CN100361102C - 安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置 - Google Patents

Abstract

一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，其控制电路设有：32位CPU，用于该装置内部各相关部件之间和装置内部与外部的各个无线和/或有线网络通道之间的相互访问和信息的共享、转发和控制；分别连接CPU与计算机系统总线的桥接器芯片或桥接电路，用于实现该装置和电脑主机系统总线的数据通信，并隔离该装置与主机系统总线的无关信号及电源的干扰信号；非易失存储器和内存芯片，局域网接口，无线网接口，互联网接口，LED指示电路，主机唤醒电路，复位电路和电源电路，以及嵌入式软件单元。该装置能够在主机开机状态下，实现主机自身以及与该装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备都能通过该装置受控和安全地访问互联网和/或相互访问。

Description

安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置

技术领域

本发明涉及一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，确切地说，涉及一种利用嵌入式的网络接入的无线/有线共享方式、安全地共享互联网的网络共享装置；属于计算机和网络通信技术领域。

背景技术

根据中国互联网信息中心( www.cnnic.com.cn)的官方文件，截至2005年1月19日的《第十五次中国互联网络发展状况报告》表明：我国上网用户总人数为9400万左右，上网计算机总数为4000万台左右。因此，现在的互联网Internet已经进入千家万户，宽带网络成为用户接入互联网的主要方式，宽带接入的带宽稳定，传输速度快，大大提高了家庭、个人用户的网络体验和企事业用户的电子化办公的工作效率。包括电子邮件、电子货币、网络交易、即时通信和资料传递等等互联网的各种应用，将以往的物理距离所带来的效率问题得到非常好的解决，而且，宽带接入方式可以将以往的拨号上网的速率提高了10至1000倍，甚至更多。

通常，为了通过宽带接入互联网或LAN局域网络，用户一般是使用在计算机主板上集成的以太网卡或者无线网卡，作为网络中的终端设备。但是，这些接入方式的共同缺陷是：仅能够利用主板系统的接口提供其计算机自身接入Internet的功能。而其他信息终端设备无法同时接入Internet；同一时间内，一组用户只能有一个人或者一台计算机访问互联网；从局域网到互联网的相互连接与切换都需要手动操作，而且，互联网的网络安全和局域网的共享性能不能同时达到最佳状态。

有些情况下，使用者存在有本地局域网络，可提供和实现企业或者家庭内部的数据共享，其关键问题是如何提高数据的传输效率，不需要过多考虑安全性的问题。目前，在局域网中，可以有一台或者多台机器具备访问互联网的能力，此时通常采用以下方式使得其他机器通过它们同时访问互联网络：

一、采用专用的路由设备，为每个用户提供内部共享方式或者真实地址直接访问互联网的能力。该方式的特点是：整个局域网的安全性由统一的装置进行管理和控制，即由路由器本身或者防火墙控制管理；而每个真实地址的用户，则由自身进行配置和控制；这样，虽然苛刻的配置规则可以提供很高的安全性，但对局域网内部的访问来说，则增加了资源共享的难度。

二、采用接入设备(例如电信运营商的宽带互联网接入方式ADSL中的ADSL接入调制解调器)直接联入局域网中，并由一台或几台接入计算机承担控制和接入操作，其余计算机或者信息设备都通过接入计算机访问互联网。该方式的特点是：整个局域网的安全性取决于安全能力较弱的接入设备，而且，其它用户计算机的安全性，都取决于接入计算机的设置状况和控制能力，还需要24小时保持接入计算机的不停运转和配置专职的管理人员来维护和管理；接入计算机需要安装专用网络共享软件；为了保证其他用户的使用效率，接入计算机的性能有较高要求。

三、采用接入设备(例如ADSL接入调制解调器)与接入计算机的独立以太网络端口连接，其余计算机或者信息设备则通过局域网访问接入计算机的局域网端口，由接入计算机内外转发进行互联网访问。该方式的特点是：局域网的安全性和用户计算机的安全性，取决于接入计算机的设置状况和控制能力，也需要24小时保持接入计算机的不停运转和专职管理人员进行日常维护和管理。为了保证其他用户的使用效率，接入计算机除了对性能有较高要求，还需要有额外的以太网接口提供给其它接入用户使用。

四、近年来的无线网络高速发展，其能够摆脱网络布线的限制和束缚的特点，随着传输速率、安全性和稳定性的不断提高而日益凸现出来。在上述的多种接入方式中，无论是局域网的连接，或者互联网的接入，均可以使用无线网络接口。按照业界的常用方式，目前的无线网络通常被看作是信号容易被监听的普通以太网，需要特别考虑安全问题。

上述这些共享接入方式的共同缺陷是：接入计算机必须开机和处于运行状态，或者由专用设备保持24小时的连续运转，因此，必须有专门的网络维护人员对该专用设备或者接入计算机进行操作维护管理；另外，这些设备的安全配置复杂，传输性能效率受影响较大。因此，如何提供一种结构简单、操作容易、维护方便的接入互联网的网络共享装置，就成为业内人士追求和探索的新课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，该网络共享装置藉助其结构相对简单的电路部件以及相应的可升级和配置的嵌入式软件，实现了安装本装置的计算机在开机状态下自身及其局域网或无线网中的其它设备安全和可控地共享访问互联网或有线/无线局域网的功能，为计算机网络的安全、共享和控制的实现提供了一个切实有效的技术手段和设备。

本发明的目的是这样实现的：一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，其控制电路上设有中央处理器、复位电路和电源电路，所述中央处理器是32位CPU，用于该网络共享装置内部各相关部件之间以及网络共享装置内部的多个网络通道与外部的多个无线和/或有线网络通道之间的相互访问和信息的共享、转发和控制；所述控制电路上还包括有：

桥接器芯片或桥接电路，其两端分别连接中央处理器的桥接接口和计算机系统总线，用于实现该网络共享装置和电脑主机系统总线的数据通信，并将该网络共享装置与电脑主机总线上其它设备产生的无关信号及电源电路产生的干扰信号进行隔离；

非易失存储器和内存芯片，分别连接中央处理器的存储控制器，用于存储嵌入式软件和用户的配置信息，以及该网络共享装置的运行控制程序；

局域网接口和互联网接口，分别连接中央处理器的网络控制接口，用于实现该网络共享装置与本地有线和远程互联网络的信息传输和交换；

无线网接口，通过无线收发模块连接中央处理器的扩展接口，用于实现该网络共享装置与本地无线网络的信息传输和交换；

发光二极管指示电路和主机唤醒电路，分别连接中央处理器的I/O接口，用于标明所述三个网络接口的工作状态和实现电脑主机的唤醒操作；以及

嵌入式软件单元，固化在非易失存储器中，以便在该网络共享装置工作时被中央处理器调用到非易失存储器或内存芯片中，按照用户设置的模式运行，完成网络数据的处理、共享和控制，实现该网络共享装置在开机状态下，计算机自身以及与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备都能够通过该网络共享装置受控和安全地访问互联网和/或相互访问；其特征在于：

所述电源电路由电脑主机的电源电路中的正5伏待机电源5VSB(+5V StandBy)馈电，该网络共享装置的桥接器芯片或桥接电路直接由主机供电，其余电路皆由该电源电路供电；该电源电路与电脑主机通过计算机系统总线共地，使得该电源电路和计算机总线上的供电部分相互隔离，在电脑主机开关机时，两者的馈电部分相互之间不会产生回流，符合电源系统ATX1.1或更高的国际规范；同时，又能使该网络共享装置通过电脑主机的电源直接接入市电，无论主机是否开机，该装置均可通过主机电源中的5VSB获得(5伏特2安培的)馈电，并按照非易失存储器中设置的基本模式开始工作，以及使得开机状态下的电脑主机以及与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备能够通过该网络共享装置受控和安全地访问互联网或相互访问。

所述网络共享装置包括一块安装在电脑主机扩展槽内、连接计算机总线的插卡。

所述计算机总线包括计算机周边组件互连标准接口PCI(PeripheralComponent Interface)总线、高速通用串行总线协议USB(Universal Serial Bus)2.0总线、内存总线和增强图形接口AGP(Advanced Graphic Port)总线。

所述桥接器芯片或桥接电路的一端与计算机系统总线连接，另一端连接的中央处理器桥接接口包括以太网接口、或USB接口、或独立模式下工作的总线接口；该桥接器芯片或桥接电路与计算机系统总线的选取、电路连接和控制方式，必须符合该装置的工作状态和计算机的工作状态两者之间彼此独立、不会相互影响的要求；所述桥接器芯片的型号是：当所述计算机总线是PCI总线接口时为RTL8100系列的RTL8139C或DM9000系列的DM9000AE，当所述计算机总线是USB2.0总线接口时为RTL8150，当所述计算机总线是PCI/AGP总线接口时为SAA7146A，或者是符合该网络共享装置和主机两者之间的工作状态互不影响的其他芯片器件或电路。

所述网络共享装置的电源电路输出的数字信号地和模拟信号地与无线网络的金属屏蔽外壳的地三者通过唯一的一个磁珠导体相互连接，该磁珠则与所述电脑主机的主机板总线的地相连接，形成该网络共享装置与电脑主机板的电源共地，以实现两者电源的匹配。

所述存储在非易失存储器中的嵌入式软件单元包括互联网共享模块、网络防火墙模块、防病毒模块、虚拟专网模块、语音电话模块、远程指令监听模块以及其他用户定制模块，还包括在该装置首次上电时按照该嵌入式软件人工设置或自动生成的用户配置信息，所述用户配置信息用于控制上述各个模块的运行状态。

所述嵌入式软件单元中的程序模块和用户配置信息，在市电停止供电时可以长时间保存；在市电正常供应时，可通过该电脑主机和与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备的修改界面对其中的程序模块和用户配置信息进行升级维护和/或修改配置；所述修改界面有两种：客户端/服务器模式的客户端配置升级界面和通过网络浏览器的配置升级界面，两者都可通过程序或者界面备份当前用户配置信息。

所述嵌入式软件单元可以对全部程序模块和配置信息进行整体升级维护或修改，也可以只对其中部分程序模块和/或配置信息进行升级维护或修改；且该部分程序模块和/或配置信息的升级或修改不会影响其他模块的工作状态，升级或修改失败时，相关的程序模块和配置信息会自动恢复前一状态或者出厂状态。

本发明是一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，该装置具有以下特点：在个人电脑和小型网络中使用嵌入式硬件和软件的方式实现局域网和互联网的安全和共享，在局域网内部实现高速交换，理论上能够不受到互联网入侵的影响；该装置使用自身嵌入系统中的各种规则，结合CPU网络处理器和桥接器等其它芯片的选择和电子电路的结构设计，能够自动保护局域网和用户的安全；而且，一旦配置完成后的使用过程中，访问互联网、安全保护等特性都对用户透明，即用户无需手动干预。

该装置还具有以下特点：当该装置的日常维护和升级操作失败后，会自行恢复到装置的前一正常工作状态；如果无法恢复到前一正常工作状态，则会在用户切断计算机主机电源后，重新上电时自动恢复到出厂状态，无需用户具有很高的技术背景。

该装置的安装条件为电脑主机是具备PCI/Cardbus接口和其他指定接口、符合或者高于ATX电源规范2.0的计算机系统，电脑主机的其它性能、操作系统和开关机状态对本装置本身的工作没有影响，也无需投资增添其它额外的网络设备和配置专业维护人员对其进行日常维护和管理。因此，本发明是一种颇有应用前景的个人电脑和小型网络的网络共享装置。

附图说明

图1是本发明安装在电脑主机中、能够实现主机本身以及与其相连接的其它局域网或无线网设备安全共享访问互联网的嵌入式网络共享装置的电路结构组成方框图。

图2是本发明安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置的一个实施例：计算机网络连接共享板卡的结构组成示意图。

具体实施方式

本发明是一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，安装该装置的电脑主机在开机状态下可以为本机以及与其连接的其它信息设备提供安全和可控的接入互联网和有线/无线局域网的能力。因此，该装置至少需要具备四个接口。即：A、与互联网络的接口；B、与其他设备的有线局域网络接口；C、与其他设备的无线局域网络接口；D、与计算机高速总线的接口。

参见图1，介绍本发明的电路结构组成。其控制电路上设有拥有较高性能、尤其是网络处理性能的32位CPU中央处理器1，该器件与该装置的非易失存储器3上的嵌入式软件相配合，具备比较完整和独立的网络处理能力，可在该芯片上执行完成网络数据的处理、共享和控制，用于实现该装置内部各相关部件之间以及装置内部与外部的各个无线和/或有线网络通道之间的相互访问和信息的共享、转发和控制，故该器件又称作嵌入式网络处理器。在控制电路上还包括有：

桥接器芯片或桥接电路2，其两端分别连接中央处理器1的桥接接口与计算机系统总线9，用于实现该装置和电脑主机系统总线9的数据通信，并将该装置与电脑主机总线的无关信号及电源的干扰信号隔离开来；

非易失存储器和内存芯片3，分别连接中央处理器1的存储控制器，用于存储嵌入式软件和用户的配置信息，以及运行该装置的控制程序；

局域网接口6和互联网接口7，分别连接中央处理器的网络控制器，用于实现该装置与本地有线局域网(LAN)和远程互联网络(WAN)的信息传输和交换；

无线网接口5，通过无线收发模块连接中央处理器的扩展接口，用于实现该装置与本地无线网络(WLAN)的信息传输和交换；

发光二极管指示电路8和主机唤醒电路，分别连接中央处理器的I/O接口4，用于标明上述三个网络接口5、6、7的工作状态和实现电脑主机的唤醒操作；

复位电路11以及由电脑主机的电源电路10中的正5伏待机电源5VSB(+5VStand By)馈电并进行DC-DC转换的电源电路12，该装置的桥接器芯片或桥接电路2直接由主机供电，其余电路皆由该电源电路12供电，该电源电路12与电脑主机通过计算机系统总线9共地，使得电脑主机无论在开机或者关机状态时，该电源电路12和主机电源系统之间都不会产生相互间的回流。因为符合电源系统ATX1.1或以上国际规范的计算机电源的5VSB本身在计算机接入市电后，无论计算机是否开机，都能提供2安培左右的5伏特供电，使得本发明装置均可按照非易失存储装置上的基本模式开始工作，使得计算机自身若处在开机状态、其局域网或无线网中连接的其他网络设备都可通过该装置受控和安全地访问互联网络或相互访问。

本发明装置桥接器芯片或桥接电路2与主控芯片1的以太网接口连接的一端，在计算机开关机状态和开关机瞬间，其电源匹配与标准的网络交换机连接是有所区别的：即该装置获取+5VSB后的电源电路的输出，需要分别为数字电路和模拟电路提供电压和地，而本发明的嵌入式网络共享装置中，还涉及到无线网络部分，其屏蔽用的金属外壳也要接地，即金属外壳要与数字地相连接。本发明的一个创新之处是：所述装置的数字电路和模拟电路的地以及金属外壳的地三者通过唯一的一个磁珠导体相互连接起来，该磁珠同时又与电脑主机的主机板总线的地相连接，形成本发明装置与电脑主机板的绝对共地，以实现两者电源的匹配。这也是该装置和电脑主机采用电源共地，从而实现电源匹配的关键。

固化在非易失存储器3中的嵌入式软件，在该装置工作时被中央处理器1调用到非易失存储器或内存芯片3中，按照用户设置的模式和状态运行，完成网络数据的处理、共享和控制，用户配置信息在装置首次上电时按照嵌入式软件程序设置自动生成；实现该装置在开机状态下，计算机自身以及与该装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备都能够通过该装置受控和安全地访问互联网和/或相互访问。

参见图2，介绍本发明的一个实施例：一块插入电脑主机的PCI插卡(当然，该装置的实现结构不限于插入主机的PCI插卡)。该PCI插卡与主机的接口符合PC12.2规范，其中主控芯片或中央处理器1是32位嵌入式网络处理器，桥接器或桥接电路2的一端9为该装置的计算机周边组件互连标准接口PCI界面，所以该装置可以选取型号为RTL8100系列的RTL8139C芯片用作桥接器芯片2；当然，本发明还可选用高速通用串行总线协议USB2.0总线、内存总线或增强图形接口AGP总线界面接口连接。桥接器芯片2与主控芯片1中的接口通过两者共有的高速接口互联协议实现连接，该高速接口互联协议至少包含网络第二层交换协议(MII)、以太网数据协议(MDI/MDI-X)，高速通用串行总线协议(USB2.0)或者计算机周边组件互连标准(PCI)总线协议等，图2所示的实施例中采用以太网数据接口协议连接。对于主控芯片1来说，它是将连接桥接器芯片2的电脑主机与其他通过与其连接的局域网和无线网络中的信息设备都平等对待和执行相关操作，实现安装本装置的计算机在开机状态下安全可控的接入互联网或有线/无线局域网。两个接口5、6分别是为其它信息设备提供的无线/有线局域网的连接接口，接口7是宽带互联网的连接接口。

为了实现本发明的装置在主机关机状态下，可为其它信息设备提供安全和可控的接入互联网和有线/无线局域网的能力。该装置除了满足前述要求外，还需要具备以下特性：该装置的电力供应不受到主机运行状态影响，该装置不主动对主机的各种状态产生影响；以及装置运行状态稳定。为此，本发明装置在电路和电源结构设计上进行了改进。

目前，市场销售的个人计算机绝大部分是符合计算机电源管理规范ATX1.1的，这些计算机系统的主机板上均有输出电压为5伏的待机电力供应接口5VSB，通常情况下，该5VSB是为设备唤醒主机准备的，本发明装置选取5VSB作为主要电力供应源是该装置的重要特点。只要符合ATX1.1规范的计算机系统电源线正确连接到市电供应上，5VSB输出的+5V电压就应该存在，即可实现该装置的电力供应，且不会受到主机运行状态影响。ATX1.1规范规定了5VSB的最小电流值和最大电流值，因此，本发明装置的工作电流要在该5VSB的最小电流和最大电流区间范围内。实际上，除了桥接器2和PCI总线接口9两个部件是由主机供电以外，该装置其余部分的各个电路部件的工作电压和电流总和都需要保持在5VSB的允许提供的电流范围内。本发明装置中的电源电路能够高效地将5VSB进行DC-DC转换为装置的工作电压，经过试验，本发明装置的电压转换电路可使本装置系统的工作电流不会超过ATX1.1规范规定的最大电流值，而且，通常在其达到最小电流值以上情况时就可稳定工作：既能够实现该装置不主动对电脑主机的电源状态造成影响，同时该装置能够稳定运行。图中的桥接器芯片2和PCI总线接口9也是该装置和电脑主机直接连接的接口，其中桥接器芯片2的一端与持续运行的主控芯片1连接，另一端则通过PCI接口9与电脑主机连接。与主机连接的一端是以标准的计算机扩展卡模式工作，如同计算机系统中的其他扩展插卡一样，其状态是受到计算机控制的，不会主动对计算机造成反向的影响；桥接器芯片2与主控芯片1连接的一端则完全受控于主控芯片1，所以无论桥接器芯片2处于工作或者停止状态，均可以和主控芯片1保持物理连接，不会相互造成损坏和影响。该实施例中，桥接器芯片2与主控芯片1连接的一端是采用以太网第二层(MII)/接口层(MDI/MDI-X)网络接口协议实现连接的。按照以太网网络接口协议规定，桥接器芯片2与主控芯片1的连接方式如同网络设备和网络交换机的连接方式，网络设备运行或者关闭都不会对网络交换机和其他网络设备造成影响，因此，桥接器芯片2的运行、切换或者关闭，都不会对主控芯片1的运行造成影响。具体形式是：在电脑主机开机时，该装置正常工作，受到主机控制的桥接器芯片或桥接电路2上电，桥接芯片或桥接电路2与主控芯片1连接的一端被看作以太网设备开始工作。对于主控芯片1来说，就是电脑主机和该装置的主控芯片1通过桥接器芯片或桥接电路2形成活动的以太网链路，此时，电脑主机可以通过本发明装置访问互联网、无线局域网或有线局域网；而在电脑主机关机时，如果主机的电源插头仍然正常地插接在市电插座上，本发明装置就会正常工作。因为桥接器芯片是接收电脑主机的控制，电脑主机没有上电，对于主控芯片1来说，仅仅是主控芯片1与桥接器芯片2没有形成活动的以太网链路，但是，其他局域网设备所连接的有线/无线域的网络端口和连接互联网的广域网端口均能够正常工作。在电脑主机开关机的瞬间，仅有桥接器芯片2与计算机系统总线连接的一端上的各条总线及其电压状态有所变换，而桥接器芯片2与主控芯片1连接的一端，其状态的变换滞后于桥接器芯片与计算机系统总线连接的一端，而且是以以太网或者其他不影响主控芯片状态的方式进行变换。综上所述，无论电脑主机和本发明装置处于何种状态或者进行切换的过程，都不会对另一方造成影响。

再者，本发明中的电脑主机中无需另行安装额外的以太网端口和网络共享及安全防护软件，也不需要给其他用户提供额外的网络数据处理能力。本发明装置除了满足前述要求外，还需要具备以下特性：主控芯片1可以独立完成网络处理工作，不会占用主机资源；该装置的数据处理和网络共享功能，均由装置独立实现，不需要主机安装软件。

在本发明的实施例的图2中，电脑主机只需要安装桥接器芯片2的驱动程序即可，其他功能均由该装置中的主控芯片1完成，电脑主机在安装本装置后，无需再安装额外的以太网端口和网络共享及安全防护软件；由于该装置采用的主控芯片1是32位处理器，拥有较高的性能，尤其是网络处理性能，可以独立工作；该装置的嵌入式软件，可完成网络数据处理、共享和控制，因此该装置是完整的嵌入式网络共享装置，其运行从电子学和计算机规范角度上都是独立于主机系统，对于用户而言，不需要提供额外的网络和数据处理能力来共享网络连接。

为了实现本发明目的中的简化安全配置，提供远程集中管理该装置、主机和其他网络设备的能力，本发明装置除了满足前述要求外，还需要具备以下特性：具有预置的安全规则供调度，远程访问和远程控制的接口，以及对主机和其他网络设备的远程控制接口。

本发明的嵌入式软件单元中的网络处理模块，加上了预置安全规则，结合网络控制模块，使得该程序能够按照预置安全规则过滤和分析网络数据报，去除有害或攻击性的数据，将安全数据转发到目的地，实现具有预置的安全规则供调度；本发明装置的宽带互联网端口5(WAN)提供访问远程网络的能力，局域网端口6(LAN)和无线网端口7(WLAN)分别提供访问本地有线和无线网络的能力，桥接器芯片2则提供访问本机的能力，该装置的嵌入式软件提供远程指令监听模块，实现了远程访问和远程控制的接口，实现该装置对主机和其他网络设备的远程控制。

特别需要指出的是，电脑主机可能处于关机状态，本发明的一个关键技术在于如何控制处于关机状态的主机，该装置的嵌入式网络处理器1提供通用数据端口(GPIO)控制线路，该GPIO控制电路通过简单外围上拉电路连接有安装在本装置的计算机主板上的网络唤醒(WOL)接口中的局域网唤醒(LAN-WAKEUP)管脚，嵌入式软件单元提供外部控制模块可以通过GPIO控制线路输出上拉信号，通过该装置的嵌入式软件远程指令监听模块，接受远程开机指令，经过分析确认后，向该装置嵌入式网络处理器中的GPIO控制线路发送电平变换请求，提供一个符合ATX1.1网络唤醒(WOL)规范的持续上拉电平区间，通过网络唤醒(WOL)接受上拉信号，实现主机的远程开机。

最后，为了实现本发明目的中的提供自动升级和模块化的嵌入式控制软件，该装置的升级功能除了满足前述要求外，还需要具备以下特性：可以对分离模块分别升级，具备自动升级的触发器和触发条件接受接口，升级和配置失败可以自动恢复前一状态或者出厂状态。

本发明装置的嵌入式软件和用户配置信息可以全部进行升级修改，也可以只进行部分的升级修改；部分升级修改的软件和模块至少包括：互联网共享模块、网络防火墙模块、防病毒模块、虚拟专网模块、语音电话模块以及其他用户定制模块，而且，部分升级不会影响其他模块的状态，各个模块的运行受到用户配置信息的控制。具体过程是通过用户配置界面主动提出模块升级申请，由嵌入式软件中的系统控制模块，接管系统控制权后，停止运行要升级的模块，再将用户指定版本的模块覆盖当前模块，覆盖操作前，要对用户指定版本和当前模块的版本进行判断：若前者版本新于后者，则进行覆盖，反之则通知用户确认或者取消，待覆盖成功后重新启动被升级的模块。所述嵌入式软件中的系统控制模块维护一个当前所有模块的版本列表，在用户有互联网连接时，定时向升级服务器获取最新的模块的版本列表，对比当前的模块版本，按照用户配置信息指示，自动进行升级或者通知用户确认，这里的通知用户方式可根据当前模块情况选择最佳的信息方式，例如，当前用户安装了合法授权的邮件服务模块，则可以通过电子邮件通知用户；如果用户安装了IM即时通信模块，则可通过MSN、QQ或类似的方式发出文本通知，同时修改用户配置界面的信息，一旦用户运行客户端或登陆WEB配置界面，就可以看到通知。

本发明的嵌入式软件和用户配置信息进行升级和配置修改时，在开始升级和/或配置前，首先备份当前状态，然后将开始状态码写入非易失存储器，并开始升级和/或配置的写入操作，当升级和/或配置信息写入成功后，将呈现成功码，写入失败则呈现失败码，藉此装置可以自动探测和判断模块升级和配置是否成功；如果装置读到升级和配置失败码时，则自行启动失败恢复机制，即该装置的程序模块和用户配置信息自动恢复到失败前的状态；当升级和配置造成嵌入式软件无法运行时，可在该装置和电脑主机两者都掉电后，重新上电，该装置会自行探测到仅有的开始状态码，此时该装置自行启动失败恢复机制，自动恢复到出厂状态。恢复到出厂状态是在非易失存储器的特殊区域中预置一个出厂状态的备份嵌入式系统，在系统装载程序探测到，并确认当前嵌入式软件因为升级和配置失败而无法运行，则被系统装载程序预置在特殊区域的出厂状态的嵌入式系统将会完整覆盖现有的嵌入式系统。覆盖成功后写入升级成功标记。预置出厂状态备份嵌入式系统置的特殊区域不可进行写操作，保证装置如果没有硬件损坏时，最低限度可以恢复到出厂状态。

本发明装置的嵌入式软件和用户配置信息是用户利用计算机自身通过桥接器芯片或者利用其它与其连接的局域网或无线网设备提供对嵌入式软件进行升级维护和用户配置信息的修改界面，该界面分为客户/服务器模式的客户端配置升级程序和通过网络浏览器的配置升级界面。当前用户配置信息可通过程序或者界面进行备份。

本发明已经进行了性能样机的试验实施，试验的结果是满意的，实现了预期的效果和发明目的。

Claims (8)

1、一种安装在电脑主机中的嵌入式网络共享装置，其控制电路上设有中央处理器、复位电路和电源电路，所述中央处理器是32位CPU，用于该网络共享装置内部各相关部件之间以及网络共享装置内部的多个网络通道与外部的多个无线和/或有线网络通道之间的相互访问和信息的共享、转发和控制；所述控制电路上还包括：

桥接器芯片或桥接电路，其两端分别连接中央处理器的桥接接口和计算机系统总线，用于实现该网络共享装置和电脑主机系统总线的数据通信，并将该网络共享装置与电脑主机总线上其它设备产生的无关信号及电源电路产生的干扰信号进行隔离；

非易失存储器和内存芯片，分别连接中央处理器的存储控制器，用于存储嵌入式软件和用户的配置信息，以及该网络共享装置的运行控制程序；

局域网接口和互联网接口，分别连接中央处理器的网络控制接口，用于实现该网络共享装置与本地有线和远程互联网络的信息传输和交换；

无线网接口，通过无线收发模块连接中央处理器的扩展接口，用于实现该网络共享装置与本地无线网络的信息传输和交换；

发光二极管指示电路和主机唤醒电路，分别连接中央处理器的I/O接口，用于标明所述三个网络接口的工作状态和实现电脑主机的唤醒操作；以及

嵌入式软件单元，固化在非易失存储器中，以便在该网络共享装置工作时被中央处理器调用到非易失存储器或内存芯片中，按照用户设置的模式运行，完成网络数据的处理、共享和控制，实现该网络共享装置在开机状态下，计算机自身以及与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备都能够通过该网络共享装置受控和安全地访问互联网和/或相互访问；其特征在于：

所述电源电路由电脑主机的电源电路中的正5伏待机电源5VSB馈电，该网络共享装置的桥接器芯片或桥接电路直接由主机供电，其余电路皆由该电源电路供电；该电源电路与电脑主机通过计算机系统总线共地，使得该电源电路和计算机总线上的供电部分相互隔离，在电脑主机开关机时，两者的馈电部分相互之间不会产生回流，符合电源系统ATX1.1或更高的国际规范；同时，又能使该网络共享装置通过电脑主机的电源直接接入市电，无论主机是否开机，该网络共享装置均可通过主机电源中的5VSB获得馈电，并按照非易失存储器中设置的基本模式开始工作，以及使得开机状态下的电脑主机以及与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备能够通过该网络共享装置受控和安全地访问互联网或相互访问。

2、根据权利要求1所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述网络共享装置包括一块安装在电脑主机扩展槽内、连接计算机总线的插卡。

3、根据权利要求2所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述计算机总线包括计算机周边组件互连标准接口PCI总线、高速通用串行总线协议USB2.0总线、内存总线和增强图形接口AGP总线。

4、根据权利要求1所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述桥接器芯片或桥接电路的一端与计算机系统总线连接，另一端连接的中央处理器桥接接口包括以太网接口、或USB接口、或在独立模式下工作的总线接口；该桥接器芯片或桥接电路与计算机系统总线的选取、电路连接和控制方式，必须符合该装置的工作状态和计算机的工作状态两者之间彼此独立、不会相互影响的要求；所述桥接器芯片的型号是：当所述计算机总线是PCI总线接口时为RTL8100系列的RTL8139C或DM9000系列的DM9000AE，当所述计算机总线是USB2.0总线接口时为RTL8150，当所述计算机总线是PCI/AGP总线接口时为SAA7146A，或者是符合该网络共享装置和主机两者之间的工作状态互不影响的其他芯片器件或电路。

5、根据权利要求1所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述网络共享装置的电源电路输出的数字信号地和模拟信号地与无线网络的金属屏蔽外壳的地三者通过唯一的一个磁珠导体相互连接，该磁珠则与所述电脑主机的主机板总线的地相连接，形成该网络共享装置与电脑主机板的电源共地，以实现两者电源的匹配。

6、根据权利要求1所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述存储在非易失存储器中的嵌入式软件单元包括互联网共享模块、网络防火墙模块、防病毒模块、虚拟专网模块、语音电话模块、远程指令监听模块以及其他用户定制模块，还存储有在该网络共享装置首次上电时按照该嵌入式软件人工设置或自动生成的用户配置信息，所述用户配置信息用于控制上述各个模块的运行状态。

7、根据权利要求6所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述嵌入式软件单元中的程序模块和用户配置信息，在市电停止供电时可以长时间保存；在市电正常供应时，可通过该电脑主机和与该网络共享装置共处于同一局域网或无线网中的其他网络设备的修改界面对其中的程序模块和用户配置信息进行升级维护和/或修改配置；所述修改界面有两种：客户端/服务器模式的客户端配置升级界面和通过网络浏览器的配置升级界面，两者都可通过程序或者界面备份当前用户配置信息。

8、根据权利要求6或7所述的嵌入式网络共享装置，其特征在于：所述嵌入式软件单元可以对全部程序模块和配置信息进行整体升级维护或修改，也可以只对其中部分程序模块和/或配置信息进行升级维护或修改；且该部分程序模块和/或配置信息的升级或修改不会影响其他模块的工作状态，升级或修改失败时，相关的程序模块和配置信息会自动恢复前一状态或者出厂状态。

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