终端机集中器与傻瓜终端机 本发明涉及一种网络连接装置，尤其是关于一种终端机集中器与一种傻瓜终端机。
在一种现在使用的网络主从结构中，若干个终端机与一服务器连接，其中每一终端机内都包含一中央处理单元CPU、一读写存储器RAM、一只读存储器ROM、网络控制器以及图形控制器等。随着电脑科技的突飞猛进，一般中央处理单元的功能/价格比大为提高，相对于终端机模拟程序比较简易，这种终端机内的中央处理单元经常因功能过强而常常处于闲置状态，这样显然构成资源的浪费。
本发明的一个目的是提供一种终端机集中器，其使得若干个无中央处理单元的傻瓜终端机能经由该终端机集中器与一服务器联结，并分享该终端机集中器内的中央处理单元与存储器，以充分发挥其功能，可避免其中央处理单元经常处于闲置状态而造成资源浪费。
本发明的另一目的是提供一种终端机集中器，其对于连接至此集中器的每一傻瓜终端机都提供专用的数据发送和数据接收通道，因而其间的通信介面完全不会产生信息冲突(collision)，并能大幅度简化硬件的复杂度而降低成本。同时，目前常见于服务器和多个现在的终端机共用一网络所产生的信息冲突，也因这些傻瓜终端机并不直接连接到服务器而有效减少。
本发明的又一目的是提供一种不含中央处理单元的傻瓜终端机，因其不含任何软件或韧体，也不含中央处理器，故能有效减少升级与维护等成本，并能够瞬时完成开机作业。
本发明的再一目的是提供能够连接多个傻瓜机终端机的终端机集中器，以省下额外配置的成本。
本发明的终端机集中器是这样实现的：其用于连结至少一个无中央处理单元地傻瓜终端机与一服务器，该傻瓜终端机用于至少联结一输出装置与/或一输入装置，其包含有：一数据处理单元；一网络控制器；以及至少一个数据收发单元；其特征在于：该网络控制器用于接收从该服务器传送来的数据并依照一预定格式将该数据传送至该数据处理单元与/或数据收发单元，且将数据处理单元与/或数据收发单元传来的数据，依照一预定格式传送至该服务器；该数据处理单元用于执行一终端机模拟程序，读取传自该网络控制器与/或该数据收发单元的待处理数据，并将经处理的数据传送至该网络控制器与/或该数据收发单元；该数据收发单元与一傻瓜终端机联结，以接收从该傻瓜终端机传送来的数据，并依照一预定格式将数据传送至该数据处理单元与/或该网络控制器，且将该数据处理单元与/或该网络控制器传来的数据，依一预定格式传送至该傻瓜终端机。
其中该数据收发单元包含一收发器；该收发器接收该数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并依一预定格式传送至与其联结的傻瓜终端机，且接收该傻瓜终端机传送来的数据，并依一预定格式传送至该数据处理单元与/或该网络控制器。
更包含一输出控制器；该输出控制器接收从该数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并依输出装置所需来处理该数据后，传送至该收发器。
更包含一输入缓冲器；该输入缓冲器用于将从该收发器传送来的输入装置数据转换为一预定格式，以待该数据处理单元与/或该网络控制器读取。
更包含一输出控制器与一输入缓冲器；该输出控制器接收从该数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并依输出装置所需而处理该数据后，传送至该收发器；该输入缓冲器则用于将从该收发器传送来的输入装置数据转换为一预定格式，以待该数据处理单元与/或该网络控制器读取。
其中该输出控制器包含一存储器控制器与一图框缓冲器；该图框缓冲器用于依照一预定格式存放图形数据；该存储器控制器则用以提供该数据处理单元读写该图框缓冲器，并提供该收发器读取该图框缓冲器。
更包含一图形加速器，用以处理绘图指令，以加速绘图速度。
其中该输出控制器包含一存储器控制器与一图框缓冲器；该图框缓冲器是用于依一预定格式存放图形数据；该存储器控制器则用于提供该数据处理单元读写该图框缓冲器，并提供该收发器读取该图框缓冲器。
其更包含一图形加速器，用以处理绘图指令，以加速绘图的速度。
其中该输入缓冲器，包含一中断产生器与一缓冲器；该缓冲器用于将该收发器传送来的数据转换为一预定格式，存储并等待该数据处理单元与/或该网络控制器的读取；该中断产生器用于检测该缓冲器有无新数据，并通知该数据处理单元。
其中该输入缓冲器，包含一中断产生器与一缓冲器；该缓冲器用于将该收发器传送来的数据转换为一预定格式，存储并等待该数据处理单元与/或该网络控制器的读取；该中断产生器用于检测该缓冲器有无新数据，并通知该数据处理单元。
其中该收发器包含一传送缓冲器、一接收缓冲器以及一收发器实体；该传送缓冲器用于暂存通过该收发器实体传送至该傻瓜终端机的数据；该接收缓冲器则用于暂存通过该收发器实体从该傻瓜终端机接收的数据；该收发器实体是用于将来自该傻瓜终端机的数据，转换为一预定格式，存入该接收缓冲器，并从该传送缓冲器读取数据，转换为一预定格式后，传送至该傻瓜终端机。
本发明中的无中央处理单元的傻瓜终端机是这样实现的：其在一网络系统中与一终端机集中器、一输出装置、以及与/或一输入装置连接，其特征在于：其包含一收发器与一输出数据控制器；该收发器接收从该终端机集中器传来的数据，且按照一预定格式将该数据传送至该输出数据控制器；该输出数据控制器则用于将从该收发器传送来的数据转换成该输出装置所需预定格式的数据，并传送至该输出装置。
更包含一输入控制器；该输入控制器用于接收来自该输入装置传送来的数据，并藉由该收发器，依一预定格式传送至该终端机集中器。
更包含一图框缓冲器与一存储器控制器；该图框缓冲器用于依照一预定格式存放图形数据；该存储器控制器用于将从该收发器传来的数据存入图框缓冲器中，并将储存于该图框缓冲器的数据读取并传送至该输出数据控制器。
更包含一图形加速器，用以处理通过该收发器从该终端机集中器传来的绘图指令，以加速绘图速度。
其中该收发器包含一传送缓冲器、一接收缓冲器以及一收发器实体；该传送缓冲器用于暂存通过该收发器实体传送至该终端机集中器的数据；该接收缓冲器则用于暂存通过该收发器实体从该终端机集中器接收的数据；该收发器实体则用于将来自该终端机集中器的数据，转换为一预定格式，存入该接收缓冲器，并从该传送缓冲器读取数据，转换为一预定格式后，传送至该终端机集中器。
本发明中的具有主从结构的电脑网络系统是这样实现的：其包含有至少一个服务器，至少一个终端机集中器，以及至少一个傻瓜终端机，其特征在于：该服务器用于执行至少一应用程序，且用于连接该终端机集中器；该终端机集中器执行一终端机模拟程序，且连接该傻瓜终端机；该傻瓜终端机无中央处理单元，且用于至少联结一输出装置与/或一输入装置。
其中该终端机集中器包含：一数据处理单元；一网络控制器；以及至少一个数据收发单元；其中该网络控制器是用于接收从该服务器传送来的数据并依一预定格式将该数据传送至该数据处理单元与/或数据收发单元，且将数据处理单元与/或数据收发单元传来的数据，依照一预定格式传送至该服务器；该数据处理单元用于执行一终端机模拟程序，读取传自该网络控制器与/或该数据收发单元的待处理数据，并将经处理的数据传送至该网络控制器与/或该数据收发单元；该数据收发单元与一傻瓜终端机联结，以接收从傻瓜终端机传送来的数据，并依一预定格式将数据传送至该数据处理单元与/或该网络控制器，且将该数据处理单元与/或该网络控制器传来的数据，依一预定格式传送至该傻瓜终端机。
其中该终端机集中器中的数据收发单元包含一收发器；该收发器接收数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并依一预定格式传送至与其联结的傻瓜终端机，且接收该傻瓜终端机传送来的数据，并依一预定格式传送至该数据处理单元与/或该网络控制器。
其中该终端机集中器还包含一输出控制器；该输出控制器接收从该数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并依输出装置所需，处理该数据后，传送至该收发器。
其中该终端机集中器更包含一输入缓冲器；该输入缓冲器是用于将从该收发器传送来的输入装置的数据转换为一预定格式，以待该数据处理单元与/或该网络控制器读取。
其中该终端机集中器更包含一输出控制器与一输入缓冲器；该输出控制器接收从该数据处理单元与/或该网络控制器传送来的数据，并按照输出装置所需，处理该数据后，传送至该收发器；该输入缓冲器用于将从该收发器传送来的输入装置的数据转换为一预定格式，以待该数据处理单元与/或该网络控制器读取。
其中该终端机集中器中的该输出控制器包含一存储器控制器与一图框缓冲器；该图框缓冲器用于依一预定格式存放图形数据；该存储器控制器是用于提供该数据处理单元读写该图框缓冲器，并提供该收发器读取该图框缓冲器。
其中该终端机集中器更包含一图形加速器，用于处理绘图指令，以加速绘图速度。
其中该终端机集中器中的该输出控制器包含一存储器控制器与一图框缓冲器；该图框缓冲器是用于依一预定格式存放图形数据；该存储器控制器则用以提供该数据处理单元读写该图框缓冲器，并提供该收发器读取该图框缓冲器。
其中该终端机集中器更包含一图形加速器，用于处理绘图指令，以加速绘图速度。
其中该终端机集中器中的输入缓冲器包含一中断产生器与一缓冲器；该缓冲器用于将该收发器传送来的数据转换为一预定格式，存储并等待该数据处理单元与/或该网络控制器的读取；该中断产生器则用于检测该缓冲器有无新数据，并通知该数据处理单元。
其中该终端机集中器中的该输入缓冲器包含一中断产生器与一缓冲器；该缓冲器用于将该收发器传送来的数据转换为一预定格式，存储并等待该数据处理单元与/或该网络控制器的读取；该中断产生器用于检测该缓冲器有无新数据，并通知该数据处理单元。
其中该傻瓜终端机集中器中的该收发器包含有：一传送缓冲器、一接收缓冲器以及一收发器实体；该传送缓冲器用于暂存通过收发器实体传送至该傻瓜终端机的数据；该接收缓冲器则用于暂存通过收发器实体从该傻瓜终端机接收的数据；该收发器实体则用于将传自傻瓜终端机的数据，转换为一预定格式，存入该接收缓冲器，并从传送缓冲器读取数据，转换为一预定格式后，传送至该傻瓜终端机。
其中该傻瓜终端机包含一收发器与一输出数据控制器；该收发器接收从该终端机集中器传送来的数据，且按照一预定格式将该数据传送至该输出数据控制器；该输出数据控制器是用于将从收发器传送来的数据转换成该输出装置所需预定格式的数据，并传送至该输出装置。
其中该傻瓜终端机更包含一输入控制器；该输入控制器是用于接收自该输入装置传送来的数据，并藉由该收发器，依照一预定格式传送至该终端机集中器。
其中该傻瓜终端机更包含一图框缓冲器与一存储器控制器；该图框缓冲器用于依照一预定格式存放图形数据；该存储器控制器则用于将从收发器传来的数据存入图框缓冲器中，并将存储在图框缓冲器的数据读取并传送至输出数据控制器。
其中该傻瓜终端机更包含一图形加速器，用以处理通过该收发器从终端机集中器传来的绘图指令，以加速绘图速度。
其中该傻瓜终端机中的收发器包含有：一传送缓冲器、一接收缓冲器以及一收发器实体；该传送缓冲器用于暂存通过该收发器实体传送至终端机集中器的数据；该接收缓冲器则用于暂存通过该收发器实体从该傻瓜终端机集中器接收的数据；该收发器实体则用于将传自该傻瓜终端机集中器的数据，转换为一预定格式，存入该接收缓冲器，并从该传送缓冲器读取数据，转换为一预定格式后，传送至该终端机集中器。
本发明的特点是：若干个无中央处理单元的傻瓜终端机130可经由本发明的终端机集中器120与一终端机服务器110联结，并分享该终端机服务器内的中央处理单元及存储器，以充分发挥其功能，因此能够避免其中央处理单元经常处于闲置状态，造成资源浪费。
又由于终端机集中器120对于与其连接的每一傻瓜终端机130都提供专用的数据收发单元240，以构成专用的输出数据发送通道与输入数据接收通道，因而其间的通信介面完全不会产生信息冲突，并能大幅度简化硬件的复杂程度而降低成本。
再者，一终端机集中器可直接连接多个傻瓜终端机，因而省下额外配置网络集中器(hub)的成本。常见于服务器和多个目前使用的终端机共用一网络所产生的信息冲突，也因这些傻瓜终端机并不直接连到服务器而明显减少。此外，本发明所提供的傻瓜终端机无中央处理单元，无软件或韧体，能够节省升级成本，并能瞬时完成开机作业。
本发明除了具备上述各项优点外，还具有因本发明傻瓜终端机的构造简单，可减小机体尺寸，进而能够降低机壳制造成本的优点。减小机体尺寸也意味着机体占用的空间并提高可靠性。本发明傻瓜终端机的构造简单，也具有不容易产生故障与容易维修的优点。
下面结合附图，详细说明本发明的一较佳实施例：
图1是以示意方式显示具有主从结构的一种网络系统图，其中包含本发明的终端机集中器与傻瓜终端机；
图2是以示意方式显示本发明的终端机集中器的组成结构图；
图3是以示意方式显示本发明的终端机集中器中的输出控制器的组成结构图；
图4是以示意方式显示本发明的终端机集中器中的输入缓冲器的组成结构图；
图5是以示意方式显示本发明的终端机集中器与傻瓜终端机中的收发器的组成结构图；
图6是以示意方式显示本发明的傻瓜终端机的组成结构图；
图7是以示意方式显示一含图形加速器的傻瓜终端机的组成结构图；
参见图1显示的具有主从结构的一种网络系统，其中包含有：至少一个现在使用的服务器110，至少一个本发明的终端机集中器120(待后面说明)，以及至少一个本发明的傻瓜终端机130(待后面说明)。这些傻瓜终端机130是用于连接使用者的输出装置(未图示)与输入装置(未图示)，其中输出装置可为显示器与打印机等，输入装置可为键盘、鼠标器和光笔等。这些服务器110用于执行所有应用程序，但有关输出装置与输入装置的部分则交由终端机集中器120与傻瓜终端机130来执行。每一个服务器110都可连接若干个终端机集中器120，而每一个终端机集中器120执行一终端机模拟程序，且可连接若干个服务器110。对使用者而言，每一个傻瓜终端机的运行都如同一个通常使用的独立终端机，
如图2所示，本发明的终端机集中器120包含有：一数据处理单元210，一网络控制器220，以及若干个数据收发单元240。网络控制器220用于接收从服务器110传送来的数据，并依照一预定格式将该数据传送至数据处理单元210与/或数据收发单元240，且将数据处理单元210与/或数据收发单元240传来的数据，依照一预定格式传送至服务器110；数据处理单元210用于执行一终端机模拟程序，读取传自网络控制器220与/或数据收发单元240的待处理数据，并将经处理的数据传送至网络控制器220与/或数据收发单元240；若干个数据收发单元240中，至少有一个数据收发单元240与一傻瓜终端机130联结，以接收从该傻瓜终端机130传送来的数据，并依照一预定格式将该数据传送至该数据处理单元210与/或网络控制器220，且将数据处理单元210与/或网络控制器220传来的数据，依照一预定格式传送至该傻瓜终端机130。该数据处理单元210包含一中央处理单元211、用于提供总线接口与用作存储器控制器的芯片组212以及一存储器213，这些元件皆为电脑行业人士所熟知，故不再赘述。
数据处理单元210是供执行一终端机模拟程序，来管理网络控制器220与这些若干个数据收发单元240，并在每一傻瓜终端机上模拟一独立终端机。数据处理单元210在终端机模拟程序控制下，经输出/输入总线230读取传自网络控制器220与这些若干个数据收发单元240的待处理数据，并将经处理的数据经该输出/输入总线230传送至网络控制器220与这些若干个数据收发单元240。网络控制器220是用于连接服务器110，可以是任何能够与服务器110连接的现有设备，例如局域网络的以太网络控制器(Ethernet Controller)、广域网络的ATM、以及序列端口。
这些若干个数据收发单元240的每一数据收发单元可与一傻瓜终端机联结，以接收从该傻瓜终端机传送来的数据，并依照一预定格式将这些数据传送至该输出/输入总线，且从该输出/输入总线取出从该数据处理单元传送来的数据，并依一预定格式将该数据传送至该傻瓜终端机。数据收发单元240包含一输出控制器241、一输入缓冲器242、一收发器243，其中输出控制器241在此实施例中为现在使用的图形控制器，用于处理中央处理器所传送来的绘图指令，其结构如图3中所示，包括一图形加速器311、一存储器控制器312、以及一图框缓冲器313。图框缓冲器313用于依一预定格式存放图形数据。存储器控制器312则用于提供图形加速器311对图框缓冲器313的读写，以及同时提供收发器243对图框缓冲器313的读取。图形加速器311用于处理经该输出/输入总线230传来的绘图指令，并将结果经由存储器控制器312，写入图框缓冲器313。与通常使用的图形控制器不同的是输出控制器241并不包含有常用的RAMDAC(RAM-based数摸转换器)。熟悉该项技术的人员应该了解该图形加速器311可以省略，而由数据处理单元210直接处理绘图指令，并经存储器控制器312读写图框缓冲器313。再者，也可使用数据处理单元210的存储器配置一图框缓冲区，以取代图框缓冲器313，因而完全省略输出输出控制器241。另外，若采用含有图形加速器的傻瓜终端机(后面说明)，也可完全省略输出控制器241。输入缓冲器242用于接收并处理传自收发器243的键盘与鼠标器等的输入数据，其结构如图4所示，包含一中断产生器411与一缓冲器412，该缓冲器412用于将收发器243传来的数据转换为一预定格式，储存并等待数据处理单元210的读取。缓冲器412可因不同的输入数据而做不同的最佳化处理，例如自动合并鼠标器的移动数据以节省储存空间。因收发器243内已含有一接收缓冲器(待后面说明)，熟悉本技术的人员应该了解该缓冲器412可省略，而以数据处理单元210直接读取该接收缓冲器。中断产生器411用于检测缓冲器411有无新数据，并以中断信号(interrupt signal)通知数据处理单元210。熟悉本技术人员应该了解该中断产生器411也可省略，而以软件定期查询缓冲器内容取代之。换言之，输入缓冲器242可完全省略。
收发器243是用于将储存于图框缓冲器313的数据传送至所连接的傻瓜终端机并将来自傻瓜终端机的输入数据传送至输入缓冲器242，其结构如图5所示，包含一传送缓冲器511、一接收缓冲器512以及一收发器实体513。该收发器实体513能够将模拟数据转换为数字数据，也能够将数字数据转换为模拟数据，传出预定格式的模拟数据，且将接收的模拟数据转换为一预定格式的数字数据。在此实施例中收发器实体513与使用在以太网络(Ethernet)的Physical Layer Transceiver(PHY)相同。传送缓冲器512则用于暂存待收发器实体513接收而尚未处理的数据。
图6显示本发明傻瓜终端机的组成结构，其包含一收发器611、一存储器控制器612、一图框缓冲器613、一输出数据控制器614以及一输入控制器615。收发器611接收从终端机集中器120传来的数据，且按照一预定格式经由存储器控制器612将该数据传送至输出数据控制器614，并将从输入控制器615传送来的数据，依一预定格式传送至该终端机集中器。输出数据控制器614则用于将从该收发器611传送来的数据转换成输出装置(未图示)所需预定格式的数据，并传送至该输出装置。输入控制器615接收从输入装置(未图示)传送来的数据，并传送到该收发器611。收发器611的功能与收发器243相同，故不赘述。输出数据控制器614是将终端机集中器传来的数据，依照一预定格式传到输出装置，例如可采用通常的RAM-based数摸转换器，用于将储存于图框缓冲器613中的数字数据转换成输出装置所需预定格式的数据，例如显示器所需的模拟数据，然后将其传送至该输出装置。输入控制器615在此实施例中为通常的键盘与鼠标控制器，外接键盘与鼠标器等输入装置，并将从输入装置传来的模拟数据转换数字数据，再传送至收发器611。如果该傻瓜终端机不外接任何输入装置，则输入控制器615便可省略，例如用于显示班机起降的即时数据装置。
收发器243与收发器611必须确保图框缓冲器313的内容正确地复制到图框缓冲器613中。一个简易的实施例为周期性一个位元一个位元地读取、传送并复制图框缓冲器313的内容至图框缓冲器613中。另一实施例是当输出控制器241处理完绘图指令时，通知收发器243只传送必须要更新的部分。如果收发器243与收发器611的传送速度足够快(大于或等于显示器的扫描频率，如用于Gigabit以太网络)，则图框缓冲器613可以省略，而有输出数据控制器614直接将接收缓冲器512的数据直接转换成显示器所需的模拟数据。
在上述实施例的一变更实施例中可省略输出控制器中的图形加速器和图框缓冲器，而在傻瓜终端机上加一图形加速器，如图7所示。此变更实施例中除图形加速器716外的各组成元件都与图6所示的相同，图形加速器716是用于处理经由收发器611传来的绘图指令，并经由存储器控制器612将结果写入图框缓冲器613。
因含有图形加速器的傻瓜终端机能直接处理绘图指令，所以终端机集中器120的数据处理单元210所执行的终端机模拟程序可简化为将服务器传来的绘图指令，转化为傻瓜终端机能够直接处理的绘图指令后，直接经由数据收发单元240传给含有图形加速器的傻瓜终端机，而由傻瓜终端机直接处理这些指令。因此，终端机集中器120的输出控制器241中的图形加速器311、存贮器控制器312以及图框缓冲器313均可省略。换言之，输出控制器241可完全省略。
另外，在傻瓜终端机上也可另加一解码器，用于将较高级的绘图指令转换为图形加速器716能够处理的指令，并协助控制一些较简易的输出装置，如打印机。