JP2007058310A - Usb切替器およびkvmスイッチ - Google Patents

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Abstract

【課題】 コンピュータの電気的接続先を、コンピュータのハングアップなしに、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに切り替えることができるUSB切替器およびこれを内蔵するKVMスイッチを実現する。
【解決手段】 USB切替器1は、コンピュータ用USBインタフェース11と、USBデバイスごとに設けられるデバイス用USBインタフェース12と、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を複数のデバイス用USBインタフェース12のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部13と、各デバイス用USBインタフェース12における通信状態を監視する監視部14と、を備え、切替部13は、デバイス用USBインタフェース12のうちのいずれかが所定の通信状態にあると監視部14が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である。
【選択図】 図1

Description

本発明は、コンピュータの電気的接続先を、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに設定するためのUSB切替器およびこれを内蔵するKVMスイッチに関する。
コンピュータの処理性能の格段に進歩に伴い、その利用はより広範囲になりつつある。近年では特に、個人ユーザが複数のコンピュータを所有し、各コンピュータ毎に異なる作業環境でコンピュータを利用する機会も増えつつある。この場合は通常、キーボード、ディスプレイモニタ、マウスなどの入出力装置(コンソール)を、切替器を介して複数のコンピュータに接続し、省スペース化および低コスト化を図っている。このような切替器は、一般にKVM(K:Keyboard、V:Video、M:Mouse)スイッチと呼ばれている。
KVMスイッチは、入出力装置と複数のコンピュータとの間に接続され、入出力装置と複数のコンピュータとの間における電気的な接続を切り替えることにより、入出力装置と複数のコンピュータのうちの所望のコンピュータとの間において電気的な接続を確立する。ユーザはこのKVMスイッチを用いることによって、入出力装置に接続すべきコンピュータを、複数のコンピュータの中から選択して利用することができる。
コンピュータと、入出力装置を含む各周辺機器との接続インタフェースに、ユニバーサルシリアルバス(Universal Serial Bus:USB)インタフェースが用いられることが多い。USBインタフェースは、例えばコンピュータ周辺機器に関するプラグ&プレイ機能、ホットプラグイン・プラグアウト機能、コネクタケーブルの共通化など、ユーザの使いやすさを特に考慮した設計になっている。このようなUSBインタフェースを有する周辺機器(以下、「USBデバイス」と称する。)においては、その通信は、接続されるコンピュータ内にあるホストチップおよびオペレーティングシステムによって制御される。
USB端子を有する複数のコンピュータに対して、USB対応の1組の入出力装置を切り替え可能に接続することができるUSB対応のKVMスイッチが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、USB端子を有する複数のコンピュータに対する、USB対応の1組の入出力装置の切替動作を、ハングアップ無しに実現することができるUSB対応のKVMスイッチが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−43178号公報 特開2004−341692号公報
USBデバイスをコンピュータに接続すると、コンピュータは、接続されたUSBデバイスを識別し、アドレスを指定し、収集したディスクリプタ情報を固定のものとする、いわゆるエニュメレーションを行う。
コンピュータの起動中などUSBデバイスのエニュメレーション中およびセットアップ(制御転送)中に、USBデバイスを抜き挿しすると、コンピュータの動作は不安定になり、場合によってはコンピュータがハングアップしてしまう。USB対応のKVMスイッチでは、切替動作は、この「USBデバイスの抜き挿し」と等価であると言えるので、エニュメレーション中およびセットアップ(制御転送)中に切替動作を実行すると、コンピュータの動作は不安定になり、コンピュータがハングアップしてしまうことになりかねない。
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、コンピュータの電気的接続先を、コンピュータのハングアップなしに、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに切り替えることができるUSB切替器およびこれを内蔵するKVMスイッチを提供することにある。
上記目的を実現するために、本発明においては、コンピュータの電気的接続先を、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに設定するためのUSB切替器において、現在の通信状態を監視し、切替動作の指示があっても、現在の通信状態の監視の結果、エニュメレーションもしくはセットアップ(制御転送)中の少なくとも一方の通信状態であると判定したときは、当該切替動作は行わない。
図1は、本発明による切替器の原理構成図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。
本発明によるUSB切替器1は、コンピュータとのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェース11と、USBデバイスごとに設けられるデバイス用USBインタフェース12と、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を複数のデバイス用USBインタフェース12のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部13と、各デバイス用USBインタフェース12における通信状態を監視する監視部14と、を備え、切替部13は、デバイス用USBインタフェース12のうちのいずれかが所定の通信状態にあると監視部14が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である。ここで、所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である。なお、図1では、一例として、デバイス用USBインタフェースの数を2個としたが、この数は本発明を限定するものではなく、その他の数であってもよい。
また、本発明による、USBデバイスの電気的接続先を、複数のコンピュータのうちのいずれかに設定するためのKVMスイッチは、上述の本発明のUSB切替器を内蔵する。
図2は、本発明によるKVMスイッチの原理構成図である。
本発明によるKVMスイッチ2は、
コンピュータごとに設けられる複数のUSB切替器1−1および1−2であって、このUSB切替器1−1および1−2は、コンピュータとのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェース11と、2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2と、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部13と、各内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2における通信状態を監視する監視部14と、を備え、切替部13は、内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちのいずれかが所定の通信状態にあると監視部14が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である、USB切替器1−1および1−2と、
USBデバイスとのUSB接続のために設けられる外部デバイス用USBインタフェース18と、
USB切替器1−1および1−2内における2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちの一方に接続される擬似USBデバイス16−1および16−2であって、所定のディスクリプタ情報を出力する擬似USBデバイス16−1および16−2と、
USB切替器1−1および1−2の各切替動作に連動する外部デバイス用切替スイッチ17であって、外部デバイス用USBインタフェース18の電気的接続先を、いずれかのUSB切替器1−1および1−2内における、擬似USBデバイス16−1および16−2が接続されていない内部デバイス用USBインタフェース15−1に切り替えて、当該電気的接続を確立する外部デバイス用切替スイッチ17と、
を備える。
ここで、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されたUSB切替器(図2の例では、参照符号1−1のUSB切替器)についてのみ、当該USB切替器1−1内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、擬似USBデバイス16−1が接続されていない内部デバイス用USBインタフェース15−1に設定するとともに、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されていないUSB切替器(図2の例では、参照符号1−2のUSB切替器)については、当該USB切替器1−2内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、擬似USBデバイス16−2が接続されているデバイス用USBインタフェース15−2に設定する。ここで、所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である。なお、図2では、一例として、KVMスイッチ2に接続されるコンピュータが2個である場合における場合を示したが、このコンピュータの数は本発明を限定するものではなく、その他の数であってもよい。
本発明のUSB切替器によれば、現在の通信状態を監視し、切替動作の指示があっても、現在の通信状態の監視の結果、エニュメレーションもしくはセットアップ(制御転送)中の少なくとも一方の通信状態であると判定したときは、当該切替動作は行わないので、コンピュータの電気的接続先を、コンピュータのハングアップなしに、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに切り替えることができる。
また、本発明のKVMスイッチによれば、上記の本発明のUSB切替器を内蔵するので、USBデバイスの電気的接続先を、コンピュータのハングアップなしに、複数のコンピュータのうちのいずれかに切り替えることができる。
図3は、本発明の実施例によるUSB切替器を説明する図である。本実施例では、一例として、USB切替器に接続されるUSBデバイスの数を2個としたが、この数は本発明を限定するものではなく、その他の数であってもよい。
本実施例によるUSB切替器1は、コンピュータ50とのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェース11と、USBデバイス51−1および51−2ごとに設けられるデバイス用USBインタフェース12−1および12−2と、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を複数のデバイス用USBインタフェース12−1および12−2のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部13と、各デバイス用USBインタフェース12−1および12−2における通信状態を監視する監視部14と、を備える。
切替部13は、デバイス用USBインタフェース12−1および12−2のうちのいずれかが所定の通信状態にあると監視部14が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である。ここで、所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である。
図4は、本発明の実施例による、図3に示したUSB切替器の動作フローを説明するフローチャートである。
まず、ステップS101において、監視部14は、各デバイス用USBインタフェース12−1および12−2における通信状態を監視する。ステップS102では、切替動作の指示があったか否かを判断する。切替指示があった場合、ステップS103において、切替動作可能であるか否かを判断する。エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態にあるとき、切替動作可能であると判定する。この場合は、次のステップS104において、切替部13は切替動作を実行する。これに対し、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方の通信状態にあるときは、切替動作を実行せずにステップS101へ戻る。
図5は、本発明の実施例によるUSB切替器を内蔵するKVMスイッチを説明する図である。本実施例では、一例として、KVMスイッチに接続されるコンピュータの数を2個としたが、この数は本発明を限定するものではなく、その他の数であってもよい。
本発明の実施例によるUSB切替器を内蔵するKVMスイッチ2は、コンピュータ50−1および50−2ごとに設けられる切替器1−1および1−2と、USBデバイス51とのUSB接続のために設けられる外部デバイス用USBインタフェース18と、USB切替器1−1および1−2内における2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちの一方に接続される擬似USBデバイス16−1および16−2であって、所定のディスクリプタ情報を出力する擬似USBデバイス16−1および16−2と、USB切替器1−1および1−2の各切替動作に連動する外部デバイス用切替スイッチ17であって、外部デバイス用USBインタフェース18の電気的接続先を、いずれかのUSB切替器1−1および1−2内における、擬似USBデバイス16−1もしくは16−2が接続されていない内部デバイス用USBインタフェース(図5の例では、参照符号151−1の内部デバイス用USBインタフェース)に切り替えて、当該電気的接続を確立する外部デバイス用切替スイッチ17と、を備える。
ここで、USB切替器1−1および1−2はそれぞれ、コンピュータ50−1もしくは50−2とのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェース11と、2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2と、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を2つの内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部13と、各内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2における通信状態を監視する監視部(図示せず)と、を備える。ここで、USB切替器1−1および1−2内の切替部13は、内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2のうちのいずれかが所定の通信状態にあると監視部が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である。所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である。なお、図5では、図面を見やすくするために、監視部については図示していない。
本発明の実施例によるUSB切替器1−1および1−2を内蔵するKVMスイッチ2では、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されたUSB切替器(図5の例では、参照符号1−1のUSB切替器)についてのみ、当該USB切替器内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、擬似USBデバイスが接続されていない内部デバイス用USBインタフェース(図5の例では、擬似USBデバイス16−1が接続されていない内部デバイス用USBインタフェース)に設定するとともに、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されていないUSB切替器(図5の例では、参照符号1−2のUSB切替器)については、当該USB切替器内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、擬似USBデバイスが接続されているデバイス用USBインタフェース(図5の例では、擬似USBデバイス16−2が接続されているデバイス用USBインタフェース15−2)に設定する。USBデバイス51は、好ましくは、USB接続される入力装置であり、例えばUSBキーボードやUSBマウスである。
また、本実施例では、KVMスイッチ2は、ディスプレイ装置用ビデオ端子20と、コンピュータ50−1および50−2ごとに設けられるコンピュータ用ビデオ端子21−1および21−2と、外部デバイス用切替スイッチ17ならびにUSB切替器1−1および1−2の切替動作に連動するビデオ接続用切替スイッチ22であって、ディスプレイ装置用ビデオ端子20の電気的接続先を、コンピュータ用ビデオ端子21−1および21−2のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立するビデオ接続用切替スイッチ11と、をさらに備える。なお、ビデオ接続用切替スイッチ20は、ディスプレイ装置用ビデオ端子20の電気的接続先を、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されたコンピュータ(図5の例では、参照符号50−1のコンピュータ)に対するコンピュータ用ビデオ端子(図5の例では、参照符号21−1のコンピュータ用ビデオ端子)に、設定する。
図6は、本発明の実施例による、図5に示したUSB切替器を内蔵するKVMスイッチの動作フローを説明するフローチャートである。
まず、ステップS201において、監視部は、各内部デバイス用USBインタフェース15−1および15−2における通信状態を監視する。ステップS202では、切替動作の指示があったか否かを判断する。切替指示があった場合、ステップS203において、切替動作可能であるか否かを判断する。
ステップS203においてエニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態にあると判定されたときすなわち切替動作可能であると判定されたときは、次のステップS204において、切替部13、外部デバイス用切替スイッチ17およびビデオ接続用切替スイッチ22は、切替動作を実行する。
一方、ステップS203においてエニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方の通信状態にあるときと判定されたときすなわち切替不可能であると判定されたときは、切替動作は実行されず、ステップS201へ戻る。
図7は、図5に示したUSB切替器を内蔵するKVMスイッチにおいて、切替動作が実行された後の状態を示す図である。
例えば図5に示された状態にあるときは、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されたUSB切替器1−1については、USB切替器1−1内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先は、擬似USBデバイス16−1が接続されていない内部デバイス用USBインタフェース15−1に設定されるとともに、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されていないUSB切替器1−2については、USB切替器1−2内におけるコンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先は、擬似USBデバイス16−2が接続されているデバイス用USBインタフェース15−2に設定される。またこのとき、ディスプレイ装置用ビデオ端子20の電気的接続先は、外部デバイス用USBインタフェース18との電気的接続が確立されたコンピュータ50−1に対するコンピュータ用ビデオ端子21−1に、設定する。
ここでは一例として、USB切替器を内蔵するKVMスイッチ2の切替部13、外部デバイス用切替スイッチ17、およびビデオ接続用切替スイッチ22が図5に示した状態にある場合において、切替動作の指示があったときを考える。
エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方の通信状態にある場合は、切替動作は実行されない。
エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態にある場合は、切替動作は可能であるので、次のような切替動作が実行される。
すなわち、図7に示すように、外部デバイス用切替スイッチ17は、外部デバイス用USBインタフェース18の電気的接続先を、USB切替器1−1からUSB切替器1−2へ切り替える。
外部デバイス用切替スイッチ17の上記切替動作に連動して、USB切替器1−1内の切替部13は、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、内部デバイス用USBインタフェース15−1から内部デバイス用USBインタフェース15−2へ切り替える。内部デバイス用USBインタフェース15−2は擬似USBデバイス16−1と接続されている。擬似USBデバイス16−1は、所定のディスクリプタ情報を出力するが、これにより、コンピュータ50−1は、切替動作があってもディスクリプタ情報を受信し続けることができるのでハングアップすることはない。
外部デバイス用切替スイッチ17の上記切替動作に連動して、USB切替器1−2内の切替部13は、コンピュータ用USBインタフェース11の電気的接続先を、内部デバイス用USBインタフェース15−2から内部デバイス用USBインタフェース15−1へ切り替える。これにより、USBデバイス51は、外部デバイス用USBインタフェース18と、外部デバイス用切替スイッチ17と、USB切替器1−2内の内部デバイス用USBインタフェース15−1、切替器13およびコンピュータ用USBインタフェース11と、を介して、コンピュータ50−1に対して電気的に接続されることになる。
また、外部デバイス用切替スイッチ17の上記切替動作に連動して、ビデオ接続用切替スイッチ22は、ディスプレイ装置用ビデオ端子20の電気的接続先を、コンピュータ50−1が接続されたコンピュータ用ビデオ接続端子21−1から、コンピュータ50−2が接続されたコンピュータ用ビデオ接続端子21−2へ切り替える。これにより、ディスプレイ装置52は、ディスプレイ装置用ビデオ端子20と、ビデオ接続用切替スイッチ22と、コンピュータ用ビデオ端子21−2と、を介して、コンピュータ50−2に対して電気的に接続されることになる。
本発明は、複数のUSBデバイスのいずれかをコンピュータに接続することができるUSB切替器に適用することができる。また、本発明は、キーボード、ディスプレイモニタ、マウスなどの入出力装置(コンソール)を、複数のコンピュータのうちのいずれかに電気的に接続するKVMスイッチに適用することができる。本発明によれば、コンピュータのハングアップなしに、切替動作を実行することができる。
本発明による切替器の原理構成図である。 本発明によるKVMスイッチの原理構成図である。 本発明の実施例によるUSB切替器を説明する図である。 本発明の実施例による、図3に示したUSB切替器の動作フローを説明するフローチャートである。 本発明の実施例によるUSB切替器を内蔵するKVMスイッチを説明する図である。 本発明の実施例による、の動作フローを説明するフローチャートである。 図5に示したUSB切替器を内蔵するKVMスイッチにおいて、切替動作が実行された後の状態を示す図である。
符号の説明
1 USB切替器
2 KVMスイッチ
11 コンピュータ用USBインタフェース
12、12−1、12−2 デバイス用USBインタフェース
13 切替部
14 監視部
15−1、15−2 内部デバイス用USBインタフェース
16−1、16−2 擬似USBデバイス
17 外部デバイス用切替スイッチ
18 外部デバイス用USBインタフェース
20 ディスプレイ装置用ビデオ端子
21−1、21−2 コンピュータ用ビデオ端子
22 ビデオ接続用切替スイッチ

Claims (6)

  1. コンピュータの電気的接続先を、複数のUSBデバイスのうちのいずれかに設定するためのUSB切替器であって、
    前記コンピュータとのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェースと、
    前記USBデバイスごとに設けられるデバイス用USBインタフェースと、
    前記コンピュータ用USBインタフェースの電気的接続先を複数の前記デバイス用USBインタフェースのうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部と、
    各前記デバイス用USBインタフェースにおける通信状態を監視する監視部と、
    を備え、
    前記切替部は、前記デバイス用USBインタフェースのうちのいずれかが所定の通信状態にあると前記監視部が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能であることを特徴とするUSB切替器。
  2. 前記所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である請求項1に記載のUSB切替器。
  3. USBデバイスの電気的接続先を、複数のコンピュータのうちのいずれかに設定するためのKVMスイッチであって、
    前記コンピュータごとに設けられる複数のUSB切替器であって、該USB切替器は、前記コンピュータとのUSB接続ために設けられるコンピュータ用USBインタフェースと、2つの内部デバイス用USBインタフェースと、前記コンピュータ用USBインタフェースの電気的接続先を2つの前記内部デバイス用USBインタフェースのうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立する切替部と、各前記内部デバイス用USBインタフェースにおける通信状態を監視する監視部と、を備え、前記切替部は、前記内部デバイス用USBインタフェースのうちのいずれかが所定の通信状態にあると前記監視部が検知しているときに、前記の電気的接続先の切替動作が可能である、USB切替器と、
    前記USBデバイスとのUSB接続のために設けられる外部デバイス用USBインタフェースと、
    前記USB切替器内における前記2つの内部デバイス用USBインタフェースのうちの一方に接続される擬似USBデバイスであって、所定のディスクリプタ情報を出力する擬似USBデバイスと、
    各前記USB切替器の切替動作に連動する外部デバイス用切替スイッチであって、前記外部デバイス用USBインタフェースの電気的接続先を、いずれかの前記USB切替器内における、前記擬似USBデバイスが接続されていない前記内部デバイス用USBインタフェースに切り替えて、当該電気的接続を確立する外部デバイス用切替スイッチと、
    を備え、
    前記外部デバイス用USBインタフェースとの電気的接続が確立された前記USB切替器についてのみ、当該USB切替器内における前記コンピュータ用USBインタフェースの電気的接続先を、前記擬似USBデバイスが接続されていない前記内部デバイス用USBインタフェースに設定するとともに、前記外部デバイス用USBインタフェースとの電気的接続が確立されていない前記USB切替器については、当該USB切替器内における前記コンピュータ用USBインタフェースの電気的接続先を、前記擬似USBデバイスが接続されている前記デバイス用USBインタフェースに設定することを特徴とするKVMスイッチ。
  4. 前記所定の通信状態は、エニュメレーションもしくは制御転送の少なくとも一方以外の通信状態である請求項3に記載のKVMスイッチ。
  5. ディスプレイ装置用ビデオ端子と、
    前記コンピュータごとに設けられるコンピュータ用ビデオ端子と、
    前記外部デバイス用切替スイッチおよび各前記USB切替器の切替動作に連動するビデオ接続用切替スイッチであって、前記ディスプレイ装置用ビデオ端子の電気的接続先を、複数の前記コンピュータ用ビデオ端子のうちのいずれか1つに切り替えて、当該電気的接続を確立するビデオ接続用切替スイッチと、
    をさらに備え、
    前記ビデオ接続用切替スイッチは、前記ディスプレイ装置用ビデオ端子の電気的接続先を、前記外部デバイス用USBインタフェースとの電気的接続が確立された前記コンピュータに対する前記コンピュータ用ビデオ端子に、設定する請求項3に記載のKVMスイッチ。
  6. 前記USBデバイスは、USB接続される入力装置である請求項3に記載のKVMスイッチ。
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