CN104615563A - 一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法，该装置包括远端装置、近端装置和传输线缆，远端装置包括视频发送装置和远端通用串行总线延长距离装置，近端装置包括视频接收装置和近端通用串行总线延长距离装置；视频信号采用帧内静态图像压缩算法进行压缩后，由视频发送装置单向传输到视频接收装置；串行视频信号在视频发送装置与视频接收装置间择一地通过一个或两个或三个视频传输通道传输；本发明将计算机主机和人机接口设备发出的USB格式的数据转换为适合在长距离线缆上传输的串行数据，延长了传输距离。

Description

一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法，特别涉及到在主机和人机接口设备之间采用长距离线缆传输视频信号及USB数据以增加主机和人机接口设备之间距离的技术。

背景技术

目前，计算机的主机和显示器、鼠标、键盘、摄像头等人机接口设备之间的距离较近，一般在两、三米以内。在某些应用场合，基于安全或便于维护等方面的考虑，需要将主机和人机接口设备放置在不同的物理空间，这样就需要增加主机和人机接口设备之间的距离。传输无压缩视频所需的带宽很高，如常用的显示器分辨率1920x1080在扫描频率为60赫兹时，所需带宽为每秒5G位。使用线缆传输视频时，线缆会对信号质量造成衰减，且信号频率与带宽越高，衰减越严重。目前主机和显示器之间常用的接口有VGA、DVI、HDMI、DisplayPort等接口，其所用线缆因信号的高频衰减问题，一般传输距离在10米以内。将视频信号压缩后再传输，将有效降低信号所需带宽，从而可以增加传输距离。目前常用的传输压缩后视频信号的方案为IP传输方案，IP传输方案将视频信号经过压缩打包后通过IP网络传输，传输距离长，具有高度的扩展性和延伸性，但因其是基于复杂的IP协议，增加了视频传输延时，且需要进行双向通信，局限了应用场景也增加了系统的复杂性与成本。通用串行总线的英文为Universal Serial Bus，缩写为USB，它是在PC领域广为应用的接口技术，USB接口具有传输速度快、支持热插拔、可同时连接多个设备的特点，目前主机和鼠标、键盘、摄像头等除显示设备外的其它人机接口设备之间多采用USB接口进行连接。由于存在信号衰减，且USB传输线缆采用直流耦合方式与主机和设备相连，不适于长距离传输，USB标准中规定的线缆最大长度只有5米，虽然可用USB集线器增加USB数据传输距离，但最多只能采用5级集线器，而且较多的集线器同时也增加了成本。传输距离的限制在一定程度上制约了USB接口标准的应用。综上所述，目前在主机和人机接口设备之间缺乏一种有效的长距离视频与USB数据传输解决方案，其既可以将视频以低延时进行远距离传输，又可以通过较长距离传输USB数据，超越USB标准中规定的USB设备间最大长度5米的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，通过对视频信号的压缩和USB数据的处理，使得视频信号和USB数据可通过长距离的线缆在主机和人机接口设备之间传输。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：作为本发明的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，该延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置包括远端装置、近端装置和传输线缆，远端装置连接着计算机主机，近端装置连接着人机接口设备,远端装置通过传输线缆连接着近端装置；远端装置包括视频发送装置和远端通用串行总线延长距离装置，近端装置包括视频接收装置和近端通用串行总线延长距离装置，传输线缆包括一个或两个或三个视频传输通道以及一个数据传输通道，传输线缆可以是不同介质、不同型号和规格的线缆，包括同轴电缆、双绞线等，视频发送装置通过视频传输通道连接着视频接收装置，远端通用串行总线延长距离装置通过数据传输通道连接着近端通用串行总线延长距离装置，远端通用串行总线延长距离装置和数据传输通道之间以及近端通用串行总线延长距离装置和数据传输通道之间都是通过交流耦合方式连接，可以是电容耦合或变压器耦合，采用交流耦合方式可消除传输线缆上的低频及共模干扰电压，可有效提高装置的可靠性，避免因高压损坏装置；视频发送装置包括视频源接收端口、视频压缩引擎和串行视频发送端口，视频源接收端口接收来自计算机主机的视频源信号并产生压缩前视频信号，视频压缩引擎接收压缩前视频信号，对压缩前视频信号采用帧内静态图像压缩算法进行压缩，产生压缩后视频信号，采用帧内静态图像压缩算法与帧间压缩算法相比，可有效缩短视频信号的压缩延时，串行视频发送端口接收来自视频压缩引擎的压缩后视频信号，产生发送到视频传输通道的串行视频信号，如果只使用一个视频传输通道，那么直接将串行视频信号传递到此通道进行发送，如果同时使用两个或三个视频传输通道，那么需要将视频信号分配到这两个或三个通道再分别进行发送，这样可将通道上的信号平均速率降至只使用一个通道传输视频信号时的二分之一或三分之一，串行视频信号通过视频传输通道从视频发送装置单向传输到视频接收装置，在传输过程中不需要施加反向控制信号，也不需要进行流量控制，从而消除因流量控制而可能引起的传输延时，这样也可减少传输视频信号时需要的传输线缆数量，从而可以简化设计并降低成本；视频接收装置包括串行视频接收端口、视频解压缩引擎和视频显示发送端口，串行视频接收端口接收来自视频传输通道的串行视频信号，如果只使用一个视频传输通道，那么接收串行视频信号后产生解压缩前视频信号，如果同时使用两个或三个视频传输通道，那么需要首先将两个通道或三个通道接收的串行视频信号进行相位对齐，然后合并为一路视频信号，再产生解压缩前视频信号，视频解压缩引擎接收来自串行视频接收端口的解压缩前视频信号，对解压缩前视频信号采用帧内静态图像解压缩算法进行解压缩，产生解压缩后视频信号，视频显示发送端口接收来自视频解压缩引擎的解压缩后视频信号，产生发送到人机接口设备的终端视频显示信号；

远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置都包括状态检测单元、状态信息打包单元、状态信息解析单元、USB接口单元、延长线发送处理单元、延长线接收处理单元和延长线接口单元；USB接口单元接收来自计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包并产生USB接收数据包，USB接收数据包包含USB有效数据、USB接收数据包前缀码同步字段和USB接收数据包前缀码包标识符字段；状态检测单元检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机和人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元产生发送到状态信息打包单元的状态信息；状态信息打包单元接收来自状态检测单元的状态信息，对状态信息添加前缀码并产生发送到延长线发送处理单元的状态信息发送数据包，状态信息发送数据包包含状态信息、状态信息前缀码同步字段和状态信息前缀码包标识符字段，状态信息发送数据包的前缀码与USB接收数据包的前缀码的不同之处在于以下两点中的至少一点：一是状态信息发送数据包的状态信息前缀码同步字段与USB接收数据包的USB接收数据包前缀码同步字段不同，二是状态信息发送数据包的状态信息前缀码包标识符字段与USB接收数据包的USB接收数据包前缀码包标识符字段不同；延长线发送处理单元接收来自USB接口单元的USB接收数据包和来自状态检测单元的状态信息发送数据包，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线接口单元的延长线发送数据包；延长线接口单元接收来自延长线发送处理单元的延长线发送数据包，并产生发送到数据传输通道的延长线数据包，同时延长线接口单元也接收来自数据传输通道的延长线数据包，并产生延长线接收数据包；延长线接收处理单元接收来自延长线接口单元的延长线接收数据包并解析前缀码，当前缀码与USB接收数据包的前缀码相同时，产生发送到USB接口单元的USB发送数据包，而当前缀码与USB接收数据包的前缀码不同时，产生发送到状态信息解析单元的状态信息接收数据包；USB接口单元接收来自延长线接收处理单元的USB发送数据包，并产生发送到计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包；状态信息解析单元接收来自延长线接收处理单元的状态信息接收数据包，从状态信息接收数据包中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置和远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。状态检测单元、状态信息打包单元和状态信息解析单元结合使用，将缓慢传输变成了快速传输，适于使用交流耦合方式连接装置和传输线缆，使得不易长距离传输的USB格式变成了易于长距离传输的格式，远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42之间的距离可以超越USB标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

作为本发明的另一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，该延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置包括远端装置、近端装置和传输线缆，远端装置连接着计算机主机，近端装置连接着人机接口设备,远端装置通过传输线缆连接着近端装置；远端装置包括视频发送装置和远端通用串行总线延长距离装置，近端装置包括视频接收装置和近端通用串行总线延长距离装置，传输线缆包括一个或两个或三个视频传输通道以及一个数据传输通道，传输线缆可以是不同介质、不同型号和规格的线缆，包括同轴电缆、双绞线等，视频发送装置通过视频传输通道连接着视频接收装置，远端通用串行总线延长距离装置通过数据传输通道连接着近端通用串行总线延长距离装置，远端通用串行总线延长距离装置和数据传输通道之间以及近端通用串行总线延长距离装置和数据传输通道之间都是通过交流耦合方式连接，可以是电容耦合或变压器耦合，采用交流耦合方式可消除传输线缆上的共模干扰电压，可有效提高装置的可靠性，避免因高压损坏装置；视频发送装置包括视频源接收端口、视频压缩引擎和串行视频发送端口，视频源接收端口接收来自计算机主机的视频源信号并产生压缩前视频信号，视频压缩引擎接收压缩前视频信号，对压缩前视频信号采用了帧内静态图像压缩算法进行压缩，产生压缩后视频信号，帧内静态图像压缩算法与帧间压缩算法相比，可有效缩短视频信号的压缩延时，串行视频发送端口接收来自视频压缩引擎的压缩后视频信号，产生发送到视频传输通道的串行视频信号，如果只使用一个视频传输通道，那么直接将串行视频信号传递到此通道进行发送，如果同时使用两个或三个视频传输通道，那么需要将视频信号平均分配到这两个或三个通道再分别进行发送，这样可将通道上的信号速率降至只使用一个通道传输视频信号时的二分之一或三分之一，串行视频信号通过视频传输通道从视频发送装置单向传输到视频接收装置，在传输过程中不需要施加反向控制信号，也不需要进行流量控制，从而消除因流量控制而可能引起的传输延时，这样也可减少传输视频信号时需要的传输线缆数量，从而可以简化设计并降低成本；视频接收装置包括串行视频接收端口、视频解压缩引擎和视频显示发送端口，串行视频接收端口接收来自视频传输通道的串行视频信号，如果只使用一个视频传输通道，那么接收串行视频信号后产生解压缩前视频信号，如果同时使用两个或三个视频传输通道，那么需要首先将两个通道或三个通道接收的串行视频信号进行相位对齐，然后合并为一路视频信号，再产生解压缩前视频信号，视频解压缩引擎接收来自串行视频接收端口的解压缩前视频信号，对解压缩前视频信号采用帧内静态图像解压缩算法进行解压缩，产生解压缩后视频信号，视频显示发送端口接收来自视频解压缩引擎的解压缩后视频信号，产生发送到人机接口设备的终端视频显示信号；

远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置都包括状态检测单元、状态信息打包单元、状态信息解析单元、USB接口单元、延长线发送处理单元、延长线接收处理单元、延长线编码单元、延长线解码单元和延长线接口单元；USB接口单元接收来自计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包并产生USB接收数据包，USB接收数据包包含USB有效数据、USB接收数据包前缀码同步字段和USB接收数据包前缀码包标识符字段；状态检测单元检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机和人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元产生发送到状态信息打包单元的状态信息；状态信息打包单元接收来自状态检测单元的状态信息，对状态信息添加前缀码并产生发送到延长线发送处理单元的状态信息发送数据包，状态信息发送数据包包含状态信息、状态信息前缀码同步字段和状态信息前缀码包标识符字段，状态信息发送数据包的前缀码与USB接收数据包的前缀码的不同之处在于以下两点中的至少一点：一是状态信息发送数据包的状态信息前缀码同步字段与USB接收数据包的USB接收数据包前缀码同步字段不同，二是状态信息发送数据包的状态信息前缀码包标识符字段与USB接收数据包的USB接收数据包前缀码包标识符字段不同；延长线发送处理单元接收来自USB接口单元的USB接收数据包和来自状态检测单元的状态信息发送数据包，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线编码单元的延长线发送数据包；延长线编码单元接收来自延长线发送处理单元的延长线发送数据包，对延长线发送数据包进行编码，并产生发送到延长线接口单元的延长线编码后数据包，编码方式至少采用以下两种方式中的一种：一是采用直流平衡编码，二是采用扰码，这两种方式都可使数据中0和1的个数相等或接近相等，使得信号的直流分量在数据传输过程中保持恒定或近似恒定，以便于在接收端恢复出时钟和数据；延长线接口单元接收来自延长线编码单元的延长线编码后数据包，并产生发送到数据传输通道的延长线数据包，同时延长线接口单元也接收来自数据传输通道的延长线数据包，并产生发送到延长线解码单元的延长线解码前数据包；延长线解码单元接收来自延长线接口单元的延长线解码前数据包，对延长线解码前数据包进行解码，并产生发送到延长线接收处理单元的延长线接收数据包，解码方式根据编码方式的不同采用对应的解码方式，至少采用以下两种方式中的一种：一是采用直流平衡解码，二是采用解扰码；延长线接收处理单元接收来自延长线解码单元的延长线接收数据包并解析前缀码，当前缀码与USB接收数据包的前缀码相同时，产生发送到USB接口单元的USB发送数据包，而当前缀码与USB接收数据包的前缀码不同时，产生发送到状态信息解析单元的状态信息接收数据包；USB接口单元接收来自延长线接收处理单元的USB发送数据包，并产生发送到计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包；状态信息解析单元接收来自延长线接收处理单元的状态信息接收数据包，从状态信息接收数据包中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置和远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。状态检测单元、状态信息打包单元和状态信息解析单元结合使用，将缓慢传输变成了快速传输，适于使用交流耦合方式连接装置和传输线缆，使得不易长距离传输的USB格式变成了易于长距离传输的格式，远端通用串行总线延长距离装置与近端通用串行总线延长距离装置之间的距离可以超越USB标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

作为本发明的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，所述方法的专门设备包括视频发送装置和视频接收装置，视频发送装置将串行视频信号单向传输到视频接收装置；视频发送装置包括视频源接收端口、视频压缩引擎和串行视频发送端口；视频源接收端口接收来自计算机主机的视频源信号，并产生压缩前视频信号并发送到视频压缩引擎；视频压缩引擎接收所述压缩前视频信号，采用帧内静态图像压缩算法对压缩前视频信号进行压缩，产生压缩后视频信号；串行视频发送端口接收所述压缩后视频信号，产生串行视频信号并发送到视频传输通道；视频接收装置包括串行视频接收端口、视频解压缩引擎和视频显示发送端口；串行视频接收端口接收来自视频传输通道的串行视频信号，产生解压缩前视频信号并发送到视频解压缩引擎；视频解压缩引擎接收所述解压缩前视频信号，产生解压缩后视频信号；视频显示发送端口接收所述解压缩后视频信号，产生终端视频显示信号且发送到人机接口设备；

所述方法的专门设备还包括远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置，远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置都分别包括状态检测单元、状态信息打包单元、状态信息解析单元、USB接口单元、延长线发送处理单元、延长线接收处理单元和延长线接口单元；状态检测单元检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机和人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元产生状态信息并发送到状态信息打包单元；状态信息打包单元接收所述状态信息，产生状态信息发送数据包并发送到延长线发送处理单元；USB接口单元接收来自计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包，产生USB接收数据包并将其发送到延长线发送处理单元；延长线发送处理单元接收所述的USB接收数据包和所述状态信息发送数据包，根据需要对这两个数据进行二择一地选择；一方面，所述延长线发送处理单元产生延长线发送数据包并发送到延长线接口单元；然后，延长线接口单元接收所述延长线发送数据包，并产生延长线数据包且发送到数据传输通道；另一方面，延长线接口单元接收来自数据传输通道的延长线数据包，并产生延长线接收数据包且发送到延长线接收处理单元；然后，延长线接收处理单元接收所述延长线接收数据包并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包的数据类型是USB数据时，产生USB发送数据包并发送到USB接口单元，而当延长线接收数据包的数据类型是状态信息时，产生状态信息接收数据包并发送到状态信息解析单元；而且，USB接口单元接收所述USB发送数据包，并产生USB格式的终端USB数据包且发送到计算机主机和人机接口设备；并且，状态信息解析单元接收所述状态信息接收数据包，从状态信息接收数据包中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置和远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

作为本发明的另一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，所述方法的专门设备包括视频发送装置和视频接收装置，视频发送装置将串行视频信号单向传输到视频接收装置；视频发送装置包括视频源接收端口、视频压缩引擎和串行视频发送端口；视频源接收端口接收来自计算机主机的视频源信号，并产生压缩前视频信号并发送到视频压缩引擎；视频压缩引擎接收所述压缩前视频信号，采用帧内静态图像压缩算法对压缩前视频信号进行压缩，产生压缩后视频信号；串行视频发送端口接收所述压缩后视频信号，产生串行视频信号并发送到视频传输通道；视频接收装置包括串行视频接收端口、视频解压缩引擎和视频显示发送端口；串行视频接收端口接收来自视频传输通道的串行视频信号，产生解压缩前视频信号并发送到视频解压缩引擎；视频解压缩引擎接收所述解压缩前视频信号，产生解压缩后视频信号；视频显示发送端口接收所述解压缩后视频信号，产生终端视频显示信号且发送到人机接口设备；

所述方法的专门设备还包括远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置，远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置都分别包括状态检测单元、状态信息打包单元、状态信息解析单元、USB接口单元、延长线发送处理单元、延长线接收处理单元和延长线接口单元；状态检测单元检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机和人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元产生状态信息并发送到状态信息打包单元；状态信息打包单元接收所述状态信息，产生状态信息发送数据包并发送到延长线发送处理单元；USB接口单元接收来自计算机主机和人机接口设备的USB格式的终端USB数据包，产生USB接收数据包并将其发送到延长线发送处理单元；延长线发送处理单元接收所述的USB接收数据包和所述状态信息发送数据包，根据需要对这两个数据进行二择一地选择；一方面，所述延长线发送处理单元产生延长线发送数据包并发送到延长线编码单元；接着，延长线编码单元接收所述延长线发送数据包，对延长线发送数据包进行编码，并产生延长线编码后数据包且发送到延长线接口单元；然后，延长线接口单元接收所述延长线编码后数据包，并产生延长线数据包且发送到数据传输通道；另一方面，延长线接口单元接收来自数据传输通道的延长线数据包，并产生延长线解码前数据包且发送到延长线解码单元；接着，延长线解码单元接收所述延长线解码前数据包，对延长线解码前数据包进行解码，并产生延长线接收数据包且发送到延长线接收处理单元；然后，延长线接收处理单元接收所述延长线接收数据包并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元的USB发送数据包，而当延长线接收数据包的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元的状态信息接收数据包；而且，USB接口单元接收来自延长线接收处理单元的USB发送数据包，并产生USB格式的终端USB数据包且发送到计算机主机和人机接口设备；并且，状态信息解析单元接收所述状态信息接收数据包，从状态信息接收数据包中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置和远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

本发明的有益效果是：

本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法通过一种延长距离的装置对视频进行了帧内静态图像压缩，对USB数据进行格式转换，使视频和USB数据可以在长距离的线缆上传输，很大程度上增加了计算机主机和人机接口设备之间的极限距离；同时本装置支持在多种规格线缆上选择一个、两个和三个通道的不同方式进行视频的单向传输，进一步增大了适用范围。

附图说明

图1是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置整体模块图

图2是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中视频发送装置的外部连接信号图及其内部功能模块图

图3是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中视频接收装置的外部连接信号图及其内部功能模块图

图4是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置的一种外部连接信号图及其内部功能模块图

图5是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中远端通用串行总线延长距离装置和近端通用串行总线延长距离装置的又一种外部连接信号图及其内部功能模块图

图6是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中终端USB数据包的格式

图7是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中USB接收数据包的格式

图8是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中状态信息发送数据包的格式

图9是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中电容耦合方式示意图

图10是本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置中变压器耦合方式示意图

其中：

1     计算机主机                2     人机接口设备

3     远端装置                  4     近端装置

31    视频发送装置              41    视频接收装置

32    远端通用串行总线延长距离装置

42    近端通用串行总线延长距离装置

5     传输线缆                  51    视频传输通道

52    数据传输通道              3101  视频源接收端口

3102  视频压缩引擎              3103  串行视频发送端口

1010  视频源信号                3111  压缩前视频信号

3112  压缩后视频信号            3110  串行视频信号

4101  串行视频接收端口          4102  视频解压缩引擎

4103  视频显示发送端口          4111  解压缩前视频信号

4112  解压缩后视频信号          4110  终端视频显示信号

3201  状态检测单元              3202  状态信息打包单元

3203  状态信息解析单元          3204  USB接口单元

3205  延长线发送处理单元        3206  延长线接收处理单元

3207  延长线接口单元            3208  延长线编码单元

3209  延长线解码单元            1020  终端USB数据包

3211  状态信息                  3212  状态信息发送数据包

3214  USB接收数据包             3215  延长线发送数据包

3216  USB发送数据包             3226  状态信息接收数据包

3217  延长线解码前数据包        3218  延长线编码后数据包

3219  延长线接收数据包          3210  延长线数据包

1021  USB有效数据               1022  终端USB同步字段

1023  终端USB包标识符字段

1024  终端USB包标识符字段低四位

1025  终端USB包标识符字段高四位

3232  状态信息前缀码同步字段

3222  状态信息前缀码包标识符字段

3234  USB接收数据包前缀码同步字段

3224  USB接收数据包前缀码包标识符字段

具体实施方式

下面，结合附图中的实施例对本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置和方法进行进一步说明。

如图1所示，本发明的实施实例，一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置包括远端装置3、近端装置4和传输线缆5，远端装置3连接着计算机主机1，近端装置4连接着人机接口设备2,远端装置3通过传输线缆5连接着近端装置4；远端装置3包括视频发送装置31和远端通用串行总线延长距离装置32，近端装置4包括视频接收装置41和近端通用串行总线延长距离装置42，传输线缆5包括一个或两个或三个视频传输通道51以及一个数据传输通道52，视频发送装置31通过视频传输通道51连接着视频接收装置41，远端通用串行总线延长距离装置32通过数据传输通道52连接着近端通用串行总线延长距离装置42；传输线缆可以是不同介质、不同型号和规格的线缆，包括同轴电缆、双绞线等，当传输线缆5采用双绞线且只包括一个视频传输通道51时，只需要两对双绞线线芯即可在计算机主机1和人机接口设备2之间传输视频信号和USB数据，而现有技术则需要有更多的线芯传输其它辅助性质的信号，本发明在一定程度上简化了具体技术结构并节省了线缆成本。

如图2所示，视频发送装置31包括视频源接收端口3101、视频压缩引擎3102和串行视频发送端口3103；视频源接收端口3101接收来自计算机主机1的视频源信号1010，并产生发送到视频压缩引擎3102的压缩前视频信号3111；视频压缩引擎3102接收压缩前视频信号3111，对压缩前视频信号3111采用了帧内静态图像压缩算法进行压缩，产生压缩后视频信号3112；串行视频发送端口3103接收来自视频压缩引擎3102的压缩后视频信号3112，产生发送到视频传输通道51的串行视频信号3110，如果只使用一个视频传输通道51，那么直接将串行视频信号3110传递到此通道进行发送，如果同时使用两个或三个视频传输通道51，那么需要将视频信号分配到这两个或三个通道再分别进行发送，这种分配在两个或三个通道之间不设置优先级，分配后可将通道上的平均信号速率降至只使用一个通道传输视频信号时的二分之一或三分之一，串行视频信号3110通过视频传输通道51从视频发送装置31单向传输到视频接收装置41，在传输过程中不需要施加反向控制信号，也不需要进行流量控制，从而消除因流量控制而可能引起的传输延时，这样也可减少传输视频信号时需要的传输线缆数量，从而可以简化设计并降低成本。

如图3所示，视频接收装置41包括串行视频接收端口4101、视频解压缩引擎4102和视频显示发送端口4103；串行视频接收端口4101接收来自视频传输通道51的串行视频信号3110，如果只使用一个视频传输通道51，那么接收串行视频信号3110后产生解压缩前视频信号4111；如果同时使用两个或三个视频传输通道51，那么需要首先将两个通道或三个通道接收的串行视频信号3110进行相位对齐，然后合并为一路视频信号，再产生解压缩前视频信号4111；视频解压缩引擎4102接收解压缩前视频信号4111，对解压缩前视频信号4111采用帧内静态图像解压缩算法进行解压缩，产生解压缩后视频信号4112；视频显示发送端口4103接收来自视频解压缩引擎4102的解压缩后视频信号4112，产生发送到人机接口设备2的终端视频显示信号4110。

视频压缩引擎3102和视频解压缩引擎4102需要使用一种匹配的帧内静态图像视频压缩算法，本应用实施例中可使用的视频压缩算法包括但不限于JPEG、JPEG2000、JPEG-LS、JPEG-XR、Dirac、H.264和VC-2等。帧内静态图像压缩算法与帧间压缩算法相比，不需缓存整帧的图像，可有效降低所需视频压缩算法复杂性并缩短视频信号的压缩延时，也可极大地减小视频发送装置31和视频接收装置41所需要的视频缓存容量。

视频源接收端口3101及视频显示发送端口4103用于传输非压缩的视频信号，其可以为符合下述标准的硬件接口：ITU-R BT.656、ITU-R BT.1120、MIPI、SDI、HDMI、DisplayPort、DVI、VGA。

如图4所示，在第一种具体实施方式中，远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42都包括状态检测单元3201、状态信息打包单元3202、状态信息解析单元3203、USB接口单元3204、延长线发送处理单元3205、延长线接收处理单元3206和延长线接口单元3207。远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42结构相同，可以互换使用，同时，远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42分别兼具收发功能，数据传输通道52可以实现双向传输，与远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的双向传输功能相匹配。

USB接口单元3204接收来自计算机主机1和人机接口设备2的USB格式的终端USB数据包1020，如图6所示，终端USB数据包1020包含USB有效数据1021、终端USB同步字段1022和终端USB包标识符字段1023，终端USB包标识符字段1023由8位二进制数组成，包括终端USB包标识符字段低四位1024和终端USB包标识符字段高四位1025，USB标准规定终端USB包标识符字段低四位1024与终端USB包标识符字段高四位1025是按位取反关系，且终端USB包标识符字段低四位1024不为0，USB接口单元3204收到终端USB数据包1020后，从终端USB数据包1020中提取出USB有效数据1021并添加前缀码，产生发送到延长线发送处理单元3205的USB接收数据包3214，如图7所示，USB接收数据包3214包含USB有效数据1021、USB接收数据包前缀码同步字段3234和USB接收数据包前缀码包标识符字段3224，USB接收数据包前缀码同步字段3234可以与终端USB同步字段1022相同，也可以与终端USB同步字段1022不同，USB接收数据包前缀码包标识符字段3224可以与终端USB包标识符字段1023相同，也可以由终端USB包标识符字段1023映射得到；状态检测单元3201检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机1和人机接口设备2的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元3201产生发送到状态信息打包单元3202的状态信息3211；状态信息打包单元3202接收来自状态检测单元3201的状态信息3211，对状态信息3211添加前缀码并产生发送到延长线发送处理单元3205的状态信息发送数据包3212，如图8所示，状态信息发送数据包3212包含状态信息3211、状态信息前缀码同步字段3232和状态信息前缀码包标识符字段3222，状态信息发送数据包3212的前缀码与USB接收数据包3214的前缀码的不同之处在于以下两点中的至少一点：一是状态信息发送数据包3212的状态信息前缀码同步字段3232与USB接收数据包3214的USB接收数据包前缀码同步字段3234不同，二是状态信息发送数据包的状态信息前缀码包标识符字段与USB接收数据包3214的USB接收数据包前缀码包标识符字段3224不同；在本实施例中，状态信息发送数据包3212的功能主要有两个，首先，在建立USB连接时，作为USB主机方的远端通用串行总线延长距离装置32和作为USB设备方的近端通用串行总线延长距离装置42之间需要一个握手过程，此握手过程是通过低速的电平信号进行的，这个低速电平信号是否存在以及存在时间的长度即握手内容，这时就需要通过状态信息发送数据包来将此握手内容传输到数据传输通道52的另外一端，以便在另外一端的USB接口上重新生成此低速电平信号，进而实现握手过程，另外状态信息发送数据包3212还用来处理各种异常情况，以保证数据传输通道52两端的远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的状态匹配；延长线发送处理单元3205接收来自USB接口单元3204的USB接收数据包3214和来自状态检测单元3201的状态信息发送数据包3212，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线接口单元3207的延长线发送数据包3215；延长线接口单元3207接收来自延长线发送处理单元3205的延长线发送数据包3215，并产生发送到数据传输通道52的延长线数据包3210。

延长线接口单元3207接收来自数据传输通道52的延长线数据包3210，并产生发送到延长线接收处理单元3206的延长线接收数据包3219；延长线接收处理单元3206接收来自延长线接口单元3207的延长线接收数据包3219并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包3219的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元3204的USB发送数据包3216，而当延长线接收数据包3219的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元3203的状态信息接收数据包3226；USB接口单元3204接收来自延长线接收处理单元3206的USB发送数据包3216，并产生发送到计算机主机1和人机接口设备2的USB格式的终端USB数据包1020；状态信息解析单元3203接收来自延长线接收处理单元3206的状态信息接收数据包3226，从状态信息接收数据包3226中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置42和远端通用串行总线延长距离装置32的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置42的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机1的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置32的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备2的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，通过对上下拉电阻的控制，可对远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的电路进行功耗控制、状态机复位、重新进行USB连接等操作，状态检测单元3201、状态信息打包单元3202和状态信息解析单元3203结合使用，将缓慢传输变成了快速传输，适于使用交流耦合方式连接装置和传输线缆，使得不易长距离传输的USB格式变成了易于长距离传输的格式，远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42之间的距离可以超越USB标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

如图5所示，在第二种具体实施方式中，远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42都包括状态检测单元3201、状态信息打包单元3202、状态信息解析单元3203、USB接口单元3204、延长线发送处理单元3205、延长线接收处理单元3206、延长线编码单元3208、延长线解码单元3209和延长线接口单元3207。远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42结构相同，可以互换使用，同时，远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42分别兼具收发功能，数据传输通道52可以实现双向传输，与远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的双向传输功能相匹配。

USB接口单元3204接收来自计算机主机1和人机接口设备2的USB格式的终端USB数据包1020，如图6所示，终端USB数据包1020包含USB有效数据1021、终端USB同步字段1022和终端USB包标识符字段1023，终端USB包标识符字段1023由8位二进制数组成，包括终端USB包标识符字段低四位1024和终端USB包标识符字段高四位1025，USB标准规定终端USB包标识符字段低四位1024与终端USB包标识符字段高四位1025是按位取反关系，且终端USB包标识符字段低四位1024不为0，USB接口单元3204收到终端USB数据包1020后，从终端USB数据包1020中提取出USB有效数据1021并添加前缀码，产生发送到延长线发送处理单元3205的USB接收数据包3214，如图7所示，USB接收数据包3214包含USB有效数据1021、USB接收数据包前缀码同步字段3234和USB接收数据包前缀码包标识符字段3224，USB接收数据包前缀码同步字段3234可以与终端USB同步字段1022相同，也可以与终端USB同步字段1022不同，USB接收数据包前缀码包标识符字段3224可以与终端USB包标识符字段1023相同，也可以由终端USB包标识符字段1023映射得到；状态检测单元3201检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机1和人机接口设备2的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元3201产生发送到状态信息打包单元3202的状态信息3211；状态信息打包单元3202接收来自状态检测单元3201的状态信息3211，对状态信息3211添加前缀码并产生发送到延长线发送处理单元3205的状态信息发送数据包3212，如图8所示，状态信息发送数据包3212包含状态信息3211、状态信息前缀码同步字段3232和状态信息前缀码包标识符字段3222，状态信息发送数据包3212的前缀码与USB接收数据包3214的前缀码的不同之处在于以下两点中的至少一点：一是状态信息发送数据包3212的状态信息前缀码同步字段3232与USB接收数据包3214的USB接收数据包前缀码同步字段3234不同，二是状态信息发送数据包的状态信息前缀码包标识符字段与USB接收数据包3214的USB接收数据包前缀码包标识符字段3224不同；在本实施例中，状态信息发送数据包3212的功能主要有两个，首先，在建立USB连接时，作为USB主机方的远端通用串行总线延长距离装置32和作为USB设备方的近端通用串行总线延长距离装置42之间需要一个握手过程，此握手过程是通过低速的电平信号进行的，这个低速电平信号是否存在以及存在时间的长度即握手内容，这时就需要通过状态信息发送数据包来将此握手内容传输到数据传输通道52的另外一端，以便在另外一端的USB接口上重新生成此低速电平信号，进而实现握手过程，另外状态信息发送数据包3212还用来处理各种异常情况，以保证数据传输通道52两端的远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的状态保持同步；延长线发送处理单元3205接收来自USB接口单元3204的USB接收数据包3214和来自状态检测单元3201的状态信息发送数据包3212，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线编码单元3208的延长线发送数据包3215；延长线编码单元3208接收来自延长线发送处理单元3205的延长线发送数据包3215，对延长线发送数据包3215进行编码，并产生发送到延长线接口单元3207的延长线编码后数据包3218，编码方式至少采用以下两种方式中的一种：一是采用直流平衡编码，例如4B5B、8B10B、64B66B、128B132B等，二是采用扰码，可采用线性反馈移位寄存器实现，这两种方式都可使数据中0和1的个数相等或接近相等，使得信号的直流分量在数据传输过程中保持恒定或近似恒定，以便于在接收端恢复出时钟和数据；延长线接口单元3207接收来自延长线编码单元3208的延长线编码后数据包3218，并产生发送到数据传输通道52的延长线数据包3210。

延长线接口单元3207接收来自数据传输通道52的延长线数据包3210，并产生发送到延长线解码单元3209的延长线解码前数据包3217；延长线解码单元3209接收来自延长线接口单元3207的延长线解码前数据包3217，对延长线解码前数据包3217进行解码，并产生发送到延长线接收处理单元3206的延长线接收数据包3219，解码方式根据编码方式的不同采用对应的解码方式，至少采用以下两种方式中的一种：一是采用直流平衡解码，二是采用解扰码；延长线接收处理单元3206接收来自延长线解码单元3209的延长线接收数据包3219并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包3219的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元3204的USB发送数据包3216，而当延长线接收数据包3219的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元3203的状态信息接收数据包3226；USB接口单元3204接收来自延长线接收处理单元3206的USB发送数据包3216，并产生发送到计算机主机1和人机接口设备2的USB格式的终端USB数据包1020；状态信息解析单元3203接收来自延长线接收处理单元3206的状态信息接收数据包3226，从状态信息接收数据包3226中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置42和远端通用串行总线延长距离装置32的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置42的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机1的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置32的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备2的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，通过对上下拉电阻的控制，可对远端通用串行总线延长距离装置32和近端通用串行总线延长距离装置42的电路进行功耗控制、状态机复位、重新进行USB连接等操作，状态检测单元3201、状态信息打包单元3202和状态信息解析单元3203结合使用，将缓慢传输变成了快速传输，适于使用交流耦合方式连接装置和传输线缆，使得不易长距离传输的USB格式变成了易于长距离传输的格式，远端通用串行总线延长距离装置32与近端通用串行总线延长距离装置42之间的距离可以超越USB标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

远端通用串行总线延长距离装置32和数据传输通道52之间以及近端通用串行总线延长距离装置42和数据传输通道52之间都是通过交流耦合方式连接，例如电容耦合或变压器耦合。传输线缆易受外部环境影响，尤其是传输线缆伴随电源线走线时干扰电压幅度很高，采用交流耦合方式可消除传输线缆上的低频及共模干扰电压，可有效提高装置的可靠性，避免因高压损坏装置。图9为电容耦合方式示意图，远端通用串行总线延长距离装置32和数据传输通道52之间以及近端通用串行总线延长距离装置42和数据传输通道52之间都是通过电容耦合方式连接，数据传输通道52为一对差分线。图10为变压器耦合方式示意图，远端通用串行总线延长距离装置32和数据传输通道52之间以及近端通用串行总线延长距离装置42和数据传输通道52之间都是通过变压器耦合方式连接，数据传输通道52为一对差分线。

USB接口单元3204用于向计算机主机1和人机接口设备2发送USB格式的终端USB数据包1020，并从计算机主机1和人机接口设备2接收USB格式的终端USB数据包1020，其可以为符合下述标准的硬件接口：USB2.0标准高速模式、USB2.0标准全速模式、USB2.0标准低速模式。

本发明一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置通过一种延长距离的装置对视频进行帧内静态图像压缩，对USB数据进行格式转换，使视频和USB数据可以在长距离的线缆上传输，很大程度上增加了计算机主机和人机接口设备之间的极限距离；同时本装置支持在多种规格线缆上选择一个、两个和三个通道的不同方式进行视频的单向传输，增大了适用范围。

上述装置仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的保护范围上的任何限定，本发明请求的保护范围应当以权利要求书所记载的内容为准，凡是依据本发明的技术实质对上述具体实施方式所作的任何简单变化、等同替换或者分解合并，均仍属于本发明请求保护的范围之内。

Claims (46)

1.一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，包括远端装置(3)、近端装置(4)和传输线缆(5)，远端装置(3)连接着计算机主机(1)，近端装置(4)连接着人机接口设备(2),远端装置(3)通过传输线缆(5)连接着近端装置(4)。其特征在于：所述远端装置(3)包括视频发送装置(31)和远端通用串行总线延长距离装置(32)，近端装置(4)包括视频接收装置(41)和近端通用串行总线延长距离装置(42)，传输线缆(5)包括视频传输通道(51)和数据传输通道(52)；

视频发送装置(31)包括视频源接收端口(3101)、视频压缩引擎(3102)和串行视频发送端口(3103)；视频源接收端口(3101)接收来自计算机主机(1)的视频源信号(1010)，并产生发送到视频压缩引擎(3102)的压缩前视频信号(3111)；视频压缩引擎(3102)接收来自视频源接收端口(3101)的压缩前视频信号(3111)，产生压缩后视频信号(3112)；串行视频发送端口(3103)接收来自视频压缩引擎(3102)的压缩后视频信号(3112)，产生发送到视频传输通道(51)的串行视频信号(3110)；

视频接收装置(41)包括串行视频接收端口(4101)、视频解压缩引擎(4102)和视频显示发送端口(4103)；串行视频接收端口(4101)接收来自视频传输通道(51)的串行视频信号(3110)，产生发送到视频解压缩引擎(4102)的解压缩前视频信号(4111)；视频解压缩引擎(4102)接收来自串行视频接收端口(4101)的解压缩前视频信号(4111)，产生解压缩后视频信号(4112)；视频显示发送端口(4103)接收来自视频解压缩引擎(4102)的解压缩后视频信号(4112)，产生发送到人机接口设备(2)的终端视频显示信号(4110)。

2.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述串行视频信号(3110)通过视频传输通道(51)从视频发送装置(31)单向传输到视频接收装置(41)。

3.根据权利要求1、2所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述串行视频信号(3110)在视频发送装置(31)与视频接收装置(41)间择一地通过一个或两个或三个视频传输通道(51)传输。

4.根据权利要求1、2所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：同时使用两个视频传输通道(51)传输串行视频信号(3110)，所述串行视频发送端口(3103)接收来自视频压缩引擎(3102)的压缩后视频信号(3112)并在两个视频传输通道(51)之间进行分配，得到各自通道的串行视频信号(3110)并发送到视频传输通道(51)，串行视频发送端口(3103)完成数据划分和数据传递，在接收端，串行视频接收端口(4101)将来自两个通道的串行视频信号(3110)合并在一起，并产生解压缩前视频信号(4111)发送到视频解压缩引擎(4102)，串行视频接收端口(4101)完成数据合并和数据传递。

5.根据权利要求1、2述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：同时使用三个视频传输通道(51)传输串行视频信号(3110)，所述串行视频发送端口(3103)接收来自视频压缩引擎(3102)的压缩后视频信号(3112)并在三个视频传输通道(51)之间进行分配，得到各自通道的串行视频信号(3110)并发送到视频传输通道(51)，串行视频发送端口(3103)完成数据划分和数据传递，在接收端，串行视频接收端口(4101)将来自三个通道的串行视频信号(3110)合并在一起，并产生解压缩前视频信号(4111)发送到视频解压缩引擎(4102)，串行视频接收端口(4101)完成数据合并和数据传递。

6.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频源接收端口(3101)为符合HDMI标准的硬件接口。

7.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频源接收端口(3101)为符合DisplayPort标准的硬件接口。

8.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频源接收端口(3101)为符合DVI标准的硬件接口。

9.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频源接收端口(3101)为符合VGA标准的硬件接口。

10.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频显示发送端口(4103)为符合HDMI标准的硬件接口。

11.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频显示发送端口(4103)为符合DisplayPort标准的硬件接口。

12.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频显示发送端口(4103)为符合DVI标准的硬件接口。

13.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频显示发送端口(4103)为符合VGA标准的硬件接口。

14.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频压缩引擎(3102)采用帧内静态图像压缩算法对压缩前视频信号(3111)进行压缩，产生压缩后视频信号(3112)。

15.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合JPEG标准的算法。

16.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合JPEG2000标准的算法。

17.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合JPEG-LS标准的算法。

18.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合JPEG-XR标准的算法。

19.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合Dirac标准的算法。

20.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合H.264标准的算法。

21.根据权利要求14所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述帧内静态图像压缩算法为符合VC-2标准的算法。

22.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频传输通道(51)为同轴电缆，一个视频传输通道(51)为一条同轴电缆。

23.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述视频传输通道(51)为双绞线，一个视频传输通道(51)为一对双绞线。

24.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)分别包括状态检测单元(3201)、状态信息打包单元(3202)、状态信息解析单元(3203)、USB接口单元(3204)、延长线发送处理单元(3205)、延长线接收处理单元(3206)和延长线接口单元(3207)；

状态检测单元(3201)检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机(1)和人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元(3201)产生发送到状态信息打包单元(3202)的状态信息(3211)；状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)；USB接口单元(3204)接收来自计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的USB接收数据包(3214)；延长线发送处理单元(3205)接收来自USB接口单元(3204)的USB接收数据包(3214)和来自状态检测单元(3201)的状态信息发送数据包(3212)，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线接口单元(3207)的延长线发送数据包(3215)；延长线接口单元(3207)接收来自延长线发送处理单元(3205)的延长线发送数据包(3215)，并产生发送到数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)；

延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生发送到延长线接收处理单元(3206)的延长线接收数据包(3219)；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)；USB接口单元(3204)接收来自延长线接收处理单元(3206)的USB发送数据包(3216)，并产生发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)；状态信息解析单元(3203)接收来自延长线接收处理单元(3206)的状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

25.根据权利要求1所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)分别包括状态检测单元(3201)、状态信息打包单元(3202)、状态信息解析单元(3203)、USB接口单元(3204)、延长线发送处理单元(3205)、延长线接收处理单元(3206)、延长线编码单元(3208)、延长线解码单元(3209)和延长线接口单元(3207)；

状态检测单元(3201)检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机(1)和人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元(3201)产生发送到状态信息打包单元(3202)的状态信息(3211)；状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)；USB接口单元(3204)接收来自计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的USB接收数据包(3214)；延长线发送处理单元(3205)接收来自USB接口单元(3204)的USB接收数据包(3214)和来自状态检测单元(3201)的状态信息发送数据包(3212)，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线编码单元(3208)的延长线发送数据包(3215)；延长线编码单元(3208)接收来自延长线发送处理单元(3205)的延长线发送数据包(3215)，对延长线发送数据包(3215)进行编码，并产生发送到延长线接口单元(3207)的延长线编码后数据包(3218)；延长线接口单元(3207)接收来自延长线编码单元(3208)的延长线编码后数据包(3218)，并产生发送到数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)；

延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生发送到延长线解码单元(3209)的延长线解码前数据包(3217)；延长线解码单元(3209)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线解码前数据包(3217)，对延长线解码前数据包(3217)进行解码，并产生发送到延长线接收处理单元(3206)的延长线接收数据包(3219)；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线解码单元(3209)的延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)；USB接口单元(3204)接收来自延长线接收处理单元(3206)的USB发送数据包(3216)，并产生发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)；状态信息解析单元(3203)接收来自延长线接收处理单元(3206)的状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

26.一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，包括远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)分别包括状态检测单元(3201)、状态信息打包单元(3202)、状态信息解析单元(3203)、USB接口单元(3204)、延长线发送处理单元(3205)、延长线接收处理单元(3206)和延长线接口单元(3207)；

状态检测单元(3201)检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机(1)和人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元(3201)产生发送到状态信息打包单元(3202)的状态信息(3211)；状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)；USB接口单元(3204)接收来自计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的USB接收数据包(3214)；延长线发送处理单元(3205)接收来自USB接口单元(3204)的USB接收数据包(3214)和来自状态检测单元(3201)的状态信息发送数据包(3212)，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线接口单元(3207)的延长线发送数据包(3215)；延长线接口单元(3207)接收来自延长线发送处理单元(3205)的延长线发送数据包(3215)，并产生发送到数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)；

延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生发送到延长线接收处理单元(3206)的延长线接收数据包(3219)；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)；USB接口单元(3204)接收来自延长线接收处理单元(3206)的USB发送数据包(3216)，并产生发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)；状态信息解析单元(3203)接收来自延长线接收处理单元(3206)的状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

27.一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，包括远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)分别包括状态检测单元(3201)、状态信息打包单元(3202)、状态信息解析单元(3203)、USB接口单元(3204)、延长线发送处理单元(3205)、延长线接收处理单元(3206)、延长线编码单元(3208)、延长线解码单元(3209)和延长线接口单元(3207)；

状态检测单元(3201)检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机(1)和人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元(3201)产生发送到状态信息打包单元(3202)的状态信息(3211)；状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)；USB接口单元(3204)接收来自计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的USB接收数据包(3214)；延长线发送处理单元(3205)接收来自USB接口单元(3204)的USB接收数据包(3214)和来自状态检测单元(3201)的状态信息发送数据包(3212)，根据需要对这两个数据进行二择一地选择，并产生发送到延长线编码单元(3208)的延长线发送数据包(3215)；延长线编码单元(3208)接收来自延长线发送处理单元(3205)的延长线发送数据包(3215)，对延长线发送数据包(3215)进行编码，并产生发送到延长线接口单元(3207)的延长线编码后数据包(3218)；延长线接口单元(3207)接收来自延长线编码单元(3208)的延长线编码后数据包(3218)，并产生发送到数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)；

延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生发送到延长线解码单元(3209)的延长线解码前数据包(3217)；延长线解码单元(3209)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线解码前数据包(3217)，对延长线解码前数据包(3217)进行解码，并产生发送到延长线接收处理单元(3206)的延长线接收数据包(3219)；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线解码单元(3209)的延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)；USB接口单元(3204)接收来自延长线接收处理单元(3206)的USB发送数据包(3216)，并产生发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)；状态信息解析单元(3203)接收来自延长线接收处理单元(3206)的状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

28.根据权利要求25、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述延长线编码单元(3208)对延长线发送数据包(3215)进行编码，编码方式为直流平衡编码。

29.根据权利要求25、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述延长线编码单元(3208)对延长线发送数据包(3215)进行编码，编码方式为扰码。

30.根据权利要求25、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述延长线解码单元(3209)对延长线解码前数据包(3217)进行编码，解码方式为直流平衡解码。

31.根据权利要求25、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述延长线解码单元(3209)对延长线解码前数据包(3217)进行编码，解码方式为解扰码。

32.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，对状态信息(3211)添加前缀码，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)，，状态信息发送数据包(3212)的状态信息前缀码同步字段(3232)与USB接收数据包(3214)的USB接收数据包前缀码同步字段(3234)不同；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线接收数据包(3219)并解析前缀码，当前缀码与USB接收数据包(3214)的前缀码相同时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当前缀码与USB接收数据包(3214)的前缀码不同时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)。

33.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述状态信息打包单元(3202)接收来自状态检测单元(3201)的状态信息(3211)，对状态信息(3211)添加前缀码，并产生发送到延长线发送处理单元(3205)的状态信息发送数据包(3212)，状态信息发送数据包(3212)的状态信息前缀码包标识符字段(3222)与USB接收数据包(3214)的USB接收数据包前缀码包标识符字段(3224)不同；延长线接收处理单元(3206)接收来自延长线接口单元(3207)的延长线接收数据包(3219)并解析前缀码，当前缀码与USB接收数据包(3214)的前缀码相同时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当前缀码与USB接收数据包(3214)的前缀码不同时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)。

34.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述USB接口单元(3204)为符合USB2.0标准高速模式的硬件接口。

35.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述USB接口单元(3204)为符合USB2.0标准全速模式的硬件接口。

36.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述USB接口单元(3204)为符合USB2.0标准低速模式的硬件接口。

37.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述延长线接口单元(3207)与数据传输通道(52)之间采用交流耦合方式连接。

38.根据权利要求37所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述交流耦合方式为电容耦合。

39.根据权利要求37所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述交流耦合方式为变压器耦合。

40.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)与近端通用串行总线延长距离装置(42)之间的距离超越USB标准规定的主机与设备之间最大5米的限制。

41.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述数据传输通道(52)为同轴电缆，一个数据传输通道(52)为一条同轴电缆。

42.根据权利要求24、25、26、27所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的装置，其特征在于：所述数据传输通道(52)为双绞线，一个数据传输通道(52)为一对双绞线。

43.一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，所述方法的专门设备包括远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)，其特征在于：所述远端通用串行总线延长距离装置(32)和近端通用串行总线延长距离装置(42)都分别包括状态检测单元(3201)、状态信息打包单元(3202)、状态信息解析单元(3203)、USB接口单元(3204)、延长线发送处理单元(3205)、延长线接收处理单元(3206)和延长线接口单元(3207)；

状态检测单元(3201)检测通用串行总线差分线上电平的高低和持续时间，判断计算机主机(1)和人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态，当通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态发生改变时，状态检测单元(3201)产生状态信息(3211)并发送到状态信息打包单元(3202)；

状态信息打包单元(3202)接收所述状态信息(3211)，产生状态信息发送数据包(3212)并发送到延长线发送处理单元(3205)；USB接口单元(3204)接收来自计算机主机(1)和人机接口设备(2)的USB格式的终端USB数据包(1020)，产生USB接收数据包(3214)并将其发送到延长线发送处理单元(3205)；

延长线发送处理单元(3205)接收所述的USB接收数据包(3214)和所述状态信息发送数据包(3212)，根据需要对这两个数据进行二择一地选择。

44.根据权利要求43所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，其特征在于：所述方法的专门设备还包括视频发送装置(31)和视频接收装置(41)，视频发送装置(31)将串行视频信号(3110)单向传输到视频接收装置(41)；

视频发送装置(31)包括视频源接收端口(3101)、视频压缩引擎(3102)和串行视频发送端口(3103)；

视频源接收端口(3101)接收来自计算机主机(1)的视频源信号(1010)，并产生压缩前视频信号(3111)并发送到视频压缩引擎(3102)；

视频压缩引擎(3102)接收所述压缩前视频信号(3111)，采用帧内静态图像压缩算法对压缩前视频信号(3111)进行压缩，产生压缩后视频信号(3112)；

串行视频发送端口(3103)接收所述压缩后视频信号(3112)，产生串行视频信号(3110)并发送到视频传输通道(51)；

视频接收装置(41)包括串行视频接收端口(4101)、视频解压缩引擎(4102)和视频显示发送端口(4103)；

串行视频接收端口(4101)接收来自视频传输通道(51)的串行视频信号(3110)，产生解压缩前视频信号(4111)并发送到视频解压缩引擎(4102)；

视频解压缩引擎(4102)接收所述解压缩前视频信号(4111)，产生解压缩后视频信号(4112)；

视频显示发送端口(4103)接收所述解压缩后视频信号(4112)，产生终端视频显示信号(4110)且发送到人机接口设备(2)。

45.根据权利要求43所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，其特征在于：一方面，所述延长线发送处理单元(3205)产生延长线发送数据包(3215)并发送到延长线接口单元(3207)；

然后，延长线接口单元(3207)接收所述延长线发送数据包(3215)，并产生延长线数据包(3210)且发送到数据传输通道(52)；

另一方面，延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生延长线接收数据包(3219)且发送到延长线接收处理单元(3206)；

然后，延长线接收处理单元(3206)接收所述延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生USB发送数据包(3216)并发送到USB接口单元(3204)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生状态信息接收数据包(3226)并发送到状态信息解析单元(3203)；

而且，USB接口单元(3204)接收所述USB发送数据包(3216)，并产生USB格式的终端USB数据包(1020)且发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)；

并且，状态信息解析单元(3203)接收所述状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。

46.根据权利要求43所述的一种延长计算机主机与人机接口设备之间距离的方法，其特征在于：一方面，所述延长线发送处理单元(3205)产生延长线发送数据包(3215)并发送到延长线编码单元(3208)；

接着，延长线编码单元(3208)接收所述延长线发送数据包(3215)，对延长线发送数据包(3215)进行编码，并产生延长线编码后数据包(3218)且发送到延长线接口单元(3207)；

然后，延长线接口单元(3207)接收所述延长线编码后数据包(3218)，并产生延长线数据包(3210)且发送到数据传输通道(52)；

另一方面，延长线接口单元(3207)接收来自数据传输通道(52)的延长线数据包(3210)，并产生延长线解码前数据包(3217)且发送到延长线解码单元(3209)；

接着，延长线解码单元(3209)接收所述延长线解码前数据包(3217)，对延长线解码前数据包(3217)进行解码，并产生延长线接收数据包(3219)且发送到延长线接收处理单元(3206)；

然后，延长线接收处理单元(3206)接收所述延长线接收数据包(3219)并对数据类型进行识别，当延长线接收数据包(3219)的数据类型是USB数据时，产生发送到USB接口单元(3204)的USB发送数据包(3216)，而当延长线接收数据包(3219)的数据类型是状态信息时，产生发送到状态信息解析单元(3203)的状态信息接收数据包(3226)；

而且，USB接口单元(3204)接收来自延长线接收处理单元(3206)的USB发送数据包(3216)，并产生USB格式的终端USB数据包(1020)且发送到计算机主机(1)和人机接口设备(2)；

并且，状态信息解析单元(3203)接收所述状态信息接收数据包(3226)，从状态信息接收数据包(3226)中读取状态信息，并配置近端通用串行总线延长距离装置(42)和远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻，使得近端通用串行总线延长距离装置(42)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与计算机主机(1)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步，使得远端通用串行总线延长距离装置(32)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态与人机接口设备(2)的通用串行总线上拉电阻和通用串行总线下拉电阻的状态保持同步。