TWI654540B

TWI654540B - 虛擬輸入管理裝置及其管理方法

Info

Publication number: TWI654540B
Application number: TW107110366A
Authority: TW
Inventors: 張豪揚; 張奕雄; 詹文智
Original assignee: 新唐科技股份有限公司
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2019-03-21
Also published as: CN110362349A; TW201941020A; CN110362349B

Abstract

一種虛擬輸入管理裝置及其管理方法。虛擬輸入管理裝置包括切換模組、虛擬輸入模組以及仲裁器。切換模組接收主機的第一指令，並依據仲裁器的指示而切換至第一模式或第二模式。當實體輸入裝置未耦接至切換模組時，切換模組切換至第一模式，並將第一指令傳送至虛擬輸入模組。虛擬輸入模組輸出第一回應訊號，並經由切換模組回傳給主機。當實體輸入裝置耦接至切換模組時，切換模組切換至第二模式，並將第一指令傳送至實體輸入裝置。實體輸入裝置輸出第二回應訊號，並經由切換模組回傳給主機。

Description

虛擬輸入管理裝置及其管理方法

本發明是有關於一種電子裝置，特別是關於一種虛擬輸入管理裝置及其管理方法。

一般而言，電腦在開機過程中，作業系統（Operating System，OS）可透過自我檢測程序來判斷是否有外接裝置與電腦連接，以便安裝與外接裝置相對應的驅動程式。然而，對於採用PS/2介面與電腦連接的PS/2輸入裝置而言，若於自我檢測程序之後才連接PS/2輸入裝置，電腦將不會安裝PS/2輸入裝置的驅動程式，故使用者將無法使用PS/2輸入裝置。

因此，有必要提供一種虛擬輸入管理裝置，以解決PS/2輸入裝置無法隨插即用的問題。

本發明提供一種虛擬輸入管理裝置及其管理方法，可於電腦開機時預先安裝實體輸入裝置的驅動程式，以使實體輸入裝置支援隨插即用的功能。

本發明的實施例提供一種虛擬輸入管理裝置。所述虛擬輸入管理裝置包括切換模組、虛擬輸入模組以及仲裁器。切換模組耦接主機，以便接收主機傳送的第一指令。切換模組可切換至第一模式或第二模式。虛擬輸入模組耦接切換模組。仲裁器耦接切換模組，以便持續偵測實體輸入裝置是否耦接至切換模組。當仲裁器偵測到實體輸入裝置未耦接至切換模組時，仲裁器指示切換模組切換至第一模式，以便將切換模組所接收的第一指令傳送至虛擬輸入模組。虛擬輸入模組依據所接收的第一指令來輸出第一回應訊號，並經由切換至第一模式的切換模組傳送第一回應訊號給主機。當仲裁器偵測到實體輸入裝置耦接至切換模組時，仲裁器指示切換模組切換至第二模式，以便將切換模組所接收的第一指令傳送至實體輸入裝置。實體輸入裝置依據所接收的第一指令來輸出第二回應訊號，並經由切換至第二模式的切換模組傳送第二回應訊號給主機。

本發明的實施例提供一種虛擬輸入管理方法。所述虛擬輸入管理方法包括：由仲裁器持續偵測實體輸入裝置是否耦接至切換模組；當仲裁器偵測到實體輸入裝置未耦接至切換模組時，仲裁器指示切換模組切換至第一模式，以便將主機所傳送的第一指令傳送至虛擬輸入模組，虛擬輸入模組依據所接收的第一指令來輸出第一回應訊號，並經由切換至第一模式的切換模組傳送第一回應訊號給主機；當仲裁器偵測到實體輸入裝置耦接至切換模組時，仲裁器指示切換模組切換至第二模式，以便將主機所傳送的第一指令傳送至實體輸入裝置，實體輸入裝置依據所接收的第一指令來輸出第二回應訊號，並經由切換至第二模式的切換模組傳送第二回應訊號給主機。

基於上述，本發明諸實施例所述的虛擬輸入管理裝置及其管理方法，可藉由虛擬輸入模組來模擬實體輸入裝置的行為。當實體輸入裝置尚未耦接至切換模組時，可經由虛擬輸入模組與主機進行通訊，以便預先安裝對應於實體輸入裝置的驅動程式。當實體輸入裝置耦接於切換模組時，則自動關閉虛擬輸入模組的功能，以便啟用實體輸入裝置。因此，所述虛擬輸入管理裝置及其管理方法，可提供PS/2輸入裝置原先不支援的熱插拔（隨插即用）功能。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的虛擬輸入管理裝置的電路方塊圖。如圖1所示，虛擬輸入管理裝置10包括切換模組101、虛擬輸入模組102以及仲裁器（arbitrator）102。切換模組101耦接主機11，以便接收主機11傳送的第一指令CM1。主機11可以是電腦、伺服器或其他行動裝置。主機11也可以是電腦、伺服器或其他行動裝置的處理器。虛擬輸入模組102耦接切換模組101。仲裁器103耦接切換模組101，以便監控實體輸入裝置12是否耦接至切換模組101。

切換模組101可依據仲裁器103的指示而在第一模式（EN=1）與第二模式（EN=0）之間進行切換。當仲裁器103偵測到實體輸入裝置12未耦接至切換模組101時，仲裁器103可指示切換模組切換至第一模式（EN=1），以便將切換模組101所接收的第一指令CM1傳送至虛擬輸入模組102。虛擬輸入模組102可依據接收到的第一指令CM1來輸出第一回應訊號RS1，並經由切換至第一模式（EN=1）的切換模組101將第一回應訊號RS1傳送給主機11。當主機11接收到第一回應訊號RS1時，主機11將安裝對應於實體輸入裝置12的驅動程式。

當仲裁器103偵測到實體輸入裝置12耦接至切換模組101時，仲裁器103可指示切換模組101切換至第二模式（EN=0），以便將切換模組101所接收的第一指令CM1傳送至實體輸入裝置12。實體輸入裝置12可依據接收到的第一指令CM1來輸出第二回應訊號RS2，並經由切換至第二模式（EN=0）的切換模組101將第二回應訊號RS2傳送給主機11。

於圖1的實施例中，虛擬輸入模組102可以是虛擬鍵盤或虛擬滑鼠，實體輸入裝置12可以是採用PS/2或 RS-485連接介面的實體鍵盤或實體滑鼠。切換模組101包括控制器1011與開關1012。控制器1011耦接開關1012。控制器1011例如是Intel 8042晶片。Intel 8042內部有一個狀態暫存器，供外界檢測虛擬輸入模組102或實體輸入裝置12的狀態；一個輸出埠和一個輸入埠，用來做為與外界的控制訊號使用；一個輸入緩衝器和一個輸出緩衝器，用來存放與外界的界面資料，包括命令和資料等。第一模式（EN=1）表示實體輸入裝置12未耦接至切換模組101，而第二模式（EN=0）則表示實體輸入裝置12耦接至切換模組101。切換模組101可藉由開關1012來切換第一模式（EN=1）與第二模式（EN=0），並藉由控制器1011將開關1012的切換狀態回傳給主機11。在一實施例中，虛擬輸入管理裝置10具有一暫存器，以儲存用以表示開關1012的切換狀態為第一模式（EN=1）或第二模式（EN=0）的資訊。當開關1012為第一模式時，主機11所傳送的第一指令CM1可經由控制器1011與開關1012傳送至虛擬輸入模組102，並且第一回應訊號RS1可經由控制器1011與開關1012傳送至主機11；當開關1012為第二模式時，主機11所傳送的第一指令CM1可經由控制器1011與開關1012傳送至實體輸入裝置12，並且第二回應訊號RS2可經由控制器1011與開關1012傳送至主機11。

舉例來說，圖2是依照本發明一實施例的虛擬輸入管理方法的流程示意圖。請參照圖1與圖2所示，於步驟S300中，仲裁器103會監控實體輸入裝置12是否耦接至切換模組101。當仲裁器103偵測到實體輸入裝置12未耦接至切換模組101時，則執行步驟S311，仲裁器103會指示切換模組101切換至第一模式（EN=1），切換模組101則藉由開關1012切換至第一模式（EN=1），並將主機11所傳送的第一指令CM1傳送至虛擬輸入模組102。接著，虛擬輸入模組102執行步驟S312，依據所接收的第一指令CM1來輸出第一回應訊號RS1，並經由切換模組101的控制器1011傳送第一回應訊號RS1給主機11。當步驟S312執行完畢後，主機11便會安裝對應於實體輸入裝置12的驅動程式。

於實際應用時，切換模組101的預設值為第一模式（EN=1），即主機11開機時，切換模組101是耦接於虛擬輸入模組102。仲裁器103會持續監控實體輸入裝置12與切換模組101的耦接狀態。當仲裁器103偵測到實體輸入裝置12耦接至切換模組101時，則執行步驟S321，仲裁器103會指示切換模組101切換至第二模式（EN=0），切換模組101則藉由開關1012切換至第二模式（EN=0），並將主機11所傳送的第一指令CM1傳送至實體輸入裝置12。接著，實體輸入裝置12執行步驟S322，依據所接收的第一指令CM1來輸出第二回應訊號RS2，並經由切換模組101的控制器1011傳送第二回應訊號RS2給主機11。

圖3是依照本發明一實施例說明圖1的虛擬輸入模組102的電路方塊圖。於圖3的實施例中，虛擬輸入模組102包括解碼器1021、索引表1022與輸出訊號產生器1023。解碼器1021耦接至索引表1022。輸出訊號產生器1023耦接至解碼器1021與索引表1022。解碼器1021可對主機11傳送的第一指令CM1進行解碼，以產生解碼資訊10211。索引表1022建置有對應於第一指令CM1的索引資訊10221。在本實施例中，因為來自主機的一個指令可能需要多個回應訊號，需要經由解碼器1021提供第一指令CM1的資訊以及輸出訊號產生器1023提供此次為第幾個回應的資訊，來共同決定索引表1022所輸出的值，以使之作為所述第幾個回應的回應訊號。輸出訊號產生器1023可依實際需求而產生不同的輸出訊號，例如：當虛擬輸入模組102欲回應第一指令CM1時，輸出訊號產生器1023可輸出第一回應訊號RS1。當虛擬輸入模組102欲阻斷仲裁器103偵測實體輸入裝置12與切換模組101的耦接狀態時，輸出訊號產生器1023可輸出中斷訊號IS。當虛擬輸入模組102欲通知仲裁器102暫停偵測實體輸入裝置12與切換模組101的耦接狀態時，輸出訊號產生器1023可輸出通知訊號NS。在一實施例中，解碼器1021或/及索引表1022可整合至輸出訊號產生器1023中。

舉例來說，請參照圖1與圖3所示，當輸出訊號產生器1023傳送第一回應訊號RS1至切換模組101的期間，例如第一回應訊號RS1尚未完全傳送完畢時，仲裁器103偵測到實體輸入裝置12耦接至切換模組101，此時輸出訊號產生器1023可輸出中斷訊號IS至仲裁器103，以阻斷仲裁器103的偵測功能，使仲裁器103無法偵測到實體輸入裝置12耦接至切換模組101。於另一實施例中，虛擬輸入模組102亦可藉由通知訊號NS來通知仲裁器102暫停偵測實體輸入裝置12與切換模組101的耦接狀態。

舉例來說，請參照圖1與圖3所示，當輸出訊號產生器1023開始傳送第一回應訊號RS1至切換模組101時，輸出訊號產生器1023可發出通知訊號NS至仲裁器103，以通知仲裁器103暫停偵測實體輸入裝置12與切換模組101的耦接狀態。當輸出訊號產生器1023已將第一回應訊號RS1傳輸完畢後，輸出訊號產生器1023可再次發出通知訊號NS至仲裁器103，以通知仲裁器103可以繼續偵測實體輸入裝置12是否耦接至切換模組101。

圖4是依照本發明一實施例說明虛擬輸入模組產生第一回應訊號的示意圖。請參照圖3與圖4所示，輸出訊號產生器1013所產生的第一回應訊號RS1包括時脈訊號Clock與資料訊號Data。於圖4的實施例中，時脈訊號Clock的頻率為12MHz，在單次傳輸中會包括11次震盪。資料訊號Data包括開始、資料位元DATA0-DATA7、檢查位元PARITY、結束等四部分，其中資料位元DATA0-DATA7由查詢索引表1022來決定。切換模組101接收第一回應訊號RS1時，可在時脈下降邊緣（clock falling edge）（如圖4箭號處）對資料訊號Data做取樣（如圖4虛線處），如此可確保不會取樣錯誤。當取樣完成後，切換模組101便會將第一回應訊號RS1傳送給主機11，以便讓主機11安裝對應於實體輸入裝置12的驅動程式。

綜上所述，本發明諸實施例所述的虛擬輸入管理裝置及其管理方法，可藉由虛擬輸入模組來模擬實體輸入裝置的行為。當實體輸入裝置尚未耦接至切換模組時，可經由虛擬輸入模組與主機進行通訊，以便預先安裝對應於實體輸入裝置的驅動程式。當實體輸入裝置耦接於切換模組時，則自動關閉虛擬輸入模組的功能，以便啟用實體輸入裝置。因此，所述虛擬輸入管理裝置及其管理方法，可提供PS/2連接裝置或 RS-485連接裝置原先不支援的熱插拔（隨插即用）功能。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧虛擬輸入管理裝置

11‧‧‧主機

12‧‧‧實體輸入裝置

101‧‧‧切換模組

102‧‧‧虛擬輸入模組

103‧‧‧仲裁器

1011‧‧‧控制器

1012‧‧‧開關

1021‧‧‧解碼器

1022‧‧‧索引表

1023‧‧‧輸出訊號產生器

10211‧‧‧解碼資訊

10221‧‧‧索引資訊

Clock‧‧‧時脈訊號

CM1‧‧‧第一指令

Data‧‧‧資料訊號

DATA0～DATA7‧‧‧資料位元

EN=0‧‧‧第二模式

EN=1‧‧‧第一模式

IS‧‧‧中斷訊號

NS‧‧‧通知訊號

PARITY‧‧‧檢查位元

RS1‧‧‧第一回應訊號

RS2‧‧‧第二回應訊號

S300、S311～S312、S321～S322‧‧‧方法步驟

圖1是依照本發明一實施例的虛擬輸入管理裝置的電路方塊圖。圖2是依照本發明一實施例的虛擬輸入管理方法的流程示意圖。圖3是依照本發明一實施例說明圖1的虛擬輸入模組的電路方塊圖。圖4是依照本發明一實施例說明虛擬輸入模組產生第一回應訊號的示意圖。

Claims

一種虛擬輸入管理裝置，包括：一切換模組，耦接一主機，用以接收該主機傳送的一第一指令，並且用以切換至一第一模式或一第二模式；一虛擬輸入模組，耦接該切換模組；以及一仲裁器，耦接該切換模組，用於持續偵測一實體輸入裝置是否耦接至該切換模組，其中當該仲裁器偵測到該實體輸入裝置未耦接至該切換模組時，該仲裁器指示該切換模組切換至該第一模式，以將所接收之該第一指令傳送至該虛擬輸入模組，該虛擬輸入模組依據所接收的該第一指令以輸出一第一回應訊號，並經由切換至該第一模式之該切換模組傳送該第一回應訊號給該主機，其中當該仲裁器偵測到該實體輸入裝置耦接至該切換模組時，該仲裁器指示該切換模組切換至該第二模式，以將所接收之該第一指令傳送至該實體輸入裝置，該實體輸入裝置依據所接收的該第一指令以輸出一第二回應訊號，並經由切換至該第二模式之該切換模組傳送該第二回應訊號給該主機。
如申請專利範圍第1項所述的虛擬輸入管理裝置，其中該虛擬輸入模組包括：一解碼器，用於解碼該第一指令，以產生一解碼資訊；一索引表，用於提供該第一指令的一索引資訊；以及一輸出訊號產生器，用於產生一輸出訊號。
如申請專利範圍第2項所述的虛擬輸入管理裝置，其中該輸出訊號產生器依據該解碼資訊與該索引資訊來輸出該第一回應訊號，該主機接收該第一回應訊號，以安裝對應於該實體輸入裝置的驅動程式。
如申請專利範圍第2項所述的虛擬輸入管理裝置，其中於該輸出訊號產生器傳送該第一回應訊號至該切換模組的期間，該輸出訊號產生器輸出一中斷訊號至該仲裁器，以中斷該仲裁器去偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組。
如申請專利範圍第2項所述的虛擬輸入管理裝置，其中當該輸出訊號產生器開始傳送該第一回應訊號至該切換模組時，該輸出訊號產生器輸出一第一通知訊號至該仲裁器，以使該仲裁器暫停所述持續偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組的操作，其中當該輸出訊號產生器已將該第一回應訊號傳輸完畢時，該輸出訊號產生器輸出一第二通知訊號至該仲裁器，以使該仲裁器恢復所述持續偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組的操作。
一種虛擬輸入管理方法，包括：由一仲裁器持續偵測一實體輸入裝置是否耦接至一切換模組；當該仲裁器偵測到該實體輸入裝置未耦接至該切換模組時，該仲裁器指示該切換模組切換至一第一模式，以將一主機所傳送的一第一指令傳送至虛擬輸入模組，該虛擬輸入模組依據所接收的該第一指令以輸出一第一回應訊號，並經由切換至該第一模式之該切換模組傳送該第一回應訊號給該主機；當該仲裁器偵測到該實體輸入裝置耦接至該切換模組時，該仲裁器指示該切換模組切換至一第二模式，以將一主機所傳送的該第一指令傳送至該實體輸入裝置，該實體輸入裝置依據所接收的該第一指令以輸出一第二回應訊號，並經由切換至該第二模式之該切換模組傳送該第二回應訊號給該主機。
如申請專利範圍第6項所述的虛擬輸入管理方法，更包括：當該仲裁器偵測到該實體輸入裝置未耦接至該切換模組時，由該虛擬輸入模組對該第一指令進行解碼，以獲得一解碼資訊；該虛擬輸入模組依據該第一指令在一索引表中找出該第一指令的一索引資訊；該虛擬輸入模組依據該解碼資訊與該索引資訊來輸出該第一回應訊號。
如申請專利範圍第7項所述的虛擬輸入管理方法，更包括：當該主機接收到該第一回應訊號時，該主機安裝對應於該實體輸入裝置的驅動程式。
如申請專利範圍第6項所述的虛擬輸入管理方法，更包括：於該虛擬輸入模組傳送該第一回應訊號至該切換模組的期間，該虛擬輸入模組輸出一中斷訊號至該仲裁器，以中斷該仲裁器去偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組。
如申請專利範圍第6項所述的虛擬輸入管理方法，更包括：當該虛擬輸入模組開始傳送該第一回應訊號至該切換模組時，該虛擬輸入模組輸出一第一通知訊號至該仲裁器，以使該仲裁器暫停所述持續偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組的操作，其中當該虛擬輸入模組已將該第一回應訊號傳輸完畢時，該虛擬輸入模組輸出一第二通知訊號至該仲裁器，以使該仲裁器恢復所述持續偵測該實體輸入裝置是否耦接至該切換模組的操作。