CN101937410A

CN101937410A - 控制设备及其方法

Info

Publication number: CN101937410A
Application number: CN2009101594608A
Authority: CN
Inventors: 薛兆轩
Original assignee: Aten International Co Ltd
Current assignee: Aten International Co Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: CN101937410B

Abstract

本发明揭露一种控制设备及其方法，该设备包含一第一控制模块，包括一第一存储单元与一第一传输端口，该第一控制模块可存取该第一存储单元的数据，以及一第二控制模块，包括一第二存储单元与一第二传输端口，该第二控制模块可存取该第二存储单元的数据，其中该第二传输端口电性连接于该第一传输端口，以使该第一控制模块亦可存取该第二存储单元的数据。

Description

控制设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种控制设备(controlling device)，尤指一种具有一第一与第二控制模块(controlling module)的控制设备。

背景技术

多计算机切换器(KVM)为一硬件装置，让使用者可以从一组键盘、屏幕与鼠标来控制多部计算机。虽然多部计算机连接到KVM，但通常在任一时间，只有较少数量的计算机可以被控制。如今的KVM亦增加了与多台计算机分享通用串行总线(USB)及麦克风的能力。有些KVM具有反向功能，亦即一部单一计算机可以连接到多组屏幕、键盘及鼠标，虽然不如前者普遍，但是当使用者想从两个或多个位置去从一部计算机存取数据时，此一构型是很有用的。目前对四端口KVM的运用趋势是希望让计算机之间互相透过USB接口来交换数据。但其所遭遇的瓶颈是：实施上，若由微控制单元(MCU)针对任二USB控制装置来作数据的搬移，则其速度是很慢的例如，将某一颗USB控制装置的存储单元连续读出并写入另一颗USB控制装置的存储单元，但其效能还是不上单一芯片快。另外，目前并没有超过两个以上USB装置作数据搬移的应用。因此，有关上述KVM在计算机的间互相透过USB接口来交换数据的应用的改进，以及如何利用四端口KVM进行超过两个以上USB装置间数据搬移的应用，是值得吾人深思与改进的。

职是之故，发明人鉴于习知技术的缺失，乃思及改良发明的意念，终能发明出本案的「控制设备及其方法」。

发明内容

本案的一目的在于提供一种控制设备，让一拥有两个控制单元的专用集成电路(ASIC)具有一个通讯接口，使各ASIC间可以串接(daisy chained)，或者可以并联在一起，且利用“切换内存的接口以让两个控制单元共享”的技术于各ASIC，那么，两个ASIC便可以作到四端口KVM的应用(包括文件转移：file transfer与virtual network control：VNC等)。

本案的又一目的在于透过MCU作设定，可以将控制设备中的每一个控制单元的端点所控制的内存接口，作不同的切换，MCU可以经由不同的切换，去读/写每一个控制单元的内存，也可以通过串接的输出/入端口去读/写其它ASIC内的控制单元的内存。

本案的另一目的在于提供一种控制装置，包含一第一存储单元，一第一制单元，包括一第一端点及一第二端点，一第二存储单元，以及一第二控制单元，包括一第三端点及一第四端点，一映像单元，耦接于该第一存储单元及该第二存储单元，其中该第一存储单元及第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该映像单元控制该第一控制单元及该第二控制单元之间的数据传输方向，使该第一控制单元透过该第一端点传出数据至该第一存储单元，且该第二控制单元透过该第四端点从该第一存储单元传入数据。

根据上述的构想，该第二控制单元透过该第三端点传出数据至该第二存储单元，且该第一控制单元透过该第二端点从该第二存储单元传入数据。

根据上述的构想，该第一存储单元更具有一第一接口，该第一接口可经切换而耦合于该第一控制单元或耦合于该第二控制单元，该第二存储单元更具有一第二接口，该第二接口可经切换而耦合于该第一控制单元或耦合于该第二控制单元。

根据上述的构想，该装置更包括一微控制单元耦接于该映像单元，其中透过该微控制单元与该映像单元的运作，可以使该第一接口与该第二接口在该第一与该第二控制单元间进行不同的切换。

根据上述的构想，该装置更包括至少一个切换单元，分别耦接至该第一控制单元、该第二控制单元及该映像单元，以供该第一控制单元与该第二控制单元的间进行数据传输。

根据上述的构想，各该第一与该第二存储单元为一先进先出内存或一缓冲器。

根据上述的构想，该装置设置于一专用集成电路中。

根据上述的构想，该第一控制单元及该第二控制单元为通用串行总线控制单元。

本案的下一目的在于提供一种控制设备，包含一第一控制模块，包括一第一存储单元与一第一传输端口，该第一控制模块可存取该第一存储单元的数据，以及一第二控制模块，包括一第二存储单元与一第二传输端口，该第二控制模块可存取该第二存储单元的数据，其中该第二传输端口电性连接于该第一传输端口，以使该第一控制模块亦可存取该第二存储单元的数据。

根据上述的构想，该第一控制模块更包括一切换单元，耦接于该第一传输端口，以供该第一传输端口与该第二传输端口之间进行数据传输。

根据上述的构想，该第一控制模块与该第二控制模块分别耦接于至少一台计算机主机，并控制键盘-屏幕-鼠标信号与至少一文件传送至其中一台计算机主机。

根据上述的构想，该第一传输端口及该第二传输端口为输出/入传输端口。

根据上述的构想，该第一传输端口为输出传输端口，该第二传输端口为输入传输端口。

根据上述的构想，该设备更包括一第三控制模块，其包括一第三存储单元与一第三传输端口，该第三传输端口为一输出传输端口，其中该第一控制模块更包括一第四传输端口，该第四传输端口为输入传输端口且电性连接于该第三传输端口，以使该第三控制模块可存取该第二存储单元的一数据。

根据上述的构想，各该第一、该第二存储单元为一先进先出内存或一缓冲器。

根据上述的构想，该第二传输端口与该第一传输端口的电性连接是透过一串接总线。

根据上述的构想，该串接总线为一高速串行总线或一并行总线。

根据上述的构想，该串接总线是双向运作，且是透过一微控制单元设定其方向。

根据上述的构想，各该第一、该第二控制模块包括一映像单元、一第一存储单元、一第一控制单元、一第二存储单元以及一第二控制单元，该第一控制单元包括一第一端点及一第二端点，该第二控制单元包括一第三端点及一第四端点，且其中该第一存储单元及第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该映像单元控制该第一控制单元及该第二控制单元之间的数据传输方向，使该第一控制单元透过该第一端点传出数据至该第一存储单元，且该第二控制单元透过该第四端点从该第一存储单元传入数据。

根据上述的构想，该第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该第二控制单元透过该第三端点传出数据至该第二存储单元，且该第一控制单元透过该第二端点从该第二存储单元传入数据。

根据上述的构想，各该第一、该第二控制模块更分别包括至少一个切换单元，分别耦接至该第一控制单元、该第二控制单元及该映像单元，以供该第一控制单元与该第二控制单元之间进行数据传输。

根据上述的构想，该第一控制模块及该第二控制模块分别设置于一专用集成电路中。

本案的再一目的在于提供一种用于一控制装置的控制方法，包含下列的步骤：(a)提供一映像单元、一第一存储单元、一包括一第一端点及一第二端点的第一控制单元、一第二存储单元与一包括一第三端点及一第四端点的第二控制单元；(b)控制该第一控制单元及该第二控制单元之间的数据传输方向，使该第一控制单元透过该第一端点传出数据至该第一存储单元，且使该第二控制单元透过该第四端点从该第一存储单元传入数据；以及(c)使该第一控制单元透过该第二端点从该第二存储单元传入数据，且使该第二控制单元透过该第三端点传出数据至该第二存储单元。

根据上述的构想，该第一存储单元更具有一第一接口，该第二存储单元更具有一第二接口，该步骤(b)更包括一步骤当该第一控制单元传出数据至该第一存储单元时，透过该第一接口的一切换，使该第一存储单元耦合于该第一控制单元，当该第二控制单元从该第一存储单元传入数据时，透过该第一接口的该切换，使该第一存储单元耦合于该第二控制单元，且该步骤(c)更包括一步骤(c1)当该第一控制单元从该第二存储单元传入数据时，透过该第二接口的一切换使该第二存储单元耦合于该第一控制单元，而当该第二控制单元传出数据至该第二存储单元时，透过该第二接口的该切换使该第二存储单元耦合于该第二控制单元。

本案的又一目的在于提供一种用于一控制设备的控制方法，包含下列的步骤：(a)提供一包括一第一存储单元与一第一传输端口的第一控制模块和一包括一第二存储单元与一第二传输端口的第二控制模块，其中该第二传输端口电性连接于该第一传输端口；以及(b)使该第一控制模块存取该第二存储单元的数据。

根据上述的构想，该第一控制模块与该第二控制模块分别耦接于至少一台计算机主机，更包括一步骤(c)使该第一控制模块与该第二控制模块分别控制一键盘-屏幕-鼠标信号与传送至少一文件至其中一台计算机主机。

根据上述的构想，该设备更包括一包括一第三存储单元与一为输出传输端口的第三传输端口的第三控制模块，该第一控制模块更包括一为输入传输端口的第四传输端口，且该第四传输端口电性连接于该第三传输端口，更包括一步骤(c)使该第三控制模块存取该第二存储单元的一数据。

为了让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1：其显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一控制设备的一第一控制模块的架构示意图；

图2：其显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一控制设备的架构示意图；

图3：其显示一依据本发明构想的第二较佳实施例的一控制设备的一第一控制模块的架构示意图；

图4：其显示一依据本发明构想的第三较佳实施例的一控制设备的电路示意图；

图5：其显示一依据本发明构想的第四较佳实施例的一控制设备的电路示意图；以及

图6：其显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一第一控制模块与一第二控制模块间以一串行总线和一并行总线电性连接的电路示意图。

具体实施方式

请参阅图1，其显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一控制设备的一第一控制模块的架构示意图。在本实施例中，使用通用串行总线(USB)实作，然本发明并不限定于此，其它如：1394、并行总线或其它种类的接口亦可应用于本发明的实施例当中，以下不再赘述。第一USB控制模块21(其为一USB控制设备)包含一第一USB控制单元211、一第一存储单元212、一映像单元213、一微控制单元214、一第二USB控制单元215与一第二存储单元216，在本实施例中，第一存储单元212与第二存储单元216是一先进先出内存(FIFO)，于本图中分别标示为FIFOA与FIFO B，在其它实施例中，第一存储单元212、第二存储单元216也可以是缓冲器或其它形式的内存，而本实施例的映像单元213为一缓存单元映像(Register Map)，其为一逻辑电路控制第一USB控制单元211及第二USB控制单元215之间的数据传输方向。在图1中，第一USB控制单元211连接至计算机PC#1，且第二USB控制单元215连接至计算机PC#2。第一存储单元212具有一第一接口2121，且为第一USB控制单元211与第二USB控制单元215所共享。第一USB控制单元211透过一第一端点2111传出数据至第一存储单元212(写FIFO A)，且第二USB控制单元215透过一第四端点2152从第一存储单元212传入数据(读FIFO A)。同样地，第二存储单元216具有一第二接口2161，且为第一USB控制单元211与第二USB控制单元215所共享。第二USB控制单元215透过一第三端点2151传出数据至第二存储单元216(写FIFO B)，且第一USB控制单元211透过一第二端点2112从第二存储单元216传入数据(读FIFO B)。

在本实施例中，第一接口2121可经切换而耦合于第一USB控制单元211以使第一存储单元212被第一USB控制单元211所使用，或耦合于第二USB控制单元215而使第一存储单元212被第二USB控制单元215所使用，第二存储单元216更具有一第二接口2161，第二接口2161可经切换而耦合于第一USB控制单元211以使第二存储单元216被第一USB控制单元211所使用，或耦合于第二USB控制单元215以使第二存储单元216被第二USB控制单元215所使用。此外，在本实施例中，映像单元213是耦接于微控制单元214与第一与第二存储单元212、216，透过微控制单元214与映像单元213的运作，可以使第一接口2121与第二接口2161在第一与第二USB控制单元211与215之间进行不同的切换。

图2显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一USB控制设备的架构示意图。USB控制设备2包含一第一USB控制模块21与一第二USB控制模块22，其中第一USB控制模块21包含一第一USB控制单元211、一第一存储单元212、一映像单元213、一微控制单元214、一第二USB控制单元215与一第二存储单元216。而第二USB控制模块22包含一第一USB控制单元221、一第一存储单元222、一映像单元223、一微控制单元224、一第二USB控制单元225与一第二存储单元226。在本实施例中，第一USB控制模块21可制作为一专用集成电路(ASIC)，而第二USB控制模块22可制作为另一ASIC。第一USB控制模块21可利用一第一传输端口，如：本实施例中是一输入/输出端口(例如CO1)电性连接到第二USB控制模块22所在的另一ASIC的第二传输端口，如：输入/输出端口(例如CI2)，使得第一USB控制模块21可以存取第二USB控制模块22所在的另一ASIC中的内存，或者让第二USB控制模块22所在的另一ASIC存取第一USB控制模块21所在的ASIC中的内存。第一传输端口与第二传输端口之间是透过一串接总线达成其电性连接，并且其可为一高速串接总线或一并行总线，此串接总线是双向运作，且在本实施例中是透过微控制单元224设定其数据传输方向。

在本实施例中，第一USB控制模块21与第二USB控制模块22是分别耦接于至少一台计算机主机，如：第一USB控制模块21耦接于PC#1、PC#2，第二USB控制模块22耦接于PC#3、PC#4，并控制键盘-屏幕-鼠标信号与至少一文件传送至其中一台计算机主机。

此外，上述第一传输端口与第二传输端口亦可以是对应传输方向设置，如：第一传输端口为输出传输端口，第二传输端口为输入传输端口；或者是第一传输端口为输入传输端口，该第二传输端口为输出传输端口的方式设置。

图3显示一依据本发明构想的第二较佳实施例的一USB控制设备的一第一USB控制模块的架构示意图。第一USB控制模块31(其为一USB控制设备)包含一第一USB控制单元311、一第一存储单元312(FIFO A)、一映像单元313、一微控制单元314、一第二USB控制单元315、一第二存储单元316(FIFO B)、至少一切换单元，如：第一至一第五开关317-321(其中第一至第四开关各为一1对3开关，而第5开关则为一1对5开关)、一输入/输出端口322、一第三存储单元323(FIFOC)与一第四存储单元324(FIFO D)。在本实施例中，第一至第四存储单元312、316、323、324分别为一先进先出内存，在本图中分别标示为FIFO A、FIFO B、FIFO C及FIFO D，并且本实施例以五个开关317-321为例，在其它实施例中，第一至第四存储单元312、316、323、324可为其它形式的内存，切换单元的数量亦不限于五个，如以一个切换单元分别耦接第一USB控制单元311、第二USB控制单元315及映像单元313，达成此些控制单元之间的数据传输。此外，或是以一个切换单元耦接于第一传输端口322，以供第一传输端口322与另一USB控制模块的第二传输端口(图未示)之间进行数据传输。切换单元的形式亦不限制于1对3或1对5开关的方式应用于本发明中，其它组件如：模拟切换器、数字切换器等皆可应用，在此不予赘述。在图3中，第一USB控制单元311连接至计算机PC#1，并具有一第一端点311A与一第二端点311B，而第二USB控制单元315连接至计算机PC#2，并具有一第三端点315A与一第四端点315B。微控制单元314用于程控，其输出一信号至映像单元313，而映像单元313则用于控制第一至第五开关317-321切换至哪一个端口及经由第三存储单元323(FIFO C)与一第四存储单元324(FIFOD)与第一USB控制单元311和第二USB控制单元315通讯等。第一存储单元312为第一USB控制单元311与第二USB控制单元315所共享。同样的，第二存储单元316亦可为第一USB控制单元311与第二USB控制单元315所共享。例如在路径1时，PC#1的数据被读出而被送到PC#2，其经过第一USB控制单元311、第一端点A(311A)、第一开关317、第三开关319、第二存储单元316、第二端点B(315B)与第二USB控制单元315。而在路径2时，计算机PC#2的数据写入计算机PC#1，是经由第二USB控制单元315、第二端点A(315A)、第二开关318、第四开关320、第一存储单元312、第一端点B(311B)与第一USB控制单元311。当路径3时，计算机PC#1透过第一USB控制单元311、第一端点A(311A)、第一开关317、第五开关321与输入/输出端口322，而可连接到下一个USB控制模块。

此外，映像单元313亦可控制切换单元的切换端口的状态，使计算机PC#1透过第一开关317、FIFO C、映像单元313而与微控制单元314沟通，使计算机PC#2透过第二开关318、FIFO D、映像单元313而与微控制单元314沟通，以及计算机PC#1及计算机PC#2皆可透过第五开关321、输入/输出端口322而从另一USB控制模块传入或输出数据。

图4显示一依据本发明构想的第三较佳实施例的一USB控制设备的电路示意图。该USB控制设备3包含一第一USB控制模块31(1st)、一第二USB控制模块32(2nd)与一第三USB控制模块33(3rd)。其中该第一USB控制模块31可使用其输入端口CI1连接到该第二USB控制模块32的输出端口CO2，并使用其输出端口CO1连接到该第三USB控制模块33的输入端口CI3(该第三USB控制模块33更具一输出端口CO3)，则透过该第一USB控制模块31，可使该第二USB控制模块32存取该第三USB控制模块33的内存，或者让该第三USB控制模块33存取该第二USB控制模块32的内存。

图5显示一依据本发明构想的第四较佳实施例的一USB控制设备的电路示意图。USB控制设备4包含一第一USB控制装置41(1st)、一第二USB控制装置42(2nd)与一第三USB控制装置43(3rd)，各USB控制装置41、42与43亦为一USB控制模块。其中第一USB控制装置41可使用其输出/入端口CIO1连接到第二USB控制装置42的输出/入端口CIO2，以及连接到第三USB控制装置43的输出/入端口CIO3；则第一USB控制装置41可存取第二USB控制装置42的内存，或使第二USB控制装置42可存取第一USB控制装置41的内存；亦可透过第一USB控制装置41，使第二USB控制装置42存取第三USB控制装置43的内存，或者让第三USB控制装置43存取第二USB控制装置42的内存。

本发明中所称的内存可为一先进先出内存(FIFO memory)、一缓冲器(buffer)或其它形式的内存。

图6显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的一第一USB控制模块与一第二USB控制模块间以一串接总线和一并行总线电性连接的电路示意图。其中第一USB控制模块21可制作为芯片ASIC#1，而第二USB控制模块22可制作为芯片ASIC#2。第一USB控制模块21包含一第一存储单元212与一平行至串行转换装置(P2S)217，而第二USB控制模块22包含一第一存储单元222与一串行至并行转换装置(S2P)227。两芯片ASIC#1与ASIC#2间可透过一并行总线来沟通(例如，图6中所示为一每一读写需80ns的并行总线)，亦可使用串行总线来沟通(例如，在图6中所示为一每一读写需10ns的高速串行总线)。

综上所述，本发明以ASIC实施时，可提供一种控制设备，让一拥有两个控制单元的ASIC具有一个通讯接口，使各ASIC间可以互串，或可以并联在一起，且利用“切换内存的接口以让两个控制单元共享”的技术于各ASIC，那么，两个ASIC便可以做到四端口KVM的应用(包括文件转移与VNC等)。由于不同控制设备的内存可互相交换(swap)，且各控制设备间可以串接，故其确实具有新颖性；而因为控制设备的数据传输迅速，且控制设备可串接，扩充性佳，故其具有新颖性，而因为控制设备可制作于二端口的ASIC上，又能串接两个ASIC成为一四端口的KVM，其物料清单成本(BOM cost)较低，故其更具有极佳的产业利用性。

是以，纵使本案已由上述的实施例所详细叙述而可由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护的。

Claims

1.一种控制装置，包含：

一第一存储单元；

一第一控制单元，包括一第一端点及一第二端点；

一第二存储单元；

一第二控制单元，包括一第三端点及一第四端点；以及

一映像单元，耦接于该第一存储单元及该第二存储单元；

其中该第一存储单元及第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该映像单元控制该第一控制单元及该第二控制单元的间的数据传输方向，使该第一控制单元透过该第一端点传出数据至该第一存储单元，且该第二控制单元透过该第四端点从该第一存储单元传入数据。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该第二控制单元透过该第三端点传出数据至该第二存储单元，且该第一控制单元透过该第二端点从该第二存储单元传入数据。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

该第一存储单元更具有一第一接口，该第一接口可经切换而耦合于该第一控制单元或耦合于该第二控制单元，该第二存储单元更具有一第二接口，该第二接口可经切换而耦合于该第一控制单元或耦合于该第二控制单元；以及

该装置更包括一微控制单元耦接于该映像单元，其中透过该微控制单元与该映像单元的运作，可以使该第一接口与该第二接口在该第一与该第二控制单元间进行不同的切换。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置更包括至少一个切换单元，分别耦接至该第一控制单元、该第二控制单元及该映像单元，以供该第一控制单元与该第二控制单元之间进行数据传输。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

各该第一与该第二存储单元为一先进先出内存或一缓冲器；以及该第一控制单元及该第二控制单元为通用串行总线控制单元。

6.一种控制设备，包含：

一第一控制模块，包括一第一存储单元与一第一传输端口，该第一控制模块可存取该第一存储单元的数据；以及

一第二控制模块，包括一第二存储单元与一第二传输端口，该第二控制模块可存取该第二存储单元的数据，其中该第二传输端口电性连接于该第一传输端口，以使该第一控制模块亦可存取该第二存储单元的数据。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于：

该第一控制模块更包括一切换单元，耦接于该第一传输端口，以供该第一传输端口与该第二传输端口之间进行数据传输；以及

该第一控制模块与该第二控制模块分别耦接于至少一台计算机主机，并控制键盘-屏幕-鼠标信号与至少一文件传送至其中一台计算机主机。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于：

该第一传输端口为输出传输端口，该第二传输端口为输入传输端口，而该设备更包括一第三控制模块，其包括一第三存储单元与一第三传输端口，该第三传输端口为一输出传输端口，其中该第一控制模块更包括一第四传输端口，该第四传输端口为输入传输端口且电性连接于该第三传输端口，以使该第三控制模块可存取该第二存储单元的一数据。

9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，该第二传输端口与该第一传输端口的电性连接是透过一串接总线，其中：

该串接总线为一高速串行总线或一并行总线；以及

该串接总线是双向运作，且是透过一微控制单元设定其方向。

10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，各该第一、该第二控制模块分别包括一映像单元、一第一存储单元、一第一控制单元、一第二存储单元以及一第二控制单元，该第一控制单元包括一第一端点及一第二端点，该第二控制单元包括一第三端点及一第四端点，且其中该第一存储单元及第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该映像单元控制该第一控制单元及该第二控制单元之间的数据传输方向，使该第一控制单元透过该第一端点传出数据至该第一存储单元，且该第二控制单元透过该第四端点从该第一存储单元传入数据，其中：

该第二存储单元为该第一与该第二控制单元所共享，该第二控制单元透过该第三端点传出数据至该第二存储单元，且该第一控制单元透过该第二端点从该第二存储单元传入数据；以及

各该第一、该第二控制模块更分别包括至少一个切换单元，分别耦接至该第一控制单元、该第二控制单元及该映像单元，以供该第一控制单元与该第二控制单元的间进行数据传输。