معرفی ESP-KVM؛ راهکار متن‌باز کنترل از راه دور سرور مبتنی بر تراشه RISC-V مدل ESP32-P4

به گفته CNX Software – Embedded Systems News

معرفی پروژه ESP-KVM

اوایل ماه جاری، پروژه P4 KVM مورد توجه من قرار گرفت. این پروژه قابلیت‌های IP KVM را برای یک برد مدل Waveshare ESP32-P4-WIFI6-POE-ETH در صورت جفت شدن با یک آداپتور HDMI به CSI مدل Toshiba TC358743 فراهم می‌کند. با این حال، این پروژه با مدل‌های جدید ESP32-P4 نسخه V3.x که دارای پیاده‌سازی صحیح انکودینگ ویدیویی H.264 هستند، کار نمی‌کند و توسعه‌دهنده آن (Jonathan Rowny) می‌گوید که این صرفاً یک «اثبات مفهوم» (proof-of-concept) با باگ‌های زیاد و بدون امنیت است؛ بنابراین تصمیم گرفتم از آن بگذرم. خبر خوب این است که او دیگران را به فورک کردن این پروژه تشویق کرد و Evgenij Spitsyn دقیقاً همین کار را با انتشار پروژه ESP-KVM انجام داد که از هر دو انکودینگ MJPEG و H.264 و مجموعه‌ای از ویژگی‌های دیگر پشتیبانی می‌کند.

ویژگی‌های برجسته ESP-KVM:

• ضبط ویدیو، تغییرات رزولوشن و انکودینگ MJPEG یا H.264
• صفحه‌کلید، اشاره‌گر ماوس (مطلق و نسبی)، کلیدهای رسانه، کپی/چسباندن
• حالت لمسی برای گوشی‌ها و تبلت‌ها (ترک‌پد، صفحه‌کلید روی صفحه)
• چندین بیننده، با کنترل هم‌زمان یک نفر و قابلیت انتقال کنترل (takeover)
• HTTPS، ورود به سیستم، بازنشانی فیزیکی رمز عبور
• به‌روزرسانی‌های فریمور از طریق شبکه، با قابلیت بازگشت به نسخه قبل (rollback)
• محافظت حرارتی
• رسانه مجازی (Virtual media): بوت کردن سیستم هدف از روی یک ایمیج دیسک (کارت microSD یا فلش روی تراشه)
• تشخیص سیستم‌عامل هدف از نحوه شناسایی USB
• ماکروهای کاربر: توالی‌های کلیدی قابل تکرار
• Wake-on-LAN (بدون نیاز به سیم‌کشی ATX)
• IP استاتیک یا DHCP
• کنترل توان ATX (دکمه‌های پاور/ریست، سنجش LED پاور)

برخی محدودیت‌ها شامل این است که صدای HDMI هنوز پیاده‌سازی نشده است؛ همچنین توسعه‌دهنده توضیح می‌دهد که به‌جز ورود از طریق HTTPS و TLS، امنیت این راهکار به طور کامل ارزیابی نشده است. به همین دلیل، توصیه می‌شود فقط در شبکه LAN یا پشت یک VPN از آن استفاده کنید.

ESP-KVM معماری

Evgenij از سخت‌افزار کمی متفاوت استفاده می‌کند و به یک برد Waveshare ESP32-P4-ETH یا یک برد ESP32-P4-Function-EV-Board و یک برد تبدیل MIPI CSI به HDMI مدل Geekworm C790 متکی است. همچنین یک ماژول اپتوکوپلر ۲ کاناله PC817 اختیاری برای دکمه‌های پاور، ریست و نشانگر وضعیت به کار گرفته شده است. هزینه لیست قطعات (BoM) حدود ۴۵ دلار است؛ به این معنی که با توجه به قیمت IP KVMهای سطح مبتدی امروزی، صرفه‌جویی خاصی نخواهید کرد، اما همچنان پروژه جالبی است. این پروژه همچنین باید با سایر بردهای مبتنی بر ESP32-P4 که دارای MIPI CSI، USB و اتصال اترنت یا وای‌فای هستند، کار کند.

Waveshare ESP32-P4-ETH، Geekworm C970 و ماژول ۲ کاناله PC817

سیم‌کشی ESP32-P4، PC817 و هدر پنل جلویی

هنگامی که شروع به نوشتن این مقاله کردم، تصورم این بود که بردهای مبتنی بر میکروکنترلر جدید ESP32-P4 V3.x رایج‌تر شده‌اند و انکودینگ H.264 به درستی پیاده‌سازی شده است. با این حال، وضعیت پروژه ESP-KVM فعلاً مشابه پروژه P4 KVM است: ۲۰ فریم در ثانیه با MJPEG و ۷ فریم در ثانیه با H.264. دلیل آن این است که Evgenij همچنان از بردی با تراشه ESP32-P4 V1.3 استفاده کرده است که نیاز به یک مرحله اضافی تبدیل فضای رنگی (color space conversion) دارد؛ مرحله‌ای که در نسخه V3.x مورد نیاز نخواهد بود. به عنوان یک نکته جانبی، امروز متوجه شدم که شرکت Wireless Tag یک ماژول ESP32-P4 V3.2 ارائه کرده است، بنابراین این نسخه‌ها قطعاً به زودی در دسترس خواهند بود.

تمام منابع برای شروع کار با پروژه ESP-KVM را در وب‌سایت آن و مخزن گیت‌هاب شامل کدها و مستندات تکمیلی پیدا خواهید کرد. شما حتی برای تست آن به سخت‌افزار نیاز ندارید، زیرا یک دموی زنده برای آشنایی با محیط کاربری آن ارائه شده است.