淺析編解碼芯片未來市場發(fā)展及其動(dòng)向

隨著芯片技術(shù)的飛速發(fā)展，芯片廠商的競爭逐漸從技術(shù)競爭轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)格和市場競爭，競爭日趨激烈。本文主要關(guān)注德州儀器(TI)和海思半導(dǎo)體兩大主流芯片廠商，TI是數(shù)字信號(hào)處理器DSP的發(fā)明者，曾以芯片DM642叱咤監(jiān)控市場多年，2006年海思聯(lián)手華為憑借其技術(shù)和市場優(yōu)勢，在全球率先推出H.264的SoC監(jiān)控專用芯片Hi3510，大有與TI一決高下之勢。

芯片方案趨于多樣化

目前編解碼單芯片系統(tǒng)SoC集成度越來越高，多處理器協(xié)同的硬件編解碼性能的大幅度提高，加大了芯片設(shè)計(jì)的難度，給芯片廠商帶來了巨大的挑戰(zhàn)。硬件和系統(tǒng)的整合，多核的協(xié)同工作，大量的DMA和內(nèi)存數(shù)據(jù)管理，造成系統(tǒng)越來越復(fù)雜，穩(wěn)定性必須通過大量的測試來驗(yàn)證解決。

目前國內(nèi)很多優(yōu)秀的NVR、DVR和網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)廠商對應(yīng)用于監(jiān)控行業(yè)市場的編解碼產(chǎn)品，對其可靠性、穩(wěn)定性的要求較高，由于行業(yè)用戶有很多專業(yè)化的定制需求，在圖形處理、壓縮和傳輸?shù)确矫嬉蟾鞑幌嗤虼藦S商需要穩(wěn)定可靠和可靈活定制開發(fā)的芯片方案。

目前我們可以做到用2個(gè)HDVICP協(xié)處理器完成16路D1的編碼，將DSP芯片資源全部留下用來滿足將來用戶的各種定制化需求。基于該方案的8路和16路D1編碼器和編碼卡的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品化已完成，并進(jìn)入量產(chǎn)。

TI的DM8168芯片面向D1的DVR以及混合的DVR市場，可顯著降低DVR系統(tǒng)的成本與復(fù)雜性。其將高清多通道系統(tǒng)的所有捕獲、壓縮、顯示及控制功能整合于單芯片上，可充分滿足用戶對高集成度、高清視頻的需求。此顆芯片集成了1GHz主頻Cortex-A8 ARM核與lGHz主頻C674x的DSP核，并且集成了3個(gè)新版本的HDVICP2.0子系統(tǒng)及新一代的VPSS。從視頻壓縮性能上對比，DM8168新版本的HDVICP2.0子系統(tǒng)比上一代主流的DM6467的lGHz版本提升了4倍，可同時(shí)支持H.264編碼的3個(gè)1080p每秒60幀，或多達(dá)30 路全幀的D1分辨率視頻。新版本的HD VICP，不僅支持高清分辨率的H.264、MPEG-4、VC1，而且支持AVS和SVC標(biāo)準(zhǔn)。此外，其還提供了豐富的外部接口，包括千兆以太網(wǎng)、PCI Express、SATA2、DDR2、DDR3、USB 2.0、MMC/SD、HDMI以及DVI等多種接口，可支持高度靈活的設(shè)計(jì)方案。

TI保留了CPUDSP的架構(gòu)，采用HDVICP視頻協(xié)處理器，將DSP資源留給設(shè)備開發(fā)商，實(shí)現(xiàn)更多的專業(yè)定制化功能，如嵌入智能算法等。據(jù)海思介紹，其Hi3531、Hi3532 ASIC芯片方案與DM8168的性能相當(dāng)，目前一些數(shù)據(jù)還處于保密階段，預(yù)計(jì)10月將會(huì)發(fā)布。

對芯片商的建議與期望

作為芯片的直接使用者，視頻監(jiān)控廠商一般的選型原則首先是根據(jù)產(chǎn)品的定義和工作環(huán)境來進(jìn)行不同款芯片的比較，同時(shí)購買EVM開發(fā)板進(jìn)行方案的預(yù)研評(píng)估和測試，檢驗(yàn)芯片的功能和性能是否滿足需求。然后需要了解芯片的成熟度和穩(wěn)定性，并預(yù)估整個(gè)產(chǎn)品的整機(jī)成本、開發(fā)成本和開發(fā)難度，功耗低、節(jié)能環(huán)保也是需要考慮的方面，芯片廠商強(qiáng)有力的技術(shù)支持是重要的條件。

從供應(yīng)商的角度來說，希望芯片廠商在大幅度提升編解碼性能的同時(shí)，能盡量保證芯片體系架構(gòu)的一致性，以便于開發(fā)的延續(xù)和繼承，保證供應(yīng)商在技術(shù)積累方面能創(chuàng)造更多的價(jià)值，加快產(chǎn)品開發(fā)和上市周期，節(jié)約開發(fā)成本。

目前DVR和NVR的芯片方案，其功耗太高，核心的芯片TDP高達(dá)10多W，與Intel的X86架構(gòu)低功耗CPU相比也高出了許多，這給電源設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)都帶來了巨大挑戰(zhàn)，其穩(wěn)定性需要大量且長時(shí)間的批量測試驗(yàn)證來保障，整個(gè)設(shè)計(jì)成本、驗(yàn)證成本和BOM成本都增加不少。因此，進(jìn)一步降低功耗，改善封裝工藝也是芯片廠商下一步需要改進(jìn)的方向。

目前行業(yè)客戶對高清解碼方面的需求越來越高，有的DVR中選擇采用ST的高性能機(jī)頂盒解碼核心來完成解碼。因此，需要芯片廠商考慮支持更多的通用解碼庫，提升解碼核的兼容性和功能性，就算解碼核模塊程序跑飛異常，也不會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰?？梢圆捎密浖詣?dòng)復(fù)位或用戶介入操作進(jìn)行恢復(fù)，不影響設(shè)備其它的采集壓縮和傳輸功能，保證設(shè)備系統(tǒng)的可靠性。

城市級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)中，在做社會(huì)化接入時(shí)，會(huì)遇到許多廠家的設(shè)備接入問題，如何完美的接入和展現(xiàn)給用戶最良好的客戶體驗(yàn)。這也是我們和芯片廠商需要共同努力，尚待解決的問題。我們通過與Intel基于X86架構(gòu)的開發(fā)合作，利用其具有2路1080p@30f解碼性能的硬件解碼核心和高達(dá)2GHz主頻的強(qiáng)大CPU處理能力，通過軟件和硬件解碼的結(jié)合來提升監(jiān)控系統(tǒng)解碼部分的兼容性。

基于HD-SDI的需求，期待芯片廠商能提供更豐富靈活的數(shù)字視頻接口，以滿足4路1080p@30f的數(shù)字視頻輸入，HD-SDI的監(jiān)控方案正處于要發(fā)展時(shí)期，配套設(shè)備成熟，對其發(fā)展將會(huì)有很大的幫助，希望芯片廠商能夠有足夠的重視。

芯片廠商如果能夠花更多的時(shí)間派相關(guān)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人和技術(shù)工程師定期與視頻監(jiān)控廠商進(jìn)行交流和指導(dǎo)，同時(shí)給供應(yīng)商提供詳細(xì)產(chǎn)品介紹和技術(shù)培訓(xùn)，這樣將由利于雙方加深對彼此的了解。芯片廠商如果能開放更多的底層驅(qū)動(dòng)軟件和硬件編碼的視頻處理部分軟件源碼，將有利于做出更多的更契合市場需求的創(chuàng)新特色產(chǎn)品，從而避免產(chǎn)品同質(zhì)化，促進(jìn)市場繁榮。