CN210120613U - 基于pcie接口的kvm信号编码卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于计算机技术领域，具体涉及一种基于PCIE接口的KVM信号编码卡，旨在解决现有KVM系统无法实现高分辨率视频信号远距离传输的问题。本KVM信号编码卡包括接口模块、处理单元、电源模块、PCIE接口；PCIE接口与计算机主板PCIE插槽匹配，在PCIE接口与计算机主板PCIE插槽插接时为电源模块供电；接口模块包括视频输入接口、视频输出接口、USB接口、RJ45接口；处理单元包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块；电源模块用于对PCIE接口输入的电能进行转换。本实用新型实现了高分辨率视频信号的远距离传输。

Description

基于PCIE接口的KVM信号编码卡

技术领域

本实用新型属于计算机技术领域，具体涉及一种基于PCIE接口的KVM信号编码卡。

背景技术

KVM设备通过现有的IP技术，将键盘、显示器和鼠标数据数字化，并传送到KVM切换器上进行统一监控管理。该技术实现了管理者在中央控制站时时监控并管理多个站点、多个服务器系统，节省人力和设备成本，节约空间。为了便于视频信号的远距离传输，需将信号编码转换成网络信号接入以太网中。但随着计算机技术的不断进步，视频的分辨率越来越高，若无法集成高性能处理芯片对高分辨率的视频信号进行处理，会增加网络的负担，影响KVM切换器的监控管理。同时降低了视频信号的中继性能和抗干扰性能，从而导致信号出现失真并产生盲点。因此，本实用新型提出了一种基于PCIE接口的KVM信号编码卡。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有KVM系统无法实现高分辨率视频信号远距离传输的问题。本实用新型第一方面，提出了基于PCIE接口的KVM信号编码卡，该KVM信号编码卡包括：接口模块、处理单元、电源模块、PCIE接口；

所述PCIE接口与计算机主板PCIE插槽匹配，在所述PCIE接口与所述计算机主板PCIE插槽插接时为所述电源模块供电；

所述接口模块包括视频输入接口、视频输出接口、USB接口、RJ45接口；所述视频输入接口用于输入外部视频信号；所述视频输出接口用于输出视频信号；所述USB接口用于与外部设备连接；所述RJ45接口用于与外部交换机连接；

所述处理单元包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块；所述第一处理模块分别与所述USB接口和所述第四处理模块连接；所述第二处理模块分别与所述视频输入接口、所述视频输出接口、第三处理模块连接；所述第三处理模块分别与所述第二处理模块和所述第四处理模块连接；所述第四处理模块分别与所述第一处理模块、所述第三处理模块、所述第五处理模块；所述第五处理模块分别与所述第四处理模块、所述RJ45接口连接；

所述第一处理模块为USB差分信号转换装置；所述第二处理模块为视频分配器；所述第三处理模块为视频信号的格式转换装置；所述第四处理模块为视频信号编码和USB信号解码装置；所述第五处理模块为以太网信号的转换装置；

所述电源模块用于对所述PCIE接口输入的电能进行转换。

在一些优选的实施方式中，所述视频输出接口、所述视频输入接口为HDMI/DVI接口。

在一些优选的实施方式中，所述第二处理模块用于将所述视频输入接口输入的视频信号分配成多路视频信号，其中一路输入所述第三处理模块，其余路视频信号经所述视频输出接口环出。

在一些优选的实施方式中，所述第三处理模块，配置为接收所述第二处理模块输入的视频信号，转换为多种格式的视频信号，并发送所述第四处理模块；所述多种格式的视频信号包括R/G/B信号、YPBPR信号、YC信号中一种或多种。

在一些优选的实施方式中，所述第四处理模块，配置为接收第三处理模块输入的多种格式的视频信号编码压缩为RGMII信号，并发送所述第五处理模块；还配置为将所述第五处理模块输入的USB信号解码成数字收发信号，发送所述第一处理模块。

在一些优选的实施方式中，所述第五处理模块，配置将所述第四处理模块生成的RGMII信号转换为MDI信号，并通过所述RJ45接口进行输出；还配置为接收所述RJ45接口输入的USB信号，发送所述第四处理模块。

在一些优选的实施方式中，所述第一处理模块，配置为将所述第四处理模块输入的数字收发信号转换为USB差分信号，并通过所述USB接口进行输出。

在一些优选的实施方式中，所述PCIE接口为PCIE X1接口、PCIE X4接口、PCIE X8接口、PCIE X16接口中任一种。

在一些优选的实施方式中，所述视频输入接口通过视频线缆与计算机的显卡连接。

在一些优选的实施方式中，所述视频输出接口通过视频线缆与外部显示装置连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实现了高分辨率视频信号的远距离传输。本实用新型的KVM信号编码卡通过HDMI/DVI接口，进行视频信号的输入输出，并集成高性能的视频处理芯片，对不同格式的视频进行编码压缩，通过RJ45接口实现4K等高分辨率视频信号的远距离传输。同时，本KVM信号编码卡内插于计算机主板，使用螺钉定于机箱面板上，节省了空间，提高了稳固性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所做的对非限制性实施例所做的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本实用新型一种实施例的基于PCIE接口的KVM信号编码卡的示例图；

图2是本实用新型一种实施例的基于PCIE接口的KVM信号编码卡与KVM解码盒配套使用的示例图；

图3是本实用新型一种实施例的基于PCIE接口的KVM信号编码卡与KVM交换机配套使用的示例图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，如图1所示，包括：接口模块、处理单元、电源模块、PCIE接口；

所述PCIE接口与计算机主板PCIE插槽匹配，在所述PCIE接口与所述计算机主板PCIE插槽插接时为所述电源模块供电；

所述接口模块包括视频输入接口、视频输出接口、USB接口、RJ45接口；所述视频输入接口用于输入外部视频信号；所述视频输出接口用于输出视频信号；所述USB接口用于与外部设备连接；所述RJ45接口用于与外部交换机连接；

所述处理单元包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块；所述第一处理模块分别与所述USB接口和所述第四处理模块连接；所述第二处理模块分别与所述视频输入接口、所述视频输出接口、第三处理模块连接；所述第三处理模块分别与所述第二处理模块和所述第四处理模块连接；所述第四处理模块分别与所述第一处理模块、所述第三处理模块、所述第五处理模块；所述第五处理模块分别与所述第四处理模块、所述RJ45接口连接；

所述第一处理模块为USB差分信号转换装置；所述第二处理模块为视频分配器；所述第三处理模块为视频信号的格式转换装置；所述第四处理模块为视频信号编码和USB信号解码装置；所述第五处理模块为以太网信号的转换装置；

所述电源模块用于对所述PCIE接口输入的电能进行转换。

为了更清晰地对本实用新型基于PCIE接口的KVM信号编码卡进行说明，下面结合附图对本实用新型进行展开详述。

本实用新型的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，包括接口模块、处理单元、电源模块、PCIE接口；

所述PCIE接口与计算机主板PCIE插槽匹配，在所述PCIE接口与所述计算机主板PCIE插槽插接时为所述电源模块供电。

在本实用新型中，KVM信号编码卡的PCIE接口为标准的PCIE接口，包括PCIE X1接口、PCIE X4接口、PCIE X8接口、PCIE X16接口不同种类，优选其中的一种，可根据插槽的不同来选配。计算机(电脑/服务器)主板通过PCIE接口提供12V电源输入，输入的电压通过板内的电源模块转换为各处理模块所需的各种电压。KVM信号编码卡中的PCIE接口只用来传输电源，不进行信号的传输。

所述接口模块包括视频输入接口、视频输出接口、USB接口、RJ45接口；所述视频输入接口用于输入外部视频信号；所述视频输出接口用于输出视频信号；所述USB接口用于与外部设备连接；所述RJ45接口用于与外部交换机连接。

在本用新型中，视频输入接口包括HDMI、DVI、VGA、DP等。KVM信号编码卡主要着眼于处理HDMI、DVI等常用的高清视频接口，其他接口可根据需要选配。由显卡HDMI或DVI接口输出的高清视频信号即为KVM信号编码卡视频信号的输入，通过短线双头HDMI线/DVI线连接主机显卡和KVM信号编码卡。因为显卡输出口与本卡距离较近，用短线既能提高信号质量，又能节约空间及成本。

USB接口通过短线双头USB线连接主板的USB口和KVM信号编码卡，可以读取键盘、鼠标、U盘等外设设备的数据。

所述处理单元包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块；所述第一处理模块分别与所述USB接口和所述第四处理模块连接；所述第二处理模块分别与所述视频输入接口、所述视频输出接口、第三处理模块连接；所述第三处理模块分别与所述第二处理模块和所述第四处理模块连接；所述第四处理模块分别与所述第一处理模块、所述第三处理模块、所述第五处理模块；所述第五处理模块分别与所述第四处理模块、所述RJ45接口连接。

在本实用新型中，处理单元为KVM信号编码卡的核心部分，来自视频输入接口输入的高清视频信号进入第二处理模块之后，其中一路视频进入第三处理模块，其余路通过HDMI/DVI接口环出，第三处理模块生成多种格式的视频信号输入第四处理模块，第四处理模块将接收的信号进行数据压缩及编码后输入第五处理模块，第五处理模块将接收到的信号生成以太网信号；同时，外部键盘鼠标及USB外设的读、写信号通过以太网输入输出，在第四处理模块中处理生成数字收发信号进入第一处理模块，第一处理模块生成USB差分信号通过USB接口输出到主机。

处理单元的各处理模块其芯片为音视频处理芯片。各模块具体处理过程如下：

第二处理模块为视频分配器，例如IT6661芯片。第二处理模块用于将视频输入接口输入的视频信号分配成多路视频信号，其中一路输入第三处理模块，其余路视频信号经视频输出接口环出，相当于给电脑/服务器主板增加了多路的视频输出接口，即KVM信号编码卡可充当多屏幕扩展卡使用，满足部分场合需要接多路屏幕的应用。第二处理模块与视频输入接口电性连接；视频信号为TMDS信号。分配的多路视频信号均支持4K高清模式。

第三处理模块为视频信号的格式转换装置，例如IT6802芯片。第三处理模块支持4K高清视频输入，配置为接收第二处理模块输入的视频信号，转换为多种格式的视频信号，并发送所述第四处理模块。多种格式的视频信号包括R/G/B信号、YPBPR信号、YC信号中一种或多种。

第四处理模块为视频信号编码和USB信号解码装置，例如HI3536芯片或者FPGA。第四处理模块用于将接收第三处理模块到的多种格式的视频信号编码压缩为RGMII信号，并发送第五处理模块；还配置为将所述第五处理模块输入的USB信号解码成数字收发信号，发送第一处理模块。

第四处理模块其芯片支持多种不同格式的视频输入，支持4k高清视频主流格式编码解码技术，支持千兆网络数据收发，支持USB2.0输入输出，有SPI，I2C，UART等多种总线接口。

第五处理模块为以太网信号的转换装置，例如88E1512芯片。支持IEEE标准通信协议。第五处理模块用于接收第四处理模块输出的RGMII信号，转换为MDI信号，通过所述RJ45接口进行输出。还配置为接收所述RJ45接口输入的USB信号，发送第四处理模块。

以太网收发要遵守IEEE标准通信协议，即第四处理模块和第五处理模块进行通信时要遵守该协议，协议中要包含数据链路层与物理层两部分，如果第四处理模块所用芯片IEEE协议中包含了数据链路层部分，则第五处理模块的芯片只需要包含物理层即可。反之，第五处理模块的芯片需要包括数据链路层和物理层两部分。

第一处理模块为USB差分信号转换装置，例如RG2300A芯片。第一处理模块，配置为接收第四处理模块输出的数字收发信号转换为USB差分信号发送至所述USB接口。

在处理单元各模块与接口模块各接口进行通信时，输入输出的都是4K高清视频信号，线缆需要使用千兆5类或超5类双绞线等高性能线缆以保证视频质量。

本实用新型中的KVM信号编码卡可以搭配KVM解码盒使用，如图2所示，KVM信号编码卡的USB接口、HDMI/DVI视频输入接口(HDMI/DVI-IN)与电脑/服务器主板的USB接口、HDMI/DVI输出接口(HDMI/DVI-OUT)连接，本卡的HDMI/DVI输出接口连接显示器、RJ45接口输出的以太网信号，电性连接普通交换机，将本卡输出的网络信号送入KVM解码盒进行音视频及键盘鼠标信息的编码解码，多路音视频源接入交换机，实现KVM的控制切换。

同时，本实用新型中的KVM信号编码卡也可以搭配KVM交换机使用，如图3所示，基于本卡的RJ45接口输出的以太网信号，电性连接KVM交换机，交换机中解码输出，实现对多路视频源的管理切换，同时通过KVM交换机的RJ45接口可进行多用户访问控制。

本领域技术人员应该能够意识到，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，该KVM信号编码卡包括接口模块、处理单元、电源模块、PCIE接口；

所述PCIE接口与计算机主板PCIE插槽匹配，在所述PCIE接口与所述计算机主板PCIE插槽插接时为所述电源模块供电；

所述接口模块包括视频输入接口、视频输出接口、USB接口、RJ45接口；所述视频输入接口用于输入外部视频信号；所述视频输出接口用于输出视频信号；所述USB接口用于与外部设备连接；所述RJ45接口用于与外部交换机连接；

所述处理单元包括第一处理模块、第二处理模块、第三处理模块、第四处理模块、第五处理模块；所述第一处理模块分别与所述USB接口和所述第四处理模块连接；所述第二处理模块分别与所述视频输入接口、所述视频输出接口、第三处理模块连接；所述第三处理模块分别与所述第二处理模块和所述第四处理模块连接；所述第四处理模块分别与所述第一处理模块、所述第三处理模块、所述第五处理模块；所述第五处理模块分别与所述第四处理模块、所述RJ45接口连接；

所述第一处理模块为USB差分信号转换装置；所述第二处理模块为视频分配器；所述第三处理模块为视频信号的格式转换装置；所述第四处理模块为视频信号编码和USB信号解码装置；所述第五处理模块为以太网信号的转换装置；

所述电源模块用于对所述PCIE接口输入的电能进行转换。

2.根据权利要求1所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述视频输出接口、所述视频输入接口为HDMI/DVI接口。

3.根据权利要求1所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述第二处理模块用于将所述视频输入接口输入的视频信号分配成多路视频信号，其中一路输入所述第三处理模块，其余路视频信号经所述视频输出接口环出。

4.根据权利要求3所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述第三处理模块，配置为接收所述第二处理模块输入的视频信号，转换为多种格式的视频信号，并发送所述第四处理模块；所述多种格式的视频信号包括R/G/B信号、YPBPR信号、YC信号中一种或多种。

5.根据权利要求4所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述第四处理模块，配置为接收第三处理模块输入的多种格式的视频信号编码压缩为RGMII信号，并发送所述第五处理模块；还配置为将所述第五处理模块输入的USB信号解码成数字收发信号，发送所述第一处理模块。

6.根据权利要求5所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述第五处理模块，配置将所述第四处理模块生成的RGMII信号转换为MDI信号，并通过所述RJ45接口进行输出；还配置为接收所述RJ45接口输入的USB信号，发送所述第四处理模块。

7.根据权利要求5所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述第一处理模块，配置为将所述第四处理模块输入的数字收发信号转换为USB差分信号，并通过所述USB接口进行输出。

8.根据权利要求1所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述PCIE接口为PCIE X1接口、PCIE X4接口、PCIE X8接口、PCIE X16接口中任一种。

9.根据权利要求1所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述视频输入接口通过视频线缆与计算机的显卡连接。

10.根据权利要求1所述的基于PCIE接口的KVM信号编码卡，其特征在于，所述视频输出接口通过视频线缆与外部显示装置连接。

Images