基于SSD202D的便攜式投屏盒設計與實(shí)現

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(huà)圖投射到外設大屏上。便攜式投屏盒只有名片夾大小，具有攜帶方便、連線(xiàn)少、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

1 硬件設計

便攜式投屏盒主控采用星宸SSD202D，Wi-Fi 采用星宸SSW105。系統使用Type-C 供電，HDMI 輸出。為了滿(mǎn)足直播需求，便攜式投屏設置了橫屏和豎屏切換按鍵，用戶(hù)不需要旋轉手機，通過(guò)按鍵就可以滿(mǎn)足橫豎屏顯示，從而給直播用戶(hù)帶來(lái)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 頻率的外接晶體驅動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC），可保持時(shí)間當主系統時(shí)鐘關(guān)閉時(shí)縮放。H.264/H.265 引擎解碼來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的視頻流并發(fā)送它們被送到顯示子系統。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和應用軟件保留。此外，其他外圍設備，如SAR ADC、音頻支持ADC/DAC、UARTs、PWMs、GPIOS 和spi，實(shí)現應用程序的最大靈活性。此外，SSD202D 還支持安全引導和個(gè)性化身份驗證機制來(lái)保護系統。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備，集成度高。支持所有1、2、5.5 和11 Mbps 的強制性IEEE 802.11b數據速率，所有6、9、12、18、24、36、48 和54 Mbps的802.11g 有效載荷數據速率，以及802.11n MCS0〜MCS7，HT20 / HT40、800 ns 和400 ns 保護間隔。它包括1 個(gè)雙頻WLAN CMOS 高效功率放大器（PA）和1 個(gè)內部低噪聲放大器（LNA）。射頻前端是單端雙向輸入和輸出.SSW105 具有附加的LDO 和DCDC 降壓轉換器，可為數字和模擬電源提供噪聲隔離，并以最低的BOM 成本實(shí)現出色的電源效率。外設接口，包括SPI_MASTER，UART_DATA，UART_DEBUG，I2C_MASTER，I2S 等?；赟SW105 的設計所需的唯一外部時(shí)鐘源是高速晶體或振蕩器。SSW105AT 僅支持兩個(gè)參考時(shí)鐘，分別為25 MHz 和40 MHz。SSW105BT 支持多種參考時(shí)鐘，包括19.2、20、24、25、26、38.4、40 和52 MHz。

1.3 硬件設計

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(kāi)關(guān)、HDMI 轉換電路、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(huà)面的橫豎屏，SSW105 Wi-Fi 芯片用于移動(dòng)設備（如手機、平板、筆記本、電腦）無(wú)線(xiàn)連接，HDMI芯片把主控接收的畫(huà)面轉換成HDMI 輸出的格式，HDMI 線(xiàn)纜把無(wú)線(xiàn)投屏獲取的移動(dòng)設備畫(huà)面實(shí)時(shí)的顯示在大屏上。

SSD202D 芯片內核電壓是1.0 V，為防止被干擾，耦電容設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，否則系統會(huì )不穩定。24 MHz 晶振和內部反饋電路共同構成了系統的時(shí)鐘電路，芯片的nPOR 引腳低電平有效，用來(lái)實(shí)現芯片復位，復位時(shí)間大于3 μs 可以保證芯片穩定工作。晶振的X_IN、X_OUT 信號在PCB 設計時(shí)走線(xiàn)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(xiàn)或高速信號穿過(guò)，并且不超過(guò)兩個(gè)過(guò)孔，晶振靠近主控放置。DDR 組內的不同信號線(xiàn)之間和組間兩相鄰信號線(xiàn)均要保持“3W”原則，CLKP、CLKN 差分對線(xiàn)長(cháng)誤差小于5 mil，DQS、DM 和DATA 的線(xiàn)長(cháng)誤差小于10 mil，DQSnP、DQSnM 差分對線(xiàn)長(cháng)誤差小于5 mil。FLASH 保持信號參考平面完整避免信號走線(xiàn)穿越電源分割區域，相鄰信號走線(xiàn)間距保持“3W”原則。

橫豎屏大屏顯示畫(huà)面通過(guò)橫豎屏按鍵來(lái)實(shí)現，具體實(shí)現過(guò)程是：系統默認橫屏顯示，當系統主控收到按鍵信號（低電平）時(shí)，系統把橫屏切換成豎屏。電路設計如圖2。

圖2

2 軟件設計

便攜式投屏盒軟件主要功能是：將用戶(hù)智能終端（如手機，平板，筆記本電腦等）的屏幕畫(huà)面以鏡像的模式，無(wú)線(xiàn)傳輸到顯示器或者其它大屏設備上。軟件架構如圖3。

軟件運行過(guò)程如下：

1）投屏 器開(kāi)啟投屏功能并等待投屏連接請求。

2）投屏源設備搜索到投屏器后向投屏器發(fā)起投屏請求。

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

4）投屏器解析投屏源設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據給到音視頻處理模塊，依照用戶(hù)設置對音視頻

6）數據進(jìn)行縮放、裁剪、旋轉操作。

7）最后將最終畫(huà)面轉成 HDMI 輸出。

3 結束語(yǔ)

本文設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(shí)驗證明便攜式投屏盒攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、穩定性高，深受直播用戶(hù)信賴(lài)。

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（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年4月期）