(57)【要約】  データ通信のための再構成可能な無線相互接続のシステムおよび方法が提供される。コンピュータシステムが、複数の処理要素および１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続を含む。各処理要素が、少なくとも１つの他の処理要素と１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続を介してデータを通信するように適合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）と、１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続（１２０−１〜１２０−Ｍ、３２０、３２２、３２４）とを含み、各処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）は、少なくとも１つの別の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）と１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続（１２０−１〜１２０−Ｍ、３２０、３２２、３２４）を介して通信可能なように適合されている、再構成可能なコンピュータ処理システム（１００）。
【請求項２】
前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）は、少なくとも１つのマイクロプロセッサ、メモリ、デジタル信号プロセッサ、数値演算コプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）の各処理要素は、
１つまたは複数のマイクロアンテナ（２３０、４３０−１〜４３０−Ｎ）と、
処理要素データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を送信し、さらに第１のデータリンクプロトコルに基づいて前記処理要素データ出力を変調するように適合されている１つまたは複数の無線送信モジュールと、
処理要素データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を受信し、さらに第２のデータリンクプロトコルに基づいて処理要素データ入力を復調するように適合されている１つまたは複数の無線受信モジュールと、
制御器要素（１３０）と、
前記制御器要素（１３０）が構成データを前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）のうちの１つまたは複数と前記制御チャネル（１６０）を介して通信するように適合され、前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）のうちの１つまたは複数がさらに、前記構成データに基づいて１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続（１２０−１〜１２０−Ｍ、３２０、３２２、３２４）を構成するように適合されている制御チャネル（１６０）と、
をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）の各処理要素は、
少なくとも２つのマイクロアンテナ（２３０、４３０−１〜４３０−Ｎ）と、
前記少なくとも２つのマイクロアンテナ（２３０、４３０−１〜４３０−Ｎ）を介して送信するように結合され、各無線送信モジュールが、処理要素データ出力を表すＲＦ信号を送信するように適合され、前記処理要素がさらに、前記少なくとも２つのマイクロアンテナ（２３０、４３０−１〜４３０−Ｎ）により送信される前記ＲＦ信号の方向を制御するように適合されている、少なくとも２つの無線送信モジュール（２１０、４１０−１から４１０−Ｎ）とを含む、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）の各処理要素は、
前記処理要素データ出力を評価して必要なデータリンクビットレートを決定するように適合されるパーティショニングツール（２４０）をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
有線通信バス（１４２）を介して通信するように適合された１つまたは複数の有線処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）と、
前記１つまたは複数の有線処理要素（１４５）と前記有線通信バス（１４０）を介して通信するように適合され、さらに前記複数の処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）の少なくとも１つと前記１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続（１２０−１〜１２０−Ｍ、３２０、３２２、３２４）の少なくとも１つを介して通信するように適合される１つまたは複数のブリッジ要素（１４０）とをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）を用いてデータを処理する手段と、
前記処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）間における再構成可能な無線相互接続の手段とを備え、
前記再構成可能な無線相互接続の手段は、
処理データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第１のデータビットレートに基づいて変調する手段（２１０）と、
処理データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第２のデータビットレートに基づいて復調する手段（２２０）とを含む、
再構成可能な処理システム（１００、２００）。
【請求項８】
１つまたは複数のＲＦ信号を送信する手段により送信されるＲＦ信号の方向を制御する手段（４００）をさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
処理要素データ出力を変調するステップ（５１０）と、
処理データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第１のデータビットレートで送信するステップ（５２０）と、
処理データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を受信するステップ（５３０）と、
処理要素データ入力を復調するステップ（５４０）と、
を含む、処理要素（１１０−１〜１１０−Ｎ、２００）間における無線データ通信の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの処理要素（２００）同士で１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続（１２０−１〜１２０−Ｍ、３２０、３２２、３２４）を介して通信するように適合され、
１つまたは複数のマイクロアンテナ（２３０、４３０−１〜４３０−Ｎ）と、
処理要素データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を送信するように適合され、第１のデータリンクプロトコルに基づいて前記処理要素データ出力を変調するように適合される１つまたは複数の無線送信モジュール（２１０、４１０−１〜４１０−Ｎ）と、
処理要素データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を受信するように適合され、第２のデータリンクプロトコルに基づいて前記処理要素データ入力を変調するように適合される１つまたは複数の無線受信モジュール（２２０）と、を含む、
処理要素（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は一般に、コンピュータシステムの設計に関し、より詳細には、データ通信のための再構成可能な無線相互接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
宇宙衛星は、典型的には特定の任務（例えば、通信、ナビゲーション、偵察、および科学調査）を果たすために打ち上げられる。しかし、衛星の所有者の特定のニーズは時間がたてば変化するので、また新しい衛星の打ち上げに関わる相当なコストの点からも、再構成可能なスペースクラフトは、既に宇宙空間にある衛星の使用に最大の柔軟性を与えるが故に、大いに望ましい。衛星の再構成可能性に影響を及ぼす目下の制約の１つは、処理構成要素の相互接続を実現するのにワイヤあるいはプリント回路基板の配線トレースに依存する、コンピュータ処理構成要素の設計にある。コンピュータ処理システムにおけるチップレベルの構成要素間における高速データ転送は現在、１つの構成要素チップの入／出力（Ｉ／Ｏ）ピンインターフェースと別の構成要素チップの入／出力（Ｉ／Ｏ）ピンインターフェースとを接続する、プリント回路基板の配線トレースを介して達成されている。これらチップレベルの相互接続は、金属トレースを加えることによりシステム構成要素間でデータバスおよびアドレスバスを接続する回路基板レイアウトを要する。かかるハードウェアレベルの相互接続は、構成要素間でのデータの流路が変化する任務の処理要件を満たす必要に応じて変更され得ないため、衛星の柔軟性に制約を与える。さらに、構成要素間を有線による相互接続に依存することは、システムを１つの構成要素の故障に起因する完全または部分的システム障害に対し脆弱にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本明細書を読み理解すれば当業者には明白な上記で述べられた理由および以下に述べられる他の理由から、衛星の処理システム構成要素間の再構成可能な相互接続の技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の諸実施形態は、データ通信のための再構成可能な無線相互接続のシステムおよび方法を提供し、以下の明細書を読み学習することで理解されよう。
一実施形態では、再構成可能なコンピュータ処理システムが提供される。システムは、複数の処理要素および１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続を含む。各処理要素は、少なくとも１つの別の処理要素と１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続を介して通信可能なように適合される。
【０００５】
他の実施形態では、再構成可能な処理システムが提供される。システムは、データを処理する２つ以上の手段、および再構成可能な無線接続の１つまたはそれ以上の手段を含み、この場合、データを処理する２つ以上の手段が再構成可能な無線接続の１つまたはそれ以上の手段を介して通信する。
【０００６】
他の実施形態では、処理要素間での無線データ通信の方法が提供される。方法は、処理要素データ出力を変調するステップと、処理要素データ入力を復調するステップとを含む。方法は、処理データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第１のデータビットレートで送信するステップと、処理データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第２のデータビットレートで受信するステップとをさらに含む。
【０００７】
他の実施形態では、少なくとも１つの別の処理要素と１つまたは複数の再構成可能な無線相互接続を介して通信するように適合された処理要素が提供される。処理要素は、１つまたは複数のマイクロアンテナと、処理要素データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を送信するように適合された１つまたは複数の無線送信モジュールとを含む。１つまたは複数の無線送信モジュールはさらに、第１のデータリンクプロトコルに基づいて処理要素データ出力を変調するように適合される。処理要素は、処理要素データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を受信するように適合された１つまたは複数の無線受信モジュールをさらに含む。１つまたは複数の無線受信モジュールはさらに、第２のデータリンクプロトコルに基づいて処理要素データ入力を復調するように適合される。
【０００８】
詳細な説明と以下の図に照らして考察すれば、本発明はより容易に理解され、その利点および用途もより速やかに明らかとなろう。
通例により、様々に記載された特徴は原寸に比例して描かれてはおらず、本発明に関連する特徴を強調するように描かれている。参照符号は図面およびテキストを通じて同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部をなす添付の図面が参照され、図面では、本発明が実施されてよい特定の例示的な実施形態が例として示される。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分詳細に説明され、他の実施形態も活用されてよいこと、また本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく論理的、機構的、かつ電気的変更がなされてよいことが理解されよう。したがって以下の詳細な説明は、限定的な意味で受け取られてはならない。
【００１０】
再構成可能なスペースクラフトは、宇宙を拠点とする資源をより活用する能力に前進をもたらす新興のスペースシステム概念である。形態調節の可能なスペースクラフトは、ユーザのニーズに伴い変化する適合型任務の実施を円滑にする。再構成可能なスペースクラフトという概念に調和する柔軟で高性能なコンピューティング資源を提供することにより、本発明による実施形態の再構成可能なコンピューティングシステムは、スペースシステムに多くの利益をもたらす。硬直した有線による相互接続の制約を軽減することは、再構成可能なシステムの可能性を十分に引き出す１つの解決策である。本発明の諸実施形態は、再構成可能な無線相互接続（ＲＷＩ）を、サブシステム間、基板間、およびチップ間の物理的な相互接続に代わるものとして提供する。ＲＷＩは、有線およびプリント回路基板のトレースへの依存を緩和する。さらに、構成要素間の有線接続を撤廃することで、チップ設計者が、Ｉ／Ｏピンを円滑にするために電力あるいはスペースを割り振らなくてもよくなる。
【００１１】
過去１０年で、データ通信および電気通信ネットワークで使用される無線技術は著しい進歩を遂げてきた。単一デバイスへの無線の統合およびナノコンピュータネットワークの開発が、ＲＷＩへの道を開いてきた。
【００１２】
本発明の諸実施形態は、無線通信インターフェースを個々の構成要素に統合することにより構成要素の物理的相互接続の必要を無くすシステムおよび方法を提供する。本発明の諸実施形態は、従来のＩ／Ｏピンに替えて、無線送受信器を処理チップに統合する。無線データ通信技術を利用することにより、本発明による諸実施形態は、システム構成要素間に、高速で、近距離の、堅牢な帯域幅適合型無線データリンクを提供する。
【００１３】
本発明の諸実施形態は、システムの構成への物理的変更が全く不可能な、宇宙空間にある衛星に組み込まれたシステムなどの遠隔システムの再プログラミングに柔軟性を与える。
【００１４】
図１Ａは、本発明の一実施形態によるＲＷＩを有する処理システム１００を示す。処理システム１００は、１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｍを介して互いに通信する複数の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎを含む。処理要素１１０−１〜１１０−Ｎは、正規には１つまたは複数の有線バス接続を介して処理データ出力を別のシステム構成要素に送り、処理データ入力を別のシステム構成要素から受け取るデバイスを含む。一実施形態では、処理要素１１０−１〜１１０−Ｎが、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ、デジタル信号プロセッサ、数値演算コプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器を含むが、それだけに限らない。
【００１５】
一実施形態では、まず設計技術者により、処理要素１１０−１〜１１０−Ｎが、システム１００の初期の任務要件に基づきＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｍを介して互いに通信するように構成される。任務要件が変更になる時、本発明の諸実施形態は、プリント回路基板の配線トレースを別経路に切り替える必要なしにシステム１００の再構成を可能にする。その代わりに、１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｍを廃止し１つまたは複数のＲＷＩ１２５−１〜１２５−Ｐを確立するように再プログラムされる。
【００１６】
他の実施形態では、本発明は、構成要素の障害の軽減を促進する。一実施形態では、２つ以上の処理要素１１０−１〜１１０−ＮがＦＰＧＡである。一実施形態では、システム１００の修理が、１つのＦＰＧＡの論理回路を再プログラムして故障したＦＰＧＡの必要な機能を実施することにより達成される。その場合、１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−ＭおよびＲＷＩ１２５−１〜１２５−Ｐがそれぞれ廃止かつ確立されて、故障したＦＰＧＡから再プログラムされたＦＰＧＡへデータ通信が経路指定し直される。本明細書を読めば当業者には理解されるように、構成要素の障害の軽減は、処理要素１１０−１〜１１０−ＮがＦＰＧＡである実施形態に限られることはない。一般に、ネットワーク内の他の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎが故障したデバイスの機能を実施するのに必要な資源を有する場合であれば、それがネットワーク内の故障したデバイスに取って代わることができる。
【００１７】
動作において、一実施形態では、第１の処理要素１１０−１が出力用データを生成、さもなければ準備（すなわち、データ出力を処理）し、そのデータが指定受信者、例えば第２の処理要素１１０−２にＲＷＩ１２０−１を介して送信される。このようにして、本発明の諸実施形態は、有線でのアドレスおよびデータバスの必要を無くす。一例として、一実施形態では、処理要素１１０−２がメモリデバイスであり、処理要素１１０−１がＦＰＧＡである。一実施形態では、ＦＰＧＡ１１０−１が、指定されたメモリアドレスにデータを格納する命令を含む処理データ出力を、ＲＷＩ１２０−１を介してメモリデバイス１１０−２に出力する。したがってメモリデバイス１１０−２はデータを（処理データ入力として）受け取るとＦＰＧＡ１１０−１の命令通りにそのデータを格納する。他の実施形態では、複数の処理要素１１０−１〜１１０−ＮがＦＰＧＡであり、互いから１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｍを介して処理データ入力を受け取り、互いに向けて１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｍを介して処理データ出力を送る。
【００１８】
他の実施形態では、本発明は、システム１００のシステム拡張を促進する。一実施形態では、システム１００の拡張が、もう１つのＲＷＩ対応処理要素、例えば処理要素１１５を１つまたは複数の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎの通信範囲内に持ち込むことにより達成される。その場合、１つまたは複数の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎは、再プログラムされて１つまたは複数のＲＷＩ１２８を確立する。一実施形態では、処理要素１５５が内蔵予備デバイスである。一実施形態では、処理要素１１５が物理的に遠隔に、例えば、１つまたは複数の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎの通信範囲内に導かれた近隣のスペースクラフトなどに設置される。一実施形態では、システム１００が、１つまたは複数のＲＷＩ１２０−１〜１２０−Ｎを介して１つまたは複数の処理要素１１０−１〜１１０−Ｎと通信するように適合された１つまたは複数のブリッジ要素１４０をさらに含む。ブリッジ要素１４０はさらに、有線処理要素１４５と処理要素１１０−１〜１１０−Ｎの間のデータ通信をブリッジするために１つまたは複数の有線データバス１４２で通信するように適合される。
【００１９】
本発明の一実施形態では、ＲＷＩの再構成が、図１Ｂに示されるように、制御チャネル１６０を介して達成される。一実施形態では、制御チャネル１６０は、処理要素１１０−１〜１１０−Ｎのそれぞれと制御器要素１３０とに接続された有線インターフェースである。一実施形態では、制御チャネル１６０は、シリアルバス、パラレルデータバス、光ファイバチャネル、および無線通信チャネル（ＲＷＩなど）の１つであるが、それだけに限らない。一実施形態では、制御要素１３０が、各処理要素１１０−１〜１１０−Ｎが残りの処理要素１１０−１〜１１０−Ｎのどれに対して送信し、残りの処理要素１１０−１〜１１０−Ｎのどれに対して通信を待てばよいか分かるように構成する。一実施形態では、制御チャネル１６０は、制御器要素１３０が処理要素１１０−１〜１１０−Ｎに構成情報を同報通信する１つまたは複数のＲＷＩを介して確立される。
【００２０】
図２は、ＲＷＩ対応処理要素２００の一実施形態を示す。処理要素２００は、１つまたは複数の無線送信モジュール２１０、１つまたは複数の無線受信モジュール２２０、および１つまたは複数のアンテナ２３０を含む。一実施形態では、処理要素２００の外部にある１つまたは複数のアンテナ２３５が、１つまたは複数の無線送信モジュール２１０および１つまたは複数の無線受信モジュール２２０に結合される。一実施形態では、各無線送信モジュール２１０および無線受信モジュール２２０が、１つまたは複数の増幅器、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器を含む統合されたアナログ構成要素からなる。一実施形態では、処理要素が、１つまたは複数のＲＷＩを確立するために１つまたは複数のデータリンクプロトコルを実装するように適合された論理モジュール２０８をさらに含む。一実施形態では、１つまたは複数の無線送信モジュール２１０と１つまたは複数の無線受信モジュール２２０が、１つまたは複数の送受信モジュールに統合される。一実施形態では、１つまたは複数の無線送信モジュール２１０と１つまたは複数の無線受信モジュール２２０が、処理要素２００の論理回路に物理的に統合される。
【００２１】
多ギガビット／秒に迫るデータレートは既存のＲＦ技術で可能であり、かかるシステムの電力消費は送受信器の小型化と並行して低減している。さらに、数百メートルの距離でＲＦを使用してビット誤り率が１０−６に満たないことが立証されている。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）送受信器、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、および超広域無線通信技術（ＵＷＢ）を含めて、ただしそれだけには限らないＲＦモデム変調方式およびチャネル多重化技術を用いることにより、本発明の実施形態は、処理要素が、チャネルと他のシステムの間における干渉をほとんど伴うことなくＲＷＩを確立することを可能にする。
【００２２】
一実施形態では、１つまたは複数の無線送信モジュール２１０および１つまたは複数の無線受信モジュール２２０が、超広域（ＵＷＢ）無線モジュールである。ＵＷＢ無線技術が好ましいのは、ＵＷＢが１）近距離での高いデータ交換レートを可能にし、２）近距離における送信に極わずかな電力しか必要とせず、３）マルチパス干渉に対して強い耐性を有し、４）単純な送信器および受信器の実現により達成され得るからである。本明細書を読めば当業者には理解されるように、かかるＵＷＢ無線送信モジュールと受信モジュールをチップデバイスに統合することは、既存の統合型回路製造技術を用いて実現可能である。一実施形態では、無線送信モジュール２１０および無線受信モジュール２２０が、ＦＰＧＡなどの統合型チップデバイスの論理層に物理的に統合される。一実施形態では、無線送信モジュール２１０および無線受信モジュール２２０が、統合型チップデバイスの論理層に積み重ねられ、同じＩ／Ｃデバイスのパッケージに収められている。
【００２３】
一実施形態では、ＲＦ論理モジュール２０８が、無線モジュール２１０および２２０をデジタル的に再構成して異なるデータリンクプロトコルを実装するように適合される。一実施形態では、処理要素２００がＲＷＩを介して処理データ出力を送信する前に、高レベル・アルゴリズム・システム・パーティショニングツール２４０が、データを分析し、必要なデータスループットを決定する。一実施形態では、ＲＦ論理モジュール２０８が、必要なデータスループットに基づいて帯域幅を効率的に使えるようにＲＷＩを構成する。例えば、一実施形態では、第１の処理要素は、処理データ出力を第２の処理要素と通信するのに５００ｋｂの帯域幅を要するだけでよい。したがって一実施形態では、パーティショニングツール２４０が第１と第２の処理要素の間のＲＷＩを５００ｋｂの帯域幅に構成する。反対に、第１の処理要素が処理データ出力を第３の処理要素と通信する時、５００Ｍｂの帯域幅が必要となることもある。その場合には、パーティショニングツール２４０は、第１と第３の処理要素の間のＲＷＩを５００Ｍｂの帯域幅に構成する。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、無指向性ＲＦ送信３００または指向性ＲＦ送信３０１、３０２、および３０３により確立される、本発明による１つまたは複数のＲＷＩを示す。図３Ａは、処理要素３１０−１から送信され、処理要素３１０−２で受信される無指向性ＲＦ信号により確立されるＲＷＩ３２０を示す。ＲＦ信号の対象とされていない受信者（すなわち、残りの処理要素３１０−３〜３１０−４）は、ＲＦ信号を無視するように適合される。しかし、処理要素３１０−１が処理要素３１０−２とのＲＷＩ３２０を確立する必要がある場合、無指向性ＲＦエネルギーを送信する必要はない。その代わりに、図１Ｂに示されるように、一実施形態では、処理要素３１０−１が、ＲＦエネルギーを処理要素３１０−２の方向にだけ集中させる。同様に、処理要素３１０−１が、処理要素３１０−３とのＲＷＩ３２２を確立する、あるいは処理要素３１０−４とのＲＷＩ３２４を確立する必要がある場合には、処理要素３１０−１は、ＲＦエネルギーを各処理要素３１０−３または処理要素３１０−４の方向にだけ集中させる。
【００２５】
本明細書を読めば当業者には、ビーム形成マイクロアンテナ・アレイが、複数のマイクロアンテナからＲＦ信号を送信し、複数のマイクロアンテナの各マイクロアンテナにより送信されたＲＦ信号の信号利得と位相角を個別に調整することによって形成され得ることが理解されよう。ビーム形成は、システムの指向された領域あるいは特定の受信処理要素に向けた無線波の効率的な制御を可能にする。ビーム形成はまた、低減された電力消費をもたらし、ＲＦエネルギーが対象となる受信処理要素にだけ向けられるので、他の無線処理要素との間で起こり得る干渉を低減する。
【００２６】
図４Ａに示されるように、一実施形態では、処理要素４００が複数の送信モジュール４１０−１〜４１０−Ｎおよび複数のマイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎを含み、この場合、各送信モジュール４１０−１〜４１０−Ｎはマイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎの１つを介して送信するように結合される。動作中に、指向性ＲＦ信号ビームが形成され、各マイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎにより送信されるＲＦ信号の信号利得および相対的な位相角を調整することにより、受信処理要素４５０の方向に向けられる。
【００２７】
一実施形態では、複数のマイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎのうち１つまたは複数が、処理要素４００のＩ／Ｃチップパッケージ筐体４０２に統合される。図４Ｂに示されるように、一実施形態では、複数のマイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎのうち１つまたは複数が、処理要素４００が搭載されるプリント回路基板に統合される。一実施形態では、複数のマイクロアンテナ４３０−１〜４３０−Ｎのうち１つまたは複数が、１つまたは複数のＩ／Ｏピンを介して送信モジュール４１０−１〜４１０−Ｎに結合される。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態による処理要素間での無線データ通信の方法５００を示す流れ図である。方法は、処理要素データ出力を変調するステップ（５１０）と、処理データ出力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を第１のデータビットレートで送信するステップ（５２０）と、処理データ入力を表す１つまたは複数のＲＦ信号を受信するステップ（５３０）と、処理要素データ入力を復調するステップ（５４０）とを含む。一実施形態では、処理要素が、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ、デジタル信号プロセッサ、数値演算コプロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）およびデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器、あるいは典型的には１つまたは複数の有線バス接続を介して他のシステム構成要素に処理データ出力を送り、他のシステム構成要素から処理データ入力を受け取るその他のデバイスを含む。他の実施形態では、方法が、処理要素データ出力を評価して第１のビットレートを決定するステップ（５０２）と、無線送信器をその第１のビットレートに合わせて構成するステップ（５０４）とをさらに含む。他の実施形態では、方法が、ＲＦ信号を送信する方向を決定するステップ（５０６）と、決定された方向にＲＦ信号を送信するように送信器を構成するステップ（５０８）とをさらに含む。
【００２９】
本明細書では特定の実施形態が示され説明されているが、如何なる構成であれ、それが同じ目的を達成するように計算されるのであれば、本明細書に示された特定の実施形態に代替できることが当業者には理解されよう。本出願は、本発明の如何なる適用形態あるいは変形形態をも網羅するように意図されている。したがって、本発明は、特許請求の範囲およびその均等物によってだけ限定されることが明白に意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、データ通信のための再構成可能な無線相互接続を有する処理システムを示す構成図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による再構成可能な無線相互接続の構成制御チャネルを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による再構成可能な無線相互接続対応の処理要素を示す構成図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による無指向性ＲＦ信号送信を示す構成図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による指向性ＲＦ信号送信を示す構成図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による再構成可能な無線相互接続対応の処理要素のマイクロアンテナ・アレイを示す構成図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による再構成可能な無線相互接続対応の処理要素のマイクロアンテナ・アレイを示す構成図である。
【図５】本発明の一実施形態による方法を示す流れ図である。
【図１Ａ】
2008533919.tif 000003
【図１Ｂ】
2008533919.tif 000004
【図２】
2008533919.tif 000005
【図３Ａ】
2008533919.tif 000006
【図３Ｂ】
2008533919.tif 000007
【図４Ａ】
2008533919.tif 000008
【図４Ｂ】
2008533919.tif 000009
【図５】
2008533919.tif 000010
【国際調査報告】
2008533919.tif 000011
2008533919.tif 000012
2008533919.tif 000013