一种基于LPC总线的KVM功能卡的制作方法

本发明涉及pc的外围设备，具体为一种实现上位机通过lpc总线实现多路vga和usb功能切换的kvm设备。

背景技术：

kvm是指利用一组键盘、显示器、鼠标实现对多台设备的控制，在调度监控等方面发挥重要作用，从而使管理操作简单，效率大大提高。目前，我们所使用的kvm设备一般是通过特定切换功能的芯片实现。比如，实现vga和usb切换的kvm设备，大多数使用vga切换开关芯片和usb切换开关芯片组合实现。这种方式存在三个问题：一是当切换路数非常多的时候，需要使用多级开关进行切换，在现有技术中，一般是将多个总线连接到一个切换芯片上，然后输出一路总线信号，这种特定功能的切换开关芯片一般切换路数少，当多级切换时，信号完整性差；二是这种切换开关芯片都是国外厂家生产，不利于实现国产化；三是不支持热键切换。鉴于kvm设备的广泛应用和优良性能，本发明设计了一种基于lpc总线的kvm功能卡，解决了上述所说的三个问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种基于lpc总线的kvm功能卡。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于lpc总线的kvm功能卡，包括：vpx接口模块，可实现与pc机等具有vpx对应接口设备之间的连接；切换模块，可实现将多路输入信号切换为一路信号；fpga控制模块，完成lpc总线通讯，实现对切换模块的控制；usb扩展模块，实现一路usb扩展两路usb；电源模块，实现系统各模块不同类型电源的供电；所述的vpx接口模块与切换模块相连，切换模块分别与fpga控制模块和usb扩展模块相连，fpga控制模块通过lpc总线与vpx接口模块相连。

所述的fpga控制模块包括lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元和数据存储单元，所述的lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元依次相连，所述的数据存储单元与读写控制单元相连。

所述的lpc控制单元实现fpga通过lpc总线和上位机进行通信；所述的切换控制单元实现fpga控制切换模；所述的读写控制单元实现对lpc总线控制单元的数据读写交互的时序控制、对数据存储单元的读写控制；所述的数据存储单元完成通讯数据的缓冲存储。

所述的切换模块包括vga切换单元和usb切换单元，所述的vga切换单元将vpx接口模块传来的8路输入vga信号切换为一路vga信号；所述的usb切换单元将vpx接口模块传来的8路usb信号切换为一路usb信号。

所述的vpx接口模块包含vpx连接器。

所述的usb扩展模块与所述的切换模块相连，将其输出的一路usb通过usb扩展模块扩展为两路usb信号。

所述的电源模块包括电源转换芯片，实现+12v至+5v、+3.3v之间的电压转换。

本发明的优点和有益效果为：该板卡实现8路vga信号、8路usb信号快速且稳定的切换，大大简化了板卡的硬件电路设计，更简洁的电路设计降低了系统的故障率，有效提高了系统的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于lpc总线的kvm功能卡的系统设计框图；

图2为图1中fpga模块的结构示意图；

图3为图1中切换模块的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种基于lpc总线的kvm功能卡，包括：vpx接口模块，可实现与pc机等具有vpx对应接口设备之间的连接；切换模块，可实现将多路输入信号切换为一路信号；fpga控制模块，完成lpc总线通讯，实现对切换模块的控制；usb扩展模块，实现一路usb扩展两路usb；电源模块，实现系统各模块不同类型电源的供电；所述的vpx接口模块与切换模块相连，切换模块分别与fpga控制模块和usb扩展模块相连，fpga控制模块通过lpc总线与vpx接口模块相连。

如图2所示，所述的fpga控制模块具体选用altera公司的max10系列10m08scu169i7芯片，fpga控制模块包括lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元和数据存储单元，所述的lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元依次相连，所述的数据存储单元与读写控制单元相连。

所述的lpc控制单元实现fpga通过lpc总线和上位机进行通信；所述的切换控制单元实现fpga控制切换模；所述的读写控制单元实现对lpc总线控制单元的数据读写交互的时序控制、对数据存储单元的读写控制；所述的数据存储单元完成通讯数据的缓冲存储。

如图3所示，所述的切换模块包括vga切换单元和usb切换单元，所述的vga切换单元将vpx接口模块传来的8路输入vga信号切换为一路vga信号；所述的usb切换单元将vpx接口模块传来的8路usb信号切换为一路usb信号。

本发明基本原理是将8路输入vga、usb信号分别拆分为单个信号进行切换处理，切换芯片选用市面比较常见的8选1多路输出选择器。为了保障信号完整性，需要在pcb走线时，做好阻抗控制，保证阻抗参考层完整，将拆分的每个信号都需要使用地线进行包裹保护。本发明适用于多路数据总线切换，不局限于8切换1路功能，比如，可以选用16选1多路输出选择器进行16路输入总线切换为1路输出总线等。

所述的vpx接口模块包含vpx连接器。

所述的usb扩展模块与所述的切换模块相连，具体选用smsc公司的usb2514bi芯片，将其输出的一路usb通过usb扩展模块扩展为两路usb信号。

所述的电源模块采用电源转换芯片tps56428芯片，实现+12v至+5v、+3.3v之间的电压转换。

所述发明的测试方法为：

步骤一：将所述vpx接口的kvm功能卡的安插在测试计算机的vpx接口上，将鼠标键盘接到测试计算机。

步骤二：给测试计算机上电，开机进入操作系统。

步骤三：使用上位机控制切换或键盘热键切换，vga和usb能正常切换到对应的通道。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种基于lpc总线的kvm功能卡，包括：

vpx接口模块，可实现与pc机等具有vpx对应接口设备之间的连接；

切换模块，可实现将多路输入信号切换为一路信号；

fpga控制模块，完成lpc总线通讯，实现对切换模块的控制；

usb扩展模块，实现一路usb扩展两路usb；

电源模块，实现上述各模块不同类型电源的供电；

所述的vpx接口模块与切换模块相连，切换模块分别与fpga控制模块和usb扩展模块相连，fpga控制模块通过lpc总线与vpx接口模块相连。

2.根据权利要求1所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的fpga控制模块包括lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元和数据存储单元，所述的lpc控制单元、切换控制单元、读写控制单元依次相连，所述的数据存储单元与读写控制单元相连。

3.根据权利要求2所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的lpc控制单元实现fpga通过lpc总线和上位机进行通信；所述的切换控制单元实现fpga控制切换模；所述的读写控制单元实现对lpc总线控制单元的数据读写交互的时序控制、对数据存储单元的读写控制；所述的数据存储单元完成通讯数据的缓冲存储。

4.根据权利要求1所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的切换模块包括vga切换单元和usb切换单元，所述的vga切换单元将vpx接口模块传来的8路输入vga信号切换为一路vga信号；所述的usb切换单元将vpx接口模块传来的8路usb信号切换为一路usb信号。

5.根据权利要求1所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的vpx接口模块包含vpx连接器。

6.根据权利要求1所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的usb扩展模块与所述的切换模块相连，将其输出的一路usb通过usb扩展模块扩展为两路usb信号。

7.根据权利要求1所述的基于lpc总线的kvm功能卡，其特征在于：所述的电源模块包括电源转换芯片，实现+12v至+5v、+3.3v之间的电压转换。

技术总结
本发明公开了一种基于LPC总线的KVM功能卡，包括：VPX接口模块，可实现与PC机等具有VPX对应接口设备之间的连接；切换模块，可实现将多路输入信号切换为一路信号；FPGA控制模块，完成LPC总线通讯，实现对切换模块的控制；USB扩展模块，实现一路USB扩展两路USB；电源模块，实现上述各模块不同类型电源的供电；所述的VPX接口模块与切换模块相连，切换模块分别与FPGA控制模块和USB扩展模块相连，FPGA控制模块通过LPC总线与VPX接口模块相连。本发明的优点和有益效果为：该板卡实现8路VGA信号、8路USB信号快速且稳定的切换，大大简化了板卡的硬件电路设计，更简洁的电路设计降低了系统的故障率，有效提高了系统的可靠性。

技术研发人员：崔君宇
受保护的技术使用者：天津市英贝特航天科技有限公司
技术研发日：2019.09.02
技术公布日：2019.12.27