便携式计算系统和适用于其的便携式计算机的制作方法
本发明涉及计算系统，并且尤其涉及一种便携式计算机，该便携式计算机尺寸小以便容易携带，且还具有传统的大型计算机的性能，且还确保解决关于数据窃取和数据损坏的问题。
背景技术：
在历史上，基于提供足够的计算能力所需的元件，计算机的尺寸大，诸如主机计算机。随着个人计算机的出现，曾经会占据一房间的尺寸的计算机的尺寸能够减小以便被容纳在单个台式设备内。然而，需要大的塔台来容纳处理元件、显示器和键盘的台式计算机不利于从一个地方带到另一个地方。而所开发的笔记本电脑将计算机处理能力、显示器和键盘包含在较小的单个包装内，以便允许从一个地方运输到另一个地方。然而，笔记本电脑仍具有相当大的尺寸且相比于台式计算机还牺牲了质量。此外，台式计算机、笔记本电脑和主机计算机都遭受到易受由病毒或蠕虫引起的数据损坏，以及还易受来自黑客的数据窃取。计算机需要不受这些威胁影响的同时，还需要是便携式的且方便的以便在几乎任何地方容易地使用。
需要一种计算系统，该计算系统是便携式的，可以用在许多不同的应用中，并且保护敏感信息。本发明提供一种满足这些需求且提供其它优点的计算系统。
技术实现要素：
在示例性实施方式中，本发明包括一种系统，该系统包括：便携式设备，该便携式设备具有至少一个存储元件；读取器，该读取器与便携式设备交互，以与数据存储元件通信；处理器，该处理器用于为所述读取器和所述便携式设备提供计算能力；以及链路，该链路用于与网络通信。
在某些实施方式中，可以提供一种手持式尺寸的便携式计算机和一种计算系统，该计算系统包括至少一个便携式计算机和配置成与便携式计算机交互的至少一个读取器。便携式计算机具有全功能的常规通用计算机的所有元件。便携式计算机可以是小尺寸的。在一个实施方式中，便携式计算机是信用卡的尺寸。在其他实施方式中，便携式计算机的尺寸是彼此叠层的多张信用卡的尺寸。在另外的实施方式中，便携式计算机装入壳中且尺寸可以根据需要从小到大变化，诸如长度为l1、宽度为w1且高度为h1的任何结构。上述尺寸可以使便携式计算机容易地携带在钱包或口袋中，各种实施方式提供具有传统计算机的优点和能力的“掌上电脑”的多功能性。例如，便携式计算机易于运输且便携式计算机读取器提供具有全尺寸屏幕、键盘等的完整的计算机的用途。
在某些实施方式中，仅当与读取器一起使用时，便携式计算机是可操作的。便携式计算机读取器提供用于使用户与便携式计算机和其上的程序交互的部件，例如，便携式计算机读取器可以包括显示器和/或键盘。本质上，当未连接至便携式计算机时，便携式计算机读取器是无功能的“壳”。然而，一旦便携式计算机连接至便携式计算机读取器，则便携式计算机和便携式计算机读取器形成全面运转的计算系统。因此，便携式计算机充当大脑且便携式计算机读取器作为将执行功能的身体运作，然而，脱离大脑，身体将什么也不能做。
当用户结束时，该用户简单地移除便携式计算机且可以随身携带该便携式计算机。由于便携式计算机读取器是壳，因此没有留下用户的信息。所有的数据包、按键、下载的文件等都保留在便携式计算机中。因此，各种实施方式不会使得任何信息（包括敏感的信息）能够被便携式计算机读取器的随后的用户获得。此外，由于同样的原因，便携式计算机读取器几乎不存在可以感染计算机病毒的危险，因为便携式计算机读取器没有能力保留来自前一人使用的任何数据。因此，在关注内容的安全性和机密性的情况下，以及在存在对可被病毒或蠕虫造成的损坏关注的情况下，便携式计算机的应用几乎是不受限的。例如，应用包括但不限于酒店、网吧或其它公共场所，诸如图书馆或大学等。
便携式计算机包括额外的安全等级。例如，在一个实施方式中，计算机的印刷电路板的元件涂覆有涂层。该涂层可以使元件易碎，导致元件在被篡改时破裂。涂层可以使元件具有粘性，使得极难从pcb移除该元件。此外，在其它实施方式中，pcb和便携式计算机的其它元件被封装在刚性壳体内。最后，便携式计算机可以包括配置成与计算系统的rfid读取器交互的rfid标签。当便携式计算机被移动至不许可的位置或位于不许可的位置中时，例如，当未授权的用户尝试将便携式计算机移开包含多个计算机读取器的位置时，rfid读取器和/或rfid标签发出很大的可听见的声音或触发“无声报警”。
最后，在某些实施方式中，便携式计算机可以包括一个或多个闪存存储设备或闪存驱动器。闪存驱动器是使用闪存存储器而不是传统的旋转的磁盘来存储数据的存储设备。将闪存存储器或闪存驱动器与便携式计算机一起使用的优点是当启动时有小的时延，诸如在启动常规计算机时就是如此。而且，闪存存储器是非易失性的，这意味着其不需要电力来保持存储在设备中的信息，因此，便携式计算机仅需要低功耗来用于操作，这可以由电池或类似的低功率源（诸如太阳能电池）来供给。还可以定制闪存存储器以根据特定的应用提供所需的尽可能多的存储容量。
附图说明
图1是根据本发明的便携式计算机的一实施方式的透视图；
图2是根据本发明的便携式计算机的另一实施方式的透视图；
图3是根据本发明的便携式计算机的又一实施方式的透视图；
图4是根据本发明的计算系统的一实施方式的透视图；
图5是根据本发明的计算系统的一实施方式的透视图；
图6是根据本发明的计算系统的另一实施方式的透视图；
图7是根据本发明的计算系统的又一实施方式的透视图；
图8是根据本发明的便携式计算机读取器的各种实施方式的透视图；
图9是根据本发明的便携式计算机的另一实施方式的透视图；
图10是图9中示出的便携式计算机的分解图。
具体实施方式
可以使用硬件或软件或需要时两者的任意组合来实现本发明的下列实施方式。还可以使用市售的技术来实现各种实施方式。
在各种实施方式中，本发明包括便携式计算机，该便携式计算机可以被称为“掌上电脑”。本发明还包括计算系统，该计算系统具有至少一个便携式计算机和一个或多个便携式计算机读取器。在序列号为12/099,000的本申请人的同时待决的申请中示出且描述了便携式计算机、计算系统及使用该计算系统的方法的形式，该申请通过引用并入本申请。在序列号为12/099,032的本申请人的同时待决的申请中描述了计算机读取器及使用该计算机读取器的方法的形式，该申请也通过引用并入本申请。序列号为10/461,303的本申请人的同时待决的专利申请中还描述了便携式计算机、计算系统及方法的各种实施方式，该申请通过引用并入本申请。
如图1至图3所示，在一个示例性实施方式中，便携式计算机包括一卡，优选地为信用卡的大小，以便容易地携带在口袋或钱包中。如图4至图7所示，便携式计算机读取器包括读取器，下文将更详细描述该读取器。便携式计算机读取器可以包括主扩展坞，该主扩展坞为计算机键盘和显示器、电话或手机。任何便携式计算机读取器还可以包括读卡器和/或生物识别读卡器，如下文更详细描述的。
在一个实施方式中，便携式计算机是手持式的、可转移的、可移除的且便携式的。如上文所提供的，该计算机可以是卡。在一个实施方式（“便携式计算机‘a’”）中，如图1所示，该计算机是具有cpu、读取器接头和存储器的卡。在另一实施方式中，如图3所示（“便携式计算机‘c’”），该计算机可以仅包括存储器和读取器接头。图1和图3示出的所有的元件可以在卡的表面上，优选地嵌在卡的表面上，或者可以内置于卡内。该卡具有能够处理信息的嵌入式集成电路。这意味着该计算机能够接收输入，该输入通过icc应用处理并作为输出传送。
该卡可以为任何所需的尺寸和厚度，这也可以归因于所需的能力和所使用的技术，诸如存储器要求/存储要求。尺寸通常为信用卡的尺寸。该卡可以满足iso/iec7810标准的id-1，其将卡的尺寸限定为85.60mm×53.98mm。因此，该卡通常不大于约90mm×60mm且厚度不大于约80mm。该卡可以为其他尺寸，诸如为25mm×15mm的id-000。该卡的厚度可以为约0.76mm。该卡还可以具有用于将该卡附接到绳、链、带等的至少一个部件，以便于运输。这种部件可以为该卡中的孔或开口或附接到该卡的钩或系固件。
在一个实施方式中，如图2所示（“双层便携式计算机‘b’”），该计算机包括至少两个连接的卡。优选地，所述卡相互叠置，但可以以其它方式连接。如上所述，所述卡可以为信用卡的尺寸。所述卡可以直接相互层叠或在两个卡之间可以有一空间，该空间可以保持计算元件。顶部的卡可以包括控制器、cpu和gps以及在边缘的内孔连接器。顶部的卡还可以包括其它的元件，诸如gps芯片、处理器、rfid加密存储器、逻辑元件、专用读取器插头、控制器、微处理器以及用于与便携式计算机读取器交互的部件，该部件诸如插脚、usb等。底部的卡可以包括所有的存储器。应当理解，所述卡可以包括与所示的元件不同的元件。在另一实施方式中，如图9和图10所示，便携式计算机的计算元件包括在壳体内，使得物理元件不容易从便携式计算机移除。在该实施方式中，计算机优选地为盒或长方体，但可以采取其它形状。便携式计算机可以采取比信用卡更大或更小的其它形式，例如，光盘、手机、pda、智能手机等。任何一个卡还可以具有用于将该卡附接到绳、链、带等的至少一个部件，以便于运输。这种部件可以为壳体中的孔或开口或附接到该卡的钩或系固件。
不管计算机的形式如何，在图1和图2示出的实施方式中，便携式计算机可以包括全功能的、传统的通用计算机的所有元件，但是，通常没有用于与计算机交互的部件，如下文所描述的。“通用计算机”是指计算机包括能够使用户利用计算机做许多不同的事情（诸如，打印文件、发送电子邮件、浏览互联网和玩游戏）的足够的硬件和软件。在图3所示的实施方式中，便携式计算机仅包括存储器和用于连接至便携式计算机读取器的iso7816读取器接头。
如图所示，便携式计算机的元件至少包括主存储器和用于连接至读取器的连接器。该连接器可以是用于接收引脚的内孔连接器。该连接器可以包括印刷电路板上的导电靶的网格（例如，参见图9和图10）。该靶可以涂覆有非腐蚀性镀层，以防止由于与读取器的连接器反复接触而对靶造成过度磨损。读取器可以包括连接器主体，使得便携式计算机仅需要包括镀层的铜焊盘的图案来完成电连接至读取器。便携式计算机连接器可以是镀金的。
如上文所提供的，便携式计算机可以包括至少一个存储元件，诸如存储器。可以使用两种类型的固态存储器（即，硬盘驱动式存储器）。该存储器可以是多级单元和单级单元。该存储元件还可以是易失性存储器。该易失性存储器可以是动态随机存取存储器。该动态随机存取存储器可以是ddr2。ddr2存储器可以支持速度约400mhz和约533mhz的处理器。在一个实施方式中，便携式计算机包括易失性存储器和固态存储器二者。
控制器可以被并入便携式计算机以提高传输速率。便携式计算机还可以包括动态存储器。中央处理单元（“cpu”）可以位于卡中或便携式计算机读取器中。例如，当可能需要最小的处理能力时，cpu可以容易地容纳在计算机卡中。此外，在需要巨大的处理能力的实施方式中，较大尺寸的cpu可以是优选的，通过将cpu定位于便携式计算机读取器中（例如在键盘和/或显示器中）可以较容易地容纳该cpu。可替选地，如下文所述，cpu可以被定位于计算机读取器中。
优选地，cpu是本领域已知的微处理器。优选地，cpu设计成可携带的。因此，该cpu可以包括800mhz的速度使得其使用较少的功率（例如，0.65瓦）且在无需诸如风扇的主动式冷却的情况下运转。这种处理器可以为来自
软件被加载到存储器上，优选地，被加载到ram上，在中央处理单元中执行该软件。这种软件可以包括：应用软件，诸如文字处理器；系统软件，诸如操作系统，该系统软件与硬件联系以向应用软件提供所需的服务；以及中间软件，该中间软件控制和协调分布式系统。应用程序还可以包括控制应用程序。控制应用程序使得便携式计算机能够产生便携式计算机读取器可解译的控制信号，这将在下文更详细地解释。控制应用程序可以在便携式计算机读取器的显示装置上产生用户界面且通过便携式计算机读取器中的输入/输出设备接收输入到便携式计算机读取器中的用户输入，这在图4至图7中示出且在下文进行描述。控制应用程序将用户输入转变为提供给便携式计算机读取器的控制信号。
系统软件可以包括设备驱动程序、诊断工具、服务器、窗口系统和实用程序。在一个实施方式中，便携式计算机包括运行上述软件所需的硬件。在其他实施方式中，该硬件为便携式计算机读取器的部件。应用软件可以包括商业软件、教育软件、医疗软件、数据库、文字处理软件和计算机游戏。软件包括操作系统，诸如microsoft
便携式计算机还可以包括但不限于各种启动装置、视频显示控制器、scsi控制器、视频卡、图形处理单元、显卡、图形芯片、声卡、音频接口（诸如ac97接口）、声音产生装置、输入/输出控制器装置、pcmcia控制器、图形控制器、串行控制器、电源，电源可以包括调节计算机所使用的电力的电力变压器和用于与外部数据源和信息源通信的装置。优选地，上述元件（cpu、ram、硬盘驱动器等）附接到主板。主板或电路板可以是包括多个叠层的印刷电路板。在一个实施方式中，印刷电路板是8层叠层。pcd的宽度可以为约0.075mm。用于高速走线（例如，存储器和前端总线、usb、lvds等）的优化走线阻抗为约50′ω至约100′ω。由于每层厚度为约0.11mm，因此便携式计算机的总叠层厚度可以为约0.77mm。主板还可以包括用于将外围设备附接到主板或附接到位于便携式计算机读取器上或位于便携式计算机读取器中的器件的pci或平面型器件。所有的上述元件（cpu、ram、硬盘驱动器等）可以附接到主板。主板可以在便携式计算机内或可以在便携式计算机读取器内。
便携式计算机还可以包括gps芯片、专用读取器接头、逻辑元件、智能卡器件和/或rfid加密存储器。专用读取器接头是到端口/读卡器的专用读取器的接口。其可以使用用于连接到单芯片智能卡微处理器的iso-7816图案位置，以及用于连接到逻辑元件的afnor图案位置。逻辑元件充当该卡的“警察”。该逻辑元件指示消息流量且询问读取器和安全密钥以允许访问包含在闪存存储器中的划分的数据。该器件可以通过spi通信链路与智能卡芯片和gps设备交互。只有满足正确的安全性才会允许访问数据。rfid加密存储器可以包括符合iso14443的非接触式rfid。这允许卡在感应id应用程序中的扩展使用。例如，便携式计算机可以通过rfid以非接触的方式与读取器通信。在符合iso14443的读取器（或者，便携式计算机读取器可以为这种读取器）存在的情况下，给子系统加电。有限的重复数据以加密的形式存储在cryptorf存储器中，以用于rfid系统采用标准协议进行访问。智能卡设备（诸如由atmel制造的）是针对现有的智能卡市场专门设计的安全微控制器。该设备运行可用于标准的智能卡、java卡和安全分区控制的特定应用软件。
为了提供合适的快速启动方案，例如，约15秒启动时间，便携式计算机可以使用加快启动时间的技术。当指示关机时，便携式计算机可以将其易失性存储器的内容保存到处于休眠过程中的闪存中。作为示例，在windows操作系统中支持该处理。为了重新启动，便携式计算机只需要重新加载其存储器的内容，该处理通常花费小于约10秒。
任何版本的便携式计算机可以被装入壳体中。图9和图10示出包括具有八（8）个叠层配置的印刷电路板12的便携式计算机10的实施方式。尽管所示的为8个叠层配置，但是可以使用更多或更少的叠层。便携式计算机被装入刚性壳体14中。如图10所示，刚性壳体14将印刷电路板12和电子元件夹在壳体部分16和壳体部分18内。如下文所解释的，印刷电路板（或其任何部分）可以涂覆有至少一个涂层24，其在图10中示出。壳体部分16和壳体部分18可以由几乎任何刚性材料制成。壳体部分16和壳体部分18可以是导热的。在一个实施方式中，壳体部分16和壳体部分18是金属的。所附接的壳体部分16和壳体部分18形成一个版本的便携式计算机，其在图9中示出。如图9所示，壳体部分16和壳体部分18中的至少一个可以具有至少一个开口或窗口20。该开口或窗口20露出便携式计算机10的电连接器22，这使得便携式计算机10连接至至少一个读取器（未示出）并与该至少一个读取器交互。这些连接器可以是导电靶的网格。在图9中示出的版本的便携式计算机中，开口20在上壳体部分16中，但其可以在下壳体部分18中，在一侧面上等。壳体还可以具有用于将该壳体附接到绳、链、带等的至少一个部件，以便于运输。该部件可以是该壳体中的孔或开口或附接到该壳体的钩或系固件。所装入的便携式计算机10的长度为l1，宽度为w1以及高度为h1。l1可以为约50mm至约200mm。w1可以为约25mm至约100mm，以及h1可以为约1mm至约20mm。在一个版本中，l1为约80mm，w1为约50mm以及h1为约4.5mm。l1可以为约82.55mm，w1可以为约51.52mm以及h1可以为约4.41mm。
在任一版本的便携式计算机上的嵌入式集成电路和其它电子元件可以涂覆有至少一个涂层。该涂层应该至少基本上覆盖整个集成电路（或任何单个集成电路或其一部分）且可以施加到印刷电路板的两侧或包括集成电路和芯片的多侧。该涂层由保护集成电路不受损坏（例如不受水损坏或不与可以损坏电路的物体物理接触）的材料组成。该涂层应该保护电子组件或集成电路不受由于恶劣或极端的环境等所造成的污染、潮湿、真菌、灰尘和腐蚀而引起的损坏。涂层材料还应该例如通过阻止或防止反向工程或除去任何电路元件来保护集成电路元件的完整性（即，免受篡改或不正当地访问所存储的数据）。尤其是，环氧涂层可以使集成电路元件或电气设备是易碎的，从而对除去或篡改元件的任何尝试将使具有涂层的元件破裂或破碎。还可以使用层压材料。
涂层材料还应该保护便携式计算机免受粗暴的搬运、安装造成的损害，或减少机械应力和热应力造成的损害。涂层可以是被施加到印刷电路板组件上的保护性非导电性介电层。涂层可以是基本上透明的或可以是基本上或部分不透明的。涂层可以是硬的或可以具有橡胶质地或略有橡胶质地。涂层可以至少提供一些来自集成电路或电子元件的热传导。当涂层是电绝缘的导热元件时，诸如金属或半导体可包括在涂层中以分散热能。此外，可以在涂层中设置通道、开口、孔等以散热。例如，可合适的涂层包括硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、氨基甲酸乙酯和对二甲苯。当使用环氧涂层时，涂层可以使处理器所产生的热分散到导热的壳体部分，其中，可以通过壳体中的通气管散热。因此，在一个实施方式中，例如，环氧的且导热的金属壳体提供对便携式计算机的保护且分散来自便携式计算机的热。
此外，任何版本的便携式计算机可以包括软件中的安全信息。该安全信息仅允许授权的用户访问计算机上的某些信息。访问信息可以包括个人识别号、安全问题、密码等。便携式计算机还可以包括存储的生物识别信息或基准生物识别信息，诸如身高、体重、血型、声音和视网膜图案、指纹、脉搏率等。便携式计算机或读取器可以包括可信平台模块（tpm）芯片，该可信平台模块芯片将加密和编码数据文件和软件。在用户没有提供匹配的生物识别信息（诸如指纹）的情况下，可无法访问计算机的内容。优选地，便携式计算机读取器或便携式计算机将包括用于读取生物识别信息的部件。这种部件包括但不限于脉搏读取器、指纹读取器、视网膜扫描仪和语音识别记录器等。例如，系统可以包括作为输入的生物识别小鼠标，其包括集成在接收器或鼠标中的指纹读取器。在本申请人的第11/054,519号美国专利申请中公开了这些生物识别信息、读取器和存储部件等，该美国专利申请的内容通过引用并入本文。
便携式计算机还可以包括至少一个传感器，该至少一个传感器配置成检测该便携式计算机的位置以及该便携式计算机何时离开一特定区域。该传感器可以嵌入到环氧树脂或附着到环氧树脂，或设置在便携式计算机中/便携式计算机上的任何其它期望的位置。尤其是，传感器可以被配置成跟踪便携式计算机在指定区域内的位置。这种传感器可以与跟踪设备合作。例如，传感器可以包括至少两个部件。一个部件是集成电路，该集成电路用于存储和处理信息、调制和解调信号（例如，射频信号）和其它专门的功能。第二个部件是用于接收和发射信号的天线。这种传感器可以是射频识别（rfid）标签且跟踪设备可以是rfid读取器。rfid标签可以是“有源的”或“无源的”。rfid标签可以包括识别信息，诸如便携式计算机的所有者、某些部件的序列号等。rfid读取器包括模块（发射器和接收器）、控制单元和耦合元件（天线）。rfid读取器可以是便携式计算机读取器的一部分或者可以是独立的。可以以无线方式进行标签和读取器之间的通信。此外，例如，当标签在读取器的指定范围外或当标签在相对于读取器的指定位置内时，标签和/或读取器可适于发射听觉信号和/或视觉信号。例如，如果用户移动便携式计算机离开指定区域，则便携式计算机可以发出响亮的声音。
在某些实施方式中，计算机不包括用于使用户与计算机直接交互的部件。在其它实施方式中，计算机包括用于与其交互的部件。直接交互意味着在没有便携式计算机读取器的情况下用户不能访问计算机上的软件程序、硬件和其它功能，诸如声音，图像等，该便携式计算机读取器提供用于访问计算机的部件，如下文所描述的。
如图4至图7所示，用于与计算机交互的这种部件可以包括读取器，该读取器优选地为输入和输出设备。例如，这种输入/输出设备可以是键盘、显示装置、鼠标、扬声器等。在一个实施方式中，便携式计算机读取器仅提供用于使用户与便携式计算机进行交互或使用便携式计算机的部件。脱离便携式计算机，便携式计算机读取器是一“壳”，因此，脱离便携式计算机，便携式计算机读取器不能用于执行计算功能。一旦便携式计算机连接至便携式计算机读取器，优选地以即插即用方式，则系统变成能够进行任何已知的计算操作的全面运转的常规计算机。当便携式计算机与便携式计算机读取器断开时，便携式计算机读取器再次变为一壳，且不能直接访问计算机，除非再连接至该便携式计算机读取器或另一便携式计算机读取器。
如上所述，在一个实施方式中，便携式计算机不包括用于使用户与计算机的内容直接交互的部件。例如，如图1至图3所示，便携式计算机不具有显示装置或显示器、键盘或小键盘、语音输入设备等。相反，这种输入设备包含在便携式计算机读取器上。在其它实施方式中，计算机可以具有这种输入/输出设备。例如，在一个实施方式中，便携式计算机本身是可以通过无线网络访问互联网的手机。
优选地，便携式计算机还具有用于连接至任何便携式计算机读取器的部件，这意味着该便携式计算机可以用于几乎任何地方。“连接”指的是通过固定到便携式计算机读取器、存储在便携式计算机读取器内或与便携式计算机读取器进行可操作的通信，而附接到便携式计算机读取器或与便携式计算机读取器通信。如图2所示，内孔连接器可以包括一个独特配置的通用连接器，该通用连接器配合或适合系统中的任何便携式计算机读取器中的电源连接器或激活部件。如图4至图6所示，连接部件还可以包括便携式计算机和便携式计算机读取器之间的无线连接。因此，便携式计算机可以具有无线发射器且便携式计算机读取器具有接收器，反之亦可。通用连接器可以是usb型连接器。不管连接器的形式如何，连接器将被配置成连接至系统中的每一个便携式计算机读取器且一旦连接则提供全面的计算功能。用于通信的部件还提供通过总线或以无线的方式进行信息通信或信息传输。优选地，计算机和便携式计算机读取器将支持各种无线协议，包括但不限于wifi、bluetoothtm、wymax等。例如，无线芯片可以包含在卡上和/或便携式计算机读取器上以与其它设备进行无线通信或在互联网上进行无线通信。
如上文所述且如图4至图7所示，本发明的实施方式的计算系统还包括至少一个便携式计算机和多个便携式计算机读取器。在一个实施方式中，这些便携式计算机读取器位于彼此分散的各个位置，使得用户可以随身携带他的或她的计算机且在远程位置使用该计算机。例如，作为示例，便携式计算机读取器可以包括位于中心位置以由众多用户访问的读取器，例如位于计算机中心、图书馆、大学、网吧和/或酒店。便携式计算机读取器的主要功能是允许用户与便携式计算机交互。在一个实施方式中，便携式计算机读取器是允许用户与计算机交互的唯一设备，这提供了额外的安全性。在其它实施方式中，读取器被配置成与除了系统中的便携式计算机之外的便携式计算机交互。
如图4至图7所示，通常，便携式计算机读取器包括壳体。在各种实施方式中，壳体可以是输入/输出设备本身。然而，在其它实施方式中，壳体可以是独立的，即，必须连接至输入和/或输出设备的读取器。便携式计算机读取器壳体可以是常规的台式计算机或笔记本电脑的一元件，诸如键盘、显示器、塔台、鼠标等。此外，壳体可以包括对动态硬件元件的操作系统支持且使用分离命令来释放驱动程序，一旦便携式计算机已与读取器分离，则不再需要该驱动程序。类似地，便携式计算机可以在进入休眠之前，即，当关机或在从读取器撤离的过程中，执行分离命令。
壳体可以包括电源、以太网端口或wifi端口和usb端口。尤其是，壳体或读取器可以包括至少一个具有发电元件的发电单元。电源单元可以被配置成将来自主电源的100v-120vac电源转换成可用于计算机的内部元件的低电压dc电源。发电单元可以符合atx形状因子。发电单元可以被配置成使用来自主板的信号打开和关闭，且支持诸如待机模式的现代功能。发电单元可以包括用于向主板供电的pc主电源连接器。发电单元还可以包括至少一个atx12v4-引脚电源连接器，该电源连接器连接到主板以向处理器提供专用电力。发电单元还可以具有外设的电源连接器。发电单元还可以具有辅助电源连接器，诸如串行ata电源连接器：用于使用sata电源插头的元件的5-引脚连接器，该连接器可以以三种不同的电压（+3.3v、+5v和+12v）供电；以及6-引脚连接器-最现代化的计算机电源包括通常用于pciexpress图形卡的6-引脚连接器。读取器可以包括用于将电力传输到至少一个便携式计算机的至少一个电接口，并且便携式计算机可以包括用于从至少一个读取器接收电力的电接口。便携式计算机的电接口可以是多个镀金焊盘且读取器的电接口可以是多个引脚。从便携式计算机到读取器的电接口应提供高电流电力连接以及高速数据连接。连接器被配置成承受至少10,000次连接/断开循环。连接器可以为samtectmgfz型连接器，其可以具有约100-900个引脚。连接器主体可以连接至读取器，因此，便携式计算机读取器将仅需要镀金的铜焊盘的图案。
诸如cd/dvd/blueraytm播放器的可选项可以以usb外围设备来实现或者使用高速串行ata（sata）接口来集成。在其它实施方式中，外壳连接至输入/输出设备。在图4和图5所示的实施方式中，读取器包括常规台式计算机的基本上所有的元件，诸如键盘、鼠标、显示装置或显示器等。如所示，优选地，读取器不具有通常容纳硬盘驱动器的结构，这是因为读取器脱离便携式计算机优选地为壳。换句话说，读取器不包括常规的台式计算机的工作机制但包括本发明的读取器的独特结构，该独特结构允许读取器与计算机交互但脱离计算机变为一壳。可以以本领域中公知的任何方式连接键盘和显示装置，包括串行总线或无线方式（例如，通过蓝牙）。可以以任何方式连接鼠标，包括usb连接。当读取器是便携式计算机（诸如笔记本电脑）时，便携式计算机和读取器可以包括具有更快cpu的功率笔记本，其中，读取器通过sata接口连接至便携式计算机。
还如图4和图5所示，便携式计算机读取器可以包括pda、手机或lan电话。当读取器是手机时，卡本身具有sim卡，使得用户可以将诸如电话号码的信息下载到计算机。当读取器是手机、pda等时，其可以包括向电话提供接口的自定义应用程序，该自定义应用程序支持调用sms和mms事务。此外，可以包括特定的驱动程序以使windows适应一些手持式设备中的小的且分辨率低的屏幕。该读取器还可以启用wifi。而且，该读取器可以具有sim卡而能够成为手机。在该实施方式中，输入设备是键盘、鼠标或pda触摸屏或pda或电话的小键盘。输出设备是各种显示装置、扬声器等。
在图6所示的实施方式中，读取器呈现为传统的笔记本电脑型计算机。输入设备是键盘且输出设备是显示装置、扬声器等。应当注意，在一个实施方式中，支持键盘的结构不包括传统笔记本电脑的工作机制，但包括本发明的读取器的独特结构，该独特结构允许读取器与计算机交互但脱离计算机变为一壳。
在图7所示的实施方式中，读取器是触摸屏、显示装置或电视。因此，屏幕可以是输入设备或输出设备。另一输入/输出设备可以是麦克风。读取器可以包括其他的输入/输出设备，诸如打印机、光盘驱动器、扬声器、语音识别硬件等。应当理解，读取器可以采取许多不同的形式，例如，它可以是cd或dvd播放器、收音机等的“壳”。在其它实施方式中，如果需要，可以根据应用去除显示器，和/或可以利用其它输入设备，诸如触摸屏、语音激活的输入等，来代替键盘。如可能期望的，便携式计算机读取器还可以是相对固定的或便携式的。
在另一实施方式（未示出）中，读取器可以是独立的读取器。该读取器可以包括至少一个连接器，该至少一个连接器用于连接至独立的输入和输出设备。这种连接器可以是usb连接器或sata连接器。独立的读取器还可以包括电源以及生物识别扫描仪。独立的读取器还可以包括vga、dvi和/或s-视频格式。
读取器还包括用于将便携式计算机附接到读取器的至少一个连接器。在一个实施方式中，连接器附接到便携式计算机读取器的壳体。在图4至图7所示的实施方式中，连接器在用于接收便携式计算机的槽或孔内。槽可以位于读取器上的任何地方，例如，如图4所示，在键盘上，或者如图5所示，在显示器上。便携式计算机读取器连接器被配置成配合便携式计算机上的任何上述通用连接器。连接器可以包括如本领域中已知的总线。
在图4至图6所示的实施方式中，便携式计算机读取器（通常为卡“b”）利用无线连接（诸如以太网或火线）以附接至便携式计算机。无线连接可以包括调制解调器和网卡。这些设备还可以允许便携式计算机与其它便携式计算机交互。便携式计算机读取器被配置成将输入发送到便携式计算机中的操作系统且接收来自便携式计算机中的操作系统的输出。除了上述连接之外，便携式计算机具有用于与便携式计算机读取器交互和通信的部件。
如图4至图6所示，读取器可以包括生物识别扫描仪或生物识别读取器。这种扫描仪可以包括脉搏读取器、指纹读取器、视网膜扫描仪和语音识别记录器等。系统可以包括作为输入的生物识别小鼠标，其包括集成在接收器或鼠标中的指纹读取器。在本申请人的第11/054,519号美国专利申请中公开了这些生物识别信息、读取器和存储部件等，该美国专利申请的内容通过引用并入本文。此外，便携式计算机可以包括软件中的安全信息。该安全信息仅允许授权的用户访问计算机上的某些信息。访问信息可以包括个人识别号码、安全问题、密码等。便携式计算机还可以包括存储的生物识别信息或基准生物识别信息，诸如身高、体重、血型、声音和视网膜图案、指纹、脉搏率等。此外，每个便携式计算机可以连接到生物指纹扫描仪，该生物指纹扫描仪将给定用户确定为便携式计算机的所有者。因此，指纹扫描可以识别用户是否是购买便携式计算机的授权用户。
如图8所示，便携式计算机读取器优选地具有主电路板，该主电路板至少包括gps芯片、图形处理器、cpu、生物识别芯片和i/o芯片。便携式计算机读取器的壳体的内部还可以包括散热器/风扇、视频卡、pci总线等。壳体还可以包括外部总线控制器，以连接到外围设备、扬声器等。在一个实施方式中，便携式计算机读取器向便携式计算机和外围设备供电且连接至便携式计算机和外围设备。然而，在其它实施方式中，便携式计算机读取器不供电。相反，通过连接至便携式计算机或设置在便携式计算机内的电池或其它电源（诸如太阳能电池）来供电。
便携式计算机读取器可以包括ac电源或dc电源以及与便携式计算机连接的控制器。此外，需要的话，位置跟踪也可以并入到整个系统中。例如，读取器可以配备有支持便携式计算机中的单芯片接收器和全球定位系统（gps）处理器所需的期望的前端rf和转换。当包含在卡上的设备（诸如，板载处理器）不能接收来自板载天线的能量时，可以使用rf供电。在一个实施方式中，当连接至回放/发送单元时，创建将回放/发送卡读取器单元上的天线连接至单芯片gps解决方案的电气路径。然后，通过回放/发送单元施加电力。当加电并经过处理gps信号所需的时延时，时间信息和位置信息是可用的。该位置信息和时间信息还可用于数字识别卡中的所指定的时间戳或每个事务。此外，回放/发送单元还可以包括生物识别指纹读取器，该生物识别指纹读取器使用户与卡上所存储的生物识别信息相关。只有正确的匹配才会允许访问计算机上的数据。
在一个实施方式中，脱离便携式计算机，便携式计算机读取器不完全是一壳，而是包括加载有软件的存储器，用于“搜索”便携式计算机。因此，在将设备插入到便携式计算机读取器后，系统将自动“搜索”便携式计算机。一旦便携式计算机读取器找到便携式计算机，其基本上立即运行计算机程序。换句话说，计算机在可操作之前不需要启动。相反，类似于数码相机，便携式计算机准备立即工作。如上所述，在便携式计算机连接至便携式计算机读取器之前，作为通常的计算设备，便携式计算机读取器是无用的或是一壳。在某些实施方式中，可以布置便携式计算机，从而便携式计算机离开便携式计算机读取器便不起作用且不被激活，这是因为除了可能的显示装置和输入源（诸如键盘/小键盘）之外，便携式计算机具有常规计算机的所有元件并且还可以包括连接至直接电源连接的至少一个连接器和通信总线。在这些实施方式中，读取器可以包括cpu、图形处理器和gps设备、声卡、散热器、存储器和电路板等。
在另一实施方式中，如本申请人的序列号为10/461,303的在先专利申请（‘303申请）中所述的，便携式计算机是卡且便携式计算机读取器是读卡器。该卡可以具有任何需要的尺寸和厚度，这也可以归因于所需的性能和所使用的技术，诸如存储器/存储需求。如上文所述，在某些实施方式中，卡的尺寸优选地为常规的信用卡，以便于运输。此外，卡的存储能力可以根据用于便携式计算机的特定应用而变化。当前的技术将容易地在卡上容纳一千兆字节以上，预计兆兆字节或更多字节也将能够存在于卡上。卡和读取器可以使用上文所述的任何方式进行通信，诸如，通过蜂窝式网络。例如，卡和/或读取器可包括通过蜂窝式网络进行通信所需的必要元件。可替选地，卡和/或读取器可以通过硬线连接或无线连接而连接至手机。然后，具有卡的手机可以用于全面的常见计算功能，诸如访问因特网、电子邮件、文字处理等。在该实施方式中，卡和读取器一起包括全功能的通用计算机的所有元件。在其它实施方式中，卡可以用在读卡器中，该读卡器具有内置的摄像机。具有卡的读取器能够访问因特网以下载音乐、电影、电视节目等。读取器还可以包括gps系统和生物识别扫描仪或生物识别读取器。当读取器包括生物识别读取器时，其将生物识别数据发送到便携式计算机，以用于以后的处理和比较。优选地，卡具有使所下载的程序“超时”的软件，从而使所下载的程序在一定时间段后不可用。例如，用户能够下载电影且随后将具有一定时间段来观看该电影。一旦时间到期，或当用户已观看完该电影，则将自动地从卡、读取器或电话上删除该电影。在另一实施方式中，用户能够将预付费通话时间下载到系统。类似地，如果用户违反了预先设定的条款，则系统能够自动删除任何下载的项目。
在一个实施方式中，计算机和便携式计算机读取器形成存储设备，诸如本申请人的第7,139,914号美国专利（‘914专利）和’303申请中描述的识别卡，所述‘914专利和’303申请的全部内容通过引入并入本文。独立的读取器，诸如在‘914专利和’303申请中描述的那些读取器，可以用于读取识别卡上的信息。例如，便携式计算机可以具有存储个人信息和生物识别信息的电子文件。读取器被配置成读取存储在便携式计算机上的生物识别信息。便携式计算机还可以包括gps系统或定位系统，当卡接近扫描仪时，gps系统或定位系统可以通过无线方式与以扫描仪形式的读取器通信，如‘914专利和’303申请中所描述的。还可以从识别卡（便携式计算机和便携式计算机读取器）转移信息，如‘914专利和’303申请中所描述的。
在另一实施方式中，一旦便携式计算机连接到便携式计算机读取器，则系统变为用于个人（包括但不限于内科病人和儿童）的个人数字录音机。在该实施方式中，录音机（诸如非易失性存储器）存储实时语音数据。可以在任何所需的时间诸如由父母利用回放/发送单元来开始录制。随后录音机可以被附接于用户（诸如儿童或病人），且接近小孩或病人的所有声音都被录制，直到达到低功耗状态或存储器已满状态为止。根据父母或法定监护人期望的录制时间量和保真度，存储器是可扩展的。
在另一实施方式中，作为示例，一旦便捷式计算机连接到便携式计算机读取器，则系统变为自动语音笔记本，诸如供查房的健康护理专业人员使用。作为示例，还可以预计诸如通过建筑检查员、维修人员或安全人员和军事人员进行的类似使用。在该实施方式中，存储器（诸如不可移除的非易失性存储器、诸如闪存存储器）可以用于将加密的数字数据存储在记录单元中。小的电池可以用于该单元中以将尺寸和重量保持到最小。实时时钟可以嵌入在记录单元中以用于对所记录的语音片段做时间标记。记录单元可以诸如沿着其底面具有连接器，诸如当记录单元插入其顶面中的凹进式开口中时，连接器与独立的回放单元连接。回放单元可以包括常规的特征，诸如扬声器、播放键、声音控制和用于数据内的导航的“前进/后退”开关。记录单元和回放单元还都可以具有识别特征，诸如在其壳体上的匹配条形码，该匹配条形码可以用于在丢失的情况下识别各个单元或确认身份。
在另一实施方式中，便携式计算机可以作为常规计算机的备用系统运作。例如，便携式计算机可以通过便携式计算机读取器或其它有线连接器或无线连接器（诸如usb端口或火线端口）连接至常规计算机，以便上传常规计算机上存储的数据和其它信息。此外，在其它实施方式中，当连接至便携式计算机读取器（诸如包括显示器和键盘的壳）时，便携式计算机可以作为主计算系统运作。在其它实施方式中，便携式计算机可以根据需要在如上文所述的作为备用系统运作或作为主计算机系统运作之间切换。此外，在这些和其它实施方式中，当诸如通过上述usb端口或火线端口、或任何其它的有线方式或无线方式连接到便携式计算机时，需要的话，可以将存储在便携式计算机上的信息下载到另一计算系统上。
在一个实施方式的操作中，用户将读卡器/写卡器连接到其家用计算机或办公用计算机。这是本领域中已知的全功能的计算机。然后，用户将“空白的”或新的便携式计算机（例如，计算机“a”、计算机“b”或计算机“c”）插入到读卡器/写卡器。然后，通过应用软件，提示用户将来自家用计算机或办公用计算机的几乎全部信息下载到便携式计算机上。这包括所有的程序、操作系统等。然后，提示用户提供识别的生物识别信息，诸如指纹扫描或视网膜扫描。该“基准”信息被存储在便携式计算机的存储器中，使得仅与该信息匹配的用户可以与便携式计算机交互。然后，用户能够移除便携式计算机并随身携带该便携式计算机。然后，用户可以连接便携式计算机与便携式计算机读取器，如上文所述，该便携式计算机读取器在连接至便携式计算机之前是一壳。一旦便携式计算机连接到便携式计算机读取器，则读取器自动搜索计算机。一旦读取器找到计算机，则用户必须通过输入生物识别信息来登录。如果信息匹配，则用户能够与便携式计算机交互。因此，本发明允许用户在几乎任何地方安全地使用其计算机。
本系统提供许多优点。第一，因为便携式计算机能够在几乎任何便携式计算机读取器上操作，因此，其允许用户实际上容易地搬运整台计算机以在任何地方使用。例如，便捷式计算机可以为信用卡的尺寸，以便容易地携带在用户的口袋或钱包里。并且，如所述，一旦连接到便携式计算机读取器，便携式计算机能够执行几乎任何计算功能。因此，本发明的各种实施方式不依赖于用于计算功能（诸如数据检索、操作软件应用程序、软件和视频接口）的机架。相反，所有这些功能和应用程序都包含在便携式计算机上。本发明的示例包括在便携式计算机中的存储器、处理、视频接口和软件的全部，这允许其与任何壳体一起使用而不用担心操作软件、应用软件或视频设置的版本。用户可以容易地携带便携式计算机，将便携式计算机放置在便携式计算机读取器内或附接至便携式计算机读取器，然后计算，如本领域中已知的。这可以包括访问互联网、电子邮件、文件起草和保存、发送和接受所有类型的数据（包括图片、视频和文本等）。例如，便携式计算机读取器可以包括访问互联网所需的软件和硬件，诸如调制解调器和互联网协议（“ip”）地址。在其它实施方式中，这些设备可以设置在便携式计算机上。各种实施方式的优点是，对于常规计算机操作所需的许多硬件和软件元件可以包含在便携式计算机读取器内，这使得便携式计算机能够包含最少的元件，其有益效果为便携式计算机可以尺寸小、经济地生产且耐用。便携式计算机充当大脑且便携式计算机读取器作为执行功能的身体运作。然而，脱离大脑，身体将什么也不能做。当用户完成计算时，该用户简单地移除便携式设备且可以随身携带该便携式设备。由于便携式计算机读取器是一壳，因此没有留下用户的信息。因此，本发明的各种实施方式使得任何信息（包括敏感的信息）不可用于计算机壳的随后的用户。此外，由于同样的原因，便携式计算机读取器几乎不存在可以感染计算机病毒的危险，因为便携式计算机读取器没有能力保留来自前一人使用的任何数据。因此，在关注内容的安全性和机密性的情况下，以及在存在对被病毒或蠕虫造成的损坏进行关注的情况下，便携式计算机的应用几乎是不受限的。例如，应用包括但不限于酒店、网吧或其它公共场所，诸如图书馆或大学等。此外，本发明的各种实施方式提供具有传统计算机的优点的“掌上电脑”的便携性。例如，便携式计算机易于运输且便携式计算机读取器提供完整的计算机的用途，诸如，全尺寸的屏幕、较大的键盘等，这对传统的掌上电脑型计算机是不可用的。最后，由于所使用的装置和/或技术的性质，本发明的各种实施方式基本上没有启动时间。例如，在某些实施方式中，便携式计算机可以包括一个或多个闪存存储设备或闪存驱动器。闪存驱动器是使用闪存存储器而不是传统的旋转的磁盘来存储数据的存储设备。闪存驱动器在性能上趋于以物理方式模仿传统的硬盘驱动器。称其为“驱动器”的动机来自以下事实：其充当传统地被机械地驱动的一部件。然而，应当注意，在闪存驱动器中没有被机械地驱动的部件。将闪存存储器或闪存驱动器与便携式计算机一起使用的优点是当启动时有小的时延，诸如在启动常规计算机时就是如此，其驱动花费时间，且在计算机能够被用户操作之前，还检查各种硬件和软件元件。而且，闪存存储器是非易失性的，这意味着其不需要电力来保持存储在设备中的信息，因此，在许多实施方式中，便携式计算机仅需要低功耗来用于操作，这可以由电池或类似的低功率源（诸如太阳能电池）来供给。还可以定制闪存存储器以根据特定的应用提供所需的尽可能多的存储容量。
此外，由于各个实施方式的便携式计算机可以由最少的元件组成，这是因为便携式计算机读取器将承担元件的其余部分（诸如上文提到的壳计算机的显示器和键盘），因此相比于常规计算系统的成本，便携式计算机的成本将大大降低。此外，使用成本效益高的技术（诸如闪存存储器）可以进一步降低便携式计算机的成本。因此，在某些实施方式中，由于成本效率，便携式计算机可以被看作是一次性设备。而且，相比于常规计算机，小尺寸将使设备更环保，即使是一次性的。在其它实施方式中，由于成本效率较高，企业可以利用便携式计算机作为附送赠品，该附送赠品免费提供给用户，或者提供给可以购买相关产品（诸如操作系统软件，即，windows）的用户，或者提供给订购指定服务的用户，诸如，互联网服务提供商。在这些实施方式中，可以由企业提供或由用户购买便携式计算机读取器，即，监控器/键盘或读取器，以与便携式计算机一起使用。此外，在其它示例中，作为示例，便携式计算机可以免费或以最小费用提供给学生或员工，该学生或员工随后将能够将便携式计算机与由学校、大学、企业或政府提供的位于指定区域的便携式计算机读取器一起使用。
作为示例，根据各种实施方式，除了其他特征外，读取器可以包括wifi、蓝牙、usb(即，作为示例，为3个或者任何其它所需的数目)、以太网、hdmi、音频i/o和可选的hdd中的一个或多个。读取器还可以包括3g/4g（wimax）、cdma和gsm以及其他替代选择中的一个或多个。
作为示例，根据各种实施方式，除了其他部件外，biodigitalpc规范（即，“所述卡”）可以包括具有控制器的intelatomz550cpu（诸如2ghz)、dram(诸如2gb,但还可以使用其它的量)、ssd(作为示例，32gb至128gb)中的一个或多个。可以定制所述卡以运行windows7（或其它）且还可以支持任何基于linux的os或其它所需的操作系统。
以下还列出其它的说明性示例和实施方式。
网络电视：作为示例，读取器可以被并入电视（“tv”）或将使得tv能够接受所述卡的类似设备中，这创建全功能的计算机，该计算机能够通过例如wifi连接或以太网连接而连接至因特网（或其它网络），以允许用户在网上冲浪、观看网络电视、进行ip视频。在各种实施方式中，如在上文说明性的实施方式中所述的，可以利用读取器的某些元件来促进以成本效益高的方式并入tv。
关于有线电视机顶盒：读取器还可以被并入有线电视机顶盒或类似的设备中以提供与上文列出的网络电视相同的功能。例如，读取器的视频输出可以链接至2nd（hdmi输出，以允许在tv上观看pip）或链接至有线电视机顶盒的视频电路，以允许用户在有线电视和计算机（网络电视、ip视频等）之间切换。
摄像机：摄像机可以被并入至或集成到电视、有线电视机顶盒、读取器或与任一上述元件通信的其它设备中，以提供与所述卡一起使用的额外的功能。例如，为了提供访问因特网或任何其它网络和在因特网或任何其它网络上通信，诸如通过上文所描述的网络电视或有线电视机顶盒或者使用任何其它常规的通信设备和通过任何媒介（诸如通过电缆、电话线和/或任何无线网络等），可以使用所述卡。摄像机可以用于以下目的：查看位于摄像机前面的人，并且该人随后被本地地显示在该电视上或远程地显示在通过网络可以达到的任何其它目标电视上。例如，该摄像机可以被用作视频电话类型来与远程位置的个人通信，或者仅用作显示器来显示在本地的电视上。使用画中画功能或分区屏幕功能，可以将来自摄像机的图像和一个或多个其它项目同时显示在屏幕的不同部分上，诸如广播、互联网接入、有线电视、视频、讲词提示器等。
尽管已经根据示例性实施方式描述了本发明，但本发明并不限于此。相反，所附权利要求应被广义地解释为包括本领域的技术人员可做出的本发明的其他变型和实施方式，而不脱离本发明的范围和本发明的等同物的范围。
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