基于SSD202D的便攜式投屏盒設計與實現

張治軍

關鍵詞：無線投屏；SSD202D；便攜式；橫豎屏切換；Type-C

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。為了滿足直播需求，便攜式投屏設置了橫屏和豎屏切換按鍵，用戶不需要旋轉手機，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實時時鐘（RTC），可保持時間當主系統時鐘關閉時縮放。H.264/H.265 引擎解碼來自網絡的視頻流并發送它們被送到顯示子系統。在輸出到TTL 或MIPI TX 面板之前，可以使用關于亮度/ 對比度/ 飽和度/ 清晰度，以提供最佳的圖像質量。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，實現應用程序的最大靈活性。此外，SSD202D 還支持安全引導和個性化身份驗證機制來保護系統。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 個雙頻WLAN CMOS 高效功率放大器（PA）和1 個內部低噪聲放大器（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 成本實現出色的電源效率。外設接口，包括SPI_MASTER，UART_DATA，UART_DEBUG，I2C_MASTER，I2S 等。基于SSW105 的設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、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面的橫豎屏，SSW105 Wi-Fi 芯片用于移動設備（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換成HDMI 輸出的格式，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。

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3 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。

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

2 軟件設計

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）投屏源設備搜索到投屏器后向投屏器發起投屏請求。

3）投屏器和投屏源設備協商投屏相關規格及信息。

投屏成功后投屏源設備將音視頻及投屏相關信息通過Wi-Fi發送給投屏器。

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，依照用戶設置對音視頻

6）數據進行縮放、裁剪、旋轉操作。

7）最后將最終畫面轉成 HDMI輸出。

3 結束語

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、穩定性高，深受直播用戶信賴。