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

城市亮化工程具备的特点有哪些?

在城市工程建设中亮化是十分关键的,它具有了美化城市的夜空功效,另外还提高了城市的形象。 城市亮化工程 也变成城市宣传策划的一个闪光点。 城 市亮化工程 都不单是大家所想...
2022-10-08
城市亮化工程具备的特点有哪些?

商场外墙照明设计是增强商场形象不可或缺的元素

伴随着经济与社会的迅速发展趋势,商场越来越高度重视品牌形象的营造和商业服务标志的正确引导体系的健全。 商场外墙照明设计 系统做为商场户外识别系统,具备与室内识别系统...
2022-10-07
商场外墙照明设计是增强商场形象不可或缺的元素

照明对人的心理和生理有哪些影响?

光是通过神经系统影响人的机体,神经纤维将光信号传递到视觉皮层和脑部的其他部位,控制身体的生物钟和荷尔蒙,对脑下垂体、松果腺、肾上腺、甲状腺均产生影响。通过它们之间...
2022-07-15

抱杆式立体六边形光伏组件的优点

抱杆式立体六边形光伏组件的优点 Pole-Holding cylinderical Solar Wrap unique features 360度全天充电 360 Full Day Charging 6块细长的太阳能电池板紧紧地固定在一个六边形框架上。因此它确保了50%的太...
2022-07-22

道路照明设计不能因为美观而牺牲照明功能

在过去的道路照明设计中,存在一个误区,即光源越多,视在面积越大,照明效果越好。其实这只是为了满足人们视觉感知的要求,对提升照明效果并没有太大的好处。发光点的增加使...
2022-07-22
道路照明设计不能因为美观而牺牲照明功能

热销商品

FEITA 镊子碳纤维合成塑料防静电无尘净化塑胶手动工具镊子93302

FEITA镊子93302采用高强度碳纤维合成塑料材质,兼具轻量化与耐用性,适用于精密操作场景。其独特的防静电设计有效避免静电对电子元件的损害,广泛应用于半导体、光学、...
1.2

江南国标rvv铜芯电缆软线3 4多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线

江南国标rvv铜芯电缆软线34多芯平方rvvp护套信号屏蔽线线缆电线,是一种高性能的电缆产品,适用于各种信号传输和控制场合。该电缆采用优质铜芯,具有优良的导电性能和...
1.96

硅胶垫片/硅胶垫/硅胶垫片圆形/硅胶垫圈/橡胶垫片/氟胶垫片

硅胶垫片(又称硅胶垫、硅胶垫圈)是一种由硅橡胶制成的密封材料,具有优异的耐高低温(-60℃~230℃)、耐老化、绝缘和环保无毒特性,广泛用于食品、医疗、电子及家电等领域...
1

内六角扳手套装单个内六方螺丝刀进口S2款加长特长平头内6角2.5mm

这款进口S2材质内六角扳手套装,专为精密机械维修与装配设计,采用高品质S2合金钢制造,具备卓越的硬度、耐磨性与抗扭强度,有效防止使用过程中断裂或变形。套装中包含2....
1.4

正品西门子电动阀 中央空调二通电磁阀VVI46.20/2 SUA21/3 DN20

西门子电动阀VVI46.20/2SUA21/3DN20是一款高品质的正品中央空调二通电磁阀,适用于多种中央空调系统。该产品采用先进技术制造,具有卓越的性能和可靠性。其型号VVI46...
60

网站栏目