一种通用型多路ps2接口信号热切换器及其切换方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多路PS/2接口设备在信号调理切换领域的应用，旨在提供一种用于多路PS/2接口设备在线调理切换的解决方案，发明出一种用于多路PS/2接口信号调理切换的核心仪器一一多路PS2接口信号热切换器。
【背景技术】
[0002]1987年，IBM推出了 PS/2键盘接口标准。该标准定义了 84?101键，但是采用6脚min1-DIN连接器，该连接器在封装上更小巧，用双向串行通讯协议并且提供有可选择的第三套键盘扫描码集，同时支持17个主机到键盘的命令。现在，市面上多数键盘都和PS/2及AT键盘兼容，只是功能不同而已。
[0003]根据现在的PS/2接口信号的协议，使用PS/2接口的设备(鼠标、键盘等)不能支持在线热插拔，但是实际应用中有很多情况需要对PS/2接口设备进行热插拔操作，同时一些需要对PS/2接口设备进行在线切换控制的应用也不能实现。为了解决PS/2接口信号设备使用中存在的这些问题，本发明基于设计的多路PS/2接口设备在线调理切换解决方案，实际研制了一款通用性多路PS2接口信号热切换器，有效的解决了 PS/2接口设备使用中存在的这些问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有多路PS/2接口设备应用技术的不足，提供一种通用型多路PS/2接口信号热切换器，用于解决多路PS/2接口设备在线调理切换的应用需求。
[0005]本发明的发明目的通过以下技术方案实现:
[0006]一种通用型多路PS2接口信号热切换器，包含核心处理板卡1，所述核心处理板卡I的电路设计包含模拟开关阵列、伪PS/2接口模块以及MCU，所述模拟开关阵列在MCU的控制下，在主机与真实外接PS/2接口设备接通时断开伪PS/2接口模块与主机的通信。
[0007]优选地，所述模拟开关阵列包含若干片第二级开关芯片，各第二级开关芯片下连接有若干片第一级开关芯片；
[0008]所述第二级开关芯片用于在有真实外接PS/2接口设备与主机通信时，根据主机调用的通道接通与相对应的第一级开关芯片之间的通道；
[0009]所述第一级开关芯片用于接通/断开伪PS/2接口模块与主机之间通道以及
[0010]第二级开关芯片与主机之间通道。
[0011 ] 优选地，所述MCU上设有RS232接口。
[0012]优选地，所述核心处理板卡为标准PXI导轨安装板卡。
[0013]优选地，所述通用型多路PS2接口信号热切换器还包含结构机箱4、电源供电模块3、机箱母版2，在结构机箱4内部核心处理板卡I通过板卡连接器与电源供电模块3和机箱母版2链接。
[0014]本发明的另一目的在于提供通用型多路PS2接口信号热切换器的切换方法，包含以下步骤:
[0015]步骤1、正确连接通用型多路PS2接口信号热切换器与主机；
[0016]步骤2、主机向核心处理板卡的MCU发出调用PS/2接口设备指令；
[0017]步骤3、MCU检测是否有真实PS/2接口设备连接在通用型多路PS2接口信号热切换器上，若有则通过模拟开关阵列接通真实PS/2接口设备与主机，若无则通过模拟开关阵列接通伪PS/2接口模块与主机。
[0018]优选地，所述步骤3中接通真实PS/2接口设备与主机的方法为:
[0019]步骤3.1、第二级开关芯片检测到有真实PS/2接口设备时，根据主机要求接通的通道向相应的第一级开关芯片发出接通信号；
[0020]步骤3.2、第一级开关芯片响应第二级开关芯片的请求信号，断开与伪PS/2接口模块的连接；
[0021]步骤3.3、真实PS/2接口设备依次通过第二级开关芯片、第一级开关芯片与主机通信。
[0022]与现有技术相比，本发明的通用型多路PS2接口信号热切换器能够解决PS/2接口信号不能进行热切换和在线切换需要设备断电重启的技术缺陷，能够单套(或少量)PS/2接口的键盘、鼠标控制多个(或大量)终端设备不能热切换调理的技术缺陷。本发明的通用型多路PS2接口信号热切换器采用的技术能保证在线PS/2接口信号传输的稳定性、高效性、可测试性，同时经实践应用反馈调理切换响应时间短、性能稳定、可控性强、兼容性好、应用灵活、操作便捷。使用本发明专利能极大地节约传统解决方案的设备成本、人力成本、时间成本。
【附图说明】
[0023]图1为本发明中核心处理板卡的结构示意图；
[0024]图2为本发明中模拟开关阵列的电路示意图；
[0025]图2-1至图2-5为图2的拆分放大图；
[0026]图3为本发明中伪PS/2接口模块的电路示意图；
[0027]图4为本发明中MCU模块的电路示意图；
[0028]图4-1至图4-6为图4的拆分放大图；
[0029]图5为本发明中MCU模块的主程序流程示意图；
[0030]图6为本发明中核心处理板卡信号定义原理图；
[0031]图7为本发明中PCI接口型多路PS2接口信号热切换器的机箱结构封装内部布局示意图。
[0032]具体实现方式:
[0033]本发明提出的通用型多路PS2接口信号热切换器主要用于多路PS/2接口设备在线调理切换的应用环境，同时能支持单套PS/2接口的键盘、鼠标控制多个终端设备的在线调理使用环境。现通过一款I对4切换的通用型多路PS2接口信号热切换器对本发明作详细说明。
[0034]本发明通用型多路PS2接口信号热切换器是通过一下技术方案来实现的:
[0035]I)工作环境及配套设备要求
[0036]工作温度范围:-40°C?+85°C ；
[0037]连续工作最长可靠时间:7*24小时；
[0038]配套工作设备:一台带有标准232串口的控制计算机；
[0039]2)结构设计
[0040]供电:220V/50Hz单相交流电源；
[0041 ]外形尺寸:260mm*150*80mm ;
[0042]核心处理板卡(I)尺寸:160mm*100mm*1mm;
[0043]散热:风冷散热，采用4个5V直连风扇进行处理板卡和供电电路散热；
[0044]3)核心处理板卡I的结构
[0045]通用型多路PS2接口信号热切换器的核心部件是核心处理板卡1，核心处理板卡I主要由模拟开关阵列、伪PS/2接口模块以及MCU等组成。核心处理板卡I设计如图1所不O
[0046](I)模拟开关阵列由10个74HCT4052芯片组成，其中8个74HCT4052芯片(MUXA)作为第一级开关芯片负责伪PS/2接口模块与主机的通断，以及第二级开关芯片与主机的通断。另外两个74HCT4052芯片(MUXB)作为第二级开关芯片负责真实外接PS/2接口设备与第一级开关芯片的通断。此部分相关模拟开关阵列电路设计如图2所示。
[0047](2)伪PS/2接口模块共有8个，分别为4个伪键盘模块和4个伪鼠标模块。伪PS/2接口模块在主机与真实外接PS/2接口设备断开时保持与主机连接，使主机一直可以检测到PS/2接口设备，从而解决PS/2热插拔容易造成设备不能识别的问题。此部分相关伪PS/2接口模块电路设计如图3所示。
[0048](3)MCU采用NXP LPCl114主芯片，主要负责控制模拟开关阵列的切换及RS232通信。此部分相关MCU模块电路设计如图4所示。
[0049]4)软件:
[0050]通用型多路PS2接口信号热切换器核心处理板卡I的MCU中加载了核心处理程序，外部控制计算机通过RS232串口与通用型多路PS2接口信号热切换器核心处理板卡I处理程序通讯，采用串口控制指令编辑完成对多路PS2接口信号热切换器工作状态的控制。
[0051](I)MCU加载主程序
[0052]MCU加载的主程序主要原理是通过RS232串口获取操作界面上所选择板卡工作通道的信息，程序调用MUX模块进行板卡通道选择，对比界面