CN215340907U - 一种多功能笔记本扩展坞 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能笔记本扩展坞，包括type‑c上游端口和与type‑c上游端口相连的主控芯片，所述主控芯片分别和USB主控芯片、显示主控芯片、网络控制芯片及可充电电池连接，所述USB主控芯片的下游引出有若干个USB接口，在所述显示主控芯片的下游引出有视频接口，在所述网络控制芯片的下游引出有网络接口，所述网络接口与一个5G接口连接；所述网络控制芯片与一个VPN芯片连接，该VPN芯片与所述USB主控芯片连接，与所述VPN芯片对应的身份认证USB key插接于一个所述USB接口内；所述可充电电池与一个变压器连接，该变压器的下游引出一个电源接口。本实用新型能够实现笔记本电脑的接口多功能扩展。

Description

一种多功能笔记本扩展坞

技术领域

本实用新型涉及一种用于笔记本电脑领域的多功能笔记本扩展坞。

背景技术

笔记本坞站的功能为给笔记本扩展外部接口。例如，一般便携式笔记本电脑没有光驱、LPT打印口、串口等等接口，通过连接扩展坞可以实现笔记本的接口扩展。一般扩展坞都放在固定的桌面位置，外出时可以把笔记本电脑取走留置扩展坞，等归来后再接上扩展坞接口。现有的扩展坞都通常带有RJ45、打印口、USB、串口、SD卡槽等接口、网线电话线电源都可以接在扩展坞上。

目前市面上的USB扩展坞都没有集成自充电、VPN及5G上网功能，而需要分别通过接线和串口与笔记本电脑进行连接，存在接线混乱、接口不足等问题，无法充分发挥扩展坞的优势。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多功能笔记本扩展坞，它能够实现笔记本电脑的接口多功能扩展。

实现上述目的的一种技术方案是：一种多功能笔记本扩展坞，包括 type-c上游端口和与type-c上游端口相连的主控芯片，其特征在于：

所述主控芯片分别和USB主控芯片、显示主控芯片、网络控制芯片及可充电电池连接，所述USB主控芯片的下游引出有若干个USB接口，在所述显示主控芯片的下游引出有视频接口，在所述网络控制芯片的下游引出有网络接口，所述网络接口与一个5G接口连接；

所述网络控制芯片与一个VPN芯片连接，该VPN芯片与所述USB主控芯片连接，与所述VPN芯片对应的身份认证USB key插接于一个所述USB 接口内；

所述可充电电池与一个变压器连接，该变压器的下游引出一个电源接口。

进一步的，所述变压器与一个冷却风扇连接。

进一步的，所述主控芯片的下游引出有扩展接口。

进一步的，所述视频接口包括DVI接口和HDMI接口。

进一步的，所述网络接口提供RJ45端口。

本实用新型的一种多功能笔记本扩展坞，在主控芯片上后端分别连接usb主控芯片、显示主控芯片和网络控制芯片，使得各个功能芯片管理功能独立化、可拓展化，同时本实用新型集成增加了三项新的功能：

1.通过集成5G接口与网络接口连接，满足5G/4G的网络接入，相当于将USB无线网卡的功能集成到了扩展坞中通过type-c给笔记本进行扩展，相应的硬件芯片支持4G/5G通信协议即可，赋予了扩展坞的可接入网络范围；

2.内部增加VPN芯片与网络控制芯片连接，与新增的5G功能产生联动，默认情况VPN不开启，扩展坞只用于internet接入，而到需要使用 VPN的时候，使用开关一键激活VPN的认证芯片，在公用网络上建立专用网络，可用于一键快速连入公司内网，并切换是连到internet还是某段加密的网络中。该切换功能的开关通过插接于扩展坞USB接口的USB key进行控制。

3.增加了可充电电池，实现自充电功能，可对外供电，在缺乏外部电源的环境里提供不间断作业的对外供电电源。

附图说明

图1为本实用新型的一种多功能笔记本扩展坞的结构示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1，本实用新型的一种多功能笔记本扩展坞，包括type-c上游端口和与type-c上游端口相连的主控芯片1。type-c上游端口插接于待拓展的笔记本电脑上。ype-c上游端口能够为HDMI提供电源，并提供 USB 3.1Gen 1(5Gbps)数据接收器和DisplayPort接收器功能。

主控芯片1分别和USB主控芯片2、显示主控芯片3、网络控制芯片4及可充电电池5连接。USB主控芯片的下游引出有若干个USB接口 21，包括多个USB 3.0端口、多个USB 2.0端口。在显示主控芯片3的下游引出有视频接口31，视频接口包括DVI接口和HDMI接口。在网络控制芯片4的下游引出有网络接口41，网络接口41提供RJ45端口供与以太网连接；同时网络接口41与一个5G接口42连接，以提供连接5G网络的功能；网络控制芯片4与一个VPN芯片43连接，该VPN芯片43与USB主控芯片连接21，与VPN芯片对应43的身份认证USB key插接于一个USB接口内。可充电电池5与一个变压器51连接，该变压器51的下游引出一个电源接口52，以提供外部供电功能，变压器51为5/12V-220/240V变压器，变压器51与一个冷却风扇53连接，对变压器51进行冷却。

主控芯片的下游引出有其他扩展接口6，例如面向下游的C型DFP端口。C型/PD控制器有助于为每个C型端口(上游或下游)建立正确的供电合同。依次控制适当的电源管理IC。USB Type-C规范还允许开发人员将DisplayPort(DP)与USB Superspeed(SS)信号结合在一起。Superspeed MUX在Type-C/PD控制器的控制下路由适当的信号(SS或DP)。DisplayPort到HDMI转换器对于将DisplayPort信号转换为HDMI信号至关重要。DisplayPort分配器或开关可用于启用多个视频接口，例如HDMI /VGA和DisplayPort。要扩展USB端口，可以在Superspeed集线器下部署更多分层的集线器。

在本实用新型中主要增加了如下功能：

1、通过5G接口以满足5G/4G的网络接入，相当于将USB无线网卡的功能集成到了USB扩展坞中通过type-c给笔记本进行扩展，相应的硬件芯片支持4G/5G通信协议即可。

2、内部增加VPN芯片，内置SSL-VPN软件，跟新增的5G功能产生联动，默认情况VPN不开启，扩展坞只用于internet接入。而到需要使用 VPN的时候，使用开关一键激活VPN的认证芯片，有点类似银行的U盾，具体原理说明如下：

VPN即虚拟专网(Virtual Private Network)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。由于通过公用网来建立VPN，就可以节省大量的通信费用，而不必投入大量的人力和物力去安装和维护广域网设备和远程访问设备；VPN产品均采用加密及身份验证等安全技术，保证连接用户的可靠性及传输数据的安全/保密性；连接方便灵活；并且VPN使用户可以利用本地运营商的设施和服务，同时又完全掌握着自己网络的控制权。

VPN中的安全机制：

VPN系统采用复杂的算法来加密信息，使得数据不会被窃取。其处理过程如下：

(1)要保护的主机发送明文信息到连接公共网络的VPN设备；

(2)VPN设备根据网络管理员设置的规则，确定是对数据进行加密或是让数据直接通过；

(3)对需要加密的数据，VPN设备对整个数据包进行加密，并附上数字签名：

(4)VPN设备加上新的数据报头，其中包括目的地VPN设备需要的安全信息和一些初始化参数；

(5)VPN设备对加密后的数据、鉴别包以及源IP地址、目标VPN设备的IP地址进行重新封装，重新封装后数据包通过虚拟

通道(即隧道)在INTERNET上传输；

(6)当数据包到达目标VPN设备时被解封，数字签名被核对无误后被解密。

当前网络中的身份认证方式主要有四种：用户名/密码、智能卡、生物特征识别、USB-KEY。而本专利使用的是基于USB-KEY身份识别在VPN 中的应用。

USB Key身份认证技术简介：

基于USB Key的身份认证方式结合了现代密码学技术、智能卡技术和 USB技术，采用一次一密的强双因子认证模式，很好地解决了安全性与易用性之间的矛盾网。

USB Key是USB接口的硬件设备，它内置单片机或智能卡芯片，可以存储用户的密钥或数字证书，用USB Key内置的密码算法实现身份认证。

基于USB Key的身份认证具有以下特点四：

(1)USB Key可以采用双因子认证方式，即由PIN码和硬件构成了用户使用USB Key的两个必要因素。只有同时取得了USB Key和用户PIN码，才可以登录系统。

(2)USB Key具有安全可靠的数据存储空间，可以存储数字证书、用户密钥等秘密数据，用户无法直接进行读写操作，也不可导出私钥，防止对秘密信息进行复制。

(3)USB Key内置硬件单元可以实现各种数据摘要、数据加解密和签名算法，加解密运算在USB Key内进行，用户密钥不会出现在计算机内存中被黑客截取。

本专利通过基于USB接口的密钥管理器来登录虚拟专用网，在硬件级安全的基础上，完成身份认证、密钥管理、证书存储等功能。

USBKM由USB控制器、CPU卡、USB总线组成。USB控制器完成客户机与管理器中USB卡的连接，负责CPU卡和客户机之间的数据传递，为客户机提供读卡器的功能。

3、内部增加可充电电池，甚至可以根据需求自定义电池容量，实现自充电功能，并在缺少外部电源是，进行对外供电。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种多功能笔记本扩展坞，包括type-c上游端口和与type-c上游端口相连的主控芯片，其特征在于：

所述主控芯片分别和USB主控芯片、显示主控芯片、网络控制芯片及可充电电池连接，所述USB主控芯片的下游引出有若干个USB接口，在所述显示主控芯片的下游引出有视频接口，在所述网络控制芯片的下游引出有网络接口，所述网络接口与一个5G接口连接；

所述网络控制芯片与一个VPN芯片连接，该VPN芯片与所述USB主控芯片连接，与所述VPN芯片对应的身份认证USB key插接于一个所述USB接口内；

所述可充电电池与一个变压器连接，该变压器的下游引出一个电源接口。

2.根据权利要求1所述的一种多功能笔记本扩展坞，其特征在于，所述变压器与一个冷却风扇连接。

3.根据权利要求1所述的一种多功能笔记本扩展坞，其特征在于，所述主控芯片的下游引出有扩展接口。

4.根据权利要求1所述的一种多功能笔记本扩展坞，其特征在于，所述视频接口包括DVI接口和HDMI接口。

5.根据权利要求1所述的一种多功能笔记本扩展坞，其特征在于，所述网络接口提供RJ45端口。

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