基于RK3588的8K无线投屏系统软硬件设计

无线投屏就是通过无线传输的方式将移动设备（如手机、平板、笔记本、电脑）的画面“实时地”投射到支持此功能的外设大屏幕上，实现多屏共享。它具有连线少、简单易操作、实时传输、稳定性和多人协作等特点。

目前主流无线投屏系统只支持4 路投屏，且4 路长时间投屏时容易出现卡顿、花屏等现象，严重影响了会议体验。本文设计的一款8K 无线投屏系统，支持8 路跨协议同时投屏，性能稳定，投屏效果更好，且支持单路8K@60FPS 投屏，给会议带来极致体验。

1 硬件设计

无线投屏系统主控采用瑞芯微RK3588，WiFi 采用瑞昱RTL88222CU。系统HDMI2.1 接口，无线投屏系统通过HDMI 将移动设备（如手机、平板、笔记本、电脑）的画面传输到外设大屏上；无线投屏系统采用5V/2A供电。

1.1 RK3588介绍

瑞芯微RK3588 是8K 旗舰芯片，采用ARM 架构，它采用8 nm 先进制程，集成了8 核64 位架构，最大可配32GB 大内存，支持8K 视频编解码，具有高性能，低功耗等特点，。

1.2 RTL88222CU介绍

瑞昱RTL88222CU 是一款高度集成的双频Wi-Fi+蓝牙5.0 2T2R SDIO3.0 模块。支持802.11n 2.4 GHz 或5GHz 双频段MIMO 和802.11ac wave-2 MU-MIMO，向后兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac 标准，提供最大867 Mbps 的PHY数据速率。主机接口符合无线局域网SDIO 1.1/2.0/3.0标准，时钟率高达208 MHz，BT 采用HS-UART 接口，包含蓝牙V2.1/3.0/4.1/4.2，支持蓝牙5.0 系统。

图1

1.3 硬件设计

无线投屏系统硬件电路主要包括主控电路、Wi-Fi 电路、电源电路、时钟复位电路、USB接口和HDMI 接口等。硬件电路如图2：

图2

其中，系统采用5V/2A 供电，电源电路、时钟复位电路保证系统正常运行，WIFI 用于移动设备（如手机、平板、笔记本、电脑）无线连接，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。

RK3588 芯片有两个PLL 的电源， 分别是PLL_AVDD_1V8 和PLL_AVDD_0V8，为防止干扰PLL 电源被干扰，耦电容设计上必须靠近引脚摆放且单独LDO 供电。给芯片Logic 和NPU 电源供电的电源芯片LDO 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4 μs 可以保证芯片稳定工作。晶振的XIN、XOUT 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， 晶体电路下方不能电源线或有高速信号穿过，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。

2 软件设计

软件遵循Android 的系统架构，从下到上依次是内核(Linux Kernel)、运行时环境(Android Runtime)、库(Libraries)、应用框架(Application Framework)、应用(Applications)。我们主要修改应用框架和应用，而且分功能模块开发，每个功能模块独立于其他模块，最大限度减少耦合，方便后续功能扩展。

2.1 内核(Linux Kernel)

Android 基于Linux 4.4 提供核心系统服务，例如：安全、内存管理、进程管理、网络堆栈、驱动模型。Linux Kernel 也作为硬件和软件之间的抽象层，它隐藏具体硬件细节而为上层提供统一的服务。

2.2 运行时环境(Android Runtime)

Android 包含一个核心库的集合，提供大部分在Java 编程语言核心类库中可用的功能。每一个Android应用程序是Dalvik 虚拟机中的实例，运行在他们自己的进程中。Dalvik 虚拟机设计成，在一个设备可以高效地运行多个虚拟机。

2.3 库(Libraries)

Android 包含一个C/C++ 库的集合，供Android 系统的各个组件使用。这些功能通过Android 的应用程序框架(application framework) 暴露给开发者。

2.4 应用框架(Application Framework)

通过提供开放的开发平台，Android 使开发者能够编制极其丰富和新颖的应用程序。开发者可以自由地利用设备硬件优势、访问位置信息、运行后台服务、设置闹钟、向状态栏添加通知等等。开发者可以完全使用核心应用程序所使用的框架APIs。应用程序的体系结构旨在简化组件的重用，任何应用程序都能发布他的功能且任何其他应用程序可以使用这些功能( 需要服从框架执行的安全限制)。

2.5 应用(Applications)

Android 装配一个核心应用程序集合，包括电子邮件客户端、SMS 程序、日历、地图、浏览器、联系人和其他设置。所有应用程序都是用Java 编程语言写。更加丰富的应用程序有待我们去开发。软件结构如下：

图3

3 结束语

本文本文设计了一款8K 无线投屏系统，支持8 路跨协议同时投屏，且支持单路8K@60FPS 投屏，实验证明本文设计的无线投屏系统性能稳定，投屏效果好。

（本文来源于《电子产品世界》杂志2023年8月期）