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    • 专利摘要:
    EineVielzahl von lokalen und entfernten Computern teilen sich eine Vielzahlvon lokalen Bedienungsvorrichtungen und die Verbindungsvereinbarungender Computer der Bedienungsvorrichtungen sind unterschiedlich. Ersteelektrische Signale von diesen Bedienungsvorrichtungen werden erhaltenund jedes der ersten elektrischen Signale stimmt mit der Verbindungsvereinbarungihrer Bedienungsvorrichtungsquelle überein. Jedes erste elektrischeSignal wird dann in ein Standardpaket umgewandelt. Die Pfade dieserStandardpakete werden weitergeleitet zwischen den Bedienungsvorrichtungenund den Computern. Anschließendwird jedes Standardpaket in ein zweites elektrisches Signal umgewandelt,welches mit der Verbindungsvereinbarung seines Zielcomputers übereinstimmt.
    公开号:DE102004019107A1
    申请号:DE200410019107
    申请日:2004-04-20
    公开日:2005-11-17
    发明作者:Sun-Chung Chen
    申请人:Aten International Co Ltd；
    IPC主号:G06F3-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung und insbesondere einenTastatur-Bildschirm-Maus(keyboard-video-mouse KVM)-Umschalter zum Vielfachverbinden undmit einer hohen Kompatibilitätund das Verfahren hierfür.
    [0002] Mitder schnellen Entwicklung in der Informationstechnologie haben sichComputer und ihre Peripherien weit verbreitet. Computerbenutzerbenutzen häufigdie Maus und die Tastatur, um die Computer zu steuern. Über dieMonitore oder die Lautsprecher könnendie Computerbenutzer den Zustand des Computers überwachen. Manchmal haben Benutzer mehrals einen Computer um unterschiedliche Dinge zu verarbeiten. Traditionellist jeder Computer mit einem Satz von Eingangs-/Ausgangsperipherievorrichtungen (Input/OutputIO) ausgestattet, umfassend die Tastatur, Maus, Bildschirm und Lautsprecher. Diesesist jedoch eine Vergeudung von Geld und Raum, wenn jemand mehrereComputer besitzt.
    [0003] Aufder anderen Seite binden großeSystemgeschäfteoder interne Unternehmensnetzwerke 10 bis 1000 Hauptrechner ein.Jeder Hauptrechner benötigteinen Monitor, eine Tastatur und eine Maus für die Verwaltung. In der Praxismüssendiese Vorrichtungen nur in seltenen Fällen bedient werden. Die meisteZeit müssendie Hauptrechner nicht durch den Verwalter gesteuert werden. Indieser Situation ist es überhauptnicht notwendig, teuer und raumvergeudend ein Satz von Eingangs-/Ausgangsperipherievorrichtungenfür jedenHauptrechner zu besitzen.
    [0004] Hierfür wurdeein Tastatur-, Bildschirm- und Maus- (keyboard video mouse KVM)Umschalter vorgeschlagen, um zumindest einen Satz von Bedienungsvorrichtungenzu verwenden, um mehrere Computer zu verwalten. Die Verwendung eines KVM-Umschalters löst nichtnur das Kostenproblem, es löstauch das Problem der Ausrüstungund des Platzes. Er kann zudem das Kompatibilitätsproblem zwischen unterschiedlichenSchnittstellen lösen.
    [0005] Jedochkann die Anzahl von Bedienungsvorrichtungen und Computern die eraufnehmen kann, aufgrund der Hardware-Konstruktion und Kostenbegrenzungeneines individuellen KVM-Umschalters begrenzt sein. Auf der anderenSeite ist es nicht einfach konventionelle KVM-Umschalter zu verbinden. Wennmehrere Bedienungsvorrichtungen gleichzeitig auf viele Computerzugreifen, sind die Verbindungsvereinbarungen zwischen den Bedienungsvorrichtungenund Computern häufigunterschiedlich. Die allgemein benutzten Verbindungsvereinbarungen umfassendie universal serial bus (USB)-Schnittstelle, die serielle Anschluss(COM)-Schnittstelle oder die personal system/2 (PS/2)-Schnittstelle.
    [0006] Dieunterschiedlichen Verbindungsvereinbarungen reduzieren die Kompatibilität der KVM-Umschalterund die Signalaustauscheffektivität zwischen ihnen. Ein herkömmlicherKVM-Umschalter wandelt die elektrischen Signale zu/von einer Tastaturz. B. dann in PS/2 kompatibel um, wenn die Verbindungsvereinbarungder Tastatur die USB-Schnittstelle ist, während die des Computers die PS/2-Schnittstelleist.
    [0007] Dennochist ein solches Verfahren nicht geeignet für das Vielfachverbinden vonKVM-Umschaltern. Wenn sie elektrische Signale mit unterschiedlichenVerbindungsvereinbarungen übertragenmüssen,müssenihre Schaltkreise in der Lage sein, unterschiedliche Verbindungsvereinbarungenzu verstehen. Dies erhöhtnicht nur die Konstruktionsschwierigkeiten, die Kompatibilität ist auchein Faktor der ernsthaft die Effizienz reduziert.
    [0008] Dieoben genannten Nachteile führenzu einer Vielzahl von Unbequemlichkeiten bei der praktischen Verwendung.Für große Systemgeschäfte oderdie internen Netzwerke von mittleren Unternehmen, insbesondere wenndie KVM-Umschalter nicht gleichzeitig eine große Anzahl von Bedienungsvorrichtungenund Computern unterstützenkönnen,erhöhensie nicht nur die Kosten fürdie Konstruktion und Aufrechterhaltung des Systems, sondern reduzierenauch die Kommunikationseffektivität des ganzen Netzwerks.
    [0009] EineAufgabe der Erfindung ist es, einen KVM-Umschalter zu schaffen,der die Kompatibilität verbessert,wenn verschiedene Verbindungsvereinbarungen vorhanden sind. Er ermöglicht zudemVielfachverbindungen von KVM-Umschaltern und erlaubt daher Verbindungenzu mehr Bedienungsvorrichtung und Computern. Die Erfindung vermindertzudem die Konstruktionsschwierigkeiten.
    [0010] Eineweitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Computerumschaltverfahrenzu schaffen, welches die Datenaustauscheffizienz, Kompatibilität und Erweiterbarkeitvon KVM-Umschaltern verbessert. Die verbundenen KVM-Umschalter können hierdurch schnellDaten austauschen.
    [0011] In Übereinstimmungmit den oben genannten Aufgaben offenbart diese Beschreibung einen KVM-Umschalterund ein Verfahren hierfür.Eine Vielzahl von lokalen und entfernten Computern teilen sich eineVielzahl von lokalen Bedienungsvorrichtungen unter Verwendung einerVielzahl von KVM-Umschaltern, wobei die Verbindungsvereinbarungender Computer und der Bedienungsvorrichtungen unterschiedlich sind.Es werden eine Vielzahl von ersten elektrischen Signalen der Bedienungsvorrichtungen empfangen,wobei jedes der ersten elektrischen Signale mit der Verbindungsvereinbarungder Bedienungsvorrichtungsquelle übereinstimmt. Jedes der erstenelektrischen Signale wird in ein Standardpaket umgewandelt. DiePfade der Standardpakete werden zwischen den Bedienungsvorrichtungenund den Computern geleitet. Anschließend wird jedes der Standardpaketein ein zweites elektrisches Signal umgewandelt, welches mit derVerbindungsvereinbarung des Zielcomputers übereinstimmt.
    [0012] Deroffenbarte KVM-Umschalter enthältzumindest eine Vielzahl erster Schnittstellen, eine Umschaltvorrichtungund eine Vielzahl von zweiten Schnittstellen. Die ersten Schnittstellensind mit den Bedienungsvorrichtungen verbunden, um die ersten elektrischenSignale zu empfangen, von denen jedes mit der Verbindungsvereinbarungder Bedienungsvorrichtungsquelle übereinstimmt. Jede erste Schnittstellebesitzt eine erste Umwandlungsvorrichtung, um das erste elektrischeSignal in ein Standardpaket umzuwandeln.
    [0013] DieUmschaltvorrichtung ermittelt den Pfad des Standardpakets zwischenden Bedienungsvorrichtungen und den Computern entsprechend einer Pfadauswahleinstel lung.Die zweiten Schnittstellen sind mit den Computern verbunden. Jedezweite Schnittstelle besitzt eine zweite Umwandlungsvorrichtungum das Standardpaket, welches von der Umschaltvorrichtung empfangenwurde in ein zweites elektrisches Signal umzuwandeln, welches mit derVerbindungsvereinbarung des verbundenen Computers übereinstimmt.
    [0014] Entsprechendeiner bevorzugten Ausführungsformder Erfindung enthältdie Umschaltvorrichtung eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU).Jedes der elektrischen Signale wird aus einem Tastatursignal undeinem Maussignal ausgewählt.Die ersten Schnittstellen enthalten mehrere universale asynchroneEmpfänger/Übertrager(U-ARTs), einen halb-duplexKommunikationsprozessor und eine CPU. Die zweiten Schnittstellenenthalten ebenfalls mehrere UARTs, einen halb-duplex Kommunikationsprozessorund eine CPU.
    [0015] Nacheiner weiteren Ausführungsformder Erfindung enthältder KVM-Umschalter zudem eine Paketverschlüsselungsvorrichtung, eine Netzwerkvorrichtungund eine Paketentschlüsselungsvorrichtung,wenn der KVM-Umschalter es einer Vielzahl von lokalen und entferntenComputern ermöglicht, sicheine Vielzahl von lokalen Bedienungsvorrichtungen zu teilen. DiePaketverschlüsselungsvorrichtung bildetzumindest ein Netzwerkpaket, das eine Vielzahl von Datenabschnittenenthält,welche die Standardpakete der ersten Schnittstellen entsprechend zudem Standardpaket speichern.
    [0016] DieNetzwerkvorrichtung kommuniziert mit einem weiteren KVM-Umschalterunter Verwendung eines Netzwerkprotokolls um Netzwerkpakete zu übersendenund Netzwerkpakete von einem anderen KVM-Umschalter zu empfangen.Die Paketentschlüsselungsvorrichtungerhältzumindest ein entferntes Standardpaket von dem Netzwerkpaket, welchesdurch einen anderen KVM-Umschalter übertragen wurde.
    [0017] Entsprechendder bevorzugten Ausführungsformbesitzt das Netzwerkpaket einen Netzwerkoverheadabschnitt. Wenndie Pfadziele der Standardpakete die entfernten Computer sind, diemit dem gleichen entfernten KVM-Umschalter verbunden sind, werdendie Standardpakete in ein einziges Netzwerkpaket verschlüsselt. DiePaketverschlüsselungsvorrichtungenthälteine CPU; die Paketentschlüsselungsvorrichtungenthältebenfalls eine CPU. Sie könnensich die gleiche CPU fürsowohl das Verschlüsselnals auch das Entschlüsselnteilen.
    [0018] DieNetzwerkvorrichtung enthälteinen Netzwerkschnittstellenchip (NIC) und einen Netzwerk-Umschalter.Der NIC ist mit der Paketverschlüsselungsvorrichtungund der Paketentschlüsselungsvorrichtungverbunden. Der Netzwerk-Umschalter besitzt einen ersten Anschluss,einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss. Der Anschluss istmit dem NIC verbunden. Der zweite oder dritte Anschluss dient derVerbindung mit einem weiteren KVM-Umschalter. Die Netzwerkvorrichtungenthält zudemeinen 2-Wege-Umschalter, welcher mit dem zweiten Anschluss verbundenist, um zwischen dem Ethernet und einem anderen KVM-Umschalter umzuschalten.
    [0019] DieErfindung kann besser durch die detaillierte Beschreibung verstandenwerden, welche lediglich beispielhaft nachfolgend gegeben wird undin Folge dessen die vorliegende Erfindung nicht beschränkt wirdund wobei:
    [0020] 1:Eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
    [0021] 2:eine schematische Ansicht von 1 ist, welchein die Praxis umgesetzt ist;
    [0022] 3:eine schematische Ansicht des Standardpakets in 2 ist;
    [0023] 4:eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
    [0024] 5:eine schematische Ansicht von 4 umgesetztin der Praxis ist; und
    [0025] 6:eine schematische Ansicht des Netzwerkpakets in 5 ist.
    [0026] ZuDemonstrationszwecken sind lediglich eine erste Schnittstelle 114 undeine zweite Schnittstelle 112 in 1 dargestellt.Der Tastatur-Bildschirm-Maus-(KVM)-Umschalter 100 verwendet mehrereerste Schnittstellen 114 (wie eine USB, COM, PS/2, Infrarot,Bluetooth oder andere verkabelte und kabellose Schnittstellen),um mit mehreren lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 (wieTastaturen und Mäusen)für dieelektrische Signalkommunikation verbunden zu sein. In diesem Fallstimmen die elektrischen Signale mit der Verbindungsvereinbarungder lokalen Bedienungsvorrichtungsquellen 154 überein.
    [0027] Dieerste Schnittstelle 114 besitzt eine erste Umwandlungsvorrichtung 164 zumUmwandeln des elektrischen Signals in ein Standardpaket, welches einerUmschaltvorrichtung 120 zum Weiterleiten übergebenwird. Die Umschaltvorrichtung 120 (beispielsweise ein Umschaltchip,programmierbarer Chip oder eine CPU) überträgt das Standardpaket zur zweitenSchnittstelle 112 seines Zieles und folglich zu dem lokalenComputer 152 seines Zieles entsprechend einer Pfadauswahleinstellung.
    [0028] Mehrerezweite Schnittstellen 112 (wie USB, COM, PS/2, Infrarot,Bluetooth und andere verkabelte oder kabellose Schnittstellen) sindmit mehreren lokalen Computern 152 verbunden. Die zweiten Schnittstellenbesitzen eine zweite Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln der Standardpaketein ein elektrisches Signal, welches mit der Verbindungsvereinbarungdes lokalen Computers 152 seines Ziels übereinstimmt.
    [0029] Einfachergesagt, wenn ein elektrisches Signal von der lokalen Bedienungsvorrichtung 154 zu erstenSchnittstelle 114 übertragenwird, wird es zunächstdurch die erste Umwandlungsvorrichtung 164 in ein Standardpaketumgewandelt. Nach dem es durch die Umschaltvorrichtung 120 weitergeleitet wurde,wird das Standardpaket zur zweiten Schnittstelle 112 seinesZieles gesendet. Die zweite Umwandlungsvorrichtung 162 wandeltdann das Standardpaket in ein elektrisches Signal für den lokalen Computer 152 um.
    [0030] DasStandardpaket, welches durch den KVM-Umschalter 100 übertragenwurde stimmt mit einem vorbestimmten oder einer herstellerdefinierten Verbindungsvereinbarungoder Format überein.Die elektrischen Signale die an der ersten Schnittstelle 114 undder zweiten Schnittstelle 112 übertragen wurden stimmen mitden Verbindungsvereinbarungen der lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 und derlokalen Computern 152 mit denen sie verbunden sind, überein.Die zwei Schnittstellen 112, 114 wandeln elektrischeSignale verschiedener Verbindungsvereinbarungen in das Standardpaketder gleichen Verbindungsvereinbarung um.
    [0031] Innerhalbdieser Struktur, neben den zwei Schnittstellen 112, 114,muss man sich keine Gedanken überdie Kompatibilitätin der Schaltkreiskonstruktion anderer Teile des KVM-Umschalters 100 machen.Deshalb erhöhtdie Erfindung nicht nur die Datenaustauscheffektivität und Kompatibilität, sondern reduziertauch die Konstruktionskomplexitätund die Produktionskosten.
    [0032] In 2 sindmehrere zweite Schnittstellen 112 mit mehreren lokalenComputern 152 übermehrere Computerverbindungsanschlüsse 212 verbunden.Die Verbindungsvereinbarung jeder der Computerverbindungsanschlüsse 212 istdie Gleiche wie die des verbundenen lokalen Computers 152.Mehrere erste Schnittstellen 114 sind mit mehreren lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 über mehrereBedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 verbunden.Die Verbindungsvereinbarung von jeder der Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 istdie gleiche wie die der verbundenen lokalen Bedienungsvorrichtungen 154.Zu Demonstrationszwecken sind nur ein Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 undein Computerverbindungsanschluss 212 in 2 gezeigt.
    [0033] Dieelektrischen Signale zwischen dem lokalen Computer 152 unddem KVM-Umschalter 200 werdenunter Verwendung eines Satzes von universalen asynchronen Empfängern/Übertragern (UARTs)und eines halb-duplex Kommunikationsprozessoren 216 übertragen.Die elektrischen Signale zwischen den lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 unddem KVM-Umschalter 200 werden ebenfalls unter Verwendungdes gleichen Satzes von universalen asynchronen Empfängern/Übertragern(UARTs) und eines halb-duplex Kommunikationsprozessors 216 übertragen.
    [0034] DerKVM-Umschalter 200 in der bevorzugten Ausführungsformkann gleichzeitig mit 32 lokalen Computern 152 und vierlokalen Bedienungsvorrichtungen 154 verbunden werden. Dasbedeutet, dass der KVM-Umschalter 200 32 Computerverbindungsanschlüsse 112 und 4 Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 114 besitzt.Für die Übertragungder elektrischen Signale werden deshalb vier 9-anschlüssige UARTsund ein halb-duplex Kommunikationsprozessor benötigt. Der halb-duplex Kommunikationsprozessorkann durch einen teureren voll-duplex Kommunikationsprozessor oderandere geeignete Prozessoren ersetzt werden.
    [0035] DerBedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 ist dieerste Umwandlungsvorrichtung 164 während der Computerverbindungsanschluss 212 diezweite Umwandlungsvorrichtung 162 ist. Die CPU von ihnenverarbeitet den Umtausch zwischen elektrischen Signalen und demStandardpaket, welche unterschiedliche Verbindungsvereinbarungen besitzen.Das Standardpaket stimmt mit den vorbestimmten Verbindungsvereinbarungenwie der USB-Verbindungsvereinbarung oder herstellerdefinierten Formaten überein.Dieses vereinheitlicht die Verbindungsvereinbarung, welche in demKVM-Umschalter 200 verwendet wird. Die Datenübertragungsgeschwindigkeitund Effektivitätkann ebenfalls durch angepasste Konstruktionen verbessert werden.
    [0036] Zudemsieht eine bevorzugte Ausführungsformeine erste CPU 260 und einen Dual-Anschlussspeicher 270 vor,um Datenaustausch zwischen den Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214, demComputerverbindungsanschluss 212 und der zweiten CPU 220 schnellverarbeiten zu können.Die gesamten Daten von dem Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 unddem Computerverbindungsanschluss 212 werden über denDual-Anschlussspeicher im parallel Format übertragen. Dies bedeutet, dassalle Daten individuell und gleichzeitig den Dual-Anschlussspeicher 270 durchlaufenkönnen.
    [0037] DieUmschaltvorrichtung 120 verwendet die zweite CPU 220 umdie Pfadumlenkung des Standardpakets entsprechend einer Pfadauswahleinstellung(z. B. einer Routing-Tabelle),welche in einem Speichermedium gespeichert ist, vorzunehmen. Die zweiteCPU 220 überträgt das Standardpaketzu dem lokalen Computer 152 des Ziels. Nachfolgend wird dasStandardpaket überdie UARTs und den halb-duplex Kommunikationsprozessor 216 zudem Computerverbindungsanschluss 212 seines Ziels übertragen.Nachdem es in elektrische Signale umgewandelt wurde, welche mitder Verbindungsvereinbarung des lokalen Computers 152 seinesZiels übereinstimmen,wird es zudem zu dem lokalen Computer 152 seines Ziels übertragen.
    [0038] Wiedies in 3 gezeigt ist enthält das Standardpaket 300 einenersten Protokollabschnitt 302 und einen Standarddatenabschnitt 304.Der erste Protokollabschnitt 302 speichert Protokollcodes, welchedas Paketprotokoll des Standardpakets 300 bilden. Der Standarddatenabschnitt 304 folgtder vorher eingestellten oder herstellerdefinierten Verbindungsvereinbarungoder Format um die elektrischen Signale lokaler Bedienungsvorrichtungen 154,wie der Tastatur und Maus zu speichern. Der Standarddatenabschnitt 304 desStandardpakets, welches von dem lokalen Computer 152 zuder lokalen Bedienungsvorrichtung 154 übertragen wurde, erfüllt ebenfallsdie obigen Regeln.
    [0039] Deroffenbarte KVM-Umschalter vereinheitlicht die Verbindungsvereinbarung,welche innerhalb des KVM-Umschalters verwendet wird, um die Datenübertragungsgeschwindigkeitund Effektivitätzu erhöhen.Neben den Schnittstellen der Computer und der Bedienungsvorrichtungenbenötigendie Konstruktionen der anderen Schaltkreise innerhalb des KVM-Umschaltersnicht, den Verbindungsvereinbarungskompatibilitätsaspekt zu beachten. Die Erfindungerhöhtdeshalb nicht nur die Datenaustauscheffektivität und Kompatibilität, sondernreduziert auch die Konstruktionskomplexilität und die Produktionskosten.
    [0040] Alseine weitere Ausführungsform,die in 4 gezeigt ist, verwendet der KVM-Umschalter 400a mehrerezweite Schnittstellen 112 (z. B. USB, COM, PS/2, Infrarot,Bluetooth und andere verkabelte oder kabellose Schnittstellen) ummit mehreren lokalen Computern 152 verbunden zu sein undverwendet mehrere erste Schnittstellen 114 (z. B. USB, COM,PS/2, Infrarot, Bluetooth und andere verkabelte oder kabellose Schnittstellen)um mit mehreren lokalen Bedienungsvorrichtungen 154, wieTastatur und Maus verbunden zu sein. Zu Demonstrationszwecken sindin 4 nur eine erste Schnittstelle 114 undeine zweite Schnittstelle 112 gezeigt.
    [0041] Ähnlich zuder vorherigen Ausführungsform besitztdie erste Schnittstelle 114 zudem eine erste Umwandlungsvorrichtung 164,um lokale elektrische Signale geordnet in Standardpakete umzuwandeln, damitdie Umschaltvorrichtung 120 das Pfadumlenken durchführt. Diezweite Schnittstelle 112 besitzt eine zweite Umwandlungsvorrichtung 162,um die Standardpakete in elektrische Signale umzuwandeln mit dergleichen Verbindungsvereinbarung wie der lokale Computer 152 seinesZiels, bevor dies zu dem lokalen Computer 152 gesendetwird.
    [0042] Entsprechendden Pfadauswahleinstellungen überträgt, wenndas Pfadziel des lokalen elektrischen Signals ein lokaler Computer 152 ist,die Umschaltvorrichtung 120 (z. B. ein Umschaltchip, programmierbarerChip oder CPU) die lokalen elektrischen Signale zu der zweiten Schnittstelle 112 ihres Ziels,bevor dieser zu dem lokalen Computer 152 gesendet wird.Wenn das Pfadziel der lokalen elektrischen Signale ein entfernterComputer ist, wie einer, der mit einem anderen KVM-Umschalter 400b verbundenist, überträgt die Umschaltvorrichtung 120 dielokalen elektrischen Signale zur Paketverschlüsselungsvorrichtung 422.
    [0043] DiePaketverschlüsselungsvorrichtung 422, wieein programmierbarer Chip oder eine CPU, bildet entsprechend derlokalen elektrischen Signale zumindest ein Netzwerkpaket mit mehrerenDatenabschnitten, welche korrespondierend die lokalen elektrischenSignale speichern, welche von den ersten Schnittstellen 154 erhaltenwerden.
    [0044] DieNetzwerkvorrichtung 430 ermöglicht die Kommunikationenmit den Netzwerkvorrichtungen anderer KVM-Umschalter 400b unterVerwendung eines Netzwerkprotokolls, wie das Ethernet oder kabellosenNetzwerkprotokollen, um Netzwerkpakete zu übertragen, welche von der Paketverschlüsselungsvorrichtung 422 gebildetwurden und um solche zu empfangen, welche durch einen anderen KVM-Umschalter übertragenwurden. Die Paketentschlüsselungsvorrichtung 424,wie ein programmierbarer Chip oder eine CPU, entschlüsselt dasNetzwerkpaket, welches von einem anderen KVM-Umschalter 400b übermitteltwurde um zumindest ein entferntes elektrisches Signal zu erhalten.Die Umschaltvorrichtung 420 verteilt das entfernte elektrischeSignal entsprechend der Pfadauswahleinstellung zu der zweiten Schnittstelle 112 seinesZiels bevor es zu dem lokalen Computer 152 seines Zielsgesendet wird.
    [0045] In 5 sindmehrere zweite Schnittstellen 112 mit mehreren lokalenComputern 152 übermehrere Computerverbindungsanschlüsse verbunden. Die Verbindungsvereinbarungvon jedem der Computerverbindungsanschlüsse 212 ist die gleiche,wie die der verbundenen lokalen Computer 152. Mehrere ersteSchnittstellen 114 sind mit mehreren lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 über mehrere Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 verbunden.Die Verbindungsvereinbarung von jeder der Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 istdie gleiche, wie die der verbundenen lokalen Bedienungsvorrichtung 154.Zu Demonstrationszwecken ist in 5 nur eineBedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 und Computerverbindungsanschluss 212 gezeichnet.
    [0046] Dieelektrischen Signale zwischen dem lokalen Computer 152 unddem KVM-Umschalter 500a werden übertragenunter Verwendung eines Satzes von universal asynchronen Empfängern/Übertragern (UARTs)und eines halb-duplex Kommunikationsprozessors 216. Dieelektrischen Signale zwischen den lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 unddem KVM-Umschalter 500a werden ebenfalls unter Verwendungdes gleichen Satzes von universalen asynchronen Empfängern/Übertragern(UARTs) und eines halb-duplex Kommunikationsprozessors 216 übertragen.
    [0047] DerKVM-Umschalter 500a kann in der bevorzugten Ausführungsformgleichzeitig mit 32 lokalen Computern 152 und vier lokalenBedienungsvorrichtungen 154 verbunden werden. Dies bedeutet dasder KVM-Umschalter 500a 32 Computerverbindungsanschlüsse 112 und 4 Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 114 besitzt.Er benötigt deshalbvier 9-anschlüssigeUARTs und einen halb-duplex Kommunikati onsprozessor für die elektrischeSignalübertragung.Der halb-duplex Kommunikationsprozessor kann durch einen teureren voll-duplexKommunikationsprozessor oder einige andere geeignete Prozessorenausgetauscht werden.
    [0048] DerBedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 ist dieerste Umwandlungsvorrichtung 164, während der Computerverbindungsanschluss 212 diezweite Umwandlungsvorrichtung 162 ist. Ihre CPU verarbeitetUmwandlungen zwischen elektrischen Signalen und Standardpaket, dieunterschiedliche Verbindungsvereinbarungen haben. Das Standardpaketstimmt mit der vorbestimmten Verbindungsvereinbarung wie der USB-Verbindungsvereinbarungoder einem herstellerdefinierten Format überein. Dies vereinheitlichtdie Verbindungsvereinbarung, welche in dem KVM-Umschalter 200 verwendet wird.Die Datenübertragungsgeschwindigkeitund Effektivitätkann zudem durch angepasste Konstruktionen erhöht werden.
    [0049] Zudemstellt die bevorzugte Ausführungsformeine erste CPU 260 und einen Dual-Anschlussspeicher 270 zur Verfügung, umDatenaustausche zwischen dem Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214,dem Computerverbindungsanschluss 212 und der zweiten CPU 220 schnellverarbeiten zu können.Die gesamten Daten von dem Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschluss 214 unddem Computerverbindungsanschluss 212 werden über denDual-Anschlussspeicher im parallelen Format übertragen. Dies bedeutet, dassalle Daten individuell und gleichzeitig durch den Dual-Anschlussspeicher 270 hindurchtretenkönnen.
    [0050] DieUmschaltvorrichtung 120 verwendet die zweite CPU 220 umdie Pfadumleitung des Standardpakets entsprechend einer Pfadauswahleinstellung (z.B. einer Routing-Tabelle),welche in einem Speichermedium gespeichert ist, durchzuführen. Die zweiteCPU 220 überträgt das Standardpaketauf den lokalen Computer 152 des Ziels. Anschließend wird dasStandardpaket überdie UARTs und den halb-duplex Kommunikationsprozessor 216 zudem Computerverbindungsanschluss 212 seines Ziels übertragen.Nachdem es in elektrische Signale in Übereinstimmung mit der Verbindungsvereinbarungdes lokalen Computers 152 seines Ziels umgewandelt wurde,wird es weiter übertragenzu dem lokalen Computer 152 seines Ziels.
    [0051] Wenndas Pfadziel des elektrischen Signals ein entfernter Computer ist,führt diezweite CPU 220 die Paketverschlüsselung durch. Zumindest ein Netzwerkpaketmit mehreren Datenabschnitten, welche die Standardpakete der Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 korrespondierend speichert,wird entsprechend des Standardpakets gebildet. Das Standardpaketwird zur Netzwerkvorrichtung 430 übertragen.
    [0052] DieNetzwerkvorrichtung 430 umfasst einen Netzwerkschnittstellenchip(NIC) 232 und einen Netzwerkschalter 234 um dieNetzwerkpakete, welche von der zweiten CPU 220 gebildetwerden, zu übertragenund um die, die von einem anderen KVM-Umschalter 500 übertragenwurden zu empfangen. Der Netzwerkschalter 234 besitzt einenersten Anschluss 264, einen zweiten Anschluss 274 undeinen dritten Anschluss 284, wobei der erste Anschluss 264 mitdem NIC 232 verbunden ist und wobei der zweite Anschluss 274 undder dritte Anschluss 284 mit einem anderen KVM-Umschalter 500b verbundensein können.
    [0053] Nacheiner bevorzugten Ausführungsform enthält die Netzwerkvorrichtung 430 zudemeinen 2-Wege-Umschalter 236, welcher mit dem zweiten Anschluss 274 verbundenist, um zwischen dem Ethernet und einem anderen KVM-Umschalter 200b auszuwählen. Der2-Wege-Umschalter 236 wird von der zweiten CPU 220 gesteuert.Wenn der 2-Wege-Umschalter auf das Ethernet schaltet, kann der KVM-Umschalter 500a neueFirmware überdas Ethernet füreine Aktualisierung herunterladen. Ein entfernter Verwalter kannzudem den KVM-Umschalter 500a verwalten und überwachenoder überdas Ethernet seine Betriebsaufzeichnungen überwachen.
    [0054] Inder bevorzugten Ausführungsformist der KVM-Umschalter so eingerichtet, dass, wenn er mit mehrerenKVM-Umschaltern verbunden ist, der 2-Wege-Schalter des KVM-Umschaltersmit dem Ethernet verbunden ist, während andere miteinander verbundensind. Die Firmware, welche überden ersten KVM-Umschalter heruntergeladen wurde, wird an andereKVM-Umschalter weitergeleitet. Die Übertragung und der Empfangder Netzwerkpakete wird dem Ethernetprotokoll folgend durchgeführt. JedochkönnenFachleute andere Einstellungen oder Netzwerkprotokolle verwendenohne aus dem Wesen und dem Bereich der Erfindung herauszugelangen.
    [0055] Nachdemder Netzwerkumschalter 234 ein Netzwerkpaket von einemanderen KVM-Umschalter 500b erhaltenhat, übermitteltder NIC 232 das Netzwerkpaket zur zweiten CPU 220.Die zweite CPU 220 erhältaus dem Netzwerkpaket zumindest ein entferntes elektrisches Signaldessen Pfadziel ein lokaler Computer 152 ist. Die zweiteCPU 220 übermittelt dasentfernte elektrische Signal deshalb zu dem Computerverbindungsanschluss 212 desZiels und zu dem lokalen Computer 152 des Ziels entsprechendder Pfadauswahleinstellung.
    [0056] Desgleichen überträgt die zweiteCPU 220 zunächstdas entfernte Standardpaket zur ersten CPU 260 und demDual-Anschlussspeicher 270. Anschließend wird Standardpaket zudem Computerverbindungsanschluss 212 seines Ziels über die UARTsund den halb-duplex Kommunikationsprozessor 260 übertragen.Die elektrischen Signale werden, nachdem sie durch den Computerverbindungsanschluss 212 indie elektrischen Signale, welche mit der Verbindungsvereinbarungdes lokalen Computers 152 ihres Pfadziels übereinstimmenumgewandelt wurden, zu dem lokalen Computer 152 übertragen.
    [0057] Außerdem werdendie Funktionen der Umschaltvorrichtung 120, der Paketverschlüsselungsvorrichtung 122 undder Paketentschlüsselungsvorrichtung 124 ineiner bevorzugten Ausführungsform unterVerwendung der gleichen zweiten CPU 220 durch geführt. Entsprechendsind die Vorrichtungen in der vorliegenden Ausführungsform nicht notwendigerweiseunabhängigeingerichtet. Wenn die Betriebsuhr der CPU schnell genug ist, kannman sogar eine einzige CPU verwenden, um die Funktionen der zweitenCPU 220, der ersten CPU 260 und des Dual-Anschlussspeichers 270 zuerreichen. Dies bedeutet, dass diese Vorrichtungen eine oder mehrere programmierbareChips oder CPUs unter Verwendung eines entsprechenden Programmsteilen können.
    [0058] Wiedies in 6 gezeigt ist, kann der KVM-Umschalter 500a gleichzeitigvier lokale Bedienungsvorrichtungen 154 kontaktieren. DasNetzwerkpaket 600 besitzt deshalb vier Datenabschnitte 614a, 614b, 614c, 614d,welche die Standardpakete der Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlüsse 214 korrespondierendspeichern. Die Inhalte jedes Datenabschnitts sind der erste Protokollabschnitt 302 undder Standarddatenabschnitt 304 von jedem Standardpaket.
    [0059] DieVerbindungsvereinbarung oder das Format der elektrischen Signalevon jedem Bedienungsvorrichtungsverbindungsabschnitt 214 werdendurch die erste Umwandlungsvorrichtung 164 und die zweiteUmwandlungsvorrichtung 162 in mehrere Standardpakete miteiner einzigen Verbindungsvereinbarung umgewandelt und vereinheitlicht. Wenndas Standardpaket jedes Bedienungsvorrichtungsverbindungsanschlusses 214 inDatenabschnitte verschlüsseltwird, werden unterschiedliche Abläufe durchgeführt entsprechendunterschiedlicher Verbindungsvereinbarungen. Die Erfindung kanndeshalb in großemUmfang die Konstruktionsschwierigkeiten und Produktionskosten derPaketverschlüsselungsvorrichtung 422,der Paketentschlüsselungsvorrichtung 424,der Netzwerkvorrichtung 430 und der Software verringern.
    [0060] Zudementhältdas Netzwerkpaket 600 einen Netzwerkoverheadabschnitt 602 undeinen Protokollabschnitt 612. Unter dem Ethernetprotokoll,welches hierbei benutzt wird, speichert der Netzwerkoverheadabschnitt 602 denEthernetoverhead, wie die NIC-Adresse. Der Protokollabschnitt 612 speichert dieProtokollcodes, welche das Paketprotokoll des Netzwerkpakets 600 bilden.
    [0061] Inder bevorzugten Ausführungsformwerden die elektrischen Signale der lokalen Bedienungsvorrichtungen 154 imgleichen Netzwerkpaket verschlüsseltund gespeichert, wenn zwei oder mehrere lokale Bedienungsvorrichtungen 154 aufentfernte Computer zugreifen, die mit dem gleichen anderen KVM-Umschalter 500b verbundensind. Die elektrischen Signale von zwei oder mehreren unterschiedlichenlokalen Bedienungsvorrichtungen 154 werden unter Verwendungdes gleichen Netzwerkpakets übertragen,so dass keine Signalverzögerungzu den entfernten Computern stattfindet, welche mit dem gleichenanderen KVM-Umschalter 500b verbunden sind.
    [0062] DerKVM-Umschalter in der vorliegenden Ausführungsform verwendet seineNetzwerkvorrichtung, um mit anderen verbunden zu werden, um mit mehrBedienungsvorrichtungen und Computern zu kommunizieren. Da die elektrischenSignale von unterschiedlichen Verbindungsvereinbarungen oder Formatenin ein Standardpaket umgewandelt werden, unter Verwendung eineseinzigen Verbindungsformats, benötigtman keine unterschiedlichen Abläufe,wenn das Standardpaket in Datenabschnitte verschlüsselt wird.Dies kann in großemUmfang die Konstruktionsschwierigkeiten und Herstellungskosten derPaketverschlüsselungsvorrichtung,der Paketentschlüsselungsvorrichtung,der Netzwerkvorrichtung und der Software verringern.
    [0063] DieNetzwerkvorrichtung kann billige NICs und Netzwerk-Umschalter beinhalten,welche mit den Netzwerkvorrichtungen von anderen KVM-Umschalternverbunden sind unter Verwendung eines technisch ausgereiften undvereinheitlichten Netzwerkprotokolls. Zusätzlich zur Absenkung der Konstruktions-und Produktionskosten kann der KVM-Umschalter einfacher und direktmit externen Netzwerkumgebungen verbunden werden, welches Firmwarenaufrüstungenermöglicht.Es ermöglicht Verwalternzu dem, den KVM-Umschalter direkt zu verwalten und zu überwachenoder seinen Tätigkeitseintrag über dasNetzwerk zu beobachten.
    [0064] Zudemverwendet die bevorzugte Ausführungsformein Netzwerkpaket, um elektrische Signale von entfernten Computernmit Pfadzielen, welche mit dem gleichen KVM-Umschalter verbundensind, zu übertragen.Dieses vermeidet das Problem der Signalverzögerung, wie dies im Stand derTechnik aufgrund des Sortierens und Abwartens stattfindet. Dies ermöglicht vielenKVM-Umschaltern, welche miteinander verbunden sind, schnell Datenauszutauschen, welches die Effektivität und Anwendbarkeit von KVM-Umschalternerhöht.
    [0065] EinigeAbwandlungen sind dem Fachmann geläufig, so dass die Abwandlungenals innerhalb des Geistes und Bereichs der beanspruchten Erfindungliegend angesehen werden.
    权利要求:
    Claims (21)
    [1] Tastatur-Bildschirm-Maus(KVM)-Umschalter für eine Vielzahlvon Computern, um eine Vielzahl von Bedienungsvorrichtungen mitunterschiedlichen Verbindungsvereinbarungen zu teilen, wobei der KVM-Umschalterumfasst: Eine Vielzahl von ersten Schnittstellen (114),welche mit einer Bedienungsvorrichtung (154) verbunden sind,um eine Vielzahl von ersten elektrischen Signalen zu erhalten, wobeijedes der elektrischen Signale mit der Verbindungsvereinbarung seinerBedienungselementquelle übereinstimmtund jede der ersten Schnittstellen (114) eine erste Umwandlungsvorrichtung(164) zum Umwandeln der ersten elektrischen Signale inein Standardpaket besitzt; eine Umschaltvorrichtung (120),welche die Umleitung des Standardpakets zwischen den Bedienungsvorrichtungenund den Computern entsprechend einer Pfadauswahleinstellung durchführt; und eineVielzahl zweiter Schnittstellen (112), welche mit den Computernverbunden sind, wobei jede der zweiten Schnittstellen (112)eine zweite Umwandlungsvorrichtung (162) besitzt, um dasStandardpaket, welches durch die Umschaltvorrichtung (120)erhalten wurde, in ein zweites elektrisches Signal umzuwandeln,welches mit der Verbindungsvereinbarung des verbundenen Computers übereinstimmt.
    [2] KVM-Umschalter nach Anspruch 1, wobei jedes der elektrischenSignale ausgewähltist aus einer Gruppe umfassend ein Tastatursignal und ein Maussignal.
    [3] KVM-Umschalter nach Anspruch 1, wobei der KVM-Umschalteres einer Vielzahl von lokalen und entfernten Computern erlaubt,eine Vielzahl von lokalen Bedienungsvorrichtungen miteinander zuteilen, und zudem umfasst: Eine Paketverschlüsselungsvorrichtung(422), welche entsprechend des Standardpakets zumindestein Netzwerkpaket mit einer Vielzahl von Datenabschnitten bildet,und welche korrespondierend die Standardpakete der ersten Schnittstellenspeichert; eine Netzwerkvorrichtung (430), welcheKommunikationen mit der Netzwerkvorrichtung eines anderen KVM-Umschalters(400b) einrichtet unter Verwendung eines Netzwerkprotokollsfür das Übertragen/Empfangendes Netzwerkpakets zu/von einem anderen KVM-Umschalter (200b); und einePaketentschlüsselungsvorrichtung(424), welche das Netzwerkpaket, welches von einem anderen KVM-Umschalter(200b) übertragenwurde, entschlüsselt,um zumindest ein entferntes Standardpaket zu erhalten.
    [4] KVM-Umschalter nach Anspruch 3, wobei das Netzwerkpaketzudem einen Netzwerkoverheadabschnitt (602) besitzt.
    [5] KVM-Umschalter nach Anspruch 3, wobei die Paketverschlüsselungsvorrichtung(422) eine CPU enthält.
    [6] KVM-Umschalter nach Anspruch 3, wobei die Paketentschlüsselungsvorrichtung(424) eine CPU enthält.
    [7] KVM-Umschalter nach Anspruch 3, wobei die Netzwerkvorrichtungenthält: einenNetzwerkschnittstellenchip (NIC) (232), welcher mit derPaketverschlüsselungsvorrichtung(422) und der Paketentschlüsselungsvorrichtung (424)verbunden ist; und einen Netzwerkumschalter (234),welcher einen ersten Anschluss (264), einen zweiten Anschluss(274) und einen dritten Anschluss (284) besitzt,wobei der erste Anschluss (264) mit dem NIC (232)verbunden ist und der zweite Anschluss (274) oder dritteAnschluss (284) mit einem anderen KVM-Umschalter (200b)verbunden ist.
    [8] KVM-Umschalter nach Anspruch 7, wobei die Netzwerkvorrichtungzudem einen 2-Wege-Umschalter (236) umfasst, welcher mitdem zweiten Anschluss (274) zum Auswählen zwischen einem Ethernetoder einem anderen KVM-Umschalter (200b) verbunden ist.
    [9] KVM-Umschalter nach Anspruch 1, wobei die erste Schnittstelleeine Vielzahl von universalen asynchronen Empfängern/Übertragern (UARTs), einen halbduplexKommunikationsprozessor und eine CPU enthält.
    [10] KVM-Umschalter nach Anspruch 1, wobei die zweitenSchnittstellen eine Vielzahl von universalen asynchronen Empfängern/Übertragern(UARTs), einen halb-duplex Kommunikationsprozessor und eine CPUenthalten.
    [11] KVM-Umschalter nach Anspruch 1, wobei die Umschaltvorrichtung(120) eine CPU enthält.
    [12] Computerumschaltverfahren für eine Vielzahl von Computern,um eine Vielzahl von Bedienungsvorrichtungen mit unterschiedlichenVerbindungsvereinbarungen zu teilen, wobei das Verfahren die Schritteumfasst: Empfang erster elektrischer Signale der Bedienungsvorrichtungen,wobei jedes der ersten elektrischen Signale mit der Verbindungsvereinbarungseiner Bedienungsvorrichtungsquelle übereinstimmt; und Umwandlungjedes der ersten elektrischen Signale in ein Standardpaket; Leitungdes Standardpakets zwischen den Bedienungsvorrichtungen und denComputern; und Umwandlung jedes der Standardpakete in ein elektrischesSignal in Übereinstimmungmit der Verbindungsvereinbarung des Computers seines Pfadziels.
    [13] Verfahren nach Anspruch 12, wobei jedes der erstenelektrischen Signale ausgewähltist aus einer Gruppe umfassend ein Tastatursignal und Maussignal.
    [14] Verfahren nach Anspruch 12, wobei jedes der erstenelektrischen Signale in das Standardpaket unter Verwendung einerCPU umgewandelt wird.
    [15] Verfahren nach Anspruch 12, wobei jedes der Standardpaketein das zweite elektrisches Signal unter Verwendung einer CPU umgewandeltwird.
    [16] Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Pfade derStandardpakete umgeschaltet werden durch eine CPU entsprechend einerPfadauswahleinstellung.
    [17] Verfahren nach Anspruch 12, wobei, wenn eine Vielzahlvon lokalen und entfernten Computern eine Vielzahl von lokalen Bedienungsvorrichtungen miteinanderteilt, zudem die folgenden Schritte umfasst sind: Verteilungder Standardpakete, wobei die Standardpakete zu den korrespondierendenlokalen Computern übertragenwerden, wenn die Pfadziele der Standardpakete die lokalen Computernsind, wohingegen zumindest ein Netzwerkpaket mit einer Vielzahlvon Datenabschnitten, welches die Standardpakete korrespondierendspeichert, gebildet wird entsprechend den Standardpaketen, wenndie Pfadziele hiervon die entfernten Computer sind; Einrichtungder Kommunikationen zwischen den KVM-Umschaltern unter Verwendungeines Netzwerkprotokolls fürdas Übersenden/Empfangendes Netzwerkpakets zu/von einem anderen KVM-Umschalter; Entschlüsseln desNetzwerkpakets, welches von einem anderen KVM-Umschalter übertragen wurde, um zumindestein entferntes Standardpaket zu erhalten; und Umwandlung desentfernten Standardpakets in das zweite elektrische Signal, welches übereinstimmtmit der Verbindungsvereinbarung des Iokalen Computers seines Pfadziels.
    [18] Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Netzwerkpaketeinen Netzwerkoverheadabschnitt besitzt.
    [19] Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Standardpaketein ein einziges Netzwerkpaket verschlüsselt werden, wenn die Pfadzieledes Standardpakets die entfernten Computer sind, welche mit einemgleichen entfernten KVM-Umschalterverbunden sind.
    [20] Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Kommunikationenzwischen den KVM-Umschaltern eingerichtet werden unter Verwendungeines Netzwerkschnittstellenchips (NIC) und eines Netzwerkumschalters,welcher fürjeden der KVM-Umschalter gebildet ist.
    [21] Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Netzwerkpaketverschlüsseltund entschlüsseltwird unter Verwendung einer CPU.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004019107B4|2006-12-28|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-17| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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