专利名称：在电路板上经由电源层的装置之间的射频通信的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及电路板上的装置之间的通信领域，尤其涉及在电路板上经由RF(射频)发送和接收通信。
背景计算机平台发展趋势处于碰撞的过程。在电路板上电压平面和通信信号的所需数量扩展且电路板上硅器件的大小逐渐适应计算机的更高性能的同时，在制造和消费者的观点来看都期望电路板的尺寸最小化。一种实现方法是使用电源层来帮助模块电路板上装置之间的无线电通信。
按与美国商业部国家电信和信息行政部门(NTIA)频谱图如何将射频谱分配描述成美国内运作的无线电服务相类似的方式，也可以对其它环境定义分配。例如在模块电路板上，可以对模块电路板预先分配频率范围以启用装置之间的通信，而非在信号通路上发送数字信号。
借助附图中的示例说明本发明的实施例，但并非限制，且在附图的数字方面，其中相同的标号表示相似的元件且其中图1是说明装置如何将数字信号发送给电源层的流程图。
图2是说明装置如何从电源层接收RF信号的流程图。
图3是说明在电源层上从装置发送数字信号的方法的流程图。
图4是说明在电源层上从另一装置接收RF信号的方法的流程图。
图5是说明根据本发明一般实施例的系统的框图。
图6是说明根据本发明第一实施例的系统的框图。
图7是说明根据本发明第一实施例的装置的分解视图的框图。
图8是说明根据本发明第二实施例的系统的框图。
图9是说明根据本发明第二实施例的RF信号转换器的分解视图的框图。
具体实施例方式
本发明实施例的一个方面是其中装置经由RF(射频)信号进行通信的电路板。模块电路板可包括具有至少一个电源层的电路板；多个装置，它们一些与所述电源层耦合；以及用于对数字信号进行发送/接收并转换RF信号的至少一个RF信号转换器。
本发明实施例的另一方面是用于经由电源层将数字信号传递给第二装置的电路板上的第一装置的方法。该方法包括根据接收到的数字信号将合适的载波频率调制成RF信号，随后在电源层上发送该RF信号。
本发明实施例的又一方面是用于在电源层上接收从第一装置信号发送的RF信号的电路板上第二装置的方法。该方法包括接收RF信号、从RF信号中滤出不需要的频率，以及解调滤波后的RF信号以恢复数字信号。
本发明的实施例包括各种操作，如以下描述的。与本发明实施例相关联的操作可通过硬件装置执行或可以体现于机器可执行指令中，这些指令可用于使得用指令编程的通用或专用处理器或逻辑电路执行操作。或者，操作可通过硬件和软件的组合来执行。
本发明实施例可提供作为计算机程序产品，它可包括其上存储了机器可执行指令的机器可读媒介，所述指令可用于编程计算机(或其它电子装置)以执行根据本发明的过程。机器可读媒介可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(紧致盘只读存储器)、和磁光盘，ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦可编程只读存储器)、EEPROM(电磁可擦可编程只读存储器)、磁或光卡、闪存或适于存储电子指令的其它类型的媒体/机器可读媒介。
此外，本发明的实施例还可作为计算机程序产品加以下载，其中该程序可经由通信链接(例如调制解调器或网络连接)借助载波或其它传播媒介中包含的数据信号从远程计算机(例如，服务器)转移到请求计算机(例如，客户机)。因此这里，载波应被认为包含机器可读媒介。
介绍使用预分配射频来调节能用于与用于通信的电源层耦合的不同种类装置的射频频谱的一些部分，可能通过在印刷电路板的电源层上发送和接收电RF波来启用电路板上装置之间的RF通信。
这里使用的“装置”涉及可耦合到电路板的组件，且通常是硅。例如，装置可以仅仅是单个集成电路，或者可以包括多个集成电路，诸如微处理器或USB(通用串行总线)控制器或并行端口控制器。应理解，这些仅仅是可在本发明实施例中使用的装置的示例，且本发明的实施例不限于所述的示例。
如这里所使用的，电路板可以是其上放置集成电路的薄板(诸如印刷电路板)，且模块电路板可以是包含集成电路的板。模块电路板例如可包括主板、扩展板、子卡、控制器板或网络接口卡。
电源层可以是将电能传递给电气装置的媒介。例如，计算机主板可包括一个或多个电源层，每个都承载不同的电压，诸如5V、3.3V、12V。主板设计可根据装置规范将这些电源层连接到每个硅装置。电源层可由构成印刷电路板的一件玻璃纤维上的铜多面体(polygon)制成。电源层也可由按将相同电源层分配给电气装置的方式连接在一起的一系列线路制成。
发送和接收信息如图1的流程图所示，RF信号转换器通过根据数字信号将合适的载波频率调制102成RF信号104处理数字信号100，用于在电源层上从发送装置传送到接收装置。通过阻抗匹配发送装置与电源层106并将RF信号耦合到电源层108上，RF信号转换器随后在电源层上发送调制后的RF信号。在该实施例中，RF信号转换器可简单地是用于发送RF信号的RF发送器，或者是用于发送和接收RF信号的RF收发机。如以下更详细地说明的，这里所用的合适的载波频率包括为给定电路板和/或给定装置预分配的频率范围限制内的载波频率。
该方法在图3中说明，它于框300处开始，并继续到框302，其中RF信号转换器根据数字信号将合适的载波频率调制为RF信号。在框304处，调制的RF信号在电源层上发送。该方法结束于框306。
如图2的流程图所示，通过阻抗匹配接收装置和电源层，接收装置接收与RF信号，它与电源层108耦合并对应于来自于发送装置的数字信号，并去耦该RF信号。随后，滤出不需要的频率200，并解调所形成的RF频率204以恢复数字信号206。在该实施例中，RF信号转换器可简单地是用于接收RF信号的RF接收器，或者可以是用于发送和接收RF信号的RF收发机。
该方法在图4中示出，它开始于框400，并继续到框402，其中通过阻抗匹配接收装置和电源层并去耦电源层的RF信号而使与源自发送装置的数字信号相对应的RF信号由接收装置接收。在框404处，滤出不需要的频率，且在框406处，解调该RF信号以恢复数字信号。该方法结束于框408。
如图5的框图所示，根据本发明一般实施例的系统包括具有至少一个电源层510(仅示出一个)的电路板500；多个装置502、504，其中至少两个耦合到电源层510；以及至少一个RF信号转换器506、508(示出两个)以便对另一RF信号转换器(诸如506、508或者这里未示出的另一个)或者对一装置((诸如502、504或者这里未示出的另一个)发送和/或接收RF信号512。图5未指出装置502、504和RF信号转换器506、508之间的任何特殊关系。
图6是示出根据本发明第一实施例的系统的框图。该系统包括具有至少一个电源层510(仅示出一个)的电路板600；其中至少两个耦合到电源层的多个装置602、604(仅示出两个，但可以更多)；以及至少一个RF信号转换器606、608，它们是内部的并嵌入于装置602、604。
图7示出了诸如装置602的装置的分解视图。本例中的装置602可包括两个集成电路700、702，其中RF信号转换器606在装置602内部。例如，通过产生数字信号，根据该数字信号调制合适的载波频率，以及在电源层上发送调制后的RF信号，装置602经由RF信号转换器606(它可以是RF发送器或RF收发器)可以向装置604发送通信。例如，通过接收RF信号，滤出不需要的频率，以及解调该RF信号以恢复数字信号，装置602经由RF信号转换器606(它可以是RF接收器或RF收发器)可接收通信。
在本例中，RF信号转换器606可包括调制器704、706；解调器708、710；与每个解调器708、710耦合以滤出不需要的频率的滤波器712、714；将RF频率发送到电源电压(Vcc)718随后到电源层510和/或从电源层510接收电源电压718的RF频率的耦合器/去耦器716；用于装置602的功率放大器720；用于除去来自装置电源阱720的高频RF信号的低通滤波器722。
如本领域的普通技术人员将理解的，RF信号转换器可包括这里未示出的其它组件以不遮蔽对本发明实施例的理解。因此，诸如与调制器耦合的滤波器或低噪放大器的组件虽然通常是RF信号转换器的一部分但在本发明实施例的说明中未示出。
图8是示出根据本发明第二实施例的系统的框图。该系统包括具有至少一个电源层510(仅示出一个)的电路板800；多个装置802、804(仅示出两个，但可以更多)，其中至少两个耦合到电源层510；以及经由信号路径810、812与装置802、804耦合的多个独立RF信号转换器806、808。通常，信号路径是可连接两个装置的印刷电路板上的电路径。
图8中，每个独立RF信号转换器806、808都被示为与唯一装置802、804相对应。或者，系统可包括用以处理所有的RF数字信号的独立RF信号转换器，或者多个RF信号转换器，它们不对应于装置802、804的数量，或其任何组合。
图9示出了诸如RF信号转换器806的RF信号转换器的分解视图。RF信号转换器806可经由信号路径810接受来自装置802的数字信号900。RF信号转换器806(它可以是RF发送器或RF收发机)可根据数字信号调制合适的载波频率，随后可在电源层510上发送调制后的RF信号给装置804。例如，通过接收RF信号，滤出不需要的频率，并解调该RF信号以恢复原始数字信号，RF信号转换器806(它可以是RF接收器或RF收发器)可以接收通信。
在本例中，RF信号转换器806包括调制器904、906，解调器908、910，与各解调器耦合的滤波器912、914，以及耦合器/去耦器916，用以将RF频率发送到电源电压(Vcc)918，随后到电源层510，和/或接收来自电源层510的电源电压918的RF频率。
如本领域普通技术人员将理解的，RF信号转换器可包括这里未示出的其它组件以不遮蔽对本发明实施例的理解。因此，诸如耦合到放大器的滤波器或低噪放大器的组件虽然通常是RF信号转换器的一部分但在本发明实施例的说明中未示出。
此外，虽然所示和所述的实施例涉及单个电路板上装置之间的通信，但本发明的实施例可比所示和所述的更广泛地应用。例如，第一电路板上的第一装置可利用RF信号转换器或者使用物理连接上传递的RF传送与第二电路板上的第二装置通信(诸如在电路板上有多个层的情况)。物理连接可以是，但不限于，边缘连接器、线路或电缆。
RF信号转换器本发明的实施例中，RF信号转换器可以是发送器、接收器或收发机。此外，RF信号转换器可根据从给定装置发送的数字信号将合适的载波频率调制为RF信号(即，在用于给定电路板和/或给定装置的预分配频率范围的限制内)。
例如，如果特殊频谱规范指示USB装置只可以用3.8到4.0GHz之间和包括3.8和4.0GHz的频率发送信号，则与USB端口相对应的RF信号转换器(内部的或独立的)可根据来自USB端口的数字信号将3.8到4.0GHz之间的载波频率调制为RF信号(在预分配频率范围的限制内)。因此，一个USB端口可使用3.825GHz的频率发送RF信号，而另一USB端口可用3.925GHz的频率发送RF信号。
此外，RF信号转换器可将接收到的RF信号解调为数字信号，以恢复同原始调制的载波频率相对应的数字信号。
滤波当装置接收RF信号时，它通过滤出为模块电路板上的装置之间的通信规定的预分配频率范围之外的那些频率来滤出不需要的频率。例如，如果特殊频谱规范规定装置之间的通信发生于2GHz(千兆赫兹)和以上，则低于2GHz的频率将作为噪声处理并被滤出。
结论因此，已描述了一种用于模块电路板上的装置的方法和系统，用于在电源层上以预分配的频率范围用在载波频率内被调制成RF信号的数字信号相互通信。通过在电源层上经由RF进行通信，可去除印刷电路板上装置之间的通信连接，从而允许电压平面增加尺寸，允许与装置的电功率的更稳定的无噪声传递。由于不再需要用于所有信号的专用引线，所以可减少装置上的总引线数。此外，因为不总是需要信号路由层，故可以减少电路板的所需层。
在前述说明书中，已参考其具体实施例描述了本发明。但显然，这是事实即，可以对其进行各种修改和变化而不背离本发明的较宽精神和范围。因此，说明书和附图被认为是说明性而非限制性的。
例如，虽然已参考单个电路板讨论了这里所示和所述的实施例，但本领域的普通技术人员应理解，本发明可具有比所述和所述的更宽的应用。例如，在合适情况下，第一电路板上的装置可与第二电路板上的装置通信。
此外，可以考虑，本发明的实施例可使用在电源层上经由RF信号和在信号路径上经由数字信号进行通信的组合。
当然，这些示例未遍及本发明实施例可存在的不同可能性。
权利要求
1.一种方法，包括在电路板的电源层上接收RF(射频)信号，所述RF信号对应于数字信号；滤出RF信号中的不需要的频率；以及解调过滤的RF信号以恢复所述数字信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字信号从第一装置生成，相应的RF信号在第二装置上接收，且所述第一和第二装置都耦合到第一电路板。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤出不需要的频率包括滤出用于电路板上装置之间的通信的预分配频率范围的范围之外的频率范围。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滤出不需要的频率还包括滤出用于产生数字信号的装置的预分配频率范围的范围之外的频率范围。
5.一种方法，包括在具有至少一个电源层的电路板上的第一装置处生成数字信号，所述数字信号被发送给第二装置；根据所述数字信号调制RF(射频)信号；用所述至少一个电源层之一发送调制的RF信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据用于电路板的预分配频率范围，根据所述数字信号调制RF信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据用于第一装置的预分配频率范围，根据所述数字信号调制RF信号。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在第二装置处接收RF信号；滤出RF信号中的不需要的频率；以及解调过滤的RF信号以恢复数字信号。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一装置在第一电路板上。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述滤出不需要的频率包括滤出用于电路板上装置之间的通信的预分配频率范围的范围之外的频率范围。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述滤出不需要的频率还包括滤出用于产生数字信号的装置的预分配频率范围的范围之外的频率范围。
12.一种系统，包括具有至少一个第一电源层的第一电路板；多个装置，其中一些耦合到所述第一电路板，且其中一些耦合到所述至少一个第一电源层之一；至少一个RF信号发送器，它耦合到所述多个装置中的一些，所述RF信号发送器能根据射频频谱中的预分配频率范围并基于数字信号调制RF信号。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述至少一个RF信号发送器之一被集成入所述多个RF装置之一。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述至少一个RF信号发送器中的一些附加地根据用于产生数字信号的装置的预分配频率范围调制RF信号。
15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述多个装置中的至少两个经由信号路径进行通信。
16.如权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括具有至少一个第二电源层的第二电路板，且所述多个装置的其它一些耦合到所述第二电路板，且其中一些耦合到所述至少一个第二电源层之一。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，与第一电路板耦合的发送装置使用RF信号发送器中的至少一个将信号发送到与第二电路板耦合的接收装置。
18.如权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括与所述多个装置中的一些耦合的RF信号接收器，所述RF信号接收器能解调RF信号以恢复数字信号。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述RF信号发送器和所述RF信号接收器被集成于单个组件中。
全文摘要
描述了一种用于使用RF(射频)信号在电路板上的装置之间进行通信的方法。为了将数字信号从电路板上的一个装置发送到电路板上的另一个装置，其中该电路板可以是相同或不同的，根据数字信号调制合适的载波频率，随后在电源层上发送调制的RF信号。为了从电路板上的装置接收RF信号，滤出RF信号中不需要的频率，随后解调该RF信号以恢复数字信号。
文档编号H05K1/02GK1833368SQ200480022259
公开日2006年9月13日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月29日
发明者M·米斯科欧 申请人:英特尔公司