專利名稱：分立部件電磁耦合器的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種分立部件電磁耦合器。
背景技術：
當前的電磁(EM)耦合器包括邊緣耦合器和寬邊耦合器。邊緣EM耦合 器可以共同位于多層印刷電路板(PCB)或基板的同一層上。可以通過使柔 性電路基板上的跡線緊密連接PCB上的微帶跡線來制造寬邊EM耦合器。也 可以通過在多層PCB的相鄰層上共同定位跡線來制造寬邊EM耦合器。這些 EM方案的每一種都要求平臺上待觀察的總線信號具有特定耦合器結構、長 度和緊密的機械幾何形狀。這可能給平臺布局帶來很大約束，從而難以(如 果不是不可能的話)滿足要求。在使用寬邊耦合器時， 一種實施方式可能 需要特殊的PCB堆積和特殊材料，造成不能轉換成其他設計的復雜定制方 案。
當前現有的EM耦合器設計的兩種探査實施方式是總線中點(mid-bus) 方案和內插器方案。兩種方案對于平臺上觀察總線信號而言都是必需的， 兩種方案都給系統增加了相當大的限制。此外，系統給內插器開發增加了 類似限制，內插器的開發取決于處理器。使用嵌入式寬邊耦合器的內插器 方案在電路板自身之中有著EM耦合器的更多限制。當前的探查耦合器設計 要求待耦合的信號(即被測試的線路或LUT)存在于待觀察的系統約束之內， 和/或要求待耦合的信號(LUT)和耦合元件都存在于待觀察的系統約束之 內。
在美國專利No. 6573801中描述了 "Electromagnetic Co叩ler"，在美 國專利No. 6625682中描述了"Electromagnetically-Coupled Bus System"。 這些專利描述了電磁耦合器以及電磁耦合器在總線系統中的可能實施方 式。將耦合器實施方式描述為產生寬邊耦合元件的柔性電路和母板組合， 以及描述為產生寬邊和/或邊緣耦合元件的嵌入于印刷電路板中的兩條跡線。
通過以下給出的詳細說明和本發明一些實施例的附圖將更完整地理解 本發明，不過，不應理解為將本發明限制在所述的特定實施例，而應理解 為它們僅是為了解釋和理解的目的。
圖1示出了根據本發明一些實施例的設備。
圖2示出了根據本發明一些實施例的系統。 圖3示出了根據本發明一些實施例的系統。 圖4示出了根據本發明一些實施例的系統。 圖5示出了根據本發明一些實施例的系統。
具體實施例方式
本發明一些實施例涉及一種分立部件電磁耦合器(例如，分立部件電 磁耦合器探針)。
在一些實施例中，分立部件電磁耦合器包括輸入和輸出，其中待觀察 的信號經由輸入和輸出通過耦合器；通過電磁效應將能量傳輸到第二輸出 的耦合器；以及通過電阻接地的端點。
在一些實施例中，將耦合元件實現為可以利用獨立于被測系統的一組 設計參數制造的分立部件。在一些實施例中，利用需要高成本制造工藝和/ 或材料的技術設計耦合器元件，而不給實現這些部件的系統帶來這些相同 設計約束條件或成本。
在一些實施例中，可以在總線架構設計和/或驗證活動(例如在探査活 動中)中利用電磁耦合器的性質，同時避免設計系統集成的耦合器所需的 附加約束。
在一些實施例中，分立耦合器部件將耦合器元件方案的設計約束條件 與被測設計的要求分開。
在一些實施例中，將電磁(EM)耦合器實現于可以用于各種應用中而 不需要結合系統設計進行特定系統耦合器開發的分立部件中。
電磁(EM)耦合器是四端口元件，包括信號源、信號目的地、端點以
6及通往恢復專用集成電路(ASIC)的信號輸出。在一些實施例中，EM耦合 器包括用于傳輸待耦合或觀察的信號的輸入和輸出端口 (被測試線路或 LUT)。在一些實施例中，EM耦合器包括通過電容和電感(電磁)效應向輸 出端口傳輸能量的耦合結構。在一些實施例中，EM耦合器包括用于通過固 定電阻接地的終端端口。在一些實施例中，將EM耦合器的輸出引導到信號 處理電路，以便生成與通過耦合器的原始總線信號近似的輸出信號。
在一些實施例中，可以開發分立耦合器部件，使得耦合器能夠用在不 同設計中而不為PCB堆積或材料選擇提出新的約束條件。隨著耦合器技術 因新材料和/或方法的發展而得到改善，不要求希望實現新的和改進設計的 設計人員或驗證實驗室重新設計先前的平臺來接收新的耦合器(例如，如 果耦合器是針對標準的后向兼容覆蓋區設計的)。可以將更復雜的材料和/ 或工藝的附加成本局限于耦合器部件，不會通過支持耦合器元件所需的專 門材料要求將更高成本轉移到平臺。這允許耦合器設計者和系統設計者都 獨立滿足特定設計要求，并允許更好的效率和優化。結果，平臺上的驗證 鉤實施能夠很大程度上減小對布局安排的影響。
在一些實施例中，具有可能受益于電磁耦合器特性的設計的公司生產 和/或使用可以被設計成使用標準或普通覆蓋區的電磁耦合器部件。不是通 過設計每個耦合器和耦合器方案來匹配特定系統的給定設計約束條件，而 是可以在很寬范圍的平臺上實現普通耦合器，只要平臺有助于必要的覆蓋 區裝備先前設計和驗證的耦合器部件即可。如果認為耦合器特征對給定公 司外部的設計工作很重要，就可以不用任何重大技術轉移工作，例如當前 電磁耦合器探針設計所需的那些技術轉移工作，來提供耦合器部件。
圖1示出了根據一些實施例的設備100。在一些實施例中，設備100包 括其上傳送二進制信號的主總線102。例如，針對測試、驗證、觀察等目的， EM耦合器104被用來耦合到總線102 (被測線路或LUT)以傳輸總線信號。 EM耦合器104包括終端端口 106，以通過固定電阻接地。EM耦合器104產 生耦合器輸出信號，該輸出信號被發送到接收機108。從接收機108恢復并 輸出二進制信號，以發送用于信號處理。通過這種方式，EM耦合器104的 輸出產生非常類似于通過EM耦合器傳輸的原始總線信號的輸出信號。例如， 可以將該信號提供到信號處理電路。
7約束條件分
離但未描述實際EM耦合器部件的嵌入式基于PCB的寬邊耦合器實施稱為總 線中點耦合器。
圖2示出了根據一些實施例的系統200。系統200包括第一集成電路 (IC) 202 (例如微處理器)、第二集成電路(IC) 204 (例如芯片組)、印 刷電路板206 (例如母板)和總線中點組裝EM耦合器208。在一些實施例 中，IC 202和/或IC 204經由焊料和/或其他電接觸材料耦合到母板206。 為了監測第一IC 202和第二IC 204之間提供的信號(例如總線信號)，建 立公共覆蓋區，將待監測的信號從總線中點連接器212的一側路由到另一 側(例如，在信號源216和信號目的地214之間)。在正常工作期間，將來 自連接器212 —側(例如來自信號源216)的信號直接傳輸到連接器212的 另一側(例如直接到信號目的地214)。然而，在希望能觀察信號時，源216 和目的地214之間的連接被打破，將信號從連接器212 —側傳輸(分流) 到作為被測線路(LUT)的耦合器元件218 (例如EM耦合器元件)的輸入。 然后將用于LUT的耦合器元件218的輸出路由到連接器212的另一側，從 而恢復信號在IC 202和IC 204之間的連接。耦合器元件218的輸出220 和接地端222可以與嵌入式耦合器元件218位于同一 PCB上或分開的PCB 上。在圖2中，嵌入式耦合器元件218被示為與輸出220和接地端220包 括在同一總線中點耦合器探針PCB 224上。
圖3示出了根據一些實施例的系統300。系統300包括第一集成電路 (IC) 302 (例如微處理器)、第二集成電路(IC) 304 (例如芯片組)、印 刷電路板306 (例如母板)以及分立耦合器部件308。在一些實施例中，IC 302和/或IC 304經由焊料和/或其他電接觸材料耦合到母板306。
在信號源316和信號目的地314之間觀察信號。分立耦合器部件308 將包含嵌入式耦合器318的PCB 324直接附著到被測系統上的匹配覆蓋區 焊盤332 (例如球柵陣列或BGA焊盤、平面柵格陣列或LGA焊盤，和/或其
他預定覆蓋區焊盤等)上，從而從總線中點方案去除了連接器。在一些實 施例中，耦合器元件318 (例如EM耦合器元件)的輸出320和接地端322 可以與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 一些實施例中，位于分立PCB上)。圖4示出了根據一些實施例的系統400。系統400包括第一集成電路 (IC) 402 (例如微處理器)、第二集成電路(IC) 404 (例如芯片組)、印 刷電路板406 (例如母板)以及分立耦合器部件408。在一些實施例中，IC 402、 IC 404和/或分立耦合器部件408經由焊料和/或其他電接觸材料耦合 到母板406。
在信號源414和信號目的地416之間觀察信號。分立耦合器部件直接 將包含嵌入式耦合器418的PCB 424附著到被測系統上的匹配覆蓋區焊盤 432 (例如球柵陣列或BGA焊盤、平面柵格陣列或LGA焊盤，和/或其他預 定覆蓋區焊盤等)。在一些實施例中，耦合器元件418的輸出420和接地端 422可以位于被測系統上(例如在母板406上)。在一些實施例中，被測系 統為耦合器以及用于恢復原始信號的支持電路提供終端(例如，如圖4所 示)。在一些實施例中，在耦合器層次和/或系統層次上混合耦合器信號恢 復電路和/或終端電阻。然而，在一些實施例中，耦合器設計的約束條件是 與系統設計的約束條件分離的。
圖5示出了根據一些實施例的系統500。系統500包括第一集成電路 (IC) 502 (例如微處理器)、第二集成電路(IC) 504 (例如芯片組)、印 刷電路板506 (例如母板)以及分立耦合器部件508。在一些實施例中，IC 502、 IC 504和/或分立耦合器部件508經由焊料和/或其他電接觸材料耦合 到母板506。在信號源514和信號目的地516之間觀察信號。
在一些實施例中，分立EM耦合器部件(例如部件508)的變型使用基 于PCB的嵌入式耦合器的邊緣與待觀察的系統連接，如圖5所示。這種方 案在待觀察的系統(被測系統)上消耗較少空間，且進一步使施加于系統 的設計約束條件最小化，以便利用EM耦合器實現可觀察性。
在一些實施例中，使用常規板材料。在一些實施例中，利用已經為實 現更細化的電介質和/或銅特征開發的技術、材料和工藝，例如半導體封裝 技術來實現分立耦合器部件。當前的PCB制造商正在生產分辨率為1-2密 爾(mil)的銅特征，而所制造的封裝具有l密爾的幾分之一的分辨率。為 了確保更精細的耦合幾何形狀，可以使用半導體技術來生產新型耦合器。 利用封裝材料和/或技術，能夠實現全部集成到單個封裝部件中的耦合器、 終端和信號恢復ASIC。說明書第6/7頁
盡管已經參考特定實施方式描述了 一些實施例，但根據一些實施例， 其他實施方式也是可能的。此外，圖中所示和/或本文所述的電路元件或其 他特征的設置和/或次序不必按照圖示和描述的特定方式布置。根據一些實 施例，很多其他設置是可能的。
在圖中所示的每個系統中，在一些情況下元件可以均具有相同的附圖 標記或不同的附圖標記，以表明所表示的元件可以不同和/或類似。然而， 元件可以靈活到足以具有不同的實施方式且為本文所示或所述的一些或所 有系統工作。圖中所示的各元件可以相同或不同。將哪個稱為第一元件， 哪個稱為第二元件是任意的。
在說明書和權利要求中，可以使用術語"耦合"和"連接"連同它們 的派生詞。應當理解，這些術語并非意在用作彼此的同義詞。相反，在特 定實施例中，可以使用"連接"表示兩個或更多元件彼此直接物理或電接 觸。"耦合"可以表示兩個或更多元件直接物理或電接觸。不過，"耦合" 也可以表示兩個或更多元件彼此不直接接觸，但仍然彼此協作或交互作用。
在此一般將算法視為導致期望結果的動作或操作的有條理序列。這些 動作或操作包括物理量的物理操控。通常，但未必一定，這些量采取能夠 被存儲、傳輸、組合、比較以及以其他方式操控的電或磁信號的形式。已 經證實，有時，主要是出于公共用途的原因，將這些信號稱為比特、值、 要素、符號、字符、術語、數字等是方便的。不過，應當理解，所有這些 以及相似術語都與適當的物理量相關聯，它們僅僅是應用于這些量的方便 標簽。
可以利用硬件、固件和軟件之一或組合來實現一些實施例。 一些實施 例還可以實現為存儲于機器可讀介質上的指令，可以由計算平臺讀取和執 行指令以執行本文所述的操作。機器可讀介質可以包括用于以機器(例如 計算機)可讀形式存儲或傳輸信息的任何機構。例如，機器可讀介質可以 包括只讀存儲器(ROM);隨機存取存儲器(RAM);磁盤存儲介質；光存儲 介質；閃速存儲裝置；電、光、聲或其他形式傳播的信號(例如載波、紅
外信號、數字信號、發送和/或接收信號的接口等)及其他。
實施例為發明的實現或范例。在說明書中提到"實施例"、"一個實施 例"、"一些實施例"或"其他實施例"表示在至少一些實施例中包括結合
10實施例描述的特定的特征、結構或特性，但未必是本發明所有實施例中都 包括。多處出現"實施例"、"一個實施例"或"一些實施例"未必全部是 指相同的實施例。
并非本文所述和所示的所有部件、特征、結構、特性等都需要包括在 特定實施例或多個實施例中。例如，如果說明書指出"可以"、"會"、"能 夠"或"可能"包括組件、特征、結構、過程或特性，那么并不要求包括 該特定的組件、特征、結構、過程或特性。如果說明書或權利要求提到"一" 元件，并非表示僅有一個元件。如果說明書或權利要求提到"額外"元件， 并不排除有超過一個額外元件。
盡管本文可能已經使用流程圖和/或狀態圖來描述實施例，但發明并不 限于那些圖或這里的相應描述。例如，流程不需要經過每個圖示的方框或 狀態或按照如圖所示和本文所述的嚴格相同次序進行。
本發明不限于本文所列出的特定細節。實際上，享受本公開好處的本 領域技術人員將認識到，可以在本發明的范圍之內做出以上描述和附圖的 很多其他變化。因此，界定本發明范圍的是包括其任何修改的以下權利要 求。
權利要求
1、一種分立部件電磁耦合器，包括輸入和輸出，其中待觀察的信號經由所述輸入和所述輸出通過所述耦合器；耦合器，用于通過電磁效應將能量傳輸到第二輸出；以及端點，用于通過電阻接地。
2、 根據權利要求1所述的耦合器，還包括印刷電路板，所述耦合器、 所述第二輸出和所述端點位于所述印刷電路板上。
3、 根據權利要求1所述的耦合器，還包括基板，所述耦合器、所述第 二輸出和所述端點位于所述基板上。
4、 根據權利要求1所述的耦合器，還包括第一印刷電路板和第二印刷 電路板，所述耦合器位于所述第一印刷電路板上，所述第二輸出和所述端 點位于所述第二印刷電路板上。
5、 根據權利要求1所述的耦合器，還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，所述第二輸出和所述端點位于所述第二基板 上。
6、 根據權利要求1所述的耦合器，還包括用于將所述輸入和所述輸出 耦合到所述耦合器的電連接。
7、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，利用獨立于待觀察系統的一 組設計參數制造所述分立部件電磁耦合器。
8、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，將所述第二輸出重新構成為 近似于待觀察信號的信號。
9、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述待觀察的信號為總線信號。
10、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述待觀察的信號為電信號。
11、 根據權利要求1所述的耦合器，還包括焊盤，用于與所述待觀察 的信號所在的待觀察的系統耦合。
12、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是基于嵌入式 印刷電路板的寬邊耦合器。
13、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是基于邊緣的 印刷電路板耦合器。
14、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是利用任何基 板的寬邊耦合器。
15、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是利用任何基 板的基于邊緣的耦合器。
16、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器利用基于印刷 電路板的耦合器的邊緣耦合到待觀察的系統。
17、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器將用在總線架 構設計和/或驗證活動中。
18、 根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器是耦合器探針 裝置。
19、根據權利要求1所述的耦合器，其中，所述耦合器具有標準覆蓋區。
全文摘要
在一些實施例中，分立部件電磁耦合器包括輸入和輸出，其中，待觀察的信號經由輸入和輸出通過耦合器；通過電磁效應將能量傳輸到第二輸出的耦合器；以及通過電阻接地的端點。還描述和主張了其他實施例。
文檔編號H02J17/00GK101622771SQ200880006518
公開日2010年1月6日 申請日期2008年3月27日 優先權日2007年3月30日
發明者B·利德, T·R·謝爾頓 申請人:英特爾公司