新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 設計應用 > 基于FPGA的視頻監(jiān)控/安全系統(tǒng)實現(xiàn)解決方案

基于FPGA的視頻監(jiān)控/安全系統(tǒng)實現(xiàn)解決方案

作者: 時間:2009-08-06 來源:網(wǎng)絡 收藏

系統(tǒng)集成組合了不同器件的優(yōu)勢:DSP處理器有時集成了ASSP IP模塊,ASSP/ASIC有時集成了處理器,有時集成了硬處理器和硬IP核。

對于系統(tǒng)(圖1),由于這些任務的時序性質,用DSP處理器可以有效實施視頻分析功能和處理器塊。然而在有些情況下,的加速功能有助于進行一些視頻分析功能,如運動檢測、面部識別等。

如圖1所示的H.264編碼器是一個要求高吞吐量、硬件靈活性低、大且復雜的功能塊,通常是用ASSP或ASIC來實現(xiàn),以獲得小尺寸的解決方案。

但是ASIC和ASSP帶來了高昂的非重復性工程費用成本,除非批量非常大。如果只有一小部分用戶使用特殊的功能模塊,那么解決方案可提供更好的回報。對于ASIC和ASSP,這些器件有限的功能和固有的不靈活性,不允許在設計完成后根據(jù)市場的要求改進或添加新的功能。FPGA卻能提供廣泛的功能和高度的靈活性。

具有下列要求的系統(tǒng)模塊將受益于FPGA的靈活性:(1)這視頻和音頻接口以及多路復用器需要硬件的靈活性,以支持不同的攝像機和不同數(shù)目的攝像機。(2)DDR接口必須支持不同的存儲器總線寬度和不同的DDR標準。(3)支持各種圖像信號處理算法(二維FIR濾波器、二維中值濾波器、縮放、邊緣檢測、伽瑪校正、alpha混合、白平衡、鏡頭陰影校正、缺陷像素校正、去馬賽克、逐行掃描,彩色空間校正等),在一個特定的攝像機實施方案中可能需要各種算法的子集。這些算法結構的有效實現(xiàn)取決于吞吐量的要求,而吞吐量的要求又取決于系統(tǒng)中攝像機的數(shù)量和視頻標準采樣率。(4)在視頻監(jiān)控攝像系統(tǒng)中并非總是需要硬盤驅動器接口和以太網(wǎng)接口,但可作為選擇方案。(5)并非總是需要顯示器接口,當需要它時,有很多不同的可以實現(xiàn)的顯示器接口可供選擇。(6)只在某些系統(tǒng)中需要加密和認證。根據(jù)不同視頻格式的不同的吞吐量要求,以及在一個特定的監(jiān)控系統(tǒng)中不同的攝像機數(shù)量,最佳加密和認證系統(tǒng)可能需要不同的尺寸最優(yōu)的實現(xiàn)架構。

許多網(wǎng)絡IP攝像機受到了非常緊湊的外形、功耗和成本的制約,特別是嵌入式攝像機/DVR系統(tǒng)。采用非易失FPGA作為一種解決方案能解決這些問題,并獲得FPGA的傳統(tǒng)優(yōu)勢。

利用FPGA實現(xiàn)產品差異化

采用FPGA實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有許多優(yōu)點,包括FPGA加速DSP處理的功能。非易失性FPGA可以使FPGA在視頻監(jiān)控攝像系統(tǒng)實現(xiàn)中更具吸引力,特別是對移動/交通運輸系統(tǒng)中使用的嵌入式攝像機/DVR系統(tǒng)來說。這些系統(tǒng)對便攜性、功耗和電路板面積有嚴格的要求。

這些應用對靈活性和可擴展性也有很高的要求,但前提是不能降低對功耗、電路板面積和便攜性的要求。例如,一些網(wǎng)絡IP攝像系統(tǒng)有多個攝像機和傳感器,即使電路板面積非常有限,也必須提供多個視頻流的通道。其它網(wǎng)絡IP攝像機往往采用非常小的外殼,電路板接近MicroSD卡的大小,這種系統(tǒng)的原始設備制造商所面臨的挑戰(zhàn)是用盡可能少的芯片實現(xiàn)多個系統(tǒng),同時還能滿足功能、外形和低功耗的要求。

非易失性FPGA解決方案,如LatticeXP2器件系列把基于SRAM FPGA的性能和靈活性,與非易失Flash技術固有的優(yōu)點結合在一起。LatticeXP2系列在安全和監(jiān)控應用方面有許多特點,包括該芯片支持DDR/DDR2、針對低成本顯示器的7:1 LVDS接口以及18×18位乘法的DSP模塊,這些對在視頻監(jiān)控應用中經(jīng)常需要的圖像信號處理功能特別有用。當LatticeXP2-5和LatticeXP2-8器件與低成本芯片級封裝在一起時, LatticeXP2非易失FPGA器件系列為原始設備制造商提供很多價值,特別當設計緊湊的網(wǎng)絡IP攝像機時。

圖3:LatticeXP2非易失器件系列具有低成本的封裝。

本文小結

對于大量的各種視頻監(jiān)控攝像機和DVR的應用,F(xiàn)PGA所具有硬件靈活性、并行處理能力以及零非重復性工程費優(yōu)勢。采用非易失FPGA不再需要外部引導芯片PROM,可以構建一個提供瞬時啟動功能的單芯片解決方案。帶有片上密鑰存儲并支持內置的AES 128位加密技術的特性為保護FPGA編程位流、防止外部篡改提供了安全保障。許多安全攝像系統(tǒng)解決方案,包括嵌入式攝像機/DVR系統(tǒng),都能從傳統(tǒng)的基于SRAM的FPGA中受益,但當功耗、電路板面積、成本和集成度特性非常重要時,非易失FPGA是一個更具吸引力的替代方案。


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉