視頻監(jiān)控中的通用可編程SoC潮流

由于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅包含適于DSP的視頻壓縮編解碼處理，還有大量適于CPU的控制、管理、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能，于是，更高的集成度將通過SOC來實(shí)現(xiàn)。業(yè)界所普遍認(rèn)可的SOC具有兩個或兩個以上處理器核心的單片集成系統(tǒng)，而且其中即可有CPU主處理器，同時(shí)也可有DSP和協(xié)處理器類的軟核，后者是ASIC類的硬核，甚至也可包含其它的專用處理子系統(tǒng)，并且集成有豐富的外設(shè)接口。

　　眾所周知，通用可編程DSP引領(lǐng)眾了數(shù)字視頻監(jiān)控的興起，然而同數(shù)字視頻產(chǎn)品不斷產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程一樣，當(dāng)某一階段技術(shù)趨于成熟之后，就會有眾多的定制器件參與競爭，這也就是使得可編程平臺在持續(xù)提高的基礎(chǔ)上還要不斷推陳出新，甚至要有新理念的突破才能立于不敗之地。由于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅包含適于DSP的視頻壓縮編解碼處理，還有大量適于CPU的控制、管理、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能，于是，更高的集成度將通過SOC來實(shí)現(xiàn)。SOC全稱為System On Chip，關(guān)于其中文譯法則仁者見仁，智者見智。部分人認(rèn)為就直譯為“片上系統(tǒng)”，又有部分人覺得似乎是“單片系統(tǒng)”更準(zhǔn)確。業(yè)界所普遍認(rèn)可的SOC具有兩個或兩個以上處理器核心的單片集成系統(tǒng)，而且其中即可有CPU主處理器，同時(shí)也可有DSP和協(xié)處理器類的軟核，后者是ASIC類的硬核，甚至也可包含其它的專用處理子系統(tǒng)，并且集成有豐富的外設(shè)接口。以下將結(jié)合德州儀器（TI）通用可編程單片系統(tǒng)在數(shù)字視頻監(jiān)控中的應(yīng)用，探討SOC發(fā)展的優(yōu)勢和趨勢。

　　單一SoC平臺面向多種產(chǎn)品

　　TI所規(guī)劃的面向視頻監(jiān)控類的產(chǎn)品的通用可編程平臺始于DM642通用媒體處理器，這是一個以DSP為核心集成有豐富的外設(shè)接口的芯片，其全球累計(jì)銷售量已超過一千萬片。以此為基礎(chǔ)，TI規(guī)劃出達(dá)芬奇（Davinci）平臺，這是系列SOC期間，充分體現(xiàn)了單片系統(tǒng)的特色，既能應(yīng)用于嵌入式的DVR和NVR的多路設(shè)別，也兼顧DVS和IPC的需求，因此一個平臺就可以支持多種不同類型產(chǎn)品的開發(fā)，有效降低研發(fā)投入并加速產(chǎn)品推出周期。

　　DM644X是第一款的Davinci芯片，其中所集成的CPU時(shí)ARM9核心，所集成的DSP是C64+核心，還集成有視頻協(xié)處理器VICP。另外所集成的視頻子系統(tǒng)同時(shí)包含前端和后端兩部分，其中前端可以直接與CCD或CMOS視頻傳感器，并配有圖像縮放和預(yù)覽工具，還有所謂“3Ａ”功能，即自動白平衡、自動曝光和自動聚焦控制單元；后端集成多層字幕疊加(OSD)、四個視頻DAC和24位數(shù)字RGB輸出。所集成的外設(shè)包含以太網(wǎng)接口、PCI接口、SPI串行接口、ASP音頻接口、USB2.0接口、ATA硬盤接口、MMC/SD存儲卡接口等。軟件開發(fā)為開放式，可采用業(yè)界認(rèn)可的多媒體API進(jìn)行軟件系統(tǒng)的集成。如圖1為基于DM644x的視頻監(jiān)控產(chǎn)品。

圖1 基于DM644x的視頻監(jiān)控產(chǎn)品

　　Davinci系列包含成熟的視頻軟件、完善的開發(fā)工具和有力的技術(shù)支持，因此一個原型設(shè)計(jì)可以衍生出數(shù)字視頻錄像機(jī)、數(shù)字視頻服務(wù)器和IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等更多的產(chǎn)品形態(tài)。Davinci所構(gòu)建的是一個數(shù)字媒體開發(fā)框架，并將為各個系列的平臺所共享。

多種SoC平臺面向單一產(chǎn)品

　　一個SOC平臺的成功表現(xiàn)在為業(yè)界認(rèn)并經(jīng)過市場驗(yàn)證，DM644x就是如此，而由此延伸到更多的系列中的應(yīng)用。在Davinci的后續(xù)單片系統(tǒng)中，DM646x、DM3xx都有主CPU，并集成有DSP類軟核和處理子系統(tǒng)及豐富外設(shè)。

　　DM643x和DM648雖沒有主CPU但所包含的DSP核心，但是可以基于DSP?BIOS實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能，或者第三方的商用Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，另外集成有處理子系統(tǒng)或協(xié)處理器軟核，以及豐富的外設(shè)，可以自成系統(tǒng)。

　　IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案是一個很典型的視頻監(jiān)控產(chǎn)品，客戶對其產(chǎn)品規(guī)格由不同的需求，對此Davinci以統(tǒng)一的數(shù)字媒體框架提供不同平臺的支持。DM6446可支持D1下H.264并附加智能視頻功能；DM6437可作從DM642平臺升級同樣支持D1下H.264；基于DM355的IP攝像機(jī)在業(yè)內(nèi)備受青睞，其突出特點(diǎn)是可以單片支持MPEG4高清720P編碼，同時(shí)還可支持一個CIF流。視頻前端可直接連CCD或CMOS傳感器。片上有各種存儲接口。該片軟件免費(fèi)捆綁提供，工藝采用低功耗設(shè)計(jì)，易于實(shí)現(xiàn)小型一體化設(shè)計(jì)。剛剛推出的DM365除具有上述所有優(yōu)點(diǎn)之外，增加了對高清H.264的支持，且集成音頻和網(wǎng)絡(luò)等增強(qiáng)功能，而且視頻前端有ISP單元，可支持人臉檢測、視頻穩(wěn)定和噪點(diǎn)去除功能；DM6467可支持1080P下H.264高清并由所集成DSP核心C64+支持高級視頻智能分析功能，并支持高清BT1120高清輸入和千兆以太網(wǎng)接口。如圖2所示為基于不同Davinci的IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案。

圖2 基于Davinci的IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)方案

　　由此可見，在特定產(chǎn)品規(guī)劃、定義和設(shè)計(jì)前，應(yīng)該評估多種SOC平臺，如果這些平臺又具有共同性，且又覆蓋不同檔次的產(chǎn)品，這對數(shù)字視頻監(jiān)控開發(fā)人員而言將意義重大。

　　多個SoC

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