TWI434177B - 多電腦切換系統及其信號處理方法 - Google Patents

Description

多電腦切換系統及其信號處理方法

本發明是有關於一種多電腦切換系統，且特別是有關於一種多電腦切換系統及其信號處理方法。

一般來說，透過具有網路連接能力之遠端管理裝置來管理遠端之機房設備已經成為一種必然的趨勢，例如位於台灣之管理者可以透過遠端管理裝置對位於美國之伺服器進行管理，以便在某些情況下，當位於美國之伺服器出現故障時，位於台灣之管理者亦不需要親赴美國現場對伺服器進行檢修。

請參照第1圖，第1圖繪示係為多電腦切換系統之示意圖。多電腦切換系統10包括控制端電腦110、多電腦切換器120及被控電腦140。控制端電腦110經由網路耦接至多電腦切換器120，而被控電腦140耦接至多電腦切換器120。其中，控制端電腦110可透過網路連接至多電腦切換器120，而被控電腦140亦可透過網路連接至多電腦切換器120。使用者透過控制端電腦110即能遙控位於遠端的被控電腦140。習知技術之缺點在於使用者必須在控制端電腦110與被控電腦140之間來回地切換桌面。另外，現今越來越多的多電腦切換器強調其支援虛擬媒體(Virtual Media)功能。透過虛擬媒體功能可將DVD/CD光碟機以及其它儲存媒體映對至遠端的被控電腦140，管理人員可從遠端輕鬆的執行檔案傳輸、安裝應用程式與修補作業系統以及診斷問題。然而，如何能進一步地對虛擬媒體功能進行補充及擴展即成為目前急需解決的重要課題。

本發明係有關於一種多電腦切換系統及其信號處理方法，其係補充及擴展虛擬媒體的功能如共享目錄、無縫(seamless)視窗、剪貼簿(clipboard)及滑鼠同步，大幅地增加多電腦切換系統的功能。

根據本發明之一方面，提出一種多電腦切換系統。多電腦切換系統用以將控制端電腦耦接至至少一被控電腦。多電腦切換系統至少包含多電腦切換器、第一程式碼及第二程式碼。多電腦切換器至少包含被控電腦連接埠及控制裝置連接埠。被控電腦連接埠耦接於被控電腦，而控制裝置連接埠耦接控制端電腦。第一程式碼係執行於被控電腦中，用以使被控電腦輸出數位影像信號。第二程式碼提供使用者介面，用以允許使用者利用使用者介面來管理多電腦切換系統並操作被控電腦。第二程式碼更對數位影像信號與控制端電腦的控制端影像信號進行處理。當控制端電腦使用第一作業系統且被控電腦使用第二作業系統時，使用者介面提供無縫(seamless)視窗模式。

根據本發明之另一方面，提出一種多電腦切換系統之信號處理方法。多電腦切換系統包含多電腦切換器、至少一被控電腦及至少一控制裝置。被控電腦與控制裝置係分別電性連接於多電腦切換器。信號處理方法方法包含如下步驟：轉換被控電腦的類比影像信號成數位影像信號；輸出被控電腦的數位影像信號至多電腦切換器；利用多電腦切換器來輸出數位影像信號至控制裝置；以及利用使用者介面來控制控制裝置，藉以對數位影像信號與控制端影像信號來進行處理，以提供無縫視窗。

為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

下述實施例係有關於一種多電腦切換系統及其信號處理方法。多電腦切換系統用以將控制端電腦耦接至至少一被控電腦。多電腦切換系統至少包含多電腦切換器、第一程式碼及使用者介面。多電腦切換器至少包含被控電腦連接埠及控制裝置連接埠。被控電腦連接埠耦接於被控電腦，而控制裝置連接埠耦接控制端電腦。第一程式碼儲存於一儲存單元中，並可執行於被控電腦中，用以使被控電腦輸出數位影像信號。使用者介面用以允許使用者利用使用者介面來管理多電腦切換系統並操作被控電腦。使用者介面係由執行於控制端電腦上之第二程式碼所提供，用以對數位影像信號與控制端電腦的控制端影像信號來進行處理，以提供一無縫視窗。

實施例

請同時參照第2圖及第4圖，第2圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之方塊示意圖，第4圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之架構示意圖。控制裝置210可透過多電腦切換系統20耦接至被控電腦240。多電腦切換系統20更包含多電腦切換器220、第一程式碼、信號處理裝置230及使用者介面。控制裝置210可經由網路250連接至多電腦切換器220。控制裝置210可為一控制端電腦，且控制裝置210包括至少一周邊裝置，周邊裝置係選自由鍵盤212、滑鼠214及顯示器216所組成之族群。

多電腦切換器220至少包含被控電腦連接埠222、控制裝置連接埠224及備援(redundant)網路連接埠226。被控電腦連接埠222可為一網路連接埠，控制裝置連接埠224例如可為RJ-45連接埠或其他任意適當之連接埠。被控電腦連接埠222耦接於被控電腦240，且被控電腦240係控制於多電腦切換器220，以輸出數位影像信號或類比影像信號。而控制裝置連接埠224耦接控制裝置210。當控制裝置連接埠224發生故障時，多電腦切換器220可透過備援網路連接埠226耦接至控制裝置210，以確保多電腦切換系統20的正常運作。為方便說明起見，第2圖繪示雖僅以一台被控電腦240表示，然本發明並不侷限於此。多電腦切換系統20更可包括多台分別耦接至多個被控電腦連接埠222的被控電腦240，而控制裝置210更能利用一控制端模組來耦接至多電腦切換器220。

第一程式碼可儲存一儲存裝置中，且第一程式碼可為軟體或是韌體。儲存單元例如為電腦可讀取媒體，如光碟或任何具有通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)介面的儲存裝置。前述儲存單元例也可由信號處理裝置230所實現，當信號處理裝置230連接至被控電腦240時，即能自動地將第一程式碼安裝至被控電腦240。第一程式碼係執行於被控電腦240中，用以使被控電腦240輸出數位影像信號。使用者介面用以允許使用者利用使用者介面來管理多電腦切換系統20並操作被控電腦240。使用者介面係由第二程式碼所提供，第二程式碼係執行於控制裝置210，用以對數位影像信號與控制裝置210的控制端影像信號來進行處理。第二程式碼可為一KVM管理軟體之部分，在控制電腦210或裝置上安裝之後，此KVM管理軟體可與多電腦切換器220相互進行溝通。例如此KVM管理軟體可以解讀多電腦切換器220所傳來之封包，使這些封包可被控制電腦210轉換為影像訊號顯示在螢幕216上，也可以將鍵盤212或滑鼠214輸出之指令轉換為封包後傳給多電腦切換器220，如此使用者便可藉由此KVM管理軟體所提供之功能操作多電腦切換器220以及至少一台被控電腦240。

信號處理裝置230又可稱為被控端模組，用以將被控電腦240耦接於多電腦切換器220，藉以在被控電腦240與多電腦切換器220之間形成一個虛擬媒體通道，且利用此虛擬媒體通道來傳輸數位影像信號以及達成以下所述之其他功能。信號處理裝置230包括第一介面232及第二介面234。信號處理裝置230透過第一介面232來接收被控電腦240輸出的數位影像信號，並透過第二介面234接收該被控電腦的類比影像信號。其中，第一介面232例如為USB介面，而第二介面234例如為VGA介面或是其他任何適當的影像介面。信號處理裝置230更可支援虛擬媒體(Virtual Media)功能，以提供多電腦切換系統20一個虛擬媒體通道(Virtual Media Channel)。例如，連結於控制裝置210之一儲存裝置可藉由此虛擬媒體功能分享給被控電腦240。如此一來，使用者可從控制裝置210將資料傳送到被控電腦240，並直接從虛擬媒體通道執行診斷測試、下載檔案、安裝程式或載入作業系統等工作。

此信號處理裝置230主要具有一USB裝置控制器(USB Device Controller)，其可藉由USB標準所制定之相關協定與被控電腦240之作業系統進行溝通，以便在被控電腦240上模擬出前述之虛擬媒體供被控電腦240使用。與被控電腦240連結之後，此信號處理裝置230便會在被控電腦240上安裝一驅動程式(亦即前述之第一程式碼)。如此第一程式碼便可在被控電腦240上形成一映射記憶體以儲存被控電腦240所輸出之影像(例如其桌面或是某一視窗之影像)。隨著使用者操作此被控電腦240，此映射記憶體之內容會一直被被控電腦240之作業系統更新(其更新速度可能與影像禎之更新頻率不同)。更詳細地說，此時第一程式碼會持續地，或是依據某些旗標(flag)，或是視窗物件代碼(Handle)所提供之資訊來比較前後連續兩禎(frame)當中有變化之一或多個區塊(block；或統稱為”更新區域”)之間的差異，並將更新區域當中的像素值(pixel value)儲存起來，並透過多電腦切換器220以壓縮或是無壓縮之方式傳送給另一端的控制電腦或是控制裝置210。有一種情況是，前後連續兩禎之更新區域有所重疊，則重疊部分的像素值不會被傳送至控制電腦，僅有非重疊部分之像素值會被傳送至控制電腦。第二程式碼接收這些像素值之後便可據以執行前述之無縫視窗功能。在傳送影像變化區塊相關像素之同時，亦可將滑鼠同步、剪貼簿及檔案分享等功能所需之資訊一併傳給控制電腦或是控制裝置210。

當前述受控電腦240執行第一程式碼時，數位影像信號可先壓縮後再輸出至多電腦切換器220，以減少資料量並提高資料的傳輸速度。數位影像信號的壓縮工作除了由受控電腦240執行外，亦可先由信號處理裝置230壓縮數位影像信號後再輸出至多電腦切換器220。

請參照第5圖，第5圖繪示係為本發明前述之多電腦切換器220的示意方塊圖。多電腦切換器220更包括影像處理單元2210、矩陣式切換器2220及中央處理器2230。矩陣式切換器2220耦接於複數個被控電腦連接埠224，用以將被控電腦240所輸出之複數個數位影像信號或類比影像信號選擇性地輸出至影像處理單元2210。此矩陣式切換器2220可為一16輸入及5輸出之交叉點切換器(cross-point switch)或是複數個交叉點切換器所共同組成之矩陣式切換模組。若此矩陣式切換器2220係為一16輸入及5輸出之交叉點切換器，則同時可由16台被控電腦240中選出5路影像信號並輸出至控制裝置210或是控制電腦。中央處理器2230耦接於影像處理單元2210，並安排數位影像信號或類比影像信號至控制電腦210之路徑。

請參照第6圖，第6圖繪示係為影像處理單元與矩陣式切換器之示意圖。每一影像處理單元2210更包括差動單端轉換器2212、類比數位轉換器2214及數位影像處理器。差動單端轉換器2212用以接收差動模式之類比影像信號，並將其轉換單端模式後輸出至類比數位轉換器2214，而類比數位轉換器2214用以來自差動單端轉換器2212之將類比影像信號轉換為數位信號。數位影像處理器2216用以將數位信號進行取樣、編碼、加密及/或壓縮。

請參照第3圖，第3圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之信號處理方法之流程圖。信號處理方法用於前述多電腦切換系統，且信號處理方法包含如下步驟：首先如步驟610所示，轉換被控電腦240的類比影像信號成數位影像信號(這些數位影像信號係以禎之方式儲存在記憶體中)，比較前後連續兩禎之差異，找出更新區域(變化區塊)以及有變化之像素。接著如步驟620所示，被控電腦240輸出代表這些更新區域或更新像素的數位影像信號至多電腦切換器220。跟著如步驟630所示，利用多電腦切換器220來輸出數位影像信號至控制裝置210。最後如步驟640所示，利用使用者介面來控制控制裝置210，第二程式碼並對數位影像信號與控制端影像信號來進行相對應之處理。例如，第二程式碼持續地將被控電腦240傳來之影像信號與控制電腦之桌面組合起來以供使用者操作無縫視窗。

請參照第7圖，第7圖繪示係為信號處理裝置之示意圖。信號處理裝置230除前述之第一介面232及第二介面234外，更能包括數位影像信號壓縮單元236。數位影像信號壓縮單元236透過第一介面232接收被控電腦240(如第4圖繪示)輸出之數位影像信號，並將壓縮數位影像信號後輸出。如此一來，將能進一步提高資料的傳輸速度。

請再參照第4圖，前述被控電腦240輸出之數位影像信號包括至少一被控端視窗，而控制裝置210的控制端影像信號包括一控制端桌面影像。被控電腦240的被控端視窗係重疊於控制裝置210的控制端桌面影像上。而前述使用者介面進一步包括共享目錄模式、無縫(seamless)視窗模式、剪貼簿(clipboard)模式及滑鼠同步模式。此外，檔案係允許由被控電腦240傳送至控制裝置210、由控制裝置210傳送至被控電腦240、或是在多台被控電腦240之間傳送。請同時參照第4圖及第8圖，第8圖繪示係為共享目錄模式之示意圖。進一步來說，被控電腦240輸出之數位影像信號與控制裝置210的控制端影像信號係被處理成至少一目錄集，而於顯示器216上同時顯示控制裝置210的檔案目錄1010與被控電腦240的檔案目錄1020，以達到目錄共享的目的。

請同時參照第4圖及第9圖，第9圖繪示係為無縫視窗模式之示意圖。當前述控制裝置210使用第一作業系統且被控電腦240使用第二作業系統時，使用者介面提供一無縫(seamless)視窗模式。舉例來說，第一作業系統係為Window XP，而第二作業系統係為ubuntu，使用者介面所提供的無縫視窗模式將如第9圖繪示。在此無縫視窗模式下，使用者介面係允許同時顯示第一作業系統的桌面1110及第二作業系統的功能表(”開始”功能表)1120。而前述第二作業系統的功能表820係疊加於第一作業系統的桌面810上。或者是，同時顯示該第一作業系統的一功能表及該第二作業系統的一桌面。如此，控制裝置210之使用者便不需要在兩台電腦(控制電腦與被控電腦)之間來回切換桌面以大幅提高操作上之便利性，因為在第一作業系統的桌面1110下便可對第二作業系統進行操作。另外，第一作業系統與第二作業系統可為相同類型或是不同的作業系統。

請同時參照第4圖及第10圖，第10圖繪示係為剪貼簿模式之示意圖。前述控制裝置210及被控電腦240分別包括記憶體，且控制裝置210的記憶體與被控電腦240的記憶體同步。當使用者欲將控制裝置210的資料複製貼上至被控電腦240時，控制裝置210的顯示器216上同時顯示控制裝置210的文件編輯視窗1210與被控電腦240的文件編輯視窗1220。使用者能透過文件編輯視窗1210選擇欲複製的部份，再將複製的部份貼上文件編輯視窗1220。之後，控制裝置210會先向被控電腦240發出貼上的請求，再將欲貼上的資料送至被控電腦240，以達到共享拷貝數據的目的。

除前述共享目錄模式、無縫視窗模式及剪貼簿模式外，使用者介面還包括滑鼠同步模式。前述被控電腦240執行第一程式碼以偵測作業系統是否更新畫面，當作業系統更新畫面時，會主動地備份畫面資料，以供第一程式碼使用。被控電腦240執行第一程式碼以比較目前畫面與前次畫面的變化部份，並將變化部份輸出至控制裝置210，進而達到滑鼠同步的目的。

本發明上述實施例所揭露之多電腦切換系統及其信號處理方法補充及擴展虛擬媒體的功能如共享目錄、無縫(seamless)視窗、剪貼簿(clipboard)及滑鼠同步，大幅地提高多電腦切換系統的功能。

綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．多電腦切換系統

20．．．依照本發明較佳實施例之多電腦切換系統

110．．．控制端電腦

120、220．．．多電腦切換器

140、240．．．被控電腦

210．．．控制裝置

212．．．鍵盤

214．．．滑鼠

216．．．顯示器

222．．．被控電腦連接埠

224．．．控制裝置連接埠

226．．．備援(redundant)網路連接埠

230．．．信號處理裝置

232．．．第一介面

234．．．第二介面

236．．．數位影像信號壓縮單元

250．．．網路

610、620、630、640．．．步驟

1010、1020．．．檔案目錄

1110．．．第一作業系統的桌面

1120．．．第二作業系統的功能表

1210、1220．．．文件編輯視窗

2210．．．影像處理單元

2220．．．矩陣式切換器

2212．．．差動單端轉換器

2214．．．類比數位轉換器

2216．．．數位影像處理器

2230．．．中央處理器

第1圖繪示係為多電腦切換系統之示意圖。

第2圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之方塊示意圖。

第3圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之信號處理方法之流程圖。

第4圖繪示係為依照本發明實施例之多電腦切換系統之架構示意圖。

第5圖繪示係為本發明前述之多電腦切換器之示意方塊圖。

第6圖繪示係為影像處理單元與矩陣式切換器之示意圖。

第7圖繪示係為信號處理裝置之示意圖。

第8圖繪示係為共享目錄模式之示意圖。

第9圖繪示係為無縫視窗模式之示意圖。

第10圖繪示係為剪貼簿模式之示意圖。

610、620、630、640‧‧‧步驟

Claims (23)

1. 一種多電腦切換系統，用以將一控制端電腦耦接至至少一被控電腦，其中該多電腦切換系統至少包含：一多電腦切換器，至少包含：至少一個被控電腦連接埠，耦接於該被控電腦；以及一控制裝置連接埠，耦接該控制端電腦；一第一程式碼，其中該第一程式碼係執行於該被控電腦中，用以使該被控電腦輸出一數位影像信號；以及一第二程式碼，執行於該控制端電腦上，以提供一使用者介面，並允許一使用者利用該使用者介面來管理該多電腦切換系統並操作該被控電腦，該第二程式碼更對該數位影像信號與該控制端電腦的一控制端影像信號進行處理；其中當該控制端電腦使用一第一作業系統且該被控電腦使用一第二作業系統時，該使用者介面提供一無縫(seamless)視窗模式，以同時顯示該第一作業系統之桌面及該第二作業系統之功能表，或是同時顯示該第一作業系統之功能表及該第二作業系統之桌面。
2. 如專利申請範圍第1項所述之多電腦切換系統，其中該第二作業系統之功能表係疊加於該第一作業系統的該桌面上。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換系統，其中該數位影像信號與該控制端影像信號係被處理成至少一目錄集。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換系統， 更包含：一信號處理裝置，電性連接於該被控電腦與該多電腦切換器之間，用以透過一第一介面來接收該被控電腦的一數位影像信號，並透過一第二介面接收該被控電腦的一類比影像信號。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電腦信號處理系統，其中該第一介面為一USB介面。
6. 如申請專利範圍第4項所述之電腦信號處理系統，其中該第二介面為一VGA介面。
7. 如申請專利範圍第4項所述之多電腦切換系統，其中該信號處理裝置更包括一數位影像信號壓縮單元，用以壓縮該數位影像信號後輸出。
8. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換系統，其中該控制端電腦係經由一網路來耦接於該多電腦切換器。
9. 如專利申請範圍第1項所述之多電腦切換系統，其中該使用者介面包括一剪貼簿(clipboard)模式。
10. 如專利申請範圍第1項所述之多電腦切換系統，其中該使用者介面包括一滑鼠同步模式。
11. 一種多電腦切換系統的信號處理方法，該多電腦切換系統包含一多電腦切換器、至少一被控電腦、一第一程式碼、一第二程式碼及至少一控制裝置，該被控電腦與該控制裝置係分別電性連接於該多電腦切換器，其中該方法包含如下步驟：轉換該被控電腦的一類比影像信號成一數位影像信號； 該第一程式碼係執行於該被控電腦中，使得該被控電腦輸出該數位影像信號至該多電腦切換器；利用該多電腦切換器來輸出該數位影像信號至該控制裝置；以及該第二程式碼執行於該控制裝置上，以提供一使用者介面，並允許一使用者利用該使用者介面來管理該多電腦系統並控制該控制裝置，藉以對該數位影像信號與一控制端影像信號來進行處理，以提供一無縫視窗，以同時顯示一第一作業系統之桌面及一第二作業系統之功能表，或是同時顯示該第一作業系統之功能表及該第二作業系統之桌面。
12. 如申請專利範圍第11項所述之信號處理方法，更包含如下步驟：透過一信號處理裝置的一第一介面來接收該被控電腦的該數位影像信號，並透過該信號處理裝置的一第二介面接收該被控電腦的該類比影像信號。
13. 如申請專利範圍第11項所述之信號處理方法，更包含如下步驟：執行該第一程式碼於該被控電腦中，用以轉換該被控電腦的該類比影像信號成該數位影像信號，並輸出該數位影像信號至該多電腦切換器。
14. 一種多電腦切換系統，用以一控制裝置耦接至至少一被控電腦，其中該多電腦切換系統至少包含：一多電腦切換器，至少包含：至少一個被控電腦連接埠，耦接於該被控電腦；複數個影像處理單元； 一矩陣式切換器，耦接於該被控電腦連接埠，用以將該被控電腦所輸出之一數位影像信號或一類比影像信號選擇性地輸出至該影像處理單元；一中央處理器，耦接於該複數個影像處理單元；一控制裝置連接埠，耦接該控制裝置；至少一個被控端模組，用以將該被控電腦耦接於該多電腦切換器，藉以在該被控電腦與該多電腦切換器之間形成一虛擬媒體通道，其中該中央處理器安排該數位影像信號或該類比影像信號至該控制裝置之路徑；一第一程式碼，其中該第一程式碼係執行於該被控電腦中，用以使該被控電腦輸出該數位影像信號；以及一第二程式碼，執行於該控制裝置上，以提供一使用者介面，並允許一使用者利用該使用者介面來管理該多電腦切換系統並操作該被控電腦；其中當該控制端電腦使用一第一作業系統且該被控電腦使用一第二作業系統時，該使用者介面提供一無縫(seamless)視窗模式，以同時顯示該第一作業系統之桌面及該第二作業系統之功能表，或是同時顯示該第一作業系統之功能表及該第二作業系統之桌面。
15. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該第二作業系統之功能表係疊加於該第一作業系統之桌面上。
16. 如申請專利範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該控制裝置係為一控制端電腦。
17. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該控制裝置更利用一控制端模組來耦接至該多 電腦切換器。
18. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該被控電腦係控制於該多電腦切換器，以輸出該數位影像信號或該類比影像信號。
19. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該控制裝置連接埠係一RJ-45連接埠。
20. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該影像處理單元更至少包含：一差動單端轉換器，用以接收該類比影像信號；一類比數位轉換器，用以將該類比影像信號轉換為一數位影像信號；以及一數位影像處理器，用以將該數位影像信號進行壓縮。
21. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該使用者介面包括一剪貼簿(clipboard)模式。
22. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中一檔案係允許由該被控電腦傳送至該控制端電腦、由該控制端電腦傳送至該被控電腦、或是在該多台被控電腦之間傳送。
23. 如專利申請範圍第14項所述之多電腦切換系統，其中該使用者介面包括一滑鼠同步模式。