TW578084B - Multi-computer switcher - Google Patents

Description

578084 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種切換器，特別是一種以一組鍵盤、 滑鼠及螢幕操控所有電腦之多電腦切換器。 k先前技術】 所謂的多電腦切換器，又稱做KVM切換器，K指的是鍵 盤（keyboard) ，V指的是影像（video) ，Μ指的是滑鼠 (mouse)，是一種可管理多台電腦的有效工具，只要一 組鍵盤、滑鼠及螢幕，即可輕易操控所有電腦。 在早期生產電腦主機者，必須測試至少48小時，為了 測試須大量的螢幕與鍵盤，於是一種簡單型電腦切換器就 產生了 ，可以在生產測試時省去多餘的螢幕、鍵盤，由於 其作業系統大部份為DOS環境，再加上當時的網路尚未普 遍，所以並不講究太多的功能。 目前的多電腦切換器通常應用於一或多位管理員管理 多台電腦的環境，或是一位使用者必須操作兩台或多台電 腦的環境，包括網路操作中心、資料中心、伺服器機房、 軟體開發、測試實驗室、服務中心、部門區域網路及桌面 上同時安裝多台電腦。 多電腦切換器的具有非常多的優點，例如利用空間及 整齊地重整桌面上或機架上兩台、三台或更多電腦的設備 。亦可以節省伺服器機房及資料中心中不常使用的鍵盤、 螢幕及滑鼠等設備成本，更可以中央控制管理多台電腦， 而不需麻煩的由一台使用者工作站換到另一台使用者工作 站〇

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此，_ 種多 因 幕，即 器管理 【發明 鑒 電腦切 因 器，使 目前該 器連接 可操作所有 中心而言， 内容】 於以上的問 換器，藉以 此，為達上 得一台以上 滑鼠與該鍵 之螢幕顯示 電腦切換器，以一 έ 、晋❻ 的電腦，Xm 、、且α以、鍵盤及螢 實Λ —插# ν 座厥商、或是祠服 耳马種相當必要的設備。 題，本發明的 達到控制多部 述目的，本發 之電腦可由一 盤所控制之電 主要目 電腦的 明所揭 組滑鼠 腦透過 匯流排連接至一匯流排切換器 一個以上之PS/2連接埠；一第 包括有一第一微處 流排連接至一匯流 個以上之PS/2連接 排切換器，該 埠；一第三微 該匯流 微處理 匯流排 處理器 的在於提供一種多 目的。 露之多電腦切換 與鍵盤控制，並將 一與該多電腦切換 理裔’經由一 ps/2 排切換器係連接至 器，經由一 PS/2匯 切換器係連接至一 ，經由一 I 2 C匯流 排連接至該第一微處理器與該第二微處理器，以及經由一 PS/2匯流排連接至一第一連接埠與一第二連接埠，用以處 理滑鼠訊號與鍵盤訊號，並將滑鼠命令與鍵盤命令分別經 由該第一微處理器與該第二微處理器傳送至目前所控制之 電腦；以及一影像訊號解碼電路，係連接至一影像切換 器，該影像切換器係連接至一個以上之影像連接槔，用以 將目前所控制之電腦之一影像訊號經由該影像解碼電路解 碼後，再經由一與該影像解碼電路連接之一第三連接埠連 接之該螢幕顯示。此外更包括有一切換顯示器，係透過一 解碼電路連接至該影像訊號解碼電路，用以輸出一切換訊

578084 五、發明說明（3) 切換影像輸出之通道，並將該切換訊 理器，使得該第三微處理器可將 至該第三 々傳送至相對應之電腦。 ％叩令與鍵盤命 茲配合圖示作最佳實施例 為I應用本發日月之系統架構 有關本發明的特徵與實作 詳細說明如下。 【實施方式】 首先，請參考『第1圖』，v _…一 q :。如圖所示，本發明所揭露之多'Y腦+切工之上統J J ^少一台以上之電腦20 0。電腦2 0 0並未連 ’ °、 ，荨週邊設備以及螢幕等顯示設備，wH!幕拖:: ^00,使得鍵盤300、滑氣40 0可以操控多台ϋ細切換益 J電腦切換器Π)0’將目前所操控的電腦顯示：螢Jf: 、此處指的電腦2 0 0並非僅連接至一台電腦，而是代裊 連接f多，電腦，《以一台電腦代表係為便於說明，以下 說明中所指電月嵩，若未特別說明，同樣為代 多電腦切換器100中的内部組成請參考『第2圖』。U 第一匯流排切換器101以及一第二匯流排切換器丨〇 2，其 第一匯流排切換器1 0 1係用以連接至電腦2 〇 〇的鍵盤連接 ，例如PS/2連接埠或AT連接埠，可以使用多個具有個連接 埠的切換器串接而成，例如四對一解多工器，即可達成操 控多台電細的目的。而第二匯流排切換器丨〇 2，係用以連 接至電腦2 0 0的滑鼠連接埠，例如，ps/2連接埠，同樣可 以使用多個具有個連接埠的切換器串接而成，例如四對一 578084

解多工器。 另外尚有與周邊控制設備相連接之連接埠，包括有第 · 一連接埠111係連接至一鍵盤，第二連接埠i丨2係連接至一 滑鼠。第一連接埠111並不一定要連接鍵盤，亦可連接滑 m*，僅於連接時，第一匯流排切換器所連接的連接埠必須 與肖b與第一連接埠連接的周邊能溝通訊號即可。以下說、 明’將以第一代表連接鍵盤，第二代表連接滑鼠。 第一匯流排切換器1 〇 1係與一第一微處理器1 2 1透過 P S 2匯流排1 5 1相接，同樣地，第二匯流排切換器1 〇 2係與 一第二微處理器122透過PS2匯流排152相接，第一微處^ 器1 2 1係用接收電腦2 0 0所輸出的鍵盤訊號，並輸出至第三 _ 微處理器1 2 3 ;第二微處理器〇 〇 〇係用接收電腦2 〇 〇所輸出 的滑鼠訊號，並輸出至第三微處理器1 2 3。第三微處理器 1 2 3係用以處理電腦2 0 0之滑鼠訊號、鍵盤訊號，以及鍵盤 命令以及滑鼠命令。第一微處理器1 2 1、第二微處理器丨2 2 ， 以及第三微處理器1 23間係以I 2C匯流排作為訊號傳遞之介 · 面’ I 2 C匯流排係為"一種與周邊輸出入零組件間之溝通介 面。此處運用三個微處理器主要的考量係減輕第三微處理 器1 2 3的運算量，使得監控電腦2 0 0之訊號可以更完整，而 不會有訊號遺失之狀況發生。 第一微處理器121、第二微處理器12 2與第三微處理器 _ 1 2 3係採用一種優先中斷控制微處理器（P r i 〇 r i t y Interrupt Controller ( PIC) Micro Processor) ) 〇 而連接至電腦2 0 〇影像輸出入埠的係為一影像切換器1 〇 3，

第8頁 578084 五、發明說明（5) 係透過影像匯流排（VGA Bus)連接。第一匯流排切換器 101與第二匯流排切換器102皆為雙向數位式之切換器，影 像切換器1 0 3為單向類比式之切換器。影像切換器丨〇 3僅用 以輸出影像訊號至榮幕顯示’因此採用單向之切換器即可 。^過第三連接埠113連接到一螢幕，而將目前所y控之 電知的訊息顯示出來。影像切換器1 〇 3與第三連接埠1 1 3間 連接有一解碼器1 4 1與一解多工器1 4 2所組成之影像訊號解 碼電路140,解碼器141係為一具有解碼功能之積體電路晶 片（I C)，解多工器1 4 2係為二對一之解多工器，用以將 影像切換器1 0 3所輸出之影像訊號解碼後顯示於與第三連 接埠連接1 1 3之螢幕上。 、/' 一 除了上述元件外，更包括有一切換顯示器1 4 3，係用 以切換所要控制之電腦’並可以LED顯示燈顯示目前所切 換之電腦，透過一解碼電路1 4 4連接至解碼器1 4 1，係用以 將所選擇的輸出通道解碼以供切換：顯示器1 4 3顯示。切換 顯示器1 4 3僅選擇影像應輸出之通道，並未對第一匯流排 1 0 1與第二匯流排1 〇 2作切換之操作。第三微處理器1 2 3係 根據切換顯示器1 4 3所輸出之切換訊號，將滑鼠命令與鍵 盤命令傳送至相對應之電腦。第三微處理器1 2 3與切換顯 示器1 4 3間更包括有一保護電路145’係為一史密特（ Schmitt)電路，用以防止於切換時，所產生的不穩定信 號而影響第三微處理器1 2 3的運作。 另有一狀態讀入器1 4 6，係為一平行輸入串列輸出 (parallel in / serial out)之積體電路晶片，係用以

第9頁 578084 五、發明說明（6) 將電源的狀態讀入第三微處理器123中。而連接至解多工 器142與第三微處理器ι23的擴充介面147用以與另一組多 電腦切換器以堆疊方式相接，以控制更多台的電腦。第三 微處理器1 3 2更連接有一邏輯閘1 4 9，邏輯閘1 4 9係為一具 有致能腳位的邏輯閘，用以偵測使用者是否有在使用滑鼠 或鍵盤，亦即用以接收是否有滑鼠命令或鍵盤命令。 以下以流程圖說明第一微處理器、第二微處理器、以 及第三微處理器内部運作的過程。第〆微處理器與第二微 處理裔主要用以監控是否有資料要傳遞給第二微處理器， 第三微處理器為多電腦切換器的核心，用以處理來自電腦 2 0 0的滑鼠資料與鍵盤資料，並將滑鼠命令與鍵盤命令傳 送給電腦2 0 0。 首先說明第三微處理器的主流程。請參考『第3圖』 ，為第三微處理器的主流程圖。第三微處理器主要用以透 過第一連接埠第二連接埠連接滑鼠、鍵盤並處理滑鼠命令 與鍵盤命令。當開機後，第三微處理器將偵測鍵盤與滑1 (步驟6 1 0)，並建立初始顯示之初始化資料（步驟6丨 )，亦即自切換單元獲取目前所設定之顯示通道 (display channel)。接著持續監控I2C匯流排是否有次 料（步驟61 2，如果有的話，則執行I 2(：中斷程序（步驟貝 613)。這裡指的I2C中斷係指中斷係由I2C引擎所觸♦ 中斷。 第三微處理器係為一種内建有可支援I 2(：匯流排之 處理器，當I 2C匯流排有資料要輸入至第三微處理器時= 578084 五、發明說明（7) 内建的I2C引擎將自動中斷目前所執行的程序。當I2C匯流 排有資料的時候，第三微處理器將接收並處理來自第一微 處理器與第二微處理器的滑鼠資料以及鍵盤資料。 第三微處理器除了執行上述的流程外，尚包括三個中 斷程序。首先請參考『第4圖』，為第三微處理器之PS/2 中斷流程圖，當有滑鼠命令或鍵盤命令要傳送到電腦2 0 0 時，第三微處理器會執行一 PS/2中斷程序（步驟6 2 0)， 以中斷目前第三微處理器所執行的程式。接著，第三微處 理器將滑鼠命令或鍵盤命令傳送至I 2 C匯流排後（步驟6 2 1 ，程式將回到中斷起始點（步驟6 2 2)。 第三微處理器的另一個中斷程序為切換中斷，切換中 斷指的是中斷係由切換通道所觸發之中斷。當切換顯示器 切換顯示通道時，表示目前所將變換目前所操控的電腦， 此切換訊號係由切換顯示器所發出而觸發第三微處理器。 請參考『第5圖』，為第三微處理器之切換中斷之流程圖 當使用者以切換單元切換所操控的電腦的時候，第三微 處理器將接收一切換中斷訊號，即執行切換中斷程序（步 驟6 30)，將影像傳輸通道切換到切換單元所設定的之影 像傳輸通道（步驟6 3 1)之後，再重新回到程式的中斷點 (步驟63 2)。此時，第三微處理器將根據切換訊號，將 滑鼠命令與鍵盤命令經由第一匯流排切換器與第二匯流排 切換器傳送至相對應的電腦。 最後一個中斷程序為内部計時中斷，内部計時中斷係 由第三微處理器内部之計時器所觸發，係用以更新目前的

第11頁 578084 五、發明說明（8) 電源狀態表，使得第一匯流排切換器與第二匯流排切換器 可以根據更新後的電源狀態表監控電腦，而不用將每一的 匯流排切換器中的每一個連接埠都監控，以降低整體之效 月& 。 請參 流程圖， 第三微 前的電源 ^ 641) 後再回到 接著 第一微處 明將 請參 流程 電腦 開機 710) 鼠與 微處 行監 傳輸 二微 處理 下說 的主 監控 換器 步驟 的滑 第一 的進 料要 與第 三微 考『第6圖』為第三微處理器之内部計時中斷之 當内部計時器觸發内部計時中斷（步驟640)時 處理器將從狀態讀入器所輸出之序列資料讀入目 狀態，並更新第三微處理器中的電源狀態表（步 並改變顯示通道與切換顯示器上的顯示燈，最 程式中斷點（步驟642)。 說明第一微處理器與第二微處理器之運作流程， 理器與第二微處理器的運作方式相同，因此，以 同時適用於第一微處理器與第二微處理器。 考『第7圖』，為第一微處理器與第二微處理器 圖，第一微處理器與第二微處理器係用以不斷的 2 0 0中是否有滑鼠資料與鍵盤資料，當多電腦切 時，内部的匯流排切換器會進行初始化的程序（ ，以便同時監控所有已連接的至多電腦切換器 鍵盤是否有資料要進行傳輸。初始化之後，便由 理器與第二微處理器持續的進行監控，亦即不斷 控是PS/2否有資料要傳輸（步驟711)，當有資 時，則將資料由PS/2匯流排傳送至第一微處理器 處理器，再送出至I2C匯流排（步驟712)，由第 器接收。最後程式再回到步驟7 1 1。

578084 五、發明說明（9) 第一微處理器與第二微處理器中有一中斷程序，係為 I 2 C中斷，指的是當第三微處理器有滑鼠命令與鍵盤命令 要傳送至電腦2 0 0時，I2C的引擎會進行一内部中斷（ internal interrupt)程序（步驟），亦即這個中斷程序 在第三微處理器要傳送命令時會進行，使得第一微處理5| 與第二微處理為可以接收滑鼠命令與鍵盤命令，並傳送至 PS/ 2匯流排以對電腦3 0 0進行控制。 請參考『第8圖』，為第一微處理器與第一佩屣狂裔 之I 2 C中斷流程圖。當第三微處理器要傳送命令時第一微 處理器與第二微處理器内部會執行I 2 C中斷（步驟7 2 0)， 第一微處理器與第二微處理器會自I 2C匯流排接收滑鼠命 令或鍵盤命令（步驟721)，並將命令經由匯流排切換器 傳，至PS/2匯流排再進入電腦中。傳送完畢後，第一微處 玉f 5内°卩的監控程式將回到中斷點（步驟步驟7 2 2)，再 Μ續，$監控電腦的是否資料傳輸。 &市妒^ 揭露的多電腦切換器，採電子式設計，非一 ;機：鍵ί /V先式產品’因此在切換過程中不會電腦 即用，不須加举=法工作的狀況，同時安裝容易，隨插 狀熊中，鲊性ί 何介面卡或安裝任何程式。在電腦開機 機^，益須將1裝亦不會造成電腦當機，非常適用於電腦 此外，更呈右司服器主機關機，照樣可以放心安心操作。 !5 i下列優點： 1烏構上容易。 2 ·具模組彳卜 、兄 、化，韌體容易開發。 五 多的電腦 更換微處理器以及pg、古 輕易使堆疊數増i匯流排的型態 •連接之電腦可隨時聞 你。 竭關機，不影響其他電腦之操 用 之 之 者 578084 、發明說明（ίο) ----— -- 3·透過I2C匯流排，可、土 多的電腦。 J u達成切換器的堆疊以操控更 l m ^ nt xm _ (Bus Type)即可 6 ·可隨電腦任意時間 能。 歲自動連接其鍵盤、滑鼠功 7 ·具電腦開關機發光二 _ 關，方便變換操作=體（LED)顯示及選擇開 :然本發明以前述之較 :限定本發明，任何露如上，然其並非 :神和範圍内，當可；，在不脫離本發明 為準。 月書所附之申請專利範圍所界定

第14頁 578084 圖式簡單說明 第1圖，係為應用本發明之多電腦切換器之系統架構圖； 第2圖，係為本發明之多電腦切換器之電路方塊圖； 第3圖，係為本發明之多電腦切換器之第三微處理器的主 流程圖； 第4圖，係為本發明之多電腦切換器之第三微處理器之 P S / 2中斷流程圖； 第5圖，係為本發明之多電腦切換器之第三微處理器之切 換中斷之流程圖； 第6圖，係為本發明之多電腦切換器之第三微處理器之内 部計時中斷之流程圖； 第7圖，係為本發明之多電腦切換器之第一微處理器與第 二微處理器的主流程圖；以及 第8圖，係為本發明之多電腦切換器之第一微處理器與第 二微處理器之I 2 C中斷流程圖。 【圖示符號說明】 100 多 電 腦 切 換 器 200 電 腦 300 鍵 盤 400 滑 鼠 500 螢 幕 101 第 一 匯 流 排 切 換 器 102 第 二 匯 流 排 切 換 器 103 影 像 切 換 器 111 第 一 連 接 埠

第15頁 578084 圖式簡單說明 112 第二 連接埠 113 第三 連接埠 121 第一 微處理 器 122 第二 微處理 器 123 第三 微處理 器 140 影像訊號解碼電路 141 解碼 器 142 解多 工器 143 切換 顯示器 144 解碼 電路 145 保護 電路 146 狀態 讀入器 147 擴充 介面 149 邏輯閘 151 PS/2 匯流排 152 PS/2 匯流排 153 I 2 C匯流排 步 驟6 1 0 接 收 滑 鼠與鍵盤資料 步 驟6 1 1 建 立 顯 示之初始化資料 步 驟6 1 2 I 2 C匯流排是否有資料 步 驟6 1 3 接 收 資 料 步 驟6 2 0 PS /2 中 斷 步 驟6 2 1 將 資 料 傳送到I 2 C匯流排 步 驟6 2 2 回 到 程 式中斷點

第16頁 578084 圖式簡單說明 步驟6 3 0 切換中斷 步驟6 3 1 變換影像傳輸通道 步驟6 3 2 回到程式 中斷點 步驟6 4 0 内部計時 中斷 步驟6 4 1 更新電源 狀態表 步驟6 4 2 回到程式 中斷點 步驟7 1 0 初始化匯 流排切換 器 步驟7 1 1 PS/2匯流 排是否有 資料傳送 步驟7 1 2 接收資料 步驟7 2 0 I 2C中斷 步驟7 2 1 接收資料 並傳送至 匯流排 步驟7 2 2 回到程式 中斷點

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Claims (1)

1. 578084 六、申請專利範圍 1. 一種多電腦切換器，使得一台以上之電腦可由一組滑 ^ 鼠與鍵盤控制，並將目前該滑鼠與該鍵盤所控制之電 腦透過一與該多電腦切換器連接之螢幕顯示，包括 ·- 有： 一第一微處理器，經由一PS/2匯流排連接至一匯 · 流排切換器，該匯流排切換器係連接至一個以上 之PS/2連接槔； 一第二微處理器，經由一PS/2匯流排連接至一匯 流排切換器，該匯流排切換器係連接至一個以上 之PS/2連接埠； 一第三微處理器，經由一 I 2 C匯流排連接至該第一 籲 微處理器與該第二微處理器，以及經由一 P S / 2匯 流排連接至一第一連接埠與一第二連接璋，用以 處理滑鼠訊號與鍵盤訊號，並將滑鼠命令與鍵盤 命令分別經由該第一微處理器與該第二微處理器 * 傳送至目前所控制之電腦；以及 一影像訊號解碼電路，係連接至一影像切換器， 該影像切換器係連接至一個以上之影像連接埠， 用以將目前所控制之電腦之一影像訊號經由該影 像解碼電路解碼後，再經由一與該影像解碼電路 連接之一第三連接埠連接之該螢幕顯示。 2 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，更包括有 β 一切換顯示器，係透過一解碼電路連接至該影像訊號 解碼電路，用以輸出一切換訊號以切換影像輸出之通

   第18頁 578084 六、申請專利範圍 道，並將該切換訊號傳送至該第三微處理器，使得該 第三微處理器可將該滑鼠命令與鍵盤命令傳送至相對 應之電腦。 3. 如申請專利範圍第2項所述之多電腦切換器，其中該切 換顯示器與該第三微處理器間更連接有一保護電路， 用以避免切換影像輸出通道所產生之不穩定訊號。 4. 如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該第 一微處理器係為一優先中斷微處理器（P I C Microprocessor ) ° 5 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該第 二微處理器係為一優先中斷微處理器（P I C Microprocessor) 〇 6 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該第 三微處理器係為一優先中斷微處理器（P I C Microprocessor) ° 7 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該第 一匯流排切換器係為一雙向傳遞數位訊號之切換器。 8.如申請專利範圍第7項所述之多電腦切換器，其中該第 一匯流排切換器係由一個以上多對一解多工器串接而 成。 9 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該第 二匯流排切換器係為一雙向傳遞數位訊號之切換器。 1 0 .如申請專利範圍第9項所述之多電腦切換器，其中該 第二匯流排切換器係由一個以上多對一解多工器串接

   第19頁 578084 六、申請專利範圍 而成。 1 1.如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，其中該 影像解碼電路更包括有一解碼器與解多工器。 1 2.如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，更包括 有一狀態讀入器，用以讀取該一台以上之電腦之電源 狀態並輸出至該第三微處理器。 1 3.如申請專利範圍第1 1項所述之多電腦切換器，其中該 狀態讀入器係為一平行輸入序列輸出之積體電路晶 片。 1 4.如申請專利範圍第1 1項所述之多電腦切換器，其中該 狀態讀入器係連接至該至少一個以上之P S / 2連接埠。 1 5 .如申請專利範圍第1項所述之多電腦切換器，更包括 有一擴充介面，係連接至該解多工器與該三微處理 器，用以將該多電腦切換器與另一多電腦切換器堆疊 連接。

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