基于RK3588的8K無線投屏系統(tǒng)軟硬件設計

無線投屏就是通過無線傳輸?shù)姆绞綄⒁苿釉O備（如手機、平板、筆記本、電腦）的畫面“實時地”投射到支持此功能的外設大屏幕上，實現(xiàn)多屏共享。它具有連線少、簡單易操作、實時傳輸、穩(wěn)定性和多人協(xié)作等特點。

目前主流無線投屏系統(tǒng)只支持4 路投屏，且4 路長時間投屏時容易出現(xiàn)卡頓、花屏等現(xiàn)象，嚴重影響了會議體驗。本文設計的一款8K 無線投屏系統(tǒng)，支持8 路跨協(xié)議同時投屏，性能穩(wěn)定，投屏效果更好，且支持單路8K@60FPS 投屏，給會議帶來極致體驗。

1 硬件設計

無線投屏系統(tǒng)主控采用瑞芯微RK3588，WiFi 采用瑞昱RTL88222CU。系統(tǒng)HDMI2.1 接口，無線投屏系統(tǒng)通過HDMI 將移動設備（如手機、平板、筆記本、電腦）的畫面?zhèn)鬏數(shù)酵庠O大屏上；無線投屏系統(tǒng)采用5V/2A供電。

1.1 RK3588介紹

瑞芯微RK3588 是8K 旗艦芯片，采用ARM 架構(gòu)，它采用8 nm 先進制程，集成了8 核64 位架構(gòu)，最大可配32GB 大內(nèi)存，支持8K 視頻編解碼，具有高性能，低功耗等特點，。

1.2 RTL88222CU介紹

瑞昱RTL88222CU 是一款高度集成的雙頻Wi-Fi+藍牙5.0 2T2R SDIO3.0 模塊。支持802.11n 2.4 GHz 或5GHz 雙頻段MIMO 和802.11ac wave-2 MU-MIMO，向后兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac 標準，提供最大867 Mbps 的PHY數(shù)據(jù)速率。主機接口符合無線局域網(wǎng)SDIO 1.1/2.0/3.0標準，時鐘率高達208 MHz，BT 采用HS-UART 接口，包含藍牙V2.1/3.0/4.1/4.2，支持藍牙5.0 系統(tǒng)。

圖1

1.3 硬件設計

無線投屏系統(tǒng)硬件電路主要包括主控電路、Wi-Fi 電路、電源電路、時鐘復位電路、USB接口和HDMI 接口等。硬件電路如圖2：

圖2

其中，系統(tǒng)采用5V/2A 供電，電源電路、時鐘復位電路保證系統(tǒng)正常運行，WIFI 用于移動設備（如手機、平板、筆記本、電腦）無線連接，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。

RK3588 芯片有兩個PLL 的電源， 分別是PLL_AVDD_1V8 和PLL_AVDD_0V8，為防止干擾PLL 電源被干擾，耦電容設計上必須靠近引腳擺放且單獨LDO 供電。給芯片Logic 和NPU 電源供電的電源芯片LDO 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)芯片復位，復位時間大于4 μs 可以保證芯片穩(wěn)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， 晶體電路下方不能電源線或有高速信號穿過，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。

2 軟件設計

軟件遵循Android 的系統(tǒng)架構(gòu)，從下到上依次是內(nèi)核(Linux Kernel)、運行時環(huán)境(Android Runtime)、庫(Libraries)、應用框架(Application Framework)、應用(Applications)。我們主要修改應用框架和應用，而且分功能模塊開發(fā)，每個功能模塊獨立于其他模塊，最大限度減少耦合，方便后續(xù)功能擴展。

2.1 內(nèi)核(Linux Kernel)

Android 基于Linux 4.4 提供核心系統(tǒng)服務，例如：安全、內(nèi)存管理、進程管理、網(wǎng)絡堆棧、驅(qū)動模型。Linux Kernel 也作為硬件和軟件之間的抽象層，它隱藏具體硬件細節(jié)而為上層提供統(tǒng)一的服務。

2.2 運行時環(huán)境(Android Runtime)

Android 包含一個核心庫的集合，提供大部分在Java 編程語言核心類庫中可用的功能。每一個Android應用程序是Dalvik 虛擬機中的實例，運行在他們自己的進程中。Dalvik 虛擬機設計成，在一個設備可以高效地運行多個虛擬機。

2.3 庫(Libraries)

Android 包含一個C/C++ 庫的集合，供Android 系統(tǒng)的各個組件使用。這些功能通過Android 的應用程序框架(application framework) 暴露給開發(fā)者。

2.4 應用框架(Application Framework)

通過提供開放的開發(fā)平臺，Android 使開發(fā)者能夠編制極其豐富和新穎的應用程序。開發(fā)者可以自由地利用設備硬件優(yōu)勢、訪問位置信息、運行后臺服務、設置鬧鐘、向狀態(tài)欄添加通知等等。開發(fā)者可以完全使用核心應用程序所使用的框架APIs。應用程序的體系結(jié)構(gòu)旨在簡化組件的重用，任何應用程序都能發(fā)布他的功能且任何其他應用程序可以使用這些功能( 需要服從框架執(zhí)行的安全限制)。

2.5 應用(Applications)

Android 裝配一個核心應用程序集合，包括電子郵件客戶端、SMS 程序、日歷、地圖、瀏覽器、聯(lián)系人和其他設置。所有應用程序都是用Java 編程語言寫。更加豐富的應用程序有待我們?nèi)ラ_發(fā)。軟件結(jié)構(gòu)如下：

圖3

3 結(jié)束語

本文本文設計了一款8K 無線投屏系統(tǒng)，支持8 路跨協(xié)議同時投屏，且支持單路8K@60FPS 投屏，實驗證明本文設計的無線投屏系統(tǒng)性能穩(wěn)定，投屏效果好。

（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2023年8月期）