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      基于RK3588的8K無線投屏系統軟硬件設計

      作者:趙曈(康佳集團股份有限公司,深圳 518057)時間:2023-08-25來源:電子產品世界收藏
      編者按:設計了一款8K無線投屏系統,主控采用瑞芯微RK3588,WiFi采用瑞昱RTL88222CU;支持HDMI2.1接口;支持DLNA投屏協議、Airplay投屏協議和Miracast投屏協議;系統最大支持8路跨協議同時投屏。

      就是通過無線傳輸的方式將移動設備(如手機、平板、筆記本、電腦)的畫面“實時地”投射到支持此功能的外設大屏幕上,實現多屏共享。它具有連線少、簡單易操作、實時傳輸、穩定性和多人協作等特點。

      本文引用地址:http://www.connhp.com/article/202308/449933.htm

      目前主流系統只支持4 路投屏,且4 路長時間投屏時容易出現卡頓、花屏等現象,嚴重影響了會議體驗。本文設計的一款8K 系統,支持8 路跨協議同時投屏,性能穩定,投屏效果更好,且支持單路8K@60FPS 投屏,給會議帶來極致體驗。

      1 硬件設計

      無線投屏系統主控采用瑞芯微,WiFi 采用瑞昱。系統HDMI2.1 接口,無線投屏系統通過HDMI 將移動設備(如手機、平板、筆記本、電腦)的畫面傳輸到外設大屏上;無線投屏系統采用5V/2A供電。

      1.1 介紹

      瑞芯微 是8K 旗艦芯片,采用ARM 架構,它采用8 nm 先進制程,集成了8 核64 位架構,最大可配32GB 大內存,支持8K 視頻編解碼,具有高性能,低功耗等特點,。

      1.2 介紹

      瑞昱 是一款高度集成的雙頻Wi-Fi+藍牙5.0 2T2R SDIO3.0 模塊。支持802.11n 2.4 GHz 或5GHz 雙頻段MIMO 和802.11ac wave-2 MU-MIMO,向后兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac 標準,提供最大867 Mbps 的PHY數據速率。主機接口符合無線局域網SDIO 1.1/2.0/3.0標準,時鐘率高達208 MHz,BT 采用HS-UART 接口,包含藍牙V2.1/3.0/4.1/4.2,支持藍牙5.0 系統。

      image.png

      image.png

      圖1

      1.3 硬件設計

      無線投屏系統硬件電路主要包括主控電路、Wi-Fi 電路、電源電路、時鐘復位電路、USB接口和HDMI 接口等。硬件電路如圖2:

      1692921042612740.png

      圖2

      其中,系統采用5V/2A 供電,電源電路、時鐘復位電路保證系統正常運行,WIFI 用于移動設備(如手機、平板、筆記本、電腦)無線連接,HDMI 線纜把無線投屏獲取的移動設備畫面實時的顯示在大屏上。

      RK3588 芯片有兩個PLL 的電源, 分別是PLL_AVDD_1V8 和PLL_AVDD_0V8,為防止干擾PLL 電源被干擾,耦電容設計上必須靠近引腳擺放且單獨LDO 供電。給芯片Logic 和NPU 電源供電的電源芯片LDO 供電能力大于2 A,否則系統會不穩定。24 MHz晶振和內部反饋電路共同構成了系統的時鐘電路,芯片的nPOR 引腳低電平有效,用來實現芯片復位,復位時間大于4 μs 可以保證芯片穩定工作。晶振的XIN、XOUT 信號在PCB 設計時走線全程做包地處理,并保證這些信號有完整的參考地, 晶體電路下方不能電源線或有高速信號穿過,并且不超過兩個過孔,晶振靠近主控放置。DDR 組內的不同信號線之間和組間兩相鄰信號線均要保持“3W”原則,CLKP、CLKN 差分對線長誤差小于5 mil,DQS、DM 和DATA 的線長誤差小于10 mil,DQSnP、DQSnM 差分對線長誤差小于5 mil。FLASH 保持信號參考平面完整避免信號走線穿越電源分割區域,相鄰信號走線間距保持“3W”原則。

      2 軟件設計

      軟件遵循Android 的系統架構,從下到上依次是內核(Linux Kernel)、運行時環境(Android Runtime)、庫(Libraries)、應用框架(Application Framework)、應用(Applications)。我們主要修改應用框架和應用,而且分功能模塊開發,每個功能模塊獨立于其他模塊,最大限度減少耦合,方便后續功能擴展。

      2.1 內核(Linux Kernel)

      Android 基于Linux 4.4 提供核心系統服務,例如:安全、內存管理、進程管理、網絡堆棧、驅動模型。Linux Kernel 也作為硬件和軟件之間的抽象層,它隱藏具體硬件細節而為上層提供統一的服務。

      2.2 運行時環境(Android Runtime)

      Android 包含一個核心庫的集合,提供大部分在Java 編程語言核心類庫中可用的功能。每一個Android應用程序是Dalvik 虛擬機中的實例,運行在他們自己的進程中。Dalvik 虛擬機設計成,在一個設備可以高效地運行多個虛擬機。

      2.3 庫(Libraries)

      Android 包含一個C/C++ 庫的集合,供Android 系統的各個組件使用。這些功能通過Android 的應用程序框架(application framework) 暴露給開發者。

      2.4 應用框架(Application Framework)

      通過提供開放的開發平臺,Android 使開發者能夠編制極其豐富和新穎的應用程序。開發者可以自由地利用設備硬件優勢、訪問位置信息、運行后臺服務、設置鬧鐘、向狀態欄添加通知等等。開發者可以完全使用核心應用程序所使用的框架APIs。應用程序的體系結構旨在簡化組件的重用,任何應用程序都能發布他的功能且任何其他應用程序可以使用這些功能( 需要服從框架執行的安全限制)。

      2.5 應用(Applications)

      Android 裝配一個核心應用程序集合,包括電子郵件客戶端、SMS 程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯系人和其他設置。所有應用程序都是用Java 編程語言寫。更加豐富的應用程序有待我們去開發。軟件結構如下:

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      圖3

      3 結束語

      本文本文設計了一款8K 無線投屏系統,支持8 路跨協議同時投屏,且支持單路8K@60FPS 投屏,實驗證明本文設計的無線投屏系統性能穩定,投屏效果好。

      (本文來源于《電子產品世界》雜志2023年8月期)



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