作者：John Gabay, Mouser Electronics 強大的處理器 數個先進的處理器系列和架構也伴隨視頻技術的發展而發展，最新一代設計足以處理智能監控和視頻回放。在所有的設計中，都使用了外部總線接口并且大多使用高速外部DRAM。最先進的處理器可以處理幾GB內存尋址，支持DDR、SDR等數種同步高速內存接口。設計人員在設計架構系統時需要持續關注內存帶寬的大小。 圖1：因為分辨率的提升，傳輸速率和訪問延時變得越來越重要。這意味著需要更快的處理器和存儲器子系統來捕獲和緩沖圖像數據，直到它可以被輸送到hub或聚合器。 目前存在兩種主要的應用，它們的要求不同，也驅動著不同的處理器選擇。中心hub和/或聚合器的設計必須需要非常高端的單核甚至是多核處理器、DVR功能，以及一連串易失性和非易失性存儲器池。然而，實際的攝像頭存在著一組不同的約束條件，包括低功耗、擴展溫度范圍，以及更小尺寸要求。 意法半導體的STM32F051K4U6TR Cortex M0處理器是一種32位ARM架構，執行單周期指令，頻率為48 MHz，其數據路徑和總線帶寬足以在單次傳輸中處理整幅圖像元素采樣。在5mm x 5mm封裝下，它的電壓可以低至1.8伏，其運行溫度范圍從-40到 85度。 這種處理器具有硬件直接存儲器訪問（DMA）功能，可以處理五個信道，包括存儲器到存儲器、存儲器到外圍總線傳輸，以及存儲器到最小內存和較低速度下的內置HDMI控制器接口。存在獨立于處理器主時鐘域的一個特殊的視頻時鐘域。 當處理器配合ISSI DDR3 IS43TR16256AL-15HBLI這樣的高速和密集度存儲器件一起使用時，該存儲器可以提供單一容量達4G比特（256兆x 16位）、內存帶寬為1333 MHz的解決方案。需要注意的是，并不僅是處理器需要訪問和操作內存，集成的通信控制器也需要具備同樣的功能。 傳輸和鏈路 通信需求是下一代監控系統設計的重要挑戰之一。有了如此多的數據，傳輸速率需要同內存需求那樣成指數增長。距離因素是另外一個值關注的問題。即使是通用的點對點100兆比特/秒的以太網連接在使用CAT式電纜進行長距離傳輸時也驅動也其局限性。 圖2：即使是較低視頻分辨率情況下，使用CAT式雙絞線建立的低成本媒體在數據傳輸時，其速度也會隨距離而迅速降低。 這也意味著，像DVI和HDMI這樣的短距離數據鏈路在長距離傳輸時是無法使用的。許多現代多媒體互連標準，比如S / PDIF和Toslink光纖也同樣如此。盡管S / PDIF采用數字方式傳輸，并且可以通過使用許多標準的驅動器和接收器芯片進行擴展，但所需的數據帶寬也會上升，意味著需要更復雜、成本更高的驅動技術來推動向遠處傳輸。 千萬級像素分辨率的相機已經出現并在使用中。隨著現代社會人們對安全的關注，他們開始期待使用越來越高的分辨率來記錄自己在做什么。盡管光纖鏈路支持更大的帶寬，但銅部署起來通常更便宜。因此，下一代遠程安全系統正在開發和標準化基于銅的鏈路技術。 目前出現的滿足帶寬限制挑戰的其中一個有趣技術是CoaXPress標準。 CoaXPress是基于同軸電纜的點對點通信鏈路標準，速度高達6.25Gbps，傳輸距離高達130米。多信道并行時可以將數據速率抬升到25Gbps。 在僅使用一根銅軸電纜時，Microchip EQCO62X20（EQCO62R20.3=接收機，EQCO62T20.3=發射機）芯片組可用于組成雙向全雙工通信信道。使用外部電感器，也可以在同一電纜傳輸電源。因為采用小型4mm細微間距QFN封裝，低功耗（1.2伏時小于70毫瓦）也是一個可以期望的特性。 圖3：Microchip Technology的EQCO62X20芯片組與CoaXPress相機V1.0標準兼容。 無線前景如何？ 盡管采用無線連接是可能的，但大多數監視應用其距離和帶寬限制使這種方式不太適用。此外，無線鏈路更容易堵塞，導致安防應用易受攻擊。 本地聚合器和集線器中使用短跳無線鏈路是可能的。如果需要基于云的連接，無線鏈路將很有吸引力。也許可以預期的是，在不久的將來所有人的照相機都將成為物聯網（IOT）的一部分。 這意味著，每個人都將有機會訪問所有公共監控設備，需要公平的競爭環境，并確保不濫用權力或暴力。 結論 安全監控逐漸成為我們日常生活的一部分。我們被拍照，被錄音，并且幾乎所有我們所做所為都將被監控。照相機和視頻流的數量之多，推動了需要保安人員在旁邊觀看，并作出裁定。 當前的硬件系統照相機和視頻聚合器，正在并將繼續使用更高級別的處理能力，甚至需要人工智能來自動進行數據收集和安全性評估。 請保持微笑，因為可能有個相機正在抓拍你... 貿澤電子微信號傳播技術干貨，發布文章均為獨家原創文章，轉載請注明如下信息： 出處：貿澤電子公共號 微信號：mouserelectronics 對于未經許可的復制和不符合要求的轉載我們將保留依法追究法律責任的權利 (mbbeetchina)