TWI465931B - 具有多個資料連接埠的電子裝置 - Google Patents

Description

具有多個資料連接埠的電子裝置

本發明是有關一種電子裝置，且特別是有關一種可靈活地相互連接並具有多個資料連接埠的電子裝置。

基於自組電腦技術的成熟，一部電腦主機可拆分成許多獨立的週邊裝置，每個週邊裝置皆有其功能，如螢幕、主機板、顯示卡等，讓消費者得以有彈性地選購所需的週邊裝置並加以組合。這些週邊裝置之間經常透過不同規格的傳輸介面以及具備不同插孔的連接線來進行組合。

例如，目前的電腦系統經常透過週邊裝置連接快遞(PCIE)規格的外接卡擴充電腦系統。電腦系統亦透過視訊圖形陣列(Video Graphics Array；VGA)、數位視訊介面(digital visual interface，DVI)、高解析度多媒體介面(HDMI)、顯示埠(displayport)等規格，將視訊資料傳輸到顯示裝置上進行顯示。亦有某些電腦系統的輸入裝置，例如滑鼠、鍵盤等，有其專屬的PS/2介面，而網路線也都是採用RJ45的固定插孔規格。

此外，若使用菊鍊(daisy-chain)連接特定的資料傳輸協定來連接這些週邊裝置時，每個裝置皆需符合『一輸入一輸出原則』，才能使每一個裝置皆能正確串連連接。因為『一輸入一輸出原則』，所以每個裝置必須要有兩個菊鍊連接埠。但若連接埠在週邊裝置上的位置已經固定，則無論怎樣改變其連接的順序，各個裝置在連接後的形狀則會大致相同，使用者無法任意且輕易的連接，同時又必須符合一輸入一輸出原則。故在此提出一簡單的切換裝置，讓每個裝置可以有多個菊鍊連接埠，但同時只有一個輸入連接埠以及一個輸出連接埠(也就是兩個連接埠)得以同時運作。

本發明提出一種具有多個資料連接埠的電子裝置，此電子裝置利用多個面上的資料連接埠，可與其他具有此規格之資料連接埠的電子裝置靈活地進行連接以及傳輸資訊。

本發明提供一種具有多個資料連接埠的電子裝置，此電子裝置包括主體、處理單元、以及偵測切換單元。主體包括有M個面與N個資料連接埠，且這些資料連接埠配置於M個面上。M、N為正整數且N大於等於2。處理單元則包括有第一介面控制單元與第二介面控制單元。偵測切換單元耦接至第一介面控制單元、第二介面控制單元以及資料連接埠，用以偵測上述資料連接埠是否連結。當偵測到已連接的第i個及第j個資料連接埠之後，偵測切換單元分配第i個及第j個資料連接埠分別受控於第一介面控制單元與第二介面控制單元，並禁能不是第i個及第j個的資料連接埠，其中i、j為正整數，i≠j且1≦i、j≦N。在本發明的一實施例中，上述偵測切換單元在偵測到首先連結的第i個資料連接埠之後，將第i個資料連接埠電性連接至第一介面控制單元，並且偵測切換單元在偵測到第二連結的第j個資料連接埠之後，將第j個資料連接埠電性連接至第二介面控制單元。

在本發明的一實施例中，上述資料連接埠、第一介面控制單元以及第二介面控制單元可以是符合菊鏈連接特性的資料傳輸協定。例如，資料傳輸協定可以是霹靂(thunderbolt)傳輸規格或是小型電腦系統介面(SCSI)。

在本發明的一實施例中，上述處理單元更包括一功能運算單元。此功能運算單元耦接至第一介面控制單元與第二介面控制單元之間，用以執行此電子裝置的功能。

在本發明的一實施例中，上述之電子裝置更包括N個發光單元，每一發光單元分別配置於每一上述資料連接埠。當並未偵測到已連接的資料連接埠，或是當偵測到已連接的第i個資料連接埠時，偵測切換單元便點亮這些發光單元。並且，當偵測到已連接的第i個及第j個資料連接埠時，偵測切換單元點亮第i個及第j個資料連接埠所對應的發光單元，並熄滅其他的發光單元。

另一方面來說，本發明提出一種具有多個資料連接埠的電子裝置，此電子裝置包括主體、處理單元、以及偵測切換單元。上述主體包括至少一個面與多個資料連接埠，且這些資料連接埠配置於這些面上。處理單元則包括第一介面控制單元與第二介面控制單元。偵測切換單元耦接至第一介面控制單元、第二介面控制單元以及資料連接埠，用以偵測上述資料連接埠是否連結。在偵測到資料連接埠其中之二已連結時，偵測切換單元分配已連結的資料連接埠受控於第一介面控制單元與第二介面控制單元，並禁能未連結的資料連接埠。

在本發明的一實施例中，在偵測到首先連結的資料連接埠後，上述之偵測切換單元將首先連結的資料連接埠電性連接至第一介面控制單元。並且，在偵測到第二個連結的資料連接埠後，偵測切換單元將第二連結的資料連接埠電性連接至第二介面控制單元。此外，本電子裝置的其餘實施細節請參照上述說明，在此不加贅述。

基於上述，本發明實施例的電子裝置具有多個面，每個面上皆可配置有一或多個資料連接埠。並且，此電子裝置利用偵測切換單元來偵測這些資料連接埠是否已經連接，以透過有限數量的介面控制單元來進行資訊傳遞、功能實現等。藉此，由於不需要將每個資料連接埠皆配置一個介面控制單元，因而可節省成本。此電子裝置亦可透過其主體的不同面與其他電子裝置進行連接，增加使用者對於這些電子裝置在裝設時的樂趣，並可依據其需求而改變這些電子裝置的裝設結構。

為讓本發明之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。

由於每部電腦主機可以拆分成許多獨立的周邊裝置，並採用通用的資料傳輸介面以將這些週邊裝置逐一連結組合，便可組成一台完整的電腦系統。或是，透過通用的資料傳輸介面，製造商可將各個周邊裝置各自獨立為具有固定外型(例如，長方體、三角錐體、圓錐體...等)的周邊裝置，讓使用者可依照其喜好來自行組建周邊裝置的連接形狀與結構。

圖1A與圖1B是一種具有兩個資料連接埠的電子裝置110~116之示意圖。於下述本發明所提出的實施例中，所有的資料連接埠以及介面控制單元所符合的資料傳輸協定皆須具有菊鏈(daisy chain)連接介面的特性，換句話說，電子裝置110~116以及圖3的電子裝置300皆需符合『一輸入一輸出原則』。

以目前通用且符合菊鏈連接介面特性的資料傳輸協定而言，本實施例以霹靂(thunderbolt)傳輸規格作為舉例。此外，於其他實施例中也可以利用小型電腦系統介面(Small Computer System Interface；SCSI)來實現上述的資料傳輸協定，本發明實施例並不限定上述資料傳輸協定的詳細規格，其需符合『一輸入一輸出』原則即可。如圖1A所示，每個電子裝置110~116通常會分別設置有兩個符合霹靂傳輸規格的資料傳輸埠120~127，以使每個電子裝置110~116能夠相互透過資料傳輸埠120~127迅速地傳輸資料、實現功能等。

舉例來說，電子裝置110及112透過資料傳輸埠121、122相互傳輸資料。電子裝置110也可藉由電子裝置112的橋接，透過符合傳輸霹靂傳輸規格的資料傳輸埠121~126而使資料由電子裝置110雙向傳輸至電子裝置114及116中。

然而，由於使用菊鍊連接特性的資料傳輸協定來連接這些電子裝置110~116，因此必須符合『一輸入一輸出原則』。換言之，每個電子裝置110~116皆必須要有兩個資料連接埠120~127，並且每個電子裝置110~116中同時只有兩個資料連接埠得以同時運作，其中一個作為輸入連接埠，另一個則作為輸出連接埠。因此，一旦決定了每個電子裝置110~116中兩個資料傳輸埠120~127的設置位置之後，這些電子裝置110~116組合起來的樣貌就已經被固定了。

例如，本實施例的電子裝置110~116皆被設計為長方形，因此組合起來的樣貌則如圖1B所示。如果在每個電子裝置中都設置有多個資料連接埠，並且每個資料連接埠皆會對應一個符合該規格的介面控制器，則會由於霹靂傳輸規格中菊鏈(Daisy-chain)的串聯傳輸方式，導致這些電子裝置同時只能運作兩個資料連接埠，其他的資料連接埠則會顯的多餘。

在此說明所述的霹靂傳輸規格。霹靂傳輸規格是由英特爾(Intel)公司所研發的一種資料傳輸介面，其可作為電腦與其他裝置之間的通用匯流排，並且亦符合菊鏈連接介面的『一輸入一輸出原則』。圖2是描述霹靂傳輸規格中資料傳輸的示意圖，並以電子裝置110及112作為舉例。霹靂傳輸規格是將快捷外設互聯標準(Peripheral Component Interconnect Express；PCIe)以及顯示埠(DisplayPort)這兩種資料傳輸介面相互整合，藉以形成通用的資料傳輸規格。於本實施例中，資料連接埠121、122以及介面控制單元130、132皆符合霹靂傳輸規格。

請參考圖2，在電子裝置110中，PCIe匯流排140和顯示埠匯流排150將訊號傳輸到介面控制單元130後，介面控制單元130整合這兩種訊號，並經由資料連接埠121、122以及霹靂電纜(thunder cable) 160傳輸到另一個電子裝置112的介面控制單元132上。介面控制單元132在接收到上述訊號後，便會將此訊號分解成兩部分，以分別傳送給PCIe匯流排142和顯示埠匯流排152。藉此，電子裝置110及112便可相互傳輸數位訊號以及視訊訊號。

於此，本發明實施例的精神在於，此電子裝置可透過主動偵測每個資料傳輸埠是否連接，藉以分配已連接的資料傳輸埠至電子裝置中有限數量(例如兩個)的介面控制單元中。並且，當兩個介面控制單元皆已分配到對應的資料傳輸埠時，電子裝置便禁能其餘的資料傳輸埠使其無法運作，藉以能利用這些資料連接埠來靈活連結這些電子裝置。藉此，由於不需要將每個資料連接埠皆配置一個介面控制單元，因而可節省成本，並可同時符合菊鏈連接介面的特性。此外，也可讓使用者在裝設這些電子裝置時能夠獲得樂趣，可依據其需求而改變這些電子裝置的裝設結構。

圖3是依照本發明一實施例說明一種具有多個資料傳輸埠的電子裝置300的示意圖，圖4是依照本發明一實施例說明一種具有多個資料傳輸埠的電子裝置300的方塊圖。請同時參照圖3及圖4，電子裝置300包括主體310、處理單元360以及偵測切換單元320。主體310包括有M個面與N個資料連接埠，且這些資料連接埠配置於M個面上，其中M、N為正整數且N大於等於2。

於本實施例而言，電子裝置300的主體310被設計為具有六個面的長方體，而每個面上皆各別設置有一個資料連接埠321~326。也就是說，本實施例的M與N皆等於6，但本發明實施例並不受限於主體310的外型，也不受限於資料連接埠的設置數量。換句話說，製造商也可以將電子裝置300的主體310設計為圓柱體、三角錐體、四角椎體、圓球體...等。主體310的每個面上可以設置有一個以及一個以上的資料連接埠321~326，或是在某些面並不設置資料連接埠。藉此，應用本實施例者可依其需求將N個資料連接埠設置在M個主體的面上，而資料連接埠的數量應大於等於2個，便可符合本發明實施例的精神。

處理單元360則包括有介面控制單元330與介面控制單元332，這兩個介面控制單元330、332以及資料連接埠321~326於本實施例中皆符合上述的霹歷傳輸規格。換句話說，介面控制單元330、332可以是霹靂控制器(Thunder Controller)。此外，於本實施例中，處理單元360更包括一功能運算單元370。功能運算單元370耦接至介面控制單元330與介面控制單元332之間。

以下說明功能運算單元370。此處所指的電子裝置300可以是電腦系統當中的一個周邊裝置，或是可與電腦系統相連接的其他電子裝置。例如，電子裝置300可以是平面顯示器、投影機...等顯示設備；外接硬碟等儲存裝置；音響、印表機...等輸出設備；鍵盤、滑鼠...等輸入設備；或是，顯示卡、主機板、中央處理器...等運算設備等。因此，功能運算單元370可以是許多電子周邊元件當中的控制器或是運算處理器，其可藉由介面控制單元330、332的PCIe匯流排340、342以及顯示埠匯流排350、352來接收、傳輸訊號，藉以執行電子裝置300所應具備的功能。應用本實施例者應可透過上述教示而使電子裝置300不僅受限於上述舉例。

偵測切換單元320耦接至介面控制單元330、介面控制單元332以及資料連接埠321~326。此偵測切換單元320用以主動偵測電子裝置330中的資料連接埠321~326，以判斷這些資料連接埠321~326是否與同樣具有符合霹靂傳輸規格之資料連接埠的其他電子裝置進行連結。

在此說明偵測切換單元320的制動方式。由於本實施例僅利用兩個介面控制單元330、332來進行訊號傳輸及功能實現，因此資料連接埠321~326同時連接至偵測切換單元320，讓偵測切換單元320同時偵測這些資料連接埠321~326是否已與其他電子裝置進行連結。

換句話說，當偵測到有其中兩個資料連接埠已連接後，例如是第i個及第j個資料連接埠，其中i、j為正整數，i≠j且1≦i、j≦N，偵測切換單元320便分配第i個及第j個資料連接埠以使其分別受控於介面控制單元330與介面控制單元332。藉此，這兩個已連接的資料連接埠所對應的兩個電子裝置便可相互連線而成為通路。並且，偵測切換單元320最多只允許兩個連接的資料連接埠相互連線而成為通路，並且沒有其他的介面控制單元可供連線與訊號處理，因此偵測切換單元320便於此時禁能不是第i個及第j個的其他資料連接埠，以使其斷路。

在此舉例說明之，當使用者先行利用一霹靂電纜與電子裝置300中的資料連結埠322進行連接之後，偵測切換單元323便會偵測到第一個已連接的資料連結埠322，並將資料連結埠322的線路電性連接到介面控制單元330中，以使資料連結埠322受控於介面控制單元330。電子裝置300的功能運算單元370也可透過介面控制單元330、偵測切換單元320及資料連結埠322，藉以與霹靂電纜另一端相連的電子裝置進行訊號傳輸。

然後，如果使用者利用另一個霹靂電纜與電子裝置300中的資料連結埠325進行連接，偵測切換單元323便會偵測到第二個已連接的資料連結埠325，並將資料連結埠325的線路電性連接到介面控制單元332中，以使資料連結埠325受控於介面控制單元332。藉此，電子裝置300的功能運算單元370便可透過介面控制單元332、偵測切換單元320及資料連結埠325，藉以與霹靂電纜另一端相連的電子裝置進行訊號傳輸。此外，資料連結埠325相連的電子裝置也可以透過電子裝置300的橋接而與資料連結埠322相連的電子裝置進行訊號傳輸。

並且，由於沒有其他的介面控制單元可供連線與訊號處理，因此偵測切換單元320便於此時禁能沒有連線的其他資料連接埠，例如資料連接埠321、323~324與326，以使其斷路。因此，其餘的霹靂電纜就算與上述資料連接埠321、323~324與326相連接，也無法與其它電子裝置形成通路。

有鑒於此，本實施例中的偵測切換單元320可以利用符合本發明實施例中所述功能的積體電路(IC)來加以實現。或是，應用本實施例者亦可利用多個開關單元來進行線路切換，便可實現偵測切換單元320。

於部分實施例中，應用本實施例者也可以在電子裝置300中配置N個發光單元(例如，N等於6)，藉以表示各資料連接埠的致能狀態。也就是說，可以將每個發光單元分別配置於每個資料連接埠321~326上，而這些發光單元例如是白光發光二極體。當偵測切換單元320並未偵測到已連接的資料連接埠321~326時，偵測切換單元320便將這些發光單元全數點亮，讓使用者得知這些資料連接埠321~326皆可以使用。換句話說，當電子裝置300於初始狀態，且資料連接埠321~326皆沒有連接到其他電子裝置時，這些發光單元便會全亮。

待偵測切換單元320偵測到單一個已連接的第i個資料連接埠後(例如，資料連接埠322已被連接)，偵測切換單元320還是會將全部的發光單元全部點亮。此外，當偵測切換單元320已經偵測到兩個第i個與第j個資料連接埠已被連結時(例如是資料連接埠322與325已被連結)，偵測切換單元320則僅保留第i個及第j個資料連接埠所對應的發光單元並使其繼續點亮即可，其他的發光單元則成熄滅狀態。藉此，便可提醒使用者，其他的資料連接埠321、323~324及326為禁能及失效狀態，即使再將電子裝置***失效的連接埠也無法作用。

當電子裝置300已有兩個已連結的資料連接埠之後，如果使用者拔除其中一個資料連接埠上的霹靂電纜(例如，拔除資料連接埠322上所連接的霹靂電纜)，偵測切換單元320則會再度點亮全部的發光單元，直到偵測切換單元320再度偵測到另一個資料連接埠被***霹靂電纜為止。

综上所述，本發明實施例的電子裝置300具有多個面，每個面上皆可配置有一或多個資料連接埠321~326。此電子裝置300利用偵測切換單元320來偵測這些資料連接埠321~326是否已經連接，以透過兩個介面控制單元330、332來進行資訊傳遞、功能實現等。當其中的兩個資料連接埠已經被連接之後，偵測切換單元便會立即禁能其他還沒連接的資料連接埠。

藉此，由於不需要將每個資料連接埠321~326皆配置一個介面控制單元，因而可節省成本。此電子裝置300亦可透過其主體的不同面與其他電子裝置進行連接，增加使用者對於這些電子裝置在裝設時的樂趣。並且，可以依據使用者的需求而改變這些電子裝置的裝設結構，提高組合後形狀變化的多樣性。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110~116、300．．．電子裝置

120~127、321~326‧‧‧資料傳輸埠

130、132、330、332‧‧‧介面控制單元

140、142、340、342‧‧‧PCIe匯流排

150、152、350、352‧‧‧顯示埠匯流排

160‧‧‧霹靂電纜

310‧‧‧電子裝置的主體

320‧‧‧偵測切換單元

360‧‧‧處理單元

370‧‧‧功能運算單元

圖1A與圖1B是一種具有兩個資料連接埠的電子裝置之示意圖。

圖2是描述霹靂傳輸規格中資料傳輸的示意圖。

圖3是依照本發明一實施例說明一種具有多個資料傳輸埠的電子裝置之示意圖。

圖4是依照本發明一實施例說明一種具有多個資料傳輸埠的電子裝置之方塊圖。

300．．．電子裝置

320．．．偵測切換單元

321~326．．．資料傳輸埠

330、332．．．介面控制單元

340、342．．．PCIe匯流排

350、352．．．顯示埠匯流排

360．．．處理單元

370．．．功能運算單元

Claims (10)

1. 一種具有多個資料連接埠的電子裝置，包括：一主體，包括有M個面與N個資料連接埠，且該些資料連接埠配置於M個面，M、N為正整數且N大於等於2；一處理單元，包括一第一介面控制單元與一第二介面控制單元；以及一偵測切換單元，耦接至該第一介面控制單元、該第二介面控制單元以及該些資料連接埠，用以偵測該些資料連接埠是否連結，且在偵測到已連接第i個及第j個資料連接埠之後，該偵測切換單元分配第i個及第j個資料連接埠分別受控於該第一介面控制單元與該第二介面控制單元，並禁能不是第i個及第j個資料連接埠的該些資料連接埠，其中i、j為正整數，i≠j且1≦i、j≦N，其中在偵測到首先連結的第i個資料連接埠之後，該偵測切換單元將第i個資料連接埠電性連接至該第一介面控制單元，並且在偵測到第二連結的第j個資料連接埠之後，該偵測切換單元將第j個資料連接埠電性連接至該第二介面控制單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該些資料連接埠、該第一介面控制單元以及該第二介面控制單元為符合一菊鏈連接特性的一資料傳輸協定。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中該資料傳輸協定是一霹靂傳輸規格或是一小型電腦系統介面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該處理單元更包括：一功能運算單元，耦接至該第一介面控制單元與該第二介面控制單元之間，用以執行該電子裝置的至少一功能。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：N個發光單元，每一發光單元分別配置於每一資料連接埠，其中，當並未偵測到已連接的該些資料連接埠，或是當偵測到已連接的第i個資料連接埠時，該偵測切換單元點亮該些發光單元，並且當偵測到已連接的第i個及第j個資料連接埠時，該偵測切換單元點亮第i個及第j個資料連接埠所對應的該些發光單元，並熄滅其他的該些發光單元。
6. 一種具有多個資料連接埠的電子裝置，包括：一主體，包括有至少一個面與多個資料連接埠，且該些資料連接埠配置於該至少一個面；一處理單元，包括一第一介面控制單元與一第二介面控制單元；以及一偵測切換單元，耦接至該第一介面控制單元、該第二介面控制單元以及該些資料連接埠，用以偵測該些資料連接埠是否連結，且在偵測到該些資料連接埠其中之二已連結時，分配已連結的該些資料連接埠受控於該第一介面控制單元與該第二介面控制單元，並禁能未連結的該些資料連接埠， 其中在偵測到首先連結的該些資料連接埠其中之一後，該偵測切換單元將首先連結的該些資料連接埠其中之一電性連接至該第一介面控制單元，並且在偵測到第二連結的該些資料連接埠其中之另一後，該偵測切換單元將第二連結的該些資料連接埠其中之另一電性連接至該第二介面控制單元。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該些資料連接埠、該第一介面控制單元以及該第二介面控制單元是符合一菊鏈連接特性的一資料傳輸協定。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該資料傳輸協定是一霹靂傳輸規格或是一小型電腦系統介面。
9. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該處理單元更包括：一功能運算單元，耦接至該第一介面控制單元與該第二介面控制單元之間，用以執行該電子裝置的至少一功能。
10. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，更包括：多個發光單元，每一發光單元分別對應每一資料連接埠，其中，當該偵測切換單元並未偵測到已連接的該些資料連接埠，或是當該偵測切換單元偵測到該些資料連接埠其中之一已連結時，該偵測切換單元點亮該些發光單元，並且當偵測到該些資料連接埠其中之二已連結時，該偵測切換單元點亮該些資料連接埠其中之二所對應的該些發光單元，並熄滅其他的該些發光單元。