高清HD-SDI芯片方案選擇應用與趨勢分析

視頻監控在經歷模擬時代、數字時代、網絡時代的發展后，現在已經逐步走入了高清與智能時代。與傳統標清視頻相比，高清在視頻質量上有了質的飛躍，但就目前而言，要實現監控系統高清呈現，也并非一蹴而就之易事。從視頻監控系統中模擬到數字的轉化中，從CIF到D1是一個重要的階躍，從效果來看數字化視頻影像也可與模擬視頻影像相當，即使達到標準清晰度(即“標清”)，其存儲和傳輸的增加幾乎是翻兩番。

若要達到高級清晰度 (即“高清”)，其分辨率從720P到1080P@30fps或1080P@60fps，則需要付出很大的投入和代價，因此需要特別關注數字視頻編解碼芯片技術的演變和實際應用。但是，即使前進道路再坎坷，卻阻擋不了芯片廠商在高清編解碼征程上的捷步邁進。當前，除了海思的Hi3520可實現1080P高清編解碼外，TI的TMS320DM6467、富瀚微的FH8735和FH8736以及升邁的GM8180等芯片都已殺進了高清“名人堂”。

目前，市場上主流產品仍然是標清，標清和高清將來仍會長時間共存。Techwell著手從兩方面進行了標清芯片升級：一方面清晰度升級，即將清晰度從D1升級到支持960H格式，如TW2809成功地從D1升級到支持960H，如以前端TV解碼芯片TW2960+TW2809系統方案為例，即給用戶帶來了模擬高清的享受;另一方面是集成前端TV解碼器，即將前端的TV解碼器嵌入到現有的編解碼芯片中，如在推出的TW5866在TW5864的基礎上，包含了8路TV解碼器，既增加了系統的穩定性又降低了產品的價格。

而另外一些芯片廠商在平臺的繼承性上給予深入重視，并注重全面挖掘原有芯片的潛力。以TI為例，在IP網絡攝像機的應用中，其DM365雖說目前已經廣泛普及，但仍改芯片為ARM9集成視頻協處理器并集成有ISP的單片系統，可以支持從D1到720P分辨率，只是主頻不同，而管腳和軟件完全兼容。這樣的兼容性，還延續到DM368，它可以支持1080P@30fps。

在此全兼容的平臺中，還有DMVA1和DMVA2兩個智能攝像機平臺，前者支持標清而后者支持高清。未來高清1080P@60fps的平臺將延續同樣的體系結構，只是ARM提高到A8，視頻協處理器升級，ISP性能增強。同時，還有支持1080P分辨率的DMVA3智能攝像機平臺推出，并沿用原有的應用軟件。特別需要強調的是，TI的IP網絡攝像機解決方案也都支持ONVIF和PSIA協議。

各種技術在高清攝像機的發展中爭奇斗艷，各顯神通，其中基于數字非壓縮信號的HD-SDI技術，延續了模擬攝像機的特色，且可以有機地同IP高清進行結合，也是高清發展的一個方向。在HD-CCTV良好發展前景下，富瀚微率先提供了HD-SDI的板卡方案。高清的圖像質量至少3倍于D1的圖像分辨率，而富瀚FH8735的優良編碼性能為HD-SDI的原始圖像壓縮以及存儲，提供了強有力的保證。

并且，PCI/PCI-E總線可以根據實際應用來選擇，對于對預覽要求較高的應用，PCI-E的帶寬足以保證高清原始碼流傳輸至HOST端進行后處理。顯然，高清不僅能使監控場景中的目標看得清，取證準確，重要的是提供了高質量原始圖像的保障，使智能視頻內容分析識別更加方便而準確。本文介紹視頻監控中SoC芯片的發展，HD-SDI芯片方案及選擇，HD-SDI在視頻監控中的應用，HD-SDI高清攝像機與高清網絡攝像機的比較，HD-SDI芯片的問題及發展方向。

SoC芯片在視頻監控中的發展

在安防市場中，作為產業上游產品的音視頻編解碼芯片素有DSP、ASIC與SoC之爭。而近兩年來，隨著微電子技術以及SoC芯片處理技術的不斷發展，借助低成本、低功耗、高集成度可以提供更高的處理能力和運算速度等顯著優勢，SoC迅速崛起，大有獨霸編解碼芯片市場之勢。因為SoC芯片的出現兼顧了DSP與ASIC兩家之長，彌補了兩者之短，因此被行業賦予了更大的期待。如SoC具備了ASIC的性能專用特點，具有高性能、低成本、低功耗等特征，同時也保持了DSP的靈活性，并且解決了DSP芯片成本較高的問題。

除了解碼的兼容性和編碼的壓縮質量的基本要求，高速的系統架構、內存頻寬、高效率的DMA控制器，甚至多核的平行處理也是檢驗SoC效能是否優秀的關鍵指標。

SoC芯片是具有多處理器核心的單片集成系統，其中集成有CPU主處理器，所集成的核心既可以是ASIC類的硬核，也可以是DSP或協處理器類的軟核，甚至也包含其它的專用處理子系統，且集成有豐富的外設。由于SoC是面向特性應用的片上系統，結合硬件加速等技術可以實現H.264的高復雜度的算法運算，并可針對視頻編碼方面進行優化，以實現最優化效果。視頻的數字化應用在安防市場中發展非常迅猛，其中核心的視頻處理起著舉足輕重的地位，因而SoC的閃電式“上位”無疑為視頻監控帶來新的活力。

目前，很多半導體方案提供商都在走向SoC，其中就不乏像TI、NXP、ADI以及Techwell等眾多歐美老牌實力派廠家，此外，近年來在中國大陸和臺灣地區也迅速添入一批SoC新秀，如海思、中星微、升邁、映佳。而在應用上，SoC也在視頻安防監控、視頻會議、高清視頻游戲、遠程機房控制、遠程教育和遠程醫療等應用中得到廣泛認同。

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