈들, 비-터치 그래픽 디스플레이 모듈들 및 e-링크 디스플레이 모듈들을 포함한다. 전력 모듈들의 예시들은 배터리 모듈들, 솔라 패널 모듈들(solar panel modules) 및 배터리 충전 모듈들을 포함한다. 입력들, 출력들, 데이터 저장, 데이터 프로세싱, 통신, 전력 및 컴퓨팅 디바이스의 다른 적절한 양태들의 다양한 옵션들 및 결합들을 제공하기 위해 다양한 모듈들이 바람직하게 서브한다. 이러한 예시적인 모듈 타입들은 결코 완전하거나 배타적인 것이 아님에 주목하라; 즉, 모듈들은 다수의 예시적인 타입들로부터 또는 상기 타입들에 의하지 않고 기능을 통합할 수 있으며, 상기 모듈들은 추가적으로 또는 대안적으로 본 명세서에 기술되지 않은 적절한 기능을 통합한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모듈 통신 네트워크(110)(이하 MCN(110))는 시스템(100)에 연결된 모듈들 사이의 데이터 통신을 허용하는 기능을 한다. MCN(110)을 통한 데이터 전송은 바람직하게는 고속(초당 1기가 비트), 저전력(예를 들어, 로우 스윙 시그날링(low swing signaling) 및 대기모드), 로우 핀 카운트(low pin count)이고, 신뢰할 수 있으며, 그리고 로버스트(robust)하다. MCN(110)은 시스템(100)에 연결된 임의의 2개의 모듈들 사이의 직접 통신을 인에이블 하나, 추가적으로 또는 대안적으로 시스템(100)에 연결된 모듈들 사이의 간접 통신을 인에이블(예를 들어, 중간 모듈을 통해 다른 모듈과 통신하는 모듈을 인에이블) 할 수 있다. MCN(110)은 바람직하게는 각 모듈 인터페이스(140)를 MCN 스위치(111)에 연결함으로써 모듈들 사이의 직접 통신을 인이에블 하나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 대안적인 연결 아키텍쳐를 사용하여 모듈들 사이의 직접 통신을 인에이블(예를 들면, 모듈들을 데이터 버스에 연결) 할 수 있다.
MCN 스위치(111)는 모듈들 사이의 데이터 링크들을 생성함으로써(MCN 스위치(111)는 바람직하게는 상기 모듈들을 변경, 모니터, 제어할 수 있다) 모듈들 사이의 직접 통신을 인에이블 하는 기능을 한다. 모듈들 사이의 데이터 링크들을 모니터링 및/또는 제어함으로써, MCN 스위치(111)는 바람직하게는 모듈 데이터 전송을 중재한다. MCN 스위치(111)는 바람직하게는 패킷 스위칭(packet switching)을 사용하여 동작하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 동작할 수 있다. MCN 스위치(111)는 바람직하게는 감시 제어기(130)에 의해 제어되나, 추가적으로 또는 대안적으로 MCN(110)의 데이터 관리자에 의해 또는 임의의 다른 적절한 소스에 의해 제어될 수 있다. 상기 감시 제어기(130)는 대역폭 제한, 레인 어사인먼트(lane assignment), 데이터율 제한, 또는 글로벌적이거나 또는 개별적인 모듈들에 대해 임의의 다른 적절한 데이터 전송 구성 데이터를 설정함으로써 MCN 스위치(111)를 제어할 수 있다. 데이터 전송 구성 데이터의 다른 예시들은 모듈 우선순위 레벨들을 포함한다; 모듈 우선순위 레벨들은 시간이 지남에 따라 어떻게 모듈들에 대역폭이 할당되는지 결정한다. 예를 들면, 만일 2개의 모듈들이 동시에 데이터 전송 요청들을 보내고 MCN(110)이 상기 요청들을 오직 직렬적으로 처리(병렬의 반대)할 수 있다면, MCN(110)은 (직접적으로 또는 감시 제어기(130)를 통해) 바람직하게는 더 높은 모듈 우선순위 레벨을 가진 모듈을 처음으로 데이터를 전송하게 한다. 다른 예시로서, 만일 2개의 모듈들이 400MBps의 통신 대역폭을 요청하였으나 MCN(110)은 오직 600MBps의 이용가능한 대역폭을 가지고 있다면, MCN(110)(또는 감시 제어기(130))은 낮은 우선순위 레벨을 가진 모듈에 단지 200MBps의 통신 대역폭을 주는 반면에 더 높은 우선순위 레벨을 가진 모듈에 요청된 400MBps 전부를 줄 수 있다.
직접 통신은 바람직하게는 통신을 위한 호스트(host) 또는 중재 모듈(intermediary module)을 요구하지 않는 데이터 전송을 지칭한다. 예를 들면, MCN(110)이 MCN 스위치(111)를 활용하는 경우, 모듈들은 바람직하게는 패킷들을 MCN 스위치(111)에 보냄으로써 직접적으로 통신할 수 있고, 그 후 상기 패킷들은 목적지 주소(본래 모듈들에 의해 설정된)에 기초하여 직접적으로 다른 모듈들로 보내진다. 이는 호스트를 요구하는 아키텍쳐와 구별된다; 예를 들면, USB 버스에 연결된 주변 디바이스들은 서로 간에 정보를 전달할 수 있도록 마스터 디바이스를 요구한다. 이의 다른 결과는 마스터 디바이스로의 연결들의 대역폭 및 마스터 디바이스의 프로세싱 능력에 의해 본질적으로 제한되는 인터-디바이스 통신을 위해 이용가능한 최대 대역폭이다.
모듈들은 바람직하게는 다수의 데이터 레인들에 의해 MCN(110)에 연결되고, 각 모듈에 연결된 상기 데이터 레인들은 모듈과 MCN(110) 사이의 동시 데이터 전송을 허용한다. 각 데이터 레인은 하나 이상의 데이터 전송 링크들에 대응한다(그리고 반드시 임의의 개별적인 물리적 연결 또는 연결들의 세트는 아니다). 모듈과 MCN(110) 사이의 데이터 전송의 대역폭은 바람직하게는 이용가능한 데이터 레인들의 수와 각 레인들의 데이터율에 의해 결정된다. 모듈(및/또는 MCN(110))에 의해 사용되고 있는 레인들의 수를 변경함으로써, MCN(110)은 모듈과 MCN(110) 사이의 데이터 전송율을 제어할 수 있다. 모듈에 의해 사용되고 있는 레인들의 수를 변경하는 것은 모듈에 이용가능한 최대 대역폭을 동적으로 스케일링(scaling)하는 방식 중의 하나이다. 이러한 동적인 대역폭 스케일링은 (많은 상황들 내에서 전형적인 바와 같이) MCN(110)이 전체 데이터 전송 대역폭 내에서 제한되고 이러한 전체 대역폭이 연결된 모든 모듈들의 전체 대역폭들의 합보다 적은 경우 유용하다. 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 모듈들이 MCN(110)에 연결된다. 각 모듈은 3개의 데이터 레인들에 의해 MCN(110)에 연결되고, (각 모듈에 대해 이용가능한 최대 대역폭이 3B가 되도록) 각각은 대역폭B를 가진다. MCN 스위치(111)는 한 번에 최대 6B의 데이터를 스위칭 할 수 있다. 제1 구성에서, MCN 스위치(111)는 각 모듈에 2B 대역폭을 할당하나, 제2 구성에서, MCN 스위치(111)는 모듈 1, 2 및 3에 각각 3B, 2B 및 1B 대역폭을 할당한다. 구성 2가 서로 다른 전송 요구들을 가진 모듈들에 대해 이상적으로 적절한 구성일 수 있는 반면에, 구성 1은 실질적으로 유사한 데이터 전송 요구들을 가진 2개의 모듈들에 이상적으로 적절한 구성일 수 있다. 이러한 예시는 스위치를 이용하는 반면에, MCN(110)에 연결된 모듈들에 이용가능한 데이터 레인들을 동적으로 조절하는 개념은 또한 서로 다른 아키텍쳐들(예를 들어, 데이터 버스)을 활용하는 MCN(110) 들에 적용됨에 주목하라.
MCN(110)은 바람직하게는 전도성 전선들(conductive wires)을 통해 전기적으로 모듈 인터페이스들(140)에 접속하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 연결 방법을 통해 모듈 인터페이스들(140)에 접속할 수 있다. 일 예시에서, MCN(110)은 광학 연결들을 사용하여 모듈 인터페이스들(140)에 접속한다. 본 예시에서, MCN(110)은 각 모듈 인터페이스(140)에 대해 발광기들(light emitters) 및 검출기들을 포함할 수 있다; 빛은 광섬유들을 통해, 광학 백플레인(backplane)을 통해, 또는 도파관 또는 광학 회로 컴포넌트의 다른 타입을 통해 통과될 수 있다. MCN(110)은 추가적으로 광학 스위치(직접적으로 빛을 스위치 하는 것 또는 스위칭을 수행하기 위해 전기적으로 빛을 전환하는 것)를 사용할 수 있다.
MCN(110)은 바람직하게는 모듈 인터페이스(140) 당 적어도 2개의 데이터 레인들을 포함한다; 데이터 전송 라인 및 데이터 수신 라인, 그러나 추가적으로 또는 대안적으로 데이터 라인들의 임의의 적절한 수를 포함할 수 있다. 만일 MCN(110)이 각 모듈 인터페이스(140)에 대한 데이터 수신 라인과 데이터 전송 라인을 포함한다면, 데이터 라인들의 이러한 쌍은 하나의 데이터 레인에 대응한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 데이터 라인들과 데이터 레인들 사이의 임의의 대응(예를 들면, 라인당 다수의 데이터 레인들 또는 그 반대)이 있을 수 있다. 일 실시예에서, MCN(110)은 모듈 인터페이스(140) 당 오직 하나의 데이터 라인을 포함하고, 상기 데이터 라인 상에서 데이터가 모두 수신되고 송신된다. 제2 실시예에서, MCN(110)은 모듈 인터페이스(140) 당 4개의 라인들을 포함한다; 데이터 수신 라인, 데이터 전송 라인, 클락 수신 라인(clock receive line) 및 클락 전송 라인(clock transmit line). 일반적으로, MCN(110)은 데이터 라인들의 임의의 수(그러나 바람직하게는 최소 하나)와 다른 라인들의 임의의 수(예를 들어, 클락 라인들, 웨이크 라인들(wake lines))를 포함할 수 있다. MCN(110)은 바람직하게는 그것의 데이터 라인들을 통해 전이중 통신(full-duplex communication)을 할 수 있으나, 추가적으로 또는 대안적으로 반이중 통신(half-duplex communication)에 제한될 수 있다. MCN(110)은 바람직하게는 scalable-low-voltage-signaling(SLVS)을 사용하여 모듈들과 통신하나, 추가적으로 또는 대안적으로 low-voltage differential signaling(LVDS) 또는 임의의 다른 적절한 시그널 기술을 사용할 수 있다. MCN(110)은 바람직하게는 핫-스와핑 모듈들(hot-swapping modules)을 지원하며, 전원이 다운됨이 없이 MCN(110)이 스위치 될 수 있도록 한다; 핫-스와핑은 바람직하게는 MCN(110) 통신을 방해함이 없이 수행될 수 있다.
MCN(110)은 바람직하게는 모든 모듈들 및 모든 모듈 타입들에 대해 단일 프로토콜 및 아키텍쳐를 사용하여 모듈들 간에 데이터를 전송한다. 모든 모듈들에 대해 동일한 아키텍쳐 및 프로토콜을 사용하는 것은 모든 모듈 인터페이스들(140)이 잠재적으로 동일하도록 한다. 대안적으로, MCN(110)은 다수의 프로토콜들 및/또는 아키텍쳐를 사용하여 모듈 간에 데이터를 전송할 수 있다. 일부 상황들에서, 모듈 하드웨어는 MCN(110)의 네이티브 프로토콜(native protocol)과 다른 프로토콜에서 내부적으로 통신할 수 있다. 이러한 상황들에서, 모듈은 바람직하게는 MCN(110)의 네이티브 프로토콜을 통해 통신하도록 하는 모듈 브릿지(module bridge)를 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, MCN(110)은 이러한 브릿지들(상기 모듈로 하여금 MCN(110)의 내부 프로토콜 내에서 MCN(110)과 통신하도록 하는, MCN(110)의 네이티브 프로토콜로 MCN(110) 핸들 전환을 허용하는 브릿지들)을 포함할 수 있다.
MCN(110)은 바람직하게는 네트워크 구성들(MCN 스위치(111)의 사용을 허용하는 구성들)을 지원하는 프로토콜 및 넓은 범위의 데이터 트래픽 요구들을 가지는 넓은 범위의 어플리케이션들을 사용하나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 프로토콜을 사용할 수 있다. 또한, MCN(110)은 바람직하게는 많은 수의 연결된 모듈들을 지원할 수 있는 프로토콜을 사용한다.
일 예시적인 실시예에서, MCN(110)은 흔히 MIPI® UNiProSM로 알려진 인터페이스 기술 및 흔히 MIPI® M-PHY®로 알려진 물리 층 규격(Physical Layer Specification)을 사용하여 동작한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 모듈 전력 네트워크(120)(이하 MPN(120))는 전력을 시스템(100)에 연결된 모듈들에 분배하는 기능을 한다. MPN(120)은 바람직하게는 시스템(100)에 연결된 임의의 모듈로 하여금 시스템에 연결된 임의의 다른 모듈로 전력을 보내거나 상기 시스템에 연결된 임의의 다른 모듈로부터 전력을 수신하도록 한다. MPN(120)은 바람직하게는 각 모듈 인터페이스(140)를 MPN(120)의 공통 전력 버스(common power bus)에 연결함으로써 모듈들 사이의 전력 전송을 인에이블 하나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 대안적인 연결 아키텍쳐(예를 들어, 스위칭 된 전력 아키텍쳐)를 사용하여 모듈들 사이의 직접 전력 전송을 인에이블 할 수 있다. MPN(120)은 바람직하게는 전도성 전선들을 통해 모듈 인터페이스들에 접속하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 연결 방법을 통해 전기적으로 모듈 인터페이스들(140)에 접속할 수 있다.
MPN(120)은 특히 바람직하게는 3가지 타입의 모듈들을 지원한다(일부 모듈들은 하나 이상의 유형이 될 수 있음에 주목하라); 전력 소비 모듈들(power consuming modules)(예를 들어, 카메라, 디스플레이), 전력 생산 모듈들(power producing modules)(예를 들어, 충전기, 솔라 패널), 및 전력 저장 모듈들(예를 들어, 배터리들, 커패시터들). MPN(120)은 바람직하게는 배터리 모듈들을 포함하여, 핫-스와핑 모듈들을 지원한다.
MPN(120)은 바람직하게는 MPN(120)에 연결된 전력 소스들에 의해 부분적으로 설정된 하나의 조정되지 않은 DC 전압에서 동작한다. 좀 더 바람직하게는, MPN(120)은 3.0V에서 5.5V의 버스 전압에서 동작하도록 디자인된다. 본 시나리오에서, MPN(120) 전압은 전력 버스 상의 가장 높은 전압 전력 소스에 의해 설정된다. 이는 배터리들(사용/시간에 따른 전압에 의해 변하는 배터리들)로 하여금 이중 변환 손실들(double conversion losses)을 겪지 않고 직접적으로 사용되게 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, MPN(120)은 하나의 조정된 DC 전압, 다수의 (조정되거나 또는 조정되지 않은) DC 전압들, AC 전압들 또는 이들의 임의의 조합에서 동작할 수 있다.
MPN(120)은 바람직하게는 전력 모니터/제어 유닛들(121)(이하 PMC(121), 또한 전력 관리 유닛들로 지칭된다) 및 좀 더 바람직하게는 각 모듈 인터페이스(140)에 대해 하나의 PMC(121)를 포함한다. PMC(121)들은 모듈 인터페이스들(140)로 가고 상기 모듈 인터페이스들(140)로부터 오는 전력을 모니터하고 그리고/또는 제어하는 기능을 한다. 각 모듈 인터페이스(140)에 대해 하나의 PMC(121)를 갖는 것은 모듈-당 측정될 전력 소비에 대해, 그리고 모듈 단위 당 적용될 전력 상태 설정(power state setting)에 대해, 모듈 인터페이스들(140)로 하여금 개별적으로 스위치 온(on)되거나 오프(off)되도록 한다. PMC(121)들은 바람직하게는 감시 제어기(130)에 의해 제어되나, 추가적으로 또는 대안적으로 MPN(120)의 전력 관리자에 의해 또는 임의의 다른 적절한 소스에 의해 제어될 수 있다. 각 PMC(121)는 바람직하게는 인터페이스 전압 모니터, 인터페이스 전류 모니터, 인터페이스 전류 제한기 및 인터페이스 스위치를 포함한다. 인터페이스 전압 및 전류 모니터들은 바람직하게는 인터페이스에서의 전압과 인터페이스를 통하는 전류를 모니터 한다. 인터페이스 전류 제한기는 바람직하게는 인터페이스를 단락(short) 또는 모듈 오작동으로 인해 너무 많은 전류가 유입(draw)하는 것으로부터 방지하고, 인터페이스 스위치는 바람직하게는 인터페이스가 MPN(120)에 연결되었는지 여부를 제어한다. PMC(121)들은 추가적으로 또는 대안적으로 MPN(120)으로 하여금 MPN(120) 상의 전력의 모니터링 제어 및/또는 라우팅(routing)을 수행하도록 하는 임의의 하드웨어를 포함할 수 있다.
부동-전압 전력 버스(floating-voltage power bus)를 활용하는 MPN(120)에 대해, PMC(121)들은 바람직하게는 다수의 전력 소스들이 상기 부동-전압 전력 버스에 연결된 때 전력 소스들을 연결하거나 연결 해제함으로써 MPN(120)으로 하여금 전력 버스의 전압을 변하게 한다. 예시로서, 2개의 배터리 모듈들에 연결된 MPN(120)을 고려하라; 4.5V의 출력 전압을 가진 제1 배터리 모듈 및 4V의 출력을 가진 제2 배터리 모듈. 만일 4V의 출력 전압이 디자인되었다면, MPN으로부터 제1 모듈이 분리(isolate)되는 동안 MPN(120)은, PMC(121)들의 사용을 통해, 전기적으로 제2 배터리를 MPN(120)에 연결할 수 있다. 이 경우에서, PMC(121)의 출력 전압(즉, 전력 버스에서의 전압)이 제1 배터리의 출력 전압과 다름을 주목하라. 만일 4.5V의 출력 전압이 디자인되었다면, MPN은 반대로 할 수 있다; 추가적으로 또는 대안적으로, MPN(120)은 4.5V 배터리로 하여금 MPN(120)에 전력을 공급하고 또한 4V 배터리를 충전하기 위해, 배터리들 모두를 MPN(120)에 연결할 수 있다. 이는, 예를 들면, PMC(121)를 배터리 충전 모드로 스위칭함으로써 인에이블 될 수 있다(PMC(121)는 전류가 4V 배터리 내부로 흐르게 하나, 밖으로 흐르진 않게 한다).
MPN(120)은 추가적으로 MPN 배터리(122)를 포함한다. MPN 배터리(122)는 심지어 전력 소스 모듈이 연결되지 않은 경우(예를 들어, 패터리 모듈들의 핫-스왑을 인에이블링)에도 MPN(120)의 전력 관리자 및 MCN(110)의 데이터 관리자(바람직하게는 감시 제어기)가 전력을 갖는 것을 확실히 하도록 기능한다. MPN 배터리(122)는 추가적으로 전력을 다른 모듈들에 제공한다(예를 들어, 배터리 모듈이 다른 것에 대해 핫-스와핑 되고 있는 동안). MPN 배터리(122)는 전력 저장 디바이스의 임의의 타입(예를 들어, 리튬-이온 배터리, 슈퍼 커패시터, 압축 유체 저장(compressed fluid storage))일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, MPN 배터리(122)는 바람직하게는 충전 제어기, 충전 스위치 및 이상적인 다이오드 제어기를 포함하는 충전 회로를 포함한다. 본 충전 회로는 바람직하게는 배터리가 충전되고 있지 않은 경우 (이상적인 다이오드 컨트롤러를 통해) 전류가 MPN 배터리(122)의 배터리로 유입되는 것을 방지하고, 또한 배터리가 충전되고 있는 경우 (충전 제어기를 통해) 충전의 비율과 방법을 관리한다.
시스템(100)(및 MPN(120))에 연결된 모듈들은 바람직하게는 동작 범위 내 전력 버스에 의해 공급된 임의의 전압에서 전력 버스 상에서 동작할 수 있다. 만일, 일부 이유들로, 모듈들이 특정의 조정된 전압들을 요구한다면(그리고 스위칭 전력 컨버터들을 포함하지 않는다면), MPN(120)은 추가적으로 스위칭 전력 컨버터(123)를 포함할 수 있다. 스위칭 전력 컨버터(123)는 전력 버스의 전압을 조정하고 이를 다른 전압들로 변환하는 기능을 한다; 예를 들면, 전력 버스의 3.0에서 5.5VDC 전압을 조정된 3.3V 및 1.2V 라인들로 전환한다.
발명 실시예의 일 변형에서, MPN(120)은 또한 통신을 위해 사용된다. 본 변형에서, 데이터 신호들이 MPN(120)을 통해 전송될 수 있고(예를 들어, 전력 버스를 통해), MCN(110)에 의해 공급된 것의 탑(top) 상의 추가적인 통신 대역폭을 허용한다. 이러한 데이터 신호들은 MCN(110)을 통해 보내진 데이터 신호들에 대해 유사한 포맷이거나 다른 포맷일 수 있다. MPN(120)을 통해 보내진 데이터는 바람직하게는 모듈들과 감시 제어기(130)(예를 들어, 초기화 명령들(initialization instructions)을 모듈에 보내는 감시 제어기) 사이의 통신이나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 형태 또는 기능의 데이터일 수 있다.
감시 제어기(130)는 MCN(110) 및 MPN(120)을 통해 데이터 및 전력을 모니터 하는 그리고/또는 제어하는 기능을 한다. 감시 제어기(130)는 바람직하게는 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 및 저장(예를 들어, 플래쉬 메모리, EEPROM)을 포함한다. 감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN(110) 및 MPN(120) 모두의 컴포넌트들에 직접적으로 연결되나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 데이터 및 전력을 모니터 하고 그리고/또는 제어한다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 전력 상태들의 세트를 포함하며, 상기 전력 상태들의 세트는 다수의 전력 모드들에서 동작하는 능력을 인에이블 한다. 전력 상태의 세트는 바람직하게는 적어도 슬립 상태(sleep state)와 액티브 상태(active state)를 포함한다. 슬립 상태에서, 감시 제어기는 바람직하게는 단지 작은 양의 전력을 드로우(draw)하지만, 만일 필요하다면 빨리 웨이크(wake)될 수 있다. 슬립 상태는 시스템(100)에 연결된 모듈이 없을 때 또는 모듈들이 데이터를 수신할 필요가 없거나 시스템(100)에 연결된 다른 모듈들로부터 수신된 데이터가 필요하지 않을 때에 사용될 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN(110) 및 MPN(120)을 관리하고, 그러므로 모듈들의 추가 및 제어를 포함하여, 모듈들이 MCN(110) 및 MPN(120)과 인터렉트 하는 방법을 제어한다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN 스위치(111)를 통해 트래픽을 모니터링 함으로써 그리고 MCN 스위치(111)를 제어함으로써 MCN(110)을 관리하나, 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 MCN(110)을 관리할 수 있다. 그러므로 감시 제어기(130)는 바람직하게는 관리 모드에서 MCN 스위치(111)와 통신적으로 연결된다. 또한, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈들 명령어들 또는 정보를 주기 위해 MCN(110)을 통해 모듈들과 통신한다. 특히, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 조건들(terms)을 설정하고, 상기 조건들에 의해 모듈들이 MCN(110)과 통신한다; 이는 모듈에 할당된 대역폭의 양, 모듈이 가지는 MCN 스위치(111)를 통한 다른 모듈들로의 액세스의 레벨 및/또는 MCN(110)을 통한 모듈의 통신의 우선순위를 포함할 수 있다. 이러한 조건들은 MCN 구성 상태의 일부일 수 있다. 감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈과 통신함으로써 통신의 조건들의 일부를 구현하고(예를 들면, 모듈을 통해 통신의 확립된 비율을 설정) MCN 스위치(111)와 통신함으로써 통신의 조건들의 일부를 구현하나(예를 들면, 모듈 통신 우선순위), 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 통신 조건들을 구현할 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 3개의 주된 방식으로 MPN(120)을 관리한다; PMC(121)들을 통해, (만일 존재한다면) MPN 배터리(122)를 통해, 그리고 MCN(110)을 통한 모듈들과 통신을 통해; 그러나 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 MPN(120)을 관리할 수 있다. 예를 들면, 만일 MPN(120)이 스위칭 전력 컨버터(123)를 포함한다면, 감시 제어기(130)는 또한 스위칭 전력 컨버터(123)의 제어를 통해 MPN을 관리할 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 각 PMC(121)를 통해 전력 플로우잉(power flowing)을 모니터링 및/또는 제어함으로써 PMC(121)들을 통해 MPN(120)을 관리한다. PMC(121)에서 전류 및 전압을 모니터링하는 것은 바람직하게는 감시 제어기(130)로 하여금 모듈들이 지정된 파라미터들 내에서 동작하는 것을 보장하도록 한다(예를 들면, 너무 많은 전류를 흐르게 하거나 지나치게 높은 전압을 MPN(120)에 제공하지 않는다). PMC(121)를 통해 전력을 제어하는 것은 바람직하게는 PMC(121)를 통해 흐를 수 있는 전류를 제한하는 것을 포함한다(어느 방향으로든). 전류 제한은 모듈 인터페이스(140) 단락이 예를 들면, 너무 많은 전력을 드로우잉하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있다. PMC(121)를 통해 전력을 제어하는 것은 추가적으로 또는 대안적으로 스위칭 PMC(121)를 포함하여 전류가 더 이상 이를 통해 흐를 수 없도록 한다; 만일 PMC(121)가 직접적으로 모듈 인터페이스(140)의 앞에 있으면, 스위칭 PMC(121)는 MPN(120)으로부터 모듈 인터페이스(140)가 연결 해제 되도록 서브할 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 배터리와 통신하거나 그리고/또는 MPN 배터리(122)를 직접적으로 제어함으로써 MPN 배터리(122)를 통해 MPN(120)을 관리한다. 특히, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 MPN 배터리(122)가 충전 모드에 있는지(예를 들어, MPN(120)으로부터 전력을 드로우 할 수 있다), 공급모드에 있는지(예를 들어, MPN(120)에 전력을 공급할 수 있다), 또는 연결 해제 모드에 있는지 (예를 들어, MPN(120)으로부터 분리된다)여부를 제어한다. 감시 제어기(130)는 제어 신호들을 MPN 배터리(122)에 보내거나 MPN 배터리(122)에 연결된 전기 회로망(circuitry)의 상태를 변경으로써 이를 제어할 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈들이 어떻게 MPN(120)과 인터페이스 해야 하는지에 대한 명령어들을 모듈들에 제공함으로써, MCN(110)을 통한 모듈들과의 통신을 통해 MPN(120)을 관리한다. 이는 그들이 오직 전력의 특정 양을 사용할 수 있거나, 또는, MPN(120)에 전력을 공급할 수 있는 모듈들의 경우(예를 들어, 배터리 모듈들)에서, 그 모듈들이 전력을 수신해야 하거나 MPN(120)에 전력을 공급해야 할지 여부를 지시하는 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 이는 전력 사용과 관련된 모듈들에 대한 임의의 다른 적절한 명령어들을 포함할 수 있다. 이러한 명령어들은 모듈 전력 상태 설정의 일부일 수 있거나, 감시 제어기(130)에 의해 관리될 수 있다. 만일 모듈들이 감시 제어기(130)의 명령어들을 따르지 않는다면, 감시 제어기(130)는 연결 해제하거나 모듈들의 MPN(120)으로의 액세스를 제한할 수 있다.
MPN(120)이 통신을 위해 사용되는 본 발명 실시예의 변형에서, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 상술된 기법들의 결합을 통해 MPN(120)을 통한 통신을 제어하나, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 방식으로 MPN(120)을 통한 통신을 제어할 수 있다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN(110)의 동작 및 상기 감시 제어기(130)의 메모리 내의 MPN(120)과 관련된 데이터를 저장한다. 본 데이터는 바람직하게는 시스템(100)의 상태에 기초하여, 감시 제어기(130)에 MCN(110) 및 MPN(120)을 관리하는 방법을 지시한다. 예를 들면, 감시 제어기(130) 내 저장된 데이터는 감시 제어기(130)에게 500mA 이상의 전류가 흐르는 임의의 모듈을 연결 해제 하도록 지시할 수 있다. 다른 예로서, 본 데이터는 감시 제어기(130)에게 시스템(100)에 추가된 경우 모듈들을 열거(enumerate)하는 방법을 지시할 수 있다. 감시 제어기(130) 상에 저장된 데이터는 추가적으로 또는 대안적으로 모듈 정보 데이터, 전력 상태 데이터 및 임의의 다른 적절한 데이터를 포함할 수 있다. 모듈 정보 데이터는 바람직하게는 식별 번호 또는 다른 특성에 기초하여, 모듈들이 어떻게 다루어(handle)져야 하는지에 대한 정보를 포함한다. 예를 들면, 모듈 정보 데이터는 디스플레이 모듈들에 대응하는 모듈 식별 번호들의 리스트를 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈들이 MCN(110)에 우선하여 주어져야 한다는 규칙에 따라, 이는 감시 제어기(130)로 하여금 시스템(100)을 통한 서비스의 품질을 보증하는 것을 도와주도록 한다. 전력 상태 데이터는 바람직하게는 모듈들에서(또는 시스템(100)에서) 구현될 수 있는 전력 상태들에 대한 데이터를 포함한다. 예를 들면, 이는 전력-세이빙 모드들(power-saving modes)을 인에이블 하기 위해 어떤 명령들이 모듈들에 보내져야 하는지에 대한 저장 정보를 포함할 수 있다. 감시 제어기(130)는 추가적으로 또는 대안적으로 모듈들에 의해 공급되는 정보를 포함할 수 있다; 예를 들면, 시스템 부트(system boot) 또는 모듈 초기화에 따라, 감시 제어기(130)는 모듈들에게 상기 모듈들에 대한 특정 정보를 요구할 수 있다. 그 후 본 정보는 저장될 수 있다(그리고 잠재적으로 다른 모듈들에 접근가능할 수 있다). 본 정보에 대한 액세스는 바람직하게는 모듈들로 하여금 시스템(100)의 상태를 인식 및/또는 시스템(100)의 상태에 기초하여 (또는 연결된 모듈들의 상태들에 기초하여) 그들의 상태를 변경하도록 한다.
감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈들로 하여금 언제라도 시스템(100)에 연결되게 하거나 시스템(100)으로부터 연결 해제되도록 한다. 감시 제어기(130)는 바람직하게는 모듈들이 처음으로 시스템(100)에 연결된 때 모듈 초기화 프로세스를 개시한다; 모듈 초기화 프로세스는 바람직하게는 시스템(100)과 모듈들 사이의 통신의 초기 내용을 설정한다. 모듈 초기화 프로세스는 바람직하게는 (감시 제어기(130)에) 새롭게 연결된 모듈의 존재를 검출하는 것을 포함한다. 모듈의 존재는 임의의 적절한 방식으로 검출될 수 있고, 만일 감시 제어기(130)가 슬립 상태라면, 감시 제어기(130)를 웨이크하는 것을 포함한다. 모듈 존재 검출의 일부 예시들은 감시 제어기(130)에 연결된 센서들을 통해 모듈들을 검출하는 것(예를 들어, 모듈 인터페이스(140)의 물리적인 핀이 눌러졌을 때 연결된 모듈을 나타내는 것을 검출하는 회로), MCN(110)을 통해 모듈을 검출하는 것(예를 들어, 모듈이 MCN(110)의 데이터 라인들을 통해 웨이크 신호들을 MCN 스위치(111) 또는 임의의 다른 적절한 위치에 보내거나, 또는 모듈의 연결이 MCN 스위치(111)에 의해 검출된 신호를 변화시킨다), 또는 MPN(120)을 통해 모듈을 검출하는 것(예를 들어, 모듈의 MPN(120)으로의 연결이 전력 내 측정된 딥(dip)을 야기시키거나, 또는 모듈이 MPN 전력 라인들을 통해 신호를 전송한다)을 포함한다.
일단 감시 제어기(130)가 모듈을 검출하면, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN(110)을 통해 모듈과 감시 제어기(130) 사이의 연결을 구축하고 MCN(110)과 MPN(120)와 인터페이스 하기 위해 모듈에 대한 명령어들을 제공한다. 모듈 초기화 프로세스는 추가적으로 또는 대안적으로 MPN(120)으로 모듈을 연결하는 것 또는 MPN(120)에 대한 기본 연결을 변경하는 것을 포함한다(후술하는 예시에서 설명되는 바와 같이).
일 실시예에서, 시스템(100)이 슬립 상태인 때 모듈이 시스템(100)에 연결된다. 이러한 슬립 상태에서, MCN 스위치(111)는 턴 오프(turn off)되고, 감시 제어기(130)는 슬립 상태에 있다. MPN(120)은 적은 양의 전력을 각 모듈 인터페이스(140)에 공급하도록 구성된다. 모듈이 연결된 경우, 이는 MPN(120)을 통해 전류-제한 전력의 공급을 수신하고, 모듈이 적어도 부분적으로 파워 온(power on)되도록 한다. 그 후 모듈은 웨이크 라인(모듈을 감시 제어기에 직접적으로 연결하는 것)을 통해 웨이크 신호를 감시 제어기(130)에 보내고, 감시 제어기(130)를 웨이크 한다. 그 후 감시 제어기(130)는 MCN 스위치를 턴 온하고 또한 MPN(120)에게 전체 전력을 모듈에 공급하도록 지시한다. MCN 스위치(111)를 턴 온한 이후, 감시 제어기(130)는 바람직하게는 MCN(110) 및 모듈 사이의 통신 링크를 확립하고 모듈 초기화 프로세스를 완료한다.
MCN(110) 및 MPN(120)에 관련된 것으로서 모듈들을 관리하는 것에 추가하여, 감시 제어기(130)는 또한 임의의 다른 적절한 방식으로 모듈들을 관리할 수 있다. 예를 들면, 감시 제어기는 모듈 인터페이스들(140)에 통합된 열 센서들(thermal sensors)에 접속할 수 있고, 이러한 방식으로, 시스템(100)에 연결된 모듈들의 열 특성(thermal properties)을 검출한다. 감시 제어기(130)는 예를 들어, 만일 모듈이 오버히트(overheat)를 시작하면, 전력 소비를 줄이기 위해 모듈에 지시할 수 있고, 만일 모듈이 응답하지 않는다면, 모듈 및/또는 시스템(100)을 손상으로부터 보호하기 위해 모듈에 대한 MPN(120)을 통해 전력을 컷 오프(cut off)할 수 있다. 또한, 감시 제어기는 예컨데, 다른 모듈들로부터의 신호들에 기초하여 하나의 모듈로 하여금 슬립 모드로 가도록 지시하는 것과 같은, 기능들을 수행할 수 있다; 예를 들면, 모션-검출 모듈로부터 비활동 시간(period of inactivity)을 검출한 이후 디스플레이 모듈을 슬립으로 하는 기능들을 수행할 수 있다.
본 발명의 변형에서, 시스템(100)에 연결된 모듈에 의해 감시 제어기(130) 자체가 관리되거나 제어될 수 있다. 예를 들면, 만일 어플리케이션 프로세서 모듈이 시스템(100)에 연결되면, 상기 어플리케이션 프로세서는 감시 제어기(130)의 동작을 변경할 수 있고, 감시 제어기(130) 저장의 콘텐츠들을 변경하는 것 그리고/또는 감시 제어기(130)로부터 일부 기능을 빼앗는 것(usurping)을 포함한다.
본 발명의 다른 변형에서, 감시 제어기(130)는 감시 제어기(130)로 하여금 추가적인 기능들(예를 들어, 모듈 기능 데이터)을 수행하도록 하는 프로그래밍을 수신할 수 있다. 예를 들면, 감시 제어기(130)는 모듈(예를 들어, 어플리케이션 프로세서)로부터 감시 제어기(130)로 하여금 상기 모듈의 일부 기능들을 수행하도록 하는 프로그래밍을 수신할 수 있다. 수신된 프로그래밍은 상기 모듈이 없는 경우 감시 제어기(130)로 하여금 모듈의 특정 기능들을 수행하도록 하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 수신된 프로그래밍은, 감시 제어기(130)로 보내지거나 감시 제어기(130)에 의해 프로세싱 이후, 바람직하게는 모듈 에뮬레이션 프로필(module emulation profile) (감시 제어기(13)가 어떻게 모듈의 기능의 일부를 에뮬레이트 해야하는지를 딕테이팅(dictating)하는 명령어들)을 형성한다. 일 예시로서, 사운드 레코딩 디바이스는 마이크로폰 모듈, 버튼 모듈, 저장 모듈, 터치스크린 모듈, 어플리케이션 프로세서 모듈 및 배터리 모듈의 시스템(100)으로의 연결에 의해 생성된다. 사운드 레코딩 디바이스는 사용자에 의한 파라미터 입력에 따라 터치스크린 모듈을 통해 기능하고, 어플리케이션 프로세서 모듈에 의해 적용된다. 동작의 일 모드에서, 설정 시간 동안의 설정 지연 이후 버튼 프레스(button press)는 사운드를 기록한다. 본 실시예에서, 사용자는 주어진 지연 및 시간 동안 이러한 동일한 기능을 수행하기 위해 어플리케이션 프로세서 모듈이 감시 제어기(130)를 프로그래밍 하도록 지시(direct)할 수 있다. 감시 제어기(130)가 프로그래밍 된 이후, 사용자는 어플리케이션 프로세서 모듈 및 터치스크린 모듈을 제거한다. 감시 제어기(130) 내 프로그래밍 때문에, 버튼 프레스는 프로그래밍에서 사운드를 여전히 세트로서 기록하며, 이는 감시 제어기(130)로 하여금 어플리케이션 프로세서에 의해 이전에 다루어지는 기능의 일부를 수행하도록 한다.
모듈 인터페이스들(140)은 모듈들의 시스템(100)으로의 연결을 인에이블 하는 기능을 한다. 모듈 인터페이스들(140)은 바람직하게는 모듈들이 MCN(110) 및 MPN(120) 모두에 접속하는 것을 허용한다; 모듈 인터페이스들(140)은 바람직하게는 전도성 전선들을 통해 MCN(110) 및 MPN(120)에 연결되나, 추가적으로 또는 대안적으로 전술된 바와 같이 임의의 적절한 방식으로 MCN(110) 및 MPN(120)에 연결될 수 있다. 모듈 인터페이스들(140)은 임의의 적절한 방식으로(예를 들어, 전기적으로, 광학적으로) 모듈들을 MCN(110) 및 MPN(120)에 연결할 수 있다; 주어진 모듈에 대한 MCN(110)으로의 연결 방식 및 MPN(120)으로의 연결 방식은 동일한 타입들이거나 서로 다른 타입들일 수 있다. 예를 들면, 모듈들은 접촉식(contact methods)(예를 들어, 플러그 및 소켓을 통한 전도성 접촉) 및/또는 비-접촉식(non-contact methods)(예를 들어, 광학, 용량성(capacitive), 및 RF 데이터/전력 전송 방법들)을 사용하여 모듈 인터페이스(140)에 접속할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 모듈은 (모듈 인터페이스(140)를 통해) 비-접촉 용량성 데이터 전송 방법들을 사용하여 MCN(110)에 접속할 수 있고, 전도성 패드 인터페이스에 대한 스프링 핀(spring pin)을 통해 전도성 접촉을 사용하여 MPN(120)에 접속할 수 있다.
모듈 인터페이스들(140)은 바람직하게는 동일하고, 임의의 호환 가능한 모듈들로 하여금 시스템(100)의 임의의 모듈 인터페이스(140)에 접속하도록 하지만, 대안적으로 비-동일할 수 있다(예를 들어, 서로 다른 모듈 타입들에 대한 별도의 인터페이스 타입들).
당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 이전의 상세한 설명 및 도면들과 청구 범위들로부터 후술하는 청구 범위에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 수정 및 변경이 본 발명의 실시예들에 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (21)

  1. 모듈식 모바일 전자 디바이스(modular mobile electronic device)를 인에이블링(enabling)하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
    모듈 통신 네트워크와, 상기 모듈 통신 네트워크는 네트워크 스위치를 포함하고, 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 제3 모듈과 제4 모듈 간의 직접적인 데이터 전송과 동시에 상기 모듈 통신 네트워크 상에서 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 제1 모듈과 제2 모듈 간에 데이터가 직접적으로 전송되며;
    모듈 전력 네트워크와, 상기 모듈 전력 네트워크는 부동-전압 전력 버스(floating-voltage power bus)를 포함하고, 상기 모듈 전력 네트워크는 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들 간의 전력 전송을 인에이블하며;
    상기 모듈 전력 네트워크와 전자적으로 연결된 모듈 전력 네트워크 배터리와;
    상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 상기 모듈들을 상기 모듈 전력 네트워크와 상기 모듈 통신 네트워크에 전자적으로 연결하는 모듈 인터페이스들의 세트와; 그리고
    전력 관리 유닛들의 세트를 포함하며, 상기 전력 관리 유닛들의 세트의 각각은 상기 모듈 인터페이스들의 세트 중 적어도 하나를 상기 부동-전압 전력 버스에 전자적으로 연결하고, 상기 전력 관리 유닛들의 세트는 상기 전력 관리 유닛들의 세트와 연결된 상기 부동-전압 전력 버스와 모듈 인터페이스들 간의 전력 전송을 제어(control)하고 모니터(monitor)하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 부동-전압 전력 버스의 전압은 상기 모듈 전력 네트워크와 전자적으로 연결된 모듈의 출력 전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 부동-전압 전력 버스의 상기 전압은 상기 모듈 전력 네트워크에 전자적으로 연결된 상기 모듈의 상기 출력 전압과 실질적으로(substantially) 동일한 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 부동-전압 전력 버스의 상기 전압은 상기 모듈을 상기 모듈 전력 네트워크에 연결하는 전력 관리 유닛의 출력 전압과 실질적으로 동일하며; 상기 전력 관리 유닛의 출력 전압과 상기 모듈의 출력 전압은 실질적으로 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 각 모듈 인터페이스를 상기 네트워크 스위치에 연결하는 다수의 데이터 레인들(data lanes)을 더 포함하고, 각 모듈 인터페이스는 데이터 라인 활용(data lane utilization)에 의해 결정되는 가변 대역폭(scalable bandwidth)을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 모듈은 2개의 데이터 레인들에 의해 상기 네트워크 스위치에 연결되고, 상기 제1 모듈과 상기 네트워크 스위치 간의 데이터 전송은 상기 2개의 데이터 레인들 중 오직 하나를 통해 일어나며(occurring), 상기 데이터 전송은 제1 최대 이용가능한 대역폭(first maximum available bandwidth)을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 모듈은 2개의 데이터 레인들에 의해 상기 네트워크 스위치에 연결되고, 상기 제1 모듈과 상기 네트워크 스위치 간의 데이터 전송은 상기 2개의 데이터 레인들 모두를 통해 일어나며, 상기 데이터 전송은 제2 최대 이용가능한 대역폭을 가지며, 상기 제2 최대 이용가능한 대역폭은 실질적으로 상기 제1 최대 이용가능한 대역폭의 두 배인 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 모듈식 모바일 전자 디바이스를 인에이블링 하는 시스템으로서, 상기 시스템은:
    상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들을 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스에 탈착가능하게(removably) 연결하는 모듈 인터페이스들의 세트와;
    모듈 통신 네트워크와, 상기 모듈 통신 네트워크는 상기 모듈들이 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스에 기계적으로 연결된 때, 상기 모듈 통신 네트워크를 통해 상기 모듈들 간의 데이터 전송을 인에이블 하도록 구성되며; 그리고
    상기 모듈 인터페이스들의 세트를 통해 상기 모듈들이 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스에 전자적으로 연결된 때, 상기 모듈들 간의 전력 전송을 인에이블 하도록 구성되는 모듈 전력 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 모듈 통신 네트워크는 네트워크 스위치를 포함하고; 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 모듈들 간의 데이터 전송은 상기 네트워크 스위치에 의해 중재(mediate)되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 네트워크 스위치는 패킷 스위치(packet switch)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 네트워크 스위치는 서킷 스위치(circuit switch)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 모듈 통신 네트워크 상의 제1 모듈과 제2 모듈 간의 데이터 전송은 상기 제1 모듈에 의해 개시되고, 호스트(host) 또는 중간 모듈(intermediate module)을 사용함이 없이 완료되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 제1 모듈과 제2 모듈 간의 데이터 전송과 상기 모듈식 모바일 전자 디바이스의 제3 모듈과 제4 모듈 간의 데이터 전송은 상기 모듈 통신 네트워크 상에서 실질적으로 동시에 일어나는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 모듈 전력 네트워크는 전력 스위치를 포함하고; 상기 모듈 인터페이스들의 세트는 상기 전력 스위치를 통해 선택적으로 모듈들에 전자적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 청구항 8에 있어서,
    상기 모듈 전력 네트워크는 전력 버스를 포함하고; 상기 모듈 인터페이스들의 세트는 상기 전력 버스에 병렬적으로 모듈들을 전자적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 모듈 인터페이스들의 세트는 전력 관리 유닛들의 세트에 의해 상기 전력 버스에 연결되고, 상기 모듈 인터페이스들의 세트를 통한 전력 전송은 상기 전력 관리 유닛들의 세트에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 전력 버스는 일정한 조정된 전압(constant regulated voltage)을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 전력 버스는 상기 모듈 전력 네트워크에 전자적으로 연결된 전력 소스(power source)의 출력 전압에 의해 결정되는 부동 전압을 가지는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력 소스는 모듈인 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력 소스는 모듈 전력 네트워크 배터리인 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 전력 소스는 전력 소스들의 세트로부터 선택된 제1 전력 소스이고; 상기 전력 소스들의 세트의 제2 전력 소스는 전력 관리 유닛에 의해 상기 전력 버스로부터 전자적으로 분리(isolate)되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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