TWI809413B

TWI809413B - 電子裝置與支援複數周邊裝置的方法

Info

Publication number: TWI809413B
Application number: TW110120615A
Authority: TW
Inventors: 錢欣德
Original assignee: 德承股份有限公司
Priority date: 2021-06-07
Filing date: 2021-06-07
Publication date: 2023-07-21
Also published as: TW202248865A

Abstract

一種電子裝置，包括一機殼、一輸出驅動單元、一控制器以及一基本輸入輸出系統，其中機殼上形成有複數個連接端口；輸出驅動單元配置於機殼內且具有一最大同步輸出訊號數，且最大同步輸出訊號數小於連接端口的數量；控制器配置於機殼內；基本輸入輸出系統電性連接於連接端口、輸出驅動單元以及控制器。此外，本發明還提供一種適用於上述電子裝置且用以支援複數周邊裝置的方法。

Description

電子裝置與支援複數周邊裝置的方法

本發明提供一種電子裝置與支援複數周邊裝置的方法，且特別是關於一種可讓使用者不透過橋接器並自由插接複數周邊裝置的電子裝置與支援上述電子裝置的方法。

電腦是在生活領域以及工業用途上相當常見的一種電子用品。一般而言，電腦包括複數個輸出裝置，例如顯示器、揚聲器以及印表機等等。以顯示器為例，一台電腦主機可能因為實際需求而需要連接多台顯示器，而這些顯示器分別具有各自的連接端子，例如影像圖形陣列(video graphic arrays, VGA)端子、高解析度多媒體界面(high definition multimedia interface, HDMI)端子以及顯示埠(display port, DP)端子等等。然而，在x86系統中，輸入輸出(I/O)空間最大為64K位元組(byte)，且當每一台連接的顯示器的顯示卡宣告其需要的I/O空間後，基本輸入輸出系統(basic input/output system, BIOS)才會將I/O空間分配給每一張顯示卡，再考量到電腦還會連接其它需要I/O空間的周邊設備以及內部硬碟配置的驅動程式執行時所需的資源，一般的主機板最多只能支援三台顯示器同時輸出影像，進而導致電腦主機供應商在設計主機外殼時也僅配置三個/種連接端口。

為此，其中一種解決方法是使用橋接器(例如PCI/PCIe橋接器)，藉此可使得具有特定連接端子的顯示器得以間接地插接於原本形狀及規格彼此不相容的連接端口，也能夠使單一主機插接的顯示器數量超過機殼上連接端口的數量。然而，橋接器的使用將使得訊號減弱且容易產生雜訊，且當電腦主機的工作環境較為嚴苛，例如是行駛中的無人自動車或者是同時擺放有高頻運轉機台導致持續震動的工廠地面時，橋接器與機殼以及橋接器與顯示器之間的連接容易鬆脫，嚴重影響顯示器的使用體驗及訊號品質。

發明人遂竭其心智悉心研究，進而研發出一種可讓使用者不透過橋接器並自由插接複數周邊裝置的電子裝置與支援上述電子裝置的方法，以期在嚴苛工作環境中依然能使這些周邊裝置順利運作且訊號品質不受影響。

本發明提供一種電子裝置，包括一機殼、一輸出驅動單元、一控制器以及一基本輸入輸出系統，其中機殼上形成有複數個連接端口；輸出驅動單元配置於機殼內且具有一最大同步輸出訊號數，且最大同步輸出訊號數小於連接端口的數量；控制器配置於機殼內；基本輸入輸出系統電性連接於連接端口、輸出驅動單元以及控制器。

此外，本發明還提供一種適用於上述電子裝置且用以支援複數周邊裝置的方法，包括控制器發出複數個輸出訊號；基本輸入輸出系統接收輸出訊號，並偵測輸出訊號是否分別具有對應且連接於這些連接端口的其中一連接端口的周邊裝置；以及基本輸入輸出系統將這些輸出訊號以及偵測的一資訊傳遞至輸出驅動單元。

在一實施例中，上述的基本輸入輸出系統在電子裝置的初始化階段時，偵測各周邊裝置的總數並依據連接的各連接端口進行排序，且將總數以及一排序結果傳遞至輸出驅動單元。

在一實施例中，上述的各周邊裝置分別為一顯示器，且排序的優先度滿足：影像圖形陣列端口＞高解析度多媒體介面端口＞顯示埠端口。

在一實施例中，上述的基本輸入輸出系統在電子裝置的初始化階段後，每一時距偵測各周邊裝置的總數以及這些輸出訊號與各周邊裝置的一對應資訊，並將總數以及對應資訊傳遞至輸出驅動單元。

在一實施例中，上述的各周邊裝置分別為一顯示器，且連接端口的數量以及最大同步輸出訊號數分別為四與三。

藉此，本發明的電子裝置的基本輸入輸出系統能透過上述支援複數周邊裝置的方法偵測控制器所發出的輸出訊號是否分別對應於周邊裝置，並將輸出訊號以及對應資訊傳遞至輸出驅動單元，不僅由於連接端口數量增加進而提高周邊裝置的相容性，且即使使用者將數量大於最大同步輸出訊號數的周邊裝置連接於連接端口，電子裝置亦可維持最大同步輸出訊號數的周邊裝置正常運作，如此一來無需透過橋接器進行連接，達到避免訊號品質降低的效果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其它技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地呈現。值得一提的是，以下實施例所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明，而非對本發明加以限制。此外，在下列的實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。

請參考圖1至圖3，其中圖1為本發明的電子裝置的一實施例的立體示意圖，圖2為圖1的電子裝置另一角度的立體示意圖，而圖3為圖1的電子裝置內部元件的方塊示意圖。本實施例的電子裝置1例如是一工業用電腦，且包括一機殼100、一輸出驅動單元200、一控制器300以及一基本輸入輸出系統400，其中輸出驅動單元200例如是儲存於機殼100內部硬碟的驅動軟體；控制器300例如是一中央處理器(central processing unit, CPU)且配置於機殼100內的主機板上；基本輸入輸出系統400例如是燒錄於主機板上晶片的韌體，且電性連接於輸出驅動單元200以及控制器300。

詳細而言，由於輸出上的需求，電子裝置1可能會連接複數個周邊裝置，其中各個周邊裝置例如是一顯示器。為此，機殼100上形成有複數個連接端口，且基本輸入輸出系統400電性連接於這些連接端口。在本實施例中，連接端口的數量一共有四個，且在下文中分別以第一連接端口110、第二連接端口120、第三連接端口130以及第四連接端口140作為區分。如圖1及圖2所示，第一連接端口110例如是一影像圖形陣列(VGA)端口，第二連接端口120例如是一高解析度多媒體介面(HDMI)端口，而第三連接端口130以及第四連接端口140則為顯示埠(DP)端口，其中第一連接端口110以及第三連接端口130配置於機殼100的後側，而第二連接端口120以及第四連接端口140則配置於機殼100的前側，但本發明對此不加以限制。

請參考圖4，圖4為本發明的支援複數周邊裝置的方法的一實施例的流程示意圖。具體而言，由於主機板的規格以及電子裝置1電力供應的限制，輸出驅動單元200具有一最大同步輸出訊號數，在本實施例中最大同步輸出訊號數例如為三，換言之，輸出驅動單元200可同時驅動三台顯示器進行影像輸出，且最大同步輸出訊號數小於連接端口的數量。當使用者基於使用需求而將上述的連接端口連接上對應的顯示器及連接端子時，為了同時兼顧輸出驅動單元200對於I/O資源的分配以及使用上的便利性，本發明提供一種支援複數周邊裝置的方法，包括：控制器300發出複數個輸出訊號(步驟S01)；基本輸入輸出系統400接收這些輸出訊號，並偵測這些輸出訊號是否分別有對應且連接於這些連接端口的其中一連接端口的周邊裝置(步驟S02)；以及基本輸入輸出系統400將這些輸出訊號以及偵測的一資訊傳遞至輸出驅動單元200(步驟S03)。

詳細而言，本實施例的基本輸入輸出系統400具有兩種運作模式，第一種是真實模式(Real Mode)，會在電子裝置1的初始化階段執行；另一種是作業系統模式(OS Mode)，會在電子裝置1的初始化階段結束後由作業系統分配各個周邊裝置的I/O資源時於背景執行。當在真實模式，基本輸入輸出系統400會在電子裝置1的初始化階段時，偵測各個周邊裝置的總數並依據連接的各連接端口進行排序，並將總數以及排序結果傳遞至輸出驅動單元200，以本實施例而言，排序的優先依據為連接端口的類型，且影像圖形陣列端口的優先度高於高解析度多媒體介面端口，而多媒體介面端口的優先度又高於顯示埠端子，但本發明並不以此為限，在其它可能的實施例中，使用者也可依據實際需求改變排序的優先依據。倘若連接於連接端口的周邊裝置的數量小於等於最大同步輸出訊號數，那麼連接於連接端口的所有周邊裝置皆可分配到I/O資源並正常運作；倘若連接於連接端口的周邊裝置的數量大於最大同步輸出訊號數，則輸出驅動單元200會根據基本輸入輸出系統400的排序結果忽視最大同步輸出訊號數之後的排序順位所對應的連接端口，以本實施例為例，排序順位為四的第四連接端口140所連接的顯示埠端子顯示器將會被忽視而不會分配到I/O資源。

而當在作業系統模式時，分配I/O資源的權限會轉移至控制器300以及輸出驅動單元200，此時基本輸入輸出系統400僅負責接收控制器300發出的輸出訊號，並依據這些輸出訊號的數量偵測是否分別有對應的周邊裝置連接於連接端口上。又，依據輸出訊號數量、最大同步輸出訊號數以及偵測結果，可分為以下數種狀況：

(1)狀況A：輸出訊號數量≦最大同步輸出訊號數，且所有的輸出訊號均有對應連接於連接端口的周邊裝置：所有被對應到的周邊裝置均可分配到I/O資源。

(2)狀況B：輸出訊號數量≦最大同步輸出訊號數，但只有部份的輸出訊號有對應連接於連接端口的周邊裝置：所有被對應到的周邊裝置均可分配到I/O資源。

(4)狀況C：輸出訊號數量＞最大同步輸出訊號數，且所有的輸出訊號均有對應連接於連接端口的周邊裝置：電子裝置1將依據輸出驅動單元200的排序結果，由優先度高至低分配給最大同步輸出訊號數個周邊裝置。

(5)狀況D：輸出訊號數量＞最大同步輸出訊號數，但只有部份的輸出訊號有對應連接於連接端口的周邊裝置：電子裝置1將依據輸出驅動單元200的排序結果，由優先度高至低分配給至多最大同步輸出訊號數個且被輸出訊號對應到的周邊裝置。

值得一提的是，在作業系統模式時，本實施例的電子裝置1還支援周邊裝置的熱插拔，具體的作法是：基本輸入輸出系統400在電子裝置1的初始化階段後，每一時距偵測各個周邊裝置的總數以及這些輸出訊號與各周邊裝置的一對應資訊，並將總數以及對應資訊傳遞至輸出驅動單元200，並由輸出驅動單元200進行排序，其中時距例如為100毫秒，但本發明對此不加以限制。如此一來，即使在電子裝置1運作時，周邊裝置的數量自最大同步輸出訊號數以下增為大於最大同步輸出訊號數、自大於最大同步輸出訊號數減為最大同步輸出訊號數以下，或者是周邊裝置的總數不變但改為連接於不同的連接端口，輸出驅動單元200皆可即時進行排序並使得至多最大同步輸出訊號數個周邊裝置均能分配到I/O資源並正常作用，提供更大的使用彈性，且解決了使用橋接器所導致的訊號品質降低的問題。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，上述實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。且應注意的是，舉凡與上述實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

1:電子裝置 100:機殼 110:第一連接端口 120:第二連接端口 130:第三連接端口 140:第四連接端口 200:輸出驅動系統 300:控制器 400:基本輸入輸出系統 S01 ~ S03:步驟

圖1為本發明的電子裝置的一實施例的立體示意圖。圖2為圖1的電子裝置另一角度的立體示意圖。圖3為圖1的電子裝置內部元件的方塊示意圖。圖4為本發明的支援複數周邊裝置的方法的一實施例的流程示意圖。

S01~S03:步驟

Claims

一種電子裝置，包括：一機殼，該機殼上形成有複數個連接端口；一輸出驅動單元，配置於該機殼內，該輸出驅動單元具有一最大同步輸出訊號數，且該最大同步輸出訊號數小於該複數個連接端口的數量；一控制器，配置於該機殼內；以及一基本輸入輸出系統，電性連接於該複數個連接端口、該輸出驅動單元以及該控制器；其中，當該基本輸入輸出系統接收該控制器發出的複數個輸出訊號後，該基本輸入輸出系統將該複數個輸出訊號以及該複數個輸出訊號是否分別具有對應的一周邊裝置的資訊傳遞至該輸出驅動單元，其中各該周邊裝置分別連接於該複數個連接端口的其中一連接端口。
如請求項1所述的電子裝置，其中該基本輸入輸出系統在該電子裝置的初始化階段時，偵測各該周邊裝置的總數並依據連接的各該連接端口進行排序，且將該總數以及一排序結果傳遞至該輸出驅動單元。
如請求項2所述的電子裝置，其中各該周邊裝置分別為一顯示器，且該排序的優先度滿足：影像圖形陣列端口＞高解析度多媒體介面端口＞顯示埠端口。
如請求項1所述的電子裝置，其中該基本輸入輸出系統在該電子裝置的初始化階段後，每一時距偵測各該周邊裝置的總數以及該複數個輸出訊號與各該周邊裝置的一對應資訊，並將該總數以及該對應資訊傳遞至該輸出驅動單元。
如請求項1所述的電子裝置，其中各該周邊裝置分別為一顯示器，且該複數個連接端口的數量以及該最大同步輸出訊號數分別為四與三。
一種支援複數周邊裝置的方法，包括：一電子裝置的一控制器發出複數個輸出訊號；該電子裝置的一基本輸入輸出系統接收該複數個輸出訊號，並偵測該複數個輸出訊號是否分別具有對應且連接於該電子裝置的複數個連接端口的其中一連接端口的一周邊裝置；以及該基本輸入輸出系統將該複數個輸出訊號以及偵測的一資訊傳遞至該電子裝置的一輸出驅動單元，其中該輸出驅動單元具有一最大同步輸出訊號數，且該最大同步輸出訊號數小於該複數個連接端口的數量。
如請求項6所述的方法，還包括：該基本輸入輸出系統在該電子裝置的初始化階段時，偵測各該周邊裝置的總數並依據連接的各該連接端口進行排序；以及該基本輸入輸出系統將該總數以及一排序結果傳遞至該輸出驅動單元。
如請求項7所述的方法，其中各該周邊裝置分別為一顯示器，且該排序的優先度滿足：影像圖形陣列端口＞高解析度多媒體介面端口＞顯示埠端口。
如請求項6所述的方法，還包括：該基本輸入輸出系統在該電子裝置的初始化階段後，每一時距偵測各該周邊裝置的總數以及該複數個輸出訊號與各該周邊裝置的一對應資訊，並將該總數以及該對應資訊傳遞至該輸出驅動單元。