遠程登入電腦的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明與遠程登入有關，特別是一種利用遠程的通用串行總線(UniversalSerial Bus, USB)裝置登入目標電腦以進行操作。
[0002]用來連接電腦主機與各種周邊裝置的通用串行總線(Universal SerialBus, USB)因為具有諸多優(yōu)點，已成為一種普遍的傳輸接口，其優(yōu)點包含容易使用、自動設定及可熱插拔等，目前USB協(xié)議已經(jīng)發(fā)展至3.1的版本。
[0003]如圖1A所示，USB協(xié)議定義了四種傳輸模式以供不同的需求使用，分別是控制傳輸(Control Transfer)、中斷傳輸(Interrupt Transfer)、大量傳輸(Bulk Transfer)以及等時性傳輸(Isochronous Transfer)。其中，控制傳輸是USB四種傳輸中最先進行的傳輸類型，且所有的USB裝置(Device)都必須支持控制傳輸，因為USB主機(Host)必須經(jīng)由控制傳輸對USB裝置讀取訊息、指定地址及進行設定(Configurat1n)，因此唯有先正確地執(zhí)行完控制傳輸，完成列舉(Enumerat1n)后，才能進一步地進行剩下其他三種的傳輸模式。中斷傳輸提供一種輪詢(Polling)機制，使得USB主機可以定期地/周期性地詢問USB裝置是否有事件發(fā)生或是適合于中斷傳輸(例如無法預期)的數(shù)據(jù)要傳送。大量傳輸是用來搬運大量的數(shù)據(jù)，并且大量傳輸不容允傳輸當中發(fā)生任何錯誤，因此在大量傳輸模式下每完成一次數(shù)據(jù)交易(Transact1n)后都必須進行確認(Handshake)。等時性傳輸著重的是即時性，因此適用于串流音訊與影像的傳輸，但傳輸過程中可容許錯誤發(fā)生。
[0004]另外，依據(jù)USB協(xié)議，每種傳輸模式都可能包含一或多個交易(Transact1n)交易，而每個交易又是由二到三個階段(Phase)所構成的，例如Token階段、Data階段及Handshake階段。其中，Token階段的封包類型有OUT、IN、SOF及SETUP ；Data階段的封包類型有 DATAO、DATAl、DATA2 及 MDATA ；Handshake 階段的封包類型有 ACK、NACK, STALL 及NYETo
[0005]封包(Packet)是組成USB交易的最小單位，每個交易都以Token階段作為起始。其中Token階段的IN封包表示USB主機向USB裝置要求(Request)提供一筆數(shù)據(jù)，此筆數(shù)據(jù)的長度依據(jù)不同的傳輸類型而有所不同。Token階段的OUT封包表示USB主機通知(Notificat1n)其要向USB裝置提供一筆數(shù)據(jù)。
[0006]上述的封包都具有一個封包識別碼(Packet Identifier ；PID)欄位以供識別。此PID欄位的長度為8個位元，其中前四個位元與后四個位元互為補數(shù)。例如OUT封包在PID欄位之前四個位元填入的代碼為0001 ;IN封包的PID的前四個位元為1001 ;ACK封包的PID的前四個位元為0010 ;NAK封包的PID的前四個位元為1010。除了 PID欄位以外，USB封包尚包含地址欄位、端點欄位以及CRC欄位。
[0007]NAK (Negative Acknowledge ;負回應)表示USB裝置處于忙碌狀態(tài)或是并無數(shù)據(jù)要回傳給主機。例如當USB主機傳送一筆數(shù)據(jù)給某一 USB裝置，但是此USB裝置因為忙碌而暫時無法接收此筆數(shù)據(jù)時，此USB裝置的端點便會回應USB主機一個交握封包(HandshakePacket)以傳遞NAK訊息給USB主機?；蛘呤?，當USB主機向某一 USB裝置要求一筆數(shù)據(jù)，但是此USB裝置暫時無法提供此筆數(shù)據(jù)，此USB裝置的端點便會回應USB主機一個NAK訊息。NAK表示一個暫時的狀態(tài)，并且USB主機通常稍后會再嘗試重送，直到其次數(shù)達到驅動程序所規(guī)范的上限。相反地，ACK(Acknowledge ;正回應)則表示USB主機或USB裝置已經(jīng)正確無誤地接收到數(shù)據(jù)。對于USB主機的要求數(shù)據(jù)的回應，無論USB裝置是回傳Data或回傳NAK都是合乎規(guī)范的。
[0008]依據(jù)USB協(xié)議，為了能夠進行上述不同的傳輸模式，在USB裝置這端必須具備不同的端點(Endpoint)。亦即，USB裝置必須具備控制傳輸專用的端點(通常是端點零)才能進行控制傳輸；USB裝置必須具備中斷傳輸有專用的端點才能進行中斷傳輸，其余依此類推。USB裝置必須利用前述的控制傳輸將其接口描述元(Interface Descriptor)上傳給USB主機，而接口描述元當中的bNumEndpoints欄位必須填入所需的端點數(shù)目，但是此數(shù)目不包含控制傳輸所需的端點零。舉例而言，一個USB接口的鍵盤/鼠標必須具備至少兩個端點才能與USB主機進行控制傳輸與中斷傳輸；一個USB接口的指紋掃描裝置必須具備至少三個端點才能與USB主機進行控制傳輸、中斷傳輸與大量傳輸。不同的端點與USB主機之間的邏輯上的連接稱為管線(Pipe)，不同的傳輸必須經(jīng)由不同的管線來進行。
[0009]依據(jù)USB協(xié)議，一個USB主機可以通過USB總線連接高達127個USB裝置，因此為了充分地利用USB總線，減少USB總線閑置的時間，對于USB主機發(fā)出的請求(例如USB主機要求USB裝置提供數(shù)據(jù))，USB協(xié)議規(guī)定USB裝置必須在一定的時間限制內有所回應，但是如此一來也間接地限制了 USB主機與USB裝置之間的距離不得超過5公尺以上。
[0010]雖然傳統(tǒng)的USB延伸機制已經(jīng)可以延伸USB主機與某些USB裝置之間的距離超過USB協(xié)議所容許的最遠距離5公尺以上，但是傳統(tǒng)的USB延伸機制僅限于鍵盤/鼠標之類的人機接口裝置(Human Interface Device ;HID)，并且傳統(tǒng)USB延伸機制術所采用的策略(「拖延策略」與「被動轉發(fā)」)不見得適用于所有類型的USB裝置。當欲延伸的USB裝置為指紋掃描裝置(Fingerprint Scanner Device)時，傳統(tǒng)的USB延伸機制會使得USB主機完全讀取到由指紋掃描裝置傳來的指紋圖像數(shù)據(jù)的速度變得非常緩慢。亦即，傳統(tǒng)的USB延伸機制并不適用于指紋掃描裝置，其傳遞延遲的效果會非常明顯。茲說明原因如下。
[0011]首先，依據(jù)USB協(xié)議可知，鍵盤/鼠標之類屬于「人機接口裝置」(Human InterfaceDevice ；HID);而指紋掃描裝置屬于「靜態(tài)圖像擷取群組」(Still Image Capture Class)。人機接口裝置與USB主機(Host)之間進行的傳輸方式僅有控制傳輸(Control Transfer)及中斷傳輸(Interrupt Transfer)。除了控制傳輸(Control Transfer)之外，指紋掃描裝置與USB主機(Host)之間的傳輸方式尚有中斷傳輸(Interrupt Transfer)及大量傳輸(Bulk Transfer)。
[0012]另外，因為USB協(xié)議是以USB主機為中心(Host Centric)的協(xié)議，亦即必須是在USB主機發(fā)起(Initiate)請求之后，被請求的USB裝置才能向USB主機提供數(shù)據(jù)或是其他的回應內容。所以至少在USB 3.0的版本之前，USB裝置僅能被動地向USB主機提供數(shù)據(jù)，而不能主動地向USB主機提供數(shù)據(jù)。換言之，當USB主機對USB裝置發(fā)出一個請求后，USB裝置才會對USB主機回傳一筆數(shù)據(jù)。并且，USB協(xié)議也規(guī)定了在不同的傳輸方式中每個數(shù)據(jù)封包當中Payload的最長長度。例如在USB 2.0版本的協(xié)議中，在大量傳輸模式下每個數(shù)據(jù)封包當中Payload的最長長度為512個位元組；在”8 1.1版本的協(xié)議中，在大量傳輸模式下每個數(shù)據(jù)封包當中Payload的最長長度為64個位元組。如果整體的數(shù)據(jù)量超過單筆數(shù)據(jù)封包可傳的長度，USB主機就必須對USB裝置發(fā)出多次的請求。而指紋掃描裝置通常是屬于USB 1.1版本的全速(Full-Speed)裝置。
【背景技術】
[0013]如圖1B所示，傳統(tǒng)USB延伸機制20采用的原理是單純的「拖延策略」與「被動轉發(fā)」。在一個USB主機-USB延伸機制-USB裝置所形成的架構中，USB主機10與USB裝置30之間的距離可超過5公尺以上。一開始USB主機10對某個USB裝置30的某個端點發(fā)出第一請求#1 (例如USB主機10發(fā)出一個IN Token)，表示USB主機10要求此USB裝置30基于此端點對應的傳輸方式(例如大量傳輸方式)提供第一筆數(shù)據(jù)(Data)。然而，因為前述距離過長的關系，USB裝置30無法適時地(在USB協(xié)議規(guī)定的時間限制內)提供這第一筆數(shù)據(jù)給USB主機10，所以必須由USB延伸機制20代替USB裝置先以一負回應來回復USB主機10以暫時滿足USB協(xié)議的規(guī)定(故稱為「拖延策略」)，彷佛如同USB裝置30告訴USB主機10此第一筆數(shù)據(jù)尚未準備好，然后再通過USB延伸機制20將此第一請求#1通過其他非USB協(xié)議轉發(fā)(Forward)給位于遠程的USB裝置30以取得對應的第一筆數(shù)據(jù)，彷佛如同USB主機10直接發(fā)出的請求一般。
[0014]進一步而言，基于USB主機10發(fā)出的第一請求#1，經(jīng)由USB延伸機制20的轉發(fā)后會對USB裝置30產生另一個第一請求#2’以便由USB裝置30取得第一筆數(shù)據(jù)。并且當USB延伸機制20收到第一筆數(shù)據(jù)后會對USB裝置30提供一正回應(ACK)。換句話說，如果USB主機10沒有發(fā)出任何請求，USB延伸機制20將不會對USB裝置30產生任何請求(因此稱為「被動轉發(fā)」)。
[0015]由圖1B