SoC架构下的DVR在于满足多样性需求

　　据Instat公司调查，2008?IP视频监控据系统的市场份额达到47%，增长率达到了40%，DVR系统销售额的增长率在25%左右；2008年以后DVR系统的增长率逐步下降，会在18%左右。而另一家分析机构iSuppli也认为2008年是IP视频监控高速发展的一年，2009年有望占据整个视频监控系统半壁市场。

　　IP监控的迅速发展，让大规模网络化监控变为可能，并将成为未来应用的热点。建立一个网络安全监控平台是大规模应用的必要条件，从这个角度说对行业标准统一性的迫切性越来越大。而SoC芯片处理技术的不断发展将会进一步提高产品集成度，降低成本，为大规模网络视频监控提供更好的硬件平台。

　　SoC的定义之争

　　随着设计与制造技术的发展，集成电路设计从晶体管的集成发展到逻辑门的集成，现在又发展到IP?(Intellectual?

　　Property)的集成，即SoC（System on Chip）。SoC是在一个芯片上由于广泛使用预定制模块IP而得以快速开发的集成电路。

　　其实，SoC的中文译法仁者见仁，智者见智。德州仪器DSP业务发展经理郑小龙介绍，有部分人认为就直译为“片上系统”，又有部分人觉得似乎是“单片系统”更准确，但无论哪个译法都未限定为ASIC+CPU的集成平台。因此业界所普遍认可的SOC就应该是具有多处理器核心的单片集成系统，而且其中集成有CPU主处理器，同时所集成的核心既可以是ASIC类的硬核，也可以是DSP或协处理器类的软核，甚至也包含其它的专用处理子系统，并且集成有丰富的外设。如果把纯粹有多个CPU或多个DSP的单片器件排除在SOC之外还理所当然，但是集成DSP类软核和处理子系统或丰富外设并能自成嵌入式系统的单片器件若也视为非SOC则值得商榷。

　　由于SoC是面向特性应用的片上系统，结合硬件加速等技术可以实现H.264的高复杂度的算法运算，并可针对视频编码方面进行优化，实现最优化效果。安防制造（中国）有限公司恒忆事业总部总经理李虹辉说，2006年，SoC芯片开始在视频监控设备中得到应用，它将板级高速互联总线变成片上高速互联总线，从而使得系统可靠性在芯片的设计和制造阶段便得以固化，约束了系统性能的离散性。李虹辉认为，SoC芯片在安防行业的应用经历了CPU+DSP到CPU+ASIC的发展过程。CPU+ASIC在近几年给DSP市场带来了冲击。它把视频编解码算法固化在芯片内，集成丰富的外围接口，并通过提供完善的开发工具，极大地降低了DVR等监控设备开发门槛。而且它还具有集成度高和可靠性高的优势，这对最终用户来说是很关键的。

 　　SoC加量不加价

　　SoC被广泛认同的根本原因，在于SoC可以用较短时间被设计出来，缩短产品的上市周期，这即是SoC的主要价值所在。SoC可以有效地降低电子、信息系统产品的开发成本，缩短开发周期，提高产品的竞争力，是未来工业界将采用的最主要的产品开发方式。虽说目前对SoC的定义还未统一，但SoC具有的特征却十分明显：实现复杂系统功能的VLSI；采用超深亚微米工艺技术；使用一个以上嵌入式CPU/数字信号处理器（DSP）；外部可以对芯片进行编程。但它对芯片厂商也提出了更高的要求，一个SoC芯片质量的好坏，依赖于芯片厂商在定制芯片时对市场需求理解的深度。

　　台湾升迈科技行销业务处经理陈文辉告诉记者，作为SoC芯片厂商的优秀代表，升迈以优异先进的研发能力，结合ASIC设计服务及IP供应领导厂商--智原科技的专业能力和资源，并透过提供领先的高效能处理器、音/视频编译码引擎、卓越的系统单芯片(SoC)整合技术，提供高度集成音/视频多媒体解决方案的IC设计。升迈科技多媒体事业部资深经理许家彰表示，目前欧美市场的DVR厂商多采用SoC芯片方案，台湾地区则有95%的DVR厂商采用SoC芯片方案，而中国大陆DVR市场有些特殊，像华南地区的DVR企业大多采用SoC芯片方案，华东、华北等地区的DVR企业多采用DSP芯片方案。随着SoC芯片技术的日渐成熟，SoC芯片功能的多样性逐渐受到DVR厂商的青睐。合众达电子作为TI增值分销商，在TI芯片的基础上，为客户提供增值服务。合众达国际董事长兼总经理俞高峰表示，SoC芯片方案能帮助安防设备厂商快速进行产品升级，并进一步降低产品的成本。

　　NXP家庭娱乐事业部资深市场经理陈石明则表示，所有芯片供应商都将致力于使下一代SoC能进行1080P H.264 HD编码或8xD1?H.264编码。ADI视频监控技术市场经理张铁虎认为，SoC方案具有低成本的优势，对于成熟的视频标准可以满足要求。但由于其不具有灵活性，所以对新的视频标准和客户的定制化要求没法满足。

　　以DVR为例，其板卡从一芯单路、两路、四路发展到一芯八路技术，视频压缩算法从JPEG、M-JPEG到MPEG-2、MPEG-4乃至占据当今市场主流的H.264，芯片产品的集成度在不断提升，对复杂压缩算法的编解码能力也不断得到增强。随着产品集成度的提升，单路视频压缩处理的成本开始大幅降低，从而推动了视频视频监控技的产业化与规模化发展。

　　作为SoC芯片方案的最大受益者，深圳市锐明视讯技术有限公司2006年就推出了基于海思Hi3510?H.264编解码芯片的无线车载视频监控解决方案。深圳市锐明视讯技术有限公司技术总监蒋文军告诉记者，锐明的车载DVR采用海思Hi3510的SOC+硬件加速的多核架构，是一款功能丰富的小巧的适合多种网络接入的视频监控解决方案。由于SoC内置算法，不需要投入昂贵的算法研发成本，并且还具有丰富的功能，可以说SoC芯片为车载网络监控的快速成长奠定了坚实的基础。

 　　做好迎接SoC的准备

　　现在很多半导体方案提供商都在走向SoC，致力于提高集成度，引入先进工艺，降低系统成本，改善系统性能以增强市场竞争力。今天的SoC是电子工业数字和模拟技术许多年来发展的成果。得益于微电子技术的发展，小型化和时钟速度伴随着数字技术日渐成熟，新的音视频处理技术不断涌现，才可以将越来越多元器件集成到一个单芯片中。每一代新的SoC都能更为有效地优化和共享了资源，增强了各个子系统的协同工作能力，它最小化了成本、功耗、硅片面积同时提高了产品可靠性。

　　俞高峰告诉记者，以TI芯片为例，TI针对数字多媒体的SoC芯片TMS320DM642通过与海康威视的合作，成功推出了H.264的数字视频硬压卡；TMS320DM6446基于CPU+DSP的SoC芯片成为DVR设计的高性价比平台；支持1080p高清编解码的SoC?芯片TMS320DM6467，将会成为下一代安防产品的重要开发平台。郑小龙则表示，无论SoC芯片如何发展，对可编程的特性将长期保持存在。SoC芯片的发展趋势将表现在主控CPU的升级换代、视频协处理器的能力增强、DSP资源完全同于增值应用且同时支持定点和浮点运算，还有更多的高性能外设接口被集成到单片中来，如DVI、SATA、PCIe等等。陈石明表示，作为SoC媒体处理器供应商之一，NXP将会把更多功能纳入考虑，例如：更多的视频输入、PCI-e、SATA、千兆位以太网、多重编码能力、图像/视频预处理。

　　再谈到SoC芯片的发展方向时，海思半导体罗勇华认为，真正发挥SoC的卖点在于片上系统的构架，所以SoC不是简单的一个芯片，而是一个解决方案。SoC它的出现，一方面满足了降低了设备成本，助力产业升级，也加速了行业标准的形成，同时，它有效的节省了设备厂家的对基本功能的大量的重复开发工作，让设备厂家真正聚焦行业的需求应用。特威半导体资深市场经理程黎明则表示，随着SoC芯片的发展，一方面，芯片厂商也将会受到冲击，不及时调整产品开发策略将会生存艰难；另一方面，也会推动安防监控产品规模化发展，加速安防产品的普及度。安防行业SoC芯片应用方的北京汉邦高科技术有限公司北京研发中心总经理艾奇表示，作为DVR生产企业，一方面很高兴看到DVR产品因SoC芯片的推动被大量普及，将会满足更多的大众化需求；但另一方面担心DVR产品同质化，准入门槛大大降低，将会加大市场竞争。张铁虎则认为，以后DVR市场将有很大的成本压力，价格战已经开始并会愈演愈烈。DVR产品未来将会向多元化发展，以适应不同行业应用需求的发展，一方面通过集成度的不断提高降低成本，开发出更加普及化的产品；另一方面针对专业行业推出具有个性化的产品，适应不同专业市场的需求。

　　链接：四款适用DVR的SoC

　　嵌入式DVR是在DVR应用成熟之后出现的新型产品形态，目前成为了市场上的主流产品。单芯片方案具有集成度高、成本低和可靠性高的特点，非常适合DVR行业的应用。下面列举几款在DVR中采用较为普遍的SoC。

　　（1）升迈

　　升迈科技推出的GM8180是高度集成的编解码系统单芯片，支持H.264、MPEG-4以及JPEG编解码，CPU核心频率可达333/500 MHz，这给执行各种音频压缩编解码提供了动力。GM8180集成各种存储方式接口，还有图形输出接口。它支持高清影像传输接口，集成H.264硬件解码，在分辨率1280x720和1280x960下，H.264压缩效能可以达到30和22.5帧。还有双芯片主/从架构，同时具备双重PCI主/从模式的设计，也大幅减少多通道DVR应用的系统复杂度，单芯片能够实现H.264 D1 75fps的编解码，非常适用于4路、8路H.264 DVR，两颗级联设计16路H.264 DVR产品中，在市场上非常有竞争力。升迈科技于2008年底推出了针对4/8/16ch DVR的 GM8185(高效4D1 Encode+2D1 Decode)整合单芯片。

 　　（2）海思

　　Hi3511是全球首款带有MUX功能的H.264 SOC，单芯8路性能，是目前性价比最优的CIF DVR解决方案。Hi3511集成性能高达250 FPS（352×288分辨率）的H.264/MJPEG双码流硬件编解码器和主频288MHz的ARM926处理器，支持4路BT656视频输入，16路音频输入和PCI接口，提供灵活的从1路到32路系列化嵌入式DVR和PC Based DVR产品组合设计方案，有效的降低客户开发、方案和存储成本。

　　海思提供的自主知识产权的PC端H.264解码库，性能高达600 FPS（352×288分辨率），解码效率达到业界一流水平，可满足平台化、多通道管理的客户需求。而刚刚推出的Hi3512，是市面上性价比最高的4路DVR解决方案，不仅把性能提高到实时同编同解、网传等多工能力，还把BOM成本做到mpeg4的水平，是目前4路DVR的最佳选择。

　　（3）德州仪器

　　TMS320DM6467达芬奇处理器是一种基于DSP的片上系统(SoC)，特别适合实时多格式高清(HD)视频转码，并配套提供完整的开发工具与数字媒体软件。该系统解决方案集成了ARM926EJ-S内核与600MHz C64x+ DSP内核，并采用高清视频协处理器、转换引擎与目标视频端口接口，在执行高达H.264 HP@ L4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的同步多格式高清编码、解码与转码方面，比前代处理器性能提高了十倍。其他芯片如DM644x、DM643x、DM646x、DM648、DM3xx等也都适合数字视频服务器和录像机等产品的应用。

　　（4）恩智浦

　　NXP目前有PNX1700、PNX1005用作DVR、DVS、NVR、混合DVR、IPC（IP摄像机）的主机处理器或协处理器。自2007年到现在，PNX1700被广泛用作DVR/DVS/NVR等的SOC或协处理器。PNX1700系列芯片适合于8xCIF MPEG4编码，也能提供高质量的MPEG4视频解码和音频解码。它是基于DSP（采用TM5250内核）的媒体处理器，支持视频压缩、视频分析、视频改善等，提供灵活的外设硬件模块。新芯片PNX1005（采用TM3282 DSP内核）将支持8xCIF H.264压缩或H.264 720P压缩。

　　升迈和海思作为SoC芯片厂商，一直致力于SoC芯片的研发和推广，为SoC芯片引入视频监控领域做出了很大贡献，并已经取得了很大的成绩。而TI和NXP作为传统DSP芯片厂商，随着监控设备商向标准的H.264压缩技术的逐渐靠拢，在陆续推出了ASIC+CPU或DSP+CPU架构的SoC芯片方案后，已经将目标投向纯SoC芯片的研发，为DVR、NVS、Ip Camera量身定制SoC方案。 （文/王华安）

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