CN101996060B - 多计算机切换系统及其信号处理方法 - Google Patents

Abstract

一种多计算机切换系统及其信号处理方法。多计算机切换系统用以将控制端计算机耦接至被控计算机。多计算机切换系统包含多计算机切换器、第一程序及使用者界面。多计算机切换器包含被控计算机连接端口及控制装置连接端口。被控计算机连接端口耦接于被控计算机，而控制装置连接端口耦接控制端计算机。第一程序可储存于一储存装置中。第一程序执行于被控计算机中，用以使被控计算机输出数字图像信号。使用者界面用以允许使用者利用使用者界面来管理多计算机切换系统并操作被控计算机。使用者界面系由第二程序所提供，第二程序执行于控制端计算机，用以提供一无缝视窗。

Description

多计算机切换系统及其信号处理方法

技术领域

本发明是有关于一种多计算机切换系统，且特别是有关于一种多计算机切换系统及其信号处理方法。

背景技术

一般来说，通过具有网络连接能力的远端管理装置来管理远端的机房设备已经成为一种必然的趋势，例如位于中国的管理者可以通过远端管理装置对位于美国的伺服器进行管理，以便在某些情况下，当位于美国的伺服器出现故障时，位于中国的管理者亦不需要亲赴美国现场对伺服器进行检修。

请参照第1图，第1图绘示为多计算机切换系统的示意图。多计算机切换系统10包括控制端计算机110、多计算机切换器120及被控计算机140。控制端计算机110经由网络耦接至多计算机切换器120，而被控计算机140耦接至多计算机切换器120。其中，控制端计算机110可通过网络连接至多计算机切换器120，而被控计算机140亦可通过网络连接至多计算机切换器120。使用者通过控制端计算机110即能遥控位于远端的被控计算机140。现有技术的缺点在于使用者必须在控制端计算机110与被控计算机140之间来回地切换桌面。另外，现今越来越多的多计算机切换器强调其支援虚拟媒体(Virtual Media)功能。通过虚拟媒体功能可将DVD/CD光碟机以及其它储存媒体映对至远端的被控计算机140，管理人员可从远端轻松的执行文档传输、安装应用程序与修补操作系统以及诊断问题。然而，如何能进一步地对虚拟媒体功能进行补充及扩展即成为目前急需解决的重要课题。

发明内容

本发明有关于一种多计算机切换系统及其信号处理方法，其补充及扩展虚拟媒体的功能如共享目录、无缝(seamless)视窗、剪贴簿(clipboard)及鼠标同步，大幅地增加多计算机切换系统的功能。

根据本发明的一方面，提出一种多计算机切换系统。多计算机切换系统用以将控制端计算机耦接至至少一被控计算机。多计算机切换系统至少包含多计算机切换器、第一程序及第二程序。多计算机切换器至少包含被控计算机连接端口及控制装置连接端口。被控计算机连接端口耦接于被控计算机，而控制装置连接端口耦接控制端计算机。第一程序执行于被控计算机中，用以使被控计算机输出数字图像信号。第二程序提供使用者界面，用以允许使用者利用使用者界面来管理多计算机切换系统并操作被控计算机。第二程序更对数字图像信号与控制端计算机的控制端图像信号进行处理。当控制端计算机使用第一操作系统且被控计算机使用第二操作系统时，使用者界面提供无缝(seamless)视窗模式。

根据本发明的另一方面，提出一种多计算机切换系统的信号处理方法。多计算机切换系统包含多计算机切换器、至少一被控计算机及至少一控制装置。被控计算机与控制装置分别电性连接于多计算机切换器。信号处理方法包含如下步骤：转换被控计算机的类比图像信号成数字图像信号；输出被控计算机的数字图像信号至多计算机切换器；利用多计算机切换器来输出数字图像信号至控制装置；以及利用使用者界面来控制控制装置，藉以对数字图像信号与控制端图像信号来进行处理，以提供无缝视窗。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

第1图绘示为多计算机切换系统的示意图。

第2图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的方块示意图。

第3图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的信号处理方法的流程图。

第4图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的架构示意图。

第5图绘示的为本发明前述的多计算机切换器的示意方块图。

第6图绘示为图像处理单元与矩阵式切换器的示意图。

第7图绘示为信号处理装置的示意图。

第8图绘示为共享目录模式的示意图。

第9图绘示为无缝视窗模式的示意图。

第10图绘示为剪贴簿模式的示意图。

【主要元件符号说明】

10：多计算机切换系统          234：第二界面

20：依照本发明较佳实施例的    236：数字图像信号压缩单元多计算机切换系统

110：控制端计算机             250：网络

120、220：多计算机切换器      610、620、630、640：步骤

140、240：被控计算机          1010、1020：文档目录

210：控制装置                 1110：第一操作系统的桌面

212：键盘                     1120：第二操作系统的功能表

214：鼠标                     1210、1220：文档编辑视窗

216：显示器                   2210：图像处理单元

222：被控计算机连接端口       2220：矩阵式切换器

224：控制装置连接端口         2212：差动单端转换器

226：冗余(redundant)网络连接  2214：类比数字转换器端口

230：信号处理装置             2216：数字图像处理器

232：第一界面                 2230：中央处理器

具体实施方式

下述实施例有关于一种多计算机切换系统及其信号处理方法。多计算机切换系统用以将控制端计算机耦接至至少一被控计算机。多计算机切换系统至少包含多计算机切换器、第一程序及使用者界面。多计算机切换器至少包含被控计算机连接端口及控制装置连接端口。被控计算机连接端口耦接于被控计算机，而控制装置连接端口耦接控制端计算机。第一程序储存于一储存单元中，并可执行于被控计算机中，用以使被控计算机输出数字图像信号。使用者界面用以允许使用者利用使用者界面来管理多计算机切换系统并操作被控计算机。使用者界面由执行于控制端计算机上的第二程序所提供，用以对数字图像信号与控制端计算机的控制端图像信号来进行处理，以提供一无缝视窗。

实施例

请同时参照第2图及第4图，第2图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的方块示意图，第4图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的架构示意图。控制装置210可通过多计算机切换系统20耦接至被控计算机240。多计算机切换系统20更包含多计算机切换器220、第一程序、信号处理装置230及使用者界面。控制装置210可经由网络250连接至多计算机切换器220。控制装置210可为一控制端计算机，且控制装置210包括至少一周边装置，周边装置选自由键盘212、鼠标214及显示器216所组成的族群。

多计算机切换器220至少包含被控计算机连接端口222、控制装置连接端口224及冗余(redundant)网络连接端口226。被控计算机连接端口222可为一网络连接端口，控制装置连接端口224例如可为RJ-45连接端口或其他任意适当的连接端口。被控计算机连接端口222耦接于被控计算机240，且被控计算机240控制于多计算机切换器220，以输出数字图像信号或类比图像信号。而控制装置连接端口224耦接控制装置210。当控制装置连接端口224发生故障时，多计算机切换器220可通过冗余网络连接端口226耦接至控制装置210，以确保多计算机切换系统20的正常运作。为方便说明起见，第2图绘示虽仅以一台被控计算机240表示，然本发明并不局限于此。多计算机切换系统20更可包括多台分别耦接至多个被控计算机连接端口222的被控计算机240，而控制装置210更能利用一控制端模组来耦接至多计算机切换器220。

第一程序可储存于一储存装置中，且第一程序可为软件或是固件。储存单元例如为计算机可读取媒体，如光碟或任何具有通用串行总线(UniversalSerial Bus，USB)界面的储存装置。前述储存单元例也可由信号处理装置230所实现，当信号处理装置230连接至被控计算机240时，即能自动地将第一程序安装至被控计算机240。第一程序执行于被控计算机240中，用以使被控计算机240输出数字图像信号。使用者界面用以允许使用者利用使用者界面来管理多计算机切换系统20并操作被控计算机240。使用者界面由第二程序所提供，第二程序执行于控制装置210，用以对数字图像信号与控制装置210的控制端图像信号来进行处理。第二程序可为一KVM管理软件的部分，在控制计算机210或装置上安装之后，此KVM管理软件可与多计算机切换器220相互进行沟通。例如此KVM管理软件可以解读多计算机切换器220所传来的数据包，使这些数据包可被控制计算机210转换为图像讯号显示在屏幕216上，也可以将键盘212或鼠标214输出的指令转换为数据包后传给多计算机切换器220，如此使用者便可藉由此KVM管理软件所提供的功能操作多计算机切换器220以及至少一台被控计算机240。

信号处理装置230又可称为被控端模组，用以将被控计算机240耦接于多计算机切换器220，藉以在被控计算机240与多计算机切换器220之间形成一个虚拟媒体通道，且利用此虚拟媒体通道来传输数字图像信号以及达成以下所述的其他功能。信号处理装置230包括第一界面232及第二界面234。信号处理装置230通过第一界面232来接收被控计算机240输出的数字图像信号，并通过第二界面234接收该被控计算机的类比图像信号。其中，第一界面232例如为USB界面，而第二界面234例如为VGA界面或是其他任何适当的图像界面。信号处理装置230更可支援虚拟媒体(Virtual Media)功能，以提供多计算机切换系统20一个虚拟媒体通道(Virtual Media Channel)。例如，连结于控制装置210的一储存装置可藉由此虚拟媒体功能分享给被控计算机240。如此一来，使用者可从控制装置210将数据传送到被控计算机240，并直接从虚拟媒体通道执行诊断测试、下载文档、安装程序或载入操作系统等工作。

此信号处理装置230主要具有一USB装置控制器(USB DeviceController)，其可藉由USB标准所制定的相关协定与被控计算机240的操作系统进行沟通，以便在被控计算机240上模拟出前述的虚拟媒体供被控计算机240使用。与被控计算机240连结之后，此信号处理装置230便会在被控计算机240上安装一驱动程序(亦即前述的第一程序)。如此第一程序便可在被控计算机240上形成一映射存储器以储存被控计算机240所输出的图像(例如其桌面或是某一视窗的图像)。随着使用者操作此被控计算机240，此映射存储器的内容会一直被被控计算机240的操作系统更新(其更新速度可能与图像帧的更新频率不同)。更详细地说，此时第一程序会持续地，或是依据某些旗标(flag)，或是视窗句柄(Handle)所提供的信息来比较前后连续两帧(frame)当中有变化的一或多个区块(block；或统称为”更新区域”)之间的差异，并将更新区域当中的像素值(pixel value)储存起来，并通过多计算机切换器220以压缩或是无压缩的方式传送给另一端的控制计算机或是控制装置210。有一种情况是，前后连续两帧的更新区域有所重迭，则重迭部分的像素值不会被传送至控制计算机，仅有非重迭部分的像素值会被传送至控制计算机。第二程序接收这些像素值之后便可据以执行前述的无缝视窗功能。在传送图像变化区块相关像素之同时，亦可将鼠标同步、剪贴簿及文档分享等功能所需的信息一并传给控制计算机或是控制装置210。

当前述受控计算机240执行第一程序时，数字图像信号可先压缩后再输出至多计算机切换器220，以减少数据量并提高数据的传输速度。数字图像信号的压缩工作除了由受控计算机240执行外，亦可先由信号处理装置230压缩数字图像信号后再输出至多计算机切换器220。此时压缩过的数字图像信号可由第5图的图像通道#3或#4直接输出至中央处理器2230。

请参照第5图，第5图绘示为本发明前述的多计算机切换器220的示意方块图。多计算机切换器220更包括图像处理单元2210、矩阵式切换器2220及中央处理器2230。矩阵式切换器2220耦接于多个被控计算机连接端口224，用以将被控计算机240所输出之多个数字图像信号或类比图像信号选择性地输出至图像处理单元2210。此矩阵式切换器2220可为一16输入及5输出的交叉点切换器(cross-point switch)或是多个交叉点切换器所共同组成的矩阵式切换模组。若此矩阵式切换器2220为一16输入及5输出的交叉点切换器，则同时可由16台被控计算机240中选出5路图像信号并输出至控制装置210或是控制计算机。中央处理器2230耦接于图像处理单元2210，并安排数字图像信号或类比图像信号至控制计算机210的路径。

请参照第6图，第6图绘示为图像处理单元与矩阵式切换器的示意图。每一图像处理单元2210更包括差动单端转换器2212、类比数字转换器2214及数字图像处理器。差动单端转换器2212用以接收差动模式的类比图像信号，并将其转换单端模式后输出至类比数字转换器2214，而类比数字转换器2214用以来自差动单端转换器2212之将类比图像信号转换为数字信号。数字图像处理器2216用以将数字信号进行采样、编码、加密及/或压缩。

请参照第3图，第3图绘示为依照本发明实施例的多计算机切换系统的信号处理方法的流程图。信号处理方法用于前述多计算机切换系统，且信号处理方法包含如下步骤：首先如步骤610所示，转换被控计算机240的类比图像信号成数字图像信号(这些数字图像信号以帧的方式储存在存储器中)，比较前后连续两帧的差异，找出更新区域(变化区块)以及有变化的像素。接着如步骤620所示，被控计算机240输出代表这些更新区域或更新像素的数字图像信号至多计算机切换器220。跟着如步骤630所示，利用多计算机切换器220来输出数字图像信号至控制装置210。最后如步骤640所示，利用使用者界面来控制控制装置210，第二程序并对数字图像信号与控制端图像信号来进行相对应的处理。例如，第二程序持续地将被控计算机240传来的图像信号与控制计算机的桌面组合起来以供使用者操作无缝视窗。

请参照第7图，第7图绘示为信号处理装置的示意图。信号处理装置230除前述的第一界面232及第二界面234外，更能包括数字图像信号压缩单元236。数字图像信号压缩单元236通过第一界面232接收被控计算机240(如第4图绘示)输出之数字图像信号，并将压缩数字图像信号后输出。如此一来，将能进一步提高数据的传输速度。此时压缩过的数字图像信号可由第5图的图像通道#3或#4直接输出至中央处理器2230。另一方面，来自控制控制装置210的键盘/鼠标信号也可经由此第一界面232传送至被控计算机240。

请再参照第4图，前述被控计算机240输出的数字图像信号包括至少一被控端视窗，而控制装置210的控制端图像信号包括一控制端桌面图像。被控计算机240的被控端视窗重迭于控制装置210的控制端桌面图像上。而前述使用者界面进一步包括共享目录模式、无缝(seamless)视窗模式、剪贴簿(clipboard)模式及鼠标同步模式。此外，文档允许由被控计算机240传送至控制装置210、由控制装置210传送至被控计算机240、或是在多台被控计算机240之间传送。请同时参照第4图及第8图，第8图绘示为共享目录模式的示意图。进一步来说，被控计算机240输出的数字图像信号与控制装置210的控制端图像信号被处理成至少一目录集，而于显示器216上同时显示控制装置210的文档目录1010与被控计算机240的文档目录1020，以达到目录共享的目的。

请同时参照第4图及第9图，第9图绘示为无缝视窗模式的示意图。当前述控制装置210使用第一操作系统且被控计算机240使用第二操作系统时，使用者界面提供一无缝(seamless)视窗模式。举例来说，第一操作系统系为Window XP，而第二操作系统系为ubuntu，使用者界面所提供的无缝视窗模式将如第9图绘示。在此无缝视窗模式下，使用者界面允许同时显示第一操作系统的桌面1110及第二操作系统的功能表(”开始”功能表)1120。而前述第二操作系统的功能表820迭加于第一操作系统的桌面810上。或者是，同时显示该第一操作系统的一功能表及该第二操作系统的一桌面。如此，控制装置210的使用者便不需要在两台计算机(控制计算机与被控计算机)之间来回切换桌面以大幅提高操作上的便利性，因为在第一操作系统的桌面1110下便可对第二操作系统进行操作。另外，第一操作系统与第二操作系统可为相同类型或是不同的操作系统。

请同时参照第4图及第10图，第10图绘示为剪贴簿模式的示意图。前述控制装置210及被控计算机240分别包括存储器，且控制装置210的存储器与被控计算机240的存储器同步。当使用者欲将控制装置210的数据复制贴上至被控计算机240时，控制装置210的显示器216上同时显示控制装置210的文档编辑视窗1210与被控计算机240的文档编辑视窗1220。使用者能通过文档编辑视窗1210选择欲复制的部份，再将复制的部份贴上文件编辑视窗1220。之后，控制装置210会先向被控计算机240发出贴上的请求，再将欲贴上的数据送至被控计算机240，以达到共享拷贝数据的目的。

除前述共享目录模式、无缝视窗模式及剪贴簿模式外，使用者界面还包括鼠标同步模式。前述被控计算机240执行第一程序以侦测操作系统是否更新画面，当操作系统更新画面时，会主动地备份画面数据，以供第一程序使用。被控计算机240执行第一程序以比较目前画面与前次画面的变化部份，并将变化部份输出至控制装置210，进而达到鼠标同步的目的。

本发明上述实施例所揭露的多计算机切换系统及其信号处理方法补充及扩展虚拟媒体的功能如共享目录、无缝(seamless)视窗、剪贴簿(clipboard)及鼠标同步，大幅地提高多计算机切换系统的功能。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种多计算机切换系统，用以将一控制端计算机耦接至至少一被控计算机，其中该多计算机切换系统至少包含一多计算机切换器、一第一模块以及一第二模块，其中：

该多计算机切换器至少包含至少一个被控计算机连接端口以及一控制装置连接端口，其中：

该至少一个被控计算机连接端口耦接于该被控计算机；以及

该控制装置连接端口耦接该控制端计算机；

该第一模块执行于该被控计算机中，用以使该被控计算机输出一数字图像信号；以及

该第二模块提供一使用者界面，用以允许一使用者利用该使用者界面来管理该多计算机切换系统并操作该被控计算机，该第二模块更对该数字图像信号与该控制端计算机的一控制端图像信号进行处理；

其中当该控制端计算机使用一第一操作系统且该被控计算机使用一第二操作系统时，该使用者界面提供一无缝视窗模式，在该无缝视窗模式下，该使用者界面允许同时显示该第一操作系统的一桌面及该第二操作系统的一功能表，或是同时显示该第一操作系统的一功能表及该第二操作系统的一桌面。

2.如权利要求1所述的多计算机切换系统，其中该数字图像信号与该控制端图像信号被处理成至少一目录集。

3.如权利要求1所述的多计算机切换系统，更包含：

一信号处理装置，电性连接于该被控计算机与该多计算机切换器之间，用以通过一第一界面来接收该被控计算机的该数字图像信号，并通过一第二界面接收该被控计算机的一类比图像信号。

4.如权利要求3所述的多计算机切换系统，其中该信号处理装置更包括一数字图像信号压缩单元，用以压缩该数字图像信号后输出。

5.如权利要求1所述的多计算机切换系统，其中该使用者界面包括一剪贴簿模式。

6.如权利要求1所述的多计算机切换系统，其中该使用者界面包括一鼠标同步模式。

7.一种多计算机切换系统的信号处理方法，该多计算机切换系统包含一多计算机切换器、至少一被控计算机及至少一控制装置，该被控计算机与该控制装置分别电性连接于该多计算机切换器，该控制装置使用一第一操作系统且该被控计算机使用一第二操作系统，其中该方法包含如下步骤：

转换该被控计算机的一类比图像信号成一数字图像信号；

输出该被控计算机的该数字图像信号至该多计算机切换器；

利用该多计算机切换器来输出该数字图像信号至该控制装置；以及

利用一使用者界面来控制该控制装置，藉以对该数字图像信号与一控制端图像信号来进行处理，以提供一无缝视窗，在无缝视窗模式下，该使用者界面允许同时显示第一操作系统的一桌面及第二操作系统的一功能表，或是同时显示该第一操作系统的一功能表及该第二操作系统的一桌面。

8.一种多计算机切换系统，用以一控制装置耦接至至少一被控计算机，其中该多计算机切换系统至少包含一多计算机切换器、至少一个被控端模组、一第一模块以及一第二模块，其中：

所述多计算机切换器至少包含至少一个被控计算机连接端口、多个图像处理单元、一矩阵式切换器、一中央处理器、一控制装置连接端口，其中至少一个被控计算机连接端口耦接于该被控计算机；

该矩阵式切换器耦接于该被控计算机连接端口，用以将该被控计算机所输出之一数字图像信号或一类比图像信号选择性地输出至该图像处理单元；

该中央处理器耦接于该多个图像处理单元，安排该数字图像信号或该类比图像信号至该控制装置的路径；

该控制装置连接端口，耦接该控制装置；

该至少一个被控端模组用以将该被控计算机耦接于该多计算机切换器，藉以在该被控计算机与该多计算机切换器之间形成一虚拟媒体通道；

该第一模块执行于该被控计算机中，用以使该被控计算机输出该数字图像信号；该第二模块提供一使用者界面，用以允许一使用者利用该使用者界面来管理该多计算机切换系统并操作该被控计算机；

其中当该控制装置使用一第一操作系统且该被控计算机使用一第二操作系统时，该使用者界面提供一无缝视窗模式，在该无缝视窗模式下，该使用者界面允许同时显示该第一操作系统的一桌面及该第二操作系统的一功能表。

9.如权利要求8所述的多计算机切换系统，其中该图像处理单元更至少包含：

一差动单端转换器，用以接收该类比图像信号；

一类比数字转换器，用以将该类比图像信号转换为一数字图像信号；以及

一数字图像处理器，用以将该数字图像信号进行压缩。

10.如权利要求8所述的多计算机切换系统，其中该使用者界面包括一剪贴簿模式或一鼠标同步模式，其中一文档允许由该被控计算机传送至该控制装置、由该控制装置传送至该被控计算机、或是在该至少一被控计算机之间传送。

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