视频监控中的处理器和传输技术资料下载

作者：John Gabay, Mouser Electronics 强大的处理器 数个先进的处理器系列和架构也伴随视频技术的发展而发展，最新一代设计足以处理智能监控和视频回放。在所有的设计中，都使用了外部总线接口并且大多使用高速外部DRAM。最先进的处理器可以处理几GB内存寻址，支持DDR、SDR等数种同步高速内存接口。设计人员在设计架构系统时需要持续关注内存带宽的大小。 图1：因为分辨率的提升，传输速率和访问延时变得越来越重要。这意味着需要更快的处理器和存储器子系统来捕获和缓冲图像数据，直到它可以被输送到hub或聚合器。 目前存在两种主要的应用，它们的要求不同，也驱动着不同的处理器选择。中心hub和/或聚合器的设计必须需要非常高端的单核甚至是多核处理器、DVR功能，以及一连串易失性和非易失性存储器池。然而，实际的摄像头存在着一组不同的约束条件，包括低功耗、扩展温度范围，以及更小尺寸要求。 意法半导体的STM32F051K4U6TR Cortex M0处理器是一种32位ARM架构，执行单周期指令，频率为48 MHz，其数据路径和总线带宽足以在单次传输中处理整幅图像元素采样。在5mm x 5mm封装下，它的电压可以低至1.8伏，其运行温度范围从-40到 85度。 这种处理器具有硬件直接存储器访问（DMA）功能，可以处理五个信道，包括存储器到存储器、存储器到外围总线传输，以及存储器到最小内存和较低速度下的内置HDMI控制器接口。存在独立于处理器主时钟域的一个特殊的视频时钟域。 当处理器配合ISSI DDR3 IS43TR16256AL-15HBLI这样的高速和密集度存储器件一起使用时，该存储器可以提供单一容量达4G比特（256兆x 16位）、内存带宽为1333 MHz的解决方案。需要注意的是，并不仅是处理器需要访问和操作内存，集成的通信控制器也需要具备同样的功能。 传输和链路 通信需求是下一代监控系统设计的重要挑战之一。有了如此多的数据，传输速率需要同内存需求那样成指数增长。距离因素是另外一个值关注的问题。即使是通用的点对点100兆比特/秒的以太网连接在使用CAT式电缆进行长距离传输时也驱动也其局限性。 图2：即使是较低视频分辨率情况下，使用CAT式双绞线建立的低成本媒体在数据传输时，其速度也会随距离而迅速降低。 这也意味着，像DVI和HDMI这样的短距离数据链路在长距离传输时是无法使用的。许多现代多媒体互连标准，比如S / PDIF和Toslink光纤也同样如此。尽管S / PDIF采用数字方式传输，并且可以通过使用许多标准的驱动器和接收器芯片进行扩展，但所需的数据带宽也会上升，意味着需要更复杂、成本更高的驱动技术来推动向远处传输。 千万级像素分辨率的相机已经出现并在使用中。随着现代社会人们对安全的关注，他们开始期待使用越来越高的分辨率来记录自己在做什么。尽管光纤链路支持更大的带宽，但铜部署起来通常更便宜。因此，下一代远程安全系统正在开发和标准化基于铜的链路技术。 目前出现的满足带宽限制挑战的其中一个有趣技术是CoaXPress标准。 CoaXPress是基于同轴电缆的点对点通信链路标准，速度高达6.25Gbps，传输距离高达130米。多信道并行时可以将数据速率抬升到25Gbps。 在仅使用一根铜轴电缆时，Microchip EQCO62X20（EQCO62R20.3=接收机，EQCO62T20.3=发射机）芯片组可用于组成双向全双工通信信道。使用外部电感器，也可以在同一电缆传输电源。因为采用小型4mm细微间距QFN封装，低功耗（1.2伏时小于70毫瓦）也是一个可以期望的特性。 图3：Microchip Technology的EQCO62X20芯片组与CoaXPress相机V1.0标准兼容。 无线前景如何？ 尽管采用无线连接是可能的，但大多数监视应用其距离和带宽限制使这种方式不太适用。此外，无线链路更容易堵塞，导致安防应用易受攻击。 本地聚合器和集线器中使用短跳无线链路是可能的。如果需要基于云的连接，无线链路将很有吸引力。也许可以预期的是，在不久的将来所有人的照相机都将成为物联网（IOT）的一部分。 这意味着，每个人都将有机会访问所有公共监控设备，需要公平的竞争环境，并确保不滥用权力或暴力。 结论 安全监控逐渐成为我们日常生活的一部分。我们被拍照，被录音，并且几乎所有我们所做所为都将被监控。照相机和视频流的数量之多，推动了需要保安人员在旁边观看，并作出裁定。 当前的硬件系统照相机和视频聚合器，正在并将继续使用更高级别的处理能力，甚至需要人工智能来自动进行数据收集和安全性评估。 请保持微笑，因为可能有个相机正在抓拍你... 贸泽电子微信号传播技术干货，发布文章均为独家原创文章，转载请注明如下信息： 出处：贸泽电子公共号 微信号：mouserelectronics 对于未经许可的复制和不符合要求的转载我们将保留依法追究法律责任的权利 (mbbeetchina)