基于SSD202D的便攜式投屏盒設(shè)計與實現(xiàn)

便攜式投屏盒就是利用Wi-Fi 信號將智能終端（如手機、平板、筆記本、電腦）的畫圖投射到外設(shè)大屏上。便攜式投屏盒只有名片夾大小，具有攜帶方便、連線少、操作簡單等特點。

1 硬件設(shè)計

便攜式投屏盒主控采用星宸SSD202D，Wi-Fi 采用星宸SSW105。系統(tǒng)使用Type-C 供電，HDMI 輸出。為了滿足直播需求，便攜式投屏設(shè)置了橫屏和豎屏切換按鍵，用戶不需要旋轉(zhuǎn)手機，通過按鍵就可以滿足橫豎屏顯示，從而給直播用戶帶來更好的體驗。

1.1 SSD202D介紹

SSD202D 接口豐富， 雙核Cortex-A7 主頻高達1.2 GHz，集成128 MB 內(nèi)存，支持大容量存儲擴展，可運行Linux+QT，工作溫度-20 ℃~+85 ℃。SSD202D采用32 kHz 頻率的外接晶體驅(qū)動實時時鐘（RTC），可保持時間當(dāng)主系統(tǒng)時鐘關(guān)閉時縮放。H.264/H.265 引擎解碼來自網(wǎng)絡(luò)的視頻流并發(fā)送它們被送到顯示子系統(tǒng)。在輸出到TTL 或MIPI TX 面板之前，可以使用關(guān)于亮度/ 對比度/ 飽和度/ 清晰度，以提供最佳的圖像質(zhì)量。NOR 或NAND 閃存是通常為操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件保留。此外，其他外圍設(shè)備，如SAR ADC、音頻支持ADC/DAC、UARTs、PWMs、GPIOS 和spi，實現(xiàn)應(yīng)用程序的最大靈活性。此外，SSD202D 還支持安全引導(dǎo)和個性化身份驗證機制來保護系統(tǒng)。AES/DES/3DES密碼引擎還可以幫助加密壓縮的視頻/ 音頻流以保護隱私。

1.2 SSW105 介紹

SSW105 是一款低功耗單芯片設(shè)備，集成度高。支持所有1、2、5.5 和11 Mbps 的強制性IEEE 802.11b數(shù)據(jù)速率，所有6、9、12、18、24、36、48 和54 Mbps的802.11g 有效載荷數(shù)據(jù)速率，以及802.11n MCS0〜MCS7，HT20 / HT40、800 ns 和400 ns 保護間隔。它包括1 個雙頻WLAN CMOS 高效功率放大器（PA）和1 個內(nèi)部低噪聲放大器（LNA）。射頻前端是單端雙向輸入和輸出.SSW105 具有附加的LDO 和DCDC 降壓轉(zhuǎn)換器，可為數(shù)字和模擬電源提供噪聲隔離，并以最低的BOM 成本實現(xiàn)出色的電源效率。外設(shè)接口，包括SPI_MASTER，UART_DATA，UART_DEBUG，I2C_MASTER，I2S 等?；赟SW105 的設(shè)計所需的唯一外部時鐘源是高速晶體或振蕩器。SSW105AT 僅支持兩個參考時鐘，分別為25 MHz 和40 MHz。SSW105BT 支持多種參考時鐘，包括19.2、20、24、25、26、38.4、40 和52 MHz。

1.3 硬件設(shè)計

便攜式投屏盒硬件電路主要包括主控電路、Wi-Fi電路、電源電路、橫豎屏切換開關(guān)、HDMI 轉(zhuǎn)換電路、HDMI 接口等。硬件電路框圖如圖1。

其中，Type-C 給便攜式投屏盒供電，橫豎屏按鍵切換大屏顯示畫面的橫豎屏，SSW105 Wi-Fi 芯片用于移動設(shè)備（如手機、平板、筆記本、電腦）無線連接，HDMI芯片把主控接收的畫面轉(zhuǎn)換成HDMI 輸出的格式，HDMI 線纜把無線投屏獲取的移動設(shè)備畫面實時的顯示在大屏上。

SSD202D 芯片內(nèi)核電壓是1.0 V，為防止被干擾，耦電容設(shè)計上必須靠近引腳擺放且單獨DC-DC 供電，DC 芯片供電能力大于2 A，否則系統(tǒng)會不穩(wěn)定。24 MHz 晶振和內(nèi)部反饋電路共同構(gòu)成了系統(tǒng)的時鐘電路，芯片的nPOR 引腳低電平有效，用來實現(xiàn)芯片復(fù)位，復(fù)位時間大于3 μs 可以保證芯片穩(wěn)定工作。晶振的X_IN、X_OUT 信號在PCB 設(shè)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， 晶體電路下方不能有電源線或高速信號穿過，并且不超過兩個過孔，晶振靠近主控放置。DDR 組內(nèi)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(qū)域，相鄰信號走線間距保持“3W”原則。

橫豎屏大屏顯示畫面通過橫豎屏按鍵來實現(xiàn)，具體實現(xiàn)過程是：系統(tǒng)默認橫屏顯示，當(dāng)系統(tǒng)主控收到按鍵信號（低電平）時，系統(tǒng)把橫屏切換成豎屏。電路設(shè)計如圖2。

圖2

2 軟件設(shè)計

便攜式投屏盒軟件主要功能是：將用戶智能終端（如手機，平板，筆記本電腦等）的屏幕畫面以鏡像的模式，無線傳輸?shù)斤@示器或者其它大屏設(shè)備上。軟件架構(gòu)如圖3。

軟件運行過程如下：

1）投屏 器開啟投屏功能并等待投屏連接請求。

2）投屏源設(shè)備搜索到投屏器后向投屏器發(fā)起投屏請求。

3）投屏器和投屏源設(shè)備協(xié)商投屏相關(guān)規(guī)格及信息。投屏成功后投屏源設(shè)備將音視頻及投屏相關(guān)信息通過Wi-Fi 發(fā)送給投屏器。

4）投屏器解析投屏源設(shè)備的音視頻流并給到解碼模塊。

5）解碼完成后將解碼后音視頻數(shù)據(jù)給到音視頻處理模塊，依照用戶設(shè)置對音視頻

6）數(shù)據(jù)進行縮放、裁剪、旋轉(zhuǎn)操作。

7）最后將最終畫面轉(zhuǎn)成 HDMI 輸出。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計了一款便攜式投屏盒，支持橫豎屏切換；支持Miracast、display、Airplay 等投屏協(xié)議， 支持Windows、Android、鴻蒙、iOS、macOS 等智能終端投屏。實驗證明便攜式投屏盒攜帶方便、操作簡單、穩(wěn)定性高，深受直播用戶信賴。

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（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年4月期）