CN101313265A - 分立计算机处理器系统和外围系统 - Google Patents

Abstract

一种分立的自含式计算机处理系统，包括壳体、由壳体承载的主板、可操作地连接到主板的中央处理单元、可操作地连接到主板的易失性存储器、和可操作地连接到主板的一个或多个连接器，该一个或多个连接器用于选择性地将外围设备可操作地连接到主板以使主板对该设备进行操作。壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。能够可操作地连接到处理系统的分立外围单元包括一个或多个计算机操作的外围设备，但不包括主板、中央处理单元和易失性存储器。

Description

分立计算机处理器系统和外围系统

技术领域

本发明涉及对计算机硬件系统的改进，并且更具体地，涉及分立自含式计算机处理系统，其中由计算机处理器使用的最少数目的组件被容纳在分立壳体中，与计算机系统的其它组件分开并且与计算机操作的外围设备分开。补充的分立自含式计算机外围单元可连接到计算机处理系统并且包括计算机操作的外围设备和计算机系统的其它组件。

背景技术

在个人计算机、计算机服务器、袖珍PC和PDA领域中的对硬件技术的改进使得这些设备既在功能性以及操作速度方面均以大步伐快速进步，又在成本方面持续降低。计算机硬件系统的主要组件为监控器(或显示器)、箱体(或壳体)、电源、具有计算机处理单元(CPU或“处理器”)的主板、易失性和非易失性存储器、光盘驱动器和各种输入/输出设备。这些进步的一个重要方面在于一直对处理器(CPU)做出的改进。通常，处理器的类型和其处理功率是计算机的与购买者和计算机系统的用户最为相关的方面，这些方面主要决定着处理功率和包括价格在内的计算机的其它属性。这些关键方面对计算机用户的购买选择来说非常重要。尽管计算机的其它组件也得到了改进，诸如存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器和其它组件，但那些改进不像处理器改进一般重要，也不与处理器改进具有相同的速度。实际上，这些组件的技术和协议与处理器改进相比，随着时间改变得非常少。同样，那些组件即使不是最新式的类型，通常也保持与更先进的处理器可兼容使用。

为了跟上计算机硬件进步，以具有改进的性能的较新的处理器替换现有处理器是到目前为止最关键的方面。

然而，通常，在新的改进的处理器被引入市场时，由于新处理器和计算机主板之间不兼容，新的改进的处理器不容易安装或根本不能安装。这使得用户几乎没有选择，只能购买整个替换计算机系统以升级到新的处理器。即使许多现有计算机的组件在继续使用方面是完全可以接受的，但为了支持新的计算机，现有计算机变得不能再使用。

这大大增加了升级的开销并且是非常浪费的。

因而，需要包含处理器和最少的其它组件并且被与计算机的其它组件分开容纳的分立计算机处理器单元(有时被称为分立自含式计算机处理系统)。该分立单元可通过连接到每一个单元上的USB端口的USB电缆被连接到包含各种计算机外围设备(有时称为外围设备系统)的其它分立单元。这允许通过仅替换包含处理器和最少其它组件的单元，即，仅替换分立计算机处理器单元，来将计算机系统升级到改进的处理器。可通过将外围单元安装到包含升级后的处理器的较新的分立计算机处理器单元而连续使用这些外围单元。此外，分立计算机处理器单元可通过计算机的USB端口来安装以使用计算机中的组件。

本发明的分立计算机处理器单元也可被配置用于计算机的内部布置，包括该计算机的空光盘驱动器或HDD支架中的布置。在内部布置的情况下，通常单元除了面板以外都是裸露的。用户也可将计算机中的组件直接连接到为内部布置而配置的分立计算机处理器单元的相关连接器，诸如，IDE、SATA或其它标准外围连接器。可替代地，用户可通过USB端口将计算机中的组件连接到这种单元。

有利地，这种独立的分立计算机处理器单元可被配置成作为小的独立式的个人计算机，因为其具有用于Micro HDD和SODIMM的连接器以执行基本计算功能。

包括分立计算机处理器单元的系统也具有显著的制造上的优点。特别地，各部分的逻辑和盘存(inventorying)变得简单得多。多种外围计算机组件(诸如，外围存储器、FDD、读卡器、2^nd和附加硬盘驱动器、光盘驱动器和其它输入/输出设备)不需要被捆绑在连接到主板和现有CPU的单个单元中。相反，制造商可盘存分立计算机处理器单元的较少量的部分。包含最新的CPU的较新的升级的分立计算机处理器单元可与现有外围计算机组件相连接，以提供计算机系统的恒定升级。计算机中的或者外围单元中的那些外围计算机组件将通过分立计算机处理器单元上的USB或其它端口被安装在分立计算机处理器单元上。由于分立计算机处理器单元的尺寸远小于具有其存储设备和其它外围计算机组件的常规个人计算机，系统的运输费用也将降低。

优点

通过将分立计算机处理器单元中的处理器和其必要的辅助组件(诸如主板)与计算系统分开，可产生若干优点：

1.分立计算机处理器单元的CPU和/或辅助组件的升级或修改可快速、简单、更容易并且以最小的成本发生。升级到更高速度或更佳功能的CPU可以以低成本方便地进行。

2.计算机系统的外围组件(诸如内部硬盘驱动器和CD或DVD驱动器)可仅在CPU或其辅助组件被升级或改变时容易被保留。分立计算机处理器单元可被连接到现有计算机系统，以在该单元中提供升级的CPU的改进的功率。新的分立计算机处理器单元可因此使用现有计算机系统中的现有外围组件。以此方式，用户可在改善整个计算机系统的性能的同时节省外围设备的成本。

3.计算机中的或外围单元中的外围组件可在保留具有现有CPU和其辅助组件的现有分立计算机处理器单元的同时被升级或改变。

4.计算机制造和装配步骤可以被革新为具有较低的后勤和盘存成本以及提供给客户的更高的灵活性的选择。

5.分立计算机处理器单元可被保持非常小的尺寸，因为在其内装的组件的尺寸很小使得其移动到其它地点的便携性增强以与在该地点的外围组件(包括外围单元)一起使用。此外，分立计算机处理器单元可在小尺寸成为优点的其它应用中被使用，诸如，工业机器控制系统、汽车多媒体系统、视频播放器(DVD或音乐视频)、家庭娱乐系统等。

6.由于分立计算机处理单元的尺寸非常小，所以它可以被安装到计算机或外围单元的内部。例如，其可被调整尺寸以适应在标准5.25”驱动器支架尺寸(其为常规CD-ROM驱动器的标准尺寸)或3.5”驱动器支架尺寸(常规软盘驱动器的标准尺寸)内。由于这些驱动器支架为工业标准尺寸，并且由于多数计算机和外围单元具有附加的空的驱动器支架，所以分立计算机处理器单元可被安装在标准驱动器支架中，以为用户节省空间并且提供“干净的”升级。

7.分立计算机处理器单元可为功能性个人计算机，特别地，其优点在于，用户不需要在他或她的站处的计算机外围设备，诸如，在办公网络环境中。

8.分立计算机处理器单元可包括强大的和可靠的服务器CPU，使得其可在需要更强大的处理器的计算机服务器环境中使用。

发明内容

本发明提供了计算机硬件修改以提供物理上与计算机外围组件分开但通过USB端口或其它连接器可彼此连接的分立计算机处理器单元。这改善了基本计算设备的可移动性以及典型PC计算机系统的可升级性，并且使诸如计算机中的存储设备的其它外围组件能够被连续使用。这为期望他们现有的计算机组件具有长期可用性和在升级特定计算机组件时具有灵活性(诸如，通过由单独升级带有改进的CPU的分立计算机处理器单元)的计算机用户提供经济的解决方案。对于计算机的制造商、装配者和分销商来说，这可以提供改进的盘存控制、设计灵活性、生产率和运输以及后勤成本的减少。

本发明由两个分立单元组成，每个分立单元均是自含式的并且相互间物理上分开，但在使用时通过USB电缆或其它标准电缆可互连。一个单元为包含处理器、主板和一些相关附件的分立计算机处理器单元，另一个单元为包含各种计算机外围设备(诸如，硬盘驱动器、光盘驱动器和各种其它计算机外围设备)的外围单元。另外，显示设备和输入设备可以被连接到分立计算机处理器单元以配置完整的计算系统，其中显示设备可以是标准计算机显示器产品、触摸屏监控器、或小尺寸LCD，输入设备可以是诸如键盘或鼠标。分立计算机处理单元包括视频输出连接以连接到显示设备的RGB视频连接。

外围单元包括若干驱动器支架，其中，用户或制造商可以安装光盘驱动器(CD-ROM、DVD-ROM等)或存储器驱动器(硬盘驱动器等)、软盘驱动器、读卡器、USB集线器(HUB)和内部扬声器等。

在本发明的一个方面中，分立计算机处理器单元包括CPU、小型存储器(诸如，机载存储器或小外形双列内存模组(SODIMM))和具有视频输出和USB连接的小型硬盘驱动器(诸如微型HDD)。对于此方面，所有到其它设备的连接将通过USB端口，除了视频连接和电源连接。CPU可以是与典型个人计算机系统或笔记本个人计算机的处理器相同类型，并且还可以包括由计算机服务器系统使用的CPU。分立计算机处理器单元可被独立使用，作为小型个人计算机，如，精简用户端PC、袖珍PC、PDA、音乐/视频播放器等。

在本发明的另一方面中，分立计算机处理器单元包括CPU、小型存储器(诸如，机载存储器或小外形双列内存模组(SODIMM))和具有视频输出和USB连接的小型硬盘驱动器(诸如，微型HDD)，而且还包括机载的标准IDE、SATA连接器。在此形式中，该分立计算机处理器单元可被封装在标准5.25”驱动器支架尺寸(常规CD-ROM的正常尺寸)或3.5”驱动器支架尺寸(常规软盘驱动器的正常尺寸)中。由于这些驱动器支架为工业标准，并且多数计算机和外围单元具有多余的空的驱动器支架，所以分立计算机处理器单元可被安装在那些标准驱动器支架之一中。计算机的外围组件(硬盘驱动器、光盘驱动器)或外围单元可被直接连接到分立计算机处理器单元的连接器。

分立计算机处理器单元也可在服务器产品(高性能系统)中使用。有时需要高性能的服务器产品包括双处理器或高速处理器。当服务器系统需要被升级以改进性能时，包含升级的处理器或多个处理器的分立计算机处理器单元可被连接到现有服务器或其它数据系统。服务器可使用来自分立计算机处理器单元的更高性能处理器功率而不替换整个服务器系统。如果用户建立适当的负载平衡功能，多个分立计算机处理器单元可共同工作，以使现有服务器具有更好的性能。

外围单元包含计算机外围设备并作为存储设备。其可包括若干驱动器支架以允许安装光盘驱动器、硬盘驱动器、读卡器、软盘驱动器、USB集线器、内部扬声器等。外围单元在需要的情况下可被连接到个人计算机或笔记本PC，而不利用分立计算机处理器单元。外围单元可包括USB集线器、10/100网络HUB和/或无线网络路由器，以为用户提供向其它装置的更多的可连接性。当分立计算机处理器单元被连接到外围单元时，扩展的全部计算机功能对于用户是可用的。外围单元提供给用户长期使用的存储设备。这样，在改进的处理器被引入市场的情况下，用户仍可使用与包含改进的处理器的分立计算机处理器单元连接的外围单元存储设备和其它组件或者另一计算机系统的外围单元存储设备和其它组件。用户可因此保留他或她现有的存储设备、数据和其它组件，并因此节省了以此方式进行升级时的相当多的时间和金钱。

同样，分立计算机处理器单元足够小以可容易从一个地点运输到另一个地点。这使得分立计算机处理器单元被携带到典型设计的现有单一的计算机系统所在的地点，以使用安装在该计算机中的外围设备，诸如硬盘驱动器、光盘驱动器、读卡器、软盘驱动器等。

设计分立计算机处理器单元的主要目标在于移动性和性能两方面，以能跟上处理器的进步而不损失任何包含在外围组件中的数据，从而减少升级和移动成本和时间。目前在市场上有若干种小型PC，如PDA、袖珍PC或手持PC。然而，它们主要使用嵌入式处理器，嵌入式处理器受到与常规计算机相比减小的处理器性能的影响。笔记本PC被制造得比常规PC小，但因为它们包括完整功能的存储设备、光学设备和显示设备，所以它们仍没有小到与PDA或类似计算设备同样的程度。有一些比常规计算机小的较小尺寸的个人计算机，但因为它们还包括完整功能的存储器和光学设备，所以它们在处理器的可升级性方面具有与其它常规计算机相同的缺点。所有市场上的较小的计算机都具有所讨论的可升级性问题，因为它们保留了这些设备内的完整功能的外围组件。

申请人的分立计算机处理器单元包括常规计算机的处理器，但位于尺寸上为袖珍PC大小同时保留了常规PC或计算机服务器的所有基本功能和性能的一个单元中。分立计算机处理器单元可容易地作为小尺寸个人计算机，使得用户能够在发生改进时更容易结合最新的处理器功率和性能。

在用户购买分立计算机处理器单元后，随后当新的较高性能的处理器进入市场时，用户可以通过购买包含新的处理器的替换分立计算机处理器单元来升级其计算机系统，从而替换现有处理器。根据用户的选择，可将来自用户先前的分立计算机处理器单元的现有小型存储器(SODIMM)和小型硬盘驱动器(微型HDD)转移到新的分立计算机处理器单元。该新的分立计算机处理器单元可被连接到用户现有的外围单元，与之前一样。这样，用户可通过仅为分立计算机处理器单元进行支付而获得升级的处理器的益处，同时保留分立计算机处理器单元和外围单元中的所有相关设备。

通过将分立计算机处理器单元中的组件从外围单元中的组件中分离出来，用户可购买仅配置有内部存储设备(诸如，硬盘驱动器、光盘驱动器、读卡器和/或软盘驱动器等)而没有任何CPU及其相关组件的外围单元。每一个用户可具有其自身的分立计算机处理器单元并共享外围单元，以访问安装在外围单元上的外围设备。从而可以使用户节省相当多的成本。

另外，分立计算机处理器单元可通过其USB端口或视频端口(或者可以是内部配置有附加组件)直接连接到附加组件，以在与外围单元分开使用时提供附加功能。例如，触摸屏LCD可被连接到分立计算机处理器单元，以使其起到独立的计算机系统或PDA型PC的作用。分立计算机处理器单元可通过USB端口连接到输入设备(诸如键盘和/或鼠标)。可选择的任何USB设备(例如，USB蓝牙转换器、USB网络转换器、USB无线网络转换器、USB扬声器等)也可被连接到分立计算机处理器单元。

附图说明

图1为本发明的分立计算机处理器单元(分立自含式计算机处理系统)的前面透视图；

图2为图1的分立计算机处理器单元的后面透视图；

图3为图1的分立计算机处理器单元的顶视图；

图4为图1的分立计算机处理器单元的前视图；

图5为图1的分立计算机处理器单元的侧视图；

图6为本发明的外围单元(外围设备系统，垂直方向)的前面透视图；

图6-1为本发明的外围单元(外围设备系统，水平方向)的前面透视图；

图7为示出内部外围设备的图6的外围单元的前面透视图；

图7-1为示出内部外围设备的图6-1的外围单元的前面透视图；

图8示出了图1的分立计算机处理器单元和图6的外围单元一起组合使用的前面透视图；

图9为图8的分立计算机处理器单元和外围单元组合的顶视图；

图10-A到10-R为图1的分立计算机处理器单元的示例性可替代配置的框图；

图11-A到11-H为图6的外围单元的示例性可替代配置的框图；

图12为可安装在计算机或外围单元驱动器支架中的本发明的第二实施例的分立计算机处理器单元的透视图；

图13为图12的分立计算机处理器单元的分解图；以及

图14为具有插入到外围单元的5.25”驱动器支架中的分立计算机处理器单元的外围单元(外围设备系统，水平方向)的前面透视图。

具体实施方式

图1到5分别绘出了本发明的一个实施例的分立计算机处理器单元10的前面透视图、后面透视图、顶视图、前视图和侧视图。

单元10包括面板14、顶板16、下底板18(图5)、左侧板20、右侧板22和后板23(图3)，这些板一起形成壳体24以完全封装单元10的内部组件，而不是如以下将描述的延伸贯穿面板14和后板23的组件。壳体24是分立的，即，其形成壳体，该壳体提供关于单元10的自含式计算机处理系统，单元10包含主板、计算机中央处理单元和某些辅助组件。单元10是分立的并且自含式的，因为其仅包含与典型计算机系统的其它组件分离的(包括从多数外围计算机组件分离的)这些特定的组件。

壳体24不需要完全封装所有相关组件，即，主板、计算机中央处理单元和某些辅助组件，可以由壳体24携带而不被封装在壳体24内。

例如，单元10可包含适于装配到单元10内的适当的计算机处理器连同小型主板。适当的小型(SODIMM)随机存取存储器(RAM)可被连接到壳体24内的主板。可设置显示器接口以连接显示设备。可设置一个或多个USB接口以将USB 2.0和/或USB 1.1电缆连接到单元10。USB电缆可被安装到与单元10一起工作的多个外围设备上。在单元10被配置成适于安装到外围单元(图14)或计算机系统内的情况下，可按用户的期望，提供SATA或IDE接口以便将硬盘驱动器、光盘驱动器等连接到单元10。

除了被配置在更基本的水平上的上述的单元10外，单元10还可包括多种可选择的附加组件，包括音频接口。单元10还可选择性地包括电池，电池是标准电池或可充电电池。如果为可充电电池，将包括电池充电电路。单元10可进一步包括如可选组件无线LAN、用于单元10和典型标准计算机或如下文更为全面地说明的外围单元之间的红外数据交换的蓝牙和/或IrDA连接。另外，单元10可选择性地包括多个插槽，用于插入诸如SD卡、压缩闪存卡或PCMCIA卡等的存储卡，以由单元10对这些卡进行读和写。单元10还可包括用于直接与计算机中的或外围单元中的存储设备(诸如，CD-ROM驱动器、硬盘驱动器、软盘驱动器)连接的USB主机对主机桥接。

分立计算机处理器单元的主板具有与常规PC的主板相类似的组件。其将包括北桥(或例如，如Intel

945GM/945GMS的核心芯片)以控制存储器、处理器并且可选择性地控制视频，以及南桥(或如ICH6-M、ICH 7的IO芯片)。用户和制造商可基于北桥的组件来选择处理器。图10-A到10-R示出了不同类型的北桥(或核心芯片)以及它们支持的处理器。未来的新的北桥(或核心芯片)设计和相应的处理器将与包含在这些示例性分立计算机处理器单元10中的相同方式被实现。

面板14包括一系列USB端口26(通用串行总线端口)。面板14还包括DVI(数字视频接口)端口28。USB端口26在壳体24中被内部连接到印刷电路板(有时称为主板)，与关于图12和13中的可替代实施例所示的类似。USB端口26被用于通过典型USB电缆连接多个计算机外围设备。

DVI端口同样被连接到壳体24中所包含的印刷电路板，并且被用于使用适当的DVI电缆以本领域的技术人员显而易见的方式将单元10连接到诸如平面面板显示器的数字监控器。

如图2所示，后板23包括开口，一个开口包含用于连接到电源的电源插座30，另一个开口包含其它USB端口32。可替代地，第二开口可接入用于连接到因特网/LAN电缆的LAN端口，因特网/LAN电缆以对本领域技术人员显而易见的方式将单元10连接到诸如内部网或因特网的网络。

单元10还可选择性地包含用于保护单元10免受损坏的盖34，并且还提供给单元10增强的外观，当第一实施例的单元10被设计为可外部安装到申请人的外围单元(以下讨论)或典型个人计算机系统的外部设备时特别有用。可选地，分立计算机处理器单元10可包括提供MP3播放器、音乐/电影播放器、语音录音器和/或USB存储器驱动器功能的组件。标准电池或可充电电池可提供电源以操作MP3播放器、音乐/电影播放器、语音录音器和/或USB存储器驱动器。

图6、6-1、7和7-1绘出了本发明的外围单元36的一个实施例。图6和7绘出了垂直方向的图，并且图6-1和7-1绘出了水平方向的图。尽管外围单元36尺寸较小并且包含较少的内部组件，外围单元36与典型的个人计算机系统类似，这将在以下更为全面地被说明。外围单元36具有若干个支架以安装多个计算机外围设备。由于多数存储器驱动器具有IDE接口，外围单元36可具有若干个到USB转换器的IDE。可选择地，可以安装用于软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、RS-232、以太网、SATA等的若干个USB转换器。以此方式，用户或制造商可在外围单元36中安装常规存储驱动器或其它组件，并且当外围单元36被连接到计算机的USB端口或分立计算机处理器单元10的USB端口26时，这些组件可被识别为USB设备。外围单元36有其自身的电源和USB转换器。

单元36包括形成单元36的壳体44的上侧38、下侧(未示出)、左侧41(图6-1)、右侧40、前面42和后面(未示出)。壳体44为分立的。也就是说，其形成壳体，该壳体提供包含用户所期望的计算机外围设备的自含式外围单元36。外围单元36不包含中央处理单元(CPU)、主板或易失性存储器(例如，DRAM或SRAM)，因为这些组件是分离的并且包含在单元10中。

在图6、6-1、7和7-1的实例中，单元36包括一对硬盘驱动器51(图7-1)、上部光盘驱动器46和下部光盘驱动器48，或在图6-1和7-1的水平方向上包括光盘驱动器49。驱动器46、48和49为典型的尺寸并且是装配在前面42的开口内。

单元36还包括从前面42向内延伸的用于从软盘接受和读取以及向软盘写入的软盘驱动器50。

单元36还包括读卡器52，其包括多个用于读多个存储卡的读卡器插槽54、56、58、60和62，其被调整大小并被配置成接受和读取零售市场中可购买到的多种类型的典型存储卡。

驱动器46、48和50以及读卡器52在壳体44内被内部连接到USB集线器98(图7-1)并且仅有一个USB端口从单元36向外延伸，用于通过在使用时连接到单元10的USB端口26的USB电缆连接到单元10。

可替代地，驱动器46、48和50以及读取器52可直接通过其适当的连接器在壳体44内被内部连接到内部单元10，其中内部单元10被调整尺寸以适合装配到单元36的现有驱动器支架内。这是在图14中示出的。

根据制造商或购买者的选择，可以用可替代类型的驱动器来替换驱动器46、48、50以及读卡器52。

单元36还包括用于冷却多个组件的风扇系统64，被冷却的多个组件包括单元36内所包含的驱动器46、48和50以及读卡器52。

图6和7的单元36还包括用于插入和安放用户想要的多个计算机外围组件或用于插入关于图12和13所描述的可替代实施例的单元10的开口空间66和68。可替代地，如图14所示，图6-1的光盘驱动器49之中的一个可被去除，以让出空间用于插入单元145——单元10的一个可替代实施例。

电能以典型方式通过电线和电插头(未示出)借助于电连接被提供给外围单元36。

参照图8和9，分立计算机处理器单元10被显示为位于外围单元36的上侧38的顶部上。单元10可通过一端连接到单元10的USB端口26并且另一端连接到外围单元36的USB端口的USB电缆(未示出)功能性地连接到外围单元36。当以这种方式进行组合时，因为单元10和36的内部组件组合起来包含典型PC计算机的所有功能组件，所以单元10和外围单元36起到典型个人计算机的作用。键盘或其它输入设备(包括鼠标)通过USB端口26被连接到单元10，并且视频显示设备通过DVI电缆被连接到单元10。单元10和36中的每一个被连接到电源单元10和36的电源。

如图8和9所示，作为外部单元10的一个可替代实施例，单元10可被容纳在单元36内部，如关于图14中的水平的外围单元36所示。单元10通过USB电缆(未示出)被功能性地连接到外围单元36或直接连接到外围组件(未示出)。当以这种方式组合时，因为单元10和36的内部组件组合起来包含典型PC计算机的所有功能组件，所以单元10和外围单元36可作为典型个人计算机运行。键盘或其它输入设备(包括鼠标)通过USB端口26连接到单元10，并且视频显示设备通过DVI电缆被连接到单元10。单元10和36中的每一个被连接到电源单元10和36的电源。

参照图10-A，该图示出了包含通过400MHz系统总线74连接的双核或单核Intel

Yonah

处理器70和Intel

945GM或945GMS芯片组72。五个可替代Intel

计算机处理器可被选择作为当前考虑的处理器70。在图10-A的实施例中，这些可替代组件为：

(a)Intel

Yonah处理器双核系列；

(b)Intel

Yonah处理器单核系列；

(c)IntelYonah处理器双核LV系列；

(d)Intel

Yonah处理器单核ULV系列；或

(e)Intel

Celeron M处理器系列。

在图10A中，芯片组72被连接到I/O芯片78上的IntelICH7。其它需要的部分，诸如BIOS、时钟发生器、处理器(或处理器插槽)、存储器(或存储器槽)和其它辅助组件和连接器位于I/O芯片78上。

计算机BIOS 80以典型方式位于I/O芯片78上。用于连接大容量存储器设备的IDE接口82被连接到I/O芯片78。此外，一个或多个USB端口84被连接到I/O芯片78并且通过单元10中的开口(图1)延伸。

RAM存储器86位于I/O芯片78上，并且VGA接口88位于I/O芯片78上用于将外部监控器连接到单元10。

IMVP电源控制器90(Intel移动电压定位)控制供应给单元10的功率，确保电池的寿命较长。

选项92表示可被连接到单元10的壳体24内的I/O芯片78的可选组件。对单元10的典型的和示例性的选项92为火线(1394连接)、音频功能、网络连接、无线网络连接、蓝牙连接、新驱动器连接等。

参照图10-B到10-H和10-K到10-P，尽管在每幅图中提供了特定类型的组件的不同实例，但时钟发生器76、IDE端口82、USB端口84、存储器86、VGA接口88、IMVP 90(Intel移动电压定位)和选项92与关于图10-A所描述的那些组件相同。

关于图10-B到10-H的处理器70、芯片组72，下表列出了那些图中的框图所示的选项。

参见图11-A，本发明的一个实施例的外围单元36的示例性内部组件通过框图的方式被示出。单元36可以通过USB连接96与单元10连接。USB连接94的一端被连接到单元10的USB端口26，并且USB连接94的另一端被连接到单元36的USB连接96。

USB连接96通过电缆100被连接到USB集线器98。USB集线器98包含一系列USB端口，用于将多个设备连接到USB集线器98。图7-1中示出了作为实例的这些设备。

USB-IDE转换器102通过USB连接100被连接到USB集线器。一个或多个DVD-ROM驱动器104被连接到USB-IDE转换器102。这使得单元10能够在单元10通过USB连接94被连接到单元36时控制DVD-ROM驱动器104。

另外，或可替代地，第二USB-IDE转换器102可通过USB连接100被连接到USB集线器98。一个或多个DVR-R/W驱动器106可随后被连接到USB-IDE转换器102，以使得单元10能够在其被连接到单元36时控制DVR-R/W驱动器106。

类似地，可以使用USB连接100将一个或多个USB-IDE转换器102连接到USB集线器98，以连接CD-ROM驱动器108、CD-R/W驱动器110、ATA HD驱动器和/或DVD-RAM驱动器114。

另外，USB-FD转换器116可通过USB连接100被连接到USB集线器98，以便与软盘驱动器118连接从而使单元10能够在单元10通过USB连接94被连接到单元36时对单元36的软盘驱动器118进行读和写。

类似地，USB-读卡器转换器120被连接到USB集线器98以使读卡器122能够通过USB连接100、USB集线器98、USB连接94被连接到单元10，以使得单元10能够对读卡器122中的存储卡中的数据进行读和写。

为了使附加USB设备的连接能够使用，一系列USB A型连接器124通过USB连接126被直接连接到USB集线器98。

USB-RS232转换器128的一端被连接到USB集线器98，另一端被连接到RS232连接器130，以使RS232连接器130能够被连接到USB集线器98。

USB-SATA转换器132的一端通过USB连接100被连接到USB集线器98，另一端被连接到SATA HDD 134，以便将SATA HDD 134连接到USB集线器98。

电源单元136向单元36的壳体44内的多个外围设备供电。这包括风扇系统64(图7)以及电线和插入墙上的电插座以向单元36供电的插头。

应该注意的是，单元36不包括任何处理器、主板(即，芯片组)和RAM存储器。相反，处理器70、芯片组72、I/O芯片78和RAM存储器86被包含在单元10的主板内。

图11-B到11-I示出了在单元36的壳体44内具有可替代外围设备的图11-A的可替代实施例。

图11-B绘出了图11-A的可替代实施例，其中的外围设备可被确定为DVD R/W和CD-R/W组合驱动器138、ATA HD 112、软盘驱动器118和读卡器122。一对USB-IDE转换器通过USB连接100将驱动器138和ATA HD 112分别连接到USB集线器98。可使用USB连接94将单元10连接到单元36。USB-读卡器转换器120被连接到USB集线器98以使读卡器122能够通过USB连接100、USB集线器98、USB连接器96和USB连接94被连接到单元10，以使单元10能够读取读卡器122中的存储卡的数据或者向其写入数据。USB-FD转换器116通过USB连接100被连接到USB集线器98以与软盘驱动器118相连接，以使得单元10能够在单元10通过USB连接94被连接到单元36时对软盘驱动器118进行读取和写入。

图11-C绘出了图11-A的可替代实施例，其中，外围设备为DVDR/W驱动器106、CD-R/W驱动器110、ATAHD 112和读卡器122。三个USB-IDE转换器通过USB连接100将驱动器106和110以及ATA HD112分别连接到USB集线器98。可使用USB连接94将单元10连接到单元36。USB-读卡器转换器120被连接到USB集线器98以使读卡器122通过USB连接100、USB集线器98和USB连接器96被连接到单元10，以使单元10能够从读卡器122中的存储卡读取数据和向其写入数据。

图11-D绘出了图11-A的一个可替代实施例，其中，外围设备为DVD R/W和CD-R/W组合驱动器138、ATA HD 112、一系列USB A型连接器124和IEEE 1394连接器142。一对USB-IDE转换器通过USB连接100将驱动器138和ATA HD 112分别连接到USB集线器98。USB-1394转换器通过USB连接100将IEEE 1394连接器142或一系列那些连接器连接到USB集线器98。

图11-E除了DVD-ROM&CD-R/W组合驱动器144替换了DVD-R/W&CD-R/W组合驱动器138外，与图11-B相同。

图11-F绘出了图11-A的一个可替代实施例，其中外围设备为DVD-ROM和CD-R/W组合驱动器144和ATAHDD 112。

图11-G绘出了图11-A的一个可替代实施例，其中外围设备为DVDR/W驱动器106和ATAHDD 112。

图11-H绘出了图11-A的一个可替代实施例，其中外围设备为CD-R/W驱动器110和ATAHDD 112。

根据用户的需求，外围单元36还可包括更多个USB端口或火线(1394)端口、网络端口等。

现将参照图12和13说明本发明的一个可替代实施例。应该理解的是，使用图12和13描述的内部组件也可类似地被结合在图1到5中所描述的实施例中。图1到5中所示的实施例与图12和13的实施例相比，主要区别在于，图12和13的实施例的外部尺寸使单元10适合装配到典型计算机系统的典型5.25英寸计算机支架中。然而，应该理解的是，单元10也可被配置成适合安装到典型3.5英寸计算机支架中。这应该与图1到5中的单元10的实施例相比，图1到5的单元10被设计成与典型计算机或外围单元36外部连接，而不是在典型计算机系统或外围单元36的5.25英寸驱动器支架(或3.5英寸驱动器支架)中内部连接。

参照图12，为了适合装配到典型计算机的标准5.25英寸支架中，单元10的高度146应该小于41.4毫米。单元10的宽度148应该小于146.5毫米，并且单元10的厚度150应该小于约162毫米。单元10包括壳体152，壳体152包括矩形箱体部分154，矩形箱体部分154的前面156覆盖箱体部分154的前端。箱体部分154的后部被打开以形成开口158。

现将参照图12和13讨论单元10的内部组件。主板160被装配到箱体部分154中与箱体部分154的底部162邻近的位置。随机存取存储器164被连接到主板160，以为单元10提供随机存取存储器。中央处理单元166也被连接到主板160并为单元10提供处理功率。音频插孔(jack)168被连接到主板160的前端与前表面156的开口170对齐。一系列USB端口和/或IEEE 1394端口172被连接到主板160的前端与开口174对齐。LAN连接线176也被连接到主板160，与主板160的前端相邻并与开口178对齐。可选择的S-视频输入插孔180位于主板160上与开口182对齐。音频插孔168和LAN连接线176为可选组件，在需要的情况下可以被省略。

单元10的内部组件还包括与面156的开口186对齐的DVI插孔184。电源插孔188被安装到主板160上主板160的前端与DVI插孔184相邻并且与开口190对齐的位置。内部扬声器192位于电源插孔188上方并以适当的方式被连接到主板160。扬声器192为可选组件，如果需要，可以省略。

电源按钮194通过托架196被安装在箱体部分154上。电源按钮194与开口198对齐。主板160的后部包括连接到主板160的IDE连接器和电缆200。USB连接器和电缆202被安装在主板160的后部，与连接器和电缆200相邻。SATA连接器和电缆被连接到主板160，与USB连接器和电缆202相邻，用于与外围设备的内部连接。在单元10位于外围单元36或典型计算机系统的5.25英寸支架中时，连接器200、202和204被用于将外围设备或如上述的外围单元36连接到单元10。如果连接到典型计算机系统，可以通过用单元10的相应组件替换主板、CPU和其它相关组件来使用单元10。以此方式，包含在单元10中的升级后的CPU容易与典型计算机的硬盘驱动器和其它外围组件匹配，并且被配置成操作典型计算机的硬盘驱动器和其它外围组件，而不需要替换计算机。仅与单元10的那些组件相对应的组件不再被使用，因为通过将单元10插入典型计算机的5.25英寸支架中并且可操作地将单元10连接到该计算机的外围设备而对这些组件进行了替换。

图14绘出了图6-1的垂直方向的外围单元36，用单元145替换了光盘驱动器49。单元145是单元10的一个可替代实施例，尽管被装配到由光盘驱动器49(图6-1)占据的支架中，但与图12和13的单元10相同，并且包含壳体、由壳体承载的主板、可操作地连接到主板的中央处理单元、可操作地连接到主板的易失性存储器，和可操作地连接到主板的一个或多个连接器，这些连接器中的每一个都是可从壳体外部接入的。连接器被配置成按照需要选择性地与计算机操作的外围设备36连接，以便可操作地将设备36连接到主板以可操作地连接到中央处理单元从而使中央处理单元对设备36进行操作。除了主板、中央处理单元、易失性存储器和一个或多个连接器外，壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。

本发明所要解决的是什么问题对于本领域的技术人员是显而易见的，本发明可被实施为除以上具体公开的那些形式以外的形式，而不偏离本发明的精神或本质特征。因此，上述的本发明的特定实施例和所描述的处理的特定细节在任何方面都应仅被认为是说明性的或示例性的，而不应被认为是限制性的。可基于已知计算机和处理器配置来开发其它配置，或者可以在将来被开发。本发明的保护范围如本文的全部公开内容所阐述，而不应限制于前述的实例。任何和所有等价物应该被包括在内。

Claims (19)

1.一种分立自含式计算机处理系统，包括：

(a)壳体；

(b)由所述壳体承载的主板；

(c)可操作地连接到所述主板的中央处理单元；

(d)可操作地连接到所述主板的易失性存储器；和

(e)可操作地连接到所述主板的一个或多个连接器，该一个或多个连接器中的每个是可从所述壳体外部接入的，所述连接器被配置成按照需要选择性地与计算机操作的外围设备连接，以便可操作地将所述外围设备连接到所述主板以可操作地连接到所述中央处理单元，以使所述中央处理单元对所述外围设备进行操作；并且

其中，除了所述主板、中央处理单元、易失性存储器和一个或多个连接器外，所述壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括用于连接小型非易失性存储器存储设备的小型非易失性存储器插槽。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述插槽为压缩闪存插槽。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括可操作地连接到所述主板的小型非易失性存储器存储设备。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述设备包含所述系统的操作所必需的最少的操作软件。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述壳体和主板、中央处理单元、易失性存储器在尺寸上是小型的。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理系统还包括可操作地连接到所述主板的小型RAM存储器，并且其中，除了所述主板、中央处理单元、RAM存储器和一个或多个连接器外，所述壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载计算机操作的外围设备。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机处理系统还包括可操作地连接到所述主板的小型硬盘驱动器，并且其中，除了所述主板、中央处理单元、小型硬盘驱动器和一个或多个连接器外，所述壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述计算机处理系统进一步包括分别可操作地连接到所述主板的小型硬盘驱动器和小型RAM存储器，并且其中，除了所述主板、中央处理单元、硬盘驱动器、RAM存储器和一个或多个连接器外，所述壳体不承载任何其它计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。

10.如权利要求1所述的系统，其中，所述连接器包括USB端口、电源插孔或视频端口。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述系统包括多个连接器，并且其中所述连接器是一个或多个USB端口和/或视频端口。

12.如权利要求1所述的系统，进一步包括用于接受通信设备以将所述中央处理单元连接到所述通信设备的通信端口。

13.如权利要求1所述的系统，进一步包括可操作地连接到所述主板的通信设备，用于在所述系统和计算机操作的外围设备之间传输数据，并且其中，除了所述主板、中央处理单元、通信设备和一个或多个连接器外，所述壳体不承载任何计算机操作的组件，也不承载任何计算机操作的外围设备。

14.如权利要求1所述的系统，其中，所述壳体大小小于或等于3.5英寸软盘驱动器的大小，以允许计算机处理系统被放置于计算机的驱动器支架内，所述支架被配置成接受3.5英寸软盘驱动器。

15.如权利要求1所述的系统，其中所述壳体大小小于或等于5.25英寸光盘驱动器设备的大小，以允许计算机处理系统被放置于计算机的支架内，所述支架被配置成接受5.25英寸光盘驱动设备。

16.一种分立外围单元，包括：

(a)壳体；

(b)由所述壳体承载的一个或多个计算机操作的外围设备；

(c)将所述外围设备连接到连接器的集线器，该集线器是可从所述壳体外部接入的，所述连接器被配置成按照需要选择性地将所述一个或多个计算机操作的外围设备可操作地连接到权利要求1的所述自含式计算机处理系统，以便在如此连接时，允许权利要求1的所述自含式计算机处理系统的所述中央处理单元对所述一个或多个外围设备进行操作；并且

其中，所述外围单元系统不包括主板、中央处理单元和易失性存储器。

17.一种计算机系统，包括以下设备的组合：

(a)权利要求1的所述分立自含式计算机处理系统；和

(b)可操作地连接到权利要求1的所述分立自含式计算机处理系统的权利要求16的所述分立外围单元。

18.一种对包含一个或多个计算机操作的外围设备的计算机系统的中央处理单元进行升级的方法，包括以下步骤：

(a)将权利要求1的所述自含式计算机处理系统可操作地连接到所述一个或多个外围设备或包含一个或多个计算机操作的外围设备的计算机系统；和

(b)使权利要求1的所述自含式计算机处理系统对所述一个或多个外围设备进行操作。

19.如权利要求18所述的方法，在步骤(a)还包括，将权利要求1的所述自含式计算机处理系统插入所述驱动器支架的步骤，其中所述权利要求1的所述自含式计算机处理系统的大小被设置成适合装配到所述计算机系统的驱动器支架内。

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