CN106886298A - 一种支持usb和ps2接口自适应四切一加固kvm交换器的装置 - Google Patents

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吴艳
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李晓
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Abstract

本发明涉及KVM交换器技术领域，特别涉及一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置。其结构包括切换板，所述的切换板分别连接主机，电源，轨迹球鼠标，按键板，并通过VGA板连接液晶屏，通过键盘控制板连接矩阵键盘，切换板实现USB与PS/2信号的自检测、主机信号的处理与切换、键鼠设备信号的处理；所述的键盘控制板实现矩阵键盘的扫描及按键处理；VGA板实现主机VGA信号的处理。本发明的一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，其具有成本低、双接口、兼容性强等优点，能够实现一组外设控制四台主机，作为通用计算机外围设备使用，具有广泛的应用前景。

Description

一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置
技术领域
本发明涉及KVM交换器技术领域，特别涉及一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置。
背景技术
KVM（Keyboard Video Mouse）交换器通过直连主机端的相应端口，能够实现用一套键盘、显示器、鼠标来控制多台主机设备的功能。KVM交换器适用对象涵盖SOHO族群、中小型企业乃至于大型跨国企业。KVM交换器的使用，能降低能源消耗、节省机架与机房空间，避免多余的键盘、显示器与鼠标所造成的杂乱。对于企业机房或数据中心的空间及信息环境能创造广大的效益。
PS/2 通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端通过时钟脚同步，并通过数据脚交换数据，即发送方每在时钟线发1个脉冲，若数据线上此时发1位数据则被接收方读入。任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把时钟信号拉到低电平。如果是主机端和设备端间的通讯，则主机端总占有优先发送数据的控制权，即主机端可以抑制设备端发送数据，而设备端则不会抑制主机端发送数据。
USB是一种支持热插拔的高速串行传输总线，它使用差分信号来传输数据。自该种协议提出以来，其以扩展性强、价格低、协议灵活等优点被广泛应用于计算机系统外围设备中。USB主机定时对集线器的状态进行查询。当一个新设备接入接线器时，主机会检测到集线器状态改变，主机会对该端口设置有效并分配地址。若1个设备占用1个地址，那么最多可支持127个USB设备。
现有技术下，并没有同时支持USB和PS2接口自适应四切一并能够加固KVM交换器的装置。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，其具有成本低、双接口、兼容性强等优点，能够实现一组外设控制四台主机，作为通用计算机外围设备使用，具有广泛的应用前景。
本发明所采用的技术方案如下：
一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，包括切换板，所述的切换板分别连接主机，电源，轨迹球鼠标，按键板，并通过VGA板连接液晶屏，通过键盘控制板连接矩阵键盘，换板实现USB与PS/2信号的自检测、主机信号的处理与切换、键鼠设备信号的处理；所述的键盘控制板实现矩阵键盘的扫描及按键处理；VGA板实现主机VGA信号的处理。
切换板支持4路VGA或DVI信号切换，支持4路USB或PS/2信号切换。
切换板采用C8051F340单片机作为主控芯片，采用FPGA作为辅控芯片，所述的主控芯片分别连接PS/2和USB接口检测电路、通道切换按键检测电路、信号切换电路、电平转换电路，调试接口电路，显示信号输入输出接口电路和PS/2键盘鼠标接口电路。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实现了支持USB和PS2接口自适应的四切一加固KVM，具有成本低、双接口、兼容性强等优点，能够实现一组外设控制四台主机。可作为通用计算机外围设备使用，具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置的结构框图；
图2为本发明的一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置的切换板结构原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本实施例主要包括USB和PS2接口自适应的四切一加固KVM的硬件设计、切换板的硬件电路设计和固件程序设计。
KVM主要由液晶屏、矩阵键盘、PS/2轨迹球鼠标、切换板、键盘控制板、显示信号输出板（VGA板）、按键板和电源组成。液晶屏实现视频信号的显示；键盘、鼠标实现主机的操控；切换板实现USB与PS/2信号的自检测、主机信号的处理与切换、键鼠设备信号的处理；键盘控制板实现矩阵键盘的扫描及按键处理；VGA板实现主机VGA信号的处理。实现框图如图1所示。
切换板支持4路VGA或DVI信号切换，支持4路USB或PS/2信号切换。硬件电路采用C8051F340单片机作为主控芯片，采用FPGA作为辅控芯片，主要包括PS/2和USB接口检测电路、通道切换按键检测电路、信号切换电路、电平转换电路，调试接口电路，显示信号输入输出接口电路和PS/2键盘鼠标接口电路。
实现框图如图2所示。PS/2和USB接口检测电路，采用PS/2和USB接口的电源信号作为判断依据，通过单片机GPIO进行检测；通道切换按键检测电路，将按键与单片机直连，通过单片机GPIO进行检测；信号切换电路，包括DVI切换电路、VGA切换电路和键鼠切换电路，单片机通过控制切换芯片实现信号的切换；调试接口电路，为单片机和FPGA控制程序的下载电路；PS/2键盘鼠标输入接口电路，主要是将键盘控制板的PS/2键盘信号与轨迹球鼠标的PS/2鼠标信号输入控制芯片。单片机检测的当前通道信息，与FPGA进行通道信息交互，若当前通道接口为USB接口，则由单片机进行键鼠数据的处理，若为PS/2接口，则由FPGA进行键鼠数据的处理。
切换板的固件程序主要包含单片机的固件程序和FPGA的固件程序。单片机的固件程序功能主要分PS/2和USB接口检测，通道切换检测、信号切换控制、USB接口的初始化、PS/2键盘鼠标的初始化和与FPGA的通信。PS/2和USB接口检测是在接口上电后等待芯片稳定后，通过GPIO电平判断接口类型；通道切换检测和信号切换控制，通过读取和控制GPIO实现；USB接口的初始化，主要为USB设备枚举过程，主要包括获取设备的各类描述符表；PS/2键盘鼠标的初始化。主要通过执行相应的初始化程序完成；通过I2C实现与FPGA通信。FPGA的固件程序功能主要分PS/2主机接口的初始化和PS/2主机接口的初始化，通过执行相应的初始化程序完成；PS/2主机的信号处理，当FPGA检测到主机端发送的指令时，跳转到相应程序段处理该指令；通过I2C实现与单片机通信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，包括切换板，所述的切换板分别连接主机，电源，轨迹球鼠标，按键板，并通过VGA板连接液晶屏，通过键盘控制板连接矩阵键盘，其特征在于，所述的切换板实现USB与PS/2信号的自检测、主机信号的处理与切换、键鼠设备信号的处理；所述的键盘控制板实现矩阵键盘的扫描及按键处理；VGA板实现主机VGA信号的处理。
2.根据权利要求1所述的一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，其特征在于，所述的切换板支持4路VGA或DVI信号切换，支持4路USB或PS/2信号切换。
3.根据权利要求1所述的一种支持USB和PS2接口自适应四切一加固KVM交换器的装置，其特征在于，所述的切换板采用C8051F340单片机作为主控芯片，采用FPGA作为辅控芯片，所述的主控芯片分别连接PS/2和USB接口检测电路、通道切换按键检测电路、信号切换电路、电平转换电路，调试接口电路，显示信号输入输出接口电路和PS/2键盘鼠标接口电路。
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