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BlueRiver® 应用之一:KVM

Professional AV, BlueRiver, SDVoE

Gareth Heywood

Gareth Heywood

BlueRiver® 应用之一:KVM自 2020 年初正式推出以来,BlueRiver® ASIC 一直是以太网传输软件定义视频 (SDVoE™) 所有新产品开发的基石。从独立的编码器和解码器,到 HDMI 视频墙,ASIC 提供了一个功耗更低且节约成本的平台,供我们的客户扩展他们的产品系列。通过集成 USB的完整功能,以及针对USB 器件(如键盘、鼠标和轨迹球)的连接和路由功能做了专门的设计,BlueRiver 为 基于IP的KVM应用树立了新的标杆。

BlueRiver® 用于 KVM 应用

我们今天要介绍的应用是音视频矩阵切换的扩展应用:KVM,即键盘、显示器和鼠标。在远程桌面或瘦客户端工作站等产品中,经常会涉及KVM。常见的案例是,用户或客户坐在显示器前,并有鼠标和键盘可供操作。但他们所控制的计算机或机器在远程,通常位于受控或受保护的设备机房中。这种部署方式的好处是:客户端工作站不需要专门为某个特定的人或功能服务(可以被多人或多功能所共享);AV over IP 的灵活性意味着可以将控制权从任何客户端工作站切换到任何远程设备(计算机或机器)。

USB 点对点切换和路由

USB 点对点切换和路由

如上图所示,网络提供视频和 USB 路由的灵活性,因此不再需要专门的用户工作站。每个用户都可以从四个工作站中的任何一个登录到四个远程计算机中的任何一个。这是通过每个 BlueRiver 设备上完全集成的 USB 实现的,支持将 USB 主机、集线器和设备直接连接到芯片。通过 SDVoE API 控制软件,可根据需要在 IP 网络上路由此 USB 连接。

下图展示了 USB 协作模式。在这种情况下,软件用于仲裁多个用户对单个 USB 主机的控制。现在您可能会想,为什么要这样做?以课堂为例,此系统用于交互式学习或在线测试。每个学生都有机会依次点击屏幕上的正确答案。使用软件控制,教师可以授予每个学生访问权限或让自己越权控制(教师模式)。

USB 协作

USB 协作

下面显示的第三个应用通常被称为“高级用户”,它使用动态 USB 切换和控制。这是一个非常强大的应用,它允许单个用户或操作员使用一套 USB 设备(例如一个键盘和鼠标)在多个桌面之间动态切换活动控制。当操作员在控制计算机 1 时将鼠标移动到显示器 1 的最右边,USB 鼠标和键盘控制将自动切换到计算机 2。将鼠标移动到显示器 2 的最右边将切换到控制计算机 3,依此类推。

高级用户(动态 USB 切换)

高级用户(动态 USB 切换)

KVM 服务器

我们来更深入地分析“高级用户”应用,看看它是如何做到的。如下图所示,通常有两台服务器在同一个 AV 网络上运行:负责创建和控制 SDVoE 端点之间连接的 SDVoE 服务器,以及与之配套的第三方 KVM 服务器。SDVoE API 用于将所有 USB 数据包的目的地设定到 KVM 服务器的 IP 地址,因此实际上是这个 KVM 服务器拦截了网络上的所有 USB 设备数据,并由它决定这些USB数据包如何处理以及转发给哪些USB 主机(在此例中是四个远程计算机)。

使用第三方 KVM 服务器进行动态 USB 切换

使用第三方 KVM 服务器进行动态 USB 切换

第三方 KVM 服务器根据整个系统方案的物理参数(例如显示器的数量、分辨率和彼此之间的位置)控制 USB 切换和路由。KVM 服务器实时检测当前活动桌面上的鼠标位置,当用户将光标移动到桌面的预定义区域(一般是超出当前活动桌面的边界)时,将动态地把控制权切换到另一个 USB 主机。用户体验就像是鼠标光标在屏幕之间“漫游”一样,因为它可以在组成阵列的各个显示器之间随意移动。

这是在控制中心等应用中使用 KVM BlueRiver 的一种有效方式。在这些应用中,多个显示器用于实时显示大量信息。操作员可以控制来自多个桌面的信息,减少房间内所需的工作人员数量,并有助于满足社交距离要求。

远程桌面

优化占地面积、优化工作站大小的需求日益增加,而且由于新冠疫情带来的限制,企业正在寻求降低建筑成本,并减少对环境的影响。通过将工作站简化为带有鼠标和键盘的单个显示器,可将服务器和台式机保存在专用、安全、气候受控的 IT 设备室中。用户可以通过 SDVoE 网络访问远程机器,从位于整个设施的任何通用工作站连接到专用计算机或执行特定任务所需的机器,而 IT 人员可以轻松维护处于 IT 设备室受控环境中的设备。

远程桌面

远程桌面

这有助于减少噪音 - 没有高性能计算机的嘈杂风扇声,减少机器的散热,使工作环境更加精致。物理安全性在许多应用中也至关重要,例如股票交易大厅。在这些应用中,人们无法实际接触提供实时市场数据的机器,有助于保护敏感硬件和软件免遭蓄意或意外篡改。

底层的实现细节

实现我所描述的功能需要什么?任何 SDVoE 端点的核心都是 BlueRiver ASIC,例如用于 AV over IP 切换和分发的低成本 AVP1000 入门级设备。在下图中,SDVoE 发射器仅由少数几个核心组件组成,USB 直接连接到 AVP1000。可根据应用要求设置 USB 接口的作用,发射器设备通常位于 USB 主机 (PC) 附近。

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SDVoE 发射器核心组件

在本设计中,AVP1000 与 10GBaseT PHY 协同工作,通过铜线电缆连接到以太网交换机。如果升级到 AVP2000,这个设计就可以使用标准 SFP+ 模块提供光纤网络连接。SDVoE 接收器也需要类似的配置,如下所示。事实上,可以只实现一个基于 BlueRiver 的设计,然后将其动态配置为接收器或发送器,并提供 USB 远程设备的动态配置(通常是 KVM 方案中的SDVoE接收器才需要)。

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SDVoE 接收器核心组件

Semtech 提供具有 USB连接功能的参考设计,便于设备制造商和软件开发人员快速评估SDVoE 的低延迟性能(由BlueRiver的AV over IP 技术提供),以及它为各种强大的 KVM 应用带来的好处。此 BlueRiver 应用系列博文还将分享更多内容,包括了解为什么由 BlueRiver 提供支持的 SDVoE 正在取代传统的矩阵交换,以实现高性能的音视频切换和分发。

您可以在网络研讨会“BlueRiver ASIC:实现新型 SDVoE 产品”中详细了解 BlueRiver SDVoE 解决方案的功能和灵活性,并在 Semtech 专业音视频应用网页上了解为什么从矩阵开关更换到完全端点集成的关键专业音视频应用需要 SDVoE 的功能和灵活性。

发现适用于 SDVoE 应用的 SEMTECH BlueRiver 芯片组

Semtech、Semtech 徽标和 BlueRiver 是 Semtech Corporation 或其附属公司的注册商标或服务标志。SDVoE 是 SDVoE 联盟® 的商标或服务标志。

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