高清HD-SDI芯片方案選擇應用與趨勢分析
視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)監控在(zai)(zai)經歷模(mo)擬(ni)時代(dai)、數字時代(dai)、網絡時代(dai)的(de)發展(zhan)后(hou),現在(zai)(zai)已經逐步走入了(le)高清(qing)與(yu)智能(neng)時代(dai)。與(yu)傳統(tong)標清(qing)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)相比,高清(qing)在(zai)(zai)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)質量上有了(le)質的(de)飛躍,但就(jiu)目前而(er)(er)言,要(yao)實現監控系統(tong)高清(qing)呈現,也(ye)并(bing)非一蹴而(er)(er)就(jiu)之易事。從視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)監控系統(tong)中模(mo)擬(ni)到數字的(de)轉化(hua)中,從CIF到D1是(shi)一個(ge)重要(yao)的(de)階躍,從效果(guo)來看數字化(hua)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)影像也(ye)可與(yu)模(mo)擬(ni)視(shi)(shi)(shi)頻(pin)(pin)(pin)影像相當,即使達(da)到標準清(qing)晰度(du)(即“標清(qing)”),其存(cun)儲和傳輸的(de)增加幾乎是(shi)翻兩番(fan)。
若要達到高(gao)級清(qing)(qing)晰度(du) (即(ji)“高(gao)清(qing)(qing)”),其分辨率從(cong)720P到1080P@30fps或1080P@60fps,則需要付出很大(da)的(de)投入和代價,因此(ci)需要特別關注數字(zi)視頻(pin)編解(jie)碼芯(xin)片技(ji)術的(de)演變和實際應用。但是(shi),即(ji)使前(qian)進(jin)道(dao)路再(zai)坎坷,卻阻(zu)擋不了(le)(le)芯(xin)片廠商在高(gao)清(qing)(qing)編解(jie)碼征程上的(de)捷步邁進(jin)。當前(qian),除了(le)(le)海思的(de)Hi3520可實現1080P高(gao)清(qing)(qing)編解(jie)碼外,TI的(de)TMS320DM6467、富(fu)瀚微的(de)FH8735和FH8736以及升邁的(de)GM8180等芯(xin)片都已殺(sha)進(jin)了(le)(le)高(gao)清(qing)(qing)“名人堂”。
目前,市場上(shang)主流產品仍然是(shi)(shi)標清(qing),標清(qing)和高(gao)清(qing)將(jiang)來仍會長時(shi)間共存(cun)。Techwell著(zhu)手從兩方面(mian)進行了(le)(le)(le)(le)標清(qing)芯片升(sheng)級:一(yi)方面(mian)清(qing)晰度(du)升(sheng)級,即將(jiang)清(qing)晰度(du)從D1升(sheng)級到(dao)支(zhi)持960H格式,如(ru)(ru)TW2809成功地從D1升(sheng)級到(dao)支(zhi)持960H,如(ru)(ru)以(yi)前端TV解(jie)(jie)碼芯片TW2960+TW2809系統(tong)方案為例,即給用戶帶來了(le)(le)(le)(le)模擬(ni)高(gao)清(qing)的(de)享(xiang)受(shou);另(ling)一(yi)方面(mian)是(shi)(shi)集成前端TV解(jie)(jie)碼器,即將(jiang)前端的(de)TV解(jie)(jie)碼器嵌入到(dao)現(xian)有的(de)編解(jie)(jie)碼芯片中,如(ru)(ru)在推出的(de)TW5866在TW5864的(de)基礎上(shang),包含了(le)(le)(le)(le)8路TV解(jie)(jie)碼器,既增(zeng)加了(le)(le)(le)(le)系統(tong)的(de)穩(wen)定性又(you)降(jiang)低了(le)(le)(le)(le)產品的(de)價格。
而另外一些芯(xin)(xin)片(pian)(pian)廠商(shang)在平臺(tai)的(de)繼承性上給予深入重(zhong)視,并注重(zhong)全面(mian)挖掘原有芯(xin)(xin)片(pian)(pian)的(de)潛力(li)。以TI為例,在IP網絡攝像機的(de)應用中,其DM365雖說目(mu)前已經廣泛普及,但仍改芯(xin)(xin)片(pian)(pian)為ARM9集成視頻協處(chu)理器并集成有ISP的(de)單片(pian)(pian)系統,可以支持從(cong)D1到(dao)720P分(fen)辨(bian)率,只是主頻不同,而管腳和軟件完全兼容(rong)。這樣的(de)兼容(rong)性,還(huan)延續(xu)到(dao)DM368,它可以支持1080P@30fps。
在此全兼容的(de)(de)平(ping)臺中,還(huan)有(you)(you)DMVA1和DMVA2兩(liang)個(ge)智能(neng)(neng)攝(she)像(xiang)機平(ping)臺,前者支持標清(qing)而后者支持高清(qing)。未來(lai)高清(qing)1080P@60fps的(de)(de)平(ping)臺將延續(xu)同樣(yang)的(de)(de)體系結構,只是ARM提高到A8,視頻協(xie)處理器升(sheng)級,ISP性能(neng)(neng)增強(qiang)。同時(shi),還(huan)有(you)(you)支持1080P分辨(bian)率(lv)的(de)(de)DMVA3智能(neng)(neng)攝(she)像(xiang)機平(ping)臺推出,并沿(yan)用(yong)原有(you)(you)的(de)(de)應(ying)用(yong)軟件(jian)。特別需要強(qiang)調(diao)的(de)(de)是,TI的(de)(de)IP網絡(luo)攝(she)像(xiang)機解決(jue)方案也都支持ONVIF和PSIA協(xie)議。
各(ge)種技術在(zai)高清(qing)(qing)攝像機(ji)的(de)(de)(de)發展(zhan)中(zhong)爭奇(qi)斗艷(yan),各(ge)顯神通,其中(zhong)基(ji)于數(shu)字(zi)非壓(ya)縮信號的(de)(de)(de)HD-SDI技術,延續了模擬(ni)攝像機(ji)的(de)(de)(de)特色,且可(ke)以(yi)有機(ji)地(di)同IP高清(qing)(qing)進行結合,也(ye)是高清(qing)(qing)發展(zhan)的(de)(de)(de)一個方向。在(zai)HD-CCTV良(liang)好(hao)發展(zhan)前景下,富瀚微率先提(ti)供(gong)(gong)了HD-SDI的(de)(de)(de)板(ban)卡方案。高清(qing)(qing)的(de)(de)(de)圖像質(zhi)量(liang)至少3倍于D1的(de)(de)(de)圖像分(fen)辨率,而富瀚FH8735的(de)(de)(de)優良(liang)編碼性能為HD-SDI的(de)(de)(de)原始圖像壓(ya)縮以(yi)及存(cun)儲,提(ti)供(gong)(gong)了強有力的(de)(de)(de)保證。
并且,PCI/PCI-E總線可(ke)以根據實(shi)際應(ying)用(yong)來選擇,對(dui)于(yu)對(dui)預(yu)覽要求(qiu)較高的(de)(de)(de)應(ying)用(yong),PCI-E的(de)(de)(de)帶(dai)寬(kuan)足以保證高清原始碼流傳(chuan)輸至HOST端進(jin)行后處理。顯然,高清不僅能使監(jian)控場景中的(de)(de)(de)目標看(kan)得清,取證準確,重要的(de)(de)(de)是提(ti)供了高質量原始圖像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)保障,使智能視頻內容分析(xi)識別更加方(fang)便而準確。本(ben)文介紹(shao)視頻監(jian)控中SoC芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan),HD-SDI芯(xin)片(pian)方(fang)案及(ji)選擇,HD-SDI在(zai)視頻監(jian)控中的(de)(de)(de)應(ying)用(yong),HD-SDI高清攝像(xiang)(xiang)機(ji)與(yu)高清網絡攝像(xiang)(xiang)機(ji)的(de)(de)(de)比(bi)較,HD-SDI芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)問(wen)題及(ji)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)方(fang)向(xiang)。
SoC芯(xin)片在視頻監控中的發展
在安(an)防(fang)市場(chang)中,作為產業(ye)(ye)上游產品的(de)(de)音視頻編解碼(ma)(ma)芯片(pian)素有(you)DSP、ASIC與SoC之(zhi)爭。而近兩(liang)年來,隨著(zhu)微電(dian)子(zi)技術(shu)以(yi)及SoC芯片(pian)處(chu)理技術(shu)的(de)(de)不斷發展(zhan),借(jie)助(zhu)低(di)(di)成本、低(di)(di)功耗(hao)、高(gao)集成度可以(yi)提供更高(gao)的(de)(de)處(chu)理能力和運算速(su)度等顯著(zhu)優勢,SoC迅速(su)崛起,大(da)有(you)獨霸編解碼(ma)(ma)芯片(pian)市場(chang)之(zhi)勢。因(yin)為SoC芯片(pian)的(de)(de)出現兼顧(gu)了(le)(le)DSP與ASIC兩(liang)家之(zhi)長,彌補了(le)(le)兩(liang)者之(zhi)短,因(yin)此被行業(ye)(ye)賦予了(le)(le)更大(da)的(de)(de)期待。如SoC具備(bei)了(le)(le)ASIC的(de)(de)性(xing)能專用特(te)(te)點,具有(you)高(gao)性(xing)能、低(di)(di)成本、低(di)(di)功耗(hao)等特(te)(te)征,同時也保持了(le)(le)DSP的(de)(de)靈活性(xing),并且解決了(le)(le)DSP芯片(pian)成本較高(gao)的(de)(de)問題。
除(chu)了解碼的(de)(de)兼容性和編碼的(de)(de)壓縮質量的(de)(de)基(ji)本(ben)要求,高速的(de)(de)系統(tong)架構、內(nei)存頻寬、高效率的(de)(de)DMA控制器,甚至多核的(de)(de)平行處(chu)理也是(shi)檢驗SoC效能是(shi)否優秀的(de)(de)關鍵指標。
SoC芯片是(shi)(shi)具有多(duo)處(chu)(chu)理(li)器核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)單片集(ji)成系(xi)統(tong)(tong),其中(zhong)集(ji)成有CPU主處(chu)(chu)理(li)器,所集(ji)成的(de)(de)(de)(de)(de)核(he)心(xin)既可(ke)以(yi)是(shi)(shi)ASIC類的(de)(de)(de)(de)(de)硬核(he),也可(ke)以(yi)是(shi)(shi)DSP或協(xie)處(chu)(chu)理(li)器類的(de)(de)(de)(de)(de)軟(ruan)核(he),甚(shen)至也包(bao)含其它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)專用(yong)(yong)處(chu)(chu)理(li)子系(xi)統(tong)(tong),且集(ji)成有豐富的(de)(de)(de)(de)(de)外設。由于SoC是(shi)(shi)面(mian)向特性應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)片上系(xi)統(tong)(tong),結合(he)硬件加速等(deng)技術可(ke)以(yi)實(shi)(shi)現(xian)H.264的(de)(de)(de)(de)(de)高復雜度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)算法運算,并可(ke)針對視(shi)頻(pin)(pin)編(bian)碼方面(mian)進行優(you)化(hua),以(yi)實(shi)(shi)現(xian)最(zui)優(you)化(hua)效果。視(shi)頻(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)數字(zi)化(hua)應用(yong)(yong)在安防市場(chang)中(zhong)發展非常迅猛,其中(zhong)核(he)心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)頻(pin)(pin)處(chu)(chu)理(li)起著舉足輕(qing)重的(de)(de)(de)(de)(de)地位(wei),因而SoC的(de)(de)(de)(de)(de)閃電式“上位(wei)”無(wu)疑為視(shi)頻(pin)(pin)監控帶來(lai)新的(de)(de)(de)(de)(de)活力。
目前,很多(duo)半導體方案提(ti)供商都在走(zou)向SoC,其中(zhong)就不乏像(xiang)TI、NXP、ADI以及Techwell等(deng)(deng)眾多(duo)歐美老牌實力(li)派廠家,此(ci)外,近年來在中(zhong)國大陸和(he)臺灣地區也(ye)迅速添入一批SoC新秀,如海思、中(zhong)星(xing)微(wei)、升邁、映佳。而(er)在應用(yong)上,SoC也(ye)在視頻安防監控(kong)、視頻會議、高清視頻游戲(xi)、遠程(cheng)機房控(kong)制、遠程(cheng)教育和(he)遠程(cheng)醫療等(deng)(deng)應用(yong)中(zhong)得到廣(guang)泛認同。
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