電腦主機、輸入裝置及電腦系統的製作方法

2023-05-01 21:53:11 1

專利名稱：電腦主機、輸入裝置及電腦系統的製作方法
技術領域：
本發明關於一種電腦主機、輸入裝置及電腦系統，特別是關於具有於未開機狀態偵測通用串列匯流排連接器功能的電腦主機、產生指令信號給該電腦主機的輸入裝置及具 有前述兩者的電腦系統。
背景技術：
於電腦未開機時，桌上型電腦可藉由管理PS/2 (Personal System/2)的鍵盤控制 器偵測PS/2鍵盤傳來的信號，並可進一步決定是否開機；而筆記型電腦則可藉由嵌入式控 制器(Embedded Controller)來偵測內建鍵盤傳來的信號，並可進一步決定是否開機。無 論上述所種鍵盤開機方式，均以PS/2鍵盤或是內建鍵盤為前提。然而，目前通用串列匯流排(Universal Serial Bus, USB)裝置日益普遍，並且每 一個電腦皆必然配置有USB連接介面，使用者使用USB輸入裝置已屬常見。縱使於筆記型 電腦系統中，使用者亦可能因習慣或內建鍵盤太小等因素，改以偏好的外接式USB鍵盤取 代系統提供的鍵盤。因此，於目前的電腦系統中，使用者將因使用USB裝置而被迫放棄原 電腦系統已提供的鍵盤啟動功能，而USB裝置的正常使用亦需待開機至一定程序後始能使 用，此舉造成原設計功能形同虛設，也造成使用上的不便。

發明內容
因此，本發明的目的之一在於提供一種電腦主機，其能於未開機狀態偵測其配置 的USB連接器，以達到藉由USB輸入裝置觸發電腦主機以執行預定功能。本發明的電腦主機是用以接收並解析來自輸入裝置的指令信號，該電腦主機包含 第一 USB連接器及基本輸入輸出系統(basic input/output system, BIOS)模組。該第一 USB連接器用來與該輸入裝置電連接，該第一 USB連接器包含第一識別接腳。該BIOS模組 電連接於該第一識別接腳，該BIOS模組用來偵測該第一識別接腳以經由該第一識別接腳 接收來自該輸入裝置的該指令信號，並根據該指令信號以執行預定功能。藉此，本發明的電 腦主機透過USB連接器回應該輸入裝置的指令信號執行預定功能，進而達到於未開機狀態 能偵測USB裝置並回應接收的信號以運作的目的，解決現有技術中USB裝置無法作為觸發 開機的裝置的問題。進一步地，電腦主機另包含電源模組，該第一通用串列匯流排連接器包含一組第 一電源接腳，其中該電源模組經由該組第一電源接腳對該輸入裝置提供電力。進一步地，該第一通用串列匯流排連接器是小型化通用串列匯流排連接器。進一步地，該指令信號具有高電位持續時間，該基本輸入輸出系統模組根據該指 令信號的該高電位持續時間，以對應地執行該預定功能。進一步地，該預定功能選自下列功能群組其中之一開機、音量調升、音量調降及 開啟螢幕。本發明的另一目的在於提供一種輸入裝置，其用以輸入指令信號至本發明的電腦主機以執行預定功能，藉以實現以USB輸入裝置觸發電腦主機以執行預定功能。本發明的輸入裝置包含第二 USB連接器及輸入元件。該第二 USB連接器用來與該電腦主機的第一 USB連接器電連接，該第二通用串列匯流排連接器包含第二識別接腳，該 第二識別接腳接觸該電腦主機的第一識別接腳。該輸入元件包含輸入介面及控制器，該控 制器電連接於該輸入介面並通訊連接於該第二識別接腳。該控制器根據實施於該輸入介面 上的輸入操作，經由該第二識別接腳輸入該指令信號至該電腦主機。藉此，本發明的輸入裝 置與本發明的電腦主機協同運作以達到電腦主機未開機時，該電腦主機偵測來自該輸入裝 置的指令信號以執行預定功能的目的。進一步地，該第二通用串列匯流排連接器包含一組第二電源接腳，該電腦主機經 由該組第二電源接腳對該控制器提供電力。進一步地，該第二通用串列匯流排連接器是小型化通用串列匯流排連接器。進一步地，該輸入介面包含複數個按鍵，該輸入操作實施於該複數個按鍵上。進一步地，另包含第一無線收發模組及第二無線收發模組，該第一無線收發模組 電連接於該控制器，該第二無線收發模組電連接於該第二通用串列匯流排連接器並通訊連 接於該第一無線收發模組，該控制器經由該第一無線收發模組、該第二無線收發模組及該 第二識別接腳傳送該指令信號至該電腦主機。進一步地，該第二通用串列匯流排連接器包含一組第二電源接腳，該電腦主機包 含電源模組，該電源模組經由該組第二電源接腳對該第二無線收發模組提供電力。進一步地，該指令信號具有高電位持續時間。本發明的另一目的在於提供一種電腦系統，其包含本發明的電腦主機及輸入裝 置，如前述。其中，該輸入裝置的該控制器根據實施於該輸入介面上的輸入操作，經由該輸 入裝置的該識別接腳輸入指令信號至該電腦主機的該識別接腳；該電腦主機的該基本輸入 輸出系統模組偵測該電腦主機的該識別接腳以經由該識別接腳接收該指令信號，並根據該 指令信號以執行預定功能。進一步地，該電腦主機是筆記型電腦主機或一體成型電腦主機，該輸入裝置是鍵
ο藉此，本發明的電腦系統提供完整的解決方案，解決現有技術中電腦系統(桌上 型電腦或是筆記型電腦)無法利用USB裝置作為觸發裝置的困境，進而增加系統設計彈性 並提供使用者更為方便的操作環境。關於本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


圖1為根據本發明的其中一較佳實施例的電腦系統的示意圖；圖2為圖1中電腦系統的功能方塊圖；圖3為指令信號的波形圖；圖4為根據本發明的另一較佳實施例的電腦系統的示意圖；圖5為圖4中電腦系統的功能方塊圖。
具體實施方式
請參閱圖1及圖2，圖1為根據本發明的其中一較佳實施例的電腦系統1的示意 圖，圖2為電腦系統1的功能方塊圖。電腦系統1包含電腦主機12及輸入裝置14。電腦主 機12包含第一 USB連接器122、BI0S模組124、電源模組126及其他電子、機械部件。於本 實施例中，電腦主機12可為一體成型(all-in-one，AI0)電腦主機。如圖1所示，電腦主機 12的主機板(包含BIOS模組124)、電源模組126、螢幕、喇叭等，均整合於單一機體內。其 中部分連接介面設置於螢幕前面板上，部分則設置於背殼上，例如第一 USB連接器122。本發明的第一 USB連接器122可採用具有識別接腳的小型化USB連接器，例如 mini USB、micro USB或其他具有識別接腳的多腳位USB等。第一 USB連接器122的第一 識別接腳1222電連接於BIOS模組124，第一 USB連接器122的一組第一電源接腳1224則 電連接於電源模組126，藉以經由第一電源接腳1224供電。於實際應用上，BIOS模組124 亦可與電源模組126電連接，藉以控制電源模組126對第一 USB連接器122供電與否。此 外，電源模組126可為電池或是外接電源。於本實施例中，輸入裝置14為USB鍵盤，其包含第二 USB連接器142及輸入元 件144。輸入元件144包含控制器1442及輸入介面1444。輸入介面1444包含數個按鍵 1446 (於圖中僅擇一標示)，用來供使用者執行輸入操作，控制器1442分別電連接於輸入介 面1444及第二 USB連接器142。第二 USB連接器142與第一 USB連接器122經由同一 USB 介面電連接以達到通訊目的，因此第二 USB連接器142相對地包含第二識別接腳1422及一 組第二電源接腳1424。其中第二識別接腳1422用來電性接觸第一識別接腳1222，控制器 1442即可經由第二識別接腳1422與第一識別接腳1222傳送信號至電腦主機12。此外，第 一電源接腳1224與第二電源接腳1424電連接，藉此電源模組126即能經由第一電源接腳 1224、第二電源接腳1424對控制器1442提供電力，供其運作；當然，輸入裝置14的電源亦 可另行提供。於本實施例中，BIOS模組124於實際上可主要由CPU執行BIOS ROM內儲存的程 序碼來實現，或可由單一晶片獨立完成，完成前述架構的線路布局可由習知技術人員基於 本發明揭露的資訊完成，不待贅述。因此前述BIOS模組124與第一識別接腳1222間的電 連接關係亦可使用現有線路布局進行修改，以達到本發明關於BIOS模組124與第一識別接 腳1222電連接的要求。於BIOS模組124被觸發運行後(例如電源模組126輸入電源或基 於計時器設定)，BIOS模組124將不斷地掃描第一識別接腳1222以偵測是否有信號輸入。 另外，於實際應用中，BIOS模組124亦可控制電源模組126是否提供電力給輸入裝置14。當使用者透過輸入裝置14的輸入介面1444進行輸入操作時，控制器1442根據該 輸入操作產生指令信號16，並經由第二識別接腳1422與第一識別接腳1222傳送指令信號 16至電腦主機12。接著，運行中的BIOS模組124偵測到第一識別接腳1222有訊號傳入， BIOS模組124隨即經由第一識別接腳1222接收指令信號16。BIOS模組124解析指令信號 16以判斷指令信號16是否符合預定信號描述，若是，則執行對應該預定信號描述的預定功 能，若否，則不予處理。例如，當使用者按下輸入裝置14的電源按鍵1448及「0」按鍵1450， 控制器1442產生對應的指令信號16，其高電位持續時間18為300ms，如圖3所示。第3圖 為指令信號16的波形圖。接著，BIOS模組124接收指令信號16並解析出指令信號16符 合具有300ms高電位持續時間的信號描述，其對應的預定功能指示為啟動作業系統，因此BIOS模組124即根據此預定功能指示執行啟動作業系統。
補充說明的是，該預定信號描述亦可為信號具有其他數值的高電位持續時間(例 如100ms)或信號由一定數量的具有一定數值的高電位持續時間的子信號組成(例如3個 高電位持續40ms的子信號)，抑或前述兩者的組合。於實際應用中，基於實用性，前述預定 功能的數量不限一個，亦即BIOS模組124需處理的預定功能的數量不限一個。此時，BIOS 模組124可儲存有對照表，該對照表包含複數個信號描述及複數個對應的預定功能，其中 預定功能可為電腦系統1出廠時即完成設定或亦可設計成可於出廠後修改。BIOS模組124 將接收到的指令信號與該對照表中的信號描述逐項比對，若有符合者，即執行對應的預定 功能。例如，按下「Fn」按鍵1452及「F1」按鍵1454，產生50ms高電位持續時間的信號指 令，其對應的預定功能為提高音量；按下「Fn」按鍵1452及「F2」按鍵1456，產生IOOms高 電位持續時間的信號指令，其對應的預定功能為降低音量；按下電源按鍵1448及「F」按鍵 1458，產生IOOms高電位持續時間的信號指令，其對應的預定功能為關閉作業系統(或設計 為關閉螢幕)；單獨按下電源按鍵1448，產生500ms高電位持續時間的信號指令，其對應的 預定功能為關閉整個系統(亦可包含關閉BIOS模組124)。前述實施例雖以電腦主機12與輸入裝置14間以有線連接為例，但本發明不以此 為限。請參閱圖4及圖5，圖4為根據本發明的另一較佳實施例的電腦系統3的示意圖，圖 5為電腦系統3的功能方塊圖。電腦系統3與電腦系統1不同之處在於電腦系統3的第二 USB連接器142與輸入裝置14之間以無線方式達到通訊連接，如以藍芽傳輸方式無線連接 等，而非電腦系統1中以纜線連接方式達到通訊目的。於電腦系統3中，相同的元件名稱均 以相同的元件符號表達，其說明請直接參閱前述有關說明，不再贅述。電腦系統3的輸入裝置14另包含第一無線收發模組146及第二無線收發模組 148。第一無線收發模組146電連接於控制器1442，第二無線收發模組148電連接於第二 USB連接器142並通訊連接於第一無線收發模組146。藉此，控制器1442經由第一無線收 發模組146、第二無線收發模組148及第二識別接腳1422傳送指令信號16至電腦主機12 的第一識別接腳1222。電腦系統3同樣具有與電腦系統1相同的功效。補充說明的是，於本實施例中，因控制器1442與第二 USB連接器142在實體上是 分離的，因此電腦主機12僅能對與第二 USB連接器142連接的第二無線收發模組148供 電，使其能正常運作，但供電範圍不及於控制器1442。因此，輸入元件144及第一無線收發 模組146需另行供應電源，使其能正常運作，例如電池或其他外接電源。反之，若在無線充 電技術的支援下，控制器1442亦能經由第一無線收發模組146自電腦主機12經由第二無 線收發模組148發射的無線電波擷取能量，以供作運作所需的能量。再補充說明的是，前述各實施例雖以AIO電腦主機及鍵盤為例，但本發明不以此 為限。本發明的電腦主機亦可適用於桌上型電腦主機或筆記型電腦；本發明的輸入裝置亦 可適用於滑鼠、軌跡球、或觸控手寫板等，惟適用於不同的輸入裝置時，前述關於以按鍵為 例的輸入操作則需作對應的變化，例如利用滾輪轉動的圈數搭配滑鼠左、右鍵的按壓來表 達不同的輸入操作，以達到前述能輸出多種指令信號的目的。相較於現有技術，本發明克服了現有技術中USB裝置需待硬體測試程序完成後始 能利用的限制，而可在系統未開機狀態(未完成硬體測試程序)下，先行偵測並接收由使用 USB介面的輸入裝置傳送的信號，進而達到根據經由該輸入裝置的操作以執行對應的功能的目的。同時，本發明亦解決了現有技術中USB裝置無法作為觸發開機的裝置的問題。此外，本發明亦提出除了開機功能之外的其他功能，增加本發明的實用性及功能多樣性。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求範圍所做的均等變化與 修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
一種電腦主機，用以接收並解析來自輸入裝置的指令信號，其特徵在於該電腦主機包含有第一通用串列匯流排連接器，其用來與該輸入裝置電連接，該第一通用串列匯流排連接器包含第一識別接腳；以及基本輸入輸出系統模組，其電連接於該第一識別接腳，該基本輸入輸出系統模組用來偵測該第一識別接腳以經由該第一識別接腳接收來自該輸入裝置的該指令信號，並根據該指令信號以執行預定功能。
2.如權利要求1所述的電腦主機，其特徵在於另包含電源模組，該第一通用串列匯流 排連接器包含一組第一電源接腳，其中該電源模組經由該組第一電源接腳對該輸入裝置提 供電力。
3.如權利要求1所述的電腦主機，其特徵在於該第一通用串列匯流排連接器是小型化 通用串列匯流排連接器。
4.如權利要求1所述的電腦主機，其特徵在於該指令信號具有高電位持續時間，該基 本輸入輸出系統模組根據該指令信號的該高電位持續時間，以對應地執行該預定功能。
5.如權利要求1所述的電腦主機，其特徵在於該預定功能選自下列功能群組其中之 一開機、音量調升、音量調降及開啟螢幕。
6.一種輸入裝置，用以輸入指令信號至電腦主機，該電腦主機接收該指令信號並根據 該指令信號以執行預定功能，其特徵在於該輸入裝置包含有第二通用串列匯流排連接器，其用來與該電腦主機電連接，該第二通用串列匯流排連 接器包含第二識別接腳；以及輸入元件，包含控制器及輸入介面，該控制器電連接於該輸入介面並通訊連接於該第 二識別接腳，該控制器根據實施於該輸入介面上的輸入操作，經由該第二識別接腳輸入該 指令信號至該電腦主機。
7.如權利要求6所述的輸入裝置，其特徵在於該第二通用串列匯流排連接器包含一組 第二電源接腳，該電腦主機經由該組第二電源接腳對該控制器提供電力。
8.如權利要求6所述的輸入裝置，其特徵在於該第二通用串列匯流排連接器是小型化 通用串列匯流排連接器。
9.如權利要求6所述的輸入裝置，其特徵在於該輸入介面包含複數個按鍵，該輸入操 作實施於該複數個按鍵上。
10.如權利要求6所述的輸入裝置，其特徵在於另包含第一無線收發模組及第二無線 收發模組，該第一無線收發模組電連接於該控制器，該第二無線收發模組電連接於該第二 通用串列匯流排連接器並通訊連接於該第一無線收發模組，該控制器經由該第一無線收發 模組、該第二無線收發模組及該第二識別接腳傳送該指令信號至該電腦主機。
11.如權利要求10所述的輸入裝置，其特徵在於該第二通用串列匯流排連接器包含一 組第二電源接腳，該電腦主機包含電源模組，該電源模組經由該組第二電源接腳對該第二 無線收發模組提供電力。
12.如權利要求6所述的輸入裝置，其特徵在於該指令信號具有高電位持續時間。
13.一種電腦系統，其特徵在於該電腦系統包含有如權利要求1-5任意一項所述的電腦主機；以及如權利要求6-12任意一項所述的輸入裝置，該第二識別接腳接觸該第一識別接腳。
14.如權利要求13所述的電腦系統，其特徵在於該電腦主機是筆記型電腦主機或一體 成型電腦主機，該輸入裝置 是鍵盤。
全文摘要
本發明揭露一種電腦主機、輸入裝置及電腦系統。電腦主機包含第一通用串列匯流排連接器及基本輸入輸出系統模組。該輸入裝置包含第二通用串列匯流排連接器及輸入元件。該輸入元件根據實施於其上的輸入操作，經由第二通用串列匯流排連接器的第二識別接腳輸入指令信號至該電腦主機的該第一通用串列匯流排連接器的第一識別接腳；該基本輸入輸出系統模組經由該第一識別接腳偵測並接收該指令信號，以執行特定功能。藉此，本發明可在電腦未開機狀態下對通用串列匯流排連接器進行偵測，並根據偵測結果執行特定功能。
文檔編號G06F3/02GK101866217SQ201010212569
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月6日 優先權日2010年6月6日
發明者張家瑋, 王治安, 鄭嘉駿 申請人:蘇州達方電子有限公司;達方電子股份有限公司