TWI700591B - 多重信號同步傳輸系統及多重信號同步傳輸方法 - Google Patents

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Abstract

一種多重信號同步傳輸系統，包含偵測模組、終端裝置、邏輯運算器、反向邏輯運算器、及處理單元。偵測模組基於偵測值產生第一電壓信號。終端裝置基於其作動狀態產生第二電壓信號。邏輯運算器接收第一電壓信號及第二電壓信號，並將第一電壓信號及第二電壓信號以邏輯運算合成為合成電壓信號，並將合成電壓信號透過單一傳輸通道加以傳送出。反向邏輯運算器透過單一傳輸通道接收合成電壓信號，並藉由反向邏輯運算，將合成電壓信號分離成第一電壓信號及第二電壓信號。處理單元接收並分別判讀第一電壓信號及第二電壓信號，而產生對應的操作指令。

Description

多重信號同步傳輸系統及多重信號同步傳輸方法
本申請案涉及電腦領域，特別是指一種多重信號同步傳輸系統及多重信號同步傳輸方法。
由於電腦已普及化、通用化，因此，電腦的周邊裝置，例如，鍵盤、風扇、滑鼠等，都會依照現有的輸入輸出I/O標準規格來製作連接器，例如，風扇接頭、COM port、Print port，RJ45、HDMI、PCIE SLOT等等。
然而，由於現在電腦的中央處理器運算能力大幅提高，因此，可以對應地設置增加感測元件，以更加即時地判別電腦中各元件的狀態，或是周邊環境狀態。但是，資訊的傳輸上受到標準規格的限制，可能需要額外地增加傳輸通道，例如，增加接頭的針腳數目、增加電路板上的I/O插接位等。但是，這需要整體規格的變動，可能影響到其他元件的配置。
在此，提供一種多重信號同步傳輸系統。多重信號同步傳輸系統包含偵測模組、終端裝置、邏輯運算器、反向邏輯運算器、以及處理單元。偵測模組與電路板電氣連接，基於偵測值產生第一電壓信號。終端裝置安裝於電路板上，基於終端裝置的作動狀態產生第二電壓信號。邏輯運算器設置於電路板上，電性連接終端裝置及偵測模組，邏輯運算器接收第一電壓信號及第二電壓信號，並將第一電壓信號及第二電壓信號以邏輯運算合成為合成電壓信號，並將合成電壓信號透過單一傳輸通道加以傳送出。反向邏輯運算器設置於電路板上，透過單一傳輸通道接收合成電壓信號，並藉由反向邏輯運算，將合成電壓信號分離成第一電壓信號及第二電壓信號。處理單元設置於電路板上，並電性連接反向邏輯運算器，接收並分別判讀第一電壓信號及第二電壓信號，而產生對應的操作指令。
在一些實施例中，第一電壓信號及第二電壓信號為直流電壓信號、方波電壓信號、或脈衝電壓信號。
在一些實施例中，邏輯運算器為加法器，反向邏輯運算器為減法器。在另一些實施例中，邏輯運算器為減法器，反向邏輯運算器為加法器。
在一些實施例中，偵測模組所偵測的偵測值對應於溫度、溼度、或音量。
在一些實施例中，終端裝置為風扇或水冷幫浦。
在一些實施例中，單一傳輸通道為接腳。
在此，提供一種多重信號同步傳輸方法。多重信號同步傳輸方法，包含第一電壓信號產生步驟、第二電壓信號產生步驟、電壓信號合成步驟、電壓信號傳輸步驟、信號分離步驟、及信號判讀步驟。第一電壓信號產生步驟是由偵測模組基於其所偵測的偵測值產生第一電壓信號。第二電壓信號產生步驟是由終端裝置基於其作動狀態產生第二電壓信號。電壓信號合成步驟，將第一電壓信號及第二信號透過邏輯器，藉由邏輯運算合成為合成電壓信號。電壓信號傳輸步驟是合成電壓信號透過單一傳輸通道傳送至反向邏輯運算器。信號分離步驟是反向邏輯運算器進行反向邏輯運算，將合成電壓信號分離成第一電壓信號及第二電壓信號。信號判讀步驟是由處理單元接收並第一電壓信號及第二電壓信號，並分別判讀第一電壓信號及第二電壓信號而產生對應的操作指令。
在一些實施例中，邏輯運算為加法運算，而反向邏輯運算為減法運算。
在另一些實施例中，邏輯運算為減法運算，而反向邏輯運算為加法運算。
綜上所述，多重信號同步傳輸系統是透過成對的邏輯運算器與反向邏輯運算器來合成、分離不同的電壓信號，因此，能在不更動現有規格下，能夠利用單一傳輸通道來傳輸多個信號，而達到多重信號的傳輸，而有助於電腦或伺服器提升其效能。
圖1為多重信號同步傳輸系統的方塊圖。如圖1所示，多重信號同步傳輸系統1包含偵測模組10、終端裝置20、邏輯運算器30、反向邏輯運算器40、以及處理單元50。偵測模組10與電路板100電氣連接，基於偵測值產生第一電壓信號V 1。終端裝置20安裝於電路板100上，基於終端裝置20的作動狀態產生第二電壓信號V 2。邏輯運算器30設置於電路板100上，電性連接終端裝置20及偵測模組10，邏輯運算器30接收第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2，並將第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2以邏輯運算合成為合成電壓信號V S，並將合成電壓信號V S透過單一傳輸通道110加以傳送出。舉例而言，終端裝置20的作動狀態可以為風扇裝置21(參見圖2)的轉速，第二電壓信號V 2可以依據查找表輸出對應風扇轉速的電壓。
反向邏輯運算器40設置於電路板100上，透過單一傳輸通道110接收合成電壓信號V S，並藉由反向邏輯運算，將合成電壓信號V S分離成第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2。處理單元50設置於電路板100上，並電性連接反向邏輯運算器40，接收並分別判讀第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2，而產生對應的操作指令C。在此，處理單元50產生的操作指令C可以通過控制信號通道120傳送至終端裝置20，以控制終端裝置20改變其作動狀態。例如，處理單元50在判斷對應第一電壓信號V 1的溫度過高時，發出操作指令C以提升風扇裝置21的轉速。
在此，以上僅為示例，終端裝置20為受處理器50控制的受控裝置，除了風扇裝置21外，也可以是水冷幫浦、光源裝置、音效裝置等。另外，偵測模組10所偵測的偵測值對應於溫度、溼度、或音量。然而，以上僅為示例，而非用以限制。
圖2為多重信號同步傳輸系統之一實例的電路示意圖。以下將以圖2中呈現的實例來解釋，圖2中終端裝置20包含風扇裝置21，而偵測模組10包含溫度偵測器11。在本領域具有通常知識者，可以理解的是，風扇與電路板之間的插座接頭，目前的標準規格具有四個接腳(pin)，其分別是電源接腳、接地接腳、轉速控制接腳、轉速偵測接腳。在此，同時參考圖1，所應用的傳輸通道110是轉速偵測接腳。
圖3為圖2中電壓信號的波形圖。同時參考圖2及圖3，終端裝置20除了風扇裝置21，更包含周邊的電路，一般來說，風扇裝置21每轉一圈會發出2個方波，經由第二參考電壓V CC2將此方波的電壓提升，例如，提升至0至9V，而作為第二電壓信號V 2輸出。
終端裝置20經過分壓，例如，3.3V，作為第一參考電壓V CC1提供至偵測模組10。偵測模組10包含溫度偵測器11，例如，熱敏電阻，並將所感測的溫度，依據查找表，例如，表1，而產生對應電壓值作為偵測值，而與第一參考電壓V CC1共同產生第一電壓信號V 1並輸出。在此，第一電壓信號可以為0至3.3V。
表1
溫度 (℃) 電壓 (V) 方波頻率 (Hz)
10 3.0 300
20 2.7 270
30 2.4 240
40 2.1 210
50 1.8 180
60 1.5 150
70 1.2 120
80 0.9 90
90 0.6 60
100 0.3 30
在此，邏輯運算器30是以加法器為例，反向邏輯運算器40可以為減法器為例。加法器接收到第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2，並將其相加，而形成0至12.3V的方波電壓信號，作為合成電壓信號V S，再經由轉速偵測接腳傳送至減法器。
圖4為圖2中反向邏輯運算器的電路及波形示意圖。如圖4所示，減法器40可以包含第一運算放大電路41及第二運算放大電路43。第一運算放大電路41中包含第一運算放大器411，第一運算放大器411的正極輸入端接收合成電壓信號V S，例如，0至12.3V的方波電壓信號，而其負極輸入端輸入第三參考電壓V CC3，例如，10.5V，其正電源連接第四參考電壓V CC4，例如，12V，而其負電源端接地。經比較後輸出的輸出電壓，再經由第一參考電壓V CC1，例如，3.3V，拉升後輸出，而分離出第一電壓信號V 1。
更詳細地，如圖3所示，第一電壓信號V1可以透過相位的調整，施加在第二電壓信號V2的高位準時，也就是施加在方波的正緣。如此，在邏輯運算器30及反向邏輯運算器40的邏輯運算會更為簡便，更能提升運算的速度。
同樣地，第二運算放大電路43中包含第二運算放大器431，第二運算放大器431的正極輸入端接收合成電壓信號V S，而其負極輸入端輸入第五參考電壓V CC5，例如，5V，其正電源連接第四參考電壓V CC4，例如，12V，而其負電源端接地。經比較後輸出的輸出電壓，再經由第二參考電壓V CC2，例如，9V，拉升後輸出，從而分離出第二電壓信號V 2。第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2再輸出至處理器50。處理器50再分別判讀第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2以產生對應的操作指令C。例如，在處理器50依據第一電壓信號V 1判斷溫度過高，而依據第二電壓信號V 2風扇轉速仍可提升時，產生控制風扇轉速增加的操作指令C。
以上僅為示例，而非用以限制。例如，也可以將方波電壓信號，改以直流電壓信號、或脈衝電壓信號等方式輸出。又例如，可以將邏輯運算器30改為減法器，而將反向邏輯運算器40改為加法器來操作。其他乘法器、除法器、調變器及解調變器也可以應用於此，唯，需符合電腦或伺服器的電壓安全規範。在此，能藉由成對的邏輯運算器30、反向邏輯運算器40的設置，在無須變更標準規格下，就達到多重信號傳輸的功能，使得電腦或伺服器達到更佳的效能。
又例如，終端裝置20也可以是水冷幫浦，處理器50依據對應第一電壓信號V 1的偵測值來判斷溫度過高，而增加水冷幫浦的運轉速率。又例如，當偵測模組10所偵測的偵測值對應於音量，當處理器50依據對應第一電壓信號V 1判斷音量過大時，可以發出降低風扇轉速、或是進行風扇檢測的操作指令C。
圖5為多重信號同步傳輸方法的流程圖。如圖5所示，並同時參考圖1，多重信號同步傳輸方法S1包含第一電壓信號產生步驟S10、第二電壓信號產生步驟S20、電壓信號合成步驟S30、電壓信號傳輸步驟S40、信號分離步驟S50、及信號判讀步驟S60。第一電壓信號產生步驟S10是由偵測模組10基於其所偵測的偵測值產生第一電壓信號V 1。第二電壓信號產生步驟S20是由終端裝置20基於其作動狀態產生第二電壓信號V 2。在此，第一電壓信號產生步驟S10與第二電壓信號產生步驟S20並無特定先後之順序。
電壓信號合成步驟S30是將第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2透過邏輯器30，藉由邏輯運算合成為合成電壓信號V S。電壓信號傳輸步驟S40是合成電壓信號V S透過單一傳輸通道110傳送至反向邏輯運算器40。在此，傳輸通道110可以為傳送狀態偵測信號的接腳。在此，邏輯運算可以為加法運算，而反向邏輯運算為減法運算。另外，也可以將兩者相反配置，也就是邏輯運算可以為減法運算，而反向邏輯運算為加法運算。但者僅為示例，而不限於此，成對的乘法運算、除法運算或是調變運算及解調變運算也可以應用於此，唯，需符合電腦或伺服器的電壓安全規範。
信號分離步驟S50是反向邏輯運算器40進行反向邏輯運算，將合成電壓信號V S分離成第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2。信號判讀步驟S60是由處理單元50接收並第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2，並分別判讀第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2，並基於第一電壓信號V 1及第二電壓信號V 2產生對應的操作指令C。
如同前述實施例所述，多重信號同步傳輸系統1是透過成對的邏輯運算器30與反向邏輯運算器40來合成、分離不同的信號，因此，能在不更動現有規格下，能夠利用單一傳輸通道110來傳輸多個信號，而達到多重信號的傳輸，而有助於電腦或伺服器提升其效能。
1:多重信號同步傳輸系統
10:偵測模組
11:溫度偵測器
20:終端裝置
21:風扇裝置
30:邏輯運算器
40:反向邏輯運算器
41:第一運算放大電路
411:第一運算放大器
43:第二運算放大電路
431:第二運算放大器
50:處理單元
100:電路板
110:傳輸通道
120:控制信號通道
V1:第一電壓信號
V2:第二電壓信號
VS:合成電壓信號
VCC1:第一參考電壓
VCC2:第二參考電壓
VCC3:第三參考電壓
VCC4:第四參考電壓
VCC5:第五參考電壓
C:操作指令
S1:多重信號同步傳輸方法
S10:第一電壓信號產生步驟
S20:第二電壓信號產生步驟
S30:電壓信號合成步驟
S40:電壓信號傳輸步驟
S50:信號分離步驟
S60:信號判讀步驟
圖1為多重信號同步傳輸系統的方塊圖。 圖2為多重信號同步傳輸系統之一實例的電路示意圖。 圖3為圖2中電壓信號的波形圖。 圖4為圖2中反向邏輯運算器的電路及波形示意圖。 圖5為多重信號同步傳輸方法的流程圖。
1:多重信號同步傳輸系統
10:偵測模組
20:終端裝置
30:邏輯運算器
40:反向邏輯運算器
50:處理單元
100:電路板
110:傳輸通道
120:控制信號通道
V1:第一電壓信號
V2:第二電壓信號
VS:合成電壓信號
C:操作指令

Claims (11)

  1. 一種多重信號同步傳輸系統，包含：一偵測模組，與一電路板電氣連接，基於一偵測值產生一第一電壓信號；一終端裝置，安裝於該電路板上，基於該終端裝置的一作動狀態產生一第二電壓信號；一邏輯運算器，設置於該電路板上，電性連接該終端裝置及該偵測模組，該邏輯運算器接收該第一電壓信號及該第二電壓信號，並將該第一電壓信號及該第二電壓信號以一邏輯運算合成為一合成電壓信號，並將該合成電壓信號透過單一傳輸通道傳送出，其中該單一傳輸通道為一接腳；一反向邏輯運算器，設置於該電路板上，透過該單一傳輸通道接收該合成電壓信號，並藉由一反向邏輯運算，將該合成電壓信號分離成該第一電壓信號及該第二電壓信號；以及一處理單元，設置於該電路板上，並電性連接該反向邏輯運算器，接收並分別判讀該第一電壓信號及該第二電壓信號，而產生對應的一操作指令。
  2. 如請求項1所述之多重信號同步傳輸系統，其中該第一電壓信號及該第二電壓信號為一直流電壓信號、一方波電壓信號、或一脈衝電壓信號。
  3. 如請求項1所述之多重信號同步傳輸系統，其中該邏輯運算器為一加法器，該反向邏輯運算器為一減法器。
  4. 如請求項3所述之多重信號同步傳輸系統，其中該第一電壓信號施加在該第二電壓信號的一高位準。
  5. 如請求項1所述之多重信號同步傳輸系統，其中該邏輯運算器為一減法器，該反向邏輯運算器為一加法器。
  6. 如請求項1所述之多重信號同步傳輸系統，其中該偵測模組所偵測的該偵測值對應於一溫度、一溼度、或一音量。
  7. 如請求項1所述之多重信號同步傳輸系統，其中該終端裝置為一風扇或一水冷幫浦。
  8. 一種多重信號同步傳輸方法，包含：一第一電壓信號產生步驟，由一偵測模組基於其所偵測的一偵測值產生一第一電壓信號；一第二電壓信號產生步驟，由一終端裝置基於其的一作動狀態產生一第二電壓信號；一電壓信號合成步驟，將該第一電壓信號及該第二電壓信號透過一邏輯運算器，藉由一邏輯運算合成為一合成電壓信號；一電壓信號傳輸步驟，該合成電壓信號透過單一傳輸通道，由該邏輯運算器傳送至一反向邏輯運算器，其中該單一傳輸通道為一接腳；一信號分離步驟，該反向邏輯運算器進行一反向邏輯運算，將該合成電壓信號分離成該第一電壓信號及該第二電壓信號；以及一信號判讀步驟，由一處理單元接收並該第一電壓信號及該第二電壓信號，並分別判讀該第一電壓信號及該第二電壓信號而產生對應的一操作指令。
  9. 如請求項8所述之多重信號同步傳輸方法，其中該邏輯運算為一加法運算，該反向邏輯運算為一減法運算。
  10. 如請求項9所述之多重信號同步傳輸方法，其中該第一電壓信號施加在該第二電壓信號的一高位準。
  11. 如請求項8所述之多重信號同步傳輸方法，其中該邏輯運算為一減法運算，該反向邏輯運算為一加法運算。
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