CN101610092A - 一种无线通信方法和无线通信*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于进行芯片内波导通信的方法和***，可包括配置集成电路之中的一个或多个波导，并通过所述一个或多个波导在集成电路之中的模块之间传送一个或多个信号。所述一个或多个波导可通过集成电路之中的开关通过调整一个或多个波导的长度来配置。所述一个或多个信号可包括微波信号和低频控制信号，后者用于配置前者。低频控制信号可包括数字信号。所述一个或多个波导可包括设置在集成电路之上或设置在集成电路之中的金属层。所述一个或多个波导可包括设置在集成电路之上或设置在集成电路之中的半导体层。

Description

一种无线通信方法和无线通信***
技术领域
本发明涉及无线通信，更具体地说，涉及一种用于进行芯片内波导通信的方法和***。
背景技术
移动通信改变了人们的通信方式，移动电话已经从一种奢侈品转变为日常生活的基本部分。移动电话的使用在今天是由社会地位来决定的，而不受位置或技术的影响。在语音连接已能够满足通信的基本需求的情况下，移动语音连接继续进一步深入日常生活的每一个方面，移动通信革命的下一步是移动互联网。移动互联网注定将称为每日信息的普遍来源，便捷多样的移动接入将是可以想象的。
随着支持有线和/或移动通信的电子设备的数量继续增加，使这种设备的用电效率更高仍将需要做出更多努力。例如，很多通信设备为移动无线设备，因此通常由电池来供电。此外，这种移动无线设备之中的发射和/或接收电路通常占据整个设备所耗电量的很大比例。而且，在一些传统通信***中，与便携通信设备之中的其它功能模块相比，发射器和/或接收器的用电效率往往不高。因此，这些发射器和/或接收器对这些移动无线设备的电池寿命具有重要的影响。
比较本发明后续将要结合附图介绍的***，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容
一种用于进行芯片内波导通信的方法和***，在至少一副附图中做了描述，并结合权利要求做了完整的定义。
依据本发明的一个方面，提供了一种无线通信方法，包括：
配置集成电路之中的一个或多个波导；以及
通过所述一个或多个波导在所述集成电路内的组件之间传送一个或多个信号。
优选地，所述方法还包括通过所述集成电路之中的开关来配置所述一个或多个波导。
优选地，所述方法还包括通过使用所述开关来调整所述一个或多个波导的长度来配置所述一个或多个波导。
优选地，所述一个或多个信号包括微波信号。
优选地，所述一个或多个信号包括低频控制信号，其用于配置所述微波信号。
优选地，所述低频控制信号包括数字信号。
优选地，所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上的金属层。
优选地，所述一个或多个波导包括嵌入在所述集成电路之中的金属层。
优选地，所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上的半导体层。
优选地，所述一个或多个波导包括嵌入在所述集成电路之中的半导体层。
根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信***，包括：
集成电路之中的一个或多个电路，所述一个或多个电路用于配置所述集成电路之中的一个或多个波导；以及
所述一个或多个电路用于实现通过所述一个或多个波导在所述集成电路内的组件之间传送一个或多个信号。
优选地，所述一个或多个电路用于通过所述集成电路之中的开关来配置所述一个或多个波导。
优选地，所述一个或多个电路用于使用所述开关来配置所述一个或多个波导的长度。
优选地，所述一个或多个信号包括微波信号。
优选地，所述一个或多个信号包括低频控制信号，其用于配置所述微波信号。
优选地，所述低频控制信号包括数字信号。
优选地，所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上的金属层。
优选地，所述一个或多个波导包括嵌入在所述集成电路之中的金属层。
优选地，所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上的半导体层。
优选地，所述一个或多个波导包括嵌入在所述集成电路之中的半导体层。
本发明的各种优点、特征和创新之处以及所述实施例之中的各种细节，通过下文的描述以及相关附图将得到全面的理解。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是依据本发明一较佳实施例的示范性无线***的结构图；
图2是依据本发明一较佳实施例的集成有波导的集成电路的截面图；
图3是依据本发明一较佳实施例的用于通过波导进行芯片内通信的示范性步骤的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一些特征涉及用于进行芯片内波导通信的方法和***。本发明的示范性特征可包括配置集成电路之中的一个或多个波导以及通过所述一个或多个波导在所述集成电路内的组件之间传送一个或多个信号。可通过使用集成电路中的开关来调整所述一个或多个波导的长度来配置所述一个或多个波导。所述一个或多个信号包括微波信号和用于配置所述微波信号的低频控制信号。所述低频控制信号包括数字信号。所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上或嵌入在所述集成电路之中的金属层。所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上或嵌入在所述集成电路之中的半导体层。
图1是依据本发明一较佳实施例的示范性无线***的结构图。如图1所示，无线***150可包括天线151和集成电路166。集成电路166可包括收发器152、基带处理器154、处理器156、***存储器158、逻辑模块160、波导162和其它模块164。天线151可用来收发RF信号。
收发器152可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于调制以及将基带信号上变频转换为RF信号，以便通过由151代表的一个或多个天线来发送。收发器152还可用来将收到的RF信号下变频转换和解调为基带信号。RF信号可通过由151代表的一个或多个天线来接收。不同的无线***可使用不同的天线来收发信号。收发器152可用来执行其它功能，例如滤波、耦合和/或放大基带和/或RF信号。尽管图中仅示出了一个收发器152，本发明并非仅限于此。因此，收发器152也可实现为独立的发射器和独立的接收器。此外，也可使用多个收发器、发射器和/或接收器、在这点上，多个收发器、发射器和/或接收器可以使得无线***150能够处理多个无线协议和/或标准，包括蜂窝、WLAN和PAN。
波导162可包括适当的电路、逻辑和/或代码，用于在集成于集成电路166之中的器件和/或模块之间传送电磁信号。波导162可用于在特定频率例如60GHz上进行通信，同时仍然允许低频控制信号在器件和/或模块之间传送。波导162可嵌入在集成电路166内部或者沉积在集成电路166的顶部，如图2所示。本发明并非仅限于图1所描述的波导数量。因此，在集成电路166中可以集成任意数量的波导，这取决于例如尺寸限制和频率要求。
基带处理器154可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理通过收发器152进行发送的基带信号和/或从收发器152收到的基带信号。处理器156可以是任何适当的处理器或控制器例如CPU或DSP，或者任何类型的集成电路处理器。处理器156可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于控制收发器152的操作和/或基带处理器154的操作。例如，处理器156可对波导162进行配置，以便传送所需频率(例如60GHz或者更高)的信号，以及传送低频控制信号以便配置和维护无线***150中的操作。在本发明的另一实施例中，处理器156可用来更新和/或修改收发器152和/或基带处理器154之中的多个组件、器件和/或处理元件中的可编程参数和/或值。这些可编程参数之中的至少一部分可存储在***存储器158之中。
***存储器158可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于存储多个控制和/或数据信息，包括计算频率和/或增益和/或频率值和/或增益值时需要的参数。***存储器158可存储可由处理器156来使用的至少一部分可编程参数。
逻辑模块160可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于控制无线***150的各种功能。例如，逻辑模块160可包括一个或多个状态机，其用于生成信号，以控制收发器152和/或基带处理器154。逻辑模块160可包括寄存器，用于存储控制收发器152和/或基带处理器154时使用的数据。逻辑模块160还可生成和/或存储可由例如处理器156读取的状态信息。放大器增益和/或滤波特征可由逻辑模块160进行控制。
其它模块164可包括集成电路166之中的任何其它电路，这些电路可用于实现无线***150的操作。其它模块164可包括电源处理电路、数字信号处理器和输入/输出电路，例如。在本发明的一个实施例中，其它模块164可包括开关、CMOS开关例如，其可用来配置波导162。上述配置可包括通过将开关接通或断开来调整波导162的几何特性。
在操作过程中，控制和/或数据信息(可包括可编程参数)将从无线***150的其它部分(图1中未示出)发往处理器156。类似的，处理器156可用来向无线***150的其它部分(无线***150的一部分，图1中未示出)传送控制和/或数据信息(可包括可编程参数)。
处理器156可使用收到的控制和/或数据信息(包括可编程参数)来确定收发器152的工作模式。例如，处理器156可用来选择本地振荡器的特定频率、可变增益放大器的特定增益，以及对本地振荡器和/或可变增益放大器进行配置，使其可执行依据本发明各种实施例的操作。在本发明的一个实施例中，处理器156可对波导162进行配置，使其在集成电路166中的组件之间传送所需频率的信号。此外，还可通过波导162传送低频控制信号。同时，在计算特定频率时需要使用的所选特定频率和/或参数，和/或计算特定增益时可能用到的特定增益值和/或参数，可通过处理器156存储到***存储器158之中。存储在***存储器158之中的信息可从***存储器158通过处理器156传送到收发器152。
图2是依据本发明一较佳实施例的集成有波导的集成电路的截面图。如图2所示，其中展示了包括金属层209A、209B、绝缘层203和金属层215A、215B、绝缘层217和场电力线210的共面波导。金属层209A/209B和215A/215B可包括应用于波导的信号线，而金属线之间的电场(如场电力线210所示)可通过层与层之间以及层之间空间内的材料或空气的电容率来进行配置。在使用金属层215A和215B的情况下，绝缘层217的电容率可对电场进行配置。在本发明的另一实施例中，金属层209A/209B和215A/215B可包括多晶硅或者其它导电材料。绝缘层203和217可包括高阻抗材料，其可在材料层209A、209B、215A和215B之间提供电绝缘功能。
在操作过程中，可在金属层209A和209B，和/或金属层215A和215B上施加一个或多个信号。金属层209A/209B和215A/215B所定义的波导可实现在集成电路166之中的电路之间进行通信。通过这种方式，集成电路166之中的多个模块可使用高频信号路径，如此一来，通过在模块之间提供单一的高频通信路径而不是多条信号导线，来降低***成本和尺寸。
此外，通过使用可配置的波导而不是多条迹线(wire trace)来进行通信，可为所需的通信频率来优化通信参数例如信号损失和带宽。上述波导可通过集成电路之中的开关来配置，例如CMOS开关，并可包括修改金属层209A/209B和215A/215B的长度。
图3是依据本发明一较佳实施例的用于通过波导进行芯片内通信的示范性步骤的流程图。在初始步骤301之后，在步骤303，为所需信号传送频率配置一个或多个集成电路波导。在步骤305，发送低频控制信号来配置、激活以及维护集成电路166之中的RF信号通信，随后，在步骤307，通过波导来传送RF信号，其中该波导包括金属层209A/209B和215A/215B。随后执行结束步骤309。
在本发明的一个实施例中，公开了一种用于进行芯片内波导通信的方法和***。本发明的示范性特征可包括配置集成电路166之内的一个或多个波导162，并且通过一个或多个波导162在集成电路166中的模块152、154、156、158、160和164之间传送一个或多个信号。可通过集成电路166之中的开关来调整一个或多个波导162的长度从而对所述一个或多个波导162进行配置。所述一个或多个信号包括微波信号和低频控制信号，后者对微波信号进行配置。低频控制信号可包括数字信号。所述一个或多个波导162可包括沉积在集成电路166之上或者嵌入在集成电路166之内的金属层209A、209B、215A、215B。所述一个或多个波导162包括沉积在所述集成电路166上或嵌入在所述集成电路166之中的半导体层。
本发明的特定实施例可包括一种机器可读存储器，其中存储有计算机程序，该计算机程序包括至少一个代码段，用于进行芯片内波导通信，所述至少一个代码段可由机器执行，以控制机器执行上文所述的一个或多个步骤。
本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机***中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机***中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机***或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机***，通过安装和执行所述程序控制计算机***，使其按所述方法运行。在计算机***中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。
本发明的实施例可作为板级产品(board level product)来实施，如单个芯片、专用集成电路(ASIC)、或者作为单独的部件以不同的集成度与***的其它部分一起集成在单个芯片上。***的集成度主要取决于速度和成本考虑。现代处理器品种繁多，使得能够采用目前市场上可找到的处理器。选择性的，如果处理器可用作ASIC核心或逻辑模块，则目前市场上可找到的处理器可以作为ASIC器件的一部分，带有各种功能的固件。
本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机***中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使***具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后，a)转换成其它语言、代码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1、一种无线通信方法，其特征在于，包括：
配置集成电路之中的一个或多个波导；以及
通过所述一个或多个波导在所述集成电路内的组件之间传送一个或多个信号。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过所述集成电路之中的开关来配置所述一个或多个波导。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过使用所述开关来调整所述一个或多个波导的长度来配置所述一个或多个波导。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信号包括微波信号。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个信号包括低频控制信号，其用于配置所述微波信号。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述低频控制信号包括数字信号。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个波导包括沉积在所述集成电路上的金属层。
8、一种无线通信***，其特征在于，包括：
集成电路之中的一个或多个电路，所述一个或多个电路用于配置所述集成电路之中的一个或多个波导；以及
所述一个或多个电路用于实现通过所述一个或多个波导在所述集成电路内的组件之间传送一个或多个信号。
9、根据权利要求8所述的无线通信***，其特征在于，所述一个或多个电路用于通过所述集成电路之中的开关来配置所述一个或多个波导。
10、根据权利要求9所述的无线通信***，其特征在于，所述一个或多个电路用于使用所述开关来配置所述一个或多个波导的长度。
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