专利名称：一机多工作站计算机系统及其设备配置方法与工作站卡的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种一机多工作站计算机系统设备配置方法与一种工作站
卡，所述的工作站卡上集成有至少一个显卡和至少一个USB 口。本发明还提供
了一机多工作站计算机系统和一种硬件插卡。
背景技术：
所谓计算机的一机多工作站技术，是指在一台普通计算机上添加少量硬件， 安装相应的软件(该软件是一机多工作站技术的关键，故一般被称为一机多工 作站软件)后，将一台计算机分享给多个用户同时使用，多个用户同时、独立 地共享一台计算机的硬、软件及外设资源，即一台电脑主机，拖多个工作站。
一机多工作站技术使一台计算机一分为多，好处很明显。前面提及的一机 多工作站软件，目前市面上已经有Betwin和Hishare两款产品，在电子阅览室 等领域得到了广泛应用。
当计算机上连接了多个人机交互设备，所述人机交互设备包括但不限于显 卡、显示终端设备〈显示器、投影仪、电视机等〉、声卡、扬声器、耳机、麦克 风、鼠标、键盘、游戏手柄等输入输出设备，(下同)，以多个用户名同时登录 和/或使用这台计算机时，需要将这些人机交互设备按照计算机用户的意愿来分 配给不同的工作站(每个工作站由一个或数个共享一台计算机主机资源的人机 交互设备组成，可供一个用户使用，下同)，目前这个分配的方法以及系统已经 有了几种解决方案，但是这些已知的方案存在一定问题。
第一种方案为目前流行的技术方案，包括如下三个步骤 A.将所有人机交互设备与计算机连接完毕，打开计算机电源，登录计算机，此
时所有人机交互设备都只属于一个登录用户。
B. 运行一机多工作站软件，进入工作站配置界面，将所有的人机交互设备呈现 给计算机使用者，计算机使用者将这些人机交互设备分配给不同的工作站。
C. 随后在计算机进入多工作站工作状态时，在一机多工作站软件的调度下，各 个人机交互设备将会根据第2步的分配，自动归属于不同的工作站。不同的
计算机用户以各自的用户名登录其中的任意一个工作站，同时独立使用该计 算机。
本方案的缺点在于在步骤2即工作站配置这一步骤中，要求用户具有专 业的计算机水平，配置难度高；另外，本方案采用的配置方法也很不直观。
第二种技术方案为专利号为US7030836，名称为一种配置多用户计算机系统 的方法和系统。该专利给出了另一种为一机多工作站计算机的各用户配置人机 交互设备的方法，该方法在配置过程中先由软件自动对非显示的人机交互设备 进行了配置，再由计算机用户根据提示以直观的方式手动参与人机交互显示设 备的配置，减去了计算机用户手动配置非显示的人机交互设备的工作，并使得 显示设备的配置过程更为直观。
该专利中引入了 "集合"(collection)的概念，归属于同一个工作站的所 有外设在该专利中被定义为一个集合。
该方案包括如下三个步骤
1、 将所有人机交互设备与计算机连接完毕，打开计算机电源，登录计算机， 此时所有人机交互设备都只属于一个登录用户。
2、 运行一机多工作站软件，计算机会自动进行人机交互设备的配置(其中 步骤c和d需要用户手动参与)，其配置过程如下
A.将所有的非USB、非显示的人机交互设备组成一个集合(该集合暂时没有
包含显示设备，所以暂时不完整)；
B. 将所有的USB、非显示的人机交互设备按照一定逻辑组成多个集合(也暂 不包含显示设备)，逻辑复杂，设有一定的前提条件，并需要对所有USB 设备与USB Hub的连接关系进行分析，但是没有涉及到在USB Hub中增 加硬件特征标示的做法。
C. 按照上述逻辑定义好的集合，都至少有一个键盘或鼠标，这一步骤的工 作就是将显示设备逐一分配给各个集合，于是，系统在第一个显示设备 中显示一个提示框，请用户按一下欲与该显示设备共组一个工作站的键 盘或鼠标的任意按键，然后根据用户的按键来将该显示设备加入到该按 键来自的键盘或鼠标所在的集合中。
D. 其余显示设备也一一按步骤c实施。
3、配置过程结束后，按照配置结果，各个工作站进入工作状态。不同的计算机 用户以各自的用户名登录其中的任意一个工作站，同时独立使用该计算机。 上述专利的缺点如下
第一，按照本专利的配置方法，要求每个工作站至少要有一个键盘(或其 它指定类型的人机交互输入设备)，这样的前提条件不合理，假设某个工作站的 输入设备未采用键盘(或前述指定类型的人机交互输入设备)，则配置方法无法 完成。
第二，按照该专利的配置方法，插于不同USBhub (子hub和父hub)上的 人机交互设备有可能属于各自不同的集合(对应于不同的工作站)，也有可能被 强制为属于同一个集合(对应于同一个工作站)上，普通用户容易将后一种情 况误认为发生了错误。
第三，当配置结束后进入多工作站工作状态，如果已经经过配置的人机交 互设备断开与主机的连接，比如用户对这些设备进行了插拔或该设备与主机接
触不良，或用户将己经经过配置的USB设备从一个USB插口换插到同一个USB Hub 中的另一个插口，都有可能导致配置出现错误，导致某些人机交互设备不按照 配置结果工作；也就是说，采取本方案的"一机多用户"计算机和各人机交互 设备的工作稳定性较差。
发明内容
为了克服上述技术的缺点，本发明提供一种一机多工作站计算机系统的设 备配置方法，同时，本发明还提供一种工作站卡和包含这种工作站卡的一机多 工作站计算机系统和可插在主板插槽上一种硬件插卡。计算机的主板上插了这 种工作站卡之后，若需要将该计算机配置成多个各自独立的工作站，其配置方 法将可以完全由一机多工作站软件自动完成，并且系统很稳定。
具体的技术方案如下。
一机多工作站计算机系统的设备配置方法，所述的系统包括一主机，主机 内安装有至少一个单独显卡和至少一个工作站卡，所述的工作站卡上集成有至 少一个显卡和至少一个可连接输入设备的接口 ，所述的可连接输入设备的接口 是USB口或PS/2 口或串口，该方法通过所述的系统执行一机多工作站的配置， 其特征在于该方法包括如下步骤-
(1)识别出接在主机上的所有工作站卡； 使每个工作站卡对应一个扩展工作站 ， 使所有单独的显卡对应到原始工作站； (2 )接到同一个工作站卡上的人机交互设备分配给该工作站卡所对应的扩 展工作站；其他人机交互设备分配给原始工作站。需要说明的是，所述的扩展工作站是指某个工作站卡上所连接的人机交互 设备和显示设备共享计算机主机资源而成的工作站。所述的原始工作站是指那 些连接到工作站卡之外的其它人机交互设备和显示设备共享计算机主机资源而 成的工作站。所述的接到同一个工作站卡上的人机交互设备，包括直接接到工
作站卡或通过USB Hub与工作站卡连接的人机交互设备。
所述的"识别出接在主机上的所有工作站卡"的步骤，较好的，可以为"识 别出主机上的那些集成在工作站卡上的显卡和/或USB 口和/或PS/2 口和/或串 口；并将集成在同一个工作站卡上的显卡和/或USB 口和/或PS/2 口和/或串口 划分为一组；每一组对应一个工作站卡。"
所述的"识别出接在主机上的所有工作站卡"的步骤，另一种较好的方式 为"a、识别出主板上各个插槽上所插的设备，以及这些设备上的外设接口， 即可连接外部输入输出设备的接口。 b、如果某个插槽上所插的设备上的外设接 口，既存在可连接显示设备的视频输出接口，又存在可连接输入设备的接口， 则说明该插槽上所插的设备为一个工作站卡"。
另一种较好的方式为，计算机可以将工作站卡识别为一种新类型的设备，与 显卡不同，则所述步骤"识别出接在主机上的所有工作站卡"就按公知的方式， 例如按windows操作系统的通用方式来自动进行识别。
所述工作站卡插在计算机主机内的主板的插槽上或集成在主板上。对于工 作站卡集成在主板中的情况，等同于工作站卡插在主板插槽上的情况，也在本 发明的保护范围之内。所述工作站卡集成在主板中的情况， 一种较好的方式为， 主板上的某个视频输出幾口与某些可连接输入设备的接口之间存在固定的对应 关系，且该对应关系可以被一机多工作站软件获取。
所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征在于所述的人机交互设备是键盘、鼠标、遥控接收器、游戏操纵杆、声卡、扬声器、麦克风、 摄像头、手写笔之一或其组合。如果出现新的输入设备，比如用来打高尔夫球 的球杆的输入设备，也在本发明的保护范围之内。所述工作站卡上集成的显卡 和连接该工作站卡的人机交互设备对应到同一个工作站，所述的工作站卡上集
成的USB 口所对应的USB芯片位于工作站卡上或计算机主板上，所述的工作站 卡上的显卡和可连接输入设备的接口，也就是USB口或PS/2 口或串口，在硬件 设计上一一对应。实现工作站卡的一种较好的方法是，可在一块显卡上集成其 它人机交互连接设备(如USB Hub)或其它人机交互设备的接口而成。
所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征在于所述的"使 每个工作站卡对应一个扩展工作站"的步骤具体是设定系统中扩展工作站的 数量为识别到的工作站卡的数量，并使扩展工作站与工作站卡一一对应。
所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征在于所述配置 方法的步骤(1)之前，还包括步骤(0)如下使主机上连接的所有显示卡和 工作站卡都显示相同的用户界面。
所述设备配置方法中所采用的工作站卡，其特征在于所述的工作站卡上 集成有至少一个显卡和至少一个可连接输入设备的接口 ，所述的可连接输入设
备的接口是USB 口或PS/2 口或串口。
所述的工作站卡，其特征在于所述的工作站卡上集成的USB 口所对应的 USB芯片位于工作站卡上或计算机主板上，所述的工作站卡上的显卡和可连接输 入设备的接口，也就是USB口或PS/2 口或串口，在硬件设计上一一对应。
一种一机多工作站计算机系统，所述的系统包括一主机，其特征在于主 机内安装有至少一个单独显卡和至少一个上述的工作站卡，同一个工作站卡上 的显卡和连接在该工作站卡上的人机交互设备对应到同一个工作站。所述的单
独显卡，就是通常计算机中所使用的显卡，包括集成在计算机主板上的显卡和 插在计算机主板上的独立显卡。所述的单独显卡不包括集成在工作站卡上的显 卡，与工作站卡之间是并列关系，其与本发明中所述的工作站卡是不同的。单独 显卡上没有集成可连接输入设备的接口 。
所述的设备配置方法，其特征在于在所述步骤(2)之后，还包括如下步 骤在步骤(2)完成之后的任何时刻，识别到新的人机交互设备时，如果该设
备连接到一个工作站卡上，则该设备分配给该工作站卡所对应的扩展工作站；
如果该设备不是连接到工作站卡上，则该设备分配给原始工作站。
一种工作站卡，其中集成有至少一个显卡和至少一个可连接输入设备的接
口，也就是USB 口或PS/2 口或串口 。显卡和可连接输入设备的接口 ，也就是USB 口或PS/2 口或串口，在硬件设计上一一对应，在一机多工作站计算机系统中， 同一个工作站卡上的显卡和连接在该工作站卡上的人机交互设备对应到同一个 工作站上。
本发明提供一种一机多工作站计算机系统，所述的系统包括一主机，主机 内安装有至少一个单独显卡和至少工作站卡，同一个工作站卡上的显卡和连接 在该工作站卡上的人机交互设备对应到同一个工作站，其特征在于采用上述的 设备配置方法。
本发明还提供一种硬件插卡，可插在主板插槽上，其特征在于该插卡上 集成了两块或两块以上的上述的工作站卡。
本发明的有益效果在于
第一、与现有技术美国专利相比，计算机中采用了本发明给出的配置方法， 则所有人机交互设备的一机多工作站配置过程全部可以自动完成，且配置逻辑 简单清晰。
第二、同一张工作站卡上所连接的显示设备和人机交互设备对应同一个扩 展工作站，用户按一机多工作站的方式使用该计算机时，各工作站的划分很直 观。
第三、与现有技术美国专利相比，在多工作站工作状态下，用户可以对任
何一个USB设备进行热插拔(用户的一次热插拔，只是让相应的工作站中增减 一个设备，而不造成其它影响)。用户也可以将一个未经过配置的USB设备连接 到主机，则该设备自动归属到该工作站卡所对应的工作站，并在该工作站中正 常工作。
图1为本发明的实施例一工作站卡外观示意图。
图2为本发明的实施例一基于工作站卡的一机多工作站计算机系统及设备 连接示意图。
图3为本发明的实施例一的一机多工作站软件模块划分示意图。
图4为本发明的实施例一的一机多工作站系统设备配置方法逻辑示意图。
图5为本发明实施例一的一机多工作站软件各工作站人机交互设备表参数
的数据结构示意图。
图6为本发明的实施例一的一机多工作站各工作站人机交互设备表参数某
时刻的取值示意图。
图7为本发明的实施例一的新人机交互设备动态配置逻辑示意图。
图8为本发明的实施例一的一机多工作站各工作站划分示意图。
图9为本发明的实施例一的另一时刻的一机多工作站各工作站划分示意图。
图io为本发明的实施例二的工作站卡外观示意图。
图11为本发明的实施例三的工作站卡外观示意图。图12为本发明的实施例四的工作站卡外观示意图。 图13为本发明的硬件插卡实施例的外观示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。请参考图1，图1是本发明实施 例1中的一个工作站卡的示意图。其中，工作站卡IOO上带有金手指107，可 以插在计算机主机内的主板的插槽上，卡上置有USB接口 102，同时置有视频 输出接口 101，视频输出接口 101两侧是固定螺孔106。
请参考图2，图2是基于工作站卡的一机多工作站计算机系统图。其中包括 一台计算机主机200，该计算机主机200中装有独立显卡203、工作站卡IOO、 工作站卡205和工作站卡207。主机上带有USB接口 208、 PS/2接口 202、串 口 206 。鼠标212和USB遥控器213通过USB Hub2连接到工作站卡100上。 PS/2鼠标211连接到工作站卡205上。同时，计算机主机200上还连接有PS/2 键盘201和USB鼠标209，通过USB Hub 1连接有鼠标210。此外，显卡203 和工作卡100、 205上的视频接口还分别连接有显示设备。工作站卡207上面
没有连接人机交互设备。
请参考图3，为了将图2中的计算机系统配置为一机多工作站系统，本方 案在计算机中安装一套一机多工作站软件，通常，该软件内部包括2个模块和 一个共用参数，2个模块分别为 一机多工作站配置模块300、 一机多工作站 运行支撑模块302。共用参数为各工作站人机交互设备表301。
请一并参见图4、图5、图6，安装完所述一机多工作站软件后，运行该软 件，则自动执行实施例一的一机多工作站配置模块300，软件将执行以下配置 方法，具体包括以下步骤
1 、使计算机主机上连接的所有单独显卡和工作站卡上集成的显卡都显示相
同的用户界面(步骤400)，该步骤的执行结果是当前显示器177、和电视机178、 电视机179中将显示相同的用户界面。
2、 识别出接在主机上的所有工作站卡(步骤401)。具体为识别出主机 上的那些集成在工作站卡上的显卡和/或USB 口和/或PS/2 口和/或串口；并将 集成在同一个工作站卡上的显卡和/或USB 口和/或PS/2 口和/或串口划分为一 组；每一组对应一个工作站卡。
3、 使每个工作站卡对应一个扩展工作站，并使所有单独显卡对应到原始工 作站(步骤403)。具体为为每个工作站卡，在各工作站人机交互设备表参 数301中增加一个扩展工作站。所述各工作站人机交互设备表参数301的数据 结构如图5所示，为一链表，链表的头节点有且只有一个，用于记录原始工作 站的所有设备的设备名，链表其它各节点分别记录一个扩展工作站的所有设备 的设备名；
4、 将接到同一个工作站卡上的人机交互设备和该工作站卡中所集成的显卡 分配给该工作站卡所对应的扩展工作站；其他人机交互设备分配给原始工作站
(步骤404)。具体为将各工作站卡上所集成的显卡的设备名，和该各工作站 卡上所集成的USB口、 PS/2 口或串口上所连接的设备(包括通过USBHub间接 与工作站卡相连接的设备)的设备名，分别记录到"各工作站人机交互设备表 参数"301中相应的链表节点(一个工作站卡对应一个扩展工作站， 一个扩展 工作站对应一个链表节点)中；将主机上的单独显卡和连接在主机上的其它人 机交互设备的设备名全部记录到原始工作站所对应的链表节点中。该步骤执行 结果是各工作站人机交互设备表参数301的取值如图6所示，有4个表节点， 每个节点表示一个工作站。
请一并参见图3和图7，当一机多工作站配置模块300执行完成后，自动执行一机多工作站运行支撑模块302，同时动态维护各工作站人机交互设备表 参数301。具体为按照"各工作站人机交互设备表"参数301，使计算机进入 多工作站运行状态。在多工作站运行状态下，计算机系统将被划分为多个工作 站，多个工作站各自独立运行，可供多个用户各自独立使用。此时，任意一个 人机交互设备断开了与主机的连接，则从参数301中将该人机交互设备的设备 名删除。 一个新的人机交互设备被主机识别到，则将该设备的设备名增加到参 数301中的相应工作站所对应的链表节点中，具体逻辑，如图7所描述，包括如 下步骤
1、 识别到新的人机交互设备(步骤410)。
2、 判断该人机交互设备连接是否与工作站卡相连接(步骤411)。
若是，将该人机交互设备分配给该工作站卡所对应的扩展工作站；该设 备的设备名保存到人机交互设备表参数中该扩展工作站所对应的链表节点 中。
若否，将该人机交互设备分配给原始工作站；该设备的设备名保存到人 机交互设备表参数中原始工作站所对应的链表节点(链表的头节点)中。 请参见图8，本实施例一中的计算机系统，执行完上述步骤之后，被划分 为原始工作站和3个扩展工作站，4个工作站各自独立运行。其中，扩展工作 站3由于没有连接人机交互设备，所以处于未使用状态。
请一并参见图8、图9,只要直接将相应的设备连接到工作站卡207之上， 如图9中所示，则扩展工作站3和其它工作站一起，可供4个用户各自独立同 时使用。
请参见图10，本发明工作卡实施例二所示的工作站卡集成有一个显卡和一 个串口 108、 一个USB 口 109和一个PS/2 口 119，图中表示有该显卡的视频输
出口 118。
请参见图11，本发明工作卡实施例三所示的工作站卡集成有两个显卡(每个 显卡分别对应一个视频输出口)和一个PS/2 口。
请参见图12，本发明工作卡实施例四所示的工作站卡集成有两个显卡(每个 显卡分别对应一个视频输出口)和一个串口 110。
请参见图13，本发明硬件插卡实施例所示的工作站卡集成一种硬件插卡500， 可插在主板插槽上，该插卡上集成了两张所述的工作站卡，分别为工作站卡501 和工作站卡502。计算机主机上安装一张该硬件插卡，相当于安装了两张工作站 卡(工作站卡501和工作站卡502)。
尽管本发明已作了详细的说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技术人 员，显然可以按照上述说明而做出各种替代方案、修改和改动，因此，所有这 些替代方案、修正和改动，都应该包括在权利要求的精神和范围之内。
权利要求
1、一机多工作站计算机系统的设备配置方法，所述的系统包括一主机，主机内安装有至少一个单独显卡和至少一个工作站卡，所述的工作站卡上集成有显卡和输入输出接口；该方法通过所述的系统执行一机多工作站的配置，其特征在于，该方法包括如下步骤(1)识别出接在主机上的所有工作站卡；使每个工作站卡对应一个扩展工作站；使所有单独显卡对应到原始工作站；(2)将接到同一个工作站卡上的人机交互设备和该工作站卡中所集成的显卡分配给该工作站卡所对应的扩展工作站；其他人机交互设备分配给原始工作站。
2、 如权利要求1所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征 在于所述的人机交互设备是键盘、鼠标、遥控接收器、游戏操纵杆、声卡、扬 声器、麦克风、摄像头、手写笔之一或其组合。
3、 如权利要求1所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征 在于所述的工作站卡上集成的输入输出接口包括USB 口、 PS2接口或串口。
4、 如权利要求1-3任一所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法， 所述的"接到同一个工作站卡上的人机交互设备"是指直接连接到工作站卡上 的人机交互设备和/或通过连接到工作站卡上USB接口的USB Hub接入的人机交 互设备。
5、 如权利要求1所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征 在于所述的"使每个工作站卡对应一个扩展工作站"的步骤具体是设定系 统中扩展工作站的数量为识别到的工作站卡的数量，使扩展工作站与工作站卡一一对应。
6、 如权利要求1所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征 在于所述配置方法的步骤(1)之前，还包括步骤(0)如下使主机上连接 的所有单独显卡和工作站卡上集成的显卡都显示相同的用户界面。
7、 如权利要求1所述的一机多工作站计算机系统的设备配置方法，其特征 在于所述的单独显卡不包括集成在工作站卡上的显卡，但包括集成在计算机 主板上的显卡和插在计算机主板上的独立显卡。
8、 如权利要求l、 2、 3、 5、 6或7任一所述的设备配置方法，其特征在于在所述步骤(2)之后，还包括如下步骤在步骤(2)完成之后的任何时刻，识别到新的人机交互设备时，如果该设备连接到一个工作站卡上，则该设备分配给该工作站卡所对应的扩展工作站； 如果该设备不是连接到工作站卡上，则该设备分配给原始工作站。
9、 一种权利要求1-8任一所述设备配置方法中所采用的工作站卡，其特征 在于所述的工作站卡上集成有至少一个显卡和至少一个和可连接输入设备的 接口，所述的可连接输入设备的接口是USB 口或PS/2 口或串口。
10、 一机多工作站计算机系统，所述的系统包括一主机，主机内安装有至少 一个单独显卡和至少一个权利要求9所述的工作站卡，同一个工作站卡上的显 卡和连接在该工作站卡上的人机交互设备对应到同一个工作站，其特征在于 采用如权利要求卜6任一所述的设备配置方法。
11、 一种硬件插卡，可插在主板插槽上，其特征在于该插卡上集成了两块或两块以上的如权利要求9所述的工作站卡。
全文摘要
本发明公开了一种一机多工作站计算机系统及其设备配置方法。所述的系统包括一主机，主机内安装有至少一个单独显卡和至少一个工作站卡，所述的工作站卡上集成有显卡和输入输出接口。该方法包括如下步骤(a)识别出接在主机上的所有工作站卡；使每个工作站卡对应一个扩展工作站；使所有单独显卡对应到原始工作站；(b)将接到同一个工作站卡上的人机交互设备和该工作站卡中所集成的显卡分配给该工作站卡所对应的扩展工作站；其他人机交互设备分配给原始工作站。本发明使所有人机交互设备的“一机多工作站”配置过程全部可以自动完成，且配置逻辑简单清晰；各工作站的划分直观；用户可以对任何一个USB设备进行热插拔。
文档编号G06F13/38GK101339459SQ20081000335
公开日2009年1月7日 申请日期2008年1月10日 优先权日2007年7月8日
发明者张伟明 申请人:张伟明