專利名稱：一種機群中應用的鼠標、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)：
目前在機群服務器系統(tǒng)中，對鼠標、鍵盤和顯示器切換的技術(shù)方案是這樣的在服務器機柜內(nèi)部采用一個統(tǒng)一的對鼠標、鍵盤和顯示器切換KVM切換器，機柜內(nèi)部的每個服務器都同KVM切換器連接；如果離服務器很遠的地方需要連接鼠標、鍵盤和顯示器，就需要增加延長器。
上述方案應用在目前的機群服務器中，可出看出有很大的缺陷其一是，實際上在機群服務器的外部需要接鼠標、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器，而此服務器勢必離機群服務器距離很遠，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，這樣就會造成復雜的設備布置和連接；還有，在機群服務器中，其許多應用的結(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備很多，使得連線凌亂復雜不易維護。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)問題就是為了適應機群服務器的特殊需求，提出一種機群中應用的鼠標、鍵盤和顯示器信號管理器。使得無論是本地控制功能服務器鼠標、鍵盤和顯示器，還是執(zhí)行計算功能的機群服務器結(jié)點的鼠標、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用的KVM信號管理器，包括本地控制功能服務器，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器和本地控制功能服務器的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、鍵盤打包信號進行解包，將其轉(zhuǎn)換成對應鍵盤的信號和對應鼠標的信號；反之，單片機會把本地的鼠標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，負責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，負責對遠程紅、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，負責遠程鼠標、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、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)復雜的連線，和其它設備。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用的多種方案。


圖1是通過通用設備實現(xiàn)機群服務器與本地控制功能服務器連接的示意圖；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，用戶面對復雜的連線很容易造成誤連，出現(xiàn)使用不當造成的故障。而且設備多，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、鍵盤信號打包的單片機以及差分傳輸接收/發(fā)送模塊，遠程的機群服務器和本地控制功能服務器的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、鍵盤和顯示器上。選通模塊可以通過設置在圖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、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、鍵盤和顯示器切換到遠程KVM信號上?？紤]到了易操作性，設置了“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(對應接收)和遠程KVM切換器(對應發(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、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VGA)，CL、DATA(對應PS/2)信號。反過來，單片機會把本地的鼠標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負責遠程鼠標、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責對遠程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)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當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，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種機群中應用的KVM信號管理器，包括本地控制功能服務器，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器和本地控制功能服務器的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、鍵盤打包信號進行解包，將其轉(zhuǎn)換成對應鍵盤的信號和對應鼠標的信號；反之，單片機會把本地的鼠標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，負責對遠程紅、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，負責遠程鼠標、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、鍵盤打包信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機群中應用的鼠標、鍵盤和顯示器信號管理器，包括本地控制功能服務器和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器和本地控制功能服務器的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)明者于學萍, 李電森, 肖利民 申請人:聯(lián)想(北京)有限公司