CN1700141A - 集成式多单机*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及并公开一种集成式多单机***，包括二台或二台以上主机模块(30)及其之间相互通讯的内部网络和用于该内部网络通讯的交换机模块(31)，其特征在于：所述主机模块(30)和交换机模块(31)通过PCB布线(10)电连接，所述内部网络内置在所述布线中。这种集成式多单机***可供多客户端使用，采用模块化插拔设计，大大降低了设备安装和维护的难易度。

Description

集成式多单机***

技术领域

本发明涉及计算机、网络与总线技术，具体涉及一种集成网络、多主机，同时带统一外部网络接口的集成式多单机***。

背景技术

目前，用户组建计算机局域网的方式都是先配置标准的PC，再通过交换机将配置好的PC连接起来，构成计算机网络，包括有盘和无盘工作***。每台PC都是标准的构架(AT、ATX、BTX)，其接口均为行业标准接口，每台机器相互独立，其硬件资源为各PC独享，每台PC提供一个用户终端。通过这种方式，每个用户必须配置一套完整的硬件设备，占据大量空间，同时每台PC都必须占用一个网络接口，分散给每个用户、不便于统一管理，当某客户端出现硬件故障时，必须对整台电脑进行检修，无论从安装还是维护都非常复杂。

此外，有些大型***使用诸如LINIX服务器和工作站，其对终端的管理和维护都比较简单，但它需要服务器及特殊的软件设置，与个人使用的PC及PC的操作***有一定区别，不符合用户通常的使用习惯。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种符合用户通常的使用习惯的可供多客户端使用、同时又可以将复杂设备集中维护管理的多用户组网上机***。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

这中集成式多单机***，包括二台或二台以上主机模块及其之间相互通讯的内部网络和用于该内部网络通讯的交换机模块，其特征在于：所述主机模块(30)和交换机模块通过PCB布线电连接，所述内部网络内置在所述布线中。这样将所有主机和网络集中在一个设备中，仅需管理维护一个复杂设备，因此给用户安装和管理都带来方便，同时，对于每个用户使用的是一个独立逻辑PC，完全符合用户使用习惯。

本发明的目的还可以通过以下措施来进一步完善：

所述PCB布线包括二个或二个以上的主机网络接口，分别连接一个主机模块；所述交换机模块的端口数大于等于所述主机网络接口数，所述端口通过交换机网络接口与所述布线连接。

所述主机网络接口为8个，所述主机模块为2-8个；所述交换机模块的端口数为8；所述连接方式为活动连接。

所述交换机模块包括一连接外部网络的计算机网络接口。实现与外部网络的连接。

所述集成式多单机***还包括数据存储设备，所述布线包括数据读取/控制总线，提供给所述数据存储设备和一个所述主机模块。这种方案中的数据存储设备配合网络服务器共同使用，用于首次启动一主机模块，然后将该主机的内存镜象上载至网络服务器，以后所有主机模块的启动都可以直接从网络服务器上加载。

所述数据读取/控制总线是IDE总线，所述数据存储设备是硬盘或光驱，所述硬盘或光驱通过IDE接口与IDE总线连接。

所述集成式多单机***，还包括公用的电源模块和电源控制模块，所述主机模块包括对应的电源控制逻辑单元，所述PCB布线包括为所述主机模块提供电源的电源线、地线以及电源控制线，所述电源控制模块、PCB布线中的电源控制线和位于主机模块上的电源控制逻辑单元共同构成了本***电源控制电路。

所述电源控制电路还包括数据存储设备对应的电源控制逻辑单元。

所述集成式多单机***，还包括多个由所述PCB布线提供电源、用于***散热的***风扇以及检测所述风扇和电源故障的语音报警模块。

所述电源包括5V、12V和3.3V，分别设在PCB布线中。

所述PCB布线位于背板上，所述主机模块通过接插件与所述背板活动连接，并与所述PCB布线电连接。

所述接插件的物理结构为通用的PCI接插件。

所述接插件的PCI插槽针脚定义如下：

针脚编号    针脚定义    针脚编号    针脚定义

B1～B7      网络        A3～A39     IDE总线

B8～B29     地线        A42         电源PS-ON信号

B38～B44    电源+5V5B   A44         电源PG信号

B47～B49    电源+12V    A45～A49    电源-12V

B52～B62    电源+3.3V   A50         电源开关

该主板PCI插槽包括主机网络接口B1～B7，数据读取/控制总线接口A3～A39，电源线B38～B44、B47～B49、B52～B62和A45～A49以及电源控制线A42和A44。

所述交换机模块和电源模块也通过所述母板上的插槽与所述总线电连接。

所述主机模块可以连接各自的鼠标、键盘和显示器。

所述交换机模块包括一个与外部网络连接的外网接口。

所述主机模块可以连接各自的鼠标、键盘和显示器。

所述主机模块与所述鼠标、键盘和显示器相距4-50米。

所述主机模块还连接一远程电源开关。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1.降低硬件成本，节约空间。

2.方便安装、使用，减少***维护量。

附图说明

图1是本发明集成式多单机***的组网示意图

图2是图1所示***中主设备的正面示意图。

图3是图1所示***中主设备的背面示意图。

图4是图1所示***中主设备的电原理框图。

图5是图4所示设备的结构示意图。

图6是图4所示设备中主机模块板的电源控制电路一原理框图。

图7是图4所示设备中主机模块板的电源控制电路二原理框图。

图8是图4所示设备中逻辑PC的结构示意图。

图9是图4所示设备中风扇监控及语音报警装置的电原理框图。

图10是主机模块板与总线连接的示意图。

图11是交换机板与总线连接的示意图。

图12本发明主机模块板对应的PCI针脚定义图。

图13是本发明用户端接入电缆一的示意图。

图14是本发明用户端接入电缆二的示意图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图和实施例作进一步详述：

本发明集成式多单机***包括中心设备部分和用户端设备部分。如图1所示，中心设备部分为主设备1；用户端设备部分包括多台显示器2及各自对应的键盘3；主设备1与用户端设备通过连接线5连接，该连接线5为4-50米；同时，主设备1还可以通过网络接口连接外部计算机网络4。

本发明的核心部分是主设备1，如图2所示，主设备1包括8块主机模块30和1块电源交换机板6以及公用的光驱32，该电源交换机板6包括1个8端***换机模块3 1和2个电源模块41，其中1个电源模块41提供4块主机模块30的电源。主设备1可以最多给8个用户提供独立的逻辑PC，可使用一公用硬盘，该硬盘安置在主设备1内，可以根据用户数调整主机模块30的数量。

如图3所示，上述8块主机模块30和1块电源交换机板6共同插在背板7上，通过插针8与背板7上的PCB布线10电连接，公用的光驱32以及内设的共享硬盘也通过接口和连接电缆与背板相连，背板上还设置有接入客户端设备连接电缆的接入孔53和网络接口9，该网络接口用于连接外部网络4。这种结构便于布线和安装。

主设备1的具体电路，如图4所示，包括电源模块41、交换机模块31、电源控制模块40、语音报警模块51、***风扇模块50和主机模块30以及公用光驱模块32，所有部件通过各自的接口与背板7上的PCB布线10电连接，这样通过PCB布线式结构实现各主机模块30网络连接以及与外部网络的通讯，还实现硬盘/光驱模块32和电源模块41的共享，将包括多个逻辑PC和交换机在内的整个局域网的主要设备集成在一个装置中，而仅将显示器和键盘等拉到客户端，使得设备易于安装和维护。

主设备1的具体结构，如图5所示，包括位于背板上PCB布线10、背板PCB布线上的接插件和接口以及通过这些接插件和接口与PCB布线10连接的各功能模块，功能模块包括主机模块30、交换机模块板31、数据存储设备以及***风扇和语音报警模块51，主设备1的一大块区域为插箱结构，主机模块30、交换机模块板31为插板，交换机模块板31中集成了2个电源模块41，分别给4个主机模块30提供电源。PCB布线10包括电源接口112、IDE总线113和内部网络PCB布线114，还包括电源控制线。

主设备1中的主机模块30提供给各自用户远程使用，多用户管理主设备1公用电源模块41的电路，包括电路一和电路二两种：

电路一，如图6所示，电源模块41通过PCB布线10给主机模块30供电，主机模块30按电源控制模块40的指令选择正常工作或进入抑止状态，即芯片和CPU均不工作。

电路二，如图7所示，电源模块41通过PCB布线10和继电器80给与继电器80对应的主机模块30供电，继电器80按电源控制模块40的指令选择接通或断开。

下面以上述电路一为例说明用户使用过程中的电源管理，本发明主设备1的2个电源模块41为负荷方式，分别提供4块主机模块30的电源：

一)开机过程：当***第1个用户使用时，通过客户端的远程电源开关启动其对应主设备内的主机模块30，又称主板30，该主机模块30启动时，该主机模块30发出低电平信号，电源控制模块40接收到该信号后，检测到该主板是第1块启动的，电源控制模块40向电源41发出PS-ON低电平信号，电源41正常启动后向所有主板30供应+3.3V、+5V、+12V、-12V电源，并发出PG高电平信号，电源控制模块40接收到该信号后，向该主板30发出PG高电平信号，该主板30正常工作，其他主板30虽然已经有了+3.3V、+5V、+12V、-12V电源供应，但是由于没有PG高电平信号，处于抑止状态，芯片和CPU33均不工作；当第2个用户使用时，通过客户端的远程电源开关启动第2块主板30，发出PS-ON低电平信号，电源控制模块40接收到该信号后，检测到已经有主板30处于工作状态，并且电源41已经正常工作，电源控制模块40就向第2块主板30发出PG高电平信号，该主板4从抑止状态进入正常工作状态；第3、第4个用户使用时同理控制；

二)关机过程：当***的4名用户中第一名用户退出时，通过客户端的远程电源开关关闭当对应的主板30，该主板30发出PS-ON高电平信号，电源控制模块40接收到该信号后，检查其他3块主板30的工作状态，由于还有其他主板30处于工作状态，因此电源控制模块40向该主板30发送PG低电平信号，该主板30处于抑止状态，芯片和CPU33复位并停止工作；第2、第3个用户关机时同理控制；当***的最后一名用户退出时，通过客户端的远程电源开关关闭最后一块主板30，该主板30发出PS-ON高电平信号，电源控制模块40接收到该信号后，检测到其他主板30均处于抑止状态，电源控制模块40向该主板30发出PG低电平信号，并向电源41发出PS-ON高电平信号，电源41关闭。

本发明提供给每个用户实际上独立的逻辑PC，其结构如图8所示，主机模块30构成逻辑PC的CPU和主板，公用的硬盘/光驱构成逻辑PC的计算机外部存储器，公用的电源模块41加上电源控制模块构成逻辑PC的独立电源。这种方式下，每个操作者感觉就是在个人电脑上操作，完全符合大多数操作者的一般习惯。

主设备还包括***风扇，用于各功能模块的散热。对应的风扇监控及语音报警装置，其结构如图9所示，***风扇模块含有风扇状态检测/控制电路53，该风扇状态检测/控制电路53检测***风扇的转速，并根据异常情况控制语音合成集成电路511语音报警，并在一定的条件下，比如一定时间后，控制主机模块30停止工作。

板块的PCB布线结构实现了设备的高度集成化，具体连接如图11、12所示，通过接插件使得主机模块30和交换机电源模块板32与PCB布线活动连接，便于安装和维护。

其中，上述PCB布线上主机模块30对应接插件PCI针脚如图13所示，定义如下：

针脚编号    针脚定义    针脚编号    针脚定义

B1～B7      网络        A3～A39     IDE总线

B8～B29     地线        A42         电源PS-ON信号

B38～B44    电源+5V5B   A44         电源PG信号

B47～B49    电源+12V    A45～A49    电源-12V

B52～B62    电源+3.3V   A50         电源开关

另外，主设备1通过每用户3条总的长电缆连接至用户端，然后再分出来分别连接各个用户端设备，1条视频电缆，另两条电缆，结构如图14、15所示，其中，DB端子包括多个USB线缆63和外层的屏蔽层62；另一接口端子包括控制线缆64、指示灯线缆65、AUDIO线缆66、MIC线缆67、鼠标线缆68和键盘线缆69以及外层的屏蔽层70。使用电缆后，用户易于远程使用，同时便于安装。

最后，根据本技术领域普通技术人员理解，上述PCB布线可全部采用总线形式，也可以在网络接口上采用端一端连接，即一块主机模块连接一交换机端口。而且本发明的电源交换机板6可分解为1块交换机板和两块电源板分别插在背板上。

Claims (16)

1.一种集成式多单机***，包括二台或二台以上主机模块(30)及其之间相互通讯的内部网络和用于该内部网络通讯的交换机模块(31)，其特征在于：所述主机模块(30)和交换机模块(31)通过PCB布线(10)电连接，所述内部网络内置在所述布线中。

2.根据权利要求1所述的集成式多单机***，其特征在于：所述PCB布线包括二个或二个以上的主机网络接口，分别连接一个主机模块(30)；所述交换机模块(31)的端口数大于等于所述主机网络接口数，所述端口通过交换机网络接口与所述布线连接。

3.根据权利要求2所述的集成式多单机***，其特征在于：所述主机网络接口为8个，所述主机模块为2-8个；所述交换机模块(31)的端口数为8；所述连接方式为活动连接。

4.根据权利要求3所述的集成式多单机***，其特征在于：所述交换机模块(31)包括一连接外部网络的计算机网络接口。

5.根据权利要求1所述的集成式多单机***，其特征在于：还包括数据存储设备(32)，所述布线(10)包括数据读取/控制总线，提供给所述数据存储设备和一个所述主机模块(30)。

6.根据权利要求5所述的集成式多单机***，其特征在于：所述数据读取/控制总线是IDE总线，所述数据存储设备(32)是硬盘或光驱，所述硬盘或光驱通过IDE接口与IDE总线连接。

7.根据权利要求1任一项所述的集成式多单机***，其特征在于：还包括公用的电源模块(41)和电源控制模块(40)，所述主机模块包括对应的电源控制逻辑单元，所述PCB布线(10)包括为所述主机模块提供电源的电源线、地线以及电源控制线，所述电源控制模块、PCB布线中的电源控制线和位于主机模块上的电源控制逻辑单元共同构成了本***电源控制电路。

8.根据权利要求7任一项所述的集成式多单机***，其特征在于：所述电源控制电路还包括数据存储设备(32)对应的电源控制逻辑单元。

9.根据权利要求1所述的集成式多单机***，其特征在于：还包括多个由所述PCB布线(10)提供电源、用于***散热的***风扇以及检测所述风扇和电源故障的语音报警模块。

10.根据权利要求1所述的集成式多单机***，其特征在于：所述PCB布线(10)位于背板上，所述主机模块(30)通过接插件与所述背板活动连接，并与所述PCB布线电连接。

11.根据权利要求10所述的集成式多单机***，其特征在于：所述接插件(20)的物理结构为通用的PCI接插件。

12.根据权利要求11所述的集成式多单机***，其特征在于：所述接插件(20)的PCI插槽针脚定义如下：

针脚编号    针脚定义     针脚编号    针脚定义

B1～B7      网络         A3～A39     IDE总线

B8～B29     地线         A42         电源PS-ON信号

B38～B44    电源+5V5B    A44         电源PG信号

B47～B49    电源+12V     A45～A49    电源-12V

B52～B62    电源+3.3V    A50         电源开关

13.根据权利要求1所述的集成式多单机***，其特征在于：所述主机模块(30)可以连接各自的鼠标、键盘和显示器。

14.根据权利要求13所述的集成式多单机***，其特征在于：所述主机模块(30)与所述鼠标、键盘和显示器相距4-50米。

15.根据权利要求14所述的集成式多单机***，其特征在于：所述主机模块(30)还连接一远程电源开关。

16.根据权利要求1-15任一项所述的集成式多单机***，其特征在于：所述PCB布线为总线。

Images