CN101551788B - 计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法，该计算机系统包含：中央处理单元与数据交换装置，该数据交换装置包含：芯片组以及结点单元，而该数据交换方法包含：该中央处理单元执行操作系统与仿真程序；该仿真程序相对应该结点单元建立出仿真数据交换元件；以及通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的另一计算机系统来进行数据交换。

Description

计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法

技术领域

本发明为一种计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法，尤指应用于与另一计算机系统来进行数据交换的计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法。

背景技术

随着信息产业发展快速，使用者利用计算机来完成大量数据处理的工作已是相当常见的现象，因此在两计算机间进行数据交换已是不可或缺的需求。而经过多年的技术演进以及不同的应用需求，计算机间已发展出非常多元的数据交换接口，例如网络、蓝牙、IEEE1394以及通用串行总线等硬件规格。

由于绝大多数的个人计算机上已设置有通用串行总线连接端口来供各式通用串行总线外围装置，例如鼠标、键盘、网络卡、电视卡、网络摄影机或是随身碟来进行连接，因此利用通用串行总线连接端口来进行计算机间的数据交换似乎是相当合理的。请参阅图1，其为利用通用串行总线连接端口的传统数据传输功能方块示意图，其中第一计算机11与第二计算机12上分别设置有第一通用串行总线连接端口(USB port)110及第二通用串行总线连接端口120，而为能让第一计算机11与第二计算机12直接利用第一通用串行总线连接端口110及第二通用串行总线连接端口120来进行数据传输，必须准备如图所示的数据交换装置13，其中设于两端的第一连接线131及第二连接线132是与第一通用串行总线连接端口110及第二通用串行总线连接端口120完成连结，而以硬件方式完成的数据交换逻辑电路133上还需设置有第一传送结点(end-point)134、第一接收结点135、第二传送结点136以及第二接收结点137，用以分别处理第一计算机11与第二计算机12的传送与接收动作。而且为能确保数据不留失，还需在数据交换装置13中增设数据暂存区(本图未示出)来存放尚未被接收的数据。

而由上述可知，使用者需要另外购置数据交换装置13才能利用第一通用串行总线连接端口110及第二通用串行总线连接端口120来完成第一计算机11与第二计算机12间的数据传输，而过多硬件的设置将造成数据交换装置13的硬件复杂度与成本增加，造成使用者的负担，而如何改善上述已知技术手段的缺失，为发展本发明的主要目的。

发明内容

本发明提出一种计算机系统、数据交换装置以及数据交换方法，以减少成本的支出。

本发明为一种计算机系统，该系统包含：中央处理单元；芯片组，电连接至该中央处理单元；外接式总线连接端口；以及结点单元，设置于该芯片组中，电连接至该外接式总线连接端口，于该中央处理单元执行操作系统与仿真程序后，相对应建立出仿真数据交换元件，进而可通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的另一计算机系统来进行数据交换。

本发明的另一方面为一种数据交换装置，应用于第一计算机系统上，该第一计算机系统包含有中央处理单元，该数据交换装置包含：芯片组，电连接至该中央处理单元；外接式总线连接端口；以及结点单元，设置于该芯片组中，电连接至该外接式总线连接端口，于该中央处理单元执行操作系统与仿真程序后，相对应建立出仿真数据交换元件，进而可通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的第二计算机系统来进行数据交换。

本发明的再一方面为一种数据交换方法，应用于第一计算机系统上，该第一计算机系统包含有中央处理单元、芯片组、外接式总线连接端口以及结点单元，该数据交换方法包含：该中央处理单元执行操作系统与仿真程序；该仿真程序相对应该结点单元建立出仿真数据交换元件；以及通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的第二计算机系统来进行数据交换。

通过本发明可以减少储存单元与总线接口的种类，进而降低耗电与硬件成本。

附图说明

图1，其是利用通用串行总线连接端口的传统数据传输功能方块示意图。

图2，其是本发明为改善已知手段缺失所发展出来的一计算机系统较佳实施例的功能方块示意图。

图3，其是相对应本发明计算机系统开机流程示意图。

图4，其是本发明数据交换装置的功能方块示意图。

图5(a)，其是本发明所发展出来仿真程序的软件功能方块示意图。

图5(b)，其是本发明驱动程序加载的过程示意图。

图5(c)，其是本发明所发展出来仿真程序的另一种软件功能方块示意图。

[主要元件标号说明]

本发明图式中所包含的各元件列式如下：

第一计算机11                  第二计算机12

第一通用串行总线连接端口110

第二通用串行总线连接端口120

数据交换装置13                第一连接线131

第二连接线132                 数据交换逻辑电路133

第一传送结点134               第一接收结点135

第二传送结点136               第二接收结点137

中央处理单元20                芯片组21

主存储器单元22                系统总线201

存储器总线202                 结点单元210

接收结点2101                  传送结点2102

外接式总线连接端口211         驱动程序50

操作系统52                    应用程序53

操作系统预设的驱动程序56      操作系统58

应用程序54                    第一驱动程序61

第二驱动程序62                第三驱动程序63

具体实施方式

请参见图2，其是本发明为改善已知手段缺失所发展出来的一计算机系统较佳实施例的功能方块示意图，计算机系统2主要包含有中央处理单元20、芯片组21以及主存储器单元22等元件。其中该中央处理单元20通过系统总线201与芯片组21进行连结，而芯片组21通过存储器总线202来与主存储器单元22进行连结。而在硬件方面，本发明主要是在芯片组21中增设有结点单元210，例如图中的接收结点2101与传送结点2102。该接收结点2101与该传送结点2102电连接至外接式总线连接端口211，例如常见的IEEE1394或通用串行总线的连接端口。值得一提的是，本发明的外接式总线连接端口211并非如已知手段连接至一外接式总线控制器再连接至芯片组，而是直接电连接至芯片组21中的结点单元210，因此本发明的外接式总线连接端口211并不能提供给一般外围装置来连接使用。

而为能节省硬件成本与复杂度，本发明将已知手段中的数据交换逻辑电路改用软件方式完成，而其相对应系统开机流程图便如图3的所示，首先，计算机系统的电源被开启(步骤31)后，便进入步骤32所示的基本输入输出系统(BIOS)的开机基本测试(Power On Self Test)，接着于加载操作系统(步骤33)后，再加载相对应该结点单元210的硬件仿真程序(步骤34)，进而以软件方式于操作系统中建立出相对应于该结点单元210的仿真数据交换元件，使得计算机系统可通过仿真数据交换元件来与连接于外接式总线连接端口211上的另一计算机系统来进行数据交换(步骤35)。而其数据交换的功能方块示意图便如图4的所示。

由图4中可清楚看出，第一计算机系统4通过以软件方式完成的仿真数据交换元件，例如图中的仿真传送结点41、仿真接收结点42与仿真数据交换逻辑单元43，来与以硬件方式完成的硬件传送结点44、硬件接收结点45及外接式总线连接端口46完成信号连结，进而可与通过信号线49连结于外接式总线连接端口46上的第二计算机系统5的外接式总线连接端口50来进行数据交换。如此一来，第一计算机系统4可以通过以下方式传送以及接收数据。传送数据：(1)第一计算机系统4将欲传送给第二计算机系统5的数据送至仿真传送结点41，(2)仿真数据交换逻辑单元43将由仿真传送结点41的数据送往硬件接收结点45。(3)第二计算机系统5由硬件接收结点45接收数据。接收数据：(1)第二计算机系统5将欲传送给第一计算机系统4的数据送至硬件传送结点44。(2)仿真数据交换逻辑单元43将硬件传送结点44的数据送往仿真接收结点42。(3)第一计算机系统4由仿真接收结点42接收数据。而相较于图1中的已知手段，本发明采用软件仿真的方式在第一计算机系统4中产生仿真传送结点41、仿真接收结点42以及仿真数据交换逻辑单元43，硬件仅需实作硬件传送结点44与硬件接收结点45，如此可以大幅降低硬件实作成本。

本发明所发展出来的仿真程序是可属于驱动程序的层级，其软件功能方块示意图可如图5(a)的所示，其是以软件角度所描述的功能方块示意图，首先，本发明所发展出来的仿真程序以驱动程序50的层级附挂于第一计算机系统4的操作系统52下，用以将完成于芯片组21(如图2所绘示)中的结点单元210仿真成一个总线元件，例如通用串行总线网络卡(USB networkadapter)，并向操作系统52完成登录。另一方面，对于第二计算机系统5而言，亦会有一个操作系统预设的驱动程序56，附挂于第二计算机系统5的操作系统58下，其中操作系统预设的驱动程序56例如是windows或Linux操作系统所提供的一般的预设驱动程序，而加载哪一种预设的驱动程序56则会视第一计算机系统4中所仿真出来总线元件的种类而定。如此一来，计算机系统上的操作系统52便会认为计算机系统中建置有通用串行总线网络卡，于是，执行于第一计算机系统4与第二计算机系统5上的应用程序53与应用程序54便可利用通用串行总线网络卡的数据格式与传输协议来进行数据交换。换句话说，执行于第一计算机系统4与第二计算机系统5上的应用程序53与应用程序54都将会把完成于芯片组21(如图2所绘示)中的结点单元210视为一个通用串行总线网络卡，因此，使用者只要利用应用程序来执行一般文件搬移动作，便可轻松完成第一计算机系统4与第二计算机系统5间的数据交换。

当然，通过对驱动程序50的改变，可以将完成于芯片组21(如图2所绘示)中的结点单元210仿真成不同的总线元件，因此除了上述的通用串行总线网络卡外，也可以仿真成通用串行总线储存器或是通用串行总线网络摄影机等装置，同样可利用图3所示的流程图来向操作系统52完成登录，进而提供给执行于第一计算机系统4与第二计算机系统5上的应用程序53与应用程序54来运用。但由于每种总线元件所需的结点数量可能不同，例如除了传送结点与接收结点外，还会有中断结点或控制结点等等不同的需求。因此结点单元210中可能要设置多个结点来供弹性运用。

甚至，本发明可发展出通用串行总线集线器仿真装置。请参照图5(b)，其用以说明本发明驱动程序加载的过程示意图。当系统如图3经过电源开启至加载操作系统等步骤(步骤31-33)之后，此时操作系统52会加载第一驱动程序61，同时操作系统52会询问第一驱动程序61是否还有其它的驱动程序需加载。以此实施例为例，第一驱动程序会向操作系统52会回报尚有第二驱动程序62与第三驱动程序63需加载，之后操作系统52加载第二驱动程序62与第三驱动程序63，以完成通用串行总线集线器(USB hub)仿真装置的。更详细的说明是，本发明所发展出来的仿真程序分为两个部分，第一个部分是以附挂于操作系统52下的第一驱动程序61，其被仿真成一个通用串行总线集线器，并向操作系统52完成登录。第二个部分则是附挂于第一驱动程序61下的第二驱动程序62、第三驱动程序63等等，用以将完成于芯片组21中的结点单元210中的结点分别仿真成连接在通用串行总线集线器上多个通用串行总线元件，例如通用串行总线网络卡与通用串行总线储存器等等。如此一来，计算机系统上的操作系统52便会认为计算机系统中建置有一通用串行总线集线器及多个通用串行总线元件。本实施例的数据流如图5(c)所示，当执行于第一计算机系统4与第二计算机系统5上的应用程序53与应用程序54，可选择通用串行总线网络卡或通用串行总线储存器的数据格式与传输协议来进行数据交换。另一方面，对于第二计算机系统5而言，亦会有一个操作系统预设的驱动程序56附挂于第二计算机系统5的操作系统58下，其中操作系统预设的驱动程序56例如是windows或Linux操作系统所提供的一般的预设驱动程序，而加载哪一种预设的驱动程序56则会视第一计算机系统4中应用程序53所选择的数据格式与传输协议而定。换句话说，执行于第一计算机系统4与第二计算机系统5上的应用程序53与应用程序54都将会把完成于芯片组21中的结点单元210视为一个通用串行总线网络卡(例如：第二驱动程序62搭配第一驱动程序61)或是通用串行总线储存器(例如：第三驱动程序63搭配第一驱动程序61)，进而可轻松完成第一计算机系统4与第二计算机系统5间的数据交换。

综上所述，本发明的优点为减少储存单元与总线接口的种类，进而降低耗电与硬件成本，有效达成本发明的主要目的。然本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求范围所欲保护者。

Claims (9)

1.一种计算机系统，该系统包含：

中央处理单元；

芯片组，电连接至该中央处理单元；

外接式总线连接端口；以及

结点单元，设置于该芯片组中，电连接至该外接式总线连接端口，于该中央处理单元执行操作系统与仿真程序后，相对应建立出仿真数据交换元件，进而可通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的另一计算机系统来进行数据交换，

其中该仿真数据交换元件包含有仿真传送结点、仿真接收结点以及仿真数据交换逻辑单元，该仿真传送结点与该仿真接收结点通过该仿真数据交换逻辑单元来与该结点单元完成信号连结。

2.根据权利要求1所述的计算机系统，其中该结点单元包含：

硬件传送结点，其电连接至该外接式总线连接端口；以及

硬件接收结点，其电连接至该外接式总线连接端口。

3.根据权利要求1所述的计算机系统，其中该仿真程序为驱动程序，附挂于该操作系统，用以将该结点单元仿真成一个总线元件，并向该计算机系统的该操作系统完成登录，而该另一计算机系统依据仿真的该总线元件，加载附挂于该另一计算机系统的操作系统的预设驱动程序，以进行数据交换。

4.根据权利要求1所述的计算机系统，其中该仿真程序包含：

第一驱动程序，附挂于该操作系统，其被仿真成一个通用串行总线集线器；

第二驱动程序，附挂于第一驱动程序下，用以将该结点单元中的部分结点仿真成连接在该通用串行总线集线器上的第一通用串行总线元件；以及

第三驱动程序，附挂于第一驱动程序下，用以将该结点单元中的部分结点仿真成连接在该通用串行总线集线器上的第二通用串行总线元件。

5.一种数据交换装置，应用于第一计算机系统上，该第一计算机系统包含有中央处理单元，该数据交换装置包含：

芯片组，电连接至该中央处理单元；

外接式总线连接端口；以及

结点单元，设置于该芯片组中，电连接至该外接式总线连接端口，于该中央处理单元执行操作系统与仿真程序后，相对应建立出仿真数据交换元件，进而可通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的第二计算机系统来进行数据交换，

其中该仿真数据交换元件包含有仿真传送结点、仿真接收结点以及仿真数据交换逻辑单元，该仿真传送结点与该仿真接收结点通过该仿真数据交换逻辑单元来与该结点单元完成信号连结。

6.一种数据交换方法，应用于第一计算机系统上，该第一计算机系统包含有中央处理单元、芯片组、外接式总线连接端口以及结点单元，该数据交换方法包含：

该中央处理单元执行操作系统与仿真程序；

该仿真程序相对应该结点单元建立出仿真数据交换元件；以及

通过该仿真数据交换元件来与连接于该外接式总线连接端口上的第二计算机系统来进行数据交换，

其中该仿真数据交换元件包含有仿真传送结点、仿真接收结点以及仿真数据交换逻辑单元，该仿真传送结点与该仿真接收结点通过该仿真数据交换逻辑单元来与该结点单元完成信号连结。

7.根据权利要求6所述的数据交换方法，其中该结点单元包含：

硬件传送结点，其电连接至该外接式总线连接端口；以及

硬件接收结点，其电连接至该外接式总线连接端口。

8.根据权利要求6所述的数据交换方法，其中该仿真程序为驱动程序，附挂于该操作系统，用以将该结点单元仿真成一个总线元件，并向该第一计算机系统的该操作系统完成登录，而该第二计算机系统依据仿真的该总线元件，加载附挂于该第二计算机系统的操作系统的预设驱动程序，以进行数据交换。

9.根据权利要求6所述的数据交换方法，其中该仿真程序包含：

第一驱动程序，附挂于该操作系统，其被仿真成一个通用串行总线集线器；

第二驱动程序，附挂于第一驱动程序下，用以将该结点单元中的部分结点仿真成连接在该通用串行总线集线器上的第一通用串行总线元件；以及

第三驱动程序，附挂于第一驱动程序下，用以将该结点单元中的部分结点仿真成连接在该通用串行总线集线器上的第二通用串行总线元件。

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