JP4456936B2 - コンピュータスイッチ装置およびその信号の切換方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータスイッチ装置に関し、特に複数台を直列にして高い品質のアナログ信号を送信することができるコンピュータスイッチ装置およびその送信方法に関する。

情報技術の急速な発達に伴い、コンピュータおよびその周辺機器は大変普及してきている。コンピュータのユーザは、一般にマウスおよびキイボードなどの入力周辺装置を使用してコンピュータを操作する。そして、コンピュータのユーザは、モニターやスピーカーなどの出力周辺装置を通してコンピュータの状態をモニターに表示したり音声により指示したりして常に把握する。そして様々な要求に応えるために、ユーザは一台以上のコンピュータを使用して様々な種類の作業を行うことがある。従来、コンピュータは一台ごとに、キイボード、マウス、モニター、スピーカーなどといった操作装置を一組ずつ備えていた。しかし、この方式では多くの費用と空間が無駄となっていた。

一方、大型のシステム業者あるいは中小企業の内部ネットワークには、多いときは千台以上、少なくとも数台のサーバが使用されており、各サーバは管理に必要なモニター、キイボードそしてマウスが必要であった。しかし、サーバを使用する時、管理人により制御される必要がほとんどないため、実際にはそれらの操作装置を使用する必要はなかった。このような状況下では、サーバ一台ごとに一組の操作装置を備えることは必要がない上、採算が合わず、空間も無駄となっていた。

コンピュータスイッチ装置（Keyboard Video Mouse Switch：ＫＶＭ Switch）は、少なくとも一組の操作装置を使用して複数台のコンピュータ装置を管理することにより、これらの問題を解決していた。そして、コンピュータスイッチ装置を使用することにより、費用、設備および空間の問題を解決することができるだけでなく、同時に異なるインターフェース間の互換性の問題を克服することもできる。

しかしながら、一つのコンピュータスイッチ装置は、ハードウェア設計およびコストに限界があるため、接続することのできる操作装置の数とコンピュータの台数には限界があった。一方、従来のコンピュータスイッチ装置の間を直列に接続することは容易でなく、複数組の操作装置が複数台のコンピュータへ同時にアクセスする場合、両者間の映像信号などのアナログ信号は、システムプラットフォーム間における接続および切替の実現が容易でなかった。

上述した二つの欠点は、ユーザが実際に使用する際に大きな不便をもたらした。従来技術は、複数台の操作装置と複数台のコンピュータとの間において、アナログ信号の高い品質の送信を提供することができず、また、アナログ信号の並列の接続および切換えを実現することもできなかった。特に、大型のシステム業者あるいは中小企業の内部ネットワークにとり、コンピュータスイッチ装置が非常に多くの操作装置およびコンピュータを同時に支援することができない場合、それらはシステムの構築および維持にかかるコスト負担を増大させるだけでなく、ネットワーク全体の通信効率を低下させることともなった。

本発明の主な目的は、直列で複数台のコンピュータスイッチ装置に提供し、さらに多くのコンピュータおよび入力／出力装置の接続を増やすとともに、アナログ信号の高品質な送信をおこなうコンピュータスイッチ装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、アナログ信号の大量且つ高速な交換を提供するとともに、異なるアナログ信号間でも並列接続および切換えができる電気信号切換方法を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明は、複数個の信号出力装置へ提供し、複数個の信号入力装置を共用する複数個のコンピュータスイッチ装置を提供する。このコンピュータスイッチ装置は、直列切換アレイおよびローカル切換アレイを少なくとも有する。直列切換アレイは、複数個の直列切換入力ポート、複数個の第１直列切換出力ポートおよび複数個の第２直列切換出力ポートを有する。直列切換入力ポートをもう一つの第１コンピュータスイッチ装置の第２直列切換出力ポートへ接続し、第１直列切換出力ポートを信号入力装置に接続し、第２直列切換出力ポートをもう一つの第２コンピュータスイッチ装置の直列切換入力ポートへ接続する。

ローカル切換アレイは、複数個のローカル切換入力ポート、複数個の第１ローカル切換出力ポートおよび複数個の第２ローカル切換出力ポートを有する。ローカル切換入力ポートを信号出力装置に接続し、第１ローカル切換出力ポートを信号入力装置へ接続し、第２ローカル切換出力ポートをもう一つの第２コンピュータスイッチ装置の直列切換入力ポートへ接続する。

第１直列切換出力ポートおよび第１ローカル切換出力ポートの目的が同じとき、第１直列切換出力ポートと第１ローカル切換出力ポートとは同時に通電せず、第２直列切換出力ポートおよび第２ローカル切換出力ポートの目的が同じとき、第２直列切換出力ポートと第２ローカル切換出力ポートとは同時に通電しない。

また、本発明は電気信号切換方法を提供する。まずローカル電気信号およびリモート電気信号を受信する。ローカル電気信号およびリモート電気信号の経路先が同一のローカル信号入力装置であるとき、ローカル電気信号またはリモート電気信号のいずれか一つだけをローカル信号入力装置へ送信することを許可する。ローカル電気信号およびリモート電気信号の経路先が、その他の少なくとも一つのリモート信号入力装置のとき、ローカル電気信号またはリモート電気信号のいずれか一つだけをリモート信号入力装置へ送信することを許可する。

本発明の好適な一実施例によると、ローカル電気信号およびリモート電気信号はアナログ信号である。直列切換アレイおよびローカル切換アレイは、ともにクロスポイントチップである。そして第１直列切換出力ポートと第１ローカル出力ポートとが一対一で並列に接続され、第２直列切換出力ポートと第２ローカル出力ポートとが一対一で並列に接続される。

直列切換入力ポートの数と、もう一つの第１コンピュータスイッチ装置の第２直列切換出力ポートの数とは同じで、一対一の方式により互いに対応させて接続する。第２直列切換出力ポートの数と、もう一つの第２コンピュータスイッチ装置の直列切換入力ポートの数とは同じで、一対一の方式により互いに対応させて接続する。

前記コンピュータスイッチ装置に係る発明の好適な一実施例において、信号出力装置はコンピュータであり、信号入力装置は表示器（モニター）である。前記コンピュータスイッチ装置に係る発明のもう一つの好適な一実施例において、信号出力装置はビデオカメラであり、信号入力装置はコンピュータである。前記電気信号切換方法に係る発明において、信号出力装置はコンピュータであり、信号入力装置はモニターである。

本発明の好適な一実施例によると、コンピュータスイッチ装置は識別番号自動設定回路をさらに有する。この識別番号自動設定回路は、コンピュータスイッチ装置に属する識別番号を設定し、異なる他の第１コンピュータスイッチ装置の識別番号はコンピュータスイッチ装置の識別番号よりも一つ少なく、異なる他の第２コンピュータスイッチ装置の識別番号はコンピュータスイッチ装置の識別番号よりも一つ多く設定する。

本発明は、特に映像信号であるアナログ信号の高品質な送信を提供することができる。また、この構造により、画像信号も複数個の信号入力装置へ同時に出力することができ、例えば、異なる表示器を同時に切換えて同じコンピュータの操作画面を表示することもできる。また、ハードウェアの接続を識別番号自動設定回路に組み合わせることにより、従来方法でおこなっていた通信方式により識別番号を分配する面倒な手順を避けることができる。

（第１実施例）
図１は、本発明の好適な第１実施例を示す図である。複数台のコンピュータなどといった信号出力装置１３２は、複数のコンピュータスイッチ装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃにより互いに直列され、複数の表示器などといった信号入力装置１３４を共用する。この好適な一実施例をより詳しく示して説明するため、図１にはコンピュータスイッチ装置１００ａ、信号出力装置１３２および信号入力装置１３４がそれぞれ一つしか示されていない。

コンピュータスイッチ装置１００ａは、少なくとも直列切換アレイ１１０およびローカル切換アレイ１２０を含む。直列切換アレイ１１０は、直列切換入力ポート１１２、第１直列切換出力ポート１１４および第２直列切換出力ポート１１６をそれぞれ複数個備えている。直列切換入力ポート１１２は、もう一つのコンピュータスイッチ装置１００ｂの第２直列切換出力ポートに接続され、第１直列切換出力ポート１１４は信号入力装置１３４に接続され、第２直列切換出力ポート１１６はもう一つのコンピュータスイッチ装置１００ｃの直列切換入力ポートに接続される。

ローカル切換アレイ１２０は、ローカル切換入力ポート１２２、第１ローカル切換出力ポート１２４および第２ローカル切換出力ポート１２６をそれぞれ複数個有する。ローカル切換入力ポート１２２は信号出力装置１３２に接続され、第１ローカル切換出力ポート１２４は信号入力装置１３４に接続され、第２ローカル切換出力ポート１２６はもう一つのコンピュータスイッチ装置の直列切換入力ポートに接続される。

この好適な一実施例において、信号出力装置１３２は３２台のコンピュータであり、信号入力装置１３４は４台の表示器であり、両者間で送信される電気信号はアナログ映像信号である。このとき、この好適な一実施例で使用される直列切換アレイ１１０は、４個の入力ポートおよび８個の出力ポートを有するクロスポイントチップであり、４個の入力ポートは４個のチャネルを有するバス１４２に接続され、このバス１４２を使用してもう一つのコンピュータスイッチ装置１００ｂの４個の直列切換出力ポートに直列される。４個の出力ポートは４台の表示器を接続し、他の４個の出力ポートは４個のチャネルを有するもう一つのバス１４６を接続するのに提供される。そして、このバス１４６を用いてもう一つのコンピュータスイッチ装置１００ｃの４個の直列切換入力ポートに接続される。

ローカル切換アレイ１２０は、３２個の入力ポートおよび８個の出力ポートを有するクロスポイントチップ（Crosspoint Chip）であり、３２個の入力ポートにより３２台のコンピュータに接続し、４個の出力ポートにより表示器に接続される。他の４個の出力ポートにより、上述した４個のチャネルを有するバス１４６に接続し、このバス１４６によりもう一つのコンピュータスイッチ装置１００ｃの４個の直列切換入力ポートへ直列される。

クロスポイントチップは、複数のポート入力且つ複数のポート出力の切換アレイであり、その内部には平衡フィードバック回路があるため内部補償の増幅が提供され、出力する信号とその入力時の状態を同じにするため、特に切換アナログ型の映像信号に適用することができる。

直列切換入力ポート１１２の数と、コンピュータスイッチ装置１００ｂの第２直列切換出力ポートの数とはともに４個であるため、一対一の方式により互いに対応させて接続することができる。第２直列切換出力ポート１１６の数と、コンピュータスイッチ装置１００ｃの直列切換入力ポートの数はともに４個であるため、一対一の方式により互いに対応させて接続することができる。また、第１直列切換出力ポート１１４と第１ローカル切換出力ポート１２４とを一対一で並列に接続する。第２直列切換出力ポート１１６および第２ローカル切換出力ポート１２６も一対一で並列に接続する。

第１直列切換出力ポート１１４および第１ローカル切換出力ポート１２４の両者が、同時に同じ一つの信号入力装置１３４へ信号を出力するとき、第１直列切換出力ポート１１４および第１ローカル切換出力ポート１２４は同時に通電しない。つまり、第１直列切換出力ポート１１４が通電するとき、それと並列する第１ローカル切換出力ポート１２４は通電せず、この場合、第１直列切換出力ポート１１４だけが信号を信号入力装置１３４まで出力することを許可する。反対に、第１ローカル切換出力ポート１２４が通電するとき、これと並列する第１直列切換出力ポート１１４は通電せず、この場合、第１ローカル切換出力ポート１２４だけが信号を信号入力装置１３４まで出力することを許可する。

また、第２直列切換出力ポート１１６および第２ローカル切換出力ポート１２６の目的が同じコンピュータスイッチ装置１００ｃのとき、第２直列切換出力ポート１１６および第２ローカル切換出力ポート１２６は同時に通電しない。つまり、第２直列切換出力ポート１１６が通電するとき、それと並列する第２ローカル切換出力ポート１２６は通電せず、この場合、第２直列切換出力ポート１１６だけが信号をコンピュータスイッチ装置１００ｃまで出力することを許可する。反対に、第２ローカル切換出力ポート１２６が通電するとき、これと並列する第２直列切換出力ポート１１６は通電せず、この場合、第２ローカル切換出力ポート１２６だけが信号をコンピュータスイッチ装置１００ｃまで出力することを許可する。

上述の内容から分かるように、このコンピュータスイッチ装置１００ａは、それぞれアナログ信号であるローカル電気信号およびリモート電気信号を受信する。ローカル電気信号およびリモート電気信号の経路先が同一の信号入力装置１３４のとき、ローカル電気信号またはリモート電気信号のいずれか一つだけを信号入力装置１３４へ送信することを許可する。ローカル電気信号およびリモート電気信号の経路先が、その他のコンピュータスイッチ装置１００ｃのリモート信号入力装置に位置するとき、ローカル電気信号またはリモート電気信号のいずれかをリモート信号入力装置へ送信することを許可する。

この好適な一実施例において、信号出力装置１３２はコンピュータであり、信号入力装置１３４は表示器である。しかし、本発明のその他の好適な実施例において、信号出力装置１３２はビデオカメラやその他の信号出力装置でもよく、信号入力装置１３４はコンピュータやその他の信号入力装置でもよい。

（第２実施例）
本発明の好適な第２実施例において、このコンピュータスイッチ装置は、識別番号（ＩＤ）自動設定回路をさらに含む。識別番号を用い、主にコンピュータスイッチ装置がメインコンピュータスイッチ装置か従属コンピュータスイッチ装置かどうかを分析し、その後におこなう信号送信プロセスの実施を有利にする。また、複数台のコンピュータスイッチ装置が直列されるとき、各コンピュータスイッチ装置が自らの識別番号を有して初めて各装置間のインターネット通信を行うことができる。

図２は、本発明の好適な第２実施例における識別番号自動設定回路を示す図である。この識別番号自動設定回路２１０はコンピュータスイッチ装置２００ａに属する識別番号（Ｍ＿ＩＤ）を設定し、複数台のコンピュータスイッチ装置が直列接続されたときの上下層関係により、各コンピュータスイッチ装置の識別番号を自動且つ簡単に設定し、通信方式により識別番号を分配するという面倒なことを避けることができる。

図２に示すように、もう一つのコンピュータスイッチ装置２００ｂは、バス２４２を介してコンピュータスイッチ装置２００ａの直列切換入力ポートに接続する。この上層に位置するコンピュータスイッチ装置２００ｂの識別番号（ＩＮ＿ＩＤ）は、コンピュータスイッチ装置２００ａの識別番号（Ｍ＿ＩＤ）よりも一つ少ない。一方、もう一つのコンピュータスイッチ装置２００ｃは、バス２４６を介してコンピュータスイッチ装置２００ａの第２直列切換出力ポートに接続する。この下層に位置するコンピュータスイッチ装置２００ｃの識別番号（ＯＵＴ＿ＩＤ）は、コンピュータスイッチ装置２００ａの識別番号（Ｍ＿ＩＤ）よりも一つ多く設定される。

上述した好適な一実施例で、二つの切換アレイの組合せにより、複数台のコンピュータスイッチ装置間でのアナログ信号接続をおこなう。直列切換アレイおよびローカル切換アレイ中の経路先が同じか、或いは同一のチャネルを使用する出力ポートを互いに直列し、これら出力ポートのスイッチ関係を制御することにより、出力選択の機能を達成する。経路先が同じか同一チャネルを使用する出力ポートが同時にオンとならないため、二つのアナログ信号が同時に同一の信号入力装置へ出力されるか、同一のチャネルが占用される状況が発生することを防ぐことができる。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知するものなら誰でも、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の第１実施例を示すブロック図である。 本発明の第２実施例の識別番号自動設定回路を示す回路図である。

符号の説明

１００ａ、１００ｂ、１００ｃ コンピュータスイッチ装置、１１０ 直列切換アレイ、１１２ 直列切換入力ポート、１１４ 第１直列切換出力ポート、１１６ 第２直列切換出力ポート、１２０ ローカル切換アレイ、１２２ ローカル切換入力ポート、１２４ 第１ローカル切換出力ポート、１２６ 第２ローカル切換出力ポート、１３２ 信号出力装置、１３４ 信号入力装置、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ コンピュータスイッチ装置、２１０ 識別番号自動設定回路、１４２、１４６、２４２、２４６ バス

Claims (3)

1. 複数個の信号出力装置が複数個の信号入力装置を共用することを可能にするコンピュータスイッチ装置であって、
   複数個の直列切換入力ポート、複数個の第１直列切換出力ポートおよび複数個の第２直列切換出力ポートを有し、前記直列切換入力ポートを他の第１コンピュータスイッチ装置の前記第２直列切換出力ポートへ接続し、前記第１直列切換出力ポートを前記信号入力装置に接続し、前記第２直列切換出力ポートを他の第２コンピュータスイッチ装置の前記直列切換入力ポートへ接続する直列切換アレイと、
   複数個のローカル切換入力ポート、複数個の第１ローカル切換出力ポートおよび複数個の第２ローカル切換出力ポートを有し、前記ローカル切換入力ポートを前記信号出力装置に接続し、前記第１ローカル切換出力ポートを前記第１直列切換出力ポートと同様前記信号入力装置へ接続し、前記第２ローカル切換出力ポートを前記第２直列切換出力ポートと同様前記第２コンピュータスイッチ装置の前記直列切換入力ポートへ接続するローカル切換アレイとを備え、
   前記第１直列切換出力ポートおよび前記第１ローカル切換出力ポートの両者が、同時に前記信号入力装置へ信号を出力するとき、前記第１直列切換出力ポートと前記第１ローカル切換出力ポートとは同時に通電せず、前記第２直列切換出力ポートおよび前記第２ローカル切換出力ポートの両者が、同時に前記第2コンピュータスイッチ装置へ信号を出力するとき、前記第２直列切換出力ポートと前記第２ローカル切換出力ポートとは同時に通電しないことを特徴とするコンピュータスイッチ装置。
2. 前記直列切換入力ポートの数と、前記第１コンピュータスイッチ装置の前記第２直列切換出力ポートの数とが同じであり、一対一の方式により互いに対応させて接続し、
   前記第２直列切換出力ポートの数と、前記第２コンピュータスイッチ装置の前記直列切換入力ポートの数とが同じであり、一対一の方式により互いに対応させて接続し、
   前記第１直列切換出力ポートと前記第１ローカル切換出力ポートとが一対一で並列に接続され、前記第２直列切換出力ポートと前記第２ローカル切換出力ポートとが一対一で並列に接続されることを特徴とする請求項１記載のコンピュータスイッチ装置。
3. 個々に識別番号が設定され、接続される前記第１コンピュータスイッチ装置の識別番号は一つ少なく設定し、接続される前記第２コンピュータスイッチ装置の識別番号は一つ多く設定する自動設定回路をさらに備えることを特徴とする請求項１記載のコンピュータスイッチ装置。

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