音视频行业芯片应用

 高清和智能成为目前安防视频监控发展方向,已经深入人心,成为业界的共识,这也促使音视频处理芯片原厂朝这两个方向发展。目前监控行业竞争激烈,成本控制的要求将会越来越高;同时,大型、多路、集中化的产品将逐渐产生,这也要求单颗芯片就能处理更多路视频,处理更加高规格的视频格式,以减少芯片使用数量,从而减小设备的体积,降低整机功耗;当前,市场上监控设备层出不穷,更新换代非常快,这就要求芯片供应商在提供芯片同时,还需要提供开发包、API等,以降低应用开发难度,缩短设备开发周期,加快产品上市速度。另外,音视频监控系统要求能够长期、稳定地工作,并且有些工作环境还会比较恶劣,稳定可靠是监控产品的必要保证,这也同样要求音视频处理芯片具有长时间、恶劣环境下的运行能力。这对于提高监控设备供应商的可信度、降低设备的后期维护成本都起着极其重要的作用。功耗方面,由于监控行业的设备基本都是市电供电方式,对功耗倒没有十分严格的要求,但是对于像IP摄像机这类产品,本身具有小型化的特点,如果芯片功耗低、体积小,就可以减少产品设计时在散热、空间等方面的难度,因此,要求芯片功耗尽量得以控制,另外,从社会效应来说,也符合节能、环保的大趋势。

  在高清网络摄像机产品领域,内置2A算法(自动白平衡、自动曝光),是音视频处理芯片必须要具备的功能,2A算法的兼容性及稳定性,都会影响音视频处理芯片的竞争力。目前NXP的ASC8850、TI的DM368、海思的HI3516都内置2A算法,少了2A算法这道技术壁垒,今年各厂家陆续会推1920*1080@30 fps网络摄像机。

  高清和智能是相伴而行的,音视频处理芯片内置智能分析算法或算法加速引擎也会成为发展趋势,目前,在这一领域,TI有先天的优势,其他芯片厂家也在努力追赶。

  下面以我公司在高清产品设计的所选取的芯片为基础,探讨一下高清音视频处理芯片的发展趋势。

  目前主流厂家量产芯片支持1920*1080@30 fps的处理能力,很容易以单芯片为核心构建高清IPC、DVS等音视频监控产品,加之该芯片PCI接口支持主、从模式,如果多颗芯片一起用,可以构成更多路高清DVR、DVS、NVR等音视频监控产品。

  在视频处理能力方面, 1920*1080@30 fps的实时编码或解码处理能力已经相当出色,但基于SOC架构的特点,芯片还有较大的性能提升空间,希望下一代芯片能够处理一个或多个1920*1080@60fps全高清规格的视频,并且视频压缩技术能支持到H.264 High Profile。从目前芯片厂家提供的公开资料能看到,海思和TI的下一代芯片视频处理能力都会有很大的提升。

  视频输出能力也是一个很重要的指标,不管是日常的家庭生活,还是安防行业的音视频监控,人们总是会希望看到清晰的图像、视频,目前,高清显示设备已经非常成熟,尤其是电视墙,给人更加震撼的视觉冲击。如何能在这些设备上显示也是音视频处理芯片必做的功课,目前主流的芯片的视频输出特性如下:

  多路视频输出接口

  VGA/YPbPr × 1+CVBS × 2

   VGA×2

  支持高清输出,最大分辨率1920%1080p@30fps,1920%1080i@60fps

   支持BT.656、BT.1120、LCD数字输出

  利用BT.1120接口,采用HDMI(或者DVI)转换芯片,可以通过HDMI(或者DVI)接口驱动显示设备,但目前主流芯片最多只能有1路BT.1120,极大地限制了芯片应用,希望后续加强视频输出能力,增加高清视频输出接口,如果能够直接集成HDMI(或者DVI)转换芯片会更好。

  丰富的接口性能的能够满足厂家各种设计需求,主流芯片已经具备PCI接口,且支持主从模式,比较方便做主、做从而扩展使用。但是,目前PCIE以其简单(管脚数极少)、带宽更高的优点,已经在PC,乃至嵌入式系统中得到了广泛的应用。.从公开资料我们也能看到,海思和TI的下一代音视频处理芯片也都去掉了PCI接口,增加了多个PCIE接口。存储作为大多监控设备的一项基本功能备受关注,谁的芯片存储解决方案越简单,就会越受欢迎。目前大多数芯片存储方案采用PCI-SATA转换芯片来实现, 随着PCI逐渐被PCIE替代,目前PCI-SATA转换芯片也逐渐淡出市场,如果采用这种方案,将会带来物料方面的问题。如果像HI3515或DM8168一样,把SATA集成在芯片里面,不仅解决了这个问题,而且可以省掉PCI-SATA转换芯片,节省了PCB面积,还有助于提高产品的可靠性。

  综上所述,高清、智能、高度集成化会成为音视频处理芯片发展的趋势。