专利名称：控制键盘－屏幕－鼠标切换装置的控制系统及其方法
技术领域：
本发明是有关于一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的系统及其方法，且特别是有关于一种控制系统及其方法，其连接于至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标，以及若干计算机之间。
背景技术：
如众所周知，连接于操控台及若干计算机的键盘-屏幕-鼠标切换装置，是用于在控制台和计算机之间传送一种键盘、屏幕及鼠标讯号，所以使用者能位于该操控台对其选择的计算机进行控制。随着网络技术的迅速发展，当新增连结的计算机愈来愈多时，就提供使用者控制而言，该键盘-屏幕-鼠标切换装置仍然是一具代表性的典型应用。大多数键盘-屏幕-鼠标切换装置具有以菊链相互串接或串接的能力，因此使用一台操控台即可连接至上千台计算机。
现今，许多特殊集成电路(IC)芯片的设计像是单芯片(SoC)微电脑，如一种名为”8051”芯片，正逐步发展出来，并已普遍地应用于该键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制部分，以节省硬件的研发成本。该单芯片微电脑(例如8051芯片系列)为一种具有嵌入式闪存的系统整合芯片，因此使用该系统整合芯片时，几乎无需考虑相关硬件设计问题，而仅需专注嵌入式程序的兼容性。换句话说，即研发人员仅需将适合的控制程序加载此芯片，以已有的测试器模拟数种操作情况并进行除错即可。然而，由于整合逻辑电路及闪存的制程复杂性及低良率，加上较高成本的半导体制程，此单芯片微电脑成本颇高。其次，由于该单芯片的闪存采嵌入式设计，因此无法作到完全的客制化设计。如果键盘-屏幕-鼠标切换装置的制造商欲使用此类芯片，以制造键盘-屏幕-鼠标切换装置，就必需额外设计电路系统以达到客制化目的，例如印刷电路板以配合此芯片，而且也无法对其相关程序进行加密。换句话说，任何熟知此领域技术者通过解读此印刷电路板并自嵌入闪存的芯片存取未加密的程序，便能轻易地获知整个设计。
此外，该键盘-屏幕-鼠标切换装置需要发展出能兼容不同的数据传输格式，如因特网通讯协议(I.P.)、通用序列总线协议(USB)、个人计算机系统(PS/2)接口等等，使得该键盘-屏幕-鼠标切换装置制造商可能需要分别进行研究与发展。目前愈来愈多计算机是以各种键盘、屏幕及鼠标切换系统连接至网络架构，该键盘、屏幕及鼠标切换系统必需针对控制上的需要，并在不同数据传输格式下，具有连接这些计算机的兼容能力。因此，就键盘、屏幕及鼠标切换系统的制造者而言，确有需要发展一种能兼容于多种不同数据传输格式的微型键盘、屏幕及鼠标切换系统，以提供更便利的操作及较低的设备成本。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统及其方法，其能对键盘-屏幕-鼠标切换装置的信息予以加密，并且此切换装置制造商能依客户需求动态地客制化此键盘-屏幕-鼠标切换装置。
本发明的另一要目的在于提供一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统及其方法，其设计能兼容于多种数据传输格式。
为达成前述目的，本发明提供一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统，其连接至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标以及若干计算机。该控制系统包含第一内存及至少一个系统单芯片。第一内存用以储存控制指令以控制对键盘-屏幕-鼠标切换装置的操作讯号。该系统单芯片包含核心单元、第二内存及译码器，其中，该核心单元执行自该第一内存内撷取的控制指令，以控制来自或送至键盘-屏幕-鼠标切换装置的键盘、屏幕及鼠标讯号。该第二内存供该核心单元所存取，以储存在该操控台及计算机间传递的操作讯号。该译码器分别耦接至该核心单元及第一内存，以对储存于第一内存中的控制指令进行译码。具体而言，该译码器更包含一个编码机制，用于核心单元撷取自第一内存中控制指令时进行译码的逆处理。当然，只要能对控制指令进行加密，第一内存也能选择嵌入该系统单芯片中。
同时，该系统单芯片更包含一个主机控制器及一根集线器单元、一个装置控制单元、一个集线器单元、一个影像处理单元、一个通用型输入输出(GPIO)单元以及一个芯片际通讯(I2C)单元。设计上述控制单元嵌入该系统单芯片中，用以增加该控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制功能，原先设计于印刷电路板的上述功能嵌入该系统单芯片而成为系统整合芯片，因此本发明能提升该控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的效能并节省能源。再者，该第一内存是由第一记忆区块及第二记忆区块所构成，其中该第一记忆区块用以储存控制指令，该第二记忆区块用以储存升级指令。经由一个嵌入的串行传输端口控制单元，耦接至该核心单元，本发明能执行储存于第二记忆区块的升级指令，用以下载加密的最新控制指令至第一记忆区块而仍能将键盘-屏幕-鼠标切换装置的信息予以保密。
此外，系统单芯片能设定为主模式(Master mode)或从模式(Slave Mode)，通过该设定为从模式的系统单芯片能为设定为主模式的系统单芯片或外加中央处理器所控制。该系统单芯片能设定主/从模式的目的在于增加装置控制单元的数目，用以连接更多的计算机(例如每一系统单芯片具有四个装置控制单元，设定为主模式的系统单芯片与另一设定为从模式的系统单芯片连接，即有8个装置控制单元能被使用，也就是该控制系统最大控制的计算机数增至8台)。当使用外加中央处理器时，除了能使用更多的装置控制单元，更能使键盘-屏幕-鼠标切换装置的设计兼容性符合各种不同数据传输的格式(例如以外加中央处理器控制至少一个符合通用序列汇排流规格并设定为从模式的系统单芯片，适当地设计该中央处理器(例如依因特网通讯协议设计)，此键盘-屏幕-鼠标切换装置便能以符合因特网通讯协议的格式输出控制讯号)。本发明能提供兼容各种不同数据传输格式的键盘-屏幕-鼠标切换装置的设计。
实施前述控制键盘-屏幕-鼠标切换装置控制系统的方法包括如下步骤以前述系统单芯片初始化此控制系统；以系统单芯片侦测操控台的键盘、屏幕及鼠标、若干计算机或外围设备是否存在；以及在操控台的键盘、屏幕及鼠标、若干计算机或外围设备之间传送操作讯号。
前述初始化步骤更包含下列步骤以核心单元与译码器进行沟通；以译码器对来自第一内存中的指令进行译码；以及依据撷取自第一内存的指令，用以辨识控制系统。
传送步骤更包含下列步骤
依据来自特定操控台的命令，在特定一组操控台键盘、屏幕及鼠标、特定计算机、特定外围设备间建立途径；以及通过这些途径，以第二内存为缓冲器自特定一组操控台键盘、屏幕及鼠标、特定计算机、特定外围设备接受及传送操作讯号。
本发明的优点是提供一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统及方法，其单芯片微电脑(即前述系统单芯片)并非将闪存嵌入其中，而能对程序指令编码，以便键盘-屏幕-鼠标切换装置的制造商能依客户需求动态地客制化该切换装置，并且所揭露控制系统及方法的设计能兼容于任何数据传输格式。
图1是根据本发明的键盘-屏幕-鼠标切换装置的方块图，其中该装置连接一组操控台的键盘、屏幕及鼠标、计算机以及外围设备。
图2是根据图1的系统单芯片的详细方块图。
图3是根据本发明的控制系统的方块图，用以控制键盘-屏幕-鼠标切换装置。
图4是根据本发明的键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制方法的流程图。
具体实施方式请先参考图3，其揭示一种根据本发明较佳实施例的控制系统300，其用以控制一键盘-屏幕-鼠标切换装置100(请参见图1)。此控制系统300包含一个系统单芯片(System on Chip，SoC)102a，以及一个第一内存308。此第一内存308是由第一记忆区块304及第二记忆区块306所构成，其中该第一记忆区块304用以储存一些控制指令，且此第二记忆区块用以储存一些升级指令。主总线312为此控制系统300及此键盘-屏幕-鼠标切换装置100间传输信息的信道。且在图3的系统300中，每一系统单芯片102a、102b、102能分别被设定为主模式(Master mode)或从模式(Slave Mode)。例如，每一系统单芯片(SoC)102a、102b、102c皆具有4个装置控制单元，当设定为主模式的系统单芯片(SoC)102a连接至设定为从模式的系统单芯片(SoC)102b时，将变成具有8个装置控制单元，也就是说，该控制系统300控制计算机的数目最大可以增至8台。此外，当设定为主模式的系统单芯片(SoC)102a连接至设定为从模式的另外两系统单芯片(SoC)102b、102c时，将具有12个装置控制单元，即该控制系统300控制计算机的数目最大可以增至12台。此外，当使用外加中央处理器310以连接至该设定为从模式的系统单芯片(SoC)102a、102b、102c时，即如图3所示，除将具有12个装置控制单元外，更能使该键盘-屏幕-鼠标切换装置的兼容性符合各种数据传输的格式。例如，一个用以控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统，除上述将控制计算机数增至为12台外，依据该外加中央处理器(CPU)的设计规格，可进一步兼容于各种数据传输的格式。如果这些设定为从模式并符合通用序列汇排流(USB)规格的系统单芯片(SoC)102a、102b、102c受制于该中央处理器(CPU)310的控制，则此键盘-屏幕-鼠标切换装置便能以符合因特网通讯协议的格式输出讯号。
再者，请参考图1的方块图，其揭示受该控制系统300(请见图3)控制的键盘-屏幕-鼠标切换装置100，其连接一组操控台的键盘、屏幕及鼠标、计算机以及外围设备116。前述系统单芯片(SoC)102a在本实施例中为一个系统整合芯片，用以控制该键盘-屏幕-鼠标切换装置100。通过图1的主机控制器208及根集线器单元210，该系统单芯片(SoC)102a能连接至一组操控台的键盘及鼠标106，并自前述一组操控台的键盘及鼠标106传送或接收键盘及鼠标操讯号。通过配置在系统单芯片(SoC)102a内的影像处理单元220，该系统单芯片(SoC)102a能连接至该操控台的影像数据同步器(即监视器)110，以传送影像操作讯号至该操控台的影像数据同步器110。
另一方面，通过该装置控制单元212，该系统单芯片(SoC)102a能连接至计算机的键盘及鼠标装置120，以自前述键盘及鼠标装置120传送或接收键盘及鼠标操作讯号。通过该影像处理单元220，该系统单芯片(SoC)102a能连接至计算机的影像数据同步器114，以自前述计算机的影像数据同步器114传送或接收影像操作讯号。为某些特定目的，有时需通过一个集线器单元214，使该系统单芯片(SoC)102a连接至外围设备116，并自前述外围设备116传送或接收操作讯号。在图1中，一个多任务器被设置于该操控台及计算机的影像数据同步器之间以传送讯号。
请进一步参考图2，其揭示前述系统单芯片102a内部的详细方块图。如前所述，此系统单芯片102a是供图3所示的控制系统300使用，以控制该键盘-屏幕-鼠标切换装置100，其至少包含一个核心单元202、译码器204、第二内存206、主机控制器208、根集线器单元210、若干个装置控制单元1、2、3、…(212a、212b、212c…)、若干个集线器单元1、2、3、…(214a、214b、214c…)、通用型输入输出(GPIO)单元216、芯片际通讯(I2C)单元218、影像处理单元220、锁相回路单元(PLL)222、串行传输端口控制单元224以及总线226。
该核心单元202执行自第一内存308(见图3)撷取的控制指令，以控制来自或送至该键盘-屏幕-鼠标切换装置的键盘、屏幕及鼠标讯号。该第二内存206供核心单元202所存取，以储存于操控台及计算机间通联的控制讯号，即为数据传输的缓冲器。该译码器204分别耦接至该核心单元202及位于该系统单芯片102a外的第一内存308(见图3)，用以对储存于第一内存308中的控制指令进行译码。具体而言，该译码器204更包含编码的机制，用以核心单元202撷取自第一内存308中控制指令时进行译码的逆处理。此是为信息保密而对第一内存308中的控制指令加密，当然，只要能对控制指令加密，第一内存也能选择嵌入系统单芯片中。
当该主机控制器208、该根集线器单元210、若干个装置控制单元1、2、3、…(212a、212b、212c…)及若干个集线器单元1、2、3、…(214a、214b、214c…)分别运作时，该系统单芯片102a能执行数种功能，如图1所示，通过该主机控制器及根集线器单元208及210以自前述该一组操控台的键盘及鼠标106传送或接收一个键盘及鼠标操作讯号，或通过该装置控制单元212或集线器单元214，以分别自前述计算机的键盘及鼠标装置120或外围设备116传送或接收一个操作讯号。并且，该通用型输入输出(GPIO)单元216能传送该些讯号至其它输出装置，例如安装在键盘-屏幕-鼠标切换装置中或其本体外的用以显示警告或其它目的LED灯、警报器或扩音器。芯片际通讯(I2C)单元218为一个双线总线，用以自计算机或外围设备内的装置，例如风扇或冷却装置传送或接收数据，此传送数据例如为温度、转速或特定硬件零件状态的监视结果等。该影像处理单元220能如图1所示，自前述操控台及计算机的影像数据同步器114及110传送或接收一个影像操作讯号。该锁相回路单元(PLL)222为一般集成电路中，为了频率或相位同步所常用的组件。该串行传输端口控制单元224耦接至该屏幕、键盘及鼠标切换装置100的升级端口(图中未显示)，用以经由因特网下载厂商所提供的升级版的新控制指令。该升级版的新控制指令先由该译码器204及该核心单元202处理，再储存至该第一内存308的该第一记忆区块304中。实际上，该屏幕-键盘-鼠标切换装置100的升级端口可以是一个通用异步收发传输器，如一个RS-232数据传输端口。该总线226则作为该系统单芯片102a中传输数据的信道。
依据本发明实施例能执行储存于该第二记忆区块306的升级指令，以下载经加密的最新控制指令至该第一记忆区块304，故能对键盘-屏幕-鼠标切换装置的信息予以保密。且因该系统整合芯片(如前述单芯片微电脑或系统单芯片)并非将闪存嵌入其中，而是对程序指令进行编码，故该切换装置的制造商能依客户需求动态地客制化该键盘-屏幕-鼠标切换装置的设计，进而降低制造成本。
请参考图4，其揭示根据本发明的一种控制前述键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制方法的流程图，此方法包含下列步骤在步骤402中，以核心单元与译码器进行沟通，以通过该译码器来读取前述第一内存中的指令。在步骤404中，以该译码器对该被读取的指令进行译码并以该核心单元撷取对应的指令。在步骤406中，依据前述已译码的指令辨识控制系统。在步骤408中，以该系统单芯片侦测该操控台的键盘、屏幕及鼠标、若干计算机或外围设备是否存在。在步骤410中，依据来自特定操控台的命令，在特定一组操控台键盘、屏幕及鼠标、特定计算机、特定外围设备间建立途径。在步骤412中，通过这些途径，以第二内存为缓冲器，自一组操控台键盘、屏幕及鼠标、特定计算机、特定外围设备接受或传送一个操作讯号。
总之，本发明提供一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统及其方法，该系统单芯片(系统整合芯片)并非将闪存嵌入其中，而是对其程序指令进行编码，方便制造商能依客户需求动态地客制化其键盘-屏幕-鼠标切换装置的设计，同时本发明的控制系统及方法能兼容于任何数据传输格式。
权利要求
1.一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统，其连接至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标以及若干台计算机，其特征在于该控制系统至少包含一个第一内存和一个系统单芯片；该第一内存用于储存若干控制指令，以控制对该键盘-屏幕-鼠标切换装置的若干操作讯号；该系统单芯片其包含核心单元、第二内存以及译码器；该核心单元执行该第一内存内的控制指令，以控制来自或送至该键盘-屏幕-鼠标切换装置的一些操作讯号；第二内存储存该操控台及该些计算机之间传送的该些操作讯号，以供该核心单元所存取；译码器分别耦接至该核心单元及该第一内存，以对储存于该第一内存中的控制指令进行译码。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中前述控制指令包含键盘，屏幕及鼠标的讯号。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中该系统单芯片为一种系统整合芯片(SoC)。
4.如权利要求3所述的控制系统，其中该整合模块更包含一个主机控制器及一个根集线器单元，用以对该操控台的该键盘及该鼠标传送或接收该些操作讯号。
5.如权利要求4所述的控制系统，其中该整合模块更包含至少一个装置控制单元，用以对该计算机传送或接收这些键盘及鼠标的操作讯号。
6.如权利要求5所述的控制系统，其中该整合模块更包含至少一个集线器单元，用以对至少一外围设备传送或接收这些操作讯号。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中该整合模块更包含一个影像处理单元，用以自该计算机接收操作讯号并传送操作讯号至该操控台。
8.如权利要求7所述的控制系统，其中该整合模块更包含至少一个通用型输入输出(GPIO)单元，用于该控制系统及该接口设备之间传送操作讯号。
9.如权利要求8所述的控制系统，其中该整合模块更包含至少一芯片际通讯(I2C)单元，用以在该控制系统及该接口设备间传送操作讯号。
10.如权利要求1所述的控制系统，其中该第一内存包含第一记忆区块及第二记忆区块。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中该第一记忆区块用以储存控制指令。
12.如权利要求10所述的控制系统，其中该第二记忆区块用以储存若干升级指令。
13.如权利要求12所述的控制系统，其中该些升级指令被编码后储存于该第一内存的该第二记忆区块。
14.如权利要求11所述的控制系统，其中该整合模块更包含一个串行传输端口控制单元，耦接至该核心单元，并经由该串行传输端口控制单元下载新控制指令至该第一内存的该第一记忆区块。
15.如权利要求14所述的控制系统，其中该核心单元执行该些升级指令，用以下载该些新控制指令至该第一记忆区块。
16.如权利要求15所述的控制系统，其中该些新控制指令被预先编码，并储存于该第一内存的该第一记忆区块。
17.如权利要求1所述的控制系统，其中至少一整合模块被设定为一主模式或从模式，其中设定为主模式的整合模块能控制另一被设定为从模式的整合模块。
18.如权利要求17所述的控制系统，更包含一个中央处理器以控制该些整合模块。
19.如权利要求18所述的控制系统，其中该些整合模块被设定为一从模式。
20.一种控制键盘-屏幕-鼠标切换装置的控制系统，其连接至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标以及若干台计算机，其特征在于该控制系统至少包含至少一整合模块，该整合模块包含核心单元、第一内存、第二内存及译码器；该第一内存用以储存若干控制指令，以控制对该键盘-屏幕-鼠标切换装置的若干操作讯号；该核心单元执行该第一内存内的若干控制指令，以控制来自或送至该键盘-屏幕-鼠标切换装置的一些操作讯号；该第二内存储存该操控台及该些计算机之间传送的操作讯号，以供该核心单元所存取；该译码器分别耦接至该核心单元及该第一内存，以对储存于该第一内存中的控制指令进行译码。
21.一种执行键盘-屏幕-鼠标切换装置控制系统的方法，其特征在于该键盘-屏幕-鼠标切换装置连接至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标以及若干台计算机并具有一个第一内存及至少一个整合模块，该整合模块至少包含一个核心单元、一个第二内存以及一个译码器；该方法至少包含下列步骤以该整合模块初始化该控制系统的步骤；以该整合模块侦测该操控台的该键盘、屏幕及鼠标、计算机是否存在的步骤；以及在该操控台的该键盘、屏幕及鼠标、该些计算机之间传送操作讯号的步骤。
22.如权利要求21所述的方法，其中上述初始化步骤更包含下列步骤以该核心单元与该译码器进行沟通的步骤；以该译码器对该第一内存中的若干控制指令进行译码的步骤；以及依据前述已译码的控制指令，辨识该控制系统的步骤。
23.如权利要求21所述的方法，其中上述传送步骤更包含下列步骤依据来自特定操控台的命令，在一组操控台的键盘、屏幕及鼠标、特定计算机及特定外围设备之间建立途径的步骤；以及通过该途径，以该第二内存为缓冲器，自该特定一组操控台的键盘、屏幕及鼠标、该特定计算机、该特定外围设备之间接受及传送该些操作讯号的步骤。
全文摘要
本发明提供一种控制键盘－屏幕－鼠标切换装置的控制系统，其连接于至少一组操控台的键盘、屏幕及鼠标，以及若干台计算机之间，该系统包含第一内存及至少一个系统单芯片，其中该第一内存用于储存若干控制指令，该控制指令控制对键盘－屏幕－鼠标切换装置的操作讯号。该系统单芯片包含核心单元、第二内存及译码器。该核心单元执行自该第一内存内撷取的控制指令，以控制来自或送至键盘－屏幕－鼠标切换装置的键盘、屏幕及鼠标讯号。该第二内存供该核心单元所存取，以储存于该操控台及计算机间传递的控制讯号。该译码器个别耦接该核心单元及第一内存，以对储存于第一内存中的控制指令进行译码。
文档编号G06F3/038GK1940828SQ200610139580
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年9月28日
发明者林进周, 林永彬, 罗基明 申请人:宏正自动科技股份有限公司