车载多路kvm矩阵切换器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种车载多路KVM矩阵切换器，包括：至少一台主机、矩阵切换器、至少一组KVM终端，每台所述主机连接所述矩阵切换器，所述矩阵切换器连接每一组所述KVM终端；所述矩阵切换器包括视频切换单元、键鼠切换单元。本实用新型的矩阵切换器由视频切换单元、键鼠切换单元组成，实现视频和键鼠信号分别传输，视频传输中采用编码的差分信号，到输出端再解码处理，抗干扰能力强，传输距离远，实现高分辨率传输。
【专利说明】
车载多路KVM矩阵切换器
技术领域
[0001]本实用新型涉及计算机技术领域，特别涉及一种车载多路KVM矩阵切换器。
【背景技术】
[0002]随着计算机的普及，管理和维护的工作量也越来越大。为了提高设备操作以及维护和管理的效率，KVM技术应运而生。KVM是键盘(Keyboard)、显示器(Video)、鼠标(Mouse)的缩写，即用一套或数套键盘、显示器和鼠标在多台主机(可以是多个不同操作系统)之间切换，实现一个用户使用一套键盘、鼠标、显示器去访问和操作一台以上主机的功能。KVM切换器的正式的名称为多计算机切换器或KVM SWITCH。简单的说，KVM切换器就是让系统管理员可以通过一组键盘、显示器和鼠标，控制多台服务器或电脑主机的计算机外围设备。使用KVM技术可以减少外设，节省空间，同时提高系统的工作效率。
[0003]市场上KVM切换器，大部分直接采用模拟切换芯片切换视频、键盘、信号，切换后再放大处理，到输出。在多路输入输出矩阵中使用体积庞大，电路复杂，信号干扰严重，传输距离短。本设计采用视频和键鼠信号分别传输，视频传输中采用编码的差分信号，到输出端再解码处理，抗干扰能量强，传输距离远。数字信号采用单片机采集编码，再经过CPLD进行矩阵切换，到输出进行解码处理，键盘、鼠标信息处理灵活，增加了安全性，也可以实现多点控制和输入，灵活可靠。
[0004]如中国专利公开号为:CN 102096479 A，该发明提供了一种基于SMBUS具有本地和远程功能的KVM切换器，该发明具有本地和远程同时切换及同时显示的强大功能。然而，该发明的KVM切换器，在多路输入输出矩阵中使用体积庞大，电路复杂，信号干扰严重，且传输距离短。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
[0006]为此，本实用新型的目的在于提出一种信号干扰小，传输距离长的车载多路KVM矩阵切换器。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型的实施例提供一种车载多路KVM矩阵切换器，包括:至少一台主机、矩阵切换器、至少一组KVM终端，每台所述主机连接所述矩阵切换器，所述矩阵切换器连接每一组所述KVM终端；
[0008]所述矩阵切换器包括视频切换单元、键鼠切换单元；
[0009]所述视频切换单元包括视频信号编码模块、视频信号矩阵切换模块、视频信号解码模块；
[0010]所述键鼠切换单元包括键鼠信号解码模块、键鼠信号矩阵切换模块、键鼠信号编码模块；
[0011]所述视频信号编码模块与键鼠信号解码模块组成键鼠解码视频编码模块;所述视频信号矩阵切换模块与键鼠信号矩阵切换模块组成视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块;所述键鼠信号编码模块与视频信号解码模块组成键鼠编码视频解码控制模块；
[0012]所述键鼠解码视频编码模块与每一台所述主机连接，所述视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块分别与键鼠解码视频编码模块和键鼠编码视频解码控制模块连接，所述键鼠编码视频解码控制模块与每一组所述KVM终端连接。
[0013]优选的，所述矩阵切换器还包括电源模块，所述电源模块分别与所述键鼠解码视频编码模块、视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块、键鼠编码视频解码控制模块连接。
[0014]优选的，所述视频切换单元还包括VGA输入端、编码发送模块、解码接收模块、三路均衡模块、模拟开关、OSD模块、CPU模块、VGA输出端;所述VGA输入端连接编码发送模块，所述编码发送模块连接视频信号矩阵切换模块，所述视频信号矩阵切换模块连接解码接收模块，所述解码接收模块分别与三路均衡模块、OSD模块、VGA输出端连接，所述三路均衡模块连接模拟开关，所述模拟开关分别与OSD模块、VGA输出端连接，所述CPU模块与OSD模块连接。
[0015]优选的，所述VGA输入端与每一台所述主机连接。
[0016]优选的，所述VGA输出端与每一组所述KVM终端连接。
[0017]优选的，所述键鼠切换单元还包括键盘输出端、鼠标输出端、第一MCU模块、CPLD模块、第二 MCU模块、键盘输入端、鼠标输入端，所述键盘输出端、鼠标输出端分别与第一 MCU模块连接，所述第一 MCU模块与CPLD模块连接，所述CPLD模块与第二 MCU模块连接，所述第二MCUl^块分别与键盘输入端、鼠标输入端连接ο
[0018]优选的，所述主机选用1-16台。
[0019]优选的，所述KVM终端选用1-5组。
[0020]本实用新型的一种车载多路KVM矩阵切换器，具有的有益效果如下:
[0021]1、本实用新型的矩阵切换器由视频切换单元、键鼠切换单元组成，实现视频和键鼠信号分别传输，视频传输中采用编码的差分信号，到输出端再解码处理，抗干扰能力强，传输距离远，实现高分辨率传输。
[0022]2、本实用新型的键鼠切换单元中的数字信号采用单片机采集编码，再经过CPLD模块进行矩阵切换，到输出进行解码处理，键盘、鼠标信息处理灵活，增加了安全性，也可以实现多点控制和输入，灵活可靠。
[0023]3、本实用新型采用多路KVM矩阵切换的方式对视频和键鼠进行分别传输，使得整个设备体积小、抗震性好，方便车载安装。
[0024]4、本实用新型的车载多路KVM矩阵切换器可以连接多个KVM终端，实现多显示模式、多操作平台之间切换。
[0025]5、本实用新型的车载多路KVM矩阵切换器采用多点、多种切换控制方式，使整体灵活性好，可靠性高。
[0026]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0027]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0028]图1为本实用新型的车载多路KVM矩阵切换器的结构框图；
[0029]图2为本实用新型的车载多路KVM矩阵切换器的工作原理图；
[0030]图3为本实用新型的视频切换单元的结构框图；
[0031 ]图4为本实用新型的键鼠切换单元的结构框图；
[0032]图5为本实用新型的CPLD芯片的电路原理图；
[0033]图6为本实用新型的视频信号矩阵切换模块的部分电路原理图；
[0034]图7为本实用新型的解码接收模块的电路原理图；
[0035]图8为本实用新型的三路均衡模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0036]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0037]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0038]OSD是On Screen Display的缩写，是应用在CRT/LCD显示器上，在显示器的荧幕中产生一些特殊的字形或图形，让使用者得到一些讯息，OSD核心是利用字符发生芯片在显示器的屏幕上显示需要的字符。
[0039]CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
[0040]KVM是键盘(Keyboard)、显示器(Video)、鼠标(Mouse)的缩写，即用一套或数套键盘、显示器和鼠标在多台主机(可以是多个不同操作系统)之间切换，实现一个用户使用一套键盘、鼠标、显示器去访问和操作一台以上主机的功能。
[0041 ] KVM切换器的正式的名称为多计算机切换器或KVM SWITCH。简单的说，KVM切换器就是让系统管理员可以通过一组键盘、显示器和鼠标，控制多台服务器或电脑主机的计算机外围设备。
[0042]本实用新型提供一种车载多路KVM矩阵切换器，采用多点、多种切换控制方式，使整体灵活性好，可靠性高，该多路KVM矩阵切换器包括:至少一台主机1、矩阵切换器2、至少一台KVM终端3，每一台主机I连接矩阵切换器2，矩阵切换器2连接每一台KVM终端3。
[0043]其中，主机选用1-16台，KVM终端选用1-5组。
[0044]具体地，矩阵切换器2包括视频切换单元、键鼠切换单元，采用多路KVM矩阵切换的方式对视频和键鼠进行分别传输，使得整个设备体积小、抗震性好，方便车载安装。
[0045]其中，参考图2，视频切换单元包括视频信号编码模块7、视频信号矩阵切换模块8、视频信号解码模块9;键鼠切换单元包括键鼠信号解码模块4、键鼠信号矩阵切换模块5、键鼠信号编码模块6。
[0046]视频信号编码模块7与键鼠信号解码模块4组成键鼠解码视频编码模块10;视频信号矩阵切换模块8与键鼠信号矩阵切换模块5组成视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块11;键鼠信号编码模块6与视频信号解码模块9组成键鼠编码视频解码控制模块13。
[0047]具体地，键鼠解码视频编码模块10与每一台主机I连接，视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块11分别与键鼠解码视频编码模块10和键鼠编码视频解码控制模块13连接，键鼠编码视频解码控制模块13与每一台KVM终端3连接，采用视频和键鼠信号分别传输，视频传输中采用编码的差分信号，到输出端再解码处理，抗干扰能力强，传输距离远，实现高分辨率传输。
[0048]此外，参考图2，矩阵切换器12还包括电源模块，电源模块12分别与键鼠解码视频编码模块10、视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块11、键鼠编码视频解码控制模块13连接。
[0049]具体地，参考图3，视频切换单元还包括VGA输入端14、编码发送模块15、解码接收模块16、三路均衡模块17、模拟开关18、OSD模块20、CPU模块21、VGA输出端19; VGA输入端14连接编码发送模块15，编码发送模块15连接视频信号矩阵切换模块8，视频信号矩阵切换模块8连接解码接收模块16，解码接收模块16分别与三路均衡模块17、OSD模块20、VGA输出端19连接，三路均衡模块17连接模拟开关18，模拟开关18分别与OSD模块20、VGA输出端19连接，CPU模块21与OSD模块20连接。
[0050 ] VGA输入端14与每一台主机I连接;VGA输出端19与每一台KVM终端3连接。
[0051]此外，编码发送模块15选用AD8147芯片；参考图6，视频信号矩阵切换模块8选用AD8178型号的视频开关矩阵芯片；参考图7，解码接收模块16选用AD8122的芯片；参考图8，三路均衡模块17选用AD8120的芯片；模拟开关18选用IDT3383的芯片，OSD模块选用MTV018的芯片。
[0052]参考图4，键鼠切换单元还包括键盘输出端22、鼠标输出端23、第一M⑶模块24、CPLD模块25、第二 MCU模块26、键盘输入端27、鼠标输入端28，键盘输出端22、鼠标输出端23分别与第一 MCU模块24连接，第一 MCU模块24与CPLD模块25连接，CPLD模块25与第二 MCU模块26连接，第二 MCU模块26分别与键盘输入端27、鼠标输入端28连接。
[0053]图5为本实用新型的CPLD芯片的电路原理图。
[0054]其中，键鼠切换单元中的数字信号采用单片机采集编码，再经过CPLD模块进行矩阵切换，到输出进行解码处理，键盘、鼠标信息处理灵活，增加了安全性，也可以实现多点控制和输入，灵活可靠。
[0055]实施例1
[0056]如图1所示，本实用新型提供一种车载多路KVM矩阵切换器，包括:主机1、矩阵切换器2、KVM终端3，主机I连接矩阵切换器2，矩阵切换器2连接KVM终端3;其中，主机I选用I台；KVM终端3选用I组。
[0057]需要说明的是，主机1、矩阵切换器2、KVM终端3的结构及功能描述，请参考上述实施例中的说明，在此不再赘述。
[0058]实施例2
[0059]本实用新型提供一种车载多路KVM矩阵切换器，包括:12台主机1、矩阵切换器2、4组KVM终端3，每一台主机I连接矩阵切换器2，矩阵切换器2连接每一组KVM终端3(优选12台主机I，4组KVM终端3)。
[0060]需要说明的是，主机1、矩阵切换器2、KVM终端3的结构及功能描述，请参考上述实施例中的说明，在此不再赘述。
[0061]其他请参考上述内容。
[0062]以12台主机、4组KVM终端为例的工作原理如下:
[0063]a)从12台主机过来的12路视频信号(R、G、B、H、V)，经AD8147芯片编码后，形成3对差分信号，进入视频开关矩阵芯片(AD8178);
[0064]b)视频开关矩阵芯片在主CPU的控制下，进行切换传输，输出视频信号经过AD8122解码再经过AD8120芯片均衡处理、延时补偿后，送出至4路KVM终端；
[0065]c)从4组KVM终端过来的PS/2形式的鼠标/键盘信息编码成UART信号，进入CPLD可编程芯片，在主CPU的控制下进行非阻塞的任意矩阵切换，切换输出至12路输出；
[0066]d)12路UART，经各自的CPU接收并处理后，通过PS/2接口，连接主机，模拟鼠标和键盘，实现对主机的控制，并在主机没有连接键鼠时模拟鼠标、键盘的连接，自动存储并保持当前位置，在切换回来时自动恢复；
[0067]e)从4组KVM终端过来的PS/2形式的鼠标/键盘信息，同时进入每组的CPU中央处理器，CPU解析键盘信息，发现有切换控制命令式，实施实时的切换控制，同时CPU可以从EEPROM芯片中存取上电默认的切换控制命令。
[0068]实施例3
[0069]本实用新型提供一种车载多路KVM矩阵切换器，包括:16台主机1、矩阵切换器2、5组KVM终端3，每一台主机I均连接矩阵切换器2，矩阵切换器2连接每一组KVM终端3。
[0070]需要说明的是，主机1、矩阵切换器2、KVM终端3的结构及功能描述，请参考上述实施例中的说明，在此不再赘述。
[0071]本实用新型的矩阵切换器由视频切换单元、键鼠切换单元组成，实现视频和键鼠信号分别传输，视频传输中采用编码的差分信号，到输出端再解码处理，抗干扰能力强，传输距离远，实现高分辨率传输，其体积小、抗震性好，方便车载安装。
[0072]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0073]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。
【主权项】
1.一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，包括:至少一台主机、矩阵切换器、至少一组KVM终端，每台所述主机连接所述矩阵切换器，所述矩阵切换器连接每一组所述KVM终端； 所述矩阵切换器包括视频切换单元、键鼠切换单元； 所述视频切换单元包括视频信号编码模块、视频信号矩阵切换模块、视频信号解码模块； 所述键鼠切换单元包括键鼠信号解码模块、键鼠信号矩阵切换模块、键鼠信号编码模块； 所述视频信号编码模块与键鼠信号解码模块组成键鼠解码视频编码模块;所述视频信号矩阵切换模块与键鼠信号矩阵切换模块组成视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块;所述键鼠信号编码模块与视频信号解码模块组成键鼠编码视频解码控制模块； 所述键鼠解码视频编码模块与每一台所述主机连接，所述视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块分别与键鼠解码视频编码模块和键鼠编码视频解码控制模块连接，所述键鼠编码视频解码控制模块与每一组所述KVM终端连接。2.如权利要求1所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述矩阵切换器还包括电源模块，所述电源模块分别与所述键鼠解码视频编码模块、视频矩阵切换键鼠矩阵切换模块、键鼠编码视频解码控制模块连接。3.如权利要求1所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述视频切换单元还包括VGA输入端、编码发送模块、解码接收模块、三路均衡模块、模拟开关、OSD模块、CPU模块、VGA输出端;所述VGA输入端连接编码发送模块，所述编码发送模块连接视频信号矩阵切换模块，所述视频信号矩阵切换模块连接解码接收模块，所述解码接收模块分别与三路均衡模块、OSD模块、VGA输出端连接，所述三路均衡模块连接模拟开关，所述模拟开关分别与OSD模块、VGA输出端连接，所述CPU模块与OSD模块连接。4.如权利要求3所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述VGA输入端与每一台所述主机连接。5.如权利要求3所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述VGA输出端与每一组所述KVM终端连接。6.如权利要求1所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述键鼠切换单元还包括键盘输出端、鼠标输出端、第一M⑶模块、CPLD模块、第二M⑶模块、键盘输入端、鼠标输入端，所述键盘输出端、鼠标输出端分别与第一 MCU模块连接，所述第一 MCU模块与CPLD模块连接，所述CPLD模块与第二 MCU模块连接，所述第二 MCU模块分别与键盘输入端、鼠标输入端连接。7.如权利要求1所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述主机选用1-16台。8.如权利要求1所述的一种车载多路KVM矩阵切换器，其特征在于，所述KVM终端选用1-5组。
【文档编号】H04N5/268GK205430440SQ201620216573
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】季占峰, 何会彬, 赵志伟, 王彪, 马东宇
【申请人】河北神舟卫星通信股份有限公司