專利名稱：一種機群中應(yīng)用的鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器信號管理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及對計算機機群服務(wù)器系統(tǒng)中的信息進行有效管理的切換裝置。
背景技術(shù)：
目前在機群服務(wù)器系統(tǒng)中，對鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器切換的技術(shù)方案是這樣的在服務(wù)器機柜內(nèi)部采用一個統(tǒng)一的對鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器切換KVM切換器，機柜內(nèi)部的每個服務(wù)器都同KVM切換器連接；如果離服務(wù)器很遠的地方需要連接鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器，就需要增加延長器。
上述方案應(yīng)用在目前的機群服務(wù)器中，可出看出有很大的缺陷其一是，實際上在機群服務(wù)器的外部需要接鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器的同時，還需要一臺有數(shù)據(jù)處理能力的本地控制功能服務(wù)器，而此服務(wù)器勢必離機群服務(wù)器距離很遠，將其連接到KVM切換器上顯然是很困難的(KVM電纜不支持2.50m以上的長度)；其二是，為解決上面的困難，通常會使用KVM延長器，這樣就會造成復(fù)雜的設(shè)備布置和連接；還有，在機群服務(wù)器中，其許多應(yīng)用的結(jié)點數(shù)符合2的冪指數(shù)關(guān)系，而切換器連接口也符合同樣的規(guī)則，如果使用延長器，會使得KVM切換器占據(jù)一個接口，無法滿足機柜內(nèi)服務(wù)器接入的需求，這就需要再增加一個KVM切換器，這不僅增加了成本，還增加了工程實施的工作量和故障點。
其三是，為了解決其一和其二提出的困難就需要如參考圖1所表示的方案。這樣做的缺陷是顯而易見的，首先需要在本地給系統(tǒng)增加一個KVM切換器，這樣使得管理員所處的本地擺放設(shè)備很多，使得連線凌亂復(fù)雜不易維護。這無形中增大了本地的使用空間需求和維護需求。另外，過多的連線使得誤連、虛連等故障增加，進而增加了整個系統(tǒng)的故障點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是為了適應(yīng)機群服務(wù)器的特殊需求，提出一種機群中應(yīng)用的鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器信號管理器。使得無論是本地控制功能服務(wù)器鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器，還是執(zhí)行計算功能的機群服務(wù)器結(jié)點的鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器，都能夠在簡單連線和配置的情況下實現(xiàn)切換。而且本發(fā)明還兼容已有的KVM切換器和KVM延長器并使之更具有普適性。
本發(fā)明所述的一種機群中應(yīng)用的KVM信號管理器，包括本地控制功能服務(wù)器，還包括KVM切換控制板，所述KVM切換控制板中，包括選通模塊，用于執(zhí)行對遠程的機群服務(wù)器和本地控制功能服務(wù)器的KVM信號的選通；單片機，用于接收控制選通的請求信號，向選通模塊發(fā)出選通控制信號，并完成對鼠標(biāo)鍵盤信號的打包和解包工作；以及差分傳輸接收/發(fā)送模塊，接收信號后，將經(jīng)過處理的遠程KVM信號會發(fā)給單片機，或者在發(fā)送時，通過電路提取出紅綠藍和水平、垂直同步信號通過單片機傳輸給選通模塊。
在上述信號管理器中，所述單片機對來自遠程的鼠標(biāo)、鍵盤打包信號進行解包，將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)鍵盤的信號和對應(yīng)鼠標(biāo)的信號；反之，單片機會把本地的鼠標(biāo)和鍵盤信息進行打包，并傳遞給差分傳輸接收/發(fā)送模塊。
在上述信號管理器中，所述單片機通過選通控制線向選通模塊發(fā)出控制指令信號。
在上述信號管理器中，所述單片機通過設(shè)置在該裝置前面板上的按鍵或者鍵盤上的熱鍵來接收選通請求信號。
所述的選通模塊，包括三個由74HC4053模擬開關(guān)組成的實現(xiàn)選通的功能模塊，其控制通道的管腳S1、S2、S3與單片機的輸出控制腳連接，其邏輯上的輸入通道分為本地和遠程兩組，分別接入本地或遠程的紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。
所述的差分傳輸接收/發(fā)送模塊，負(fù)責(zé)紅綠藍信號與水平同步、垂直同步打包信號的接收和解包，包括主要由U1、U2、U3構(gòu)成的核心電路，負(fù)責(zé)對遠程紅、綠、藍、水平同步和垂直同步打包信號的接收；差分傳輸和接收電路，負(fù)責(zé)遠程鼠標(biāo)、鍵盤打包信號的差分傳輸和接收(半雙工)；提取和放大電路，主要由三極管Q1-Q7組成，其中Q1、Q6和Q4、Q7分別實現(xiàn)提取水平同步和垂直同步信號；三極管Q2、Q3和Q5構(gòu)成信號放大器，用于放大遠程紅、綠、藍信號，最后輸出解包后的紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。
本發(fā)明不僅解決了本地與遠程的KVM切換問題，而且使得切換操作更簡便、更直觀。此時，面對系統(tǒng)管理員的本地終端只有一個管理器和一套鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器，傳輸遠程KVM信號的CAT5直接連接在管理器的RJ45口上，并沒有出現(xiàn)復(fù)雜的連線，和其它設(shè)備。另外，本發(fā)明完全兼容目前成熟的KVM切換器，可以通過簡單集成，靈活搭建出適合不同應(yīng)用的多種方案。


圖1是通過通用設(shè)備實現(xiàn)機群服務(wù)器與本地控制功能服務(wù)器連接的示意圖；圖2是本發(fā)明所述切換控制板的原理方框圖；圖3是本發(fā)明的所述切換控制板與本地控制功能服務(wù)器合并以后形成的管理器與遠程機群構(gòu)成的系統(tǒng)連接示意圖；圖4是本發(fā)明所述切換控制板的電路原理圖；
圖5是紅綠藍信號與水平同步、垂直同步打包信號的接收和解包電路。
具體實施例方式
顯然，圖1中的方案在工程上具有操作難度，用戶面對復(fù)雜的連線很容易造成誤連，出現(xiàn)使用不當(dāng)造成的故障。而且設(shè)備多，這就意味著故障點增加，這對于機群的管理是很不利的，很容易降低整個系統(tǒng)的可靠性。
圖2是本發(fā)明所述切換控制板的原理方框圖。
本發(fā)明所述的管理器包括本地控制功能服務(wù)器和KVM切換控制板，其中，KVM切換控制板包括選通模塊、用于控制選通和實現(xiàn)鼠標(biāo)、鍵盤信號打包的單片機以及差分傳輸接收/發(fā)送模塊，遠程的機群服務(wù)器和本地控制功能服務(wù)器的KVM信號，通過選通模塊選通后由統(tǒng)一接口輸出。選通模塊的控制信號，通過管理器(包含本地控制功能服務(wù)器和KVM切換控制板卡)前面板按鍵和鍵盤上的“熱鍵”來控制發(fā)出。
圖2虛線框內(nèi)表示的是KVM模塊切換控制板。遠程KVM信號和本地KVM信號通過選通模塊后，形成一組統(tǒng)一的輸出KVM信號接口(VGA&2*PS/2)，此組接口接鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器上。選通模塊可以通過設(shè)置在圖3所示的管理器前面板上的按鍵來控制，每按一次按鍵，選通模塊就完成一次“遠程/本地”的切換操作。如選通模塊已經(jīng)接通了本地KVM信號和鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器之間的物理通道后，那么按下按鍵，選通模塊就將鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器切換到遠程KVM信號上?？紤]到了易操作性，設(shè)置了“熱鍵”。接在選通模塊上的鍵盤可以通過事先定義的“熱鍵”激活單片機，接管選通模塊并控制選通模塊實現(xiàn)一次選通操作，此時無論鍵盤切換到本地還是遠程，“熱鍵”信息都會沿圖2中虛線表示的邏輯通路傳遞給單片機，從而激活單片機，使之通過選通控制線控制選通模塊。另外按下管理器前面板的KVM按鍵也可以激活單片機，進而控制選通模塊。
如圖2所示，該板卡還包括一個差分傳輸接收/發(fā)送模塊，經(jīng)過該模塊處理的遠程KVM信號會發(fā)給單片機(對應(yīng)接收)和遠程KVM切換器(對應(yīng)發(fā)送)。單片機會對遠程的KVM信號中的Red Video、Green Video、Blue Video、Horizontal Sync和Vertical Sync打包信號和鼠標(biāo)、鍵盤的CL、DATA打包信號進行解包。將其轉(zhuǎn)換成Red Video、Green Video、Blue Video、Horizontal Sync和Vertical Sync(對應(yīng)VGA)，CL、DATA(對應(yīng)PS/2)信號。反過來，單片機會把本地的鼠標(biāo)和鍵盤信息進行打包，并傳遞給差分傳輸接收/發(fā)送模塊。圖2中的本地KVM信號就是本地控制功能服務(wù)器的KVM信號。
根據(jù)上述的分析論述，圖1的解決方案就演變成了圖3方案。此時傳輸遠程KVM信號的CAT5直接連接到管理器后面板的RJ45接口上。圖3中，在本地，本發(fā)明的所述切換裝置與本地控制功能服務(wù)器合并，形成了管理器，而遠程的連接關(guān)系并沒有與圖1一樣，并沒有發(fā)生變化。
所述的選通模塊的電路結(jié)構(gòu)見圖4，包括一組由三個74HC4053模擬開關(guān)組成的實現(xiàn)選通的功能模塊。其控制通道的管腳S1、S2、S3由單片機統(tǒng)一實行控制。其邏輯上的輸入通道分為本地和遠程兩組，分別接入本地RedVideo、Green Video、Blue Video、Horizontal Sync、Vertical Sync和遠程Red Video、Green Video、Blue Video、Horizontal Sync、VerticalSync信號。
所述的差分傳輸接收/發(fā)送模塊，其電路的結(jié)構(gòu)是如圖5所示的電路和圖4中的AMD485及其外圍電路。其中AMD485負(fù)責(zé)遠程鼠標(biāo)、鍵盤打包信號的差分傳輸和接收(半雙工)，而圖5中U1、U2、U3(EL2142)組成的核心電路則負(fù)責(zé)對遠程Red Video、Green Video、Blue Video、Horizontal Sync、Vertical Sync打包信號的接收。其中Q1、Q6和Q4、Q7分別實現(xiàn)提取Horizontal Sync和Vertical Sync的功能。三極管Q2、Q3和Q5是信號放大器，其作用是放大遠程Red Video、Green Video、Blue Video信號。最后輸出解包后的紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。
根據(jù)上述的分析論述，圖1的解決方案就演變成了圖3方案。此時傳輸遠程KVM信號的CAT5直接連接到管理器后面板的RJ45接口上。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種機群中應(yīng)用的KVM信號管理器，包括本地控制功能服務(wù)器，其特征在于，還包括KVM切換控制板，所述KVM切換控制板中，包括選通模塊，用于執(zhí)行對遠程的機群服務(wù)器和本地控制功能服務(wù)器的KVM信號的選通；單片機，用于接收控制選通的請求信號，向選通模塊發(fā)出選通控制信號，并完成對鼠標(biāo)鍵盤信號的打包和解包工作；以及差分傳輸接收/發(fā)送模塊，接收信號后，將經(jīng)過處理的遠程KVM信號會發(fā)給單片機，或者在發(fā)送時，通過電路提取出紅綠藍和水平、垂直同步信號通過單片機傳輸給選通模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的KVM信號管理器，其特征在于所述單片機對來自遠程的鼠標(biāo)、鍵盤打包信號進行解包，將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)鍵盤的信號和對應(yīng)鼠標(biāo)的信號；反之，單片機會把本地的鼠標(biāo)和鍵盤信息進行打包，并傳遞給差分傳輸接收/發(fā)送模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的KVM信號管理器，其特征在于在上述裝置中，所述單片機通過選通控制線向選通模塊發(fā)出控制指令信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的KVM信號管理器，其特征在于，所述單片機通過設(shè)置在該裝置前面板上的按鍵或者鍵盤上的熱鍵來接收選通請求信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的KVM信號管理器，其特征在于，所述選通模塊，包括三個由74HC4053模擬開關(guān)組成的實現(xiàn)選通的功能模塊，其控制通道的管腳S1、S2、S3與單片機的輸出控制腳連接，其邏輯上的輸入通道分為本地和遠程兩組，分別接入本地或遠程的紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的KVM信號管理器，其特征在于，所述差分傳輸接收/發(fā)送模塊包括主要由U1、U2、U3構(gòu)成的核心電路，負(fù)責(zé)對遠程紅、綠、藍、水平同步和垂直同步打包信號的接收；差分傳輸和接收電路，負(fù)責(zé)遠程鼠標(biāo)、鍵盤打包信號的差分傳輸和接收；提取和放大電路，主要由三極管Q1-Q7組成，其中Q1、Q6和Q4、Q7分別實現(xiàn)提取水平同步和垂直同步信號；三極管Q2、Q3和Q5構(gòu)成信號放大器，用于放大遠程紅、綠、藍信號，最后輸出紅、綠、藍、水平同步和垂直同步信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的KVM信號管理器，其特征在于，所述差分傳輸和接收電路，采用半雙工方式接收遠程鼠標(biāo)、鍵盤打包信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機群中應(yīng)用的鼠標(biāo)、鍵盤和顯示器信號管理器，包括本地控制功能服務(wù)器和KVM切換控制板，所述KVM切換控制板包括選通模塊，用于執(zhí)行對遠程的機群服務(wù)器和本地控制功能服務(wù)器的KVM信號的選通；單片機，用于接收控制選通的請求信號，向選通模塊發(fā)出選通控制信號，并完成對鼠標(biāo)鍵盤信號的打包和解包工作；以及差分傳輸接收/發(fā)送模塊，將經(jīng)過處理的遠程KVM信號會發(fā)給單片機，或通過電路提取出紅綠藍和水平、垂直同步信號通過單片機輸出給選通模塊。本發(fā)明解決本地與遠程的KVM切換，使得切換操作更簡便、更直觀；本發(fā)明完全兼容目前成熟的KVM切換器，可以通過簡單集成，靈活搭建出適合不同應(yīng)用的多種方案。
文檔編號G06F13/00GK1567263SQ03137368
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者于學(xué)萍, 李電森, 肖利民 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司