浅谈编解码芯片未来市场发展及其动向

 

　　随着芯片技术的飞速发展，芯片厂商的竞争逐渐从技术竞争转变为价格和市场竞争，竞争日趋激烈。本文主要关注德州仪器(TI)和海思半导体两大主流芯片厂商，TI是数字信号处理器DSP的发明者，曾以芯片DM642叱咤监控市场多年，2006年海思联手华为凭借其技术和市场优势，在全球率先推出H.264的SoC监控专用芯片Hi3510，大有与TI一决高下之势。

　　芯片方案趋于多样化

　　目前编解码单芯片系统SoC集成度越来越高，多处理器协同的硬件编解码性能的大幅度提高，加大了芯片设计的难度，给芯片厂商带来了巨大的挑战。硬件和系统的整合，多核的协同工作，大量的DMA和内存数据管理，造成系统越来越复杂，稳定性必须通过大量的测试来验证解决。

　　目前国内很多优秀的NVR、DVR和网络摄像机厂商对应用于监控行业市场的编解码产品，对其可靠性、稳定性的要求较高，由于行业用户有很多专业化的定制需求，在图形处理、压缩和传输等方面要求各不相同，因此厂商需要稳定可靠和可灵活定制开发的芯片方案。

　　目前我们可以做到用2个HDVICP协处理器完成16路D1的编码，将DSP芯片资源全部留下用来满足将来用户的各种定制化需求。基于该方案的8路和16路D1编码器和编码卡的设计和产品化已完成，并进入量产。

　　TI的DM8168芯片面向D1的DVR以及混合的DVR市场，可显著降低DVR系统的成本与复杂性。其将高清多通道系统的所有捕获、压缩、显示及控制功能整合于单芯片上，可充分满足用户对高集成度、高清视频的需求。此颗芯片集成了1GHz主频Cortex-A8 ARM核与lGHz主频C674x的DSP核，并且集成了3个新版本的HDVICP2.0子系统及新一代的VPSS。从视频压缩性能上对比，DM8168新版本的HDVICP2.0子系统比上一代主流的DM6467的lGHz版本提升了4倍，可同时支持H.264编码的3个1080p每秒60帧，或多达30 路全帧的D1分辨率视频。新版本的HD VICP，不仅支持高清分辨率的H.264、MPEG-4、VC1，而且支持AVS和SVC标准。此外，其还提供了丰富的外部接口，包括千兆以太网、PCI Express、SATA2、DDR2、DDR3、USB 2.0、MMC/SD、HDMI以及DVI等多种接口，可支持高度灵活的设计方案。

　　TI保留了CPU+DSP的架构，采用HDVICP视频协处理器，将DSP资源留给设备开发商，实现更多的专业定制化功能，如嵌入智能算法等。

　　据海思介绍，其Hi3531+、Hi3532 ASIC芯片方案与DM8168的性能相当，目前一些数据还处于保密阶段，预计10月将会发布。

　　对芯片商的建议与期望

　　作为芯片的直接使用者，视频监控厂商一般的选型原则首先是根据产品的定义和工作环境来进行不同款芯片的比较，同时购买EVM开发板进行方案的预研评估和测试，检验芯片的功能和性能是否满足需求。然后需要了解芯片的成熟度和稳定性，并预估整个产品的整机成本、开发成本和开发难度，功耗低、节能环保也是需要考虑的方面，芯片厂商强有力的技术支持是重要的条件。

　　从供应商的角度来说，希望芯片厂商在大幅度提升编解码性能的同时，能尽量保证芯片体系架构的一致性，以便于开发的延续和继承，保证供应商在技术积累方面能创造更多的价值，加快产品开发和上市周期，节约开发成本。

　　目前DVR和NVR的芯片方案，其功耗太高，核心的芯片TDP高达10多W，与Intel的X86架构低功耗CPU相比也高出了许多，这给电源设计、热设计、可靠性设计都带来了巨大挑战，其稳定性需要大量且长时间的批量测试验证来保障，整个设计成本、验证成本和BOM成本都增加不少。因此，进一步降低功耗，改善封装工艺也是芯片厂商下一步需要改进的方向。

　　目前行业客户对高清解码方面的需求越来越高，有的DVR中选择采用ST的高性能机顶盒解码核心来完成解码。因此，需要芯片厂商考虑支持更多的通用解码库，提升解码核的兼容性和功能性，就算解码核模块程序跑飞异常，也不会造成整个系统崩溃。可以采用软件自动复位或用户介入操作进行恢复，不影响设备其它的采集压缩和传输功能，保证设备系统的可靠性。

　　城市级的监控系统中，在做社会化接入时，会遇到许多厂家的设备接入问题，如何完美的接入和展现给用户最良好的客户体验。这也是我们和芯片厂商需要共同努力，尚待解决的问题。我们通过与Intel基于X86架构的开发合作，利用其具有2路1080p@30f解码性能的硬件解码核心和高达2GHz主频的强大CPU处理能力，通过软件和硬件解码的结合来提升监控系统解码部分的兼容性。

　　基于HD-SDI的需求，期待芯片厂商能提供更丰富灵活的数字视频接口，以满足4路1080p@30f的数字视频输入，HD-SDI的监控方案正处于要发展时期，配套设备成熟，对其发展将会有很大的帮助，希望芯片厂商能够有足够的重视。

　　芯片厂商如果能够花更多的时间派相关产品负责人和技术工程师定期与视频监控厂商进行交流和指导，同时给供应商提供详细产品介绍和技术培训，这样将由利于双方加深对彼此的了解。

　　芯片厂商如果能开放更多的底层驱动软件和硬件编码的视频处理部分软件源码，将有利于做出更多的更契合市场需求的创新特色产品，从而避免产品同质化，促进市场繁荣。