CN101853080B - 键盘-影像-鼠标延伸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种键盘-影像-鼠标延伸系统。该键盘-影像-鼠标延伸系统包括第一模块以及第二模块。第一模块连接于计算机主机，包括第一影像转换单元以及M个第一USB控制器。第一USB控制器用以模拟至少一USB装置。第二模块连接于屏幕、键盘及/或鼠标，包括第二影像转换单元、控制接口、USB集线器以及第二USB控制器。USB集线器具有上游端口以及N个下游埠。第二USB控制器模拟计算机主机。第一USB控制器的数量(M)小于USB集线器的下游埠的数量(N)。
Description
技术领域
本发明公开了一种键盘-影像-鼠标延伸系统(Keyboard-Video-Mouseextender system)，特别是关于一种能支持多个通用串行总线(Universal SerialBus，USB)巨量传输(Bulk Transfer)装置的键盘-影像-鼠标延伸系统。
背景技术
图1为现有技术的键盘-影像-鼠标延伸系统。近端操控端10可透过近端信号延长单元12控制近端计算机14。另一方面，远程操控端16可透过远程信号延长单元18、五类双绞线(Category 5 Cable，CAT-5)20以及近端信号延长单元12控制近端计算机14。近端信号延长单元12以及远程信号延长单元18的功用为延长信号的传送，使近端操控端10以及远程操控端16能在较远的距离操控近端计算机14。
然而在前述现有技术的键盘-影像-鼠标延伸系统中，远程信号延伸单元18仅支持单一的USB装置。换言之，当近端计算机14连接至近端信号延长单元12的第一USB连接端口22时，远程信号延伸单元18仅具有单一个第二USB连接埠24，即一次只能连接一个USB装置26。在有些情况下，使用者想要在远程信号延伸单元18连接多个USB装置26，例如同时连接USB随身碟、USB打印机、USB光驱，但由于仅有单一个第二USB连接埠24，限制了管理上的方便性，造成效率不佳。
另外，在现有技术的键盘-影像-鼠标延伸系统中，为了对近端计算机14模拟USB装置26，远程信号延伸单元18中的USB主机控制器的数量通常与近端信号延长单元12中的USB装置控制器的数量(一对一的关系)相等。因此，若要增加USB装置26的数量，同时也必须增加USB主机控制器的数量，其增加的成本相关可观。
因此需要对上述问题提出一种解决方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种键盘-影像-鼠标延伸系统，能支持多个USB巨量传输(Bulk Transfer)装置的存取，增加了使用及管理上的方便性。
为实现上述目的，本发明提出一种键盘-影像-鼠标延伸系统，使计算机主机耦接至一组屏幕、键盘及/或鼠标。该键盘-影像-鼠标延伸系统至少包括第一模块以及第二模块，其中第一模块连接于一计算机主机，更至少包括一第一影像转换单元以及M个第一USB控制器。第一影像转换单元用以将计算机主机输出的单端影像信号转换为差动影像信号。M个第一USB控制器用以对该计算机主机模拟至少一USB装置，因此虽然该USB装置并未实际(Physically)连接于该计算机主机，该计算机主机仍然可以侦测到这(这些)USB装置，这(这些)USB装置可由藉由这台计算机主机的操作系统(例如Windows)所提供的装置管理员或是档案总管(Explore)等功能观察到。第二模块连接于屏幕、键盘及/或鼠标，更至少包括一第二影像转换单元、一控制接口、一USB集线器(Hub)以及一第二USB控制器。该第二影像转换单元用以将差动影像信号转换为另一单端影像信号或是还原成原本的单端影像信号后输出至屏幕，以使计算机主机输出的单端影像信号可以经由一传输线输出至该屏幕，该传输线的长度可大于标准视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)信号所允许的传输距离。控制接口用以连接键盘或鼠标，并输出一代表键盘或鼠标操作的控制信号。USB集线器具有一上游端口以及N个下游埠，该N个下游埠可连接N个USB装置，例如至少一第一USB装置以及一第二USB装置。第二USB控制器耦接USB集线器的上游端口以及控制接口，且第二USB控制器模拟计算机主机。其中第一USB控制器的数量(M)小于USB集线器的下游埠的数量(N)。当第一USB控制器的数量(M)为1时，USB集线器的下游埠数量(N)最大可为16；当第一USB控制器的数量(M)为2时，USB集线器的下游埠数量(N)最大可为32，其余数量上的对应关系可依此类推。
为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种键盘-影像-鼠标延伸系统，使计算机主机耦接至一组屏幕、键盘及/或鼠标。该键盘-影像-鼠标延伸系统至少包括第一模块以及第二模块，其中第一模块连接于计算机主机，更至少包括一第一影像转换单元、一第一USB控制器以及一信号产生器。第一影像转换单元用以将计算机主机输出的单端影像信号转换为差动影像信号。第一USB控制器用以对该计算机主机模拟至少一USB装置。该信号产生器连接至第一影像转换单元，用以产生至少一种测试信号。第二模块连接于屏幕、键盘及/或鼠标，更至少包括一第二影像转换单元、一影像补偿电路、一控制接口、一USB集线器以及一第二USB控制器。该第二影像转换单元用以将差动影像信号转换为另一单端影像信号或是还原成原本的单端影像信号后输出至屏幕。
影像补偿电路依据测试信号的衰减量或耦接于第一模块以及第二模块之间的单一传输线的长度，对另一单端影像信号进行补偿。控制接口用以连接键盘或鼠标，并输出代表键盘或鼠标操作的控制信号。USB集线器具有一上游端口以及至少两个下游埠，该至少两个下游埠用以连接第一USB装置以及第二USB装置。第二USB控制器耦接USB集线器的上游端口以及控制接口，且第二USB控制器对该USB装置模拟计算机主机。其中单一传输线传输差动影像信号、测试信号、控制信号及USB相关信号。
本发明又提出一键盘-影像-鼠标延伸系统，使计算机主机耦接至一组屏幕、键盘及/或鼠标。该键盘-影像-鼠标延伸系统至少包括一第一模块以及一第二模块，其中第一模块连接于计算机主机，更至少包括一第一影像转换单元、一第一USB控制器以及一信号产生器。第一影像转换单元用以将计算机主机输出的单端影像信号转换为差动影像信号。第一USB控制器用以模拟至少一USB装置。信号产生器连接至第一影像转换单元，用以产生至少一种测试信号。第二模块连接于该屏幕、键盘及/或鼠标，更至少包括一第二影像转换单元、一影像补偿电路、一控制接口、一USB集线器以及一第二USB控制器。该第二影像转换单元用以将差动影像信号转换为另一单端影像信号或是还原成原本的单端影像信号后输出至屏幕。影像补偿电路依据测试信号的衰减量或耦接于第一模块以及第二模块之间的单一传输线的长度，对另一单端影像信号进行补偿。控制接口用以连接键盘或鼠标，并输出代表键盘或鼠标操作的控制信号。USB集线器具有一上游端口以及N个下游埠，该N个下游埠用以连接若干个USB装置。第二USB控制器耦接USB集线器的上游端口以及控制接口，且第二USB控制器模拟计算机主机。其中单一传输线传输上述差动影像信号、测试信号、控制信号及USB相关信号。
本发明又提出信号延伸方法，用于键盘-影像-鼠标延伸系统，该键盘-影像-鼠标延伸系统具有一第一模块、一第二模块以及耦接于第一模块以及第二模块之间的单一传输线，该方法至少包括下列步骤：使屏幕、键盘及/或鼠标经由第二模块、单一传输线以及第一模块耦接至计算机主机；使第一USB装置以及第二USB装置耦接至第二模块；第一模块将第一USB装置以及第二USB装置模拟成单一个USB巨量传输装置；以及第一模块解析计算机主机欲存取第一USB装置或第二USB装置的逻辑单元号码。
本发明又提出信号延伸方法，用于键盘-影像-鼠标延伸系统，该键盘-影像-鼠标延伸系统具有第一模块、第二模块以及耦接于第一模块以及第二模块之间的单一传输线，该方法至少包括下列步骤：使屏幕、键盘及/或鼠标经由第二模块、单一传输线以及第一模块耦接至计算机主机。使若干个USB装置耦接至第二模块；第二模块检测USB装置的数量；以及当计算机主机存取USB装置之一时，第一模块解析被存取的USB装置的逻辑单元号码。
藉由本发明键盘-影像-鼠标延伸系统，能透过一个计算机主机的USB接口存取远程多个USB装置，大幅提高管理效率，也增加了管理上的方便性。
以下结合附图与实施例对本发明做进一步的说明。
附图说明
图1为现有技术的键盘-影像-鼠标延伸系统。
图2为依据本发明第一实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统。
图3及图4分别为依据本发明第二实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统及其信号延伸方法流程图。
图5及图6分别为依据本发明第三实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统及其信号延伸方法流程图。
图7为检测连接至USB集线器的下游端口的USB装置的流程图。
图8为USB规格的指令封包。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，现就结合附图说明如下。以下实施例的说明是参考附加的图示，用于例示本发明可用于实施的特定实施例。
图2为依据本发明第一实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统。键盘-影像-鼠标延伸系统可使一计算机主机200耦接至一屏幕202、一键盘204及/或一鼠标206，该延伸系统包括第一模块208以及第二模块210。第一模块208连接于计算机主机200，包括第一影像转换单元212以及M个第一USB控制器214。第一影像转换单元212用以将计算机主机200输出的单端影像信号246转换为差动影像信号248。第一USB控制器214为一USB装置控制器(DeviceController)，用以对计算机主机200模拟至少一USB装置。第二模块210连接于屏幕202、键盘204及/或鼠标206，其包括一第二影像转换单元216、一控制接口218、一USB集线器220以及一第二USB控制器222。该第二影像转换单元216透过单一传输线232(例如五类双绞线)接收第一影像转换单元212传来的差动影像信号248后，将差动影像信号248转换为另一单端影像信号250或是还原成原本的单端影像信号246后输出至屏幕202，以使计算机主机200输出的单端影像信号246可以经由该传输线232输出至该屏幕202。控制接口218用以连接键盘204或鼠标206，并输出代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252。USB集线器220具有一上游埠224以及N个下游埠226，该N个下游埠226可连接N个USB装置，例如第一USB装置228以及第二USB装置230，其中第一USB装置228以及第二USB装置230可为巨量传输(BulkTransfer)装置，且第一USB装置228以及第二USB装置230分别具有不同的逻辑单元号码(Logical Unit Number，LUN)。依据USB相关规范，该USB装置的数量(N)最大可为16(LUN编号由0至15)。第二USB控制器222耦接USB集线器220的上游端口224以及控制接口218，且第二USB控制器222为USB装置主机控制器(Host Controller)，对第一USB装置228或第二USB装置230模拟计算机主机200。第一USB控制器214的数量(M)小于USB集线器220的下游埠226的数量(N)。该控制接口218可为USB接口或USB以外的其它接口(例如PS/2接口)，当该控制接口218为PS/2接口时，该第一USB控制器214可由Cypress公司所提供的CY7C63722、CY7C63723或CY7C63743等芯片实施之。该第二USB控制器222可由Cypress公司所提供的CY7C67300或SL8111HST等芯片实施之。或者是，当该控制接口218为PS/2接口时，该控制接口218连接至中央处理单元254而非该第二USB控制器222。该第二USB控制器222具有一根集线器(Root Hub)，因此当此控制接口218为USB接口时，该第二USB控制器222可经由其根集线器与键盘204、鼠标206及USB集线器220沟通。
第一模块208更包一第一RS485收发器(Transceiver)242，第二模块210更包括第二RS485收发器(Transceiver)244，第一RS485收发器242及第二RS485收发器244在第一模块208及第二模块210之间传送或接收代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252、USB相关的信号以及其它信号。
又，第二模块210更包括一中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)254耦接于第二RS485收发器244以及控制接口218之间，用以拦截、解析、接收及传送控制信号252及USB相关的信号。该中央处理单元254可解析代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252，并将控制信号252包裹成符合RS485规范的封包以传输至第一模块208。由于该中央处理单元254可解析代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252，因此当一使用者经由键盘204输入一热键(Hot Key)指令时，该中央处理单元254可以正确地辨识并使该延伸系统做出相关反应。例如此使用者可经由一热键指令启动一屏幕显示选单(On-ScreenDisplay Menu)。此外，由于该中央处理单元254可以拦截及解析USB相关的信号，因此当第一模块208所连接的计算机主机200与第二模块210所连接的键盘204并不兼容时(例如计算机主机200为麦金塔(MAC)系统而键盘204为一般个人计算机(PC)系统)，亦可将所连接的键盘204模拟成一麦金塔系统键盘，而麦金塔系统键盘所特有的一些功能键可藉由键盘204以一些对应的热键(Hot Key)指令达成。
请同时参阅图3及图4，分别为依据本发明第二实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统及其信号延伸方法流程图。图3与图2的差别在于图3中更包括一信号产生器234以及一影像补偿电路256。图4是以图2或图3的硬件架构为基础的轫体相关流程图，图3中与图2相同编号的组件具有相似的功能，此不再赘述。
步骤S410中，使屏幕202、键盘204及/或鼠标206经由第二模块210、单一传输线232以及第一模块208耦接至计算机主机200。
步骤S420中，使第一USB装置228以及第二USB装置230耦接至第二模块210。
步骤S430中，第一模块208的第一USB控制器214将第一USB装置228以及第二USB装置230模拟成单一个USB巨量传输装置。
步骤S440中，第一模块208解析计算机主机200欲存取第一USB装置228或第二USB装置230的逻辑单元号码。
步骤S450中，第一模块208将计算机主机200输出的单端影像信号246转换为差动影像信号248后，透过单一传输线232传送至第二模块210，第二模块210将差动影像信号248转换为另一单端影像信号250，影像补偿电路256依据信号产生器234的测试信号的衰减量或单一传输线232的长度，对单端影像信号250进行补偿后，输出至屏幕202。
步骤S460中，第二模块210输出代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252，透过单一传输线232传送至第一模块208。
请同时参阅图5及图6，分别为依据本发明第三实施例的键盘-影像-鼠标延伸系统及其信号延伸方法流程图。图5与图2的差别在于图5中更包括一信号产生器234以及一影像补偿电路256，且共有三个USB装置236、238、240、而图2中仅有二个USB装置(第一USB装置228以及第二USB装置230)。图5与图3的差别在于第5图中共有三个USB装置236、238、240，而图2中仅有二个USB装置(第一USB装置228以及第二USB装置230)。图5中与图2相同编号的组件具有相似的功能，此不再赘述。
步骤S610中，使屏幕202、键盘204及/或鼠标206经由第二模块210、单一传输线232以及第一模块208耦接至计算机主机200。
步骤S620中，使若干个USB装置236、238、240耦接至第二模块210。
步骤S630中，第二模块210检测USB装置236、238、240的数量。
步骤S640中，当计算机主机200存取USB装置236、238、240之一时，第一模块208解析被存取的USB装置236、238或240的逻辑单元号码。
步骤S650中，第一模块208将计算机主机200输出的单端影像信号246转换为差动影像信号248后，透过单一传输线232传送至第二模块210，第二模块210将差动影像信号248转换为另一单端影像信号250，影像补偿电路256依据信号产生器234的测试信号的衰减量或单一传输线232的长度，对另一单端影像信号250进行补偿后，输出至屏幕202。
步骤S660中，第二模块210输出代表键盘204或鼠标206操作的控制信号252，透过单一传输线232传送至第一模块208。
在本实施例中，下游埠的数量(N)大于或等于第一USB控制器214的数量。
以下将解释第一实施例、第二实施例及第三实施例如何判别是否有USB装置连接至USB集线器220的下游埠226。图7为检测连接至USB集线器220的下游端口226的USB装置的流程图。在步骤S710中，第二模块210传送USB规格的GetPortStatus指令至下游端口226。在步骤S720中，判别下游埠226是否有连接USB装置？若无，则回步骤S710；若有，则进行步骤S730。在步骤S730中，检查连接至下游端口226的USB装置的USB类别(Class)。在步骤S740中，检查连接至下游端口226的USB装置是否为巨量传输类别？若是，则进行步骤S750，进入巨量传输装置处理流程；若否，则进行步骤S760，进入其它装置处理流程。
藉由上述流程，第二模块210可判别连接至下游端口226的USB装置的数量，并将判别的数量传送至第一模块208，由第一模块208透过回答计算机主机200所发出USB规格的GetMaxLUN指令传回判别的数量。计算机主机200分别给予连接至下游端口226的USB装置各别的编号，即上述的逻辑单元号码。
当计算机主机200欲存取下游端口226的USB装置时，第一模块208透过解析计算机主机200所发送USB规格的指令封包(Command Block Wrapper，CBW)的一字段，确认计算机主机200欲存取的USB装置。图8为USB规格的指令封包。第一模块208透过解析bCBWLUN字段(Field)确认计算机主机200欲存取的USB装置。
藉由本发明键盘-影像-鼠标延伸系统，一个计算机主机的USB接口能存取远程多个USB装置，大幅提高管理效率，也增加了管理上的方便性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种键盘-影像-鼠标延伸系统，使一计算机主机耦接至一屏幕、一键盘及/或一鼠标，其特征在于，该键盘-影像-鼠标延伸系统至少包括：
一第一模块，连接于该计算机主机，该第一模块更至少包括：
一第一影像转换单元，用以将该计算机主机输出的一单端影像信号转换为一差动影像信号；以及
M个第一USB控制器，用以模拟至少一USB装置；以及
一第二模块，连接于该屏幕、该键盘及/或该鼠标，该第二模块更至少包括：
一第二影像转换单元，用以将该差动影像信号转换为另一单端影像信号后输出至该屏幕；
一控制接口，用以连接该键盘或该鼠标，并输出一代表该键盘或该鼠标操作的一控制信号；
一USB集线器，具有一上游埠以及N个下游埠，该N个下游埠可连接至少一第一USB装置以及一第二USB装置；以及
一第二USB控制器，耦接该USB集线器的该上游端口以及该控制接口，且该第二USB控制器模拟该计算机主机，
其中该第一USB控制器的数量(M)小于该USB集线器的该下游埠的数量(N)。
2.如权利要求1所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一USB装置以及该第二USB装置分别具有不同的逻辑单元号码。
3.如权利要求1所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，当该第一USB控制器的数量(M)为1时，该下游埠的数量(N)最大为16。
4.如权利要求1所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一模块更至少包括一第一RS485收发器，该第二模块更至少包括一第二RS485收发器，该第一RS485收发器及该第二RS485收发器在该第一模块及该第二模块之间传送或接收该控制信号。
5.如权利要求1所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一USB控制器为一USB装置控制器。
6.如权利要求1所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第二USB控制器为一USB主机控制器。
7.如权利要求2所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一模块解析该计算机主机欲存取该第一USB装置或该第二USB装置的逻辑单元号码。
8.一种键盘-影像-鼠标延伸系统，使一计算机主机耦接至一屏幕、一键盘及/或一鼠标，其特征在于，该键盘-影像-鼠标延伸系统至少包括：
一第一模块，连接于该计算机主机，该第一模块更至少包括：
一第一影像转换单元，用以将该计算机主机输出的一单端影像信号转换为一差动影像信号；
一第一USB控制器，用以模拟至少一USB装置；以及
一信号产生器，连接至该第一影像转换单元，用以产生一测试信号；以及
一第二模块，连接于该屏幕、该键盘及/或该鼠标，该第二模块更至少包括：
一第二影像转换单元，用以将该差动影像信号转换为另一单端影像信号后输出至该屏幕；
一影像补偿电路，依据该测试信号的衰减量或耦接于该第一模块以及该第二模块之间的单一传输线的长度，对该另一单端影像信号进行补偿；
一控制接口，用以连接该键盘或该鼠标，并输出一代表该键盘或该鼠标操作的一控制信号；
一USB集线器，具有一上游埠以及至少两个下游埠，该至少两个下游埠用以连接一第一USB装置以及一第二USB装置；以及
一第二USB控制器，耦接该USB集线器的该上游端口以及该控制接口，且该第二USB控制器模拟该计算机主机，
其中该单一传输线传输该差动影像信号、该测试信号以及该控制信号。
9.如权利要求8所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一USB装置以及该第二USB装置被模拟成单一个USB巨量传输装置。
10.如权利要求8所述的键盘-影像-鼠标延伸系统，其特征在于，该第一USB控制器将该第一USB装置以及该第二USB装置模拟成单一个USB巨量传输装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |