本申請要求2014年4月7日提交的美國臨時申請No.61/976,173的權(quán)益，該美國臨時申請通過引用被全部合并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及移動電子領(lǐng)域，并且更具體地涉及移動電子領(lǐng)域中用于實現(xiàn)模塊化移動電子設(shè)備的新型和有用的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

移動電子設(shè)備設(shè)計的當(dāng)前方法創(chuàng)建了在功能方面和在設(shè)計方面兩者上都處于靜態(tài)的設(shè)備。許多公司試圖通過生產(chǎn)具有不同功能和不同設(shè)計的范圍廣泛的設(shè)備來解決該問題。結(jié)果，這樣的設(shè)備的用戶被迫作出妥協(xié)；它們?nèi)狈δ芰矶ㄖ扑麄兊囊苿釉O(shè)備的功能和設(shè)計以確實地滿足他們的需要和偏好。因此，在移動電子領(lǐng)域中需要創(chuàng)建用于實現(xiàn)模塊化移動電子設(shè)備的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了這樣的新型且有用系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的示意圖；

圖2A和圖2B是基于一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的示例移動電子設(shè)備的圖像視圖；

圖3是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的模塊通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖4是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的模塊通信網(wǎng)絡(luò)的可擴縮帶寬通信的示意圖；

圖5是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的模塊電源網(wǎng)絡(luò)的示意圖；

圖6是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的模塊電源網(wǎng)絡(luò)電池的示意圖；并且

圖7是一個發(fā)明實施例的系統(tǒng)的模塊接口的示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例的以下描述不意圖將本發(fā)明限于這些發(fā)明實施例，而是使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。

如圖1中所示，用于實現(xiàn)模塊化移動電子設(shè)備的系統(tǒng)100包括模塊通信網(wǎng)絡(luò)110、模塊電源網(wǎng)絡(luò)120、監(jiān)督控制器130和多個模塊接口140。

系統(tǒng)100用作通過使用用戶可拆卸模塊來實現(xiàn)模塊化移動電子設(shè)備的創(chuàng)建或修改。模塊優(yōu)選地經(jīng)由模塊接口140連接到系統(tǒng)100；在連接到系統(tǒng)100后，模塊優(yōu)選地能夠使用模塊通信網(wǎng)絡(luò)110來彼此進行通信并且使用模塊電源網(wǎng)絡(luò)120來從彼此接收電力或向彼此發(fā)送電力。監(jiān)督控制器130優(yōu)選地管理模塊通信網(wǎng)絡(luò)110和模塊電源網(wǎng)絡(luò)120這兩者。當(dāng)多個模塊連接到系統(tǒng)100時，系統(tǒng)100優(yōu)選地使得處于聯(lián)合的模塊能夠充當(dāng)移動電子設(shè)備。由這樣的聯(lián)合創(chuàng)建的移動電子設(shè)備的特征優(yōu)選為聯(lián)合的模塊以及聯(lián)合的參數(shù)，其優(yōu)選由系統(tǒng)100和聯(lián)合的模塊確定。如圖2A中所示，被配置來充當(dāng)智能電話的模塊化移動電子設(shè)備是通過系統(tǒng)100實現(xiàn)的可能的移動電子設(shè)備的示例?？赡艿囊苿与娮釉O(shè)備的其他示例包括被配置來充當(dāng)平板計算機、膝上型計算機、媒體播放器、相機、測量設(shè)備、游戲系統(tǒng)、車輛計算設(shè)備、機頂盒、以及電視機的那些移動電子設(shè)備。

由系統(tǒng)100連接的模塊優(yōu)選地是用戶可拆卸的和可替換的，使得用戶能夠創(chuàng)建具有高度多樣的形式、布置、和功能的移動電子設(shè)備。例如，如圖2B中所示，用戶可以將相機模塊、閃速存儲器模塊、處理器模塊、電池模塊、和觸摸屏LCD模塊連接到系統(tǒng)100，以創(chuàng)建小型且輕便的相機。用戶可以稍后添加手機無線電模塊和麥克風(fēng)/揚聲器模塊，以創(chuàng)建相機電話。模塊優(yōu)選地遵循開放標(biāo)準，使得第三方開發(fā)者和實體能夠開發(fā)模塊。

模塊聯(lián)合所提供的靈活性優(yōu)選地允許系統(tǒng)100實現(xiàn)多個有利結(jié)果。用戶能夠僅購買對于他們的需要必要的模塊，允許成本上的降低。用戶也能夠選擇隨后替換模塊或添加附加的模塊。組合地，這兩個結(jié)果可以有助于增加對全世界的移動電子設(shè)備(并且在許多情況下互聯(lián)網(wǎng))的可訪問性，對于對其而言智能電話或PC目前不是良好的價值主張的人們而言尤其如此。例如，用戶可以購買價格低的系統(tǒng)100和基本的模塊組，并且通過稍后添加模塊來轉(zhuǎn)變?yōu)楦呒壍碾娫挕＿@兩個結(jié)果也可以有助于通過允許將移動電子設(shè)備升級或修改而非更換來減緩電子垃圾的產(chǎn)生。此外，因為系統(tǒng)100與高度多樣的形式和功能的模塊兼容，并且因為模塊優(yōu)選地基于開放標(biāo)準，所以模塊聯(lián)合可以允許小的或?qū)I(yè)的公司發(fā)揮他們的實力來制造模塊而無需設(shè)計完整的移動電子設(shè)備。

系統(tǒng)100優(yōu)選地與大范圍的模塊類型兼容。模塊可以用作任何功能或目的，只要它們能夠連接到系統(tǒng)100并且通過系統(tǒng)100來進行通信。一些示例模塊類型包括傳感器模塊、處理器模塊、存儲模塊、通信模塊、顯示模塊、和電源模塊。傳感器模塊的示例包括加速度計模塊、GPS模塊、相機模塊、深度成像模塊、指紋讀取器模塊、生物測定模塊、麥克風(fēng)模塊、數(shù)字/模擬輸入模塊、觸覺輸入模塊、紅外閃光燈模塊、計步器模塊、氣壓計模塊、磁力計模塊、和陀螺儀模塊。處理器模塊的示例包括應(yīng)用處理器模塊和圖形處理器模塊。存儲模塊的示例包括閃速存儲器模塊和RAM模塊。通信模塊的示例包括Wi-Fi無線電模塊、GSM/CDMA無線電模塊、HDMI連接器模塊、NFC模塊、藍牙無線電模塊、和USB連接器模塊。顯示模塊的示例包括觸摸屏LCD模塊、非觸摸圖形顯示器模塊、和電子墨水顯示器模塊。電源模塊的示例包括電池模塊、太陽能電池板模塊、和電池充電模塊。該多種模塊優(yōu)選地用作提供計算設(shè)備的輸入、輸出、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、通信、電源、以及其他合適的方面的各個選項和組合。注意，這些示例模塊類型決不是窮盡或排他的；即模塊可以包含來自這些示例類型中的許多的功能或包含完全不來自這些示例類型的功能，并且模塊可以另外地或替選地包含本文未描述的合適的功能。

如圖3中所示，模塊通信網(wǎng)絡(luò)110(以下稱作MCN 110)用作允許在連接到系統(tǒng)100的模塊之間的數(shù)據(jù)通信。通過MCN 110的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)選地是高速的(千兆位/秒)、低功率的(例如通過低擺幅信號傳輸和待機模式)、低引線數(shù)(low pin count)、可靠、以及魯棒的。MCN 110優(yōu)選地實現(xiàn)連接到系統(tǒng)100的任何兩個模塊之間的直接通信，但是可以另外地或替選地實現(xiàn)連接到系統(tǒng)100的模塊之間的間接通信(例如，使得一個模塊能夠通過中間模塊來與另一個模塊進行通信)。MCN 110優(yōu)選地通過將每個模塊接口140與MCN交換機111連接來實現(xiàn)模塊之間的直接通信，但是可以另外地或替選地使用任何替選連接架構(gòu)(例如將模塊連接到數(shù)據(jù)總線)來實現(xiàn)模塊之間的直接通信。

MCN交換機111用作通過在模塊之間創(chuàng)建數(shù)據(jù)鏈路(MCN交換機111能夠優(yōu)選地修改、監(jiān)視、或控制該數(shù)據(jù)鏈路)來實現(xiàn)模塊之間的直接通信。通過監(jiān)視和/或控制模塊之間的數(shù)據(jù)鏈路，MCN交換機111優(yōu)選地對模塊數(shù)據(jù)傳輸進行調(diào)解。MCN交換機111優(yōu)選地使用分組交換來操作，但是可以另外地或替選地以任何合適的方式來操作。MCN交換機111優(yōu)選地受監(jiān)督控制器130控制，但是可以另外或替選地受MCN 110的數(shù)據(jù)管理器控制或者受任何其他合適的源控制。監(jiān)督控制器130可以通過下述方式來控制MCN交換機111：全局地或針對個體模塊來設(shè)置帶寬限制、通路指派、數(shù)據(jù)速率限制、或者任何其他合適的數(shù)據(jù)傳輸配置數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸配置數(shù)據(jù)的其他示例包括模塊優(yōu)先級水平；模塊優(yōu)先級水平確定模塊如何隨著時間被指派帶寬。例如，如果兩個模塊同時發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸請求，并且MCN 110僅能夠串行地(與并行相對)處理它們，則MCN 110(或者直接地或者通過監(jiān)督控制器130)優(yōu)選地允許具有較高模塊優(yōu)先級水平的模塊首先傳輸數(shù)據(jù)。作為另一個示例，如果兩個模塊請求400MBpbs的通信帶寬，但是MCN 110僅具有600MBps的帶寬可用，則MCN 110(或監(jiān)督控制器130)可以給予具有較高優(yōu)先級水平的模塊全部所請求的400MBps，同時向具有較低優(yōu)先級水平的模塊許可僅200MBps的通信帶寬。

直接通信優(yōu)選地指代不需要用于通信的主機或中間模塊的數(shù)據(jù)傳輸。例如，在MCN 110利用MCN交換機111的情況下，模塊優(yōu)選地能夠通過向MCN交換機111發(fā)送分組來直接地進行通信，該分組然后基于目的地址(由發(fā)起模塊設(shè)置)來被直接發(fā)送到其他模塊。這與需要主機的架構(gòu)完全不同；例如，連接到USB總線的外圍設(shè)備需要主設(shè)備能夠在彼此之間傳遞信息。其另一個后果是可用于設(shè)備間通信的最大帶寬固有地受與主設(shè)備的連接的帶寬和主設(shè)備的處理能力的限制。

模塊優(yōu)選地通過多個數(shù)據(jù)通路連接到MCN 110，其中連接到每個模塊的數(shù)據(jù)通路允許在模塊和MCN 110之間的同時數(shù)據(jù)傳輸。每個數(shù)據(jù)通路對應(yīng)于一個或多個數(shù)據(jù)傳輸鏈路(并且不一定對應(yīng)于任何獨立的物理連接或連接組)。在模塊和MCN 110之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸拑?yōu)選由可用數(shù)據(jù)通路的數(shù)目和每個通路的數(shù)據(jù)速率確定。通過改變模塊(和/或MCN 110)在使用的通路的數(shù)目，MCN 110能夠控制模塊和MCN 110之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省８淖兡K在使用的通路的數(shù)目是動態(tài)地擴縮模塊可用的最大帶寬的方式。當(dāng)(在許多情形下典型地)MCN 110在總數(shù)據(jù)傳輸帶寬上受限制并且該總帶寬小于所有連接的模塊的總帶寬之和時，該動態(tài)帶寬擴縮是有用的。例如，如圖4中所示，三個模塊連接到MCN 110。每個模塊通過三個數(shù)據(jù)通路連接到MCN 110，每個數(shù)據(jù)通路具有帶寬B(使得每個模塊可用的最大帶寬是3B)。MCN交換機111一次能夠交換至多6B的數(shù)據(jù)。在第一配置中，MCN交換機111向每個模塊指派2B的帶寬，但是在第二配置中，MCN交換機111分別向模塊1、2、和3指派3B、2B、和1B的帶寬。配置1可以是理想上適合具有基本上類似的數(shù)據(jù)傳輸要求的三個模塊的配置，而配置2可以是理想上適合具有不同的傳輸要求的模塊的配置。注意，雖然本示例利用交換機，但是動態(tài)地調(diào)整連接到MCN 110的模塊可用的數(shù)據(jù)通路的概念也適用于利用不同架構(gòu)(例如數(shù)據(jù)總線)的MCN 110。

MCN 110優(yōu)選經(jīng)由導(dǎo)線電連接到模塊接口140，但是可以另外地或替選地經(jīng)由任何合適的連接方法連接到模塊接口140。在一個示例中，MCN 110使用光學(xué)連接來連接到模塊接口140。在本示例中，MCN 110可以包括每個模塊接口140的光發(fā)射器和檢測器；可以通過光纖、通過光背板、或者通過另一類型的波導(dǎo)或光學(xué)電路組件來傳遞光。MCN 110可以另外使用光學(xué)交換機(或者直接交換光的光交換機或?qū)⒐庾儞Q為電以執(zhí)行交換的光交換機)。

MCN 110優(yōu)選地包括每模塊接口140至少兩條數(shù)據(jù)線；數(shù)據(jù)傳送線和數(shù)據(jù)接收線，但是可以另外地或替選地包括任何合適數(shù)目的數(shù)據(jù)線。如果MCN 110針對每個模塊接口140包括數(shù)據(jù)接收線和數(shù)據(jù)傳送線，則這對數(shù)據(jù)線對應(yīng)于一個數(shù)據(jù)通路。另外地或替選地，在數(shù)據(jù)線和數(shù)據(jù)通路之間可以存在任何對應(yīng)(例如每條線多個數(shù)據(jù)通路或反之亦然)。在一個示例中，MCN 110僅包括每個模塊接口140一條數(shù)據(jù)線，在其上即接收和又傳送數(shù)據(jù)。在第二示例中，MCN 110包括每個模塊接口140四條線：數(shù)據(jù)接收線、數(shù)據(jù)傳送線、時鐘接收線、和時鐘傳送線。一般地，MCN 110可以包括任何數(shù)目的數(shù)據(jù)線(但是優(yōu)選地包括至少一條)和任何數(shù)目的其他線(例如時鐘線、喚醒線)。MCN 110優(yōu)選能夠在其數(shù)據(jù)線上進行全雙工通信，但是可以另外地或替選地被限于半雙工通信。MCN 110優(yōu)選地使用可調(diào)節(jié)低電壓信號傳輸(SLVS)來與模塊進行通信，但是可以另外地或替選地使用低電壓差分信號傳輸(LVDS)或任何其他合適的信號傳輸技術(shù)。MCN 110優(yōu)選地支持熱插拔模塊，允許它們在未斷電的情況下被斷開；能夠優(yōu)選地在不干擾MCN 110通信的情況下執(zhí)行熱插拔。

MCN 110優(yōu)選地針對所有的模塊和所有的模塊類型使用單個協(xié)議和架構(gòu)來在模塊之間傳送數(shù)據(jù)。針對所有的模塊使用相同的架構(gòu)和協(xié)議使得所有模塊接口140能夠有可能完全相同。替選地，MCN 110可以使用多個協(xié)議和/或架構(gòu)來在模塊之間傳送數(shù)據(jù)。在一些情形下，模塊硬件可以以不同于MCN 110的原生協(xié)議的協(xié)議來內(nèi)部地進行通信。在這些情況下，該模塊優(yōu)選地包括模塊橋接器，其允許通過MCN 110的原生協(xié)議的通信。另外地或替選地，MCN 110可以包括這樣的橋接器(允許該模塊以其內(nèi)部協(xié)議來與MCN 110通信，由MCN 110來處理向MCN 110的本地協(xié)議的變換)。

MCN 110優(yōu)選使用支持網(wǎng)絡(luò)特征(允許使用MCN交換機111)和具有范圍廣泛的數(shù)據(jù)傳輸要求的范圍廣泛的應(yīng)用的協(xié)議，但是可以另外地或替選地使用任何合適的協(xié)議。MCN 110還優(yōu)選使用能夠支持大量的已連接模塊的協(xié)議。

在一個示例實施例中，MCN 110使用通常被稱為UniPro^SM的接口技術(shù)和通常被稱為的物理層規(guī)范來操作。

如圖5中所示，模塊電源網(wǎng)絡(luò)120(以下稱為MPN 120)用作向連接到系統(tǒng)100的模塊分配電力。MPN 120優(yōu)選地使得連接到系統(tǒng)100的任何模塊能夠向連接到該系統(tǒng)的任何其他模塊發(fā)送電力或者從其接收電力。MPN 120優(yōu)選地通過將每個模塊接口140連接到MPN 120的公共電源總線來實現(xiàn)模塊之間的電力傳輸，但是可以另外地或替選地使用任何替選連接架構(gòu)(例如開關(guān)電源架構(gòu))來實現(xiàn)在模塊之間的直接電力傳輸。MPN 120優(yōu)選地經(jīng)由導(dǎo)線連接到模塊接口140，但是可以另外地或替選地經(jīng)由任何合適的連接方法來電連接到模塊接口140。

MPN 120特別優(yōu)選地支持三種類型的模塊(注意，一些模塊可以是多于一種類型的)：電力消耗模塊(例如相機、顯示器)、電力產(chǎn)生模塊(例如充電器、太陽能電池板)、和電力存儲模塊(例如電池、電容器)。MPN 120優(yōu)選支持熱插拔模塊，包括電池模塊。

MPN 120優(yōu)選地在由連接到MPN 120的電源部分地設(shè)置的單一未穩(wěn)壓的直流電壓下操作。更優(yōu)選地，MPN 120被設(shè)計為在直流3.0V至5.5V的總線電壓下操作。在該場景下，根據(jù)電源總線上的最高電壓電源來設(shè)置MPN 120電壓。這允許直接地使用電池(其電壓隨著使用/時間變化)而不蒙受雙重轉(zhuǎn)換損失。另外地或替選地，MPN 120可以在單一穩(wěn)壓DC電壓、多個(穩(wěn)壓的或未穩(wěn)壓的)DC電壓、AC電壓、或其任何組合下操作。

MPN 120優(yōu)選地包括電源監(jiān)視器/控制單元121(以下稱為PMC 121，也被稱為電源管理單元)，并且更優(yōu)選地針對每個模塊接口140包括一個PMC 121。PMC 121用作監(jiān)視和/或控制去往和來自模塊接口140的電力。針對每個模塊接口140具有一個PMC 121允許模塊接口140單獨地被接通或關(guān)斷，以用于每模塊地來測量功耗，以及用于在每模塊的基礎(chǔ)上應(yīng)用電源狀態(tài)設(shè)置。PMC 121優(yōu)選地受監(jiān)督控制器130控制，但是可以另外地或替選地受MPN 120的電源管理器或受任何其他合適的源控制。每個PMC 121優(yōu)選地包括接口電壓監(jiān)視器、接口電流監(jiān)視器、接口電流限制器、和接口開關(guān)。接口電壓和電流監(jiān)視器優(yōu)選地監(jiān)視接口處的電壓和通過該接口的電流。接口電流限制器優(yōu)選地防止接口由于短接或模塊故障而導(dǎo)致的抽拉過多電流，并且接口開關(guān)優(yōu)選地控制該接口是否連接到MPN 120。PMC 121可以另外地或替選地包括使得MPN 120能夠執(zhí)行對在MPN 120上的電力的監(jiān)視、控制、和/或路由選擇的任何硬件。

對于利用浮動電壓電源總線的MPN 120，PMC 121優(yōu)選使得MPN 120能夠通過在多個電源連接到浮動電壓電源總線時連接或斷開電源來改變電源總線的電壓。作為示例，考慮連接到兩個電池模塊的MPN 120：，具有4.5V輸出電壓的第一電池模塊以及具有4V輸出第二電池模塊。如果期望4V的輸出電壓，則MPN 120可以通過使用PMC 121來在將第一模塊從MPN分離的同時將第二電池電耦合到MPN 120。注意，在這種情況下，PMC 121的輸出電壓(即在電源總線處的電壓)與第一電池的輸出電壓不同。如果期望4.5V的輸出電壓，則MPN可以相反地進行；另外地或替選地，MPN 120可以將兩個電池都連接到MPN 120以使得4.5V的電池能夠向MPN 120供電并且也對4V的電池充電。例如，這可以通過將PMC 121切換到電池充電模式(其中PMC 121允許電流流入4V電池但是不流出4V電池)來實現(xiàn)。

此外，MPN 120可以包括MPN電池122。MPN電池122用作確保MPN 120的電源管理器和MCN 110的數(shù)據(jù)管理器(優(yōu)選監(jiān)督控制器)即使在未連接電源模塊時也具有電力(例如實現(xiàn)電池模塊的熱插拔)。此外，MPN電池122可以向其他模塊提供電力(例如，在電池模塊被熱插拔以使用另一個電池模塊的同時)。MPN電池122可以是任何類型的電力存儲設(shè)備(例如鋰離子電池、超級電容器、壓縮流體存儲)。如在圖6中所示，MPN電池122優(yōu)選包括充電電路，該充電電路包括充電控制器、充電開關(guān)、和理想二極管控制器。該充電電路優(yōu)選在未對MPN電池122的電池充電(經(jīng)由理想二極管控制器)時防止電流流入該電池內(nèi)，并且還在對該電池充電時(經(jīng)由充電控制器)管理充電的速率和方法。

連接到系統(tǒng)100(和MPN 120)的模塊優(yōu)選能夠在處于操作范圍內(nèi)、由電源總線供應(yīng)的任何電壓下在電源總線上操作。如果模塊出于某種原因而需要特定的穩(wěn)壓電壓(并且不包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器)，則MPN 120可以另外地包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器123。開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器123用作將電源總線的電壓調(diào)節(jié)和變換為其他電壓；例如，將電源總線的直流3.0-5.5V電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓的3.3V和1.2V線電壓。

在發(fā)明實施例的一個變型中，MPN 120也被用于通信。在該變型中，可以通過MPN 120來傳送數(shù)據(jù)信號(例如通過電源總線)，允許在由MCN 110供應(yīng)的通信帶寬之上有附加的通信帶寬。這些數(shù)據(jù)信號可以是與通過MCN 110發(fā)送的數(shù)據(jù)信號類似的格式或者可以是不同的格式。通過MPN 120發(fā)送的數(shù)據(jù)優(yōu)選是模塊和監(jiān)督控制器130之間的通信(例如，監(jiān)督控制器向模塊發(fā)送初始化指令)，但是可以另外地或替選地是具有任何形式或功能的數(shù)據(jù)。

監(jiān)督控制器130用作監(jiān)視和/或控制通過MCN 110和MPN 120的數(shù)據(jù)和電力。監(jiān)督控制器130優(yōu)選包括微處理器或微控制器和存儲(例如閃速存儲器、EEPROM)。監(jiān)督控制器130優(yōu)選被直接連接到MCN 110和MPN 120兩者的組件，但是可以另外地或替選地以任何合適的方式監(jiān)視和/或控制數(shù)據(jù)和電力。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選包括一組電源狀態(tài)，其用作實現(xiàn)在多個電源模式下操作的能力。該組電源狀態(tài)優(yōu)選至少包括休眠狀態(tài)和活動狀態(tài)。在休眠狀態(tài)下，監(jiān)督控制器優(yōu)選地僅抽拉少量電力，但是如果必要能夠被迅速喚醒。在沒有模塊連接到系統(tǒng)100時或者在模塊不必向連接到系統(tǒng)100的其他模塊傳送數(shù)據(jù)或電力或者從其接收數(shù)據(jù)或電力時可以使用休眠狀態(tài)。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地管理MCN 110和MPN 120，并且由此控制模塊與MCN 110和MPN 120交互的方式，包括模塊的添加和去除。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過監(jiān)視經(jīng)過MCN交換機111的流量并且通過控制MCN交換機111來管理MCN 110，但是替選地可以以任何合適的方式來管理MCN 110。因此，監(jiān)督控制器130優(yōu)選地在管理模式下通信地耦合到MCN交換機111。監(jiān)督控制器130優(yōu)選地也通過MCN 110與模塊進行通信，以向模塊給出指令或信息。具體地，監(jiān)督控制器130優(yōu)選地設(shè)置模塊通過其與MCN 110進行通信的條款(terms)；這可以包括向模塊指派的帶寬量、模塊經(jīng)由MCN交換機111對其他模塊的訪問級別、和/或通過MCN 110的模塊的通信優(yōu)先級。這些條款可以是MCN配置狀態(tài)的一部分。監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過與模塊進行通信來實現(xiàn)通信條款中的一些條款(例如，利用模塊來設(shè)置所建立的通信的速率)，并且通過與MCN交換機111進行通信來實現(xiàn)通信條款中的一些條款(例如模塊通信優(yōu)先級)，但是可以另外地或替選地以任何合適的方式來實現(xiàn)通信條款。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選以三個主要方式來管理MPN 120；通過PMC 121、通過MPN電池122(如果存在)、以及通過在MCN 110上與模塊的通信；但是可以另外地或替選地以任何合適的方式來管理MPN 120。例如，如果MPN 120包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器123，則監(jiān)督控制器130也可以經(jīng)由對開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器123的控制來管理MPN。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過監(jiān)視和/或控制流過每個PMC 121的電力來通過PMC 121管理MPN 120。監(jiān)視在PMC 121處的電流和電壓優(yōu)選地允許監(jiān)督控制器130來確保模塊在指定參數(shù)內(nèi)操作(例如，不抽拉過多電流或向MPN 120提供過高電壓)?？刂仆ㄟ^PMC 121的電力優(yōu)選包括限制能夠流過PMC 121的電流(在任何方向上)。例如，限制電流可以有助于防止模塊接口140短接抽拉過多的電力?？刂仆ㄟ^PMC 121的電力可以另外地或替選地包括關(guān)斷(switch)PMC 121以使得電流無法再經(jīng)過它；如果PMC 121直接處于模塊接口140前面，則關(guān)斷PMC 121可以用作將模塊接口140從MPN 120斷開。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過與電池進行通信和/或直接地控制MPN電池122電路來通過MPN電池122管理MPN 120。具體地，監(jiān)督控制器130優(yōu)選控制MPN電池122是否處于充電模式(例如它能夠從MPN 120抽拉電力)、供電模式(例如它能夠向MPN 120供應(yīng)電力)、或者斷開模式(例如將它從MPN 120分離)中。監(jiān)督控制器130可以通過以下方式來對這進行控制：向MPN電池122發(fā)送控制信號或者直接更改連接到MPN電池122的電路的狀態(tài)。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過向模塊提供它們應(yīng)當(dāng)如何與MPN 120相接口的指令來利用通過MCN 110與模塊的通信對MPN 120進行管理。這可以包括對模塊進行指令：它們僅可以使用一定電量，或者在模塊能夠向MPN 120供應(yīng)電力(例如電池模塊)的情況下，那些模塊是否應(yīng)當(dāng)接收電力或者向MPN 120供應(yīng)電力。這也可以包括對模塊的、關(guān)于電力使用的任何其他合適的指令。這些指令可以是由監(jiān)督控制器130設(shè)置或管理的模塊電力狀態(tài)的一部分。如果模塊未遵循監(jiān)督控制器130的指令，則監(jiān)督控制器130可以斷開或者以其他方式限制模塊對MPN 120的訪問。

在MPN 120被用于通信的發(fā)明實施例的變型中，監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過上述技術(shù)的組合來控制通過MPN 120的通信，但是可以另外地或替選地以任何合適的方式來控制通過MPN 120的通信。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地在其存儲器中存儲與MCN 110和MPN 120的操作相關(guān)的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)優(yōu)選地基于系統(tǒng)100的狀態(tài)來指令監(jiān)督控制器130如何管理MCN 110和MPN 120。例如，在監(jiān)督控制器130中存儲的數(shù)據(jù)可以指令監(jiān)督控制器130斷開抽拉超過500mA電流的任何模塊。作為另一個示例，該數(shù)據(jù)可以指令監(jiān)督控制器130在模塊被添加至系統(tǒng)100時如何枚舉該模塊。在監(jiān)督控制器130上存儲的數(shù)據(jù)可以另外地或替選地包括模塊信息數(shù)據(jù)、電力狀態(tài)數(shù)據(jù)、以及任何其他合適的數(shù)據(jù)。模塊信息數(shù)據(jù)優(yōu)選包括關(guān)于應(yīng)當(dāng)如何基于標(biāo)識號或其他特性來對模塊進行處理的信息。例如，模塊信息數(shù)據(jù)可以包括與顯示模塊相對應(yīng)的模塊標(biāo)識號的列表。連同應(yīng)當(dāng)在MCN 110上給予顯示模塊優(yōu)先級的規(guī)則，這允許監(jiān)督控制器130幫助保證在系統(tǒng)100上的服務(wù)質(zhì)量。電力狀態(tài)數(shù)據(jù)優(yōu)選包括關(guān)于能夠在模塊中(或在系統(tǒng)100中)實現(xiàn)的電力狀態(tài)的數(shù)據(jù)。例如，這可以包括存儲關(guān)于應(yīng)當(dāng)向模塊發(fā)送什么命令以實現(xiàn)節(jié)能模式的信息。監(jiān)督控制器130可以另外地或替選地包含由模塊供應(yīng)的信息；例如，在系統(tǒng)啟動或模塊初始化時，監(jiān)督控制器130可以向模塊詢問關(guān)于模塊的某些信息。然后，該信息可以被存儲(并且可能是其他模塊可訪問的)。對該信息的訪問優(yōu)選地使得模塊能夠知道系統(tǒng)100的狀態(tài)，和/或基于系統(tǒng)100的狀態(tài)(或基于連接的模塊的狀態(tài))來修改它們的狀態(tài)。

監(jiān)督控制器130優(yōu)選地使得模塊能夠在任何時候連接到系統(tǒng)100或從系統(tǒng)100斷開。監(jiān)督控制器130優(yōu)選地在模塊最初連接到系統(tǒng)100時啟動模塊初始化過程；模塊初始化過程優(yōu)選地初始化系統(tǒng)100和模塊之間的通信。該模塊初始化過程優(yōu)選地包括檢測(在監(jiān)督控制器130處)新連接的模塊的存在?？梢砸匀魏魏线m的方式檢測模塊的存在，并且可以包括如果監(jiān)督控制器130處于休眠狀態(tài)則喚醒監(jiān)督控制器130。模塊存在檢測的一些示例包括：經(jīng)由連接到監(jiān)督控制器130的傳感器(例如，標(biāo)明所連接的模塊的、檢測何時模塊接口140的物理引線被壓下的電路)來檢測模塊；經(jīng)由MCN 110來檢測模塊(例如，模塊通過MCN 110的數(shù)據(jù)線向MCN交換機111或任何其他合適的位置發(fā)送喚醒信號，或者模塊的連接以其他方式改變由MCN交換機111檢測到的信號)；或者經(jīng)由MPN 120來檢測模塊(例如，模塊到MPN 120的連接引起測量到的在功率上的下降，或者模塊通過MPN電力線來發(fā)送信號)。

一旦監(jiān)督控制器130已經(jīng)檢測到模塊，則監(jiān)督控制器130優(yōu)選地通過MCN 110(優(yōu)選地經(jīng)由MCN交換機111)來建立模塊和監(jiān)督控制器130之間的連接，并且向模塊提供指令以與MCN 110和MPN 120連接。模塊初始化過程可以另外地或替選地包括將模塊連接到MPN 120或修改與MPN 120的默認連接(如在下面的示例中所述)。

在一個示例中，模塊在系統(tǒng)100處于休眠狀態(tài)時連接到系統(tǒng)100。在該休眠模式中，MCN交換機111被關(guān)閉，并且監(jiān)督控制器130處于休眠狀態(tài)。MPN 120被配置為向每個模塊接口140供應(yīng)少量的電力。當(dāng)模塊被連接時，它經(jīng)由MPN 120接收電流受限制的電力供應(yīng)，允許該模塊至少部分地接通。然后，該模塊通過喚醒線(喚醒線將該模塊直接連接到監(jiān)督控制器130)向監(jiān)督控制器130發(fā)送喚醒信號，喚醒監(jiān)督控制器130。然后，監(jiān)督控制器130開啟MCN交換機111并且也指令MPN 120向模塊供應(yīng)全功率。在開啟MCN交換機111后，監(jiān)督控制器130優(yōu)選地在MCN 110和模塊之間建立通信鏈路，并且完成模塊初始化過程。

除了管理與MCN 110和MPN 120相關(guān)的模塊之外，監(jiān)督控制器130也可以以任何其他合適的方式來管理模塊。例如，監(jiān)督控制器可以連接被集成到模塊接口140內(nèi)的熱傳感器，并且以這種方式，檢測連接到系統(tǒng)100的模塊的熱性質(zhì)。例如，如果模塊開始變得過熱，則監(jiān)督控制器130能夠指令該模塊降低功耗，并且如果模塊沒有響應(yīng)，則監(jiān)督控制器可以切斷經(jīng)由MPN 120供給該模塊的電力，以保護該模塊和/或系統(tǒng)100以免損壞。監(jiān)督控制器也可以執(zhí)行功能，諸如基于來自其他模塊的信號來指令一個模塊進入休眠模式；例如，在檢測到來自運動檢測模塊的顯示模塊一段時間的不活動后將顯示模塊置于休眠。

在發(fā)明實施例的一個變型中，監(jiān)督控制器130其自身可以由連接到系統(tǒng)100的模塊管理或控制。例如，如果應(yīng)用處理器模塊被連接到系統(tǒng)100，則該應(yīng)用處理器可以能夠修改監(jiān)督控制器130的操作，包括修改監(jiān)督控制器130存儲的內(nèi)容和/或從監(jiān)督控制器130奪取某些功能。

在發(fā)明實施例的另一個變型中，監(jiān)督控制器130可以接收編程，該編程使得監(jiān)督控制器130能夠執(zhí)行附加功能(例如模塊功能數(shù)據(jù))。例如，監(jiān)督控制器130可以從模塊(例如應(yīng)用處理器)接收編程，該編程使得它能夠執(zhí)行該模塊的一些功能。所接收的編程可以被用來允許監(jiān)督控制器130在缺少模塊的情況下執(zhí)行該模塊的某些功能。在被發(fā)送到監(jiān)督控制器130時或者在經(jīng)監(jiān)督控制器130處理后，所接收的程序優(yōu)選地形成模塊仿真簡檔(規(guī)定監(jiān)督控制器130應(yīng)當(dāng)如何仿真模塊的功能中的一些功能的指令)。作為示例，通過麥克風(fēng)模塊、按鈕模塊、存儲模塊、觸摸屏模塊、應(yīng)用處理器模塊、和電池模塊與系統(tǒng)100的連接來創(chuàng)建聲音記錄設(shè)備。聲音記錄設(shè)備根據(jù)由用戶經(jīng)由觸摸屏模塊輸入并且由應(yīng)用處理器模塊應(yīng)用的參數(shù)來工作。在一個操作模式下，按鈕按下在所設(shè)置時間段的設(shè)定延遲后記錄聲音。在本示例中，用戶可以命令應(yīng)用處理器模塊來對監(jiān)督控制器130編程，以給定的延遲和時間段執(zhí)行該相同的功能。在監(jiān)督控制器130已經(jīng)被編程后，用戶去除應(yīng)用處理器模塊和觸摸屏模塊。因為在監(jiān)督控制器130中的編程，所以按鈕按下仍然如編程中所設(shè)置的那樣來記錄聲音，使得監(jiān)督控制器130能夠執(zhí)行先前由應(yīng)用處理器處理的功能中的一些功能。

模塊接口140用作實現(xiàn)模塊與系統(tǒng)100的連接。模塊接口140優(yōu)選允許模塊連接到MCN 110和MPN 120二者；模塊接口140優(yōu)選地利用導(dǎo)線連接到MCN 110和MPN 120，但是如先前所描述的，可以另外地或替選地以任何合適的方式連接到MCN 110和MPN 120。模塊接口140可以以任何合適的方式將模塊連接到MCN 110和MPN 120(例如，電地、光學(xué)地來連接)；給定模塊與MCN 110的連接方式和與MPN 120的連接方式可以是相同類型的或不同類型的。例如，模塊可以使用接觸方法(例如經(jīng)由插頭和插座的導(dǎo)電接觸)和/或非接觸方法(例如，光學(xué)的、電容、的和RF數(shù)據(jù)/電力傳輸方法)來連接到模塊接口140。如圖7中所示，模塊可以(通過模塊接口140)使用非接觸電容性數(shù)據(jù)傳輸方法連接到MCN 110，并且使用經(jīng)由彈簧引線而與導(dǎo)電墊接口的導(dǎo)電接觸來連接到MPN 120。

模塊接口140優(yōu)選為完全相同的，允許任何兼容的模塊連接到系統(tǒng)100的任何模塊接口140，但是可以替選地不完全相同(例如，針對不同的模塊類型的單獨的接口類型)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員從以上具體實施方式以及從附圖和權(quán)利要求將認識到，在不偏離所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)Ρ景l(fā)明的實施例作出修改和改變。