Brevet FR2867923A1 — publié le 20050923

COMMUTATEUR CLAVIER-ÉCRANÉCRAN-SOURIS POUR CHAÎNAGE MULTIPLE ET PROCÉDÉ DE COMMUTATION DE SIGNAUX ÉLECTRIQUES S'Y RAPPORTANT DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de commutation informatique. En particulier, la 10 présente invention concerne un commutateur clavier écran souris (CES) et un procédé pour le chaînage multiple et la transmission de haute qualité de signaux analogiques. ÉTAT DE L'ART 15 Avec le développement rapide des technologies de l'information, les ordinateurs et leurs périphériques sont devenus très courants. Les utilisateurs d'ordinateurs utilisent souvent des souris et des claviers pour commander leurs machines. Par le biais de moniteurs ou de haut-parleurs, les utilisateurs d'ordinateur peuvent contrôler l'état de leurs machines. Parfois, un utilisateur peut avoir plus d'un ordinateur pour traiter différents types de données. En général, chaque ordinateur est équipé d'un jeu de dispositifs périphériques d'entrées/sorties (E/S) comprenant un clavier, une souris, un moniteur et des haut-parleurs. Cependant, ils constituent une perte d'argent et de place si l'on a plusieurs ordinateurs. D'autre part, les réseaux internes des grandes sociétés ou des entreprises nécessitent souvent des dizaines voire des milliers de serveurs. Chaque serveur a besoin d'un moniteur, d'un clavier et d'une souris pour l'administration. Dans la pratique, il est rare d'utiliser ces dispositifs. La plupart du temps, les serveurs n'ont pas besoin d'être exploités par l'administrateur. Dans pareil cas, il est coûteux et encombrant de disposer d'autant de jeux de dispositifs périphériques d'E/S que de serveurs. Aussi, un commutateur clavier écran souris (CES) est proposé pour utiliser au moins un jeu de dispositifs d'exploitation pour gérer plusieurs ordinateurs. L'utilisation du commutateur CES résout non seulement le problème de coût, mais aussi les problèmes d'équipement et d'encombrement. Elle peut également surmonter le problème de compatibilité entre différentes interfaces. Cependant, les nombres d'ordinateurs et de jeux de dispositifs d'exploitation connectables au commutateur CES sont limités par des problèmes de conception matérielle et de coût du commutateur CES. Par ailleurs, il est difficile de connecter des commutateurs CES ordinaires entre eux et, lorsque plusieurs dispositifs d'exploitation gèrent plusieurs ordinateurs en même temps, les signaux analogiques échangés, comme les signaux vidéo, ne parviennent pas facilement à être connectés et commutés dans le système. En pratique, les deux inconvénients précédents gênent les utilisateurs. L'art antérieur ne parvient pas à fournir une transmission de haute qualité de signaux analogiques entre plusieurs dispositifs d'exploitation et plusieurs ordinateurs, et ne peut pas également réaliser des connexions et commutations parallèles de signaux analogiques. En particulier, pour les organisations de systèmes à grande échelle ou pour les réseaux internes de moyenne et petite tailles, si les commutateurs CES ne peuvent pas simultanément prendre en charge un grand nombre d'ordinateurs et d'ensembles de dispositifs d'exploitation, les coûts de mise en place et de maintenance système sont accrus et la performance de transmission du système complet est moindre. RÉSUMÉ DE LA PRÉSENTE INVENTION L'objectif de la présente invention est de fournir un commutateur clavier écran souris (CES) pour le chaînage de plusieurs commutateurs CES, en vue d'étendre la capacité de connexion de plusieurs ordinateurs et dispositifs d'entrée/sortie et de transmettre des signaux analogiques de haute qualité. Un autre objectif de la présente invention est de fournir un procédé de commutation de signaux électriques qui transmette une grande quantité de signaux analogiques à haute vitesse et qui réalise des connexions parallèles et des commutations entre différents signaux analogiques. Selon les objectifs précédents et autres de la présente invention, un commutateur CES est fourni pour plusieurs dispositifs à signal de sortie partageant plusieurs dispositifs à signal d'entrée par plusieurs commutateurs CES. Le commutateur CES comporte une matrice de commutation en chaîne et une matrice de commutation locale. La matrice de commutation en chaîne a une série de ports d'entrée en chaîne, une série de premiers ports de sortie en chaîne et une série de deuxièmes ports de sortie en chaîne. Les ports d'entrée en chaîne sont connectés à une série de deuxièmes ports de sortie en chaîne d'un premier autre commutateur CES. Les premiers ports de sortie en chaîne sont connectés aux dispositifs à signal d'entrée. Les deuxièmes ports de sortie en chaîne sont connectés à des ports d'entrée en chaîne d'un deuxième autre commutateur CES. La matrice de commutation locale a une série de ports d'entrée locaux, une série de premiers ports de sortie locaux et une série de deuxièmes ports de sortie locaux. Les ports d'entrée locaux sont connectés aux dispositifs à signal de sortie. Les premiers ports de sortie locaux sont connectés aux dispositifs à signal d'entrée. Les deuxièmes ports de sortie locaux sont connectés à d'autres ports d'entrée en chaîne du deuxième commutateur CES. Lorsque les destinations du premier port de sortie en chaîne et du premier port de sortie local sont les mêmes, le premier port de sortie en chaîne et le premier port de sortie local ne sont pas autorisés à transmettre simultanément. Lorsque les destinations du deuxième port de sortie en chaîne et du deuxième port de sortie local sont les mêmes, le deuxième port de sortie en chaîne et le deuxième port de sortie local ne sont pas autorisés à transmettre simultanément. Sous une autre perspective, la présente invention fournit un procédé de commutation de signaux électriques dans laquelle un signal électrique local et un signal électrique à distance sont reçus. Lorsque les destinations du signal électrique local et du signal électrique à distance sont le même dispositif à signal d'entrée local, un seul des deux signaux électriques, local et à distance, est autorisé à être transmis au dispositif à signal d'entrée local destiné. Lorsque les destinations du signal électrique local et du signal électrique à distance sont au moins un dispositif à signal d'entrée à distance, un seul des deux signaux électriques, local et à distance, est autorisé à être transmis au(x) dispositif(s) à signal d'entrée à distance destiné(s). Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, les signaux électriques, local et à distance, sont des signaux analogiques. La matrice de commutation en chaîne est un circuit intégré de croisement et la matrice de commutation locale est un circuit intégré de croisement. Les premiers ports de sortie en chaîne et les premiers ports de sortie locaux sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. Les deuxièmes ports de sortie en chaîne et les deuxièmes ports de sortie locaux sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. Le nombre de ports d'entrée en chaîne est égal au nombre de la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES, et les ports d'entrée en chaîne sont connectés à la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES selon une relation biunivoque. Le nombre de la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne est égal au nombre de ports d'entrée en chaîne du commutateur CES, et la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne est connectée aux ports d'entrée en chaîne du deuxième commutateur CES selon une relation biunivoque. Dans le mode de réalisation préféré, les dispositifs à signal de sortie sont des ordinateurs et les dispositifs à signal d'entrée sont des afficheurs. Dans d'autres modes de réalisation préférés de la présente invention, les dispositifs à signal de sortie peuvent être des appareils photo et les dispositifs à signal d'entrée peuvent être des ordinateurs. Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le commutateur CES comprend en outre un circuit d'identification à paramétrage automatique. Le circuit d'identification à paramétrage automatique est chargé d'attribuer un identifiant au commutateur CES. Un premier identifiant du premier commutateur CES est initialisé à une unité de moins que l'identifiant du commutateur CES, et un deuxième identifiant du deuxième commutateur CES est initialisé à une unité de plus que l'identifiant du commutateur CES. II convient de comprendre que la description générale qui précède et la description détaillée qui suit sont des exemples et ont pour but de fournir des explications complémentaires de l'invention revendiquée. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES Les caractéristiques, aspects et avantages précédents et autres de la présente invention seront mieux compris via la description suivante, les revendications en annexe et les figures d'accompagnement où : La figure 1 illustre le schéma d'un mode de réalisation préféré de la présente invention; et La figure 2 illustre le schéma d'un circuit d'identification à paramétrage automatique d'un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DE L'INVENTION II sera désormais fait référence en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés dans les figures d'accompagnement. Dans la mesure du possible, les mêmes numéros de référence sont utilisés dans les figures et la description pour se référer à des éléments identiques ou semblables. La figure 1 illustre le schéma d'un mode de réalisation préféré de la présente invention. Plusieurs dispositifs à signal de sortie 132, tels que des ordinateurs, sont en liaison avec plusieurs dispositifs à signal d'entrée 134, tels que des afficheurs, par plusieurs commutateurs clavier écran souris (CES) 100a, 100b et 100c, qui sont connectés en chaîne. Afin d'interpréter aisément ce mode de réalisation préféré, seul un commutateur CES 100a est illustré en détail, et un dispositif à signal d'entrée 132 et un dispositif à signal de sortie 134 sont utilisés pour en représenter plusieurs sur la figure 1. Le commutateur CES 100a comprend une matrice de commutation en chaîne 110 et une matrice de commutation locale 120. La matrice de commutation en chaîne 110 a une série de ports d'entrée en chaîne 112, une série de premiers ports de sortie en chaîne 114, et une série de deuxièmes ports de sortie en chaîne 116. Les ports d'entrée en chaîne 112 sont connectés à une autre série de deuxièmes ports de sortie en chaîne d'un commutateur CES 110b. Les premiers ports de sortie en chaîne 114 sont connectés aux dispositifs à signal d'entrée 134. Les deuxièmes ports de sortie en chaîne 116 sont connectés à une autre série de ports d'entrée en chaîne d'un commutateur CES 100c. La matrice de commutation locale 120 a une série de ports d'entrée locaux 122, une série de premiers ports de sortie locaux 124, et une série de deuxièmes ports de sortie locaux 126. Les ports d'entrée locaux 122 sont connectés aux dispositifs à signal de sortie 132. Les premiers ports de sortie locaux 124 sont connectés aux dispositifs à signal d'entrée 134. Les deuxièmes ports de sortie locaux 126 sont connectés à une autre série de ports d'entrée en chaîne du commutateur CES 100c. Dans le mode de réalisation préféré, les dispositifs à signal de sortie 132 sont trente deux ordinateurs, les dispositifs à signal d'entrée 134 sont quatre afficheurs, et les signaux électriques transmis entre eux sont des signaux vidéo analogiques. La matrice de commutation en chaîne 110 utilisée dans le mode de réalisation préféré est un circuit intégré de croisement ayant quatre ports d'entrée et huit ports de sortie. Les quatre ports d'entrée sont connectés à un bus 142 à quatre canaux, et le bus est utilisé pour connecter quatre autres ports de sortie de commutation en chaîne au commutateur CES 100b. Les quatre premiers ports de sortie sont fournis pour quatre afficheurs et les quatre ports de sortie restants sont connectés à un autre bus 146 à quatre canaux. Le bus 146 est utilisé pour connecter quatre ports d'entrée de commutation en chaîne au commutateur CES 100c. La matrice de commutation locale 120 utilisée dans le mode de réalisation préféré est un circuit intégré de croisement ayant trente deux ports d'entrée et huit ports de sortie. Les trente deux ports d'entrée sont fournis pour trente deux ordinateurs. Les quatre premiers ports de sortie sont fournis pour quatre afficheurs, et les quatre ports de sortie restants sont connectés au bus 146 à quatre canaux. Comme précisé précédemment, le bus 146 est utilisé pour connecter quatre ports d'entrée de commutation en chaîne au commutateur CES 100c. Le circuit intégré de croisement est une matrice de commutation ayant plusieurs ports de sortie et plusieurs ports d'entrée. Grâce à des circuits de rétroaction internes, le circuit intégré de croisement fournit ses propres compensations et amplification de sorte que le signal de sortie conserve le même état que le signal d'entrée, ce qui est particulièrement approprié à la commutation de signaux analogiques tels que des signaux vidéo. Le nombre de ports d'entrée en chaîne 112 et le nombre de la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES 100b sont de quatre, et les ports d'entrée en chaîne 112 sont connectés à la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES 100b selon une relation biunivoque. Le nombre de la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne 116 et le nombre de ports d'entrée en chaîne du commutateur CES 100c sont de quatre, et la série de deuxièmes ports de sortie en chaîne 116 est connectée aux ports d'entrée en chaîne du commutateur CES 100c selon une relation biunivoque. Par ailleurs, la série de premiers ports de sortie en chaîne 114 et la série de premiers ports de sortie locaux 124 sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. La série de deuxièmes ports de sortie en chaîne 116 et la série de deuxièmes ports de sortie locaux 126 sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. Lorsque les destinations du premier port de sortie en chaîne 114 et du premier port de sortie local 124 sont le même dispositif à signal d'entrée 134, le premier port de sortie en chaîne 114 et le premier port de sortie local 124 ne sont pas autorisés à transmettre simultanément. Autrement dit, lorsque le premier port de sortie en chaîne 114 est en connexion, le premier port de sortie local 124 connecté en parallèle au premier port de sortie en chaîne 114 est en déconnexion et donc, seul le premier port de sortie en chaîne 114 est autorisé à transmettre des signaux électriques au dispositif à signal d'entrée 134. D'autre part, lorsque le premier port de sortie local 124 est en connexion, le premier port de sortie en chaîne 114 connecté en parallèle au premier port de sortie local 124 est en déconnexion et donc, seul le premier port de sortie local 124 est autorisé à transmettre des signaux électriques au dispositif à signal d'entrée 134. De plus, lorsque les destinations du deuxième port de sortie en chaîne 116 et du deuxième port de sortie local 126 sont le même commutateur CES 100c, le deuxième port de sortie en chaîne 116 et le deuxième port de sortie local 126 ne sont pas autorisés à transmettre simultanément. Autrement dit, lorsque le deuxième port de sortie en chaîne 116 est en connexion, le deuxième port de sortie local 126 connecté en parallèle au deuxième port de sortie en chaîne 116 est en déconnexion et donc, seul le deuxième port de sortie en chaîne 116 est autorisé à transmettre des signaux électriques au commutateur CES 100c. D'autre part, lorsque le deuxième port de sortie local 126 est en connexion, le deuxième port de sortie en chaîne 116 connecté en parallèle au deuxième port de sortie local 126 est en déconnexion et donc, seul le deuxième port de sortie local 126 est autorisé à transmettre des signaux électriques au commutateur CES 100c. D'après les descriptions ci-dessus, le commutateur CES 100a reçoit un signal électrique local et un signal électrique à distance. Les signaux électriques, local et à distance, sont tous les deux des signaux analogiques. Lorsque les destinations du signal électrique local et du signal électrique à distance sont le même dispositif à signal d'entrée 134, seul l'un des deux signaux électriques -local et à distance- est autorisé à être transmis au dispositif à signal d'entrée 134. Lorsque les destinations du signal électrique local et du signal électrique à distance sont au moins un dispositif à signal d'entrée à distance connecté au commutateur CES 100c, seul l'un des deux signaux électriques - local et à distance- est autorisé à être transmis au dispositif à signal d'entrée à distance destiné. Dans le mode de réalisation préféré, les dispositifs à signal de sortie 132 sont des ordinateurs et les dispositifs à signal d'entrée 134 sont des afficheurs. Dans d'autres modes de réalisation préférés de la présente invention, les dispositifs à signal de sortie 132 peuvent être des appareils photos ou d'autres dispositifs à signal de sortie usuels, et les dispositifs à signal d'entrée 134 peuvent être des ordinateurs ou d'autres dispositifs à signal d'entrée usuels. Selon un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, le commutateur CES comprend en outre un circuit d'identification à paramétrage automatique. Un identifiant du commutateur CES est fourni pour déterminer s'il s'agit d'un commutateur CES maître ou d'un commutateur CES esclave pour faciliter les transmissions de signaux séquentielles. De plus, lorsque plusieurs commutateurs CES sont connectés en chaîne, chaque commutateur CES a besoin de son propre identifiant pour établir des communications avec les autres. La figure 2 est le schéma d'un circuit d'identification à paramétrage automatique d'un autre mode de réalisation préféré de la présente invention. Un circuit d'identification à paramétrage automatique 210 est utilisé pour attribuer un identifiant (M-ID) à un commutateur CES 200a et attribue automatiquement et naturellement un identifiant à chaque commutateur CES dans l'ordre séquentiel des commutateurs CES connectés en chaîne, pour éviter les complications usuelles causées par la distribution d'identifiants en communications. Comme représenté en figure 2, un autre commutateur CES 200b est connecté aux ports d'entrée en chaîne du commutateur CES 200a par un bus 242. Un identifiant (IN-ID) du commutateur CES 200b, dont la séquence est en avance sur celle du commutateur CES 200a, est initialisé à une unité de moins que l'identifiant (M-ID) du commutateur CES 200a. Un autre commutateur CES 200c est connecté aux deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES 200a par un bus 246. Un identifiant (OUT-ID) du commutateur CES 200c, dont la séquence est en retard sur celle du commutateur CES 200a, est initialisé à une unité de plus que l'identifiant (M-ID) du commutateur CES 200a. Les modes de réalisation précédents réalisent des connexions de signaux analogiques entre plusieurs commutateurs CES par une combinaison de deux matrices de commutation. Les ports de sortie des matrices de commutation en chaîne et locales, dont les destinations ou le canal utilisé sont les mêmes, sont en connexion, et les commutateurs des ports de sortie sont commandés pour réaliser les sélections de sortie. Les ports de sortie, dont les destinations ou le canal utilisé sont les mêmes, ne sont pas en connexion simultanée afin d'empêcher deux signaux analogiques de sortir sur le même dispositif à signal d'entrée ou d'utiliser le même canal en même temps. Le mode de réalisation préféré fournit une transmission de signaux analogiques de haute qualité, en particulier pour les signaux vidéo. De plus, avec cette architecture, les signaux vidéo peuvent également être transmis à plusieurs dispositifs à signal d'entrée. Par exemple, plusieurs afficheurs peuvent être utilisés pour afficher les images d'un même ordinateur en même temps. En outre, selon les configurations de matériel et le circuit d'identification à paramétrage automatique, le mode de réalisation préféré empêche également les complications usuelles causées par la distribution d'identifiants en communications. II apparaîtra évident aux hommes de l'art que de nombreuses modifications et variantes peuvent être apportées à la structure de la présente invention sans altérer la portée ni l'esprit de l'invention. Dans cette optique, il est prévu que la présente invention comprenne des modifications et variantes dans la mesure où elles font partie du champ des revendications suivantes et de leurs équivalentes. REVENDICATIONS 1) Commutateur clavier écran souris (CES) applicable à plusieurs dispositifs à signal de sortie partageant plusieurs dispositifs à signal d'entrée par le biais de plusieurs commutateurs CES, ledit commutateur CES comprenant: une matrice de commutation en chaîne comportant une série de ports d'entrée en chaîne, une série de premiers ports de sortie en chaîne et une série de deuxièmes ports de sortie en chaîne, où lesdits ports d'entrée en chaîne sont connectés à une série de deuxièmes ports de sortie en chaîne d'un premier autre commutateur CES, lesdits premiers ports de sortie en chaîne sont connectés aux dits dispositifs à signal d'entrée, et lesdits deuxièmes ports de sortie en chaîne sont connectés à d'autres ports d'entrée en chaîne d'un deuxième autre commutateur CES; et une matrice de commutation locale comportant une série de ports d'entrée locaux, une série de premiers ports de sortie locaux et une série de deuxièmes ports de sortie locaux, où lesdits ports d'entrée locaux sont connectés aux dits dispositifs à signal de sortie, lesdits premiers ports de sortie locaux sont connectés aux dits dispositifs à signal d'entrée, et lesdits deuxièmes ports de sortie locaux sont connectés aux dits autres ports d'entrée en chaîne dudit deuxième autre commutateur CES; dans lequel, lorsque les destinations dudit premier port de sortie en chaîne et dudit premier port de sortie local sont les mêmes, ledit premier port de sortie en chaîne et ledit premier port de sortie local ne sont pas autorisés à transmettre simultanément et, lorsque les destinations dudit deuxième port de sortie en chaîne et dudit deuxième port de sortie local sont identiques, ledit deuxième port de sortie en chaîne et ledit deuxième port de sortie local ne sont pas autorisés à transmettre simultanément. 2) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel ladite matrice de commutation en chaîne est un circuit intégré de croisement. 3) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel ladite matrice de commutation locale est un circuit intégré de croisement. 4) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel le nombre desdits ports d'entrée en chaîne est égal au nombre desdits deuxièmes ports de sortie en chaîne du commutateur CES, et dans lequel lesdits ports d'entrée en chaîne sont connectés aux dits deuxièmes ports de sortie en chaîne dudit premier autre commutateur CES selon une relation biunivoque. 5) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel le nombre desdits deuxièmes ports de sortie en chaîne est égal au nombre desdits ports d'entrée en chaîne dudit deuxième autre commutateur CES, et dans lequel lesdits deuxièmes ports de sortie en chaîne sont connectés aux dits ports d'entrée en chaîne dudit deuxième autre commutateur CES selon une relation biunivoque. 6) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel lesdits premiers ports de sortie en chaîne et lesdits premiers ports de sortie locaux sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. 7) Commutateur CES de la revendication 1, dans lequel lesdits deuxièmes ports de sortie en chaîne et lesdits deuxièmes ports de sortie locaux sont connectés en parallèle et selon une relation biunivoque. 8) Commutateur CES de la revendication 1, comprenant en outre: un circuit d'identification à paramétrage automatique chargé d'attribuer un identifiant pour ledit commutateur CES, où un premier identifiant dudit premier autre commutateur CES est initialisé à une unité de moins que l'identifiant dudit commutateur CES, et dans lequel un deuxième identifiant dudit deuxième autre commutateur CES est initialisé à une unité de plus que l'identifiant dudit commutateur CES. 9) Procédé de commutation de signaux électriques, applicable à plusieurs dispositifs à signal de sortie local et à distance, partageant plusieurs dispositifs à signal d'entrée local et à distance, comportant: la réception d'un signal électrique local et d'un signal électrique à distance; la transmission d'un seul desdits signaux électriques, local et à distance, vers l'un desdits dispositifs à signal d'entrée local destiné, lorsque les destinations desdits signaux électriques, local et à distance, sont le même dit dispositif d'entrée à signal local; et la transmission d'un seul des signaux électriques, local et à distance, vers l'un desdits dispositifs à signal d'entrée à distance destinés, lorsque les destinations desdits signaux électriques, local et à distance, sont au moins un desdits dispositifs à signal d'entrée à distance. 10) Procédé de la revendication 9, dans laquelle lesdits signaux électriques, local et à distance, sont des signaux analogiques. 11) Procédé de la revendication 9, comportant en outre: la connexion en parallèle des ports de sortie dudit signal électrique local et dudit signal électrique à distance au dit dispositif à signal d'entrée local destiné. 12) Procédé de la revendication 9, comprenant en outre: la connexion en parallèle des ports de sortie dudit signal électrique local et dudit signal électrique à distance au dit dispositif à signal d'entrée à distance destiné. 13) Procédé de la revendication 9, dans lequel le procédé sélectionne les signaux électriques 10 locaux par une matrice de commutation locale. 14) Procédé de la revendication 13, dans lequel ladite matrice de commutation locale est un circuit intégré de croisement. 15) Procédé de la revendication 9, dans lequel le procédé sélectionne les signaux électriques à distance par une matrice de commutation en chaîne. 16) Procédé de la revendication 15, dans lequel ladite matrice de commutation en chaîne est un circuit intégré de croisement.