数字硬盘录像机(DVR)方案.doc

数字硬盘录像机(DVR)方案1.前言嵌入式DVR从2006年开始快速发展，目前高端DVR的回放达到D1格式已经实现，但是在预览输出方面，大部分还只能支持到标清或者通过VGA接口实现720P的显示。随着高清显示器价格的下降和普及，监控系统已经开始进入显示的高清时代，预览和回放的显示效果成为下一代DVR的一个关键指标。为了提升安防产品的显示效果，达到专业级视频播放器的显示水平，高清解码器逐步被应用到一些高端DVR方案中，通过使用其专业级的解码，后处理功能和显示能力，使得DVR的显示效果达到了专业级高清播放器的效果。富瀚为适应DVR的高清化趋势，在2009年推出了FH8735多通道H.264编码芯片；同时在新一代的DVR产品方案中，引进和使用Sigmadesign公司的最新专业级高清播放器芯片SMP8655，SMP8655是SigmaDesign公司最新的高清解码芯片，具有强大的视频解码，显示处理功能，并具有丰富的接口。此方案很好地满足了DVR发展趋势。2.FH8735的介绍FH8735是一款高性能的音视频编码芯片，支持H.264Mainprofile和Baselineprofile视频压缩格式，可以进行八路标清或者2路720p高清的实时编码和多路音频编码。在编码的同时，完成音视频同步，输出ES/PES/PS/TS。除了高性能的视频编码能力，FH8735提供了丰富的视频预处理功能，如deinterlace,denoise,OSD叠加，缩放，移动侦测等。FH8735的视频输入接口可以同时接收8路标准BT.656。也可以根据需要把视频输入接口配置为一路高清视频输入接口。FH8735可以接收来自CMOS/CCDModule,视频解码器，LVDS接收器以及HDMI接收器等输出的数字视频。除此之外，FH8735可以直接接收TW2815/TW2816输出的timemultiplexerQuad/CIF视频。FH8735可以同时接收八路立体声音频输入。亦可以根据应用的需要配置为16路单声道的音频输入。为了配置外接的视频和音频接收芯片，FH8735提供两路完全独立的标准I2C接口，以应对可能出现的外部设备I2C地址的冲突。FH8735的典型应用包括视频会议系统，安防监控等需要高分辨率或者多路视频编码的领域。FH8735的主要技术特点如下：多通道视音频编码：支持H.264MainProfile和BaselineProfile，支持帧编码和场编码；支持I,P,B帧；支持CAVLC和CABAC编码能力支持到D1240fps或720p60fps编码，并支持双码流编码；支持CBR，VBR和ABR等码率控制方式。视频输入接口：FH8735具有8个BT.656数据输入通道，每个通道均支持54MHz的增强模式，最多可以输入16路BT.656视频数据。也可以根据需要把视频输入接口配置为2通道HD视频输入接口（最高2048x1024）视频处理器和OSD：FH8735的视频前处理功能包括去隔行处理，去噪，移动侦测，遮挡侦测，区域屏蔽，水印叠加，编码和预览视频具有独立的scaler，文本和图像OSD音频输入接口（I2S）：支持8路立体声音频输入或16路单声道输入主机接口：32-bitPCI，兼容PCI2.2规范，33MHz外部储存器接口：支持2组DDRSDRAM,32-bit400MHz其他接口：I2C，UART，SPI，GPIO等3.SMP8655介绍SMP8655是一个高度集成的媒体处理器，通过大幅提升CPU速度，内存带宽和架构效率，SMP8655的性能比同类型芯片提升到一个更高的层次。SMP8655是一个多核多媒体芯片，具有500MHzMIPS24k主处理器，该主处理器可以实现简明的用户交互和大量基于应用的功能，这些功能使得SMP8655可以满足面向未来的各种应用。SMP8655还有另外称为IPU的MIPS处理器，该处理器管理中断操作和分担难以承担的系统任务，例如网络协议栈的拆分，来进一步优化主处理器的利用率。SMP8655的第三个MPIS管理所有系统安全功能，包括解密和密钥生成。该SMP8655还具有一个新的DDR2内存控制器，支持双倍数据速率高达666Mbps的存储器，而专门改进的仲裁引擎，也最大限度地提高了存储器的访问效率。SMP8655主要功能特点如下：多格式视频解码。支持MPEG-4.10（H.264）BPL3,MPL4.0andHPL4.0；SMPTE421M（VC-1）MPHLandAPL3；WMV9MPHL；MPEG-2MPHL；MPEG-4.2ASPL5和AVSJizhunprofileL2.0,4.0and6.0的解码；先进的视频处理功能。支持：32-bitOSD，2D图形加速，运动自适应的去隔行，Deblocking和deringing滤波，同时高清和标清输出，颜色色温和Gamma控制；视频输出接口。包括HDMI，YPbPr分量和RGB模拟输出。对于模拟输出，内置的12-bit视频DAC可以产生高质量的视频信号。输出分辨率支持到1920x1080i30或1920x1080p60。丰富的外设接口。支持两个SATA接口，两个USB2.0接口，SDIO接口和两个100M以太网接口；SMP8655系统框图如下：系统框架图点击此处查看全部新闻图片4.方案功能介绍该方案实现的主要功能包括：视频和音频输入：16路视频和音频输入编码：16D1H.264实时编码解码和回放：同时支持8D1H.264解码回放；支持多格式的高清解码（H.264，MPEG4，AVS，AVI等）视频前处理：支持Deinterlace，Denoise，OSD，移动侦测，遮挡检测，区域屏蔽视频后处理：2Dgraphicsaccelerator，OSD，Deinterlace，mixing，arbitray scaling视频输出：1080P60视频输出（HDMI,YPbPr,RGB）外设：USB2.0,Ethernet,SDIO,SATA，PCI该方案相比目前市场上的16路DVR方案，主要特点有：1.功能丰富。FH8735集成了编码和视频监控所需要的视频处理功能，SMP8655实现了多路回放，显示和丰富的外设接口。2.方案开发难度低。该方案架构实现简单。主芯片包括两片FH8735做H.264编码和一片SMP8655完成系统应用程序和解码。5.系统架构该系统主要由FH8735和SMP8655构成，FH8735和SMP8655之间通过PCI总线进行数据，状态和命令的交互。在功能分工方面，FH8735完成视频的输入，针对安防应用的前处理（运动检测，区域屏蔽等），H.264编码和预览显示数据的输出。SMP8655作为主控CPU，主要完成8路标清视频的解码，视音频的预览，视频输出，音频输出等媒体流处理功能；SMP8655的MIPS32内核作为通用处理器主要完成系统的引导，图形化的用户接口、用户操作管理、文件系统、文件存储管理、视音频参数设置、系统参数设置、用户权限管理、日志管理、云镜控制、报警输入输出控制、网络协议栈、网络管理等应用层功能。FH8735和SMP8655之间通过共享内存，以及硬件信号量进行通讯。SMP8655内置两个SATA接口，更多的SATA接口可以通过33MHz的PCI总线进行扩展。方案系统示意图如下：方案系统示意图点击此处查看全部新闻图片6.软件架构FH8735软件架构Firmware：运行于FH8735内部的CPU之上，完成FH8735硬件模块的配置和控制，主机命令的接收和处理；当前状态的报告；码流和预览数据的传输等。PCI驱动：提供SMP8655和FH8735之间的数据，命令和控制的传输通道。SDK：SDK提供了FH35视频编码芯片的所有控制接口，应用程序（APP）可通过调用此SDK来实现多路视音频信号的实时编码和录像、水印、中文OSD叠加、时间戳叠加、Logo叠加、Mosaic遮蔽、单帧捕获、强制关键帧输出、动态改变压缩帧率参数、动态调节视频参数、动态改变帧结构、动态检测、双码流等功能SMP8655软件架构系统架构点击此处查看全部新闻图片SMP8655运行在Linux平台，实现嵌入DVR上各种外设的设备驱动，利用FrameBuffer作为显示控制，然后在此基础上实现嵌入DVR的应用程序。Linux驱动：Linux的设备驱动程序在Linux系统中以内核模块的形式出现，在系统需要时加载和调用；直接控制硬件平台，向内核提供标准的接口函数，为应用程序提供统一的硬件抽象层。应用程序：主要由显示控制、系统管理、存储管理、输入输出控制、网络控制等五个子系统组成。显示控制负责视频信息的输出，包括：菜单显示、预览显示、回放显示等模块。显示控制是系统的主要功能模块，富瀚提供API实现这些功能。包括：预览功能。完成通过PCI通道获取YUV预览数据，预览数据的显示和多画面合成拼接。多路解码和显示；GUI实现。实现标准Framebuffer的驱动。统管理负责整个系统的管理控制，包括：录像控制、参数设置、视频遮盖、报警设置、移动侦测、用户管理、网络设置等模块。富瀚提供PCI驱动程序和API，实现对FH8735的参数配置。预览参数设置，编码参数设置，码流获取；录像控制、参数设置、视频遮盖、报警设置、移动侦测；存储管理模块实现各种数据的存储、查询功能，包括：磁盘管理、文件存储、日志管理、参数存储、检索备份等模块。输入输出控制负责响应外部输入设备（按键、485键盘、遥控器、鼠标、报警输入）的控制命令，同时控制外部输出设备（报警输出、云台），包括：按键面板、遥控器、485键盘、云台控制、鼠标接口等模块。网络控制为客户端和集中监控软件提供接口，使得可以通过网络对DVR主机进行远程操作。7.结束语FH8735是一个高性能的H.264编码芯片，并且集成了丰富的视频处理功能；而SMP8655是一个集成度很高的高清媒体处理器，硬件上提供高性能的处理器内核和解码内核，软件基于嵌入Linux操作系统，富瀚基于SMP865和FH8735的平台完成了针对嵌入式DVR应用的SDK。强大的处理能力加针对DVR应用的SDK，使得在此平台上可以快速地开发出DVR和NVR产品。同时，由于集成度高，外围芯片少，系统稳定性将大大增强。方案的推出必将推动全D1嵌入式DVR的进一步普及。数字硬盘录像机(DVR)方案适用行业： 制造业欲售价格： 元信息有效期： 100 天发布日期： 2009-06-18 10:19:49详细内容本人有嵌入式数字硬盘录像机(DVR)方案一套,并能提供方案的所有源代码;这套方案,是批量生产方案,对DVR设计, 视频服务器设计,网络摄像机设计以及相关模块设计具有绝对高的参考与使用价值,模块代码能直接使用或参考使用, 可节省大量人力物力财力,少走弯路,至少节省二个研发周期,有需求者与本人联系!由于DVR产品设计复杂,如果什么都不懂,只是拿过来生产者就不要找我了!产品规格:图像处理性能压缩方式: MPEG4硬压CPU 200MHZ嵌入式CPU压缩图像大小: D1/Half D1/CIF/QCIF帧率 最大PAL 25帧/通道,NTSC 30帧/通道实时压缩输入视频输入： 4/8路 复合视频BNC，音频输入： 4/8路输出视频输出： 1路 BNC复合视频信号,1路VGA接口音频输出： 1路 BNC输出控制端口报警输入： 无电压触点闭合,常开或常闭,8路输入报警输出： 无电压触点闭合,常开或常闭3路输出网络端口： 10M/100以太网接口,支持远程监控数据端口： 高速USB2.0接口,可外接通DVD刻录光驱,快速对录像资料进行复制云镜控制: RS485接口,可支持云台或快球控制硬盘内置： 可内置500G以上硬盘4/8个硬盘休眠 降低硬盘功耗,提高硬盘使用寿命监视模式支持单画面、四画面、 五画面、六画面、九画面、画中画录像和回放支持定时录像,手动录像,侦测录像,移动侦测录像,联动报警录像可按时间,文件回放,支持多级快放,多级倒放, 单帧检索,慢放源代码模块介绍:(所有源代码基于LINUX平台,用C/C+设计)系统软件1)图像压缩管理模块2)菜单控制管理模块3)硬盘管理模块4)录像文件管理模块5)磁盘管理模块6)系统调试管理模块7)外围电路控制管理模块8)用户管理模块9)报警控制管理模块10)远程升级管理模块11)高速USB移动设备管理模块12)TCP/UDP网络图像传输模块客户端软件1)设备管理模块2)用户管理模块2)图像接收解码模块3)图像回放模块4)设备参数远程设置管理模块5)远程升级管理模块6)远程控制管理模块7)远程双向对讲模块8)主机远程调试模块面板控制1)红钱接收解码模块2)主机通讯模块硬件电路;1)面板电路原理图文件与PCB文件2)主板电路原理图文件与PCB文件双屏显示DVR方案时间:2010-01-31 09:35来源:未知 作者:Thomas 点击: 187次信步 DVR SV-T6234 ：全球首款双屏显示 DVR 工业级专用主板 专门用于双屏显示 监控系统 信步DVR SV-T6234专用主板采用Intel 945GC + ICH7芯片组,基于Intel 775平台,既内置显卡GMA950显示核心,又可外插PCI-E X16显卡；是全球首款不需要外加分频器就可支持双屏信步 DVR SV-T6234 ：全球首款双屏显示 DVR 工业级专用主板 专门用于双屏显示监控系统信步DVR SV-T6234专用主板采用Intel 945GC + ICH7芯片组,基于Intel 775平台,既内置显卡GMA950显示核心,又可外插PCI-E X16显卡；是全球首款不需要外加分频器就可支持双屏显示的豪华型DVR专用主板,采用高规格的数字VGA信号变换芯片,提供了高分辨率模式（16001200）下的HDTV/SDTV高清晰图像输出功能。最大支持10个500G以上大容量硬盘（可扩展4个IDE和6个SATA ）,可持续录像2500小时以上。信步DVR SV-T6234是目前规格最高、性能最稳定的主板,它是主板史上支持外接设备最多的主板,是信步科技充分考虑了监控产品的应用需求并结合DVR行业的特征,量身定制的几款DVR主板之一。产品特色： 支持双屏显示专为DVR领域的特殊使用环境而设计,采用更先进的技术支持双屏显示,可同时远距离（30m以上）支持两个显示器或者一个显示器、一个TV输出。 最大可扩展支持10个500G以上大容量硬盘（4个IDE和6个SATA ）信步DVR SV-T6234主板是目前能外接设备最多的一款主板。能同时挂10个500G以上大容量硬盘（4个IDE和6个SATA）,持续录像时间超过2500小时。 针对专用BIOS, 兼容多种音视频采集压缩卡针对海康威视、恒亿、汉邦等压缩卡 , 我们制作了专用的BIOS软体 , 并做了大量满负荷测试和调试 , 以保证稳定兼容 。 3秒内断电、系统运行死机自启动DVR监控录像机机器长时间全天候在高温的机房中运行,受内、外部因素影响,偶尔发生死机或突然断电关机现象是有可能的。信步科研人员专门针对此现象,特别设计主板硬件电路、BIOS软体以及自编看门狗软件实现了这两项功能 , 并通过了大量反复的验证性测试。有了这两项功能 , 机房即使无人值守机器出现死机或断电关机的情况 , 监控录像也不会中止 , 让安防不留死角。 全方位静电保护,包括网卡、USB等静电能够造成芯片的永久性损坏,特别是一些外部接口,如USB口、网口、鼠键口等。信步的铁甲技术全方位的静电保护电路,可经受2万V的静电高压放电,严严实实地保护主板。 支持更多路音视频采集压缩卡和外设提供5根PCI插槽和2个COM口,而且安装多路音视频采集压缩卡及多个硬盘非常方便,满足监控行业多路数应用需求。 外置显卡采用效率更高的开关电源设计；PCI部分增加了信号增强和滤波电路目的为了提供更强、更纯净的视频信号,让图像更清晰、更稳定。 抗疲劳、使用寿命更长高温、干燥、静电,寒冷、潮湿,365天、全天候,是DVR机器的工作环境。信步DVR主板针对这一应用环境,无论是在器件选型,还是参数的选取；无论是电路设计,还是制造工艺都作了特别考虑,譬如：电容更耐高温、寿命更长,接插件更精密牢固,数据线传输速度更快,制造时执行老化工艺等等,以确保DVR系统长时间无故障稳定运行。 BIOS其他特色功能支持手动线性调节风扇转速和温度监控；支持RPL、PXE无盘网络,无须外置BootRom,网吧装机更方便； 支持冰点、还原精灵等数据恢复软件（很多主板不支持）。 低压启动采用档次更高的美国Intersil电源方案,电源转换效率更高,而且即使130V低电压仍能正常启动运行,避免因市网电压突然波动而导致电脑自动重启现象(如网吧使用环境常有此现象发生)。 绿色环保,符合RoHS限令这款主板按照绿色设计、绿色采购、绿色制造、绿色包装、绿色物流的企业“绿色品质”新标准制造 , 符合欧盟RoHS标准,更环保、更健康。特别提示：信步科技还为DIY市场及品牌机供应主板,有可能市场上有型号相近甚至相同的主板,但它的BIOS软体、器件型号和参数、附加功能、加工工艺流程以及售后服务方式和时间是不同的,信步科技不保证此类主板适合DVR行业使用。建议监控行业用户选择信步DVR专用主板。(责任编辑：)DVR 方案 解读市场，行业分析 2010-09-29 15:01:48 阅读7996 评论0 字号：大中小订阅DVR的技术发展史可简单概括为一个从单路到多路，集成度逐渐增加，每路成本从高到低的过程。而芯片技术在这其中又扮演了极其重要的角色。本文主要从芯片技术层面来分析DVR的发展过程和未来趋势，和读者共同分享。 文/Techwell China随着国民经济的迅速发展，嵌入式硬盘录像机，即DVR得到了长足的发展和广泛的应用。其中，DVR的硬件架构在这发展迅速的几年里，也发生了一些变化。下面我们就从芯片技术层面来分析一下DVR的历史、现在以及未来的发展趋势。基本上，DVR的技术发展史可简单概括为一个从单路到多路，集成度逐渐增加，每路成本从高到低的过程。目前我们能看到的是，在这个技术变革之中，最大的推动力是成本下降，没有一次是突然单独的技术演变。而芯片技术又在这其中扮演了极其重要的角色。可以看出，市场才是检验DVR技术唯一的标准。下面我们先介绍一下DVR的的基本规格及其内部架构(如图1）。目前市面上的DVR规格中主要的硬件部分大概为必须同时支持视音频、USB接口、可选VGA输出、网络输出、可接SATA硬盘、鼠标控制现在也是标准配置。其它软件部分大概的规格有如视频分辨率必须达到400线以上，有些甚至要求430线；压缩图像一般要求各种格式大小可转换；亮色分离部分必须做得很好，不能有串扰等等。DVR的主流方案DVR方案设计中的主芯片可粗略分为两部分，一是前端视频解码部分和画面合成部分; 二是后端视频压缩解压缩部分。早在2003年之前，中国DVR的主流硬件方案大部分是飞利浦半导体的SAA7113+PNX13系列（见图2）。（SAA7113是飞利浦半导体早期最流行的一颗视频A/D转换芯片，它面市时间很早，但是由于长期没有升级换代，无梳状滤波器，A/D量化也是八位，所以性能在现在来讲比较差。PNX13系列也是飞利浦半导体早期的Trimedia系列DSP，有1300/1301/1303等几个型号，总资源大概是可压缩一路CIF实时的图像。）我们暂且称它为中国DVR第一代方案。这个方案流行了相当长一段时间，甚至现在在某些公司，它仍然是主流方案。它的优缺点都非常明显，优点就是结构简单，灵活度高；缺点就是采用了飞利浦的SAA7113解码芯片，分辨率偏低，无梳状滤波器，影响了整体视频质量。PNX1300的能力也偏弱，只能处理一路CIF，整个方案的集成度也偏低。不管怎么样，Philips半导体芯片方案在这个年代影响力是最大的。在同一时代内，除飞利浦方案之外，也有一些ASIC方案。这个方案的优点就是第一次采用了Techwell的四合一视频解码器，整合度高，视频质量好；缺点就是ASIC压缩方式此时还不够灵活，规格离最好的应用还有一些差距。在这个DVR方案的初期形成阶段，还有一些因素值得我们注意。一是从这时期开始，中国的DVR方案主流压缩方式逐渐从最早的Motion-JPEG和MPEG-1过渡到了MPEG-4；二是国内形成大批专业的DVR设计生产制造企业。三是在这个时期内，有相当多的半导体公司进入了中国DVR领域，飞利浦半导体、 Techwell（特威半导体）、ADI、韩国Intime、Pentamicro等等。中国DVR第二代方案，也就是由Techwell （特威半导体）、ADI、TI、 NXP四家芯片方案提供商提供的主流方案。Techwell作为前端视频解码芯片提供商，依靠其优秀的视频解码质量以及贴近市场的技术支持服务，占有90%以上前端解码部分市场份额，这也可称为是中国DVR行业的一个历史转折点。在行业内，单芯片率先可以集合四路音视频解码、画面分割合成、移动侦测、OSD、Scaler等。而且从这时候起，Techwell作为DVR市场一个重要参与者的身份出现了，取代了以前飞利浦解码芯片的垄断地位，改变了整个DVR市场的格局。在DSP方面，ADI的DSP性价比最好，目前浙江大华大部分采用此方案，此方案在现有的DVR方案里面占有举足轻重的地位；随后，TI在DVR领域异军突起，依靠较强的DSP运算能力，借道杭州海康威视取得后端压缩部分比较多的市场份额；NXP作为Phlips DSP的继承者，依然占据了相当大的后端压缩部分市场份额，大部分的DSP使用者仍在使用NXP的Tremedia DSP系列，因为其使用简单方便，与上一代流行的PNX13系列DSP有很大的技术继承性。另外，还由于很多的DVR厂商因为它的使用方便性，仍然在使其作为主控CPU。 下面我们简单介绍这几个方案。这个方案之所以有竞争力，是因为它同时利用了Techwell TW2835(TW2835是Techwell在2006年底推出的高整合度前端芯片，同时四路音视频解码，并且集成了画面合成功能等等，是一颗DVR前端专用芯片) 的高整合度以及ADI BF561的低成本（BF561是ADI公司的Blackfin系列的DSP，它的总资源可压缩4路实时CIF的图像），使得整个方案成本得到了控制的同时，品质得到了很大的保证。对比起以前的Philips方案，它使用TW2835使得整个八路系统主芯片的数量大幅降低，系统架构变得更为简单，并且图像分辨率达到了430线以上，梳状滤波器的性能也达到4H，对复杂图像的处理能力大大提升了。这个方案设计得非常巧妙，之所以巧妙是因为它使用了TW2815特有的功能，使得以前的DM642（DM642是TI现在在DVR行业出货量最大的一个DSP，它的总资源大概是可压缩8路实时CIF的图像）方案从一芯四路向一芯八路实现了平滑的转变，使得TI方案的单路成本降低了很多。但是由于TI的市场策略原因，DM642成本非常贵，导致这个方案并没有得到所有厂家的认可，杭州海康威视是这个方案最大的拥护者。这个方案的优点是极大地提高了整合度，利用了Techwell的四合一解码加上画面分割器单芯片解决方案，最大限度地整合了资源，提高了效率。另外这个方案在后端采用了最新的飞利浦15和17系列DSP，图像处理能力增加到了8路实时CIF或者2路实时D1、MPEG-4，并且同时利用Trimedia作主控芯片。这个方案带给中国DVR行业一些新的概念，如画面分割、一芯八路、多路回放、非实时应用等。 中国DVR的第三代方案，也就是现在正在设计的方案还有未来的方案。现在流行，性价比高的是TW2835+SOC方案，在这其中SOC可以是台湾智源（Faraday）、美国Mobilygen、中国大陆海思半导体（Hisilicon）、以及韩系的Pentamicro等等。这个方案的优点是显而易见的，整个方案只用了两颗主芯片 TW2835+SOC。TW2835的高整合度和SOC(20世纪90年代中期，因使用ASIC实现芯片组受到启发，萌生应该将完整计算机所有不同的功能块一次直接集成于一颗硅片上的想法。这种芯片，初始起名叫System on a Chip(SoC)，直译的中文名是系统级芯片。)的低成本高性价比结合在一起，使得整个方案性价比最优。目前，市面上的SOC提供厂家多达几十家，他们都是原来从消费类电子转入安防行业的，他们的共同特点就是压缩能力强大，但芯片规格不全面，所以他们不约而同地都选择了Techwell作为他们的前端战略合作伙伴以弥补这一缺陷。Techwell的TW2835加上智源的FIC8180方案可能是目前DVR市场上量产客户数量最多的一家。它的面市时间点比较好，集成的ARM速度也比较快，市场价格也比较有竞争力；另一个比较流行的ASIC方案就是Techwell的TW2834加上海思的Hi3510，这是因为Hi3510是SOC，集成度比较高，另外海思在技术支持方面比较到位；至于韩系的芯片方案，在前几年比较流行，随着进入安防半导体公司的增多，他们的竞争力越来越低，几乎销声匿迹，这是因为他们比技术要弱于美国，比成本输于台湾公司，本土化很差，导致技术支持和对市场的理解度又输给本土公司。美系的芯片几乎都是压缩能力很强，但是因为成本方面的原因，可能到最后会占据一些高端ASIC市场。DVR芯片技术的发展趋势今后，DVR有两个方向是我们不得不关注的，一个是新的、功能更全面更强大的SOC；另一个就是继续工作主频相对更快的DSP。从大方向来讲，未来SOC肯定会成为主流，主要是有两方面的原因：一是因为DVR规格一旦确定下来，SOC的压缩能力提高得非常迅速，而且更容易大规模量产，这会使得它在成本方面更有优势；二是因为SOC开发门槛相对较低，这使得快速推出产品，缩短新成品周期成为可能。至于DSP，它们在未来肯定会继续占据高端市场，市场需要更多的灵活性，但是在出货数量上，将会大规模下降。除了这些传统架构的DVR之外，最后还有一些技术动向尤其值得我们注意。一是未来DVR研发的重心将会由压缩部分转为显示部分，这是因为压缩部分已经日渐成熟，而显示部分又是终端客户购买DVR一个最大的参考因素，目前看来，1080P在日后会成为一个重要的引导性的概念；二是后端芯片部分会慢慢转向集中控制和智能分析。嵌入式DVR单芯片解决方案安防 2008-01-04 08:31:38 阅读325 评论0 字号：大中小订阅向若谷广州金鹏集团研发中心视频开发二部软件工程师，长期从事嵌入式数字多媒体设备的研发工作。一、概述嵌入式数字硬盘录像机（DVR）设计方案目前大致有三种架构：1. 硬件方式：CPU硬压缩芯片。例如 IDT的 79RC32438 + INTIME2. 软件方式：CPUDSP。例如 AMD + TRIMEDIA3. 单芯片解决方案：主要是微控制器核+DSP处理核组成的各种多媒体SOC。对于第一种架构，例如使用三星S3C2510 + INTIME芯片来实现DVR方案。因为缺少压缩算法的定制和升级能力的灵活性，以及标准不统一等原因都制约着这种方案，并且MPEG4的硬压缩芯片价格也不具有竞争优势。由于嵌入式CPU的技术已经非常成熟，可以使用ARM系列，POWERPC系列的控制CPU，专用DSP的运算速度也已能够满足现有一些算法的需求，所以目前较为流行的实现方式是CPU+DSP架构, 但它需要分别对CPU和DSP进行编程，可能针对不同的操作系统完成程序设计。另外，DSP程序的稳定性需要花费很大的精力。很多厂商推出的针对数字多媒体设备的单芯片解决方案，往往是集成了RISC和 DSP 处理核、操作系统、软件、工具以及技术支持的综合型解决方案，软硬件设计相对简单，具有容易开发和高集成低成本的明显特点。比较适用于快速开发各种优化的嵌入式DVR设备。缺点就是灵活性差，可选择性差，受芯片厂商的制约。在众多的单芯片方案中，大致又可以分为两类：采用可编程的DSP处理核，比如Philips的PNX8550和TI的达芬奇，或者采用不可编程的硬处理核，比如SIGMADESIGNS的EM8620L和智原科技的FIC8120等。以下我们简单介绍一下这几种SOC解决方案。二、PNX8550作为一个高度集成的媒体处理器，PNX8550片内包括三个处理器核：一个250MHz 的MIPS32处理器、两个240MHz VLIW多媒体处理器。MIPS32主要运行Linux操作系统，处理网络通讯、文件系统、存储管理等非实时任务；多媒体处理器负责视音频处理，如：MPEG4、H.264的编解码等。同时，片内还有硬件模块执行一些核心的视频操作，如硬件的MPEG2解码器，处理视频的缩放的MBS（Memory Based Scaler），负责图像的合成、后处理及输出的QVCP（Quality Video Composition Processor）。PNX8550包括一系列功能扩展的接口，其中的PCI-HOST组件，可以通过PCI总线扩展更多的功能，使得产品很容易适应未来的需要，比如串行ATA存储等。从右框架示意图可看出，PNX8550只需要添加少量的外部芯片，即可以完成一个4路嵌入式DVR的全部功能。而且通过PCI总线，容易实现功能和容量的扩展。三、达芬奇达芬奇技术是TI推出的集成了DSP处理器、软件、工具以及技术支持的综合型解决方案系列，非常适用于开发各种优化的数字视频终端设备。该技术使OEM厂商能够更轻松、更快速地开发各种低成本的创新型数字视频产品，为用户带来全新的数字视频体验。达芬奇技术可以加速数字视频应用的创新，并使之拥有更为广阔的市场前景。达芬奇处理器基于高性能的DSP平台TI TMS320C6000TM，采用ARM926 处理核 + TI 最新的 C64x+TMDSP内核。达芬奇处理器包含基于可扩展、可编程DSP的SOC（可从DSP与ARM内核进行定制），同时还包含针对视音频应用而优化的加速器与外设，如视频加速、ATA、USB2.0主控等，比较符合嵌入式DVR对价格、性能以及功能等多方面的需求。运行于达芬奇处理器之上的达芬奇软件包括嵌入式操作系统（LINUX、Wince）、标准的视频、影像、音频以及语音编解码器以及二者之上的API。该架构能充分利用芯片资源，其内置于可配置的框架内，让DVR厂商通过流行操作系统内部已公布的 API实现快速的软件开发。达芬奇实现DVR的框架与PNX8550类似，但是其不提供PCI接口，不便于功能和容量扩展。四、EM8620LEM8620L是SIGMADESIGNS公司的一款多媒体处理器，包括一个166MHZ的ARM处理核以及基于DSP技术的视音频解压模块。片上包含了显示控制、PCI总线主控制器、ATA控制器等多种外设。ARM处理核没有MMU，由厂家提供整合的uCLinux操作系统，方便OEM厂商快速开发DVR产品。视音频解压模块支持标准MPEG4码流的解码。通过PCI总线，可以扩展DSP或者其他压缩芯片完成视音频压缩。从右框架示意图来看，EM8620L实现4路嵌入式DVR，需要添加的外部芯片更少，但需要一个外扩的编码芯片。五、FIC8120FIC8120是中国台湾志原科技的一款多媒体处理芯片，包括一个190MHZ的ARM处理核以及一个视音频编解码模块。片上包含了显示控制、PCI总线主控制器、ATA控制器、以太网控制器、USB2.0OTG等多种外设。原厂提供LINUX开发套件。可见，几乎不用添加外部芯片，FIC8120就能实现一个4路DVR，但是因为此芯片主要是针对IP CAMERA设计，所以各功能模块的性能会阻碍容量的进一步提高。六、总结通过对以上4种芯片的简单介绍，可以看出，随着数字多媒体市场的成熟，越来越多的厂家推出了各种针对数字媒体的SOC，都包含了一个RISC处理核和比较丰富的外部接口模块，如ATA、USB等。对于视音频编解码核，有的采用内置DSP核，成本较高，开发周期较长，但是功能强大，主要针对中高端的DVR设备；有的采用内置硬编解码模块，成本较低，但是功能和灵活性都有欠缺，适用于低端的DVR设备。基于PNX8550的第三代嵌入式DVR基于PNX8550的第三代嵌入式DVR 一、引言2006年DVR市场竞争越加激烈，业内人士分析嵌入式DVR渐占半壁江山，嵌入式DVR将是今后更具生命力的产品。金鹏2005年年底就开始着手第三代嵌入式DVR的研发，新一代嵌入式DVR更强调系统的整合能力和处理能力，软件架构上的可扩展性及兼容性，以及相关产品软硬件平台的统一。在综合评估了Philips、TI、Freescale、AMD、Sigma Designs的多款芯片基础上，PNX8550强大的媒体处理能力被选作为主控处理器，同时48路小容量DVR和DVS由该单芯片完成，8路以上的DVR通过外扩PNX1700来实现。二、PNX85501. 功能框图PNX8550是一个高度集成的媒体处理器，片内包括三个处理器核：一个250MHz 的MIPS32处理器（PR4450）、两个240MHz VLIW多媒体处理器（TM3260，最高可到300MHz）。PR4450主要运行Linux操作系统，处理非实时任务，如：网络通讯、文件系统、存储管理等；TM3260负责视音频处理，如：H.264的编、解码等。同时，还有功能固定的硬件模块执行一些核心的视频操作，如：VMPG是一个硬件的MPEG2解码器，MBS（Memory Based Scaler）负责处理视频的缩放，QVCP（Quality Video Composition Processor）负责图像的合成、后处理及输出。 PNX8550主要面向的中高端电视领域，最初的市场定位为IP机顶盒，集成了双节目的条件接收、双节目MPEG2 TS流的去复用、双标清或单高清的视频解码，支持CRT、液晶、等离子等显示设备，内置DVD-CSS、支持DVD播放，同时还支持VCD、SVCD、CD的播放。PNX8550是PNX8525的升级版，DSP核由TM3218升级到TM3260，2007年年初会升级到TM5250（PNX1700的核），到时媒体处理能力会更强。2.主要特性 多核设计，一个250MHz的MIPS32，两个240MHz的DSP（PNX1500的核） 两路10bit YUV422数字视频输入，其中一路可以支持81Mpix/s的HD/VGA输入 两路MPEG2 TS流同步处理（PID滤波、条件接收、demux） 一路串行或并行的TS输出 最高支持2路标清或1路高清的MPEG2视音频硬件解码，来自于TS流输入、1394、LAN、IDE的DVD驱动器 QVCP 5层图像的主视频输出，支持视频缩放和质量提升，最高支持81Mpix/s（最高19201080 60I或1280720 60P显示） QVCP 2层图像输出，最高支持双倍的标清输出（60P或100I） QVCP 2L集成了PAL/NTSC的数字视频encoder，直接CVBS或Y/C输出 可同时解码多个AC-3、AAC、MPEG2 L1或L2、MP3音频流 八通道数字音频输入（I2S），及SPDIF（Dolby DigitalTM）输入 八通道数字音频输出（I2S），及SPDIF输出 集成DDR SDRAM控制器，32位宽，2225MHZ，支持16、32、64、128、256MB的内存配置 设备的控制/状态寄存器可设置访问权限，防止系统崩溃或机密数据的访问控制 32位，33MHz的PCI2.2总线接口 支持8位/16位的ROM和FLASH（NAND、NOR） 2个UART、4个I2C（两个400KHz，两个3.8MHz支持DMA）、2个USB1.1 host接口 4个系统定时/计数器 一个通用的遥控接收器 16个专用的GPIO，可作为软件I/O口、外部中断、系统定时/计数器的时钟源、高速串行协议的仿真 43个复用的GPIO 支持MemoryStickTM和MultiMediaCardTM接口（使用GPIO） 集成IDE控制器（复用PCI引脚，需加缓冲器隔离PCI总线） 所有音频、视频的时钟都由一个外部晶振产生三、PNX1700 1.功能框图PNX1700与PNX1500引脚100兼容，DSP核由TM3260升级为TM5250，时钟频率由原来的300MHz提升到最高500MHz。PNX1700能够处理当前流行的视频、音频、图形和通讯标准，如：H.264、Windows Media Technology、DivX、MPEG2、MPEG4、MP3、Dolby DigitalTM、TCP/IP、以太网、通用的PnP等。PNX1700的性能是PNX1500的两倍，可以解码HD高清格式的WMV9、MPEG2、DivX-HD码流，支持MPEG2、MPEG4、H.264格式的同步编/解码。2. 主要特性 两倍于PNX1500的处理能力提升 100与PNX1500的引脚兼容，可以复用现有的设计 先进的32bit、500MHz TriMedia TM5250 CPU核，具有丰富的多媒体和浮点指令 片内独立的DMA I/O和协处理单元执行图像缩放、去交织和2D图形加速 可编/解码多种流行的视频格式，包括：H.264、WMV9、MPEG4（SP、MVP、ASP）、MPEG2、DivX等 支持MPEG2、WMV9、DivX的高清解码 视频输出最高可到19201080 60I或12801024 60P，最高148Mpixel/s 最高支持400MHz 256MB的DDR内存（1.6GB/s的总内存带宽） 8通道数字音频输入，及SPDIF（Dolby DigitalTM）输入 8通道数字音频输出，及SPDIF输出 32bit 32M的PCI2.2总线接口，集成了PCI总线仲裁，支持4个master 支持8bit和16bit的NOR Flash和NAND Flash 16个专用GPIO及其它复用的GPIO 10/100M IEEE 802.3 PHY 接口四、系统架构 PNX8550作为主控CPU，其内部的TM3260内核主要完成48路视音频的编、解码，视音频的预览，视频输出，音频输出等媒体流处理功能；MIPS32内核作为通用处理器主要完成系统的引导，图形化的用户接口、用户操作管理、文件系统、文件存储管理、视音频参数设置、系统参数设置、用户权限管理、日志管理、云镜控制、报警输入输出控制、网络协议栈、网络管理等应用层功能。三个内核之间通过共享内存，以及硬件信号量进行通讯。外设主要通过33MHz的PCI总线进行扩展。10/100M自适应以太网控制器提供以太网接口，实现网络实时浏览、远程下载、远程回放、IE浏览等功能。USB2.0接口提供数据备份、USB系统升级、USB刻录、USB鼠标等功能。ATA/SATA提供存储接口，根据容量和型号的不同，会支持不同规格（并行/串行IDE）和数量的硬盘。1394主要提供存储扩展接口，当系统需要更多的存储容量时，用来接磁盘阵列设备。PNX1700是容量扩展的需要，8路以上的设备才需要外扩PNX1700，单片PNX1700可以处理8路CIF格式的视音频压缩。上图如果去掉视频、音频输出模块，以及USB2.0、1394控制器，系统即可简化为DVS设备，这样可以做到相关产品线软硬件平台的统一，同时在同一平台上可以快速地推出多系列产品。五、软件架构 1.