分立部件电磁耦合器的制作方法

文档序号:7422620
专利名称:分立部件电磁耦合器的制作方法
技术领域
本发明总体上涉及一种分立部件电磁耦合器。
背景技术
当前的电磁(EM)耦合器包括边缘耦合器和宽边耦合器。边缘EM耦合 器可以共同位于多层印刷电路板(PCB)或基板的同一层上。可以通过使柔 性电路基板上的迹线紧密连接PCB上的微带迹线来制造宽边EM耦合器。也 可以通过在多层PCB的相邻层上共同定位迹线来制造宽边EM耦合器。这些 EM方案的每一种都要求平台上待观察的总线信号具有特定耦合器结构、长 度和紧密的机械几何形状。这可能给平台布局带来很大约束,从而难以(如 果不是不可能的话)满足要求。在使用宽边耦合器时, 一种实施方式可能 需要特殊的PCB堆积和特殊材料,造成不能转换成其他设计的复杂定制方 案。
当前现有的EM耦合器设计的两种探査实施方式是总线中点(mid-bus) 方案和内插器方案。两种方案对于平台上观察总线信号而言都是必需的, 两种方案都给系统增加了相当大的限制。此外,系统给内插器开发增加了 类似限制,内插器的开发取决于处理器。使用嵌入式宽边耦合器的内插器 方案在电路板自身之中有着EM耦合器的更多限制。当前的探查耦合器设计 要求待耦合的信号(即被测试的线路或LUT)存在于待观察的系统约束之内, 和/或要求待耦合的信号(LUT)和耦合元件都存在于待观察的系统约束之 内。
在美国专利No. 6573801中描述了 "Electromagnetic Co叩ler",在美 国专利No. 6625682中描述了"Electromagnetically-Coupled Bus System"。 这些专利描述了电磁耦合器以及电磁耦合器在总线系统中的可能实施方 式。将耦合器实施方式描述为产生宽边耦合元件的柔性电路和母板组合, 以及描述为产生宽边和/或边缘耦合元件的嵌入于印刷电路板中的两条迹线。


通过以下给出的详细说明和本发明一些实施例的附图将更完整地理解 本发明,不过,不应理解为将本发明限制在所述的特定实施例,而应理解 为它们仅是为了解释和理解的目的。
图1示出了根据本发明一些实施例的设备。
图2示出了根据本发明一些实施例的系统。 图3示出了根据本发明一些实施例的系统。 图4示出了根据本发明一些实施例的系统。 图5示出了根据本发明一些实施例的系统。
具体实施例方式
本发明一些实施例涉及一种分立部件电磁耦合器(例如,分立部件电 磁耦合器探针)。
在一些实施例中,分立部件电磁耦合器包括输入和输出,其中待观察 的信号经由输入和输出通过耦合器;通过电磁效应将能量传输到第二输出 的耦合器;以及通过电阻接地的端点。
在一些实施例中,将耦合元件实现为可以利用独立于被测系统的一组 设计参数制造的分立部件。在一些实施例中,利用需要高成本制造工艺和/ 或材料的技术设计耦合器元件,而不给实现这些部件的系统带来这些相同 设计约束条件或成本。
在一些实施例中,可以在总线架构设计和/或验证活动(例如在探査活 动中)中利用电磁耦合器的性质,同时避免设计系统集成的耦合器所需的 附加约束。
在一些实施例中,分立耦合器部件将耦合器元件方案的设计约束条件 与被测设计的要求分开。
在一些实施例中,将电磁(EM)耦合器实现于可以用于各种应用中而 不需要结合系统设计进行特定系统耦合器开发的分立部件中。
电磁(EM)耦合器是四端口元件,包括信号源、信号目的地、端点以
6及通往恢复专用集成电路(ASIC)的信号输出。在一些实施例中,EM耦合 器包括用于传输待耦合或观察的信号的输入和输出端口 (被测试线路或 LUT)。在一些实施例中,EM耦合器包括通过电容和电感(电磁)效应向输 出端口传输能量的耦合结构。在一些实施例中,EM耦合器包括用于通过固 定电阻接地的终端端口。在一些实施例中,将EM耦合器的输出引导到信号 处理电路,以便生成与通过耦合器的原始总线信号近似的输出信号。
在一些实施例中,可以开发分立耦合器部件,使得耦合器能够用在不 同设计中而不为PCB堆积或材料选择提出新的约束条件。随着耦合器技术 因新材料和/或方法的发展而得到改善,不要求希望实现新的和改进设计的 设计人员或验证实验室重新设计先前的平台来接收新的耦合器(例如,如 果耦合器是针对标准的后向兼容覆盖区设计的)。可以将更复杂的材料和/ 或工艺的附加成本局限于耦合器部件,不会通过支持耦合器元件所需的专 门材料要求将更高成本转移到平台。这允许耦合器设计者和系统设计者都 独立满足特定设计要求,并允许更好的效率和优化。结果,平台上的验证 钩实施能够很大程度上减小对布局安排的影响。
在一些实施例中,具有可能受益于电磁耦合器特性的设计的公司生产 和/或使用可以被设计成使用标准或普通覆盖区的电磁耦合器部件。不是通 过设计每个耦合器和耦合器方案来匹配特定系统的给定设计约束条件,而 是可以在很宽范围的平台上实现普通耦合器,只要平台有助于必要的覆盖 区装备先前设计和验证的耦合器部件即可。如果认为耦合器特征对给定公 司外部的设计工作很重要,就可以不用任何重大技术转移工作,例如当前 电磁耦合器探针设计所需的那些技术转移工作,来提供耦合器部件。
图1示出了根据一些实施例的设备100。在一些实施例中,设备100包 括其上传送二进制信号的主总线102。例如,针对测试、验证、观察等目的, EM耦合器104被用来耦合到总线102 (被测线路或LUT)以传输总线信号。 EM耦合器104包括终端端口 106,以通过固定电阻接地。EM耦合器104产 生耦合器输出信号,该输出信号被发送到接收机108。从接收机108恢复并 输出二进制信号,以发送用于信号处理。通过这种方式,EM耦合器104的 输出产生非常类似于通过EM耦合器传输的原始总线信号的输出信号。例如, 可以将该信号提供到信号处理电路。
7约束条件分
离但未描述实际EM耦合器部件的嵌入式基于PCB的宽边耦合器实施称为总 线中点耦合器。
图2示出了根据一些实施例的系统200。系统200包括第一集成电路 (IC) 202 (例如微处理器)、第二集成电路(IC) 204 (例如芯片组)、印 刷电路板206 (例如母板)和总线中点组装EM耦合器208。在一些实施例 中,IC 202和/或IC 204经由焊料和/或其他电接触材料耦合到母板206。 为了监测第一IC 202和第二IC 204之间提供的信号(例如总线信号),建 立公共覆盖区,将待监测的信号从总线中点连接器212的一侧路由到另一 侧(例如,在信号源216和信号目的地214之间)。在正常工作期间,将来 自连接器212 —侧(例如来自信号源216)的信号直接传输到连接器212的 另一侧(例如直接到信号目的地214)。然而,在希望能观察信号时,源216 和目的地214之间的连接被打破,将信号从连接器212 —侧传输(分流) 到作为被测线路(LUT)的耦合器元件218 (例如EM耦合器元件)的输入。 然后将用于LUT的耦合器元件218的输出路由到连接器212的另一侧,从 而恢复信号在IC 202和IC 204之间的连接。耦合器元件218的输出220 和接地端222可以与嵌入式耦合器元件218位于同一 PCB上或分开的PCB 上。在图2中,嵌入式耦合器元件218被示为与输出220和接地端220包 括在同一总线中点耦合器探针PCB 224上。
图3示出了根据一些实施例的系统300。系统300包括第一集成电路 (IC) 302 (例如微处理器)、第二集成电路(IC) 304 (例如芯片组)、印 刷电路板306 (例如母板)以及分立耦合器部件308。在一些实施例中,IC 302和/或IC 304经由焊料和/或其他电接触材料耦合到母板306。
在信号源316和信号目的地314之间观察信号。分立耦合器部件308 将包含嵌入式耦合器318的PCB 324直接附着到被测系统上的匹配覆盖区 焊盘332 (例如球栅阵列或BGA焊盘、平面栅格阵列或LGA焊盘,和/或其
他预定覆盖区焊盘等)上,从而从总线中点方案去除了连接器。在一些实 施例中,耦合器元件318 (例如EM耦合器元件)的输出320和接地端322 可以与嵌入式耦合器元件位于同一分立耦合器部件PCB 324上(或者,在 一些实施例中,位于分立PCB上)。图4示出了根据一些实施例的系统400。系统400包括第一集成电路 (IC) 402 (例如微处理器)、第二集成电路(IC) 404 (例如芯片组)、印 刷电路板406 (例如母板)以及分立耦合器部件408。在一些实施例中,IC 402、 IC 404和/或分立耦合器部件408经由焊料和/或其他电接触材料耦合 到母板406。
在信号源414和信号目的地416之间观察信号。分立耦合器部件直接 将包含嵌入式耦合器418的PCB 424附着到被测系统上的匹配覆盖区焊盘 432 (例如球栅阵列或BGA焊盘、平面栅格阵列或LGA焊盘,和/或其他预 定覆盖区焊盘等)。在一些实施例中,耦合器元件418的输出420和接地端 422可以位于被测系统上(例如在母板406上)。在一些实施例中,被测系 统为耦合器以及用于恢复原始信号的支持电路提供终端(例如,如图4所 示)。在一些实施例中,在耦合器层次和/或系统层次上混合耦合器信号恢 复电路和/或终端电阻。然而,在一些实施例中,耦合器设计的约束条件是 与系统设计的约束条件分离的。
图5示出了根据一些实施例的系统500。系统500包括第一集成电路 (IC) 502 (例如微处理器)、第二集成电路(IC) 504 (例如芯片组)、印 刷电路板506 (例如母板)以及分立耦合器部件508。在一些实施例中,IC 502、 IC 504和/或分立耦合器部件508经由焊料和/或其他电接触材料耦合 到母板506。在信号源514和信号目的地516之间观察信号。
在一些实施例中,分立EM耦合器部件(例如部件508)的变型使用基 于PCB的嵌入式耦合器的边缘与待观察的系统连接,如图5所示。这种方 案在待观察的系统(被测系统)上消耗较少空间,且进一步使施加于系统 的设计约束条件最小化,以便利用EM耦合器实现可观察性。
在一些实施例中,使用常规板材料。在一些实施例中,利用已经为实 现更细化的电介质和/或铜特征开发的技术、材料和工艺,例如半导体封装 技术来实现分立耦合器部件。当前的PCB制造商正在生产分辨率为1-2密 尔(mil)的铜特征,而所制造的封装具有l密尔的几分之一的分辨率。为 了确保更精细的耦合几何形状,可以使用半导体技术来生产新型耦合器。 利用封装材料和/或技术,能够实现全部集成到单个封装部件中的耦合器、 终端和信号恢复ASIC。说明书第6/7页
尽管已经参考特定实施方式描述了 一些实施例,但根据一些实施例, 其他实施方式也是可能的。此外,图中所示和/或本文所述的电路元件或其 他特征的设置和/或次序不必按照图示和描述的特定方式布置。根据一些实 施例,很多其他设置是可能的。
在图中所示的每个系统中,在一些情况下元件可以均具有相同的附图 标记或不同的附图标记,以表明所表示的元件可以不同和/或类似。然而, 元件可以灵活到足以具有不同的实施方式且为本文所示或所述的一些或所 有系统工作。图中所示的各元件可以相同或不同。将哪个称为第一元件, 哪个称为第二元件是任意的。
在说明书和权利要求中,可以使用术语"耦合"和"连接"连同它们 的派生词。应当理解,这些术语并非意在用作彼此的同义词。相反,在特 定实施例中,可以使用"连接"表示两个或更多元件彼此直接物理或电接 触。"耦合"可以表示两个或更多元件直接物理或电接触。不过,"耦合" 也可以表示两个或更多元件彼此不直接接触,但仍然彼此协作或交互作用。
在此一般将算法视为导致期望结果的动作或操作的有条理序列。这些 动作或操作包括物理量的物理操控。通常,但未必一定,这些量采取能够 被存储、传输、组合、比较以及以其他方式操控的电或磁信号的形式。已 经证实,有时,主要是出于公共用途的原因,将这些信号称为比特、值、 要素、符号、字符、术语、数字等是方便的。不过,应当理解,所有这些 以及相似术语都与适当的物理量相关联,它们仅仅是应用于这些量的方便 标签。
可以利用硬件、固件和软件之一或组合来实现一些实施例。 一些实施 例还可以实现为存储于机器可读介质上的指令,可以由计算平台读取和执 行指令以执行本文所述的操作。机器可读介质可以包括用于以机器(例如 计算机)可读形式存储或传输信息的任何机构。例如,机器可读介质可以 包括只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);磁盘存储介质;光存储 介质;闪速存储装置;电、光、声或其他形式传播的信号(例如载波、红
外信号、数字信号、发送和/或接收信号的接口等)及其他。
实施例为发明的实现或范例。在说明书中提到"实施例"、"一个实施 例"、"一些实施例"或"其他实施例"表示在至少一些实施例中包括结合
10实施例描述的特定的特征、结构或特性,但未必是本发明所有实施例中都 包括。多处出现"实施例"、"一个实施例"或"一些实施例"未必全部是 指相同的实施例。
并非本文所述和所示的所有部件、特征、结构、特性等都需要包括在 特定实施例或多个实施例中。例如,如果说明书指出"可以"、"会"、"能 够"或"可能"包括组件、特征、结构、过程或特性,那么并不要求包括 该特定的组件、特征、结构、过程或特性。如果说明书或权利要求提到"一" 元件,并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求提到"额外"元件, 并不排除有超过一个额外元件。
尽管本文可能已经使用流程图和/或状态图来描述实施例,但发明并不 限于那些图或这里的相应描述。例如,流程不需要经过每个图示的方框或 状态或按照如图所示和本文所述的严格相同次序进行。
本发明不限于本文所列出的特定细节。实际上,享受本公开好处的本 领域技术人员将认识到,可以在本发明的范围之内做出以上描述和附图的 很多其他变化。因此,界定本发明范围的是包括其任何修改的以下权利要 求。
权利要求
1、一种分立部件电磁耦合器,包括输入和输出,其中待观察的信号经由所述输入和所述输出通过所述耦合器;耦合器,用于通过电磁效应将能量传输到第二输出;以及端点,用于通过电阻接地。
2、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括印刷电路板,所述耦合器、 所述第二输出和所述端点位于所述印刷电路板上。
3、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括基板,所述耦合器、所述第 二输出和所述端点位于所述基板上。
4、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括第一印刷电路板和第二印刷 电路板,所述耦合器位于所述第一印刷电路板上,所述第二输出和所述端 点位于所述第二印刷电路板上。
5、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括第一基板和第二基板,所述 耦合器位于所述第一基板上,所述第二输出和所述端点位于所述第二基板 上。
6、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括用于将所述输入和所述输出 耦合到所述耦合器的电连接。
7、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,利用独立于待观察系统的一 组设计参数制造所述分立部件电磁耦合器。
8、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,将所述第二输出重新构成为 近似于待观察信号的信号。
9、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述待观察的信号为总线信号。
10、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述待观察的信号为电信号。
11、 根据权利要求1所述的耦合器,还包括焊盘,用于与所述待观察 的信号所在的待观察的系统耦合。
12、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器是基于嵌入式 印刷电路板的宽边耦合器。
13、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器是基于边缘的 印刷电路板耦合器。
14、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器是利用任何基 板的宽边耦合器。
15、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器是利用任何基 板的基于边缘的耦合器。
16、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器利用基于印刷 电路板的耦合器的边缘耦合到待观察的系统。
17、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器将用在总线架 构设计和/或验证活动中。
18、 根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器是耦合器探针 装置。
19、根据权利要求1所述的耦合器,其中,所述耦合器具有标准覆盖区。
全文摘要
在一些实施例中,分立部件电磁耦合器包括输入和输出,其中,待观察的信号经由输入和输出通过耦合器;通过电磁效应将能量传输到第二输出的耦合器;以及通过电阻接地的端点。还描述和主张了其他实施例。
文档编号H02J17/00GK101622771SQ200880006518
公开日2010年1月6日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月30日
发明者B·利德, T·R·谢尔顿 申请人:英特尔公司
再多了解一些
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