专利名称：一种数字式kvm切换器的受控端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种KVM电脑切换器装置，尤其涉及一种采用CAT5网线连接KVM 主控端与受控端的数字式KVM切换器。
背景技术：
近年来，计算机的应用已经深入到人们生活的方方面面。面对越来越复杂的计算 任务，就需要越来越多计算机的协同工作才能完成。例如，在中央机房或数据中心，往往需 要部署了几百甚至几千台计算机；甚至一般家庭都有可能配置三台以上的计算机。 一般说 来，每一台计算机都需要配置一套外围设备(键盘、显示器、鼠标)才能被管理员操控。不 仅投资巨大，占用空间，而且管理员往往要穿梭于各台计算机之间，十分不便。KVM电脑切换 器(KVMSwitch)正是用来解决此问题的关键设备。通过将每台计算机的输入输出信号汇总 到KVM，使用者仅使用一组键盘、显示器、鼠标，就可以操控这些计算机。当需要切换信号线 路时，只需要按一下KVM上的选路开关，即可切换去监控另一台计算机。 传统KVM设备采用"三并线"(键盘、显示器、鼠标的捆绑线)连接电脑主机与KVM 设备。但三并线的线材价格较高，信号衰减很快，传输距离不超过20米。由于三并线的接 头较多，接线较宽，对于支持16路以上的KVM切换器，其三并线的合计直径可达IO厘米以 上，线材粗重，容易互相缠结，显得杂乱无章，给使用带来很大不便。数字式KVM通过在每台 计算机后端添加一个小型KVM受控端设备，将键盘、显示器、鼠标的信号转化为差分信号， 用CAT5网线与KVM切换器(即KVM主控端)连接进行通信，从而取代传统的三并线连接方 式。由于网线价格便宜，横截面较小，每条控制线路只需一根网线，信号传输距离可达150 米以上，大大降低了机房布线的难度。 数字式KVM受控端的体积越小越便于安装，同时可提供更多的附加功能，这是目 前数字式KVM受控端的发展方向。现有的数字式KVM受控端往往体积偏大，而且采用引出 的视频连线去连接VGA输出，并且受控端与主控端的连接状态很难得知，如果链路不通，管 理员很难判定问题出在哪一端。另外，现有的数字式KVM受控端每次升级固件时都需要拆 开设备或需要附加接口及连线，十分不便。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种数字式KVM切
换器的受控端，其外形小巧，可直接连接于电脑主机的D-sub VGA接口，不再需要显示器连
接线，安装调试简便，有链路状态指示灯，固件升级操作无需额外接线，还可配合主机操作
系统设定合理的视频分辨率。 本实用新型所采用的技术方案是 —种数字式KVM切换器的受控端，具有与电脑主机的键盘、鼠标接口相连的PS/2 接口，具有通过CAT5网线与KVM主控端相连接的RJ45接口，其特征在于具有D-sub VGA 接口，可直接连接电脑主机的D-sub VGA接口 ；具有控制电路，所述控制电路包括微控制器 MCU、视频差分单元和控制信号差分单元；所述微控制器MCU与所述视频差分单元、所述控 制信号差分单元、所述PS/2接口 、所述RJ45接口和所述D-sub VGA接口相连接，用于协调其他模块的工作，并可以通过所述D-sub VGA接口向电脑主机回传EDID码来模拟即插即用 显示器；所述视频差分模块为对应于红绿蓝三种信号的三个差分放大器；所述控制信号差 分模块为RS232-RS485协议转换电路。 其中，在受控端内，所述PS/2接口的连接线连接于所述微控制器MCU上同时具有 通用输入输出与编程功能的管脚，可用于受控端固件升级。 所述RJ45接口带有指示灯，所述控制芯片具有线路检测模块，并控制所述RJ45接 口的指示灯显示受控端与KVM主控端的连接状态。所述RJ45接口指示灯可以为2个LED 指示灯。 所述微控制器MCU的I2C通讯管脚与所述D-sub VGA接口上用于DDB2C通讯的对 应针脚相连接，所述微控制器MCU通过所述I2C通讯管脚向电脑主机回传EDID码来模拟即 插即用显示器。 其中，受控端外形为楔形，所述D-sub VGA插头位于受控端的前端，所述RJ45接口 位于受控端的后端。受控端外形的楔形长度为71mm，后端的尺寸为22mmX18mm。 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果 受控端非常小巧，其具有可直接连接于电脑主机的D-sub VGA接口，不再需要显示 器连接线，安装方便。受控端RJ45接口上的LED灯指示出设备是否上电，以及是否与主控 端通信正常，为KVM设备部署安装调试提供了便利。同时受控端不再需要额外的特殊接口 和连线来完成MCU固件的升级，而是直接通过两条PS/2连接线与下载器相连，从而使得外 形更美观，升级更方便，生产成本也得到降低。该受控端的MCU仿真了即插即用显示器的部 分功能，从而在主机识别显示器配置信息时，能够更好与之配合，便于主机操作系统选择和 设定最适合的视频分辨率及刷新率。
图1为本实用新型中数字式KVM切换器的受控端的外观结构图。 图2为本实用新型中数字式KVM切换器的受控端的内部结构示意图。 图3为本实用新型中数字式KVM切换器的受控端的功能模块关系图。
具体实施方式
将数字式KVM切换器的受控端主体控制电路封装于一个楔形的塑料外壳中。外形 前端的D-subVGA插头，可直接插在电脑主机的VGA输出接口上。后端为一带2个LED指示 灯的RJ45接口，连接CAT5网线。受控端引出两根PS/2连接线，用于连接电脑主机的鼠标 和键盘接口 。在受控端内部，有一个控制电路，包含微控制器MCU，视频差分单元，控制信号 差分单元。每条PS/2连接线的DATA和CLOCK均接在MCU的通用输入输出/编程复用的管 脚上。RJ45接口的两个LED指示灯一个连接于电源和地之间，指示上电状态；另一个连接 在MCU的两个通用输入输出管脚上，用于指示链路的可用性。由于KVM主控端会周期性的 发送状态查询指令给受控端，所以受控端MCU可以通过验证此消息来判断链路是否正常， 进而控制LED的明暗来指示状态。VGA的DDC DATA和DDC CLOCK针脚分别接在MCU的I2C DATA和I2C CLOCK管脚上，同时在MCU内部实现DDC2B通信功能。当主机显卡通过DDC2B 查询显示器状态时，MCU可以通过回传EDID码来模拟即插即用显示器。[0020] 本实用新型的外观结构如图1，前端为标准的D-subVGA接口 2，后端为一 RJ45接 口 1，上面有两个LED指示灯5。 PS/2连接线3从外壳的侧面引出。接口固定螺栓4贯穿 于VGA接口两侧。外壳整体成楔形，长度为71mm(不含VGA接口伸出长度)，后端外壳尺寸 为22mmX 18mm。 PS/2连接线的末端分出两个接头，分别对应键盘PS/2接口和鼠标PS/2接 □。 在使用时KVM受控端的D-sub VGA接口 2直接插在计算机的VGA输出接口上，两 个PS/2接头接在计算机的对应PS/2接口上。用CAT5网线将受控端的RJ45接口与主控端 相连。 图2为受控端的内部结构图。其中RJ45接口 1、 D-sub VGA接口 2、 PS/2连接线 3、接口固定螺栓4分别对应于图1中相同标号的部件。塑料外壳上盖8、下盖9采用上下 拼接的方式来封装内部电路。为了尽量减小受控端体积，将电路设计为两块电路板堆叠，靠 板间插针通信的方式。电路板5主要负责视频信号的差分，及视频、控制差分信号的发送接 收，电路板6用于连接VGA接口的各个针脚，电路板7上有微控制器，负责处理控制信号，协 调板上各个模块的工作。 图3为受控端的功能模块关系图，图中箭头指示了信号的传输方向。MCU是微控 制器，用来协调其他模块的工作。视频差分模块为3个差分放大器，对应红绿蓝三种信号。 控制信号差分模块是RS232-RS485协议转换电路。VGA接口的输入的红绿蓝三色信号传入 视频差分模块调制后输出到RJ45接口 。 VGA接口的DDC DATA和DDC CLOCK针脚分别接在 MCU的I2C DATA和I2C CLOCK管脚上，用来进行DDC2B通信。每条PS/2连接线的DATA和 CLOCK均接在MCU的通用输入输出/编程复用的管脚上，传输PS/2协议信号。在需要进行 设备固件升级时，这两条线还可用来做编程烧录连接线。视频差分模块会把一个编码后的 HSync/VSync极性发送到MCU以便生成控制信号。MCU整合所有的控制信号，通过控制信号 差分模块调制后发送到RJ45接口。此夕卜，RJ45接口的两个LED指示灯一个连接于电源和 地之间，指示上电状态；另一个连接在MCU的两个通用输入输出管脚上，通过MCU控制电平 来指示链路的可用性。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本实用 新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
权利要求一种数字式KVM切换器的受控端，具有与电脑主机的键盘、鼠标接口相连的PS/2接口，具有通过CAT5网线与KVM主控端相连接的RJ45接口，其特征在于具有D-sub VGA接口，可直接连接电脑主机的D-sub VGA接口；具有控制电路，所述控制电路包括微控制器MCU、视频差分单元和控制信号差分单元；所述微控制器MCU与所述视频差分单元、所述控制信号差分单元、所述PS/2接口、所述RJ45接口和所述D-sub VGA接口相连接，用于协调其他模块的工作，并可以通过所述D-sub VGA接口向电脑主机回传EDID码来模拟即插即用显示器；所述视频差分模块为对应于红绿蓝三种信号的三个差分放大器；所述控制信号差分模块为RS232-RS485协议转换电路。
2. 根据权利要求1所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于在受控端内，所述 PS/2接口的连接线连接于所述微控制器MCU上同时具有通用输入输出与编程功能的管脚， 可用于受控端固件升级。
3. 根据权利要求1或2所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于所述RJ45接 口带有指示灯，所述控制电路具有线路检测模块，并控制所述RJ45接口的指示灯显示受控 端与KVM主控端的连接状态。
4. 根据权利要求1或2所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于所述微控制 器MCU的I2C通讯管脚与所述D-sub VGA接口上用于DDB2C通讯的对应针脚相连接，所述 微控制器MCU具有DDC2B通信功能，可通过所述I2C通讯管脚向电脑主机回传EDID码来模 拟即插即用显示器。
5. 根据权利要求1或2所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于受控端外形 为楔形，所述D-sub VGA插头位于受控端的前端，所述RJ45接口位于受控端的后端。
6. 根据权利要求5所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于受控端外形的楔 形长度为71mm。
7. 根据权利要求5所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于受控端后端的尺 寸为22mmxl8mm0
8. 根据权利要求3所述的数字式KVM切换器的受控端，其特征在于所述RJ45接口指 示灯为2个LED指示灯。
专利摘要本实用新型公开了一种数字式KVM切换器的受控端。该受控端外形为楔形，前端为一D-subVGA插头，可直接连接于电脑主机的D-sub VGA接口，后端为一带LED指示灯的RJ45接口，可通过CAT5网线与KVM主控端连接，并指示通信状态。由该受控端引出PS/2连接线不仅可用于传输键盘、鼠标信号，同时还作为设备固件升级的接口。该设备还支持VGA的DDC2B通信，模拟即插即用显示器。本实用新型的优点是外形小巧，安装调试简便，固件升级操作无需额外接线，可配合主机操作系统设定合理的视频分辨率。
文档编号G06F3/023GK201532612SQ20092013119
公开日2010年7月21日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者沈雷, 邹超 申请人:沈雷;邹超