基于SSD202D的便携式投屏盒设计与实现

便携式投屏盒就是利用Wi-Fi 信号将智能终端（如手机、平板、笔记本、电脑）的画图投射到外设大屏上。便携式投屏盒只有名片夹大小，具有携带方便、连线少、操作简单等特点。

1 硬件设计

便携式投屏盒主控采用星宸SSD202D，Wi-Fi 采用星宸SSW105。系统使用Type-C 供电，HDMI 输出。为了满足直播需求，便携式投屏设置了横屏和竖屏切换按键，用户不需要旋转手机，通过按键就可以满足横竖屏显示，从而给直播用户带来更好的体验。

1.1 SSD202D介绍

SSD202D 接口丰富， 双核Cortex-A7 主频高达1.2 GHz，集成128 MB 内存，支持大容量存储扩展，可运行Linux+QT，工作温度-20 ℃~+85 ℃。SSD202D采用32 kHz 频率的外接晶体驱动实时时钟（RTC），可保持时间当主系统时钟关闭时缩放。H.264/H.265 引擎解码来自网络的视频流并发送它们被送到显示子系统。在输出到TTL 或MIPI TX 面板之前，可以使用关于亮度/ 对比度/ 饱和度/ 清晰度，以提供最佳的图像质量。NOR 或NAND 闪存是通常为操作系统和应用软件保留。此外，其他外围设备，如SAR ADC、音频支持ADC/DAC、UARTs、PWMs、GPIOS 和spi，实现应用程序的最大灵活性。此外，SSD202D 还支持安全引导和个性化身份验证机制来保护系统。AES/DES/3DES密码引擎还可以帮助加密压缩的视频/ 音频流以保护隐私。

1.2 SSW105 介绍

SSW105 是一款低功耗单芯片设备，集成度高。支持所有1、2、5.5 和11 Mbps 的强制性IEEE 802.11b数据速率，所有6、9、12、18、24、36、48 和54 Mbps的802.11g 有效载荷数据速率，以及802.11n MCS0〜MCS7，HT20 / HT40、800 ns 和400 ns 保护间隔。它包括1 个双频WLAN CMOS 高效功率放大器（PA）和1 个内部低噪声放大器（LNA）。射频前端是单端双向输入和输出.SSW105 具有附加的LDO 和DCDC 降压转换器，可为数字和模拟电源提供噪声隔离，并以最低的BOM 成本实现出色的电源效率。外设接口，包括SPI_MASTER，UART_DATA，UART_DEBUG，I2C_MASTER，I2S 等。基于SSW105 的设计所需的唯一外部时钟源是高速晶体或振荡器。SSW105AT 仅支持两个参考时钟，分别为25 MHz 和40 MHz。SSW105BT 支持多种参考时钟，包括19.2、20、24、25、26、38.4、40 和52 MHz。

1.3 硬件设计

便携式投屏盒硬件电路主要包括主控电路、Wi-Fi电路、电源电路、横竖屏切换开关、HDMI 转换电路、HDMI 接口等。硬件电路框图如图1。

其中，Type-C 给便携式投屏盒供电，横竖屏按键切换大屏显示画面的横竖屏，SSW105 Wi-Fi 芯片用于移动设备（如手机、平板、笔记本、电脑）无线连接，HDMI芯片把主控接收的画面转换成HDMI 输出的格式，HDMI 线缆把无线投屏获取的移动设备画面实时的显示在大屏上。

SSD202D 芯片内核电压是1.0 V，为防止被干扰，耦电容设计上必须靠近引脚摆放且单独DC-DC 供电，DC 芯片供电能力大于2 A，否则系统会不稳定。24 MHz 晶振和内部反馈电路共同构成了系统的时钟电路，芯片的nPOR 引脚低电平有效，用来实现芯片复位，复位时间大于3 μs 可以保证芯片稳定工作。晶振的X_IN、X_OUT 信号在PCB 设计时走线全程做包地处理，并保证这些信号有完整的参考地， 晶体电路下方不能有电源线或高速信号穿过，并且不超过两个过孔，晶振靠近主控放置。DDR 组内的不同信号线之间和组间两相邻信号线均要保持“3W”原则，CLKP、CLKN 差分对线长误差小于5 mil，DQS、DM 和DATA 的线长误差小于10 mil，DQSnP、DQSnM 差分对线长误差小于5 mil。FLASH 保持信号参考平面完整避免信号走线穿越电源分割区域，相邻信号走线间距保持“3W”原则。

横竖屏大屏显示画面通过横竖屏按键来实现，具体实现过程是：系统默认横屏显示，当系统主控收到按键信号（低电平）时，系统把横屏切换成竖屏。电路设计如图2。

图2

2 软件设计

便携式投屏盒软件主要功能是：将用户智能终端（如手机，平板，笔记本电脑等）的屏幕画面以镜像的模式，无线传输到显示器或者其它大屏设备上。软件架构如图3。

软件运行过程如下：

1）投屏 器开启投屏功能并等待投屏连接请求。

2）投屏源设备搜索到投屏器后向投屏器发起投屏请求。

3）投屏器和投屏源设备协商投屏相关规格及信息。投屏成功后投屏源设备将音视频及投屏相关信息通过Wi-Fi 发送给投屏器。

4）投屏器解析投屏源设备的音视频流并给到解码模块。

5）解码完成后将解码后音视频数据给到音视频处理模块，依照用户设置对音视频

6）数据进行缩放、裁剪、旋转操作。

7）最后将最终画面转成 HDMI 输出。

3 结束语

本文设计了一款便携式投屏盒，支持横竖屏切换；支持Miracast、display、Airplay 等投屏协议， 支持Windows、Android、鸿蒙、iOS、macOS 等智能终端投屏。实验证明便携式投屏盒携带方便、操作简单、稳定性高，深受直播用户信赖。

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（本文来源于《电子产品世界》杂志2023年4月期）