CN101615080B - 具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器 - Google Patents
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Abstract
一种具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，包括：一键盘-视频-鼠标切换器，及一线控器。该线控器以USB传输线连接于该一键盘-视频-鼠标切换器，其中，线控器可包含一USB装置，该线控器可经由USB传输在线的电源线传送一控制信号或状态信号至键盘-视频-鼠标切换器以作为是否改变目前工作站与键盘-视频-鼠标切换器连接的计算机主机连接的依据。
Description
技术领域
本发明是有关一种键盘-视频-鼠标切换器(KVM切换器)，特别是有关一种具有一线控器的KVM切换器，该线控器利用通用串行总线(Universal SerialBus，USB)传输线的VBUS传送控制信号的一种装置。
背景技术
随着半导体制程进步，相同组件聚集度的集成电路制造成本降价的速度已是以数个数量级来计算，也因此让一般民众普遍拥有自己的个人计算机，甚至有些使用者为了工作上的方便更同时拥有二台以上的个人计算机或服务器，一般的公司企业更是如此。为了方便使用者执行操作，传统上，一个计算机主机至少会配备一组输出入设备，如鼠标、键盘、视频屏幕等。但在一使用者同时操作或控制多台计算机主机或服务器的情况下，一台主机或服务器与至少一个输出入设备的搭配不仅占用空间，更会造成成本上的浪费。因此，一种使用一组输出入系统就可操作多台计算机或服务器的键盘-视频-鼠标(Keyboard-Video-Mouse，KVM)切换器的产品于是因应而生。
图1所示为现有的多计算机管理系统，KVM切换器(或称KVM切换开关)130具有一计算机接口、一控制台接口、多台计算机主机100及200、及一操作端主机。计算机接口和计算机主机100、200的显示卡接口，鼠标接口(例如PS2接口或USB接口)及键盘接口(例如PS2接口或USB接口)相连接，而控制台接口耦接于操作端的主机150的输出入装置如键盘、鼠标、屏幕相连接。使用者可以利用键盘的热键或鼠标将目前的操作端主机或者称为工作站主机150和计算机主机100相连接，或者和计算机主机200连接，而得以只使用一套的输出(屏幕)入(键盘、鼠标设备)操控到计算机主机100或计算机主机200。
这样的KVM切换器虽具有减少成本及空间的优点，但在操作上仍有改进空间，比如说每次切换被操作的计算机或服务器时，都必需要按KVM切换器上的特定按钮来切换，当主机或服务器数量多而KVM切换器摆放位置又较远时就会造成不便。
发明内容
本发明提供一KVM切换器系统，在这系统中具有一线控器，使用者按压线控器上的按钮可以进行工作站和被动主机之间的连接关系切换。
本发明另外在线控器上设置一USB装置，该装置可以是数据存储装置或MP3装置，甚至是其它USB装置。更特别的是当USB装置和工作站主机或被动主机正在传送数据时，不会有被中断的问题。
本发明所揭露的一种具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，包括：一键盘-视频-鼠标切换器，及一线控器。该线控器以USB传输线连接于该一键盘-视频-鼠标切换器，其中，线控器可包含一USB装置，该线控器可经由USB传输在线的电源线传送一控制信号或状态信号至键盘-视频-鼠标切换器以作为是否改变目前工作站与键盘-视频-鼠标切换器连接的计算机主机连接的依据。
附图说明
图1为传统KVM计算机管理系统架构图。
图2为依据本发明的一实施例所设计的具有线控器的KVM系统架构图。
图3为依据本发明的一实施例所设计的具有线控器的KVM切换器内部的功能方块图。
主要组件符号说明
| 1工作站 | 7控制信号或状态信号 |
| 5USB传输线 | 16、21、26、66、76、81滤波器 |
| 10USB装置 | 22灯号 |
| 20、75信号接收模块 | 25、80信号发送模块 |
| 23按钮 | 30、90微控器 |
| 50线控器 | 55控制接口 |
| 60KVM切换器 | 66滤波器 |
| 65电源供应器 | 85计算机接口 |
| 92第二主机 | 91第一主机 |
具体实施方式
一般的键盘-视频-鼠标(Keyboard-Video-Mouse，KVM)切换器具有一控制台接口及一计算机接口，控制台接口用以连接一台或一台以上的控制计算机或工作站，计算机接口则用以连接多台被动计算机主机，其中控制计算机或工作站有屏幕、鼠标和键盘等输出入设备。当操作者操作鼠标及/或键盘时，鼠标及/或键盘信号及屏幕等输出入信号就经由控制台接口传送。
请参考图2所示依据本发明一实施例所设计的KVM切换器60和工作站1、USB线控器50、第一主机91、第二主机92的连接关系示意图。请同时参考图3所示的KVM切换器60，除了具有计算机接口85(即鼠标信号连接线、键盘信号连接线和视频信号传送线)以连接第一主机91和第二主机92的PS2或USB端口外，还包含一控制台接口55，一USB集线器70，一电源供应器65，一信号接收模块75，一信号发送模块80与一微控器90。其中，控制台接口55同样可具有鼠标信号连接线、键盘信号连接线和视频信号传送线以连接工作站1的鼠标、键盘和屏幕；USB集线器70可连接各种USB装置及一线控器50，USB集线器70与线控器50之间以USB传输线5连接。一般的USB传输线5有4条导线，分别为D+、D-、VBUS及Ground，其中D+与D-信号线的用途是差动信号对线用以传送数据，另外两条VBUS及Ground则分别是用来传送电力的电源线及接地的接地线。电源供应器65前置有一滤波器66，以滤除控制信号或状态信号7。电源供应器65事实上也可以是选择性设置的组件，电力的供应可以来自所连接的主机91或92经由USB的VBUS供应电力。
请继续参考图3所示的USB线控器50的内部功能方块图。线控器50具有一直流电压转换器15、信号接收模块20、信号发送模块25、一微控器30、一USB装置10。
USB线控器50可另外设置一灯号22，当有信号传输时可以让灯号22进行闪灯，以表示线控制50正在忙碌状态，提醒使用者目前正在传输信号，可避免使用者进行其它操作而造成目前的传输被中断。线控器50亦可另外设置一按钮23，按钮23与线控器50电性连接，使用者也可以直接按压按钮23来使线控器50输出控制信号以切换所连接的主机。当灯号22没有闪灯时，表示目前线控器50是闲置状态，使用者可以按压按钮23来将线控器50的USB装置10切换至其它的连接主机。此时，按钮将一信号给微控器30，并由微控器发出一控制信号给信号发送模块25。此外，微控器30也会发信号给灯号22以改变灯号状态。USB装置10也连接到微控器30。当USB装置是在忙碌中时(例如传输数据时)会提供一信号至微控器30，以便将闪灯显示将灯号22。而当USB闲置时，也会提供一信号至微控器30，以显示亮灯或暗灯于灯号22上。值得留意的，线控器50本身不主动供应电源，其电源电压是由KVM切换器60的电源供应器65或者计算机主机91或92的USB本身的VBUS电源线送电源到直流电压转换器15，而由直流电压转换器15将USB端口标准的5V电压转换为适合线控器50的工作电压，例如典型线控器50的工作电压为3.3V的直流电源给信号接收模块20、信号发送模块25与一微控器30。直流电压转换器前置有一滤波器16，以滤除所有的交流信号。因此，即便VBUS上载有控制信号或状态信号，直流电压转换器16，只收到单纯的电压5V而已。不会感觉有这些信号的存在。
KVM切换器60包含除上述外，尚有电源供应器65、一切换模块84及一计算机接口85及尚有信号接收模块75、信号发送模块80与一微控器90。电源供应器65也前置有一滤波器66，以滤除控制信号或状态信号7。信号接收模块75、信号发送模块80前方也分别置有一滤波器76、81以滤除直流成分信号。
依据本发明的一实施例，当线控器50内的USB装置10闲置时，使用者可藉由按钮23透过微控制器30主动发送一控制信号或状态信号给KVM切换器60以利于KVM切换器之进行切换。例如，当操作者按下线控器50的按钮23时将触动信号发送模块25发送一控制信号给KVM切换器60。KVM切换器60，经信号接收模块75接收并经微控器90读取信号。KVM切换器60就将目前的USB装置10和其目前连接的主机(假设为第一主机91)断线。而允许线控器50内的USB装置10切至另一主机(即第二主机92)。
依据本发明的另一实施例当线控器50内搭载的USB装置10是一数据存储装置时，例如数据存储装置时，而数据存储装置的数据正被第一主机91读取数据时，或者第一主机91正对数据存储装置写入数据时，一般而言，正在进行数据传输时应避免被中断。本发明的线控器50只需利用USB传输线的VBUS传送状态信号即可达到上述目的。说明如下：
当USB装置10正与第一主机91互传数据时，例如数据存储装置与第一主机91正在以D+/D-上载数据而传送数据封包时。此时，信号发送模块80会定时对线控器50主动发送一请求信号(request)以了解是否已数据传送完毕，信号发送模块80加载请求信号于VBUS上，而由线控器50的信号接收模块20接收。信号接收模块20前方有一高通滤波器21，滤除直流信号。信号接收模块20接收信号后，就由微控器30内建程序判读。微控器30随之依据USB装置10的目前的USB的状态是闲置或忙碌中，经由信号发送模块25将一状态信号7加载于USB传输线的VBUS上进行传送至KVM切换器60。当状态信号显示忙碌时，可以以闪灯显示在线控器50上的灯号22的方式来表示，以防止按钮23被使用者所按压。
另一方面，当状态信号7被以VBUS上进行传送至KVM切换器60时，KVM切换器60的信号接收模块将先以高通滤波器76滤除直流成分而只留下状态信号7。随之，微控器90内建程序判读状态信号或控制信号7。若该状态信号显示D+/D-上载的数据忙碌中，微控器90将发出信号给切换模块84以禁止任何由控制接口端来的切换信号或由线控器来的切换信号。
此外，信号发送模块80会定时加载请求信号于VBUS上一如前述给线控器50。
当D+/D-上载数据传送已完成，则微控器90将把已完成信号给与控制接口55，以允许和控制接口55连接的工作站1的使用者以进行切换或者线控器50使用者按压按钮23。
请注意不论是线控器50内的直流电压转换器15或者是电源供应器65本身在传送或接收VBUS上的直流成分都会有一滤波器16或66，以去除交流成分。
请注意，经由上述VBUS传送的控制信号或状态信号7通常只是简单的指令而已，并不像一般的数据封包有一些前述的信号(heading signal)包含数据地址、长度等信号。因此，线控USB主机装置60与线控器50的控制信号或状态信号必须符合双方认可的通讯协议。例如像是单线双向无同步总线(one Wire Bus)等，以避免传送的信号无法被微控器30或90所判读。更保险的作法是，当一方发送控制信号或状态信号7后，接收的一方，也回传一信号给对方，以完成交握动作(handshaking)。
综上所述，本发明提供一种新的选择，即除了工作站的输出设备，像是鼠标或键盘外，另一种操作切换方式，即使用一线控器，使用者可以藉由线控器上的按钮来进行工作站主机和计算机接口所连接多台计算机主机的切换。此外，依据本发明的一实施例，在线控器上可选择再设置一USB装置，例如数据存储装置。线控器传送控制信号时，不需要使用额外的控制线，而是将控制信号搭载于线控器与KVM切换器60连接的USB传输线的VBUS在线。
且本发明提供的KVM切换器所提供的线控器可做为工作站与计算机主机切换信号来源，当传送切换的控制信息或状态信息时，不需要额外的控制线，只要使用线控线本身与KVM开关的USB传输线即可。而线控器可以内含一数据存储装置，或其它USB装置，以提供给操作者更方便的操作接口，并且当数据存储装置上的数据正被第一主机读取时，只要利用线控器与KVM切关开关连接的USB传输线的VBUS传送忙碌中的信息时，就可以防止该数据存储装置被不当的切换。
本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例尔。是以，在不脱离本发明的精神与范围内所作的修改，均应包含在下述申请专利范围内。
Claims (18)
1.一种具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，包括：
一控制接口，用以接收一工作站的一输出入信号，
一通用串行总线集线器，
一计算机接口以连接多台计算机主机，
一切换模块连接该通用串行总线集线器与该计算机接口以切换该工作站与该多台计算机主机的连接关系，
第一信号发送模块，用以发送一请求信号至该线控器端，
第一信号接收模块，及
第一微控器；及
一线控器，以一通用串行总线传输线连接至该通用串行总线集线器，并以该通用串行总线中用来传送电力的电源线传送一控制信号至该键盘-视频-鼠标切换器，包含：
一直流电压转换器，用以接收来自该用来传送电力的电源线的电源，并转换为该线控器的工作电压；
第二信号接收模块，用以接收来自键盘-视频-鼠标切换器端由该电源线传送的控制信号，
第二微控器，用以解析来自键盘-视频-鼠标切换器端的信号，及
第二信号发送模块，用以上载该控制信号或一状态信号于该用来传送电力的电源线，而由该第一信号接收模块所接收，并由该第一微控器解析该控制信号或状态信号。
2.如权利要求1所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中该线控器包括一数据存储装置，且该线控器还包括一灯号以显示目前数据存储装置的状态。
3.如权利要求2所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中该线控器还包括一按钮，以提供使用者按压，而由第二微控器传送一控制信号至该第一信号接收模块及该灯号。
4.如权利要求2所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中该线控器的灯号显示闪灯时表示该数据存储装置正在传输数据至其中一计算机主机。
5.如权利要求1所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中该键盘-视频-鼠标切换器包含一电源供应器，以提供该键盘-视频-鼠标切换器工作电压。
6.如权利要求1所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述第一信号发送模块所发送的信号而被该第二信号接收模块所接收或该第二信号发送模块所发送的信号而被该第一信号接收模块所接收是采用半双工方式由发送的一端传送至接收的一方。
7.如权利要求6所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述的半双工方式，是一种发送端与接收的一端采用双方认可的通讯协议传送与接收。
8.一种具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，包括：
一通用串行总线集线器；以及
一线控器，以一通用串行总线传输线连接至该通用串行总线集线器，并以该通用串行总线中用来传送电力的一电源线传送一控制信号至该键盘-视频-鼠标切换器，包括：
一直流电压转换器，用以接收来自该用来传送电力的电源线的电源，并转换为该线控器的工作电压，
一信号接收模块，用以接收由该电源线传送的来自该键盘-视频-鼠标切换器的该控制信号，
一微控器，用以解析该控制信号，及
一信号发送模块，用以上载该控制信号或一状态信号于该用来传送电力的电源线；
其中该键盘-视频-鼠标切换器还包含第一信号接收模块和第一微控器，其中该第一信号接收模块接收该信号发送模块上载的该控制信号或状态信号，该第一微控器解析该控制信号或状态信号。
9.如权利要求8所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，还包括一按钮，该按钮与该线控器电性连接，用以提供使用者按压以主动发出一控制信号至该键盘-视频-鼠标切换器。
10.如权利要求9所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述的线控器还包含一灯号连接于该微控器，以提供使用者依据该灯号显示方式而知道该线控器是闲置或忙碌状态。
11.如权利要求10所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述按钮被按压时，该微控器将发出一信号给该灯号以示该线控器的状态。
12.如权利要求9所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述的按钮被按压时，将发出信号给该微控器，而由该微控器发出一控制信号至该信号发送模块。
13.如权利要求8所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述线控器包含一通用串行总线装置。
14.如权利要求13所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述通用串行总线装置为一数据存储装置，电性连接于该微控器，以使得当该数据存储装置正在和该键盘-视频-鼠标切换器所连接的一主机传输数据时，该数据存储装置不会被意外切换至另一主机。
15.如权利要求8所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述键盘-视频-鼠标切换器本身具有一电源供应器以提供该通用串行总线传输线电源。
16.如权利要求8所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述信号发送模块所发送的信号而被该第一信号接收模块所接收是采用发送的一端与接收的一方认可的通讯协议传输。
17.如权利要求16所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述通讯协议是一单线双向无同步总线通讯协议。
18.如权利要求8所述的具有线控器的键盘-视频-鼠标切换器，其中上述信号接收模块包含一高通滤波器以滤除直流信号，而该直流电压转换器包含一滤波器以滤除任何的交流信号。
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