JPH08501165A - モジュル式ノートブックコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 モジュール式ノートブックコンピュータは、ＣＰＵモジュール、電源モジュール、並びにフロッピーおよびハードディスクドライブのような周辺機能モジュールを受入れるためのモジュール差込み孔（19、21、23、25）を有する骨組（11）を具備する。骨組は、組込み式圧縮バスおよびモジュール差込み孔の任意の一つに差込むことができるさまざまな機能モジュールを具備する。機能モジュールは、ＣＰＵ、電源、フロッビーディスク、ハードディスク、ＲＡＭメモリ、ＬＡＮ通信、モデム、ＦＡＸ通信、データ獲得を含むが、これに限定されるものではない。

Description

【発明の詳細な説明】 モジュル式ノートブックコンピュータ発明の分野 本発明は携帯用コンピュータシステムの領域、特にノートブックコンピュータ として知られている携帯用コンピュータに関する。発明の背景 ノートブックコンピュータは、外に出歩き仕事を持っていく必要があるコンピ ュータ使用者の間で人気がある。それらはラップトップよりも小さくて軽く、し たがってさらに携帯に便利である。しかしながら、さらに小さくて軽い携帯用コ ンピュータに対する革新に問題がないわけではない。１つとして、さらに小さい 携帯用コンピュータはバッテリパックに対してわずかな空間しかないことを意味 し、このことは通常再充電までの利用寿命が短いことを意味する。小さい大きさ に関係する他の問題は、多機能を備えることの困難さである。小さい大きさは当 然、周辺装置およびオプションにおいて広い選択をもたらすにはわずかな空間し かないことを意味する。 さらに、他の問題はアドレスとデータのバイト数に関係する。現在の技術水準 のコンピュータは、３２ビットアドレスと３２ビットデータワードを扱い得る。 しかしながら、３２ビットコンピュータは、典型的に多くのピン数と高い装置お よび構成密度とに等しいほぼ１００アクティブ信号分のバス構造が必要である。 小さなコンピュータにおけるそのような高密度は、熱消散をともなう問題のよう な他の問題を生じる。これらはノートブックコンピュータを設計し開発する際に お ける多くの問題のうちの２〜３のものにすぎない。 必要なことは、例えば単一３２ビット構造においてアドレスおよびデータの多 重化を使用して、また電力（ゆえにバッファ）要求を最小にし、熱および装置の 複雑さと密度の問題をも最小にする現在の水準の技術だけを使用して、最小のピ ン数で３２ビットの性能を可能とするバス構造に基づいたノートブックコンピュ ータに対する新しい設計をすることである。モジュール化は、ＣＰＵ、電源パッ ク、およびさまざまな既知の種類の周辺装置のすべてを含む実質上すべての構成 要素をモジュール式および「差込み」にすることによって新しいレベルに高める ことが必要である。発明の要約 本発明の具体例では、モジュール式コンピュータに対する骨組が、他の要素を 支えて囲込むための枠および囲込みと、機能モジュールをドッキングするための モジュール差込み孔とを有するように装備されている。枠および囲込みは、デー タおよびアドレスワードが一組の並列トレースを共有し、少なくとも一つの電力 トレースが電力を伝送する圧縮バス構造を含む、モジュール差込み孔間のアドレ ス、電力、制御およびデータ伝送をするためのノートバスを支える。骨組は、骨 組の外部から電力を受け、それをモジュール差込み孔により必要とされる電圧お よび電流レベルに変換し、変換された電力をノートバスの電力トレースに供給す る電力変換装置も有する。さらに、入出力用の表示スクリーンおよびキーボード があり、各モジュール差込み孔は機能モジュール上の組合わ せコネクタを受け、ノートバスに対する接続を提供する受けコネクタを有する。 一具体例では、骨組は、ノートバスの部分を囲込む中心支柱と、ノートバスの いづれの面にも配置されている複数のモジュール差込み孔とを有する。この具体 例では、各モジュール差込み孔は、受けコネクタと、機能モジュールを位置に誘 導するガイドと、組合わせコネクタを受けコネクタ中に係合して機能モジュール を保持するための係止装置と、操作者の操作により機能モジュールを取出す取出 し機構とを有する。 ＣＰＵモジュールは、本発明の具体例にしたがって、装備された骨組のモジュ ール差込み孔に誘導しドッキングするように構成されたケースに実装されたＣＰ Ｕを備えている。状態変換器は、ＣＰＵモジュールの中に存在し、ＣＰＵの状態 とノートバスの状態間の変換を行うために接続されている。一具体例では、ＣＰ Ｕモジュールは、バス待ち状態がない素早いメモリ応答を提供するために、実装 ＲＡＭを有している。 本発明にしたがったモジュール式コンピュータは、上記した骨組に加えて、モ ジュール差込み孔にドッキングされ、ノートバスに接続されているＣＰＵ機能モ ジュールを有する。本発明の具体例にしたがって装備された電源のための電源モ ジュールがあり、そのような電源モジュールの１以上のものが延長された操作時 間を提供するために使用される。フロッピーディスク、ハードディスク、ＬＡＮ 通信、付加的なＲＡＭ、モデム通信、シリアル通信、および電話線を通じるＦＡ Ｘ送信のようなもののために機能モジュールも装備されてい る。 本発明のモジュール性は、使用者がモジュール式コンピュータをさらに強力な ＣＰＵに、または特定の要求に対して専用とされまたは特別に設計されたＣＰＵ にアップグレードすることを可能にするモジュール式ＣＰＵ結合を提供する点で 独特である。モジュール性は、使用者がさらに長い（またはさらに短い）再充電 までの時間を提供するようにコンピュータを適合させることができる。図面の簡単な説明 図１Ａは、本発明の具体例にしたがったモジュール式ノートブックコンピュー タの骨組の等軸投影図である。 図１Ｂは、１Ａ上の線１Ｂ−１Ｂ間から図１Ａのコンピュータの骨組を見た図 である。 図２は、図１Ｂの断面線２−２にしたがってとった図１Ａのコンピュータの骨 組の断面図である。 図３は、図１Ａの骨組のドッキングした差込み孔と関係した本発明にしたがっ た機能モジュールを示している。 図４は、本発明にしたがった機能モジュールの他の図である。 図５は、本発明にしたがった圧縮バスとコンビュータの骨組のドッキングした 差込み孔の接続とのブロック図である。 図６は、本発明の具体例にしたがったＣＰＵ機能モジュールのブロック図であ る。 図７は、内部バスへの接続の表示とコンピュータの電力変換装置とを備えた、 本発明の具体例にしたがった電源供給モ ジュールのブロック図である。 図８は、本発明で使用されるフロッピーディスクドライブモジュールのブロッ ク図である。 図９は、本発明の具体例で使用されるハードディスクドライブモジュールのブ ロック図である。 図１０は、本発明の具体例にしたがった「フラッシュカード」メモリのブロッ ク図である。 図１１は、本発明の具体例にしたがったＬＡＮモジュールのブロック図である 。 図１２は、本発明の具体例にしたがったモデムモジュールのブロック図である 。 図１３は、本発明の具体例にしたがったＦＡＸモジュールのブロック図である 。 図１４は、本発明の具体例にしたがったデータ獲得モジュールのブロック図で ある。発明の詳細な説明 一般的な記述 図１Ａは、本発明にしたがったノートブックコンピュータの骨組11の等軸投影 図である。骨組11は、後部ハウジング13、閉じて図示されているチルトアップ平 面パネル表示装置15、キーボード17および機能モジュールを差込むための複数の モジュール差込み孔を含む。後部ハウジング13は、幅広いさまざまな規格の電気 入力をコンピュータに要求されている形に変換する電源装置を含む。例えば、１ ２０Ｖ、６０Ｈｚの交流電流である標準的な家庭コンセントに接続するためのポ ー ト（図示せず）がある。電源装置は、入力をコンピュータバスおよび機能モジュ ールにより必要とされるような出力に変換する。直流６Ｖ、直流１２Ｖ、直流９ Ｖ用およびその他用の入力ポートもあり、本発明の１具体例の電源装置は、サン プリングすることにより入力特性を見分け、そして入力を使用するために適当な 実装回路に切替えることが可能である。 図１Ａに示されている具体例では、４つのモジュール差込み孔19、21、23およ び25が骨組の一方の側面に示されている。示されているモジュール差込み孔の反 対側である骨組のもう一方の側面には、さらに４つのモジュール差込み孔がある 。さらに多くのまたはさらに少ないモジュール差込み孔であってもよいが、８つ が便利であり、小さく簡単な状態であるとの要求の下ではバランスがよく、適切 な多機能性も有する。 図１Ｂは、図１Ａの矢印１Ｂ−１Ｂ方向における図１のノートブックコンピュ ータの骨組の端面図である。各モジュール差込み孔は、差込み孔19のレール27、 29のような一組のガイド・位置決めレールを有している。レールはモジュール差 込み孔に挿入された機能モジュールを位置決めし、ガイドする。セット中の各レ ールは、モジュールが差込み孔に十分に挿入された時に、モジュールを留めてお くための戻止め31のような戻止めを有している。各差込み孔は、差込み孔19中の コネクタ33のようなコネクタも有している。このコネクタは、差込み孔に挿入さ れた機能モジュール上の組合わせコネクタに結合させるためのものである。当該 技術分野の通常の知識を有する者には、ガイドレール、戻止めおよび結合が実現 で きる多くの等価な方法があることは明らかである。 図２は、図１Ｂの断面線２−２に沿ったモジュール差込み孔の丁度真上の平面 断面図である。差込み孔19、21、23および25が断面図の一方の側面に、そして差 込み孔35、37、39および41が反対の側面に示されている。プリント回路基板構造 57が、枠59の中心から実質的に垂直に下がった位置に止められている。コネクタ 33、43、45、47、49、51、53および55が、プリント回路基板構造に接続されてお り、それぞれの差込み孔部分に向けて外向きにそれらのピン構造を現している。 いま記載されている具体例においては、内部コネクタは雄コネクタであるが、こ れは本発明の要求するところではない。 図１Ａにおいても示されているように、各モジュール差込み孔は、モジュール 差込み孔の高さのほぼ中点において垂直に位置している一組の対向したレールを 有している。レール27および29はモジュール差込み孔19に役立ち、同様なレール が他のモジュール差込み孔のそれぞれに位置している。 図３は、骨組11のモジュール差込み孔25と整列している本発明にしたがった機 能モジュール61の等軸投影図である。モジュール61は、モジュール61が差込み孔 25に挿入された時にレール67および69とかみ合うようにするために、対向する側 面上にガイド63および65を含んでいる。モジュールは、モジュールが十分に挿入 された時にガイドレール67および69中の戻止めとかみ合うようにするために、２ つのスプリング付き戻止めレバー（レバー73が示されている）を有する。戻止め 71は図３のレール67に示されている。 各モジュール差込み孔は、モジュールが全挿入に近付いたときに機能モジュー ルによってかみ合わせられる圧縮スプリングメカニズムを有しており、戻止めレ バーが戻止めとかみ合わさった時、モジュールには外向きの力が働く。メカニズ ム75（図２）は典型例である。モジュールを挿入するためには、モジュールのガ イドをガイドレールと整列し、戻止めがかみ合わさるまでモジュールをモジュー ル差込み孔へ押込む。モジュールの前面77上のボタン79は、モジュールの戻止め レールを引っ込ませるためのものであり、フロッピーディスクドライブでよくあ るように、この場合スプリングメカニズムはモジュールをはじき出す。 図４は、機能モジュール61の等軸投影図であり、前面77の反対側の後面81を示 している、後面は、好ましい具体例では、図１Ｂおよび図２中のコネクタ33のよ うなそれぞれさや状になっている差込み孔に位置している雄コネクタと、組合わ せるための凹んだ雌コネクタソケット83を含む。第２の戻止めレバー74は図３の 反対のレバー73である。 上記した具体例では、また他の多くの具体例では、本発明のノートブックコン ピュータの骨組は、「差込み」機能モジュールのための上記したモジュール差込 み孔およびコネクタを備えた枠、電源供給装置、および他の周辺装置を含んでい る。骨組は、表示装置15、キーボード17、および後にノートバスと名づけられる 内部バス構造も含む。ノートバスは、「ノートバス構造」と題されるセクション で、付加的に詳細が記載されている。 図３および図４において、モジュール61によって表されているような機能モジ ュールは、幅広いさまざまな異なる機能が可能である幅広いさまざまな異なる型 で提供される。例えば、骨組11は「実装」ＣＰＵＮバッテリ電源、またはシステ ムメモリを具備していない。これらの機能は、および他のすべての機能は、利用 可能なモジュール差込み孔のどれか１つまたは組合わせに挿入される異なる型の 機能モジュールによって提供される。挿入される他の種類の機能モジュールは、 フロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、「フラッシュカード」 メモリモジュール、ＬＡＮ・モデムのアダプタ、ファックスモジュール、特定の 装置に適合したデータ獲得モジュールのような特殊なモジュール、およびさらに 多くのものを含む。機能モジュールは、「機能モジュール」と題する以下のセク ションでもさらに詳細に記載される。 電気的構成 図５は、本発明にしたがったノートブックコンピュータの電気的構成を示すた めに接続されている、ノートブックコンピュータの骨組11の内部要素を示すブロ ック図である。電源入力・変換装置85は、後部ハウジング13（図１）に囲まれて おり、電源入力用のポー卜87を有している。装置85は入力状態を感知し、適当な 回路を選択して、システムの他の要素に電力を供給するするために必要な電圧に 入力を変換する。変換装置からの出力は、データやアドレスのようなデジタル情 報はもちろん電源のためのパスを構成するノートバス89に向けられる。 幅広いさまざまな機能モジュールがあるので、上記に示し、以下にさらに詳細 に記載するように、ノートバスでは１以上の電源線が典型的に必要である。例え ば、本発明のノートブックコンピュータはハードディスクドライブを含み、これ らのモジュールはそれ自身の「実装」電源を備えていないことが好ましい。ハー ドディスク用のモータドライブは、例えばＣＰＵが要求するのとは異なる電源（ 電圧および電流）を要求するので、ノートバスには大きさと電圧レベルが異なる 並列電源線がある。典型的なノートバスは、例えば、複数の接地線はもちろんの こと、直流２４Ｖ、他に直流１２Ｖ、さらに他に直流５Ｖ線を有している。 ノートバス89は、ビデオランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ）を含み、表示装 置15に電力を供給するとともに制御を行うビデオ表示コントローラ91に接続し、 好ましい具体例では、表示装置15はアナログバス93上のアナログ駆動線によって 駆動される平面パネル表示装置である。ノートバス89は、リンク97を通してキー ボード17に電力を供給するとともにこれを制御するキーボードコントローラ95に も接続する。キーボードコントローラ95はキー入力を受け、ノートバス89に伝送 するためにその入力をデジタルデータに変換する。キーボードコントローラは、 キーボードにまたは骨組11に物理的に実装される。 図５に示されているように、ノートバス89はコネクタ33のようなコネクタを介 して、差込み孔19のようなそれぞれのモジュール差込み孔にも接続する。モジュ ール61のような機能 モジュールがモジュール差込み孔に挿入された場合、機能モジュールの後部にあ る組合わせコネクタはノートバスからのコネクタと組合わさり、そして機能モジ ュールの内部にある回路はノートバスに接続される。 ノートバス構造 ノートバスは上述されたように、電源およびデータパスから構成される。デジ タル線は32アドレスを伝送し、32ビットワード長でデータを伝えることができる 。ピン数とルート指定の複雑さを最小にするために、アドレスとデータは全体的 なバス構造中の一組のトレースに多重化される。当該技術分野の通常の知識を有 するものは、このタイプのバスが少ないピン数すなわち圧縮バスとして当該技術 分野で知られているものであるこどを認識するであろう。この種のバスでは、ア ドレスやデータ信号のような異なるタイプの信号が多重化を通じて信号パスを共 有する。例えば、データ線の同じ組が、32ビットアドレスと32ビット長のデータ ワードの両方を伝送することに使用される。 本発明のノートバスでは、インターラプト調停信号のようないくつかの制御信 号もデータ線を共有する。（ノートバス中の電源供給アナログ線を除いて）ノー トバスに対して使用できる典型例であるバスの典型例は、サン・マイクロシステ ムズにより実施された「Ｓバス」、デジタル・イクワイップメント・コーポレー ションからの「ターボチャネル」バス、およびＩＥＥＥ−４８８規格と互換性が あるバスである。 ノートバスは、プロセッサ、メモリおよび周辺装置モジュ ールを内部接続するための高速バッププレーンバスである。ノートバスは、すべ てのモジュール差込み孔に、標準動作とスタンバイ電源供給電圧および電気接地 も供給する。 機能モジュール 上記したように図３および図４は、本発明にしたがった機能モジュールの２つ の異なる図である。また上述したように、機能モジュールは多くの異なる機能を 有する。実際、別々の周辺装置、正電源およびＣＰＵモジュールに対する可能性 と同じぐらい多くの異なる機能がある。個々の機能モジュールは各機能用に設け られており、各々場合において機能モジュールは、骨組11に「差込む」ための差 込み孔、ガイドレールおよびコネクタと互換性のある物理的な大きさおよび形を 有している。 機能モジュールの「前面」、モジュールが「差込まれた」時に（図３の前面77 参照）外側にさらされる前面は、モジュールのタイプを特定する要素を有してい る。例えば、ＣＰＵモジュールは前面に表示器や他の要素がなく、一方フロッピ ーディスクモジュールは典型的にフロッピーディスクを挿入する開口と、フロッ ピーディスクを解放し取り出すための「キー」またはボタンを有している。 本発明独自の特徴は、ノートブックコンピュータ用のＣＰＵがＣＰＵ機能モジ ュールとして装備されていることである。これにより、使用者がＣＰＵパワーを 他のモジュールやノートブックコンピュータ用のアブリケーションに適合させる 能力を持ち、さらに強力なＣＰＵにアップグレードすることが 簡単になる。 図６は本発明にしたがったノートブックコンピュータの差込み孔に差込まれた ＣＰＵモジュール99のブロック図である。この場合（図２参照）、モジュールは コネクタ33を有する差込み孔19に差込まれる。これはモジュールが骨組11の任意 の解放差込み孔に差込まれてよいということの典型例である。コネクタ33または 他のモジュールコネクタに差込まれることによって、ＣＰＵモジュールの内部要 素がノートバス89に接続される。 モジュール99用の内部要素は、ＣＰＵ103、状態変換器105およびＲＡＭメモリ 113からなる。ＣＰＵ103は技術的に使用可能な幅広いさまざまなＣＰＵ（ときに はＭＰＵとも称される）の中の任意のものである。例えば、インテル８０３８６ や８０４８６モデル、ＭＩＰＳ、ＲＩＳＣ実行をするものや、その他の多くのも のである。ＣＰＵ103はパス107を介して、状態変換器105と情報のやりとりを行 い、状態変換器105はモジュール内部のバス109を介してコネクタ33と、したがっ てノートバス89と情報のやりとりを行う。モジュールがバス89に差込まれたとき は、バス109はバス89の延長である。 状態変換器105は、ＣＰＵの命令や要求をノートバスと互換性のある命令や要 求に変換するように設計されているチップまたはチップセットである。ＣＰＵ10 3は幅広いさまざまなＣＰＵの任意の一つのものであり、ノートバス89は幅広い さまざまな圧縮バスの任意の一つのものであると上述された。 当該技術分野の通常の知識を有する者にとっては、ＣＰＵとノートバス間で変換 を行う一層幅広いさまざまな状態変換器105があるということは明らかである。 状態変換器は、ＣＰＵとノートバスの可能性がある組合わせのそれぞれに対して 、理論的には異なる装置である。 ＲＡＭメモリモジュール113は、当該技術分野で知られているようにＰＣＢ上 に実装されている通常のＲＡＭチップから構成されており、端部コネクタのよう なプラグやコネクタインターフェースによって状態変換器105と接続可能である 。ＲＡＭモジュールをＣＰＵモジュールに「実装」する目的は、素早いメモリア クセスを提供するためである。このメモリアクセスは、ＲＡＭが他のモジュール 差込み孔の一つにおける別のモジュール内で使用可能となっているならば非常に 遅くなる。他のモジュール差込み孔におけるメモリはノートバス上にあり、バス 競合や待ち状態を受けやすい。ＣＰＵモジュールに対するＲＡＭ装置の差込みの 性質は、本発明のノートブックコンピュータ中のＣＰＵモジュールに備え付けら れるべきメモリ量を異なるものとすることができる。 上記したように、ノートバス89は、さまざまな差込み孔に差込まされたモジュ ール用の共有されたデータおよびアドレス線だけでなく、電源および接地接続か ら構成されている。したがって、パス109および107は、ＣＰＵ103および変換器1 05用の電源と接地線とから構成されている。もし例えば、ＣＰＵ103がインテル ８０４８６マイクロプロセッサであるならば、状態変換器105は、８０４８６の 状態装置をノート バスの状態装置に適合させるための変換器である。このノートバスは、バス89用 の上記したバスの任意の一つのもの、または他の圧縮バスである。特定の場合に 対して変換器が実現される多くの同等の方法がある。生産者に、ＣＰＵに対する 使用可能な設計情報やバス89に対する同等な情報を与えると、変換器と要求され ている接続を実施することは、過度の実験をしなくても当該技術分野の通常の知 識を有する者の技術的範囲のこととなる。これは従来の技術である。ノートブッ クコンピュータ内のモジュール差込み孔に差込むために、ＣＰＵを有するモジュ ール上に変換器を実現することは本発明にとって独自のことである。 本発明では、状態変換器は、多くのＣＰＵと多くの異なる可能性があるバスと の間での変換を可能とする単一のチップセットあるいは回路セットで実現される 。例えば、３つの異なるＣＰＵと３つの異なる圧縮バス間で変換をするために、 必要な回路と情報で変換器を設計し実行する。状態変換器は、製造サイクルの都 合のよい時間にまたはノートブックコンピュータを構成するためにモジュールを 選択するときでさえ、利用可能な選択枝から一つのＣＰＵと一つのバスを選択す ることによって、ハードウェアまたはソフトウェアプログラムでもなし得る。 ハードウェアのプログラム可能な変換器の例としては、変換器は、ＣＰＵとバ スの組合わせを選択する方法として製造の最終工程近くで、あるトレースを切断 することによって作られる。変換器は、実装のＥＰＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭ装 置によってプログラム可能にすることもできる。ソフトウェアプログラム能力の 例としては、変換器はマイクロプロセッサ技術とソフトウェアプログラムで実現 できる。例えば、本発明にしたがったノートブックコンピュータに組込む前に、 ＣＰＵモジュールを特別なプログラミング装置上のコネクタに差込み、所望する ＣＰＵとバス間で変換をするための実装ソフトウェアを設定するためにある命令 を送ることができる。当該技術分野の通常の知識を有する者にとっては、変換器 の実現には多くの実行可能な変形があるということは明らかである。 図７は、本発明の具体例にしたがったノートブック・コンピュータの差込み孔 に差込まれている電源モジュール111を示している。電源モジュールの目的は、 モジュール差込み孔に差込まれている任意のモジュールを含んでいるコンピュー タの電力供給源を提供することである。ノートブックコンピュータにおいて技術 的に共通であるが、典型的には再充電可能であるバッテリが骨組11内にあり、ま たバッテリは置換可能で、電源入力線87を介して再充電可能でもある。実装のバ ッテリバックの場合、電源バックよりもすべてのモジュール差込み孔で使用でき るという選択の自由がある。 機能モジュールを持たない骨組11は、コンピュータによって必要とされる電力 特性に変換され、ノートバスの電源線に分配される入力線87の一つに差込まれた 電源以外に電源能力を持たないことが望ましい。携帯性のために、電源は典型的 に１以上のモジュール差込み孔に差込まれている一つ（また はそれ以上）の電源モジュール111によって供給される。 モジュール111は、線117を通じて（この場合例えば）コネクタ33に、したがっ てノートバス89に接続されているバッテリパックを首している。ノートバスには 異なる電圧および異なる電流能力で機能モジュールに電力を供給するいくつかの 電源線があるので、電源モジュール111を接続するためのノートバス内の電源線 は、モジュールに電力を供給するための線とは同じでない。入力ポート87に対し て接続されているのと同様に入力として電源入力・変換装置85に接続するコネク タのようなモジュール差込み孔コネクタ上のピンへの別個の一組の電源線が代わ りにある。 図７では、線119および121が電源モジュール111を変換装置85に接続し、電源 モジュールからの電源入力は、電源入力線87に対してなされるのと同じように、 電流供給源として感知されて取扱われる。この電力は必要とされる電圧および電 流能力に変換され、電源供給出力線上に出力されモジュール差込み孔に戻される 。図７では、線119が接地であり、矢印123がモジュール差込み孔へのデータ／ア ドレス、制御および電源出力線のすべてを表している。矢印123により表されて いる線、そして線119および121はノートバス89である。図７には示されていない が、モジュール差込み孔コネクタのそれぞれに対して線119および線121との接続 がある。 モジュール111のような電源モジュールは、骨組11のモジュール差込み孔を通 してノートバスに差込むために使用されるのと同じコネクタを使用して、ノート ブックコンピュータ からは分離した充電モジュール上のコネクタに差込まれ、本発明にしたがったモ ジュール式ノートブックコンピュータで後に使用するために再充電される。さら に電源モジュールを備えると、１以上の電源モジュールを用いることにより、使 用者がノートブックコンピュータに対する携帯時間をいく分増やせることとなる 。 図８は、本発明の具体例にしたがったノートブックコンピュータのモジュール 差込み孔に差込まれているフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）モジュール12 5を示している。モジュール125は、本発明のノートブックコンビュータのモジュ ール差込み孔に差込むことができるようにコネクタ33と組合わせることができる コネクタ、ガイド、および戻止めを備えたケース130内に実装される通常の回路 を備えた公称３．５インチディスク用の通常のＦＤＤ装置129を含んでいる。ケ ースは、フロッピーディスクを挿入し取出すための開口131、フロッピーディス クを取出すための取出しボタン133から構成されている。コントローラ127は、線 126を通じて装置129と、線128を通じてコネクタ33（したがってノートバス89） と情報のやりとりをする。装置はコネクタ33上の適当なピンから電力も得るが、 これらのピンと線は示されていない。コントローラ127は、ノートバスとＦＤＤ 装置との間で変換をするためのＡＳＩＣチップまたはチップセットである。ＦＤ Ｄ装置のデータ記憶規格とバス89の特性を与えれば、実験をすることなくコント ローラ127を構成することは、当該技術分野の通常の知識を有する者の技術的範 囲内のことであ る。 図９は、本発明の具体例にしたがった骨組11のモジュール差込み孔内のバス89 に差込まれているハードディスクドライブ（ＨＤＤ）モジュール135を示してい る。ＨＤＤモジュール135は、本発明にしたがったノートブックコンピュータに 差込み互換性があるケース137内に実装された通常のＨＤＤ装置139から構成され ている。上述したＦＤＤモジュールの場合と同じように、ノートバス89とＨＤＤ 装置間で変換をするためにコントローラ141が設けられている。コントローラ141 は線143を通じてＨＤＤ装置139と、線145を通じてコネクタ33と情報のやりとり を行う。コネクタ33は、ノートブックコンピュータ内のモジュールコネクタの任 意の一つの典型例である。ＨＤＤ装置139とノートバス89との特性を与えれば、 実験をすることなくコントローラ141を実現することは、当該技術分野の通常の 知識を有する者の技術的範囲内のことである。電源線の接続は示されていない。 コントローラ141を実現する場合、使用されるプロトコルがいくつかある。ひと つは技術的に知られているＳＴ５０６規格である。他のものは技術的に知られて いるＩＤＥ規格である。さらに別のものは発明者に知られいるＥＩＤＥと呼ばれ る増強ＩＤＥであり、出願された別の特許出願の主題である。ＥＩＤＥプロトコ ルにおいては、連鎖的に接続され、付加的な選択番号で第２のＩＤＥ装置として 取扱われる多重ＩＤＥ装置がある。 図１０は、本発明のノートブックコンピュータのコネクタ33に差込まれる「フ ラッシュカード」メモリモジュール147 を示している。「フラッシュカード」は、コンピュータの内部バス構造と接続す るために、典型的に並列ポートに差込むことができる技術的に知られているＲＡ Ｍメモリカードである。モジュール147は、本発明にしたがったノートブックコ ンピュータのモジュール差込み孔と互換性のあるケース149に実装される通常の 「フラッシュカード」151を含む。上記した場合のように、コントローラ153は、 「フラッシュカード」のメモリ構造とバス89間で情報のやりとりを行うために必 要とされる。コントローラ153は、線155を通じて「フラッシュカード」装置151 と、線157を通じてコネクタ33と情報のやりとりを行う。フラッシュカードを挿 入し取出すために、ケース149にの開口159が、また装置151にコネクタ（示され ていない）が選択的設けられ、所望された場合比較的大きなデータ記憶装置が差 込まれる。代わりに、インターフェースは、差込みモジュール147によって提供 されるモジューラインターフェースである。繰返すが、フラッシュカードとバス 89の既知の特性が与えられれば、コントローラの実現は当該技術分野の通常の知 識を有する者の問題である。 図１１は、本発明の具体例にしたがったノートブックコンピュータのコネクタ 33に差込まれるＬＡＮモジュール161を示している。図１１に示されている具体 例では、インサーネットカードのような通常のＬＡＮカードが、本発明の具体例 にしたがったノートブックコンピュータのモジュール差込み孔に差込み互換性が あるケース163に実装されている。ＬＡＮカード167は、モジュールが差込み孔に 差込まれた時に外 側にさらされるモジュール161のケース前面の通常のコネクタ161と情報のやりと りを行う。これは、ネットワーク上のコンピュータに接続するための技術的に知 られている種類の通常のコネクタである。 モジュール161内での第１の代わりの方法では、通常のＲＡＮカード167は、線 171および173を通して情報のやりとりをするコントローラ169にインターフェー スし、コントローラはバス89と通常のＬＡＮカード間での変換を行う。第２の代 わりの方法では、ＬＡＮカードには組込み式の変換が備えられており、別のコン トローラは必要とされない。第１の代わりの方法は好ましいものである。 図１２は、本発明の具体例にしたがったノートブックコンピュータの差込み孔 内のコネクタ33に差込まれたモデムモジュール175を示している。モデムモジュ ール175は、モジュール差込み孔に差込み互換性を有するケース177に実装された 通常のモデムカード181を含んでいる。用語「通常の」がカードまたは装置と関 連して使用されているこの場合、そして上記の他の場合では、回路および機能が 通常のものであることを意味する。本発明にしたがったノートブックコンピュー タの差込み孔に差込むために、大きさはモジュールケースと互換性があるように 調整される。 モデムカード181は、線183を通じて、ハンドセットが接続できるように１以上 の「ジャック」を含んでいる電話インターフェース179に接続する。カード181は 、通常のカードと圧縮バス間での変換を行うコントローラ185を介し、線18 7および189を通してノートバス89と情報のやりとりをする。代わりに、変換はモ デム回路を備えた単一カードで実現してもよい。 図１３は、本発明の具体例のモジュール差込み孔のコネクタ33に差込まれるＦ ＡＸモジュール191を示している。モジュール191は、本発明のモジュール差込み 孔に差込み互換性を有するケース193に実装されている通常のＦＡＸカード199を 含んでいる。ＦＡＸカード199は、線197を通して電話インターフェース195と情 報のやりとりを行う。上記したモデムモジュールの場合と同様に、電話インター フェース195は単一の電話「ジャック」より多くのものを有している。 コントローラ201は、通常のＦＡＸカード用の、線203および205を介するカー ドとノートバス89間のインターフェースを提供する。代わりに、コントローラは 、ＦＡＸ回路と同じカード上で実現できる。さらに他の変形は、上記したＦＡＸ 能力およびモデム能力は単一モジュールで実現できる。 図１４は、本発明の具体例にしたがったノートブックコンピュータのモジュー ル差込み孔のコネクタ33に差込まれる特殊データ獲得モジュール207を示してい る。モジュール207は、モジュール差込み孔に差込み互換性を有するケース209に 実装されている回路カード215を含んでいる。カード215は、外部装置に接続する ために１またはいくつかの獲得リード線を含んでいるインターフェース211と、 線213を通して情報のやりとりを行う。例えば、データモジュールは、オシロス コープの垂直および水平掃引の出力を迫跡するために設 けられ、一つは垂直掃引用そして一つは水平掃引用の少なくとも２つの入力リー ド線を有している。カード215は、線217を通してコネクタ33、したがってノート バス89と情報のやりとりを行う。カード215上の回路は、入力がアナログの場合 、入力をデジタル化し、ノートバス89と互換性があるように設計されている。測 定される信号の特性とノートバス89の特性を与えれば、このようなカードを実現 することは当該技術分野の通常の知識を有する者の範囲内の事項である。 ここに記載されているモジュールに加えて、本発明のモジュール式ノートブッ クコンピュータの用途を拡張するために設計され製作された他のモジュールがあ る。 本発明の精神およびその範囲から逸脱することなく行われる多くの変更がある ことは、当業者に明らかである。これらの変更の多くは、上記に記載されている 。例えば、８以上のまたはそれより少ないモジュール差込み孔でもよい。同様に 、骨組11のような骨組に差込むことができるように製作された多くの方式のモジ ュールがある。同様に、使用されるであろう多くの異なる種類のコネクタがある 。使用できる多くの種類の圧縮バス、構成できる多くの種類のモジュール、本発 明の精神およびその範囲から逸脱することなく行える多くの他の変更がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機能モジュールをドッキングするためのモジュール差込み孔を有し、骨組の 要素を支えて囲込むための枠および囲込み手段と、 データおよびアドレスワードが一組の並列トレースを共有して少なくとも一つ の電源トレースが電力を伝送する圧縮バス構造を含む、モジュール差込み孔間の アドレス、電力、制御およびデータ伝送を行うノートバス手段と、 前記骨組の外部から電力を受け、前記モジュール差込み孔によって必要とされ る電圧および電流レベルに前記外部電力を変換し、前記外部電力を前記ノートバ ス手段内の少なくとも一つの電カトレースに供給する電力変換手段と、 文字および図形情報を表示するための前記ノートバス手段に接続された表示手 段と、 使用者が前記ノートバスに文字と命令を入力するための前記ノートバス手段に 接続されたキーボード手段とを具備し、 前記モジュール差込み孔のそれぞれが、機能モジュール上の組合わせコネクタ を受け、前記ノートバス手段に対する接続を提供するための受けコネクタを有す るモジュール式コンピュータ用の骨組。 ２．前記枠および囲込み手段は、前記ノートバスの部分を囲込む中心支柱と、前 記中心支柱の各側面に配置された複数のモジュール差込み孔とを有し、 前記モジュール差込み孔のそれぞれは、モジュールを受入 れて前記モジュール差込み孔に誘導するガイド手段と、前記受けコネクタにかみ 合わされた前記組合わせコネクタが受けられた時に、前記モジュールを保持する 係止手段と、前記モジュール差込み孔からモジュールを取出すための使用者によ って操作できる取出し手段とを有する請求項１記載の骨組。 ３．骨組内のバス手段の個々のトレースに接続されているピンを有する受けコネ クタを備えたモジュール式コンピュータ用の骨組のモジュール差込み孔に差込む ためのＣＰＵモジュールにおいて、 前記ＣＰＵモジュールは、 前記ＣＰＵモジュールの要素を支えて囲込むケースと、 前記モジュール差込み孔のガイドと係合し、係合および離合の場合に、前記モ ジュール差込み孔の中にまたは外へ前記ＣＰＵモジュールを誘導するガイド手段 と、 前記受けコネクタに係合して前記モジュール内のトレースを前記バスに接続す る組合わせコネクタ手段と、 前記ＣＰＵモジュールの前記ケース内に実装されているＣＰＵ手段と、 前記モジュールコネクタと前記ＣＰＵ手段とに接続され、前記バスと前記ＣＰ Ｕ手段間で信号を変換する状態変換手段とを具備しているＣＰＵモジュール。 ４．前記状態変換手段に接続され、ＲＡＭメモリに前記ＣＰＵ手段との最小アク セス時間を与えるＲＡＭメモリ手段をさらに具備している請求項３記載のＣＰＵ モジュール。 ５．機能モジュールをドッキングするためのモジュール差込 み孔を有し、モジュール式コンピュータの要素を支えて囲込むための枠および囲 込み手段と、 データおよびアドレスワードが一組の並列トレースを共有して少なくとも一つ の電源トレースが電力をモジュール差込み孔に伝送する圧縮バス構造を含み、前 記モジュール差込み孔のそれぞれの中の受けコネクタに接続するモジュール差込 み孔間のアドレス、電力、制御およびデータ伝送を行うノートバス手段と、 前記骨組の外部から電力を受け、前記モジュール差込み孔によって必要とされ る電圧および電流レベルに前記外部電力を変換し、前記外部電力を前記ノートバ ス手段内の少なくとも一つの電力トレースに供給する電力変換手段と、 文字および図形情報を表示するための前記ノートバス手段に接続された表示手 段と、 使用者が前記ノートバスに文字と命令を入力するための前記ノートバス手段に 接続されたキーボード手段と、 前記モジュール差込み孔の一つにドッキングされたＣＰＵモジュールとを具備 し、 前記ＣＰＵモジュールは、前記受けコネクタに係合し、前記モジュール内のト レースを前記バスに接続するモジュールコネクタ手段と、前記ＣＰＵモジュール 内に実装されるＣＰＵ手段と、前記モジュールコネクタと前記ＣＰＵ手段とに接 続され、前記バスと前記ＣＰＵ手段間の信号を変換する状態変換手段とを有する モジュール式コンピュータ。 ６．骨組内のバス手段の個々のトレースに接続されているピ ンを有する受けコネクタを備えたモジュール式コンピュータ用の骨組のモジュー ル差込み孔に差込むための電源モジュールにおいて、 前記電源モジュールは、 前記電源モジュールの要素を支えて囲込むケースと、 前記モジュール差込み孔のガイドと係合し、係合および離合の場合に、前記モ ジュール差込み孔の中にまたは外へ前記電源モジュールを誘導するガイド手段と 、 前記受けコネクタに係合して前記電源モジュール内のトレースを前記バス手段 に接続するモジュールコネクタ手段と、 前記電源モジュール内に実装され前記モジュール式コンピュータに電力を供給 する電力蓄積手段とを具備している電源モジュール。 ７．骨組内のバス手段の個々のトレースに接続されているピンを有する受けコネ クタを備えたモジュール式コンピュータ用の骨組のモジュール差込み孔に差込む ためのＩ／Ｏ機能モジュールにおいて、 前記機能モジュールは、 前記機能モジュールの要素を支えて囲込むケースと、 前記モジュール差込み孔のガイドと係合し、前記モジュール差込み孔の中にま たは外へ前記機能モジュールを誘導するガイド手段と、 前記受けコネクタに係合して前記機能モジュール内のトレースを前記バス手段 に接続するモジュールコネクタ手段と、 前記モジュール式コンピュータ用のＩ／Ｏ機能を実行する ために前記機能モジュール内に実装され、前記モジュールコネクタ手段を介して 前記バスに接続されるＩ／Ｏ機能手段とを具備しているＩ／Ｏ機能モジュール。 ８．前記モジュールは、フロッピーディスクを挿入および取出すための曲記モジ ュール差込み孔に係合された前記フロッピーディスクモジュールとアクセス可能 であるポートと、読み書き手段と、前記バス手段から前記フロッピーディスクモ ジュールを操作できるように構成されたディスクコントローラとを有するフロッ ピーディスクモジュールである請求項７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 ９．前記モジュールは、少なくとも一つのハードディスクと、読み書き手段と、 前記バス手段から前記ハードディスクモジュールを操作できるように構成された ディスクコントローラとを有するハードディスクモジュールである請求項７記載 のＩ／Ｏ機能モジュール。 １０．前記モジュールは、前記バス手段によって、前記モジュール差込み孔に差 込まれたＲＡＭメモリモジュールと接続およびアクセス可能なＲＡＭメモリを有 するＲＡＭメモリモジュールである請求項７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 １１．前記モジュールは、局所領域ネットワーク上の前記モジュール式コンピュ ータと他のコンピュータシステム間での通信を提供するＬＡＮモジュールである 請求項７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 １２．前記モジュールは、電話接続を介して前記モジュール式コンピュータと他 のコンビュータシステムの間の通信を提 供するモデムモジュールである請求項７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 １３．前記モジュールは、直列リンクを介して前記モジュール式コンピュータと 他のコンピュータシステム間の通信を提供する直列通信モジュールである請求項 ７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 １４．前記モジュールは、電話リンクを介してＦＡＸ送信および受信を行うファ クシミリモジュールである請求項７記載のＩ／Ｏ機能モジュール。 １５．前記モジュールは、通信リンクを介して装置に命令を送信し、前記装置か らデータを受信し、前記データバス手段上に伝送するためにデータを変換するこ とができる、前記装置からのデータを獲得する特殊モジュールである請求項７記 載のＩ／Ｏ機能モジュール。