CN100351773C - 支持数字视频接口的计算机切换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持数字视频接口的计算机切换器，其包含服务器端接口、使用者端接口、切换电路以及数字视频重叠电路。服务器端接口用以连接多个计算机，而使用者端接口用以连接多个操作及显示装置。切换电路用以安排操作及显示装置与计算机之间的连接路径。数字视频重叠电路由服务器端接口接收所述计算机的数字视频信号，且根据所述操作及显示装置的电子信号，将数字视频重叠影像重叠至数字视频信号中，并经由使用者端接口将已重叠的数字视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

Description

支持数字视频接口的计算机切换器

技术领域

本发明涉及一种计算机切换器，尤其涉及一种支持数字视频接口的计算机切换器。

背景技术

由于信息技术的快速发展，使得计算机及其它周边装置的应用相当普及。传统上，每台计算机都应配备一组操作及显示装置，例如键盘、鼠标、监视器及喇叭等。但是，当使用者使用不只一台的计算机来处理事情时，这种传统的配置方式却显得十分浪费金钱与空间。公知技术于是发展出一种计算机切换器(Keyboard-Video-Mouse Switch；KVM Switch)来解决这样的问题。借助计算机切换器，使用者仅使用一组操作及显示装置即可管理多台计算机及其它周边装置。因此，计算机切换器不仅可降低成本，减少空间的浪费，同时也可克服不同接口间的兼容性问题。

一般来说，计算机的数字视频信号必须转换成模拟视频信号后，才能显示在仅具有模拟式接口的传统显示装置上。计算机切换器因此提供模拟式接口，以传输计算机与显示装置间的模拟视频信号。然而，模拟视频信号十分容易被传输线所影响，而且其所构成的影像质量并不够好。另一方面，1998年9月，在Intel开发者论坛上成立的数字显示工作小组(Digital DisplayWorking Group；DDWG)，制定出一种新的视频接口，称为数字视频接口(Digital Visual Interface；DVI)。

数字视频接口的主要目的是让显示卡的视频信号通过数字的方式直接传输到显示器。数字的接口可保证全部影像内容都采用数字格式来传输，以维持计算机主机到显示装置整个传输过程中数据的完整性(无干扰信号引入)，因此可获得更清晰的影像。以前的阴极射线管显示器因为其所使用的是模拟信号，所以传统的D-sub 15pin显示器接头走的是模拟信号(复合信号)，在使用时必须先将显示卡的数字视频信号转换成模拟视频信号后才能送到显示器。

在数字/模拟或模拟/数字转换与模拟信号的传输过程中不免会降低影像的质量。

由于内部为纯数字设计的数字显示器，如液晶显示器、液晶投影机、电浆电视、液晶电视等数字产品，近年来日益普及。视频信号的传输若是依旧必须通过传统的D-sub 15pin显示器接头，亦即先将数字视频信号转为模拟视频信号，再将模拟视频信号传入数字显示器，最后在数字显示器内部再次转换回数字视频信号。若能直接通过数字视频接口传输数字视频信号，应有助于提高影像的质量。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种支持数字视频接口的计算机切换器，可将屏幕上显示(On Screen Display；OSD)影像重叠至原本的数字视频信号中，以协助使用者操作、管理或监视计算机切换器的切换动作及系统状况。

为了实现上述目的，本发明提供一种支持数字视频接口的计算机切换器，其至少包含：一服务器端接口，连接至多个计算机；一使用者端接口，连接至多个操作及显示装置；一切换电路，安排所述操作及显示装置与所述计算机之间的连接路径；以及一数字视频重叠电路，由该服务器端接口接收所述计算机的一数字视频信号，且根据所述操作及显示装置的一电子信号，将一数字视频重叠影像重叠至该数字视频信号中，并经由该使用者端接口将已重叠的该数字视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

依照本发明的一较佳实施例，此支持数字视频接口的计算机切换器，其包含服务器端接口、使用者端接口、切换电路以及数字视频重叠电路。服务器端接口用以连接多个计算机，而使用者端接口用以连接多个操作及显示装置。切换电路用以安排操作及显示装置与计算机之间的连接路径。数字视频重叠电路由服务器端接口接收所述计算机的数字视频信号，且根据所述操作及显示装置的电子信号，将数字视频重叠影像重叠至数字视频信号中，并经由使用者端接口将已重叠的数字视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

本发明另一方面是在提供一种计算机切换器，可供切换模拟及数字视频信号，且可针对不同的视频信号提供对应的屏幕上显示(OSD)影像，以增进计算机切换器的操作功能与提高其兼容性以及可扩充性。

依照本发明的另一较佳实施例，此计算机切换器包含服务器端接口、使用者端接口、切换电路、数字视频重叠电路以及模拟视频重叠信号。服务器端接口具有模拟视频接口以及数字视频接口，且用以连接至多个计算机。使用者端接口具有模拟视频接口以及数字视频接口，且用以连接至多个操作及显示装置。切换电路安排操作及显示装置与计算机之间的连接路径。

数字视频重叠电路由服务器端接口接收所述计算机的数字视频信号，且根据所述操作及显示装置的电子信号，将数字视频重叠影像重叠至数字视频信号中，并经由使用者端接口将已重叠的数字视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。模拟视频重叠电路由服务器端接口接收所述计算机的模拟视频信号，且根据该电子信号，将模拟视频重叠影像重叠至模拟视频信号中，并经由使用者端接口将已重叠的模拟视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，结合附图对本发明详细说明如下。

附图说明

图1A绘示本发明的一较佳实施例的外部连接示意图；

图1B绘示图1A的计算机切换器的内部示意图；

图1C绘示图1A的计算机切换器的影像重叠流程图；

图2A绘示本发明的另一较佳实施例的外部连接示意图；以及

图2B绘示图2A的计算机切换器的内部示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、200：计算机切换器        102、202：服务器端接口

104、204：使用者端接口        106、206：切换电路

108、208：数字视频重叠电路    112、212：计算机

114、214：操作及显示装置      122、222：切换芯片

124、224：微处理器            132、232：数字视频接收电路

134、234：数字视频传输电路    136、236：数字视频控制器

138、238：存储单元

152、154、156、158、160、162、164、166：步骤

210：模拟视频重叠电路    242：模拟视频接收电路

244：模拟视频重叠电路    246：模拟视频控制器

具体实施方式

为了能够清楚地描述本发明的实施例，首先定义数个用于以下说明与附图标记的中的缩写符号。初始的数字视频信号定义为DS，数字视频信号DS在被转换后定义为CDS，数字视频信号CDS被重叠OSD影像后则定义为OCDS，最后再被转换的数字视频信号OCDS定义为COCDS。

图1A绘示本发明的一较佳实施例的外部连接示意图，用以说明多个操作及显示装置114如何借助计算机切换器100连接至多个计算机112。如图1A所示，服务器端接口102用以连接多个计算机112，而使用者端接104则用以连接多个操作及显示装置114。计算机112可为服务器主机、个人计算机、笔记型计算机或其它具有视频输出功能的计算机设备。操作及显示装置114则包含操作装置，例如键盘与鼠标以及显示装置，例如为阴极射线管显示器或液晶显示器。

此较佳实施例的计算机切换器100支持数字视频接口。也就是说，计算机112可经由具有数字视频接口的服务器端接口102传输数字视频信号至计算机切换器100中，再经由具有数字视频接口的使用者端接口104将数字视频信号传输至目的地的操作及显示装置114。

图1B绘示图1A的计算机切换器100的内部示意图，以下说明请配合参照图1A以及图1B。切换电路106用以安排操作及显示装置114与计算机112之间的连接路径。更具体地说，此较佳实施例中的切换电路106包含切换芯片122以及微处理器124。操作及显示装置114的电子信号，例如鼠标信号或是键盘信号，会经由使用者端接口104被传输到切换芯片122。接着，依照切换芯片中122内的连接路径，所述电子信号被传输至其目的地的计算机112。上述连接路径由微处理器124根据一路径选择设定来安排设定，使用者可由真手按或是软件控制来修改此路径选择设定。

另一方面，数字视频重叠电路108由服务器端接口102接收所述计算机112的数字视频信号DS，且根据所述操作及显示装置114的电子信号，将数字视频重叠影像，即屏幕上显示(On Screen Display；OSD)影像，重叠至数字视频信号中，并经由使用者端接口104将已重叠的数字视频信号COCDS传输至目的地的操作及显示装置114。

更具体的说，此较佳实施例的数字视频重叠电路108包含数字视频接收电路132、数字影像产生电路以及数字视频传输电路134等三个部分。在接收数字视频信号DS之后，数字视频接收电路132，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-161A Receiver，可转换数字视频信号DS的信号模式，使被转换后的数字视频信号CDS适于将数字影像重叠于其中。在此较佳实施例中，原本信号模式为精简化差动信号传输(Transition Minimized DifferentialSignal；TMDS)的数字视频信号DS，会被转换成24位画素数据以利之后进行数字影像重叠的步骤。

数字影像产生电路根据切换电路106的内部数据来产生数字视频重叠影像。举例来说，数字视频重叠影像的内容可显示统状况与切换芯片122内的连接路径，以协助使用者操作与管理此计算机切换器100。再者，此数字视频重叠影像可包含多个字符，所述字符可为文字、字母、数字、符号或图标，且各具有多个自订颜色。使用者可依照需求自行设定所述字符，并将此数字视频重叠影像的设定值储存于存储单元138中。

在此较佳实施例中，数字影像产生电路为一数字视频控制器136，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-859 Digital Visual Controller。而且，微处理器124亦根据所述操作及显示装置114的电子信号(例如使用者所下的键盘指令)，命令数字视频控制器136将所产生的数字视频重叠影像(即屏幕上显示影像)重叠至数字视频信号CDS中，以完成数字影像重叠的步骤。值得注意的是，基于数字影像的特性，数字视频控制器136可将此数字视频重叠影像半透明地重叠于原本的数字视频信号CDS中。如此，此数字视频重叠影像可半透明地显示于操作及显示装置114上，而使用者因此可同时观看原本数字视频信号所构成的影像以及额外附加上的数字视频重叠影像。

接着，数字视频传输电路134，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-164 Transmitter，可转换已重叠的数字视频信号OCDS的信号模式，使被转换且已重叠的数字视频信号COCDS可适于传输至操作及显示装置114。如上所述，此时24位画素数据的数字视频信号OCDS，其信号模式会被转换成精简化差动信号传输(TMDS)。而且，此数字视频传输电路134所支持的显示范围包含VGA至UXGA的分辨率(25-165MHz)，可供传输至操作及显示装置114(如液晶显示器)。

此外，使用者借以发出电子信号的操作及显示装置114可与显示已重叠的数字视频信号COCDS的操作及显示装置114为相同的或不同的。当两者相同时，则数字视频重叠影像仅显示于使用者所使用的操作及显示装置114上。当两者不同时，使用者则可将数字视频重叠影像显示于其它使用者的操作及显示装置114上，且不仅限于单一其它使用者。如此，可方便于系统管理者利用数字视频重叠影像对其他使用者进行管理与监控，以提高计算机切换器100的管理与监控性能。

图1C绘示图1A的计算机切换器100的影像重叠流程图。在图1C中，此影像重叠过程以使用者借助屏幕上显示影像来切换操作不同的计算机112为例，以进一步地说明此较佳实施例中的影像重叠过程。以下说明请配合参照图1A以及图1B。

首先，使用者使用操作及显示装置114输入电子信号来呼叫出屏幕上显示影像，例如借助键盘输入电子信号(步骤152)。当使用者所输入的电子信号符合预先定义的热键(CTRL+CTRL或ScrollLock+ScrollLock)时(步骤154)，微处理器124即命令数字视频控制器136将数字视频重叠影像(即屏幕上显示影像)重叠至原本的数字视频信号中(步骤156)。此数字视频重叠影像例如为一屏幕上显示选单，其内容可显示系统状况与切换芯片122内的连接路径，以协助使用者操作与管理此计算机切换器100。

接着，使用者使用操作及显示装置114(如键盘或鼠标)输入电子信号以操作上述的屏幕上显示选单(步骤158)。当使用者所输入的电子信号指示进行计算机切换时(步骤160)，微处理器124即依此更新路径选择设定，并重新安排切换芯片中122内的连接路径，将使用者所操作的操作与显示装置114切换连接至另一台计算机112(步骤164)。

另一方面，当使用者并未指示要切换计算机时，屏幕上显示选单会询问使用者是否要离开此屏幕上显示选单(步骤162)。若使用者要离开此屏幕上显示选单，则结束影像重叠过程，使计算机切换器100恢复至正常的操作。若使用者不要离开此屏幕上显示选单，则可能会更换至其它的次选单，以供使用者借助此屏幕上显示影像对计算机切换器100进行进一步的操作、管理或监视动作(步骤166)。

此较佳实施例提供可支持数字视频接口的计算机切换器，将屏幕上显示(OSD)影像重叠至原本的数字视频信号中，以协助使用者操作、管理或监视计算机切换器的切换动作及系统状况。而且，数字的屏幕上显示影像可半透明地被重叠于原本的数字视频信号中。因此，使用者在查看屏幕上显示影像的同时亦可看到原本数字视频信号所构成的影像，兼顾两者所传达的实时信息。

图2A绘示本发明的另一较佳实施例的外部连接示意图。如图2A所示，计算机切换器200包含服务器端接口202以及使用者端接口204。服务器端接口202用以连接多个计算机212，而使用者端接口204用以连接多个操作及显示装置214。与前一较佳实施例类似，此较佳实施例中的计算机212可为服务器主机、个人计算机、笔记型计算机或其它具有视频输出功能的计算机设备，而操作及显示装置214则包含操作装置(例如键盘与鼠标)以及显示装置(例如为阴极射线管显示器或液晶显示器)。

特别的是，在此较佳实施例中，服务器端接口202及使用者端接口204皆支持模拟视频接口以及数字视频接口，例如DVI-I(DVI-Integrated)接口，或是以DVI接口搭配传统的D-sub 15pin显示器接头。因此，计算机212以及操作及显示装置214可选择地借助模拟视频接口或数字视频接口连接至计算机切换器200。也就是说，计算机212可经由具有模拟视频接口及数字视频接口的服务器端接口202传输视频信号至计算机切换器200中，再经由具有模拟视频接口及数字视频接口的使用者端接口204传输视频信号至目的地的操作及显示装置214。

图2B绘示图2A的计算机切换器200的内部示意图，以下说明请配合参照图2A以及图2B。如图2B所示，切换电路206用以安排操作及显示装置214与计算机212之间的连接路径。更具体地说，此较佳实施例中的切换电路206包含切换芯片222以及微处理器224。操作及显示装置214的电子信号，例如鼠标信号或是键盘信号，会经由使用者端接口204被传输到切换芯片222。接着，依照切换芯片中222内的连接路径，所述电子信号会被传输至其目的地的计算机212。上述连接路径由微处理器224根据一路径选择设定来安排设定，使用者可由真手按或是软件控制来修改此路径选择设定。

为了同时支持模拟视频接口以及数字视频接口，此较佳实施例的计算机切换器200根据视频信号的类型提供合适的影像重叠处理方式。

首先，视频信号的类型在实际上是十分容易分辨的。举例来说，支持模拟与数字显示的DVI-I接口，其以不同的针脚来分别对应模拟视频信号以及数字视频信号。因此，在视频信号进入服务器端接口202之初，即可借助不同的对应针脚分辨出该视频信号为一模拟视频信号或是一数字视频信号。甚者，借助两视频信号的不同的信号频率也是一种有效且精确的分辨方式。

接着，先说明数字视频信号的影像重叠处理方式。数字视频重叠电路208由服务器端接口202接收所述计算机212的数字视频信号DS，且根据所述操作及显示装置214的电子信号，将数字视频重叠影像，即屏幕上显示(OSD)影像，重叠至数字视频信号中，并经由使用者端接口204将已重叠的数字视频信号COCDS传输至目的地的操作及显示装置214。

更具体的说，此较佳实施例的数字视频重叠电路208包含数字视频接收电路232、数字影像产生电路以及数字视频传输电路234等三个部分。在接收数字视频信号DS之后，数字视频接收电路232，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-161A Receiver，可转换数字视频信号DS的信号模式，使被转换后的数字视频信号CDS适于将数字影像重叠于其中。在此较佳实施例中，原本信号模式为精简化差动信号传输(TMDS)的数字视频信号DS，会被转换成24位画素数据以利之后进行数字影像重叠的步骤。

数字影像产生电路根据切换电路206的内部数据来产生数字视频重叠影像。举例来说，数字视频重叠影像的内容可显示系统状况与切换芯片222内的连接路径，以协助使用者操作与管理此计算机切换器200。再者，此数字视频重叠影像可包含多个字符，所述字符可为文字、字母、数字、符号或图标，且各具有多个自订颜色。使用者可依照需求自行设定所述字符，并将此数字视频重叠影像的设定值储存于存储单元238中。

在此较佳实施例中，数字影像产生电路为一数字视频控制器236，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-859 Digital Visual Controller。而且，微处理器224亦根据所述操作及显示装置214的电子信号(例如使用者所下的键盘指令)，命令数字视频控制器236将所产生的数字视频重叠影像(即OSD影像)重叠至数字视频信号CDS中，以完成数字影像重叠的步骤。值得注意的是，基于数字影像的特性，数字视频控制器236可将此数字视频重叠影像半透明地重叠于原本的数字视频信号CDS中。如此，此数字视频重叠影像可半透明地显示于操作及显示装置214上，而使用者因此可同时观看原本数字视频信号所构成的影像以及额外附加上的数字视频重叠影像。

数字视频传输电路234，例如使用Silicon Image公司所提供的SiI-164Transmitter，可转换已重叠的数字视频信号OCDS的信号模式，使被转换且已重叠的数字视频信号COCDS可适于传输至操作及显示装置214。如上所述，此时24位画素数据的数字视频信号OCDS，其信号模式会被转换成精简化差动信号传输(TMDS)。而且，此数字视频传输电路234所支持的显示范围包含VGA至UXGA的分辨率(25-165MHz)，可供传输至操作及显示装置214(如液晶显示器)。

接着，再说明模拟视频信号的影像重叠处理方式。模拟视频重叠电路210由服务器端接口202接收所述计算机212的模拟视频信号，且根据所述操作及显示装置214的电子信号，将模拟视频重叠影像，即屏幕上显示(OSD)影像，重叠至模拟视频信号中，并经由使用者端接口204将已重叠的模拟视频信号传输至目的地的操作及显示装置214。

更具体的说，此较佳实施例的模拟视频重叠电路210包含模拟视频接收电路242、模拟视频控制器246以及模拟视频重叠电路244等三个部分。模拟视频控制器246根据切换电路206的内部数据来产生模拟视频重叠影像(OSD影像)。举例来说，模拟视频重叠影像的内容可显示系统状况与切换芯片222内的连接路径，以协助使用者操作与管理此计算机切换器200。而且，微处理器224亦根据所述操作及显示装置214的电子信号(例如使用者所下的键盘指令)，命令模拟视频重叠电路244将模拟视频重叠影像重叠至模拟视频信号中，以完成模拟影像重叠的步骤。

此外，使用者借以发出电子信号的操作及显示装置214可与显示已重叠的视频信号的操作及显示装置214为相同的或不同的。当两者相同时，则视频重叠影像仅显示于使用者所使用的操作及显示装置214上。当两者不同时，使用者则可将视频重叠影像显示于其它使用者的操作及显示装置214上，且不仅限于单一一个其它使用者。如此，可方便于系统管理者利用视频重叠影像对其他使用者进行管理与监控，以提高计算机切换器200的管理与监控性能。

此较佳实施例提供可切换模拟及数字视频信号的计算机切换器，针对不同类型的视频信号提供相对应的屏幕上显示(OSD)影像，以增进计算机切换器的操作功能与提高其兼容性以及可扩充性。而且，具有不同视频接口的计算机以及显示装置亦可借助此计算机切换器相互连接，并利用所附加的屏幕上显示(OSD)影像对其进行切换控制以及系统管理，为一种使用方便且经济实用的多服务器/使用者切换装置。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。

Claims (10)

1.一种支持数字视频接口的计算机切换器，其至少包含：

一服务器端接口，连接至多个计算机；

一使用者端接口，连接至多个操作及显示装置；

一切换电路，安排所述操作及显示装置与所述计算机之间的连接路径；以及

一数字视频重叠电路，由该服务器端接口接收所述计算机的一数字视频信号，且根据所述操作及显示装置的一电子信号，将一数字视频重叠影像重叠至该数字视频信号中，并经由该使用者端接口将已重叠的该数字视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

2.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中该电子信号与该数字视频信号对应至同一操作及显示装置。

3.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中数字视频重叠电路还包含：

一数字影像产生电路，根据该切换电路的内部数据产生该数字视频重叠影像；

一数字视频接收电路，转换该数字视频信号的信号模式，使该数字视频重叠影像适于重叠于已转换的该数字视频信号中；以及

一数字视频传输电路，转换已重叠的该数字视频信号的信号模式，使已转换且重叠的该数字视频信号适于传输至该操作及显示装置。

4.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中该数字视频重叠影像包含多个字符，且各字符具有多个自订颜色。

5.根据权利要求4所述的计算机切换器，其中所述字符为文字、字母、数字、符号或图标。

6.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中该数字视频重叠影像半透明地显示于该操作及显示装置上。

7.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中计算机切换器还包含：

一模拟视频重叠电路，由该服务器端接口接收所述计算机的一模拟视频信号，且根据该电子信号，将一模拟视频重叠影像重叠至该模拟视频信号中，并经由该使用者端接口将已重叠的该模拟视频信号传输至所述操作及显示装置其中之一。

8.根据权利要求7所述的计算机切换器，其中该服务器端接口与该使用者端接口均具有模拟视频接口与数字视频接口。

9.根据权利要求7所述的计算机切换器，其中该模拟视频重叠电路还包含：

一模拟影像产生电路，根据该切换电路的内部数据产生该模拟视频重叠影像。

10.根据权利要求1所述的计算机切换器，其中该计算机切换器还包含：

一存储单元，以储存该数字视频重叠影像的设定值。

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