专利名称：具有扩充不同io输出界面的膜块化通道技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，透过 各式接口的扩充卡或主机，将数据整合输出，并透过通用总线(BUS)经有 线或无线传输，再利用膜块化通道技术，运用不同膜块予以弹性扩充不同 IO输出的技术，命名为MIB (Modularized Industrial Bus)系统。
背景技术：
现有计算机硬设备中，各种界面卡的应用乃扮演着关键性的角色，因 此一台计算机主机板上常设置着各式的界面卡，而各式界面卡会依其功能 的不同而有不同的输出界面(例如RS-232， RS-422/485， Analog/Digital10)，而这些输出界面又因连接的硬件不同，或客户应用环境的不同而有 不同的输出端口数(例如Port-l/2/4/8/16/32)，因此若站在制造商的 角度来看，将界面卡的种类、输出界面、输出端口数交叉后予以生产制造 销售，那么将可生产出为数可观的各种规格界面卡。如此将造成制造商及 销售商的极大负担。而对于使用者而言，由于科技日新月异，每当传输接口作改朝换代时， 使用者的扩充界面也必须跟着更换，然而对于硬设备而言，这将是一项巨 大的投资及损耗资源。例如从ISA、 PCI到目前最新的PCI-Express传 输总线，若使用者欲更新硬件系统架构，便必须将既有架设完成的整套系统换掉，耗费大量资源及成本，也就是为何现阶段工业产品应用的界面淘 汰更新速度远低于商用规格的主因。现今在工业应用最常听到的实例，既 有架设的工业设备为五年前的系统，但是若有其中一台坏掉时，到底是要 耗费巨资购买新系统，还是花昂贵的费用去找五年前的稀有产品，以符合 目前「全部旧」的环境。上述使用条件，让使用者陷入两难的局面。请参阅图1，为现有界面卡输出架构的实施示意图，由图中可知，在 一般大型工业控制应用中(例如晶片厂机械手臂操作监控)，若使用者要透过计算机扩充256个RS-232或RS-485串行传输连接端口时，就必须使 用八台工业用计算机51，购买32张界面卡52 (备注每台计算机以四个 BUS扩充槽、每张界面卡以既有最普遍的8port做为计算基础)，以及每台 计算机都必须经过繁杂的操作设定过程，方可完成硬设备的设置。因此硬 件建置的庞大及繁琐，可想而知。再者，若上述硬设备是使用于不可关机 长期运作的环境下，例如电力公司、大众运输站等，那么如何确保设备 损坏维修或更新，不至于影响整体运作，亦是现有技术常难以突破的问题 所在。由此可见，上述现有技术所衍生的问题及不足，实非一良善的设计者， 而亟待加以改良。本案发明人鉴于上述技术所衍生的各项问题及不足，乃亟思加以改良 创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成本件具有扩充不 同10输出界面的膜块化通道技术 MIB系统。发明内容提供一种具有扩充不同工o输出界面的膜块化通 道技术，是可有效整合各式界面卡具有不同的输出界面及输出端口数，通 过由扩充基板及输出膜块的弹性组合扩充，让制造者及销售者可轻易解决 制造及备品种类繁杂的问题，亦可让使用者弹性选择或更换所需的硬件规 格。『可膜组化扩充延伸架构』为本发明的主要目的特色之一，即在于提 供一种具有扩充不同io输出界面的膜块化通道技术，是可透过相互连接 的扩充基板，可让不同的输出膜块结合在一起；输出膜块与输出膜块之间， 亦可以选择不同的传输功能界面相互连结(例如RS-232膜块、与 RS-422/485膜块)，以方便使用者在单一条通用总线(BUS)传输界面上面， 同时使用不同的工0界面及端口数扩充。而通用总线(BUS)可以是有形的有 线Cable传输，或者是透过无线Wireless技术传输皆可达成数据交换目 的。『膜组(块)热插拔(替换)设计』为本发明的次一目的与重要突破， 即在于提供一种具有扩充不同工0输出界面的膜块化通道技术，可符合现 今各种工业及商业系统不可停机24服运转的要求，包括自动控制、监控、 数据处理等系统，例如电力公司、大众运输系统、工厂生产设备、及隧道 监控等实际应用。该10输出膜块可在主机系统不关机的情况下，独立以 热插拔(替换)形式与扩充基板连接或分离，并可确保其它使用中的10输 出膜块持续运作，不会造成整个系统运作上的窒碍或停机问题，对于使用 者维修更换或是定期保养带来极大的便利性，亦是一大创新变革。例如电 力系统若因为机械故障或是膜组损坏，需要停机维修或更换膜组，但若使用此MIB系统将可以直接更换损坏设备，让系统持续运转，大幅减少因为 系统停机造成的损失或潜在的危机。『简化硬件设置成本』为本发明的目的重要特色之一，即在于提供一 种具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，除可具有良好的扩充整 合功能外，更具有使用方便、可有效提高硬件整体使用效能、设置容易、适用范围广、成本低廉及使用寿命长等优点。此外，当PC主机硬件端升 级时，现今架构必须将卡片以及整个系统替换，不过运用MIB架构后，仅 需要更换通用总线(BUS)界面卡(Host Controller),其基板与膜组仍然 可以继续沿用，例如旧有系统由PCI界面升级到PCI-Express界面，仅需 更换一台PC主机以及一张通用总线(BUS)界面卡，其余部分仍然继续使用， 即可达成升级目的，大幅降低硬件升级所需要替换周边系统的硬件及相关 IO连结的架设成本，亦是MIB系统的一大突破。可达成上述发明目的的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术 MIB系统，是由载有控制芯片的界面卡、传输界面(通用BUS)、扩充基板 及输出膜块所组成；该载有控制芯片的界面卡，可使所有输出数据转换为 可符合传输界面的格式，并由传输界面将数据传输至扩充基板上，再通过 由设置于扩充基板上的数组输出膜块，将数据予以输出。所以该通用总线 (BUS)控制卡在传输模式中扮演重要角色，此扩充卡接口包含ISA, PCI， PCI， PCI-Express， PCMCIA, CardBus, ExpressCard， Compact-PCI， PC/104, PCI/104, PC/104+， PXI、 RF、 Bluetooth…等目前被业界定义的 共通总线BUS或通讯协议，以及透过以太网络Ethernet传输的主机，都 可以透过『智能型芯片(Intelligent BUS Master Controller"进行转换，将数据转换成MIB系统下的通用总线进行传输(如图10所示)。而在基板设计方面，包含了通用总线(BUS)以及电源传输机制，基板彼此之间 并可以依照实际使用需求相互扩充，达成膜组化目的。另在扩充膜块方面， 可以让使用者依据实际需要，自行扩充既有通讯界面的不同膜组，例如 RS-232膜块、RS-422/485膜块、Digital 10膜块、Analog 10膜块、以 太网络膜组(块)、光纤膜组(块)、电源膜组(块)、防雷击突波保护膜 组(块)等。
图1为现有界面卡输出架构的实施示意图；图2为本发明具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术的实施系 统架构图；图3为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术的扩充基板及 输出膜块实施示意图；图4为该具有扩充不同I0输出界面的膜块化通道技术的实施示意图；图5为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术改善现有图1 实施架构的实施示意图；图6为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术的扩充实施示 意图；图7为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术以热插拔方式 操作的实施示意图；图8为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术以有线或无线方式的实施示意图；图9为该具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术应用于系统升 级时的实施示意图；图10为该具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术予数据格式转 换时的实施示意图。主要部分代表符号1具有扩充界面卡输出的膜块化通道架构11载有控制芯片的界面卡12通用总线(BUS)传输接口13扩充基板13a第一扩充基板13b第二扩充基板14输出膜块2通道控制芯片3固定件4计算机主机51工业用计算机52界面卡具体实施方式
本发明具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术的系统架构图， 乃透过各式界面的扩充卡或主机，将数据整合输出，并透过通用总线(BUS) 传输界面经有线或无线传输，再利用膜块化通道技术，运用不同膜块予以 弹性扩充不同IO输出的技术，故命名为MIB (Modularized Industrial Bus)系统。
请参阅图2，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术的 实施架构图，由图中可知，本发明具有扩充界面卡输出的膜块化通道架构
1 (MIB (Modularized Industrial Bus)系统)，包括
一载有通道控制芯片2，是可使界面卡11的输出数据转换为可符合通 用总线传输界面12的形式；
一通用总线(BUS)传输界面12，是可将转换完成的数据传输至数扩充 基板13上；
一扩充基板13，是提供数个扩充插槽供输出膜块14插设，并与通用 总线传输界面12形成介接，可将输入的数据转至输出膜块14;该扩充基 板13除具有数据传输机制外，亦具有电源传输机制，因此该插槽同样可 供电源膜块插设；
一输出膜块14，是可为不同输出界面及输出端口数的组合，并可插设 于扩充基板13上，进而形成一输出端，以便将数据予以输出。
请参阅图3，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术的 扩充基板及输出膜块实施示意图，由图中可知，该扩充基板13上方是开 设有四个(或以上)连接槽131;该扩充基板13两侧则设置有供传输界面插 设的连接槽132，通过由传输界面使扩充基板13可与另外一个扩充基板 13相连接；另外，该扩充基板13下方则可与固定件3相连接，以方便扩 充基板13可通过由固定件3予固定于导轨(Din-Rai 1)或壁挂(Wal 1-Mount) 使用；而该输出膜块14上方则为输出端口 141，该输出膜块14可为各种 输出现今各式传输界面(例如RS-232/422/485、 AIO、 DIO、 TTL、 Ethernet等)，该输出膜块14则可插设于扩充基板13上方的连接槽131内，进而
使数据可由输出膜块14予以输出。
请参阅图4，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术的
实施示意图，由图中可知，该载有控制芯片的界面卡11所输出的数据，
将可通过由通用总线传输界面12远距传输至第一扩充基板13a，并可是需 要再串接第二扩充基板13b，而插设在第一、第二扩充基板13a， 13b上的 输出膜块14，其输出界面及输出端口数则可以依使用者需要予以定义及排 列，且该输出膜块14可在系统不关机的情况下，以热插拔(替换)形式予 以更换，且不会对其他膜块造成传输中断的影响。
请参阅图5，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术改 善现有图l实施架构的实施示意图，由图中可知，在本发明实施架构下， 使用者只需购买1台工业计算机4、 1张载有控制芯片的界面卡11、 4个 扩充基板13、 32个输出膜块14及连结用的通用总线传输界面12，即可在 简化硬件的条件下，达成现有图1所列实施架构的功能，如此将可减少7 台工业用计算机的使用，更重要的是可让使用者透过单一计算机同时操作 控制256个输出端口，解决使用者必须同时操作监视8台计算机的困难。
请参阅图6，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术的 扩充实施示意图，由图中可知，『可膜组化扩充延伸架构』为本发明的主 要目的特色之一，即在于提供一种具有扩充不同IO输出界面的膜块化通 道技术，是可透过相互连接的扩充基板13，可让不同的输出膜块14结合 在一起；输出膜块14与输出膜块14之间，亦可以选择不同的传输功能界 面相互连结(例如RS-232膜块、RS-422/485膜块、与Digital 10膜块)，以方便使用者在单一条通用总线传输界面12上面，同时使用不同的10界 面及端口数扩充。
请参阅图7，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术以 热插拔方式操作的实施示意图，由图中可知，该『膜组(块)热插拔(替 换)设计』为本发明的重要突破之一，是可符合现今各种工业及商业系统
不可停机24HR运转的要求，包括自动控制、监控、数据处理等系统，例
如电力公司、大众运输系统、工厂生产设备、及隧道监控等实际应用。
该IO输出膜块14可在主机系统不关机的情况下，独立以热插拔(替换)形 式与扩充基板连接或分离，并可确保其它使用中的10输出膜块14持续运 作，不会造成整个系统运作上的窒碍或停机问题，对于使用者维修更换或 是定期保养带来极大的便利性，亦是一大创新变革。例如电力系统若因为 机械故障或是膜组损坏，需要停机维修或更换膜组，但若使用此MIB系统 将可以直接更换损坏设备，让系统持续运转，大幅减少因为系统停机造成 的损失或潜在的危机。
请参阅图8，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术以 有线或无线方式的实施示意图，由图中可知，该通用总线(BUS)可以是有 形的有线Cable传输，或者是透过无线Wireless技术传输皆可达成数据 交换目的。
请参阅图9，为本发明具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术应 用于系统升级时的实施示意图，由图中可知，当PC主机硬件端升级时， 现今架构必须将卡片以及整个系统替换，不过运用MIB架构后，仅需要更 换通用总线(BUS)界面卡11 (Host Controller),其基板与膜组仍然可以继续沿用，例如旧有系统由PCI接口升级到PCI-Express接口，仅需更 换一台计算机主机4以及一张通用总线(BUS)界面卡11，其余部分仍然继 续使用，即可达成升级目的，大幅降低硬件升级所需要替换周便系统的硬 件及相关IO连结的架设成本，亦是MIB系统之一大突破。
本发明通过由扩充基板与输出膜块的可扩充特性，可以让使用者依据 不同需求以热插拔方式，实时扩充或更换不同的输出界面及输出端口数， 以解决现有因界面卡种类、输出界面、输出端口数的不同，而产生规格多 种且繁杂的问题。
上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，惟该实施例 并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实 施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
综上所述，本发明不但在技术思想上确属创新，并能较现有物品增进 上述多项功效，应已充分符合新颖性及进步性的法定发明专利要件。
权利要求
1.一种具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术，其特征在于步骤如下一载有控制芯片的界面卡，是可使界面卡的输出数据转换为可符合通用总线传输界面的格式；一通用总线传输界面，是可将转换完成的数据传输至数扩充基板上；一扩充基板，是提供数插槽供输出膜块插设，并与通用总线传输界面形成介接，可将输入的数据转至输出膜块；一输出膜块，是可为不同输出界面及输出端口数的组合，并可插设于扩充基板上，进而形成一输出端，以便将数据予以输出。
2. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技 术，其特征在于该扩充基板通过由通用总线传输界面予以延伸，以供更 多的输出膜块插设。
3. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，其特征在于该扩充基板上方是开设有数个连接槽，该扩充基板两侧则设置有供传输界面插设的连接槽，通过由通用总线传输界面使扩充基板 可与扩充基板或载有控制芯片的界面卡相连接。
4. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，其特征在于该扩充基板下方与固定件相连接，以方便扩充基板通过 由固定件，固定于导轨或壁挂的安装方式。
5. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，其特征在于该输出膜块是插设于扩充基板上方的连接槽内，其上方 则为输出端口，其为各种输出界面。
6. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，其特征在于该输出膜块的输出界面及输出端口数，可依使用需要予以定义及排列。
7. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技术，其特征在于该输出膜块在不关机的情况下，以热插拔(替换)形式予 以更换。
8. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技 术，其特征在于该扩充基板除具有数据传输机制外，亦具有电源传输机 制，因此该插槽同样可供电源膜块插设。
9. 如权利要求1所述的具有扩充不同10输出界面的膜块化通道技 术，其特征在于只要载有通道控制芯片的任一界面扩充卡，都可以连结 同一基板及插设在基版上面的出膜块进行传输，达成共享性目的。
10. 如权利要求1所述的具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技 术，其特征在于其共同使用的传输通道，被有线或无线的连结方式实现。
全文摘要
本发明一种具有扩充不同IO输出界面的膜块化通道技术，以下简称“MIB系统”，是由载有通道控制芯片的界面卡、通用总线(BUS)传输接口、扩充基板、及IO输出膜块组成；该载有通道控制芯片的界面卡，是可使界面卡的输出数据转换为可符合传输接口的通讯传输标准，并由有线或无限的传输接口将数据传输至扩充基板上，再由设置于扩充基板上的数组输出膜块，将IO数据予以输出；本发明由扩充基板与输出膜块的可扩充特性，可以让使用者依据不同需求以热插拔方式，实时扩充或更换不同的输出界面及输出端口数，以解决现有因界面卡种类、输出界面、输出端口数的不同，而产生规格多种且繁杂的问题。
文档编号G06F13/40GK101295288SQ20071009826
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月25日 优先权日2007年4月25日
发明者林明政 申请人:三泰科技股份有限公司