專利名稱：晶片間通訊方法和通訊系統以及微處理器的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種無線通訊方法和裝置，特別是有關于一種晶片間的無線通訊方法和裝置。
背景技術：
自從數十年前半導體設備不斷的更新與進步，半導體制程的尺寸以非常快的速度在縮小尺寸，因此集成電路的尺寸按照莫爾定律以每兩年尺寸縮小一半的速度在縮小，這意味著每兩年在相同的硅晶圓面積里，可以增加兩倍的電路元件。以目前的技術，半導體工廠可以生產出0.35μm或甚至90nm線距的電路元件，在制造不同的設計電路元件時，往往含有許多微電子電路在其中。而這許許多多個微電子電路可以組成為一個集成電路容納在一個晶片當中。然而在一個系統中往往有數個晶片，晶片之間需要互相溝通，通常我們將晶片互相溝通的元件就稱為節點(node)或輸出入(input/output，I/O)端口。也由于尺寸一再地縮小，包裝晶片的難度也就越來越高。
參閱圖1，圖1是顯示傳統晶片之間通訊的示意圖，如圖1所示，系統100包括PCB 110和PCB 120，而PCB 110和PCB 120分別通過連接器128和連接器129連接電路板130，PCB 110包括晶片A115和晶片B 116，晶片A和晶片B包括一個或是多個微電子電路在其中，無論是晶片A或是晶片B都有多個I/O端口以供傳輸信號之用，因為考慮到傳輸效率，傳統傳輸的方式是通過I/O端口以并行信號的方式傳輸，而晶片A和晶片B通過PCB上的導線117互相傳輸信號，導線117包括穿孔和凹槽，雖然PCB 120在圖1中被PCB110遮住，PCB 120也類似PCB 110包括一個或是多個晶片。
傳統上不同的微電子晶片利用I/O端口將信號經由印刷電路板(printed circuit board，PCB)上的導線傳遞信號給其他的微電子晶片，在不同的微電子晶片，可以同時使用數條PCB導線連接不同的I/O端口，可以達到并行傳輸的功能，但是使用PCB上的導線會增加一道制程手續和品質上的考量，舉例來說，為了達到良好的傳輸，必須確保PCB板上的傳輸線位置精確，另外必須盡量避免電流損失和其他物理能量上的損失，最后因為PCB上的導線非常的細，很容易就因為導線斷掉，而造成整個系統失效。
因此為了減少以上所說的缺點并加以克服，晶片間的無線通訊技術成為一個不可忽視的解決方案。
發明內容
根據本發明一實施例所揭露的技術是有關于第一集成電路和第二集成電路之間通訊的方法，此架構是第一集成電路裝置具有射頻通訊傳送和接收的功能，并設置于第一晶片中，第二集成電路也具有射頻通訊傳送和接收的功能，并且設置于第二晶片中，此方法包括將第二晶片設置在第一晶片旁邊，并于同一個微電子封裝中，此電子封裝適合用于無線通訊使用，所使用的射頻無線通訊協議也適用于晶片內部的無線通訊傳輸，在第一晶片和第二晶片之間的射頻通訊定義為無電容耦合效應。
根據本發明一實施例所揭露的技術是第一晶片內具有第一處理器并且具有無接觸式的多個端口和第一射頻通訊電路，和第二晶片內部有第二處理器并且具有無接觸式的多個端口和第二射頻通訊電路，此傳輸通訊協議適用于接收并行信號和傳送串行信號，并定義在第一集成電路和第二集成電路之間的通訊為無電容耦合。
根據本發明一實施例所揭露的技術考慮到一適用于無線通訊的微處理器與第二微處理器在同一個微電子封裝里，此微電子封裝中的一組晶片有一個微處理器，此微處理器至少有一電子電路，并且此電子電路有多個并行I/O通訊端口，此微處理器除了接地和電源之外，沒有其他外接連接器，對于通訊協議方面采用適合于接收多個并行I/O端口的通訊信號和無線傳送一串行信號的通訊協議，此通訊電路的電子信號來自于微處理器，并且此通訊電路適用于無線通訊傳輸一串行信號。
本發明是這樣實現的一種晶片間的通訊方法，適用于位于第一晶片的第一集成電路以及位于第二晶片的第二集成電路之間的通訊，包括設置上述第一晶片在一微電子電路封裝中，其中上述第一集成電路裝置具有一第一射頻通訊發射/接收器；設置上述第二晶片在上述微電子電路封裝中，并與上述第一晶片相鄰，其中上述第二集成電路裝置具有一第二射頻通訊發射/接收器；于上述第一晶片和第二晶片編程用以晶片間通訊傳輸的一通訊協議；以及使用上述通訊協議來建立上述第一集成電路和第二集成電路之間的一射頻通訊，其中上述射頻通訊定義上述第一晶片與第二晶片之間為無電容耦合。
本發明所述的晶片間的通訊方法，其中上述第一和第二晶片除了接地和電源外，沒有其他外接電子連接器。
本發明所述的晶片間的通訊方法，其中上述第一和第二集成電路各包括多個I/O端口，各I/O端口是由一地址辨識，并且經由上述第一射頻通訊發射/接收器以及第二射頻通訊發射/接收器的一者來傳收信號。
本發明所述的晶片間的通訊方法，其中上述第二晶片接收到來自于上述第一晶片的I/O端口的串行信號，應用上述通訊協議將串行信號轉換成并行信號，并傳送到指定的上述第二晶片的I/O端口。
本發明所述的晶片間的通訊方法，其中上述建立一射頻通訊的步驟，更包括掃描上述第一集成電路裝置所有的I/O端口并且轉換上述第一集成電路裝置所輸出的并行信號為射頻用的串行信號，其中上述第一集成電路裝置作為一發射端。
一種晶片間通信系統，包括一第一晶片，具有一第一微處理器以及一第一射頻通訊電路，其中上述第一微處理器具有多個第一非接觸端口；一第二晶片，具有一第二微處理器以及一第二射頻通訊電路，其中上述第二微處理器具有多個第二非接觸端口；以及一射頻通訊協議，適用于接收來自各非接觸端口的并行信號，并且轉換上述并行信號為一射頻通訊串行信號，其中于第一集成電路以及第二集成電路之間使用上述射頻通訊協議，并定義上述第一晶片與第二晶片之間為無電容耦合。
本發明所述的晶片間通信系統，其中上述第一和第二晶片除了接地和電源外，沒有其他外接電子連接器。
本發明所述的晶片間通信系統，其中上述每一個I/O端口是用以作并行通訊傳輸。
本發明所述的晶片間通信系統，其中上述各I/O端口是由一地址辨識，并且經由上述第一集成電路以及第二集成電路之間傳收信號。
本發明所述的晶片間通信系統，其中上述通訊協議是是用以接收來自多個I/O端口的并行信號，并轉換上述并行信號為高頻的串行信號。
一種微處理器，適用于與位于同一電子封裝中的一第二微處理器的無線通訊，包括一晶片，具有內建的一微處理器電路，其中上述微處理器定義至少有一個電子電路并且除了接地和電源之外沒有任何外接連接器，其中上述電子電路具有并行傳輸的多個I/O端口；一通訊協議，適用于接收來自上述I/O端口的并行信號，并且轉換上述并行信號為一串行信號供無線傳輸使用；以及一無線通訊電路，傳送一串行信號供無線通訊使用，其中上述無線通訊電路上的電子信號是來自上述微處理器電路。
本發明所述的微處理器，其中介于兩微處理器之間的上述無線通訊為無電容耦合。
本發明所述的微處理器，其中上述通訊協議可以轉換來自上述I/O端口的通訊信號成為一既定片段的串行信號。
本發明所述的微處理器，其中上述通訊電路更接收來自上述第二微處理器的信號。
本發明所述的微處理器，其中上述通信電路更接收來自上述第二微處理器的信號，并將接收到的信號直接傳送至各并行的上述I/O端口。
本發明所述的晶片間通訊方法和通訊系統以及微處理器，克服了現有技術中的缺點實現了晶片間的無線通訊。
圖1是顯示傳統晶片間傳輸的示意圖；圖2是顯示根據本發明實施例所述的晶片間傳輸的示意圖。
具體實施例方式
本發明是關于在一封裝中，微電子電路之間的通訊方法和設備，更明確點是指晶片間的無線通訊方法和設備。
參閱圖2，圖2是顯示根據本發明所述的晶片間的無線通訊的示意圖。如圖2所示，系統200包括晶片A 210和晶片B 220，晶片A包括節點211，晶片B包括節點221，每個節點可以代表一個集成電路具有一個或多個I/O端口，晶片A和晶片B是利用射頻信號來交換信號，除了電源和接地外，晶片A和晶片B沒有其他外接的PCB導線，并且晶片A和晶片B之間的通訊型態為低功率且無電容耦合效應。
參閱圖2，晶片A和晶片B分別各有一組傳輸電路212和222，此傳輸電路可以是單工或是雙工的傳輸電路，傳輸電路212和222是分別整合在晶片A和晶片B里，另外晶片A和晶片B分別具有天線214和224，這兩組天線可以是使用類似裝置的傳統型天線，而一種實現的方法是將天線設置在晶片封裝里。
參閱圖2，傳輸電路212和222可以將信號依通訊協議的定義來傳輸信號，此通訊協議可以是傳統的通訊協議，例如TCP/IP，根據本發明所揭露的技術，此通訊協議可以接收來自多個并行I/O端口的傳輸信號，并加密此信號的來源處和目的地，將此信號轉換成一串行信號傳輸出去，此通訊協議也可以多工處理來自不同I/O端口或是微處理器的信號，并將信號轉換成串行信號，所以此通訊協議可以使用傳統加密的技術來傳送信號至天線端傳輸信號出去。
根據本發明所揭露的技術，晶片間或是封裝內的通訊是通過分別位于第一晶片和第二晶片的第一集成電路以及第二集成電路來實現，而第一晶片和第二晶片可能在同一個PCB板上，也可能位于同一系統但不同PCB板上，一種實現的方式是傳送和接收之間的距離保持在1公尺內，另外第一集成電路和第二集成電路皆可以傳送和接收射頻信號，并且使用一種適合在晶片間通訊的通訊協議。
晶片A的傳輸電路212和無線電元件(例如RF macro)會一直掃描并收集來自各節點211的I/O端口的信號，每個I/O端口會被賦予不同的I/O地址辨識碼、微處理器辨識碼或PCB板辨識碼，來自于各個I/O端口的信號是以并行傳輸的方式在傳輸信號，當無線電元件接收到來自I/O端口的信號，會將信號編碼以利于射頻傳輸，典型的方式是將并行信號轉換成高頻串行信號，此高頻串行信號來自于不同的I/O端口信號來源，并通過天線214傳送出去，當晶片B220的天線224接收到信號，會將此高頻信號譯多工(de-multiplex)和譯碼后，才會傳送到各個I/O端口。
晶片B(220)會檢視各個接收進來的信號，如果辨識碼符合，會將其信號譯碼，傳送到指定的I/O端口。本發明所揭露的技術是在傳送和接收端之間使用無電容耦合技術，但是一般信號傳輸有可能是使用電容耦合技術，由于使用電容耦合技術需要將電容設置在兩個I/O端口之間，為了加強電容耦合的效果，會將電容設置于非常靠近I/O端口的位置，而本發明是使用無電容耦合技術，其優點是沒有方向性限制和I/O端口位置的限制。
雖然本發明已通過較佳實施例說明如上，但該較佳實施例并非用以限定本發明。本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，應有能力對該較佳實施例做出各種更改和補充，因此本發明的保護范圍以權利要求書的范圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下100、200系統110、120、130印刷電路板115、210晶片A116、220晶片B117導線128、129連接器211、221節點212、222傳輸電路214、224天線
權利要求
1.一種晶片間的通訊方法，其特征在于，該晶片間的通訊方法適用于位于第一晶片的第一集成電路以及位于第二晶片的第二集成電路之間的通訊，包括設置上述第一晶片在一微電子電路封裝中，其中上述第一集成電路裝置具有一第一射頻通訊發射/接收器；設置上述第二晶片在上述微電子電路封裝中，并與上述第一晶片相鄰，其中上述第二集成電路裝置具有一第二射頻通訊發射/接收器；于上述第一晶片和第二晶片編程用以晶片間通訊傳輸的一通訊協議；以及使用上述通訊協議來建立上述第一集成電路和第二集成電路之間的一射頻通訊，其中上述射頻通訊定義上述第一晶片與第二晶片之間為無電容耦合。
2.根據權利要求1所述的晶片間的通訊方法，其特征在于，上述第一晶片和第二晶片除了接地和電源外，沒有其他外接電子連接器。
3.根據權利要求1所述的晶片間的通訊方法，其特征在于，上述第一集成電路和第二集成電路各包括多個輸入/輸出端口，各輸入/輸出端口是由一地址辨識，并且經由上述第一射頻通訊發射/接收器以及第二射頻通訊發射/接收器其中之一來傳收信號。
4.根據權利要求3所述的晶片間的通訊方法，其特征在于，上述第二晶片接收到來自于上述第一晶片的輸入/輸出端口的串行信號，應用上述通訊協議將串行信號轉換成并行信號，并傳送到指定的上述第二晶片的輸入/輸出端口。
5.根據權利要求4所述的晶片間的通訊方法，其特征在于，上述建立一射頻通訊的步驟，更包括掃描上述第一集成電路裝置所有的輸入/輸出端口并且轉換上述第一集成電路裝置所輸出的并行信號為射頻用的串行信號，其中上述第一集成電路裝置作為一發射端。
6.一種晶片間通信系統，其特征在于，該晶片間通信系統包括一第一晶片，具有一第一微處理器以及一第一射頻通訊電路，其中上述第一微處理器具有多個第一非接觸端口；一第二晶片，具有一第二微處理器以及一第二射頻通訊電路，其中上述第二微處理器具有多個第二非接觸端口；以及一射頻通訊協議，適用于接收來自各非接觸端口的并行信號，并且轉換上述并行信號為一射頻通訊串行信號，其中于第一集成電路以及第二集成電路之間使用上述射頻通訊協議，并定義上述第一晶片與第二晶片之間為無電容耦合。
7.根據權利要求6所述的晶片間通信系統，其特征在于，上述第一晶片和第二晶片除了接地和電源外，沒有其他外接電子連接器。
8.根據權利要求6所述的晶片間通信系統，其特征在于，每一個輸入/輸出端口是用以作并行通訊傳輸。
9.根據權利要求8所述的晶片間通信系統，其特征在于，上述各輸入/輸出端口是由一地址辨識，并且經由上述第一集成電路以及第二集成電路之間傳收信號。
10.根據權利要求9所述的晶片間通信系統，其特征在于，上述通訊協議是是用以接收來自多個輸入/輸出端口的并行信號，并轉換上述并行信號為高頻的串行信號。
11.一種微處理器，其特征在于，該微處理器適用于與位于同一電子封裝中的一第二微處理器的無線通訊，包括一晶片，具有內建的一微處理器電路，其中上述微處理器定義至少有一個電子電路并且除了接地和電源之外沒有任何外接連接器，其中上述電子電路具有并行傳輸的多個輸入/輸出端口；一通訊協議，適用于接收來自上述輸入/輸出端口的并行信號，并且轉換上述并行信號為一串行信號供無線傳輸使用；以及一無線通訊電路，傳送一串行信號供無線通訊使用，其中上述無線通訊電路上的電子信號是來自上述微處理器電路。
12.根據權利要求11所述的微處理器，其特征在于，介于兩微處理器之間的上述無線通訊為無電容耦合。
13.根據權利要求11所述的微處理器，其特征在于，上述通訊協議可以轉換來自上述輸入/輸出端口的通訊信號成為一既定片段的串行信號。
14.根據權利要求11所述的微處理器，其特征在于，上述通訊電路更接收來自上述第二微處理器的信號。
15.根據權利要求11所述的微處理器，其特征在于，上述通信電路更接收來自上述第二微處理器的信號，并將接收到的信號直接傳送至各并行的上述輸入/輸出端口。
全文摘要
本發明提供一種晶片間通訊方法和通訊系統以及微處理器。第一晶片具有第一微處理器和其多個非接觸端口以及整合于第一微處理器的第一射頻通訊電路。第二晶片具有第二微處理器和其多個非接觸端口以及整合于第二微處理器的第二射頻通訊電路。射頻通訊協議用于接收來自各并行非接觸端口的信號、多工處理信號，及將并行信號轉換為串行射頻信號。利用各晶片的無線通訊電路來傳輸信號。在第一集成電路以及第二集成電路之間的射頻傳輸是使用定義于第一集成電路以及第二集成電路的非電容性耦合效應射頻通訊協議來傳輸。本發明所述的晶片間通訊方法和通訊系統以及微處理器，實現了晶片間的無線通訊。
文檔編號H01L27/02GK1815732SQ20061000290
公開日2006年8月9日 申請日期2006年1月27日 優先權日2005年1月31日
發明者陳克明, 洪宗揚 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司