TWI513233B - 具有無線功能的元件、系統及其方法 - Google Patents

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TWI513233B TW100102883A TW100102883A TWI513233B TW I513233 B TWI513233 B TW I513233B TW 100102883 A TW100102883 A TW 100102883A TW 100102883 A TW100102883 A TW 100102883A TW I513233 B TWI513233 B TW I513233B
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Ahmadreza Reza Rofougaran
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Description

具有無線功能的元件、系統及其方法
本發明涉及積體電路(IC)間的通信、這些積體電路的功能模組間的通信、包含這些積體電路的設備間的通信及其應用。
典型的積體電路(IC)包括配置到功能模組中的電晶體和/或邏輯器件。示例性功能模組可以包括但不限於執行單元(例如運算邏輯單元)、存儲單元(例如緩衝記憶體)和信號處理模組。傳統IC的功能模組可以通過歐姆接觸連接在一起，歐姆接觸通常採用金屬。示例性歐姆接觸包括導線、走線和信號線。
和功能模組一樣，IC組群也可以通過歐姆接觸連接在一起。通常在印刷電路板(PCB)上將IC連接在一起。相互連接的IC可以用於形成設備一例如超級電腦、臺式電腦、手提電腦、視頻遊戲機、嵌入式設備、手持設備(例如移動電話、智慧型電話、MP3播放器、相機、GPS設備)或者類似設備。
可惜的是，用於連接功能模組和IC的歐姆接觸會限制這些功能模組和IC的性能、能力和/或波形因數(form factor)。例如，歐姆接觸通常需要面板中具有“點A對點B”的互連佈線走線，以及用於三維空間內面與面間互連的過孔。當所需通信物理佈線被面板上的其他走線阻擋或被可能的位置或過孔妨礙時，通常需要其他佈線層來“繞道”，以便完成點A對點B的歐姆接觸。上述 其他層可以是矽半導體的金屬層、IC封裝體的印刷電路襯底的導體層或印刷電路板(PCB)的導體層。由於這些其他佈線層，互連的信號路徑的長度和成本都有所增加。而由於點A到點B間增加的走線長度，其性能通常會降低。需要一種不受限於歐姆接觸物理佈線需求並在功能模組的連接上具有更高靈活性的互連方法。
根據本發明的一個方面，一種在具有無線功能的元件(wireless-enabled component，簡稱WEC)中實施的方法，包括：通過第一通道識別一個或多個其他WEC；以及通過第二通道與所述一個或多個其他WEC通信。
優選地，所述第一通道的帶寬小於所述第二通道。
優選地，所述第一通道的頻率約為2.420GHz-2.421GHz，所述第二通道的頻率約為2.419GHz-2.428GHz。
優選地，所述識別包括：通過所述第一通道發送定位信標給所述一個或多個其他WEC。
優選地，所述識別包括：通過所述第一通道從所述一個或多個其他WEC中的每一個元件接收定位信標。
優選地，所述方法進一步包括：確定所述一個或多個其他WEC中每一個元件的相對位置。
根據一個方面，一種具有無線功能的元件(WEC)，包括：功能資源；以及通信模組，用於：通過第一通道識別一個或多個其他WEC；以及通過第二通道與所述一個或多個其他WEC通信。
優選地，所述功能資源包括處理資源和存儲資源中的一個。
優選地，所述第一通道的帶寬小於所述第二通道。
優選地，所述第一通道的頻率約為2.420GHz-2.421GHz，所述第二通道的頻率約為2.419GHz-2.428GHz。
優選地，所述通信模組用於通過所述第一通道發送定位信標以識別所述一個或多個其他WEC。
優選地，所述通信模組用於通過所述第一通道接收定位信標以識別所述一個或多個其他WEC。
優選地，所述WEC進一步包括：定位模組，用於確定所述一個或多個其他WEC中每一個元件的相對位置。
根據另一個方面，一種系統，包括：多個具有無線功能的元件(WEC)，每一個元件分別用於通過無線匯流排進行發送和接收；其中所述無線匯流排包括：第一通道，用於識別鄰近的WEC；以及第二通道，用於支援所述鄰近的WEC間的通信。
優選地，所述第一通道的帶寬小於所述第二通道。
優選地，所述第一通道的頻率約為2.420GHz-2.421GHz，所述第二通道的頻率約為2.419GHz-2.428GHz。
優選地，基於經由所述第一通道的定位信標的發送來識別所述鄰近的WEC。
優選地，所述多個WEC中的每個元件都包括功能資源。
優選地，所述多個WEC中的每個元件都包括：定位模組，用於確定所述鄰近的WEC中的每個元件的相對位置。
優選地，所述多個WEC位於同一晶片上。
優選地：所述多個WEC的第一子集位於第一晶片上；以及所述多個WEC的第二子集位於第二晶片上。
優選地，所述第一晶片和所述第二晶片位於單一設備(single device)中。
選項地，所述第一晶片和所述第二晶片位於單獨的設備(separate device)中。
100‧‧‧無線匯流排
102、104‧‧‧設備
106、108、110‧‧‧IC
112、114、116、118‧‧‧具有無線功能的元件(WEC)
120、122、124‧‧‧無線鏈路
200A‧‧‧WEC
202‧‧‧電源介面
204‧‧‧AC-DC轉換器
206‧‧‧解調器
208‧‧‧核心模組
210‧‧‧無線收發器
212‧‧‧配置資訊
214‧‧‧配置資訊
216‧‧‧介面
218‧‧‧天線元件
200B‧‧‧WEC
220‧‧‧無線電源介面
302‧‧‧電感耦合器
304‧‧‧電容耦合器
402‧‧‧封裝體
404‧‧‧信號線
406‧‧‧矽層
408‧‧‧封裝基板
410‧‧‧印刷電路板(PCB)
412‧‧‧鄰近耦合
412A‧‧‧鄰近耦合
412B‧‧‧鄰近耦合
500‧‧‧無線匯流排
502、504、506、508‧‧‧WEC
602‧‧‧WEC
604‧‧‧電控相位陣列
606‧‧‧WEC
608‧‧‧相位陣列
610‧‧‧WEC
612‧‧‧傳動裝置(actuator)
614‧‧‧定向天線
702‧‧‧WEC
704‧‧‧光學相位陣列
706‧‧‧WEC
708‧‧‧傳動裝置
710‧‧‧光纖收發器
800‧‧‧無線匯流排
802、804、806、808‧‧‧WEC
810、812、814、816‧‧‧天線元件
900‧‧‧無線匯流排
902、904、906、908‧‧‧WEC
910、912、914、916‧‧‧天線元件
1000‧‧‧方法
1002、1004‧‧‧步驟
1120‧‧‧信號
1120A-D‧‧‧子部分
1102、1104、1106、1108、1110‧‧‧WEC
1130‧‧‧通信信號
1132‧‧‧通信信號
1200‧‧‧FPCA
1202‧‧‧控制器
1204、1206、1208、1210‧‧‧WEC
1220、1220A、1220B、1220C、1220D‧‧‧控制鏈路
1232‧‧‧通信鏈路
1234‧‧‧通信鏈路
1236‧‧‧通信鏈路
1300‧‧‧無線匯流排
1302、1304、1306、1308‧‧‧WEC
1400‧‧‧無線匯流排
1402、1404、1406、1408‧‧‧WEC
1410、1412、1414、1416、1418‧‧‧鏈路
1500‧‧‧無線匯流排
1502、1504、1506‧‧‧高活動水準鏈路
1600‧‧‧無線匯流排
1602、1604、1606、1608‧‧‧WEC
1610、1612、1614‧‧‧鏈路
1616‧‧‧通信鏈路
1700‧‧‧無線匯流排
1702、1704、1706、1708‧‧‧WEC
1710、1712、1714、1716‧‧‧無線鏈路
1800‧‧‧處理資源
1802A-1802N‧‧‧WEC
1804‧‧‧處理模組
1804A-1804N‧‧‧處理模組
1850‧‧‧存儲資源
1852A-1852N‧‧‧WEC
1854‧‧‧存儲模組
1854A-1854N‧‧‧存儲模組
1860‧‧‧無線通信匯流排
1900‧‧‧無線匯流排
1902、1904、1906‧‧‧WEC
1908‧‧‧處理模組
1910‧‧‧存儲模組
1912、1914‧‧‧無線鏈路
2100‧‧‧無線匯流排
2000‧‧‧方法
2002、2004、2006、2008‧‧‧步驟
2102、2104、2106‧‧‧資料單元
2108-2124‧‧‧WEC
2126、2128、2130‧‧‧無線鏈路
2200‧‧‧無線匯流排
2202、2204‧‧‧無線鏈路
2300‧‧‧無線匯流排
2302‧‧‧無線鏈路
2400‧‧‧無線匯流排
2500‧‧‧無線匯流排
2502‧‧‧基板
2504‧‧‧WEC
2506‧‧‧WEC
2508‧‧‧WEC
2510、2512‧‧‧無線鏈路
2600‧‧‧方法
2602、2604、2608‧‧‧步驟
此處描述的構成本說明書的一部分的附圖闡述了本發明的實施例，並與具體實施例一起解釋了本發明的原理，且使本領域技術人員能夠實現及使用本發明。
圖1是根據本發明一實施例的由多個具有無線功能的元件 (WEC)使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖2A-B是根據本發明一實施例的示例性WEC的示意圖；圖3A-B是根據本發明一實施例的示例性無線電電源介面的示意圖；圖4是根據本發明一實施例的具有與外部環境無線連接的內部元件的示例性WEC的示意圖；圖5是根據本發明一實施例的由多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖6A-C是根據本發明一實施例的示例性WEC的示意圖；圖7A-B是根據本發明一實施例的示例性WEC的示意圖；圖8是根據本發明一實施例的由多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖9是根據本發明一實施例的由多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖10是根據本發明一實施例的在WEC間建立鏈路的示例性方法的示意圖；圖11A是根據本發明一實施例的通過控制通道發送請求的WEC的示意圖；圖11B是根據本發明一實施例的通過資料通道發送資料的WEC的示意圖；圖12是根據本發明一實施例的被配置成現場可編程通信陣列的多個WEC的示意圖；圖13是根據本發明一實施例的由多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖14是根據本發明一實施例的由多個WEC使能並能根據期望的活動水準(activity level)進行調整的示例性無線匯流排的示意圖；圖15是根據本發明一實施例的由多個WEC使能並能根據期 望的活動水準進行調整的示例性無線匯流排的示意圖；圖16是根據本發明一實施例的由多個WEC使能並能根據所需功耗或延遲進行調整的示例性無線匯流排的示意圖；圖17是根據本發明一實施例的由多個WEC使能並能根據期望的干擾水準進行調整的示例性無線匯流排的示意圖；圖18是根據本發明一實施例的通過無線匯流排進行通信的多個WEC的第一集合和多個WEC的第二集合的示意圖，其中所述多個WEC的第一集合包括處理資源，且所述多個WEC的第二集合包括存儲資源；圖19是根據本發明一實施例的適用於在多個WEC中借用資源的示例性WEC網路的示意圖；圖20是根據本發明一實施例的基於成本函數(cost function-based)的資源借用方法的流程圖；圖21是根據本發明一實施例的由位於資料伺服器的相應資料單元中的多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖22是根據本發明一實施例的由位於資料伺服器的相應資料單元中的多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖23是根據本發明一實施例的由位於資料伺服器的相應資料單元中的多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖24是根據本發明一實施例的由位於資料伺服器的相應資料單元中的多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖25是根據本發明一實施例的由位於資料伺服器的相應資料單元中的多個WEC使能的示例性無線匯流排的示意圖；圖26是根據本發明一實施例的利用多個WEC即時創建系統(create a system on the fly)的示例性方法的示意圖。
本發明的實施例涉及建立無線通信匯流排及其應用。在接下來的詳細描述中，標記“一個實施例”、“一實施例”、“一示例性實施例”等表示所描述的實施例包括特定特徵、結構或性質，但不是每個實施例都必須包括該特定特徵、結構或性質。另外，這些詞語不必指代同一實施例。此外，當特定特徵、結構或性質是參考一個實施例進行描述的時，認為本領域技術人員能夠將該特徵、結構或性質用到其他無論本文是否特別描述過的實施例中。
本發明的實施例涉及在多個具有無線功能的元件(WEC)中建立無線通信匯流排的方法，其中無線通信匯流排包括從第一WEC到相應的多個鄰近的WEC中的每一個的多個鏈路。第一WEC和鄰近的的WEC可以共處于單一晶片上、同一設備的不同晶片上或不同設備中。根據該方法，使用控制通道(例如低速通道)來識別目標WEC，並使用資料通道(例如高速通道)來與目標WEC通信。
例如，第一WEC可以通過控制通道發送信號以識別鄰近的WEC。可以利用無線邊界掃描來實施控制通道。還可以利用標準測試接入埠(Standard Test Acess Port)和邊界掃描架構(Boundary Scan Architecture)，通常稱作聯合測試行動組(JTAG)來實施控制通道。第一WEC可以使用單向信號發射技術(例如電控相位陣列、機控相位陣列等)來依次掃描第一WEC周圍的環境。除此以外或替代地，第一WEC可以使用全方位信號發射技術(例如定位信標等)來掃描第一WEC周圍的環境。
發射信號後，第一WEC可以從一個或多個鄰近的WEC接收一個或多個響應。例如，鄰近的WEC可以僅僅散射第一WEC發射的信號。除此以外或替代地，鄰近的WEC可以包括用於反向散射第一WEC發射的信號或用於發送回向發射信號(return transmission)給第一WEC的單元。在任意情況下，來自鄰近WEC 的散射信號、反向散射信號和/或回向發射信號由第一WEC接收。
基於接收的信號，可以確定鄰近WEC的相對位置和/或功能。鄰近WEC的相對位置包括鄰近WEC相對第一WEC的方向，並可以選擇性包括鄰近WEC與第一WEC間的距離。方向資訊對於定向通信技術(例如波束成形和視距(line of sight)通信)很重要。距離資訊對於確定第一WEC和鄰近WEC間的通信的近似信號強度很重要。
可以利用類似于雷達的技術來確定鄰近WEC的相對位置。在一個實施例中，第一WEC包括定位模組(例如硬體和/或軟體)以確定鄰近WEC的相對位置。在另一個實施例中，外部計算資源幫助第一WEC確定每個鄰近WEC的相對位置。在另一個實施例中，鄰近WEC的相對位置由計算資源而不是第一WEC計算。在該實施例中，例如，第一WEC可以將接收到的信號轉發給計算資源。然後計算資源可以基於接收的信號確定每個鄰近WEC的相對位置並將該位置資訊傳回給第一WEC。
確定了鄰近WEC的相對位置後，第一WEC可以通過資料通道與至少一個鄰近的WEC通信。在一個實施例中，可以基於鄰近WEC的相對位置及能力選擇在資料通道進行通信的通信機制(communication mechanism)(例如波束成形、光纖等)。
在提供關於建立鄰近WEC間的通信鏈路的其他描述之前，先根據本發明的實施例來描述示例性無線匯流排和WEC是很有幫助的。
圖1是根據本發明實施例的示例性無線匯流排100的示意圖。如圖1所示，示例性無線匯流排100由多個具有無線功能的元件(WEC)112、114、116和118以及連接WEC 112、114、116和118的多個無線鏈路120、122和124使能。WEC 112、114、116和118分別包括無線資料通信手段(means)。
無線匯流排100可以實現片內、片間以及設備間的WEC間的 無線通信。例如，WEC 112和WEC 114間經由無線鏈路120的通信代表了片內通信，因為它發生在單個IC 106中。WEC 114和WEC 116間經由無線鏈路122的通信代表了片間通信，因為它發生在位於單獨的IC 106和108上但在同一設備102內的WEC中。WEC 114和WEC 118間經由鏈路124的通信代表了設備間通信，因為它發生在位於單獨的106和110上且單獨的設備102和104內的WEC上。
無線匯流排100可以由同類(homogeneous)和/或異類(heterogeneous)的WEC以及同類和/或異類的無線鏈路使能。例如，WEC 112、114、116和118可以具有相同或不同的無線或有線通信能力、處理能力、供電裝置、功能等。另外，WEC 112、114、116和118可以位於相同或不同類型的設備中和/或相同或不同設備體系的設備中。類似地，無線鏈路120、122和124可以是下面將要進一步描述的相同或不同類型的無線鏈路。
根據本發明的實施例，WEC是用來使能無線匯流排的元件。用在此處時，WEC包括IC的功能模組(例如處理單元的處理芯)、整個IC(例如處理單元)或包含多個IC的設備(例如手持設備)。根據實施例，WEC可以與IC的一個或多個子模組、單個IC或多個IC相關聯。根據本發明實施例的示例性WEC將在下面給出。提供這些例子僅僅是為了說明的目的，而不用於限制本發明的範圍。另外，本領域技術人員在本發明的教導下得出的任意變化和/或改進也應包括在本發明的範圍內。
圖2A是根據本發明實施例的示例性WEC 200A的示意圖。如圖2A所示，示例性WEC 200A包括電源介面202、AC-DC轉換器204、解調器206、核心模組208、無線收發器210以及天線元件218。
電源介面202用於接收並提供電源給WEC 200A。在一個實施例中，電源介面202包括直接電源附件，其中沒有電源適配器。 在另一個實施例中，電源介面202從外部AC電源接收AC形式的電能。電源介面202將接收的AC電能傳遞給AC-DC轉換器204。
AC-DC轉換器204將從電源介面202接收的AC電能轉換為DC形式。在一個實施例中，AC-DC轉換器204還包括一個或多個記憶元件(未示出)，用於存儲來自被傳遞的DC電能的能量。然後AC-DC轉換器204將WEC 200A的不同組件上電。例如，如圖2A所示，AC-DC轉換器204給解調器206、核心模組208和無線收發器210提供電源以便將其上電。
根據實施例，核心模組208和無線收發器210可以在上電和/或工作過程中進行配置，下面將參考例如圖12對此進行描述。在一個實施例中，如圖2A所示，核心模組208和無線收發器210的配置可以通過電源介面202和解調器206執行。特別地，該配置包括以下步驟：調製(例如調幅)電源介面202接收的電能以便傳遞配置資訊；解調器206解調接收的電能以生成配置資訊；以及向核心模組208和無線收發器210提供解調器206生成的配置資訊。在一個實施例中，生成的配置資訊包括提供給核心模組208的配置資訊212和提供給無線收發器210的配置資訊214。
替代地，核心模組208和無線收發器210可以在製造時進行預先配置。因此，解調器206是可選的。
核心模組208代表了WEC 200A的功能模組。例如，核心模組208可以包括微處理器、微控制器、數位信號處理器、可編程邏輯電路、記憶體、專用積體電路(ASIC)、模數轉換器(ADC)、數模轉換器(DAC)、數位邏輯電路等。
無線收發器210可以是任意具有無線通信功能的收發器(即發射器和接收器)。例如，無線收發器210可以是例如自由空間的RF收發器、波導RF收發器或光纖收發器。無線收發器210通過介面216與核心模組208通信。特別地，無線收發器210通過無線匯流排(例如無線匯流排100)接收發給核心模組208的通信，並將接收 到的通信通過介面216傳遞給核心模組208。此外，無線收發器210通過介面216從核心模組208接收通信，並將該通信資訊通過無線匯流排無線發送給所期望的目的地。在一個實施例中，介面216是有線連接。在另一個實施例中，介面216是鄰近耦合(proximity coupling)，下文將參考圖4給出更多詳細描述。
無線收發器210使用無線天線218通過無線匯流排無線發射並接收通信。無線天線218可以是任意無線天線，包括，例如電磁波(例如RF)天線或光纖天線。電磁(EM)波天線可以是例如自由空間的RF天線或波導耦合器。此外，下文將會詳細描述無線天線218可以包括一個或多個可配置天線結構，以便實現波束成形及定向通信。
圖2B是根據本發明實施例的示例性WEC 200B的示意圖。示例性WEC 200B與參考圖2A描述的示例性WEC 200A大致相同。此外，示例性WEC 200B使用無線電源介面220作為電源介面202。
無線電源介面220與上面參考圖2A描述的電源介面202的功能相同。但是除此以外，無線電源介面220具有從外部電源無線接收電能的能力。因此，示例性WEC 200B不需要與外部環境間的有線連接來實現所需功能。包括不需有線通信介面/匯流排來與外部環境通信，以及不需有線電源連接/介面來從外部環境接收電能。
根據實施例，無線電源介面220可以是任意具有接收無線電能功能的介面。例如，如圖3A所示，無線電源介面220可以包括電感耦合器302(例如線圈)。替代地或除此以外，無線電源介面220可以包括例如如圖3B所示的電容耦合器304。提供這些例子僅僅是為了說明的目的，而不用於限制本發明的範圍。另外，本領域技術人員在本發明的教導下得出的任意變化和/或改進也應包括在本發明的範圍內。
圖4是根據本發明實施例的具有與外部環境無線連接的內部 元件的示例性WEC的示意圖。在圖4所示的例子中，以封裝在封裝體402中的晶片的形式示出WEC。參考圖4，封裝體402包括矽層406和信號線404。矽層406包括晶片的電晶體/邏輯器件。信號線404被配置為在矽層406的電晶體/邏輯器件間以及矽層406與外部環境間路由信號。為了向外部環境路由信號，在信號線404和封裝基板408間設置鄰近耦合412A，並在信號線404和印刷電路板(PCB)410間設置(可選地)鄰近耦合412B。鄰近耦合412可以包括磁耦合(例如電感耦合)、電耦合(例如電容耦合)、電磁耦合和/或其組合。通過鄰近耦合412，圖4所示的WEC可以發送信號給以及接收信號自外部環境(例如封裝基板408和/或PCB)，而不需與外部環境的歐姆接觸。
值得注意的是，圖4所示作為晶片的WEC僅僅為了說明的目的，而不用於限制。如本文所述的，WEC不限於晶片，還可以包括晶片的功能模組(例如處理單元的處理芯)和包含晶片的設備(例如手持設備)。任意類型的WEC均可以與外部環境鄰近耦合。
如上所述，多個WEC可以通過無線通信匯流排與系統無線耦合。無線通信匯流排包括WEC間的多個無線通信鏈路。下面將描述(A)WEC間的示例性鏈路類型以及(B)在WEC間建立鏈路的示例性方法。
A.示例性鏈路類型
根據實施例，無線匯流排中WEC間的鏈路可以是任意類型的無線鏈路，包括RF鏈路、光纖鏈路以及由鄰近耦合使能的鏈路。另外，WEC可以包括一種或多種類型的無線通信手段，無線通信手段可以同時支援該WEC與其他WEC間的一種或多種類型的無線通信。
為了說明，圖5示出了根據本發明實施例的由多個WEC502、504、506和508使能的示例性無線匯流排500的示意圖.
參考圖5，WEC 502和WEC 504通過無線匯流排500中的鄰 近耦合進行無線通信。在一個實施例中，WEC 502和504通過近場磁感應進行通信，其中WEC 502和WEC 504間的通信通過利用低功率、非擴散磁場來完成。特別地，WEC 502和WEC 504分別包括發射線圈和接收線圈。為了發射資訊，發射WEC的發射線圈被用來調製磁場，被調製的磁場由接收WEC的接收線圈檢測。
仍然參考圖5，WEC 504還可以包括被用來與WEC 506通信的光通信手段。因此，WEC 504可以同時利用兩種不同類型的無線通信方式與WEC 502和WEC 506通信。在一個實施例中，WEC 504和WEC 506分別包括光纖收發器以實現它們之間的光纖通信鏈路。WEC 506還可以包括被用來與WEC 508通信的RF通信手段。因此，WEC 506可以同時利用兩種不同類型的無線通信方式與WEC 504和WEC 508通信。
通過在無線匯流排500中使能不同類型的無線通信鏈路，可以提高通信的能力和可靠性，並減少干擾。還可以通過在無線匯流排中使用天線分集方案(antenna diversity scheme)達到上述目的，該內容將在下面進一步描述。
在一個實施例中，可以在無線匯流排中使用場型分集(Pattern Diversity)。特別地，場型分集包括利用成形模式(pattern shaping)(例如波束成形和/或自適應調零(adaptive nulling))和/或定向波束發送以便減少干擾、增加WEC間的通信範圍以及加強WEC間的定向通信。波束成形是成形模式的一個特殊例子。自適應調零將零輻射模式用在干擾源方向，從而減少接收的干擾水準。
根據實施例，為了使能RF波束成形，WEC可以包括至少一個RF相位陣列，每個RF相位陣列分別包括多個共處(co-located)的RF天線。例如，如圖6A中的示例性WEC 602所示，WEC可以包括電控相位陣列604，可以用電動手段控制電控相位陣列604以便在所期望的發射方向產生所期望的波束成形模式。通常可以通過多個微相位移器(圖6A未示出)來控制相位陣列604。
替代地或除此以外，WEC可以包括機控相位陣列，例如基於MEMS的相位陣列608，如圖6B中示例性WEC 606所示。
另外，WEC可以使用光學相位陣列704來使能光纖波束成形，如圖7A中示例性WEC 702所示。可以電控或機控光學相位陣列704。
為了使能定向RF波束發射，WEC可以包括一個或多個定向RF天線。另外，根據實施例，可以控制一個或多個定向RF天線以提供更大範圍的RF定向發射。例如，如圖6C中示例性WEC 610所示，WEC可以包括機控的定向天線614。WEC還可以包括將定向天線614控制在所需發射方向的傳動裝置(actuator)612。在一個實施例中，傳動裝置612是基於MEMS的傳動裝置。
類似地，可以通過給WEC裝配一個或多個機控的光纖收發器來支援光纖定向發射的範圍。例如，如圖7B中示例性WEC 706所示，WEC可以包括機控的光纖收發器710以及用於控制光纖收發器710的傳動裝置708。在一個實施例中，傳動裝置708是基於MEMS的激勵器。
根據實施例，極化分集是可以用在無線匯流排中以進一步增強無線匯流排能力及可靠性並減少干擾的另一種天線分集方案。
圖8是根據本發明實施例的由多個WEC 802、804、806和808使能的示例性無線匯流排800的示意圖。如圖8所示，WEC 802、804、806和808分別包括天線元件810、812、814和816。
根據實施例，通過在無線匯流排的鏈路上使用正交分集(orthogonal diversity)可以達到極化分集(polarization diversity)。例如，如圖8所示，WEC 802和808的天線元件810和816分別可被配置為使用垂直極化來相互通信，同時WEC 804和806的天線元件812和814分別可被配置為使用水準極化相互通信。因此，WEC 802和WEC808間的通信以及WEC 804和WEC 806間的通信可以同時進行而不相互干擾。另外，還增強了無線匯流排800 的能力和可靠性。特別地，在圖8所示的例子中，無線匯流排800的能力由於使用圖示示例性極化分集方案而得到加倍。
注意，根據實施例的極化分集是基於鏈路基礎上的極化分配。因此，特定WEC的天線元件可以在不同通信鏈路上使用不同極化。包括使用不同極化與不同WEC通信和/或使用不同極化與同一WEC通信(即使用第一極化發射，使用第二極化接收)。
在實施例中，無線匯流排中使用的極化分集方案可以根據資料流程量模式、預期能力、干擾水準等中的至少一項進行動態調整。例如，參考圖8，所示極化分集方案可以在所需資料流程量模式表明WEC 802和WEC 808間以及WEC 804和WEC 806間有較大資料流程量時使用。但是，當資料流程量模式必須改變時也可以採用不同的極化分集方案。類似地，如圖8所示的極化分集方案也可以基於能力和/或干擾的考慮進行動態調整。由於極化分集的自適應特徵，可以基於極化即時配置無線匯流排中的鏈路。
根據實施例，頻率分集是可以用來增強無線匯流排能力及可靠性並減少干擾的另一種天線分集方案。
圖9是根據本發明實施例的由多個WEC 902、904、906和908使能的示例性無線匯流排900的示意圖。如圖9所示，WEC 902、904、906和908分別包括天線元件910、912、914和916。
根據實施例，通過在無線匯流排的鏈路上使用不同通信頻率可以達到頻率分集。例如，如圖9所示，WEC 902和908的天線元件910和916分別可被配置為使用第一頻率f1 相互通信，同時WEC 904和906的天線元件912和914分別可被配置為使用第二頻率f2 相互通信。因此，WEC 902和WEC 908間的通信以及WEC 904和WEC 906間的通信可以同時進行而不相互干擾。另外，還增強了無線匯流排900的能力和可靠性。特別地，在圖9所示的例子中，無線匯流排900的能力由於使用圖示示例性頻率分集方案而得到加倍。
注意，根據實施例的頻率分集是基於鏈路基礎上通信頻率的分配。因此，特定WEC的天線元件可以在不同通信鏈路上使用不同通信頻率。包括使用不同通信頻率與不同WEC通信和/或使用不同通信頻率與同一WEC通信(即使用第一頻率發射，使用第二頻率接收)。
類似於上述極化分集方案，在實施例中，無線匯流排中使用的頻率分集方案可以根據資料流程量模式、預期能力、干擾水準等中的至少一項進行動態調整。因此，可以根據頻率即時配置無線匯流排中的鏈路。
B.建立無線鏈路
圖10是根據本發明實施例的在多個WEC間建立鏈路的示例性方法1000的示意圖。多個WEC可以位於同一晶片上、同一設備的不同晶片中或不同設備中。在方法1000中，第一通道用於目標獲取，第二通道用於資料傳送。
特別地，參考圖10，方法1000開始於步驟1002，在步驟1002中，通過控制通道(例如低速通道)來識別鄰近WEC。鄰近WEC指的是，例如一個WEC位於另一WEC的範圍內，使得這兩個WEC間可以相互無線通信。在一個實施例中，可以利用無線邊界掃描來實施控制通道。在另一個實施例中，可以利用標準測試接入埠和邊界掃描架構，通常稱為聯合測試行動組(JTAG)來實施控制通道。
為了如圖10的步驟1002中所述的識別鄰近WEC，可以執行搜索演算法。搜索演算法使WEC掃描周圍區域以識別鄰近WEC。用來掃描周圍區域的機制可以基於大致全方位發射(例如定位信標)、大致單向發射(例如電控相位陣列(圖6A)、基於MEMS的相位陣列(圖6B)、機控定向天線(圖6C)、光學相位陣列(圖7A)或機控光學收發器(圖7B))和/或全方位與單向發射的組合。
例如，圖11A是發送信號1120以掃描周圍區域從而識別鄰近 WEC 1104、1106、1108和1110的WEC1102的示意圖。在圖11A所示的例子中，WEC 1104接收信號1120的一部分1120D；WEC 1106接收信號1120的一部分1120A；WEC 1108接收信號1120的一部分1120B；且WEC 1110接收信號1120的一部分1120C。如上所述，可以利用單向發射機制、利用全方位發射機制或其組合來生成信號1120的子部分1120A-D。若使用大致單向發射機制，可以利用本文公開的單向發射機制依次發射信號1120的子部分1120A-D。例如，先發射子部分1120A，再發射子部分1120B、然後發射子部分1120C、最後發射子部分1120D。但是，若使用全方位發射機制，可以大致同時發射信號1120的子部分1120A-D，使得子部分1120A-D以各向同性方式(isotropic fashion)從WEC 1102向外傳播。
在一個實施例中，WEC 1104、1106、1108和1110分別包括一個元件(例如天線)，使其能夠背向散射信號1120。在另一個實施例中，信號1120可以僅從WEC 1104、1106、1108和1110散開。在另一個實施例中，信號1120可以包括來自WEC 1104、1106、1108和1110的回向發射。在任意這樣的實施例中，背向散射的、散射的和/或回向發射信號由WEC 1102依次接收，以便確定WEC 1104、1106、1108和1110(相對於WEC 1102)的相對位置。例如，可以利用雷達和/或聲納和/或其他技術來確定相對位置。
在一個實施例中，WEC 1102包括用於確定鄰近WEC的相對位置的模組。例如，核心模組208(圖2A-B所示的)可以被配置為確定鄰近WEC的相對位置。在另一個實施例中，WEC 1102按順序發射接收的信號給控制器(例如專門配置的WEC)，使控制器能夠確定鄰近WEC的相對位置並將這些相對位置資訊發回給WEC 1102。
回到圖10，識別了鄰近WEC後，如步驟1004中所示，通過資料通道(例如高速通道)支援鄰近WEC間的通信。鄰近WEC間 的通信所使用的傳輸協定可以基於時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)或其組合。經由資料通道的通信使用本文所公開的定向發射技術(例如電控相位陣列(圖6A)、基於MEMS的相位陣列(圖6B)、機控定向天線(圖6C)、光學相位陣列(圖7A)或機控光學收發器(圖7B))。在一個實施例中，基於鄰近WEC的相對位置和能力選擇通信機制(例如波束成形、光纖等)。
圖11B是通過資料通道進行通信的示意圖。在該例子中，WEC 1102通過資料通道發送通信信號1130給鄰近WEC 1106並通過資料通道發送通信信號1132給鄰近WEC 1104。
根據本發明的實施例，利用WEC間不同類型的鏈路，多個無線耦合的WEC可以被配置為現場可編程通信陣列(“FPCA”)。FPCA的單獨的WEC可以被配置特定功能，還可以被配置為在FPCA的WEC間進行通信。例如，一個或多個WEC可以被配置為FPCA的處理資源，一個或多個WEC可以被配置為FPCA的存儲資源和/或一個或多個WEC可以被配置為中繼器(repeater)。
圖12是根據本發明實施例的示例性FPCA 1200的示意圖。參考圖12，FPCA 1200包括控制器1202以及多個WEC 1204、1206、1208和1210。在一個實施例中，控制器1202是WEC。控制器1202分別通過控制鏈路1220A、1220B、1220C和1220D與WEC 1204、1206、1208和1210連接。控制鏈路1220A-D共同包括控制通道1220，使控制器1202能夠配置FPCA 1200的功能。就這一點而言，控制器1202被用來配置FPCA 1200的每個WEC 1204、1206、1208和1210的功能資源(例如核心模組)並用來配置WEC 1204、1206、1208和1210間的通信。在一個實施例中，如上文例如第III部分中所述的，控制器1202通過調製提供給每個WEC的電能來配置每個WEC 1204、1206、1208和1210的核心模組和/或無線收發器。
作為核心模組的配置的一個例子，控制器1202可以將WEC 1210配置成FPCA 1200的存儲資源，並可以將WEC 1208配置成 FPCA 1200的處理資源。根據該例子，WEC 1208可以通過通信鏈路1232向WEC 1210中寫入資料並從WEC 1210中讀取資料。
作為WEC間的通信的配置的一個例子，控制器1202可以將WEC 1204配置成中繼器。根據該例子，WEC 1208和WEC 1206可以通過WEC 1204進行通信。即根據該例子，從WEC 1208到WEC 1206的發射先從WEC 1208通過通信鏈路1234發送給WEC 1204，然後再從WEC 1204通過通信鏈路1236發送給WEC 1206。以類似方式，從WEC 1206到WEC 1208的發射可以先從WEC 1206通過通信鏈路1236發送給WEC 1204，然後再從WEC 1204通過通信鏈路1234發送給WEC 1208。
但是值得注意的是，上文提供的例子僅僅為了說明的目的，而不用於限制。多個無線連接的WEC可以被配置成其他類型的FPCA和/或其他類型的系統，而不超出本發明的精神和範圍。下面將提供這些FPCA和/或系統的示例性應用。
無線連接的WEC可以用於各種不同類型的應用中。下文將給出下列示例性應用：(A)具有自適應鏈路和路由的系統；(B)包含WEC間的可伸縮鏈路的系統；(C)包含同一位置資源的系統；(D)動態借用資源的系統；(E)資料中心/伺服器系統；以及(F)即時創建的系統。
但是值得注意的是，提供這些示例性應用僅僅是為了說明的目的，而不用於限制。根據本發明的教導，對這些示例性應用的調整和修改對本領域技術人員是顯而易見的，且包含在本發明的精神和範圍內。
A.鏈路和路由自適應
圖13是根據本發明實施例的由多個WEC 1302、1304、1306 和1308使能的示例性無線匯流排1300的示意圖。
根據實施例，WEC 1302、1304、1306和1308間的鏈路和/或路由可以根據各種因素進行調整。例如，WEC 1302和1306間的鏈路可以根據以下因素中至少一項進行調整：WEC 1302和1306的相對位置、WEC 1302和1306的可用能力(例如通信能力)、WEC 1302和1306的資源可用性以及物理環境。
例如，WEC 1302和1306的相對位置可以是確定WEC 1302和1306間的鏈路類型(例如RF、光纖、鄰近耦合)的一個因素。因此，在實施例中，若WEC 1302和1306的相對位置改變，WEC 1302和1306間的鏈路也要相應調整以確保可靠通信。例如，當WEC 1302和1306間相對位置的改變將導致WEC 1302和1306間視線(line of sight)丟失時，可以將WEC 1302和1306間的鏈路由光纖調整為RF。類似地，物理環境將導致WEC 1302和1306間的鏈路由一種類型調整為另一種類型。
類似地，WEC 1302和1306的可用能力(通信能力)控制WEC 1302和1306間創建的鏈路的類型以及該鏈路的自適應調整範圍。例如，WEC 1302和1306處可用的天線元件的類型和天線元件的配置(例如定向性、偏振、頻率)可以決定WEC 1302和1306是否和/或如何進行通信。例如，WEC 1302可以包括機控RF定向天線例如圖6C所示天線614以及單向光纖收發器，因此，WEC 1302和WEC 1306間只能支持RF通信。但是，在另一個例子中，WEC 1302可以包括機控光纖收發器例如圖7B所示的光纖收發器710，因此WEC 1302和WEC 1306間可以支援RF和光纖通信，且WEC 1302和1306間的鏈路可以調整為RF或光纖或兩者都有。
WEC 1302和1306的資源的可用性也可以用於調整WEC 1302和1306間的鏈路。例如，假設WEC 1302和1306間可以利用RF或光纖通信，且WEC 1306利用RF與WEC 1304通信，那麼WEC 1302和1306間的鏈路可以調整為光纖通信，因為WEC 1306的 RF收發器可能不可用或不能同時支持與WEC 1302和1304進行RF通信。
根據本發明的實施例，除了調整WEC間的鏈路，還可以調整WEC間的通信路由。例如，參考圖13，WEC 1302和1304間的通信路由可以根據以下因素中至少一項進行調整：WEC 1302和1304的相對位置、WEC 1302和1304以及沿路由上的WEC的可用能力(例如通信能力)、WEC 1302和1304以及沿路由上的WEC的資源可用性以及物理環境。
WEC 1302和1304的相對位置和物理環境可以決定WEC 1302和1304間的路由選擇，包括例如直接(即單跳)通信對比多跳通信的可用性。例如，參考圖13，WEC 1302和WEC 1304間通信障礙(例如物理障礙)的存在可以禁止兩個WEC間的直接通信並需要使用多跳通信路由(通過WEC 1306或WEC 1308)。但是，若WEC 1302和1304間的相對位置和/或物理環境改變，WEC 1302和1304間的通信路由也要相應調整以確保可靠通信。例如，當物理障礙不再存在時，可以將WEC 1302和1304間的路由從多跳調整為單跳。
類似地，WEC 1302和1304以及WEC 1306和1308的可用能力(通信能力)和/或資源(例如能量、處理能力等)可以是選擇路由的一個因素。例如，WEC 1302的天線元件可能不支援與WEC 1304進行直接通信所需的通信範圍。因此，WEC 1302可以選擇通過通信範圍內的WEC 1306或WEC 1308進行通信。在另一個例子中，WEC 1306和1308的處理負載決定了可以使用哪個WEC來建立從WEC 1302到WEC 1304的多跳路由。
根據本發明的教導，本領域技術人員應當理解，本發明的實施例不限於上述例子。例如，本領域技術人員應當理解，還可以利用其他因素來調整WEC間的鏈路和/或路由。儘管沒有明確指出這些其他因素，但是在本發明的教導下，它們對於本領域技術 人員來說是顯而易見的，且包含在本發明的範圍內。
B.可伸縮無線匯流排
根據本文所述特徵，可以使用WEC來使能可伸縮無線匯流排。在一個實施例中，可伸縮無線匯流排可以具有以下至少一項：WEC間的鏈路數量和所述鏈路根據一個或多個因素進行調整的能力。例如，鏈路數量和鏈路能力可以根據以下至少一項進行調整：所期望的無線匯流排上的活動水準、所需能耗、延遲和干擾水準。根據圖14-17提供的實施例說明可伸縮無線匯流排的例子。提供這些例子僅僅是為了說明的目的，而不用於限制本發明的範圍。另外，在本發明的教導下，任何變化和/或改進對本領域技術人員來說是顯而易見的，且包含在本發明的範圍內。
圖14是由多個WEC 1402、1404、1406和1408以及與WEC連接的多個無線鏈路使能的示例性無線匯流排1400的示意圖。在一個實施例中，無線匯流排1400可以根據無線匯流排上所期望的活動水準進行調整。特別地，可以根據所期望的活動水準調整無線匯流排1400以增加/減少連接WEC 1402、1404、1406和1408的鏈路的數量。例如，如圖14所示，在低活動水準，只要建立三個鏈路1410、1412和1414就可以實現無線匯流排1400上的通信。但是在高活動水準，還要再建立兩個鏈路1416和1418來容納增加的活動。另外或替代地，可以根據所期望的活動水準調整無線匯流排1400以增加/減少每個鏈路的能力。可以通過改變以下至少一個因素來增加/減少鏈路能力：發射功率、調製方法和錯誤編碼(error coding)。
圖15示出了另一無線匯流排1500。在一個實施例中，可以根據無線匯流排上期望的活動水準調整無線匯流排1500以增加/減少WEC 1402、1404、1406和1408間的鏈路數量。特別地，可以利用極化分集增加任意兩個高活動水準WEC間的鏈路數量。例如，如圖15所示，對於每個存在的低活動水準鏈路1410、1412 和1414，可以建立相應的高活動水準鏈路1502、1504和1506，使存在的鏈路和增加的鏈路使用正交極化。另外或替代地，可以根據所期望的活動水準調整無線匯流排1500以增加/減少每個鏈路的能力。可以通過改變以下至少一個因素來增加/減少鏈路能力：發射功率、調製方法和錯誤編碼。
圖16是由多個WEC 1602、1604、1606和1608使能的示例性無線匯流排1600的示意圖。在一個實施例中，可以根據所需能耗和/或延遲調整無線匯流排1600。例如，如圖16所示，當需要低能耗和/或容納高延遲時，可以將無線匯流排1600調整為具有更多小範圍的通信鏈路，例如鏈路1610、1612和1614以及多跳路由。相反地，當需要低延遲和/或可以容納高能耗時，可以將無線匯流排調整為利用更多大範圍通信鏈路，例如通信鏈路1616和單跳路由。
圖17是由多個WEC 1702、1704、1706和1708使能的示例性無線匯流排1700的示意圖。在一個實施例中，可以根據期望的/所需的干擾水準調整無線匯流排1700。例如，如圖17所示，當可接受高干擾和/或當期望的干擾較低時(基於期望的流量)，可以將無線匯流排1700調整為包括無線鏈路1710、1712、1714和1716。另外，鏈路1714和1716可以是例如具有相同極化(或頻率)。另一方面，當需要低干擾和/或當期望的干擾較高時(基於期望的流量)，可以將無線匯流排1700調整為只包括鏈路1710、1712和1714，以便減少干擾。特別地，在圖17的例子中，因鏈路1714和1716造成的干擾減少了。替代地，無線匯流排1700可以包括鏈路1716，但是調整為使用與鏈路1704不同的極化(或頻率)。因此，不會由於1714和1716而造成干擾。
C.資源的共置(co-located)
在一個實施例中，第一類型具有無線功能的功能單元(例如處理資源)和第二類型具有無線功能的功能單元(例如存儲資源)空間 分離，但是通過無線通信匯流排相互無線連接。
例如，圖18是包括多個處理資源1800和多個存儲資源1850的系統的示意圖。處理資源1800和存儲資源1850空間分離，但是通過無線通信匯流排1860無線連接。處理資源1800可以包含在一個或多個棧、一個或多個設備、一個或多個印刷電路板或其他波形因數中以便將處理資源1800共置。類似地，存儲資源1850可以包含在一個或多個棧、一個或多個設備、一個或多個印刷電路板或其他波形因數中以便將存儲資源1850共置。
參考圖18，處理資源1800包括多個WEC 1802A-1802N，其中每個WEC分別包括相應處理模組1804A-1804N。類似地，存儲資源1850包括多個WEC 1852A-1852N，其中每個WEC1852A-1852N分別包括相應處理模組1854A-1854N。
在圖18所示的系統中，通過無線通信匯流排1860動態關聯一個或多個存儲模組1854和處理模組1804可以將記憶體動態分配給處理模組1804。為了動態分配存儲模組1854給相應的處理模組1804，該系統可以包括控制器，例如圖12所示控制器1202。
D.資源借用
根據本文所描述的特徵，可以使用WEC來使能無線資源借用環境。特別地，如上所述將首先建立連接多個WEC的無線匯流排，然後利用無線匯流排使多個WEC共用和/或借用相互間的資源。
例如，圖19是根據本發明實施例的被調整為能夠在多個WEC 1902、1904和1906中借用資源的示例性無線匯流排1900的示意圖。在一個實施例中，即時建立示例性無線匯流排1900，此內容將在下面第VI.F部分詳細描述。通過例如建立無線鏈路1912和1914來建立無線匯流排1900。還可以在WEC 1902、1904和1906間建立其他無線鏈路。
在一個實施例中，WEC使用建立的無線匯流排相互共用資源 資訊(包括資源可用性資訊)。例如，一個WEC可以與其他WEC共用關於它的處理資源(例如DSP、FPGA、ASIC、類比電路等)和存儲資源(例如唯讀記憶體、RAN、NVRAN等)的資訊。然後，WEC可以使用共用的資源資訊來識別其他WEC的可借用來執行某些任務的資源。替代地或另外，WEC可以使用伺服器來下載資源資訊，此內容將在下面第VI.F部分詳細描述。
例如，參考圖19，為了協助執行特定任務，WEC 1902可以識別能夠借用WEC 1904的處理模組1908和WEC 1906的存儲模組1910。然後，WEC 1902可以使用無線鏈路1912和1914分別借用處理模組1908和存儲模組1910。
在一個實施例中，WEC 1902發送借用請求給WEC 1904和1906以分別借用處理模組1908和存儲模組1910。若處理模組1908和存儲模組1910可用，作為回應，WEC 1902將分別從WEC 1904和1906接收借用許可。在一個實施例中，借用許可包括分配的使用該資源的時間。然後，WEC1902可以分別通過鏈路1912和1914使用處理模組1908和存儲模組1910，就像這兩個模組真的屬於自己一樣。
WEC 1902可以基於各自借用許可中申明的所分配的使用時間來使用處理模組1908和存儲模組1910。當WEC 1902利用完資源和/或當到達所分配的該資源的使用時間時，WEC 1902釋放資源給它的擁有WEC。
在一個實施例中，可以根據基於成本的方法執行無線WEC環境中的資源借用，在基於成本的方法中，根據成本函數最優化資源借用。成本函數可以被設計為根據以下一個或多個因素的任意組合最優化資源借用，包括能耗、處理速度、延遲、干擾、誤碼率、可靠性、借出方WEC的負載、借出方WEC的計算能力等。
圖20是根據本發明實施例的基於成本函數的資源庫借用方法的流程圖2000。在一個實施例中，在WEC執行過程2000以便從 無線WEC環境中的相鄰WEC處借用所需資源。在另一個實施例中，控制器基於來自WEC的請求執行過程2000。
過程2000開始於步驟2002，步驟2002包括確定所需資源。在一個實施例中，所需資源是WEC執行特定任務時需要的資源。所需資源可以是例如處理資源或存儲資源。在一個實施例中，確定所需資源包括確定所需資源的類型、所需資源的性質(例如大小、速度等)以及所需使用該資源的時間(例如何時、多久等)。
步驟2004包括識別該WEC的一個或多個具有所需資源的鄰近WEC。在一個實施例中，鄰近WEC包括距離該WEC單跳的WEC(即可以與其執行可靠直接通信的WEC)。在另一個實施例中，鄰近WEC包括該WEC通信範圍內的所有WEC(不考慮通信所需跳點數量)。在一個實施例中，步驟2004包括從鄰近WEC和/或從伺服器獲取的處理資源資訊以便確定對於所需使用時間具有可用的所需資源的鄰近WEC。
步驟2006包括計算識別到的一個或多個鄰近WEC中每一個與從該鄰近WEC借用所需資源相關的成本函數。在一個實施例中，成本函數是以下一個或多個因素的任意函數組合，包括功耗、處理速度、延遲、干擾、誤碼率、可靠性、借出方WEC的負載、借出方WEC的計算能力等。
最後，步驟2008包括從識別到的鄰近WEC中選擇一個WEC，該WEC具有步驟2006中計算的成本函數中最小的成本函數；並從選定的WEC借用所需資源。
如上所述，過程流程圖2000示出了根據本發明實施例的基於成本的資源借用方法。提供該方法僅僅是為了說明的目的，而不用於限制本發明。另外，在本發明的教導下，任何變化和/或改進對本領域技術人員來說是顯而易見的，且包含在本發明的範圍內。例如，過程2000可以修改為從一個或多個鄰近WEC基於成本地借用多個資源。因此，成本函數將根據同時從一個或多個WEC 借用多於一個資源來最優化資源借用。
E.無線資料中心/伺服器
根據本文所描述的特徵，可以使用WEC來實現資料中心/伺服器背景下的各種應用。特別地，下面將描述無線資料中心/伺服器。對於資料中心/伺服器的資料單元中(單元內資料)、資料中心/伺服器的資料單元間(單元間資料)以及資料中心/伺服器的資料單元與基板間的通信是無線進行的，即這些情況下資料中心/伺服器是無線的。
圖21是根據本發明實施例的由位於資料中心/伺服器的相應資料單元2102、2104和2106中的多個WEC 2108-2124使能的示例性無線匯流排2100的示意圖。各種WEC 2108-2124間根據上述各種無線通信類型和方法進行無線通信。在一個實施例中，每個資料單元分別包括能與位於其他資料單元上的WEC無線通信的一個或多個WEC。因此，可以實現各種資料單元間的無線通信。例如，如圖21所示，WEC 2108、2112、2116、2118和2120建立無線鏈路2126、2128和2130，以實現資料單元2102、2104和2106中任意兩個資料單元間的通信。
資料中心/伺服器中的資料單元間需要低通信延遲。因此，在實施例中，在資料單元間建立多個鏈路和/或路由以便減少延遲並降低無線匯流排中的瓶頸的可能性。例如，如圖22所示，示例性無線匯流排2200包括資料單元2102和2106間的兩條路由，以便將通信流量經由資料單元2104的WEC 2114和2116的分割到分離路由(2126、2130；以及2202、2204)上。在一個實施例中，如上所述，可以根據例如期望的流量調整示例性無線匯流排2200，以便建立上述兩條路由中至少一條。
類似地，資料中心/伺服器需要低干擾。因此，在一個實施例中，使用空間分集將資料單元間建立的無線鏈路盡可能在空間上分離。例如，如圖23所示，示例性無線匯流排2300包括最大限 度空間分離的兩條無線鏈路2202和2302，以便減少干擾。
在另一個實施例中，使用頻率和/或極化分集來最小化干擾和/或增加無線匯流排的通信能力。例如，如圖24所示，示例性無線匯流排2400包括能夠實現資料單元2102、2104和2106間的通信的兩條無線路由(2126、2130；以及2202、2204)。另外，建立路由使得鏈路2126和2202是具有頻率分集的RF鏈路，鏈路2130和2204是具有極化分集的光纖鏈路。因此，兩條路由上的通信可以在最小或無干擾情況下同時進行。另外，中間WEC 2114和2116上無干擾。
除了單元內資料和單元間資料的無線通信，在一個實施例中，資料中心/伺服器的資料單元與基板間的通信是無線的。例如，如圖25所示，示例性無線匯流排2500還包括分別建立在資料單元2102的WEC 2110與基板2502的WEC 2504間以及資料單元2106的WEC 2124與基板2502的WEC 2508間的無線鏈路2510和2512。在一個實施例中，每個資料單元分別包括至少一個能夠與基板直接無線通信的WEC。
F.即時創建系統
在一個實施例中，WEC與即時系統動態連接。該系統可以包括一個或多個作為處理資源使用的WEC以及一個或多個作為存儲資源使用的其他WEC，與上述參考圖18進行的描述相同。另外，可以將WEC動態地加入到系統中(進入系統的通信範圍)，還可以從系統中動態地移除WEC(移出系統的通信範圍)。WEC可以被配置為存儲關於與其他WEC間的過去鏈路的資訊，尤其是先前鏈路發生問題時。為了支援系統的流動性，WEC被配置為掃描它們各自的環境以尋找伺服器(可以是WEC)，上傳它們各自的資源可用性給伺服器，然後從伺服器下載合適的鏈結功能。
例如，圖26是根據本發明實施例的製造空中系統的示例性方法2600的示意圖。參考圖26，方法2600開始於步驟2602，在步 驟2602，WEC搜索其他WEC和/或伺服器。在一個實施例中，WEC搜索所有鄰近WEC。在另一個實施例中，WEC只搜索作為單生態系統(ecosystem)一部分的WEC(例如，來自同一供應商的WEC)。
方法2600中的伺服器可以是WEC，被設計為伺服器的WEC可以隨時間改變。例如，在第一時間段可以將第一WEC設計為即時系統的伺服器，在第二時間段可以將第二WEC設計為即時系統的伺服器。另外或替代地，系統可以有不止一個伺服器。例如，第一伺服器可以支援包含在第一設備中的所有WEC或包含在第一區域空間內的所有WEC，第二伺服器可以支援包含在第二設備中的所有WEC或包含在第二區域空間內的所有WEC。
在預定時間間隔內、在資格挑選階段(例如初始時)和/或在其他時間，步驟2602的搜索可以(大體上)連續執行。該搜索可以基於本文所公開的任意一項搜索技術一包括但不限於根據電控相位陣列(圖6A)、基於WEMS的相位陣列(圖6B)、機控定向天線(圖6C)、光學相位陣列(圖7A)、機控光纖收發器(圖7B)或定位信標(見例如上文第IV部分)。
在步驟2604，WEC上傳它的資源功能給伺服器。例如，WEC可以將可用的記憶體容量和/或處理能力上傳。WEC還可以將其他資訊一例如它的位置或相對位置、想要與什麼資源連接、通信協議類型、安全碼或其他用來連接該WEC與另一個WEC的資訊上傳。
在步驟2608，WEC從伺服器下載鏈結資源(例如控制邏輯)。鏈結資源使該WEC與即時系統的其他WEC鏈結。例如，鏈結資源可以：(i)識別包含在即時系統中的WEC；(ii)識別要連接的WEC；(iii)限定該WEC與其他WEC間鏈路的類型(見例如上文第IV.A部分)；(iv)配置該WEC的功能資源和/或該WEC與其他WEC間的無線通信類型(見例如上文第V部分)；(v)更新WEC的程式碼 和/或作業系統；和/或(vi)提供其他資訊和/或功能使WEC與即時系統內其他WEC連接。下載鏈結資源後，該WEC被配置為根據鏈結資源與一個或多個其他WEC鏈結。
本發明的各種實施例可以利用軟體、固件、硬體或其組合來實施。例如，上述代表性信號處理功能(例如無線信號的發射、無線信號的接收、無線信號的處理等)可以在硬體、軟體或其組合中實施。例如，根據本文所述，本領域技術人員可以理解，可以利用通用處理器(例如CPU)、邏輯(電腦邏輯)、專用積體電路(ASIC)、數位信號處理器等來實施信號處理功能。因此，任意執行上述信號處理功能的處理器均包含在本發明的精神和範圍內。
另外，上述信號處理功能可以嵌入由處理器或上述任意硬體設備執行的程式指令中。程式指令使處理器執行上述信號處理功能。程式指令(例如，軟體)可以存儲在電腦可用媒介、電腦程式媒介或任意能夠由電腦或處理器訪問的存儲媒介中。這些媒介包括記憶體設備、RAM或ROM或其他類型電腦存儲媒介譬如電腦光碟或CD ROM或其他等效替換。因此，任意具有可以使處理器執行上述信號處理功能的程式碼的資料存儲媒介均包含在本發明的精神和範圍內。
本發明可以通過上述軟體、硬體和/或作業系統實施例以外的軟體、硬體和/或作業系統實施。可以使用任意適用於執行上述功能的軟體、硬體和作業系統實施例。
上述實施例借助了功能性模組來描述特定功能的執行過程及其相互關係。為便於描述，文中對這些功能性模組的邊界進行了專門的定義。但只要能夠適當執行特定功能及其關係，還可以定義其他邊界。
上述具體實施例可以揭露本發明的大致特點，使得本領域技術人員不需進行過度實驗就能夠輕易地修改和/或應用這些具體實施例，而不脫離本發明的範圍。因此，根據本發明的教導，這些 應用和修改包含在所公開實施例的等效替代的精神和範圍內。可以理解的是，本文的措辭或術語是為了描述而不是為了限制，本說明書中的這些措辭或術語可以參照本領域技術人員的解釋。
本發明的範圍不受上述任意一個實施例限制，而由本發明的權利要求及其等同限定。
100‧‧‧無線匯流排
102、104‧‧‧設備
106、108、110‧‧‧IC
112、114、116、118‧‧‧具有無線功能的元件(WEC)
120、122、124‧‧‧無線鏈路

Claims (9)

  1. 一種在具有無線功能的元件(WEC)中實施的方法，其特徵在於，包括：通過第一通道傳送信號至一個或多個其他WEC；通過所述第一通道接收所述一個或多個其他WEC的響應，其中所述一個或多個其他WEC設置於裝置的一個或多個芯片內；基於被接收的所述響應確定所述一個或多個其他WEC的相對位置和功能，其中所述相對位置包括所述一個或多個其他WEC相對於所述WEC的方向和所述一個或多個其他WEC之間的距離；基於所述一個或多個其他WEC的所述相對位置和所述功能，選擇用於第二通道進行通信的通信機制；以及通過所述第二通道與所述一個或多個其他WEC根據選擇的所述通信機制進行通信。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述第一通道的帶寬小於所述第二通道。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，所述第一通道的頻率約為2.420GHz-2.421GHz，所述第二通道的頻率約為2.419GHz-2.428GHz。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，傳送的所述信號包括定位信標。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，接收的所述響應包括從所述一個或多個其他WEC中的定位信標。
  6. 一種具有無線功能的元件(WEC)，其特徵在於，包括：功能資源；以及通信模組，用於：通過第一通道傳送信號至一個或多個其他WEC； 通過所述第一通道接收所述一個或多個其他WEC的響應，其中所述一個或多個其他WEC設置於裝置的一個或多個芯片內；基於被接收的所述響應確定所述一個或多個其他WEC的相對位置和功能，其中所述相對位置包括所述一個或多個其他WEC相對於所述WEC的方向和所述一個或多個其他WEC之間的距離；基於所述一個或多個其他WEC的所述相對位置和所述功能，選擇用於第二通道進行通信的通信機制；以及通過所述第二通道與所述一個或多個WEC根據選擇的所述通信機制進行通信。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的具有無線功能的元件，其中，所述功能資源包括處理資源和存儲資源中的一個。
  8. 一種用於無線通訊的系統，其特徵在於，包括：多個具有無線功能的元件(WEC)，每一個元件分別用於通過無線匯流排進行發送和接收，其中所述無線匯流排包括第一通道和第二通道；其中從所述多個具有無線功能的元件(WEC)中的第一WEC包括：通過所述第一通道傳送信號至所述多個WEC中的至少一鄰近WEC；通過所述第一通道接收所述鄰近WEC的響應，其中所述鄰近WEC和所述第一WEC設置於裝置的一個或多個芯片內；基於被接收的所述響應確定所述鄰近WEC的相對位置和功能，其中所述相對位置包括所述鄰近WEC相對於所述第一WEC的方向，以及所述鄰近WEC和所述第一WEC之間的距離； 基於所述鄰近WEC的所述相對位置和所述功能，選擇用於所述第二通道進行通信的通信機制；以及通過所述第二通道與所述鄰近WEC根據選擇的所述通信機制進行通信。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統，其中，所述第一通道的帶寬小於所述第二通道。
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