一種帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的設計方法
2023-05-06 23:31:36
專利名稱：一種帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的設計方法
技術領域：
本發明涉及一種TV輸出的智能WiFi無線路由器的設計方法。將擬太網接口、 TV 輸出接口、 WiFi天線、WiFi通訊模塊或晶片、處理器、用於存儲程序和數據的大容量NAND Flash、用於程序運行和數據緩存的SDRAM或DDR-SDRAM、電源管理和電源接口 、狀態指示燈等電子部件集成在一起，構成一個帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，其顯著特點是在現有的WiFi無線路由器的基礎上增加了大容量NAND Flash作為大容量數據緩存和TV輸出功能。可以實現各種網際網路內容的訂製下載和緩衝存儲，可以根據帶有WiFi的手機和電腦等設備所發送指令將預先選擇好的需要下載的網際網路上的包括視頻、音樂、圖片和新聞、郵件等信息內容自動下載到本路由器，再通過WiFi區域網路快速的發送給帶有WiF通訊功能的手機和電腦等設備，或通過本路由器中的高性能處理器實現各種多媒體內容的實時解碼並輸出到電視機上進行顯示。實現一旦內容下載一次後，在存儲器容量許可的時間內多臺WiFi設備可以共享已經存儲到路由器中的內容，從而降低家庭、小型辦公室、網吧和咖啡吧等場合對於網際網路外部接口帶寬的要求，提高多臺WiFi設備的內容下載速度。利用路由器中的大容量Flash存儲，可以將WiFi無線路由器作為網際網路的一個小型伺服器，支持自動BT下載和數據上傳，可以通過WiFi快速的接收來自帶有WiFi功能的手機和電腦等設備的各種郵件、圖片、音頻和視頻內容，再自動的獨立的不需要以上設備幹預的通過ADSL等網際網路接口發送到網際網路。 在本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器具有各種流媒體和多媒體的實時解碼功能，支持如RMVB、MPEG4、H. 264、 FLV、 SWF-Flash、 AVI、 MPEG2等格式內容在電視機上的直接播放，主要利用高性能處理器進行軟體和硬體相結合的運算處理方式進行各種算法的處理，同時兼顧了視頻格式的可擴展性和低功耗高與性能，可以通過遠程軟體升級支持未來的各種視頻格式。 本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器支持在電視機上玩網際網路健身遊戲、支持在電視機上實現按照客戶需求的新聞訂製和閱讀、支持在電視機上的電子書訂製和閱讀、支持在電視機上的音樂和視頻內容的訂製和欣賞。 本發明的智能WiFi無線路由器具有WiFi無線路由器的基本功能，即有線網絡和WiFi無線網絡的轉換功能，可以設置各種WiFi的加密方式。
圖1是本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的原理框圖，將擬太網接口 、TV輸出接口、WiFi天線、WiFi通訊模塊或晶片、應用處理器、用於存儲程序和數據的大容量NAND Flash、用於數據緩存的SDRAM或DDR-SDRAM、電源管理和電源接口 、狀態指示燈等電子部件集成在一起，構成一個智能WiFi無線路由器，其顯著特點是在現有的WiFi無線路由器的基礎上增加了大容量NANDFlash作為大容量數據緩存。其中WiFi天線可以是微型陶瓷天線、PIFA天線或拉杆天線等，處理器要求至少有400MHz以上的ARM或MIPS等32位以上處理器，最好內部帶有Ethernet擬太網的MAC或TV輸出，也可以使用外部的擬太網接口晶片和TV輸出編碼晶片，WiFi模塊可以使用單晶片的WiFi解決方案，也可以使用多晶片的解決方案，可以採用商業化的WiFi模塊，也可用單晶片或晶片組，直接設計在智能WiFi無線路由器的PCB板上。擬太網接口為標準的RJ45接口， TV編碼輸出功能可以在處理器內部，也可以是外部擴展的TV編碼晶片。
具體實施例方式
是本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的原理框圖，將擬太網接口、 TV輸出接口、WiFi天線、WiFi通訊模塊或晶片、應用處理器、用於存儲程序和數據的大容量NANDFlash、用於數據緩存的SDRAM或DDR-SDRAM、電源管理和電源接口 、狀態指示燈等電子部件集成在一起，構成一個智能WiFi無線路由器，其顯著特點是在現有的WiFi無線路由器的基礎上增加了大容量NAND Flash作為大容量數據緩存。其中WiFi天線可以是微型陶瓷天線、PIFA天線或拉杆天線等，處理器要求至少有400MHz以上的ARM或MIPS等32位以上處理器，最好內部帶有Ethernet擬太網的MAC,也可以使用外部的擬太網接口晶片，WiFi模塊可以使用單晶片的WiFi解決方案，也可以使用多晶片的解決方案，可以採用商業化的WiFi模塊，也可用單晶片或晶片組，直接設計在智能WiFi無線路由器的PCB板上。擬太網接口為標準的RJ45接口。 對於內部帶有Ethernet MAC功能的處理器，擬太網接口線路比較簡單，只需要選用低成本的支持MII接口的Ethernet PHY物理接口晶片即可，對於內部沒有Ethernet MAC功能的處理器，需要外部的單晶片的帶有數據總線接口的Ethernet晶片，對擬太網和ADSL的接口採用標準的RJ45接口，以做到通用性和方便性。 對於內部帶TV編碼輸出功能的處理器，TV輸出接口的外部線路比較簡單，只需要進行阻抗匹配即可，對於內部沒有TV編碼輸出功能的處理器，可以通過處理器的外部擴展總線擴展一片TV編碼晶片。 WiFi天線可以採用根據PCB板的覆地情況和外殼的差異定製PIFA皮發天線，也可以採用微型集成化的陶瓷天線，對於距離要求比較高的智能WiFi路由器，可採用四分之一長波長的單極金屬天線。 對於WiFi模塊，可以使用單晶片的WiFi解決方案，也可以使用多晶片的解決方案，可以採用商業化的WiFi模塊，也可用單晶片或晶片組，直接設計在智能WiFi無線路由器的PCB板上。 數據緩存可以採用普通的SDRAM，或DDR-SDRAM或DDR2-SDRAM，主要根據選擇的處理器的外部存儲擴展接口而定，SDRAM用於程序運行空間和程序運行中需要的各種數據緩存，實現本發明的所有功能需要32MB以上的SDRAM。 本發明要求處理器至少有400MHz以上的ARM或MIPS等32位以上處理器，最好內部帶有Ethernet擬太網的MAC,由於需要對於各種內容進行實時的解碼運算，因此需要內部帶有硬體MPEG和H. 264解碼功能，至少帶有視頻硬體加速器，帶有SPI或SDIO接口以便支持和WiFi基帶處理器的連接，處理器內部需要帶有4位-8位的ECC校驗，以提高大容量NAND Flash的的存取速度。本發明的具體實施案例中採用了 Telechips的TCC7901處理器，內部具有498MHz的雙ARM9核處理器，內部帶有TV編碼輸出功能和視頻加速器，以及雙SD卡接口和USB主機接口等功能，比較適合與本發明需要的處理器要求，在TCC7901的基礎上擴展Holtek公司的數據總線型Ethernet擬太網接口晶片以及SDRAM和NAND Flash等外部器件，即可實現本發明的硬體，當然也可以採用其它的處理器加上外部高性能DSP或視頻ASIC晶片完成本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的設計。
狀態指示燈可以根據外殼的大小選擇2-4個，分別指示電源、擬太網、WiFi和數據傳輸狀態等。大容量數據存儲採用NAND Flash,以便將智能WiFi無線路由器做到小型化和低功耗，為了擴大存儲容量，在產品板上可以根據外殼大小的限制設計1-8片NAND Flash,目前容量可以做到2GB到128GB，隨著存儲器技術的飛速發展，以後可以做到更大的存儲容
5量。也可以通過l-2個SD卡插槽或USB主機接口進一步擴展存儲。 本發明所需的全部程序代碼存儲於內部NAND Flash之中，並保存2份以上的程序備份，各個備份的程序可以相互驗證，以防止NAND Flash隨著使用過程中逐步產生壞塊的情況，在插入電源後，處理器從NAND Flash中將程序裝在到SDRAM中運行，運行過程中從網上下載的大量數據存儲到NAND Flash中， 一旦某個和本路由器連接的WiFi設備下載過某個網際網路的內容，其它的設備再需要下載同樣的內容的時候，本路由器不再訪問外部網際網路，而是直接的快速地將已經存儲在路由器中的內容通過WiFi高速的發送給其它需要下載相同內容的設備。 本發明的路由器也可以通過WiFi先高速的接收來自帶WiFi功能的手機、電腦、遊戲機、照相機和攝像機等設備傳送來的郵件、圖片、音頻和視頻等內容，再獨立的自動的通過ADSL等外部網際網路接口發送到網際網路上，網際網路再轉發給目標接收者。
作業系統可以選用WinCE、 Li皿x等開放的作業系統，也可以採用專有的作業系統，作業系統的基本系統要求是支持32位的文件系統、便於集成擬太網和WiFi網等各種硬體的驅動程序、支持TCP/IP等核心網絡程序、支持嵌入式的網際網路瀏覽器，WiFi路由器程序，WiFi Adhoc通訊程序等，並且便於應用擴展。本發明人採用上海吉芯電子有限公司的專有作業系統HY0S來完成以上功能程序的實現和集成，HY0S作業系統支持各種NANDFlash存儲、支持各種圖片、音頻、視頻的編解碼、具有郵件編寫和閱讀、網絡瀏覽器以及友好的用戶操作界面等功能。 在本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器具有各種流媒體和多媒體的實時解碼功能，支持如RMVB、MPEG4、H. 264、 FLV、 SWF-Flash、 AVI、 MPEG2等格式內容在電視機上的直接播放，主要利用高性能處理器進行軟體和硬體相結合的運算處理方式進行各種算法的處理，同時兼顧了視頻格式的可擴展性和低功耗高與性能，可以通過遠程軟體升級支持未來的各種視頻格式。 軟體集成TV輸出功能，可以利用傳統的電視遙控器或三維無線滑鼠，在電視屏幕上通過彩色圖形菜單形式操作，進行網際網路瀏覽和多媒體播放，以及視頻點播功能。通過在電視屏幕上的虛擬鍵盤操作或功能圖標的選擇，可以進行網址選擇、郵件編寫、記事本編寫等輸入操作，也可以通過配合WiFi無線話筒在網絡上進行語音聊天。 以下通過利用HY0S的例子說明各種電子書和多媒體的實現方法，當然也可以採
用其它的作業系統，通過添加不同的應用程式和多媒體編解碼程序來實現。 本發明的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，可以接收來自三維無線滑鼠的軌跡
和加速度以及按鍵信息，配合內部的遊戲軟體，可以模擬各種人體的動作，在電視屏幕上顯
示遊戲者的各種動作並通過網際網路傳遞這些動作信息，從而實現在電視機上進行各種基於
網際網路的健身遊戲。 通過HY0S內部集成的電子書閱讀功能，可以從網絡上下載或從外部USB存儲器以及SD卡上複製各種電子書到本發明的路由器上，再通過三維無線滑鼠操作，實現在電視機上閱讀各種電子書。 通過HY0S內部集成的多媒體播放功能，可以從網絡上下載或從外部USB存儲器以及SD卡上複製各種音樂和視頻文件到本發明的路由器上，再通過三維無線滑鼠操作，實現在電視機上播放各種音樂和視頻內容，包含但是不限於MP3、 AAC、 MIDI、 RMVB、 FLV、SWF-Flash、MPEG4等格式的多媒體，以及通過軟體升級支持未來的多媒體格式。 通過HY0S內部集成的網絡瀏覽器功能，配合三維無線滑鼠和電視屏幕上的虛擬
鍵盤操作，可以實現在電視機上瀏覽網際網路。 通過集成802. 11的各種協議，使得本發明的智能WiFi無線路由器具有WiFi無線路由器的基本功能，即有線網絡和WiFi無線網絡的轉換功能，可以通過帶有顯示屏和輸入設備的WiFi設備如電腦和手機設置各種WiFi的加密方式等路由器信息。
權利要求
一種帶TV輸出的智能WiFi無線路由器的設計方法。尤其是一種帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，將擬太網接口、TV輸出、WiFi天線、WiFi通訊模塊或晶片、高性能處理器、用於存儲程序和數據的大容量NAND Flash、用於程序運行和數據緩存的SDRAM或DDR-SDRAM、電源管理和電源接口、狀態指示燈等電子部件集成在一起，構成一個智能WiFi無線路由器。其顯著特點是在現有的WiFi無線路由器的基礎上增加了大容量NAND Flash作為大容量數據緩存、增加TV輸出可以直接連接電視機、使用高性能的處理器可以直接對於通過網際網路上下載的多媒體內容進行解碼，輸出到電視機上進行顯示，可以實現各種網際網路內容的訂製下在和緩衝存儲，可以根據帶有WiFi的手機和電腦等設備發送指令將預先選擇好的需要下載的網際網路上的包括視頻、音樂、圖片和新聞、郵件等信息內容自動下載到本路由器，再通過WiFi區域網路快速的發送給帶有WiF通訊功能的手機和電腦等設備，或直接輸出到電視機的屏幕上進行顯示。
2. 根據權利要求1所述的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，為了便於進一步擴展存 儲容量和與數位相機等設備快速交換內容，可以增加1-2個SD卡插槽，通過SD卡進行數據 的複製和傳遞。
3. 根據權利要求1所述的智能WiFi無線路由器，為了便於進一步擴展存儲容量和與數 碼相機等設備快速交換內容，可以增加1-2個USB主機接口 ，通過USB接口進行數據的複製 和傳遞。
4. 根據權利要求1所述的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視 機上播放標準的RMVB視頻。
5. 根據權利要求1所述的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視 機上播放標準的Flash視頻和遊戲。
6. 根據權利要求1所述的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視 機上玩網際網路健身遊戲。
7. 根據權利要求1所述的帶TV輸出的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視 機上實現按照客戶需求的新聞訂製和閱讀。
8. 根據權利要求1所述的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視機上的電子 書訂製和閱讀。
9. 根據權利要求1所述的智能WiFi無線路由器，通過TV輸出支持在電視機上的音樂 和視頻內容的訂製和欣賞。
全文摘要
一種帶TV輸出的智能WiFi無線路由器。將擬太網接口、TV輸出、WiFi通訊、高性能處理器、大容量NAND Flash、SDRAM、電源管理和電源接口、狀態指示燈等部件集成在一起，構成一個帶TV輸出的智能WiFi無線路由器。其顯著特點是在現有的無線路由器的上增加了大容量NAND Flash存儲和TV輸出功能、使用高性能的處理器可以直接對通過網際網路上下載的多媒體內容進行解碼並輸出到電視機上進行顯示，可以實現各種網際網路內容的訂製下在和緩衝存儲，可以根據帶有WiFi的電腦和手機等設備發送指令將預先選擇好的需要下載的網際網路上的包括視頻、音樂、圖片和新聞、郵件等信息內容自動下載到本路由器，再通過WiFi區域網路快速的發送給這些WiFi設備或顯示在電視機上。
文檔編號H04L12/56GK101729380SQ200810201450
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月21日 優先權日2008年10月21日
發明者楊心懷 申請人:上海吉芯電子有限公司