TWI791312B - 提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統和相關方法 - Google Patents

Abstract

電子系統包含顯示裝置、第一主機，和第二主機。顯示裝置包含用以連接外部網路之網路介面埠、第一傳輸埠、第二傳輸埠、用來紀錄相關指定網路橋接對象的資訊之控制單元，以及集線單元，用來控制網路介面埠、控制單元、第一傳輸埠和第二傳輸埠之間的訊號傳送。第一主機耦接於該第一傳輸埠，用來在被設定成指定網路橋接對象時開啟網路橋接功能，並經由網路介面埠連接外部網路。第二主機耦接於第二傳輸埠，用來在未被設定成指定網路橋接對象時經由第二傳輸埠、集線單元和第一傳輸埠使用網路橋接功能連接外部網路。

Description

提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統 和相關方法

本發明提供一種提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統和相關方法，尤指一種透過KVM和網路橋接架構來提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統和相關方法。

寬螢幕顯示裝置能夠在娛樂上提供使用者更完美的觀賞體驗，在工作上讓使用者同時開啟更多視窗以提升工作效率，且能夠顯示更加細膩的畫面和更多的內容。市面上的寬螢幕顯示器通常會支援同時連接兩個主機，例如同時連接手機，桌上型電腦及筆記型電腦等電子裝置，並以雙畫面模式同時顯示兩個主機的畫面。越來越多的顯示器會提供智慧連網功能，讓連接至顯示器的主機能夠透過顯示器來上網。

然而，現有顯示裝置雖能支援多主機連接和提供智慧連網功 能，但當同時連接兩台主機時，先前技術之顯示裝置僅能讓其中一台主機上網。當連接的兩台主機進入省電模式時，先前技術之顯示裝置僅能遠端喚醒單一主機。因此，需要一種提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統。

本發明提供一種提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統，其包含一顯示裝置、一第一主機，和一第二主機。該顯示裝置包含用以連接一外部網路之一網路介面埠、一第一傳輸埠、一第二傳輸埠、用來紀錄相關一指定網路橋接對象的資訊之一控制單元，以及一集線單元，用來控制該網路介面埠、該控制單元、該第一傳輸埠和該第二傳輸埠之間的訊號傳送。該第一主機包含一第一嵌入式控制器且耦接於該第一傳輸埠，用來在該第一傳輸埠被設定成該指定網路橋接對象時開啟一網路橋接功能，並經由該網路介面埠連接該外部網路。該第二主機包含一第二嵌入式控制器且耦接於該第二傳輸埠，用來在該第二傳輸埠未被設定成該指定網路橋接對象時經由該第二傳輸埠、該集線單元和該第一傳輸埠使用該網路橋接功能，以連接該外部網路。

本發明另提供一種提供多台裝置同時連網之方法，其包含一顯示裝置連接一外部網路且開啟一網路橋接選項；在將一第一主機和一第二主機耦接至該顯示裝置後，使該第一主機連接該外部網路；將該第一主機設定為一網路橋接對象；該顯示裝置紀錄相關該指定網路橋接對象之資訊；該第一主機開啟一網路橋接功能；以及該第二主機 透過該顯示裝置讀取該指定網路橋接對象之資訊以經由該網路橋接功能連接該外部網路。

本發明另提供一種喚醒多台裝置之方法，其包含一顯示裝置連接一外部網路並開啟一網路橋接選項；在將一第一主機和一第二主機耦接至該顯示裝置後，將該第一主機設定為一網路橋接對象；該顯示裝置紀錄該第一主機的一第一媒體存取控制位址和該第二主機的一第二媒體存取控制位址；在該第一主機和該第二主機進入一省電模式後，該顯示裝置接收由一遠端裝置傳來之一網路喚醒魔術封包；當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第一媒體存取控制位址時，該顯示裝置直接透過一第一USB集線器來喚醒該第一主機；以及當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第二媒體存取控制位址時，該顯示裝置發送一通用輸入/輸出命令來切換一多電腦切換器，以透過一第二USB集線器來喚醒該第二主機。

10:第一主機

12、22:顯示管理程式

14、24:TCP/IP層

16、26:RNDIS層

18、28:USB驅動程式

19、29:網路橋接程式

20:第二主機

30:顯示裝置

32:螢幕

34:控制單元

36:集線單元

38:多電腦切換器

42:USB資料傳輸晶片

48:網路介面控制器

100、200:電子系統

210-280、410-470:步驟

HUB1、HUB2:USB集線器

UFP1、UFP2、DFP1、DFP2:傳輸埠

RJ:網路介面埠

EC1、EC2:嵌入式控制器

Internet:外部網路

第1圖為本發明實施例中一種電子系統之功能方塊圖。

第2圖為本發明實施例電子系統提供多台主機同時連網之方法流程圖。

第3圖為本發明另一實施例中一種電子系統之功能方塊圖。

第4圖為本發明另一實施例中電子系統喚醒多台裝置之方法流程圖。

第1圖為發明實施例中一種電子系統100之功能方塊圖。電子 系統100包含一第一主機10、一第二主機20，以及一顯示裝置30。顯示裝置30包含一螢幕32、一控制單元34，以及一集線單元36。集線單元36包含一第一通用序列匯流排(USB)集線器HUB1、一第二USB集線器HUB2、一多電腦切換器(KVM switch)38、一USB資料傳輸晶片(USB host-to-host chip)42、傳輸埠UFP1/UFP2/DFP1/DFP2，以及一網路介面埠RJ。

傳輸埠UFP1和UFP2為電子系統100之上行資料連結埠(upstream facing port)，而傳輸埠DFP1和DFP2為電子系統100之下行資料連結埠(downstream facing port)。第一USB集線器HUB1耦接於上行資料連結埠UFP1、多電腦切換器38和USB資料傳輸晶片42，而第二USB集線器HUB2耦接於上行資料連結埠UFP2、多電腦切換器38和USB資料傳輸晶片42。下行資料連結埠DFP1和DFP2耦接於多電腦切換器38，而顯示裝置30可經由網路介面埠RJ連接一外部網路Internet。在一實施例中，上行資料連結埠UFP1、UFP2和下行資料連結埠DFP1、DFP2可為支援USB規格之傳輸埠，而網路介面埠RJ可為乙太網路之RJ45連接器。然而傳輸埠UFP1/UFP2/DFP1/DFP2和網路介面埠RJ之實作方式並不限定本發明之範疇。

控制單元34可實作成整合多項功能的單一系統晶片，例如可整合調諧器(tuner)、解調器(demodulater)、類比數位訊號轉換器(ADC)、數位類比訊號轉換器(DAC)、鎖相迴路(PLL)、視訊解碼(video decoding)、解交錯式掃描(de-Interlacing)、視訊縮放(scalar)和螢幕直接顯示(On Screen Display)等多項功能，進而控制電子系統100內各元件的 運作。然而，控制單元34之實作方式並不限定本發明之範疇。

第一主機10包含一嵌入式控制器(embedded controller)EC1，可透過傳輸埠UFP1耦接至顯示裝置30，嵌入式控制器EC1包含一顯示管理程式12、一傳輸控制協定/網際網路協定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)層14、一遠端網路驅動程式介面規範(Remote Network Driver Interface Specification，RNDIS)層16，以及一USB驅動程式18，以及一網路橋接程式19。第二主機20包含一嵌入式控制器EC2，可透過傳輸埠UFP2耦接至顯示裝置30，嵌入式控制器EC2包含一顯示管理程式22、一TCP/IP層24、一RNDIS層26、一USB驅動程式28，以及一網路橋接程式29。

第2圖為本發明實施例電子系統100提供多台主機同時連網之方法流程圖，其包含下列步驟：

步驟210：顯示裝置30之控制單元34開啟OSD的網路橋接(network bridge)選項。

步驟220：控制單元34之OSD新增一個指定網路橋接對象的選項。

步驟230：控制單元34新增一個虛擬控制台(virtual control panel,VCP)命令以紀錄指定網路橋接對象。

步驟240：第一主機10之顯示管理程式12和第二主機20之顯示管理程式22定期地詢問顯示裝置30之控制單元34，以查詢指定網路橋接對象和連結資訊。

步驟250：第一主機10和第二主機20判斷是否被設定成指定網路橋接對象？若是；執行步驟260；若否；執行步驟270。

步驟260：第一主機10和第二主機20中被設定成指定網路橋接對象之主機透過其顯示管理程式開啟網路橋接功能。

步驟270：第一主機10和第二主機20中未被設定成指定網路橋接對象之主機透過其顯示管理程式將集線單元36設定為預設網路介面控制器(network interface controller,NIC)。

步驟280：當控制單元34之OSD網路橋接選項被關閉時，第一主機10之顯示管理程式12和第二主機20之顯示管理程式22關閉網路橋接功能或預設網路介面控制器。

顯示裝置30之控制單元34在步驟210中會開啟OSD的網路橋接選項，並於步驟220中新增一個指定網路橋接對象的OSD選項，使得使用者能設定指定網路橋接對象，也就是將傳輸埠UFP1和UFP2其中之一設為對應至指定網路橋接對象。舉例來說，假設傳輸埠UFP1被設定為對應至指定網路橋接對象，在步驟230中新增的VCP命令會紀錄第一主機10為指定網路橋接對象。

在步驟240中，第一主機10之顯示管理程式12和第二主機20之顯示管理程式22會定期地詢問顯示裝置30之控制單元34，以查詢指定網路橋接對象和連接資訊。顯示裝置30之多電腦切換器38可以讓使用者透過一組鍵盤、螢幕或滑鼠等周邊裝置(未顯示於第1圖)控制多台主機，並同時顯示多台主機的畫面。在無線連接的實施例中，連接資訊可包含第一主機10和第二主機20之IP位址以及一開放連接埠資訊， 上述開放連接埠資訊可包含至少一連接埠之編號與通訊協定(例如TCP/IP或UDP等)；在有線連接的實施例中，第一主機10和第二主機20可經由顯示資料通道指令介面(Display Data Channel Command Interface,DDC/CI)來將連接資訊傳送至顯示裝置30。然而，第一主機10/第二主機20和顯示裝置30之連接方式並不限定本發明之範疇。

在步驟250中，第一主機10和第二主機20會依據查詢到的指定網路橋接對象來決定連網方式。在步驟260中，第一主機10和第二主機20中被設定成指定網路橋接對象之主機會透過其顯示管理程式開啟網路橋接功能。在步驟270中，第一主機10和第二主機20中未被設定成指定網路橋接對象之主機會透過其顯示管理程式將集線單元36設定為預設NIC。

在一實施例中，假設耦接至傳輸埠UFP1之第一主機10被設定為指定網路橋接對象，而耦接至傳輸埠UFP2之第二主機20未被設定為指定網路橋接對象。此時，第一主機10之嵌入式控制器EC1會透過顯示管理程式12執行網路橋接程式19以開啟網路橋接功能(步驟260)，並經由RNDIS層16、傳輸埠UFP1和網路介面埠RJ連接外部網路Internet。同時，第二主機20之嵌入式控制器EC2會透過顯示管理程式22將集線單元36之RNDIS層設定為預設NIC，以經由傳輸埠UFP2、集線單元36和傳輸埠UFP1使用RNDIS層16之網路橋接功能，進而經由網路介面埠RJ連接外部網路Internet。

在另一實施例中，假設耦接至傳輸埠UFP2之第二主機20被設 定為指定網路橋接對象，而耦接至傳輸埠UFP1之第一主機10未被設定為指定網路橋接對象。此時，第二主機20之嵌入式控制器EC2會透過顯示管理程式22執行網路橋接程式29以開啟網路橋接功能(步驟260)，並經由RNDIS層26、傳輸埠UFP2和網路介面埠RJ連接外部網路Internet。同時，第一主機10之嵌入式控制器EC1會透過顯示管理程式12將集線單元36之RNDIS層設定為預設NIC，以經由傳輸埠UFP1、集線單元36和傳輸埠UFP2使用RNDIS層26之網路橋接功能，進而經由網路介面埠RJ連接外部網路Internet。

在步驟280中，當控制單元34之OSD網路橋接選項被關閉時，第一主機10之顯示管理程式12會停止執行網路橋接程式19以關閉網路橋接功能，而第二主機20之顯示管理程式22會關閉預設NIC。

在本發明電子系統100中，當第一主機10和第二主機20分別透過傳輸埠UFP1和UFP2耦接至顯示裝置30時，第一主機10和第二主機20可同時透過顯示裝置30連接外部網路Internet。上述實施例以兩台主機來說明，但不限定本發明之範疇。本發明亦可以同樣方式提供更多主機同時連網的功能。

第3圖為本發明另一實施例中一種電子系統200之功能方塊圖。電子系統200包含一第一主機10、一第二主機20，以及一顯示裝置30。顯示裝置30包含一螢幕32、一控制單元34、一集線單元36，以及一網路介面控制器48。集線單元36包含一第一USB集線器HUB1、一第二USB集線器HUB2、一多電腦切換器38、一USB資料傳輸晶片42，以 及傳輸埠UFP1、UFP2、DFP1、DFP12和RJ。電子系統200和電子系統100結構類似，相同之處不另加贅述。電子系統200另包含網路介面控制器48，耦接於控制單元34、集線單元36和網路介面埠RJ。

第4圖為本發明實施例中電子系統200喚醒多台裝置之方法流程圖，其包含下列步驟：

步驟410：顯示裝置30之控制單元34開啟OSD的網路橋接選項。

步驟420：顯示裝置30之網路介面控制器48直接紀錄第一主機10和第二主機20中被設定成指定網路橋接對象之主機的第一媒體存取控制位址(MAC address)。

步驟430：第一主機10和第二主機20中未被設定成指定網路橋接對象之主機透過其顯示管理程式將其RNDIS層之第二媒體存取控制位址傳送至顯示裝置30之網路介面控制器48。

步驟440：第一主機10和第二主機20進入省電模式。

步驟450：顯示裝置30透過網路介面控制器48接收由遠端裝置傳來之網路喚醒(Wake On Lane,WoL)魔術封包(magic packet)。

步驟460：當判定網路喚醒魔術封包對應至第一媒體存取控制位址時，顯示裝置30直接透過第一USB集線器HUB1喚醒第一主機10。

步驟470：當判定網路喚醒魔術封包對應至第二媒體存取控制位址時，顯示裝置30發送通用輸入/輸出(General Purpose Input Output,GPIO)命令來切換多電腦切換器38，進而透過第二USB集線器HUB2來喚醒第二主機10。

顯示裝置30之控制單元34在步驟410中可開啟OSD的網路橋接選項，接著顯示裝置30之網路介面控制器48在步驟420和430中會紀錄第一主機10和第二主機20的存取資訊，例如紀錄第一主機10之媒體存取控制位址(MAC address)和第二主機20之媒體存取控制位址。在一實施例中，假設第一主機10被設定成網路橋接對象，而第二主機20未被設定成網路橋接對象。此時，網路介面控制器48在步驟420中會直接紀錄第一主機10之第一媒體存取控制位址，而第二主機20在步驟430中會透過顯示管理程式22將自身的第二媒體存取控制位址傳送至顯示裝置30之網路介面控制器48。

在步驟440中，當第一主機10和第二主機20閒置一段預定時間後可能會進入省電模式以降低耗電，例如進入一休眠模式(Hibernate Mode)或一睡眠模式(Sleep Mode)。在步驟450中，在第一主機10和第二主機20進入省電模式後，網路介面控制器48可經由網路介面埠RJ接收外部網路Internet發送之網路喚醒魔術封包，再發送喚醒命令至控制單元34以喚醒第一主機10和第二主機20以回到正常模式下運作。

當網路介面控制器48在步驟460中判定網路喚醒魔術封包對應至第一主機10之媒體存取控制位址時，控制單元34會直接透第一USB集線器HUB1來喚醒第一主機20。當網路介面控制器48在步驟470中判定網路喚醒魔術封包對應至第二主機20之媒體存取控制位址時，控制單元34會發送一通用輸入/輸出(General Purpose Input Output,GPIO)命令來切換多電腦切換器38，進而透過第二USB集線器HUB2來 喚醒第二主機20。

在本發明電子系統200中，當第一主機10和第二主機20分別透過傳輸埠UFP1和UFP2耦接至顯示裝置30時，在第一主機10和第二主機20進入省電模式後，顯示裝置30可依據外部網路Internet傳來之網路喚醒魔術封包來喚醒第一主機10或第二主機20。上述實施例以兩台主機來說明，但不限定本發明之範疇。本發明亦可以同樣方式來喚醒更多主機中任一台主機。

綜上所述，在本發明之電子系統中，透過KVM和網路橋接架構能讓多台主機透過顯示裝置同時連網，並可遠端喚醒耦接至顯示裝置之多台主機中任一台主機。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10:第一主機

12、22:顯示管理程式

14、24:TCP/IP層

16、26:RNDIS層

18、28:USB驅動程式

19、29:網路橋接程式

20:第二主機

30:顯示裝置

32:螢幕

34:控制單元

36:集線單元

38:多電腦切換器

42:USB資料傳輸晶片

100:電子系統

HUB1、HUB2:USB集線器

UFP1、UFP2、DFP1、DFP2:傳輸埠

RJ:網路介面埠

EC1、EC2:嵌入式控制器

Internet:外部網路

Claims (15)

1. 一種提供多台裝置同時連網功能或多台裝置喚醒功能之電子系統，其包含：一顯示裝置，其包含：一網路介面埠，用以連接一外部網路；一第一傳輸埠；一第二傳輸埠；一控制單元，用來紀錄相關一指定網路橋接對象的資訊；以及一集線單元，用來控制該網路介面埠、該控制單元、該第一傳輸埠和該第二傳輸埠之間的訊號傳送；一第一主機，其包含一第一嵌入式控制器且耦接於該第一傳輸埠，用來在被設定成該指定網路橋接對象時開啟一網路橋接功能，並經由該網路介面埠連接該外部網路；以及一第二主機，其包含一第二嵌入式控制器且耦接於該第二傳輸埠，用來在未被設定成該指定網路橋接對象時經由該第二傳輸埠、該集線單元和該第一傳輸埠使用該網路橋接功能，以連接該外部網路。
2. 如請求項1所述之電子系統，其中該第一主機另用來：在被設定成該指定網路橋接對象時，透過該第一嵌入式控制器之一第一顯示管理程式來執行一第一網路橋接程式以開啟該網路橋接功能，並經由一第一遠端網路驅動程式介面規範(Remote Network Driver Interface Specification,RNDIS)層連接該外部網路。
3. 如請求項1所述之電子系統，其中該第二主機另用來：在未被設定成該指定網路橋接對象時，透過該第二嵌入式控制器之一第二顯示管理程式來將該集線單元設定為一預設網路介面控制器(network interface controller,NIC)，並經由該預設網路介面控制器連接該外部網路。
4. 如請求項1所述之電子系統，其中：該第一嵌入式控制器包含一第一顯示管理程式、一第一傳輸控制協定/網際網路協定(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,TCP/IP)層、一第一RNDIS層、一第一USB驅動程式，以及一第一網路橋接程式；而該第二嵌入式控制器包含一第二顯示管理程式、一第二TCP/IP層、一第二RNDIS層、一第二USB驅動程式，以及一第二網路橋接程式。
5. 如請求項1所述之電子系統，其中該集線單元包含：一多電腦切換器(KVM switch)，耦接於該控制單元；一第一USB集線器，耦接於該第一傳輸埠和該多電腦切換器；一第二USB集線器，耦接於該第二傳輸埠和該多電腦切換器；以及一USB資料傳輸晶片(USB host-to-host chip)，耦接於該第一USB集線器和該第二USB集線器之間。
6. 如請求項5所述之電子系統，其中該顯示裝置另包含一網 路介面控制器，耦接於該集線單元、該控制單元和該網路介面埠，用來：在該第一主機和該第二主機進入一省電模式後，經由該網路介面埠接收一網路喚醒(Wake On Lane,WoL)魔術封包(magic packet)；以及紀錄相關該第一主機和該第二主機之存取資訊。
7. 如請求項6所述之電子系統，其中：當該第一主機被設定成該指定網路橋接對象時，該網路介面控制器直接紀錄該第一主機之一第一媒體存取控制位址；且當該第二主機未被設定成該指定網路橋接對象時，該第二主機另透過一第二顯示管理程式將該第二主機之一第二媒體存取控制位址傳送至該網路介面控制器。
8. 如請求項7所述之電子系統，其中當該第一主機和該第二主機進入該省電模式後，該控制單元另用來：當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第一媒體存取控制位址時，直接透該第一USB集線器來喚醒該第一主機；且當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第二媒體存取控制位址時，發送一通用輸入/輸出(General Purpose Input Output,GPIO)命令來切換該多電腦切換器，進而透過該第二USB集線器來喚醒該第二主機。
9. 一種提供多台裝置同時連網之方法，其包含： 一顯示裝置連接一外部網路且開啟一網路橋接選項；在將一第一主機和一第二主機耦接至該顯示裝置後，使該第一主機連接該外部網路；將該第一主機設定為一指定網路橋接對象；該顯示裝置紀錄相關該指定網路橋接對象之資訊；該第一主機開啟一網路橋接功能；以及該第二主機透過該顯示裝置讀取該指定網路橋接對象之資訊以經由該網路橋接功能連接該外部網路。
10. 如請求項9所述之方法，其另包含：該第一主機透過一第一顯示管理程式開啟一第一遠端網路驅動程式介面規範(RNDIS)層之該網路橋接功能；該第二主機將該顯示裝置之RNDIS層設定為一預設網路介面控制器；以及該第一主機和該第二主機分別透過該第一RNDIS層和該預設網路介面控制器同時連接該外部網路。
11. 如請求項10所述之方法，其另包含：該顯示裝置新增一個虛擬控制台(virtual control panel,VCP)命令來紀錄該指定網路橋接對象；以及該第一主機和該第二主機分別透過該第一顯示管理程式和該第二顯示管理程式定期地詢問該顯示裝置以查詢該指定網路橋接對象。
12. 如請求項10所述之方法，其另包含：在該顯示裝置關閉該網路橋接選項後，該第一主機和該第二主機分別透過該第一顯示管理程式和該第二顯示管理程式關閉該網路橋接功能和關閉該預設網路介面控制器。
13. 一種喚醒多台裝置之方法，其包含：一顯示裝置連接一外部網路並開啟一網路橋接選項；在將一第一主機和一第二主機耦接至該顯示裝置後，將該第一主機設定為一網路橋接對象；該顯示裝置紀錄該第一主機的一第一媒體存取控制位址和該第二主機的一第二媒體存取控制位址；在該第一主機和該第二主機進入一省電模式後，該顯示裝置接收由一遠端裝置傳來之一網路喚醒魔術封包；當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第一媒體存取控制位址時，該顯示裝置直接透過一第一USB集線器來喚醒該第一主機；以及當判定該網路喚醒魔術封包對應至該第二媒體存取控制位址時，該顯示裝置發送一通用輸入/輸出命令來切換一多電腦切換器，以透過一第二USB集線器來喚醒該第二主機。
14. 如請求項13所述之方法，其另包含：在一正常模式下該第一主機透過一第一顯示管理程式開啟一第一RNDIS層之網路橋接功能，而該顯示裝置紀錄相關該第一RNDIS層之該第一媒體存取控制位址。
15. 如請求項13所述之方法，其另包含：在一正常模式下該第二主機透過一第二顯示管理程式來將相關一第二RNDIS層之該第二媒體存取控制位址傳送至該顯示裝置。

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