一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的制作方法

本实用新型涉及国产化瘦客户机技术领域，特别涉及一种视具有KVM功能的国产化瘦客户机系统。

背景技术：

目前已有的非国产化瘦客户机产品，硬件上主要为X86架构，软件上通过网络连接后端服务器的方式，使用服务器的计算资源，本地仅起到显示作用，是为了集中管理、减少办公占地的目的而设计的产品。

在国家大力发展自主可控的推动下，产生的国产化计算机类设备已经有了不少产品，如联想基于兆芯的台式计算机、便携式笔记本，长城电脑基于飞腾的台式计算机，航天龙梦基于龙芯的台式计算机等，这些产品基本以完全替代X86架构的产品为最终目标，但目前由于硬件性能，软件支持的限制，无法达到替换X86架构产品的要求，因此，国产化与非国产化类计算机共同存在与使用将是一个长期的过程。

非国产化瘦客户机从硬件到软件，基本都是非国产化产品，近年来，Windows蓝屏事件、“棱镜门”电子监控事件、Windows XP停止提供服务、Windows 8存在重大安全漏洞、硬盘被植入间谍软件等信息和网络安全事件为我们敲响了信息安全的警钟，发展国产化计算机类产品是势在必行的。

目前的国产化计算机类产品，不论是台式机、笔记本还是一体机，都是以独自成为一个信息处理设备为主，单独使用(单独并不是不联网，而是不与非国产化设备有关系)，但目前国产化计算机类产品，不论是产品的硬件性能功能，还是软件的支持，基本是可以满足日常的办公的要求，对于一些专用的设计软件(如CAD,Cadence等)是无法支持的，那么在国产化计算机类产品的推广与使用过程中，将长期存在一个用户需要同时使用两个终端的问题(国产化终端用于日常办公，非国产化终端用于专用工具类软件使用)，用户需要两套终端的外设及空间，尤其在国产化终端，非国产化终端分属不同网络是，则需要在两个终端中频繁切换，这些都是极其不方便的。如果使用一套终端的外设控制国产化，非国产化两个终端，则需要配备专门的KVM切换设备，这将继续减少已经日渐紧张的办公桌环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，使得国产化终端能够尽可能的缩小，具有非国产化瘦客户机体积小的优势，同时集成KVM功能。

本实用新型一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，其中，包括：国产化计算机部分、KVM切换部分、VGA输出接口、USB输出接口、VGA输入接口、USB输入接口；国产化计算机部分连接KVM切换部分，KVM切换部分分别连接VGA输出接口、USB输出接口、VGA输入接口4以及USB输入接口5；KVM切换部分用于根据外部的切换指令，选择国产化计算机部分的接口或其他计算机的VGA输入接口和USB输入接口与VGA输出接口和USB输出接口连通。

根据本实用新型的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的一实施例，其中，KVM切换部分包括VGA切换芯片32以及USB切换芯片，VGA切换芯片用于选通国产化计算机部分的VGA接口与其他计算机的VGA输入接口，USB切换芯片用于选通国产化计算机部分的USB接口与其他计算机的USB输入接口。

根据本实用新型的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的一实施例，其中，VGA切换芯片使用CH440G芯片。

根据本实用新型的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的一实施例，其中，USB切换芯片使用CH9372芯片。

根据本实用新型的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的一实施例，其中，VGA切换芯片包括：红、绿、蓝、行同步、场同步以及控制信号的两输入端和一输出端，并通过单刀双掷低阻模拟开关进行两输入端的切换。

根据本实用新型的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的一实施例，其中，USB切换芯片与VGA切换芯片相连接，用于切换USB信号时同步切换VGA信号。

本实用新型的目的是提出一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，使得国产化终端能够尽可能的缩小，具有非国产化瘦客户机体积小的优势，同时集成KVM功能，使用户仅使用一套外设(显示器、键盘、鼠标等)便可以在国产化终端(指国产化瘦客户机)和非国产化终端(指非国产化计算机)上自由切换使用，解决“两个终端”在空间及切换使用上的不方便。

附图说明

图1表示了一种MIPS架构的国产化计算机部分的组成框图；

图2表示了一种ARM架构的国产化计算机部分的组成框图；

图3所示为本实用新型一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的框图；

图4a和图4b所示为VGA切换芯片的原理图；

图5所示为USB切换芯片的硬件原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

本实用新型所述的具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，主要包含两部分内容，第一部分为国产化计算机部分，第二部分为KVM功能部分

目前国产化的处理器主要有MIPS架构的龙芯、ARM架构的飞腾以及Alpha架构的申威等，申威主要应用在军口，本实用新型并不限制哪种架构的国产化处理器，只要能在较小尺寸上实现一般国产化计算机的功能即可。

图1表示了一种MIPS架构的国产化计算机部分的组成框图，如图1所示，CPU可以是龙芯3B、3A2000甚至3A3000，CPU通过SPI接口跟BIOS芯片实现通信，预留UART调试串口，同时与两条DDR3内存相连，为系统运行提供内存资源。CPU通过HT(Hyper Transport)总线与北桥芯片(一种可选方案为AMD芯片组RS780E)相连，进而通过北桥芯片扩展出PCIe信号连接网卡(一种可选芯片为INTEL 82574)、PCIe转USB3.0接口(一种可选方案为uPD720201)、PCIe转MSATA接口(一种可选方案为88SE9230)，网卡通过RJ45水晶头对外提供网络连接功能，USB3.0作为对外通用USB3.0设备接口，MSATA接口连接硬盘，预留MINIPCIE给扩展设备；同时，北桥通过集成显卡引出1路VGA信号，此VGA信号为瘦客户机的显示端口。北桥芯片通过A-Link Express II总线与南桥(一种可选方案为AMD SB710)相连，南桥芯片与温度传感器(一种可选方案为EMC1412)、音频芯片(ALC662-VD)、风扇控制插座及USB2.0接口连接。同时，电源供电部分为系统的各个部分提供电源，时序控制部分通过控制器(一种可选的方案为单片机ATMEGA8L-8AC)控制整个系统的上电、下电时序。

图2表示了一种ARM架构的国产化计算机部分的组成框图,如图2所示，CPU可以是飞腾1000A、1500A，CPU通过SPI接口与BIOS芯片通信，与两条DDR3内存相连，为系统运行提供内存资源。ARM架构的CPU对外直接提供PCIe信号，但PCIe信号的数量不够，一般通过外接一个交换芯片(可以是ASM1184)的方式来扩充更多的PCIe资源。因此，CPU直接通过PCIe连接PCIe转MSATA芯片(一种可选方案为88SE9215)、显卡芯片相连，预留UART调试串口；CPU通过交换芯片扩展的PCIe连接网卡(一种可选芯片为INTEL 82574)、PCIe转USB芯片(一种可选方案为uPD720201)、MINIPCIE连接器相连，通过PCIE转USB芯片转出来的USB接口进一步连接音频芯片(一种可选方案为CM6300)，从而引出耳机/麦克风接口。电源供电部分为系统的各个部分提供电源，时序控制部分通过控制器(一种可选的方案为CPLD EPM1270T144C5N)控制整个系统的上电、下电时序。

图3所示为本实用新型一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统的框图，如图3所示，包括：国产化计算机部分2、本机接口1、KVM切换部分3、VGA输出接口6、USB输出接口6、VGA输入接口4、USB输入接口5。国产化计算机部分2的本机接口1连接KVM切换部分3，KVM切换部分3连接VGA输出接口7、USB输出接口6、VGA输入接口4以及USB输入接口5。

如图3所示，KVM切换部分3用于根据外部的切换指令进行国产化计算机部分2的本机接口1的本机USB输入接口11与USB输入接口5之间的切换，以及根据外部的切换指令进行国产化计算机部分2的本机接口1的本机VGA输入接口12与VGA输入接口4之间的切换。

图4a和图4b所示为VGA切换芯片的原理图，如图4a和图4b所示，KVM切换部分3主要针对VGA信号和USB信号，其包括VGA切换芯片32以及USB切换芯片33。对于VGA切换芯片32使用CH440G芯片实现切换，VGA信号主要包括视频信号：R(红)、G(绿)、B(蓝)、H(行同步)、V(场同步)和控制信号SDA、SCL，CH440G是具有4路单刀双掷低阻模拟开关的芯片，因此需使用两个芯片实现对VGA信号的切换，通过控制芯片的IN管脚来控制输出的VGA信号选择，低电平选择一路输入信号，高电平选择另一路输入信号。以两个VGA信号，in1和in2为例，图4a中，Rin1和Rin2为两路红色信号，Gin1和Gin2为两路绿色信号，Bin1和Bin2为两路蓝色信号，Hin1和Hin2为两路行同步信号，Vin1和Vin2为两路场同步信号，以及两路控制信号SDA1、SCL1、SDA2、SCL2。

图5所示为USB切换芯片的硬件原理图，如图5所示，USB切换芯片3使用CH9372芯片来实现切换，其不但能够实现USB信号的切换，还能识别键盘输入的热键组合，从而通过热键来灵活控制USB信号的切换，同时可以输出控制信号，与VGA切换芯片32CH440G的IN信号相连接，实现切换USB信号时同步切换VGA信号USBin1为瘦客户机本机的USB信号，USBin2为输入至瘦客户机的USB信号，连接外部的主机，USBout为连接USB键盘、鼠标的接口；LED指示灯可以指示当前USB信号为哪路信号；控制输入信号由一个按键开关控制，按下一次开关，USB信号即可以在USBin1和USBin2之间切换一次；控制输出在USB信号切换时生效，对外输出切换信号，可以连接至VGA切换电路，实现VGA信号跟随USB信号同时切换；热键检测能够检测USB键盘的特殊输入组合，目前用于热键切换的组合为连续两下“ctrl”，此时USB信号将在USBin1和USBin2之间切换一次，同时通过控制输出的OUT控制VGA信号同步切换。

如图3-5所示，KVM切换部分的一次典型的切换功能如下步骤：

1USB切换芯片CH9372通过控制输入或热键检测检测到信号切换的信号。

2USB切换芯片CH9372控制USB信号在两组USB设备模块中切换。

3同时通过控制输出信号，输出切换的命令至VGA切换芯片CH440G。

4VGA切换芯片CH440G完成VGA信号在两组VGA信号的切换。

5USB切换芯片CH9372完成切换后控制LED指示灯完成指示灯的转变，切换过程完成。

通过国产化计算机部分的控制信号，KVM切换部分的电路可以在任意时刻在外部输入的USB、VGA与瘦客户机国产化计算机部分的USB、VGA之间进行切换。控制信号可以是鼠标点击、或者特殊的按键组合(如连按两下ctrl)，也可以是外部的一个按键按下，切换芯片一种可选的组合为CH440G和CH9372。

国产化计算机部分与KVM功能部分，两部分的功能互不影响。本实用性的一种瘦客户机的尺寸为200mm*200mm*31mm，瘦客户机前面板对外提供一个开机按钮，一个KVM切换按钮，两个USB3.0接口，一组耳机/麦克风接口；后面板对外提供一个电源接口、RJ45网络接口，KVM输入VGA、USB接口，KVM输出VGA、USB接口，同时在瘦客户机侧面、底部留有出风口，保证整机的散热。

本实用新型提出一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，主要解决国产化终端与非国产化终端需并存使用时的“两个终端”问题，关键点如下：

1采用国产化关键软硬件实现，与X86瘦客户机不同点在于，使用方式上不依赖网络，本身即是一个独立的计算机；

2与已有的国产化产品相比，体积小巧，可替代国产化台式计算机实现日常办公。

3具有KVM功能，有效减少“两个终端”中的外设配备数量，频繁切换时的不方便。

本实用新型一种具有KVM功能的国产化瘦客户机系统，基于国产化软硬件，用较小的体积实现了在国产化计算机上日常办公的需要，同时具有的KVM功能，有效减少外设配备，用最少的设备解决了“两个终端”的使用问题。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。