TWI598817B

TWI598817B - 多用戶電腦系統

Info

Publication number: TWI598817B
Application number: TW101137545A
Authority: TW
Inventors: 甘國忠; 張代中; 鍾林達
Original assignee: 奇邑科技股份有限公司
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2017-09-11
Also published as: TW201415368A

Description

多用戶電腦系統

本發明係關於一電腦系統，特別係一允許電腦用戶依照不同的登錄以使用同一個人電腦之電腦系統。

典型的辦公環境包括個人電腦與薄型用戶電腦配置於用戶端的位置。這些個人電腦與薄型用戶電腦運作於一網路上，其具有一集中式系統以利儲存、提供檔案、檔案分享、網路管理及各種行政服務。初始，系統集中化所有與電腦相關聯的磁碟儲存裝置，而用戶操作他們的本地桌上型電腦的應用程式。最近，認識到保密性的益處、操作成本以及集中控制的普遍需求，在基於伺服器計算(SBC)解決方案中，個人電腦與薄型用戶電腦可以作為遠端終端(RTs)，其於伺服器上操作應用程式。

為了提供一個人為操作的電腦介面，輸入與輸出裝置的集合是必需的。這個集合通常會包括一個視頻顯示器、滑鼠以及鍵盤。鍵盤與滑鼠為用戶介面，用於切換至電腦上或輸入指令至電腦。或者，這個集合也包括額外的裝置，例如揚聲器、麥克風、軟碟驅動器、CD-ROM驅動器以及額外的鍵盤裝置。對於一個單一的用戶電腦，所有的裝置都包括在一個單一的集合中。對於多用戶系統中，將有一個以上的集合，每一個集合提供給每一個用戶。必須使用的一些方法以確定這些多個集合的配置。

此外，為了增進在主機系統與用戶端之間的通訊，其他的系統已經使用主機系統中的主CPU以提高遠端終端的效能。薄型用戶端與傳統PC作為遠程用戶端已經做了這件工作。這種方法對於主機系統是有效的，其在一個時間只支援一個用戶。然而，對於多用戶系統，使用在主機的主CPU以提高任何一個用戶的效能之方法具有顯著的局限性。例如用於優化一個用戶的主記憶體與CPU週期，計算資源可能會降低支援其他用戶的工作量的能力。

從一個單一的主機有效地支援多個用戶可以降低成本。在一個典型的辦公環境中，很少是每個人都在同一時間使用自己的電腦，同樣地，很少是任何一個用戶使用自己的電腦中的所有計算資源。在一個分散式辦公環境中，一個集中式多用戶系統可能會透過不同的頻寬鏈路連接，以支援遠程用戶端在世界各地的不同地點在其各自的時區的不同的工作時間。

基於伺服器的計算，另一種方式來更有效地分配計算資源給多個用戶，其中在伺服器上操作應用程式只有遠程用戶端服務支援在用戶終端。SBC允許主機系統可以動態地分配共用資源，例如記憶體和CPU週期，在一個多用戶作業系統環境。SBC系統可以使用多用戶作業系統、虛擬機(VM)、負載平衡以及其他手段等技術，基於一些標準給予不同用戶存取不同級別的效能與資源。不同的優先順序方案可用於分配SBC資源。SBC可以實現更高的資料安全性，集中的支援一組織，增強災難恢復及工作連續性，以及降低資料存儲的要求在整個組織中。Web伺服器是一種類型的SBC，可以提供多用戶平台給各種各樣的客戶，包括基於流覽器的用戶端。

因此，根據以上習知技術的缺點，本發明提出一種嶄新的多用戶電腦系統，無需額外的硬體提供給個人電腦。

鑒於上述之缺點，本發明之一目的在於提供一種多用戶電腦系統，其中二用戶可以依照不同的登錄而使用相同的個人電腦。

本發明之另一目的在於提供一種多用戶電腦系統，其中第二個人電腦可以為獨立的虛擬電腦，其連接至一顯示器(或觸控螢幕)、鍵盤與滑鼠。

本發明再一目的在於提供一種多用戶電腦系統，其中無線連接實施於實體個人電腦與第二(虛擬)個人電腦之間，並且第二(虛擬)個人電腦無需額外的硬體。

根據本發明之一觀點，其提供一種多用戶電腦系統，包括一主電腦具有一第一無線模組、一USB驅動程式、一虛擬繪圖驅動程式、一虛擬音訊驅動程式以及一用戶模式應用程式。至少一虛擬電腦包括一第二無線模組以用於溝通第一無線模組、一連接介面、一視訊處理元件以及一收發器。第一無線模組、連接介面與收發器耦接視訊處理元件。USB驅動程式、虛擬繪圖驅動程式與虛擬音訊驅動程式耦接用戶模式應用程式，以驅動USB裝置並使得虛擬影像/音訊資料傳送至至少一虛擬電腦。

主電腦更包括一繪圖卡耦接一顯示器，及一音效卡耦接該顯示器。

虛擬電腦更包括一記憶體，耦接視訊處理元件。

多用戶電腦系統更包括一滑鼠與一鍵盤耦接連接介面(USB介面或PS/2介面)，而耦接該USB介面或該PS/2介面，一音訊/視訊介面耦接視訊處理元件(或收發器)，一通訊線路，耦接音訊/視訊介面與一顯示器。其中音訊/視訊介面包括高清晰度多媒體介面、顯示埠(DisplayPort)介面或視訊繪圖陣列介面。

視訊處理元件包括一視訊編解碼器以及一解壓縮器，視訊編解碼器包括一視訊解碼器與一視訊編碼器。

根據本發明之另一觀點，至少一虛擬電腦係透過一有線連接而耦接主電腦。其中有線連接包括一乙太網路連接或一USB連接。

本發明將配合實施例與隨附之圖式詳述於下。應可理解者為本發明中所有之實施例僅為例示之用，並非用以限制。因此除文中之實施例外，本發明亦可廣泛地應用在其他實施例中。且本發明並不受限於任何實施例，應以隨附之申請專利範圍及其同等領域而定。

第一圖顯示根據本發明之一實施例之多用戶電腦系統。多用戶電腦系統包括一主(控)電腦101以及至少一虛擬電腦201。多用戶電腦系統可以提供一個(用戶-1)100以及多個(用戶-2)200。舉例而言，(用戶-1)100配備有一主電腦101與一顯示器102，(用戶-2)200配備有一虛擬電腦 201、一顯示器202、一滑鼠203與一鍵盤204。主電腦101為一個人電腦或筆記型電腦，而顯示器102作為主電腦101之一顯示器或監視器。主電腦101之硬體層可以包括電腦中的硬體，以及週邊裝置(例如個人電腦顯示器/監視器)連接至主電腦101。週邊裝置可以利用USB協定而連接至主電腦101。USB為一硬體規格，可以允許一個連接建立於一來源裝置與一週邊裝置之間。顯示器102耦接主電腦101以用於顯示。類似地，顯示器202透過一連接線205而耦接虛擬電腦201以用於顯示。連接線205例如為高清晰度多媒體介面(HDMI)連接線或視訊繪圖陣列(VGA)連接線。關於高清晰度多媒體介面，一視訊資訊框可以被加到視訊串流以提供關於視訊串流的視訊模式之資訊。視訊繪圖陣列連接線一般係用於連接一電腦至顯示器。再者，在一些影音介面中，例如HDMI、顯示埠(DisplayPort)介面或VGA介面，音訊可以同時地隨著視訊而轉換為資料串流的一部分。一資料串流(例如視訊及/或音訊資料串流)可以包括HDMI-基礎內容、數位視覺介面(DVI)-基礎內容、行動高畫質連接(MHL)-基礎內容或VGA內容，然而，本發明之一些實施例不限制於HDMI、DVI與MHL，其他型態的資料串流也可以應用於此。那些被接收或傳送的資料可以包括視訊資料或音訊-視訊資料，例如HDMI資料，並且可以被加密，例如HDCP加密資料。

在一些實施例中，顯示器102、202可以包括液晶顯示器、電漿顯示器、陰極射線管(CRT)顯示器或其他顯示技術，以顯示資訊或內容至一使用者(用戶-1)100或(用戶-2)200。在一些實施例中，顯示器102、202可以用以分別顯示主電腦101的程式化以及虛擬電腦201的程式化。在一些環境之下，顯示器102、202可以包括觸控螢幕，可以用以作為一輸入裝置的至少一部分。在另外一些實施例中，輸入裝置可以為滑鼠、鍵盤、觸控螢幕與觸控筆、聲音啟動系統或其他輸入裝置或上述裝置之組合。其他型態的使用者輸入裝置可以包括游標控制裝置，例如滑鼠、軌跡球或游標方向鍵，以溝通方向資訊及至一或多個處理器之指令選取，而用以控制游標於顯示器102、202上的移動。在一些實施例中，顯示器102、202可以為或包括一音訊裝置，例如揚聲器，以提供聲音訊息。

滑鼠203透過一滑鼠介面耦接至虛擬電腦201。鍵盤204透過一鍵盤介面而耦接至虛擬電腦201。舉例而言，滑鼠介面與鍵盤介面可以為一USB連接器或其他連接介面，例如PS/2連接器。PS/2連接器為一6接腳(pin)Mini-DIN連接器，用以連接一些鍵盤與滑鼠至一個人電腦相容的電腦系統。

特別地是，主電腦101包括一無線模組103，而虛擬電腦201包括一無線模組211。無線模組103與211係分別嵌入至主電腦101與虛擬電腦201。無線模組103與211可以彼此建立一網路協定。完成的網路協定表示主電腦101與虛擬電腦201之間的網路封包具有相同的記號識別(mark identifier)。因此，資料可以從主電腦101分別透過無線模組103與211而無線傳輸至虛擬電腦201。虛擬電腦201可以被視為主電腦101的從屬電腦。換言之，主電腦101可以控制從屬電腦201的操作。舉例而言，(用戶-1)100可以設定一特定的密碼以使得(用戶-2)200進入(登錄)。亦即，(用戶-2)200的登錄密碼需要滿足所定義的密碼才允許進入主電腦100。

主電腦100可以提供給複數個虛擬電腦201來操作。每一個複數個虛擬電腦201可以獨立操作，並且分享主電腦101的資源。舉例而言，當一作業“A”執行於主電腦101而顯示於顯示器102之上，一作業“B”可以執行於虛擬電腦201而顯示(輸出)於顯示器202之上以同時地分享主電腦101的資源。舉例而言，使用者可以在家裡中利用智慧型顯示器以從虛擬電腦同時地瀏覽網際網路以及觀看視訊影像。

第二圖顯示根據本發明之另一實施例之多用戶電腦系統。在本實施例中，主電腦101係透過一有線連接120而連接至虛擬電腦201。舉例而言，有線連接120包括一USB連接線或一乙太網路連接線。虛擬電腦201可以視為主電腦101之一從屬電腦。換言之，主電腦101可以控制從屬電腦201的操作。其他構件部分可以參考第一圖的敘述。

第三圖顯示根據本發明之一實施例之虛擬電腦之功能方塊圖。虛擬電腦201包括一視訊處理元件210、一無線模組211、一A/V介面212、一USB連接器(或USB埠)214、一快閃記憶體215以及主記憶體216。在一實施例中，無線模組211、A/V介面212、USB連接器214、快閃記憶體214以及主記憶體216耦接視訊處理元件210。視訊處理元件210為一接收端(元件)。舉例而言，視訊處理元件210可以為一處理器。無線模組211例如為一Wi-Fi模組、藍牙(Bluetooth)模組、802.11 a/b/g/n模組、紅外線傳輸(IrDA：Infrared Data Association)模組、Home RF模組或其他無線模組。A/V介面212包括一HDMI、顯示埠(DisplayPort)介面或VGA介面。

虛擬電腦201更包括一USB連接器(USB介面)214，其可以連接一或多個USB相容的連接端。如第一圖所示，週邊裝置(滑鼠203、鍵盤204)連接至虛擬電腦201。在一實施例中，週邊裝置(滑鼠203、鍵盤204)可以利用USB協定而連接至虛擬電腦201。USB協定允許一些週邊裝置，例如滑鼠、鍵盤、數位相機、印表機、個人媒體播放器、隨身碟(flash drives)、智慧型手機以及個人數位助理，透過一致性的介面而連接至USB。如第一圖與第二圖所示，USB週邊裝置(USB滑鼠203、USB鍵盤204)可以連接至虛擬電腦201之USB連接器214。

在一些實施例中，虛擬電腦201更包括一隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存元件作為一主記憶體216，以儲存視訊處理元件(處理器)210所執行的資訊及指令。主記憶體216可以用於儲存視訊處理元件(處理器)210於執行期間的指令之暫時變數或其他中間資訊。隨機存取記憶體包含動態隨機存取記憶體(DRAM)，其需要更新記憶體內容，以及靜態隨機存取記憶體(SRAM)，其不需要更新內容但其成本會增加。動態隨機存取記憶體可包含同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)以及擴展式資料輸出動態隨機存取記憶體(EDO DRAM)。於某些實施例中，虛擬電腦201亦可包含唯讀記憶體(ROM)或其他靜態儲存元件215，例如隨身碟或其他型態的媒介/電腦可讀取媒體，用以儲存視訊處理元件(處理器)210之靜態資訊及指令。再者，本發明也可以下載以作為電腦程式，其中程式可以從主電腦101傳送至從屬(要求的)電腦201。

第四圖顯示根據本發明之另一實施例之虛擬電腦之功能方塊圖。虛擬電腦201更包括一收發器213，耦接視訊處理元件210。收發器213包括一接收器以接收視訊處理元件210而來的一資料訊號，以及一發送器以發送資料訊號至A/V介面212。A/V介面212耦接收發器213，以利於透過通訊線路205而傳送音訊/視訊資訊至顯示器202以顯示。

第五圖與第六圖顯示根據本發明之一實施例之虛擬電腦之功能方塊圖。在這二個實施例中，無需使用無線模組。

在一些實施例中，視訊處理元件(視訊控制器)210包括一視訊編解碼器221以及一解壓縮器220，如第七圖所示。視訊編解碼器221包括一視訊解碼器222與一視訊編碼器223。視訊處理元件(視訊控制器)210接收一無線模組211所收集的數位音訊/視訊輸入資料，並產生一編碼的數位音訊/視訊輸出資料至收發器212。在一實施例中，數位音訊 /視訊輸入資料可以直接藉由無線模組211而解碼。數位音訊/視訊資料可以被傳送以作為，例如串列位元串流。數位音訊/視訊輸入資料可以藉由解壓縮器211而被解壓縮，例如是根據具有不同的壓縮比率或不同的解析度之不同的壓縮演算法；然後由視訊編碼器223進行編碼。編碼的音訊與視訊資料可以傳送至收發器212，以透過HDMI連接器而輸出一標準的訊號至顯示器202以顯示。每一音訊/視訊資料包括一連續的資訊框(frames)。在資訊框的解碼、編碼與顯示的期間，某些資訊框可以暫時儲存於主記憶體216中。視訊處理元件210可以製作於一單一積體電路之上，或可以包括許多個積體電路及離散元件。

第八圖顯示根據本發明之一實施例之主電腦之功能方塊圖。主電腦101包括一繪圖卡(視訊卡)104、一音效卡(音訊卡)105、一USB(PS/2)驅動程式106、一虛擬繪圖驅動程式107、一虛擬音訊驅動程式108與多用戶模式應用程式109以用於多個用戶的操作以及同時地資料傳輸。執行於主電腦中的多用戶模式應用程式109包括控制使用者執行軟體/程式，以利於資料傳輸與多個使用者同時地操作。在用戶空間中的應用程式執行可以被視為用戶空間應用程式或用戶模式應用程式。在一實施例中，多用戶模式應用程式109可以用於多功能的與多工的。

在一些實施例中，繪圖卡(視訊卡)104具有一視訊晶片(未圖示)以及視訊隨機存取記憶體(未圖示)。回應從主電腦101之中央處理器而來的呈現指令，繪圖卡(視訊卡)104產生一呈現影像及寫入至視訊隨機存取記憶體，並傳送視訊隨機存取記憶體之該影像讀取至顯示器102以作為呈現資料。類似地，音效卡(音訊卡)105產生一呈現音訊及寫入至視訊隨機存取記憶體，並傳送視訊隨機存取記憶體之該音訊讀取至顯示器102以作為呈現資料。

為了USB驅動程式可以連繫一特定的USB裝置，此裝置必須被此驅動程式所宣告。因為許多的裝置可以透過USB而連接到電腦系統，其必須具有特定的軟體模組以控制I/O至特定的裝置。這些軟體模組稱為“裝置驅動程式”或簡單地稱為“驅動程式”。一驅動程式作為一個翻譯程式，其將作業系統之許多一般的I/O指令轉變為驅動程式相關的特定裝置所了解的訊息。在本發明中，對於虛擬電腦201而言，USB驅動程式106、虛擬繪圖驅動程式107以及虛擬音訊驅動程式108係需要的。另外也有程式化的用戶模式應用程式以控制USB裝置(USB滑鼠、USB鍵盤)，其稱為“用戶模式USB驅動程式”。用戶模式USB(PS/2)驅動程式有用戶特權而運作，因此必須透過多用戶模式應用程式109與USB(PS/2)裝置溝通。

多用戶模式應用程式109耦接USB(PS/2)驅動程式106、虛擬繪圖驅動程式107以及虛擬音訊驅動程式108。在從屬端上的USB裝置可以藉由USB驅動程式106來宣告。舉例而言，USB滑鼠203與USB鍵盤204可以藉由主電腦101之USB驅動程式106來驅動。從電腦來的輸入以及輸出可以有效地藉由I/O驅動程式來執行。其可以分別控制揚聲器、鍵盤與滑鼠。滑鼠具有於其驅動程式實施的輸入與輸出指令。

回應從虛擬電腦201而來的呈現指令，根據多用戶模式應用程式109之指令及/或控制訊號，虛擬繪圖驅動程式107產生一呈現虛擬影像資料，並傳送該虛擬影像資料至虛擬電腦201，結果藉由顯示器202顯示以作為呈現的資料。類似地，虛擬音訊驅動程式108產生一呈現虛擬音訊資料，並傳送該虛擬音訊資料至虛擬電腦201，結果藉由顯示器202輸出以作為呈現的資料。

對熟悉此領域技藝者，本發明雖以實例闡明如上，然其並非用以限定本發明之精神。在不脫離本發明之精神與範圍內所作之修改與類似的配置，均應包含在下述之申請專利範圍內，此範圍應覆蓋所有類似修改與類似結構，且應做最寬廣的詮釋。

100‧‧‧(用戶-1)

101‧‧‧主(控)電腦

102‧‧‧顯示器

103、211‧‧‧無線模組

104‧‧‧繪圖卡(視訊卡)

105‧‧‧音效卡(音訊卡)

106‧‧‧USB(PS/2)驅動程式

107‧‧‧虛擬繪圖驅動程式

108‧‧‧虛擬音訊驅動程式

109‧‧‧多用戶模式應用程式

120‧‧‧有線連接

200‧‧‧(用戶-2)

201‧‧‧虛擬電腦

202‧‧‧顯示器

203‧‧‧滑鼠

204‧‧‧鍵盤

205‧‧‧連接線

210‧‧‧視訊處理元件

212‧‧‧A/V介面

213‧‧‧收發器

214‧‧‧USB連接器(或USB埠)

215‧‧‧快閃記憶體

216‧‧‧主記憶體

220‧‧‧解壓縮器

221‧‧‧視訊編解碼器

222‧‧‧視訊解碼器

223‧‧‧視訊編碼器

第一圖顯示根據本發明之一實施例之多用戶電腦系統之示意圖。

第二圖顯示根據本發明之另一實施例之多用戶電腦系統之示意圖。

第三圖顯示根據本發明之一實施例之無線虛擬電腦之功能方塊圖。

第四圖顯示根據本發明之另一實施例之無線虛擬電腦之功能方塊圖。

第五圖顯示根據本發明之一實施例之有線虛擬電腦之功能方塊圖。

第六圖顯示根據本發明之另一實施例之有線虛擬電腦之功能方塊圖。

第七圖顯示一視訊處理元件。

第八圖顯示根據本發明之一實施例之主電腦之功能方塊圖。