一种通用、低成本的KVM over IP控制器的设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

0 引言

KVM是Keyboard(键盘)、Video(显示器)、Mouse(鼠标)的缩写,常特指KVM Switch(控制器),即多台计算机的标准I/O口连接到一台KVM Switch上,通过切换开关,共享Switch上连接的一套键盘、显示器和鼠标,以简化资源配置和操作,实现一对多的控制,在计算机房的管理和维护中得到了大量的应用。但由于是电缆连接,使用距离受限,影响了这种模拟KVM 的控制范围和扩展性。

KVM over IP,通常又简写为KVMoIP,也称为数字KVM.它是从本地计算机上采集视频信号,经过模数转换成为数字信息,压缩成IP包后,通过互联网或专用网络进行传送,远程控制台收到IP 包后,将其解包、转换,在控制台的屏幕上呈现;管理人员据此操作控制台的键盘、鼠标,发出的一系列控制命令由控制台组合成IP包,经过网络再回送到本地侧,解包后还原为键盘鼠标信号,从而让本地计算机执行相应的动作,实现了远程控制。

1 基于TI 达芬奇技术的KVMoIP 设计

KVMoIP的产品形态主要有外置式和内置式两种。

图1是外置式KVMoIP的典型组网示意图,一方面通过线缆把各本地端的KVM 信号接到控制器,由控制器进行信号的处理和转换,最后提供网口供远端用户使用。图1中示意的是菊链式KVMoIP切换器,对于已有的模拟共享式KVM切换器,为保护投资,也可以外接IP接入模块来进行KVMoIP的功能扩展,以节约成本。

内置式KVMoIP 是将该功能直接集成在计算机主板上,由主板上的BMC 芯片(如ASPEED 公司的AST2050)来实现。如图2所示,基板管理控制器(Base-board Management Controller,BMC),通过LPC 总线和PCIe总线接到Intel Xeon芯片组的桥片PCH上,BMC除了支持智能平台管理接口(IPMI)规范实现硬件资源的监控管理外,还提供KVMoIP的功能。

与传统的模拟式KVM相比,KVM over IP具有不受距离限制的优点,实现了任意时间、任意地点的管理访问。另外,和一些流行的远程控制软件PcAnywhere、Radmin 等相比,KVMoIP 有着更独特的强大功能,如BIOS 级的存取,带外管理不受限于设备的运行状态,与被监控设备的操作系统和硬件平台无关。因此,KVMoIP具有良好的通用性和可扩展性,在互联网数据中心IDC、通信网络操作中心NOC等环境领域得到了广泛应用,可以说KVMoIP已经是当今IT架构中重要的组成部分之一,已成为计算机远程管理的必然趋势。

图1 中的KVMoIP 系统分为两个部分:接入层的KVM控制器和管理层的远程客户端。客户端通过Web方式接入控制器,充分利用IP 技术呈现丰富的控制功能,提供集中化管理策略以及安全管理,如接收服务器软件发送的视频压缩数据,显示解压缩之后的视频图像;实现键盘、鼠标编码的发送并在目标设备间快速切换,保证网络传输的安全性和实时性。本文重点在单路KVM控制器的技术实现。图1中的KVM控制器大多采用Raritan公司的专用芯片KIRA100实现[3],专用性强且成本高,本方案采用TI达芬奇技术,作为一种低成本的通用性设计。

1.1 达芬奇技术简介

达芬奇(DaVinci)技术是TI公司推出的嵌入式多媒体应用方案,采用了高度集成的片上系统(SOC),为ARM DSP的双核架构。ARM核是通用处理器架构,利于任务调度,适合对外设的管理和控制;DSP核长于编解码算法,适合于数字音视频处理,两相结合,这一特点使达芬奇技术特别适合用来开发智能多媒体系统。DaVinci技术还提供了底层驱动、开发包(DVSDK)、标准库以及丰富的应用编程接口(API)等组件作为配套解决方案,可高效的开发数字多媒体产品,加速市场应用。因而,DaVinci技术一经推出就受到开发者的青睐,在视频监控、多媒体网络和移动通信等领域得到了越来越多的应用。

1.2 系统硬件设计

基于达芬奇技术的KVMoIP 控制器的硬件框图如图3所示,分为主控模块、KVM模块、网络传输模块三个部分。

1.2.1 主控模块

主控模块采用TMS320DM365,它是TI近年推出、面向高清视频处理的DaVinci系列的一款处理器,内部集成了ARM9 内核,图像处理子系统VPSS,H.264 高清编码协处理引擎HDVICP 和MPEG-4/JPEG 协处理引擎MJCP.ARM9 负责整个系统的控制,VPSS 不仅提供灵活的视频输入接口,如BT.601/BT.656/BT.1120 数字YCbCr(8/16 b)接口,用于支持多种类型的CCD/CMOS图像传感器,还支持RGB/YUV 数字信号输出和PAL/NTSC制式的复合视频信号输出,用于连接多种类型的显示设备。HDVICP和MJCP支持H.264、MPEG4、JPEG和WMV9/VC1等格式编解码,能够以30 f/s的速度对高清(720P)视频进行H.264 编解码。芯片还提供丰富的外设接口,包括USB 2.0、SDIO、SPI、UART、I2C、EMAC和Voice Codec(如G.711/G.723、MP3、WMA)等。图3 中,DM365 的外围电路扩展了程序存储器NAND FLASH、DDR2 数据存储器、USB 和EMAC 接口等。

1.2.2 KVM模块

键盘、鼠标的USB信号连接到DM365的USB接口,VGA信号由TVP7002接入处理。

相关阅读

公园景观灯光亮化4要素你知道是什么吗?-河南明亮照明

如今,公园是居民可以放松、乘凉的区域, 公 园 景观灯光亮化 也在慢慢改善。根据城市公园照明的实施,公园将成为大家夜间娱乐放松的好去处,也是城市景观照明工程的关键组成部...
2022-08-22
公园景观灯光亮化4要素你知道是什么吗?-河南明亮照明

建筑电气设计常见疑问解答

一、柴油发电机房灭火设施配置 问题:《民用建筑电气设计标准》(GB51348-2019)要求,民用建筑内的柴油发电机房不论容量大小、建筑规模,均应设置自动灭火设施。而《建筑设计防火规...
2026-04-17
建筑电气设计常见疑问解答

四点打造一个好的园林泛光照明工程

随着社会经济的快速进步和人民生活水平的不断提高,人们都需要有一个休闲的绿色空间。城市中开放式的园林空间越来越受到大家的欢迎。 园 林泛光照明工程 不是一般意义上的照明...
2022-07-29
四点打造一个好的园林泛光照明工程

道路照明工程方案如何规划?这篇文章给你答案-河南明亮照明

一、方案背景 道路照明工程 也可称为道路亮化工程。道路是城市的关键设施之一。目前,随着时代的快速发展,除了作为道路交通一部分的照明灯具外,还需要对道路两侧的绿化和建...
2022-08-22
道路照明工程方案如何规划?这篇文章给你答案-河南明亮照明

道路景观亮化工程美化了城市环境

道路景观亮化工程为城市夜间车辆和行人创造了良好的视觉环境,保证了交通安全,方便了人们的生活,减少了犯罪,美化了城市环境。它也在一定程度上反映了一个城市的经济实力、...
2022-07-21
道路景观亮化工程美化了城市环境

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

鸿雁开关插座面板旗舰店家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1

鸿雁开关插座面板旗舰店推出的家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1,是一款设计精良、功能齐全的家居电气产品。该产品采用86型标准面板尺寸,安装方便,适用于各种暗...
4.71

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目