Hi3516A开发–视频接口[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

参看：视频传输端口

参看：几种常用的视频接口

扩展：音视频接口介绍

我们经常在家里的电视机、各种播放器上，视频会议产品和监控产品的编解码器的视频输入输出接口上看到很多视频接口，这些视频接口哪些是模拟接口、哪些是数字接口，哪些接口可以传输高清图像等，下面就做一个详细的介绍。

　　目前最基本的视频接口是复合视频接口、S-vidio接口；另外常见的还有色差接口、VGA接口、接口、HDMI接口、SDI接口。

　　1、复合视频接口 (Composite)

　　 接口图：

　　说明：

　　复合视频接口也叫AV接口或者Video接口，是目前最普遍的一种视频接口，几乎所有的电视机、影碟机类产品都有这个接口。

　　它是音频、视频分离的视频接口，一般由三个独立的RCA插头（又叫梅花接口、RCA接口）组成的，其中的V接口连接混合视频信号，为黄色插口；L接口连接左声道声音信号，为白色插口；R接口连接右声道声音信号，为红色插口。

　　评价：

　　它是一种混合视频信号，没有经过RF射频信号调制、放大、检波、解调等过程，信号保真度相对较好。图像品质影响受使用的线材影响大，分辨率一般可达350-450线，不过由于它是模拟接口，用于数字显示设备时，需要一个模拟信号转数字信号的过程，会损失不少信噪比，所以一般数字显示设备不建议使用。

2、 S-Video接口

　　接口图：

　　说明：

　　S接口也是非常常见的接口，其全称是Separate Video，也称为SUPER VIDEO。S-Video连接规格是由日本人开发的一种规格，S指的是“SEPARATE（分离）”，它将亮度和色度分离输出，避免了混合视讯讯号输出时亮度和色度的相互干扰。S接口实际上是一种五芯接口，由两路视亮度信号、两路视频色度信号和一路公共屏蔽地线共五条芯线组成。

　　评价：

　　同AV 接口相比，由于它不再进行Y/C混合传输，因此也就无需再进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道在很大程度上避免了视频设备内信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度。但S-Video仍要将两路色差信号(Cr Cb)混合为一路色度信号C，进行传输然后再在显示设备内解码为Cb和Cr进行处理，这样多少仍会带来一定信号损失而产生失真(这种失真很小但在严格的广播级视频设备下进行测试时仍能发现) 。而且由于Cr Cb的混合导致色度信号的带宽也有一定的限制，所以S-Video虽然已经比较优秀，但离完美还相去甚远。S-Video虽不是最好的，但考虑到目前的市场状况和综合成本等其它因素，它还是应用最普遍的视频接口之一。

3、YPbPr/YCbCr色差接口 (Component)

　　 接口图：

　　说明：

　　色差接口是在S接口的基础上，把色度（C）信号里的蓝色差（b）、红色差（r）分开发送，其分辨率可达到600线以上。它通常采用YPbPr 和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。现在很多电视类产品都是靠色差输入来提高输入讯号品质，而且透过色差接口，可以输入多种等级讯号，从最基本的480i到倍频扫描的480p，甚至720p、1080i等等，都是要通过色差输入才有办法将信号传送到电视当中。

　　评价：

　　由电视信号关系可知，我们只需知道Y、Cr、Cb的值就能够得到G（绿色）的值，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一忽略绿色差Cg而只保留Y Cr Cb，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品，色差输出将S-Video传输的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合译码并再次分离的过程，也保持了色度信道的最大带宽，只需要经过反矩阵译码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器成像之间的视频信号信道，避免了因繁琐的传输过程所带来的影像失真，所以色差输出的接口方式是目前最好模拟视频输出接口之一。

4、VGA接口

　　接口图：

　　说明：

　　VGA接口也叫D-Sub接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数的显卡都带有此种接口。迷你音响或者家庭影院拥有VGA接口就可以方便的和计算机的显示器连接，用计算机的显示器显示图像。

　　评价：

　　VGA接口传输的仍然是模拟信号，对于以数字方式生成的显示图像信息，通过数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D二次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于数字电视之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。

5、DVI接口

　　接口图：

　　目前的DVI接口分为两种：一个是DVI-D接口，只能接收数字信号，接口上只有3排8列共24个针脚，其中右上角的一个针脚为空。不兼容模拟信号。

　　另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。兼容模拟幸好并不意味着模拟信号的接口D-Sub接口可以连接在DVI-I接口上，而是必须通过一个转换接头才能使用，一般采用这种接口的显卡都会带有相关的转换接头。

　　 说明：

　　DVI全称为DigitalVisual Interface，它是1999年由Silicon Image、Intel（英特尔）、Compaq（康柏）、IBM、HP（惠普）、NEC、Fujitsu（富士通）等公司共同组成DDWG（Digital Display Working Group，数字显示工作组）推出的接口标准。它是以SiliconImage公司的PanalLink接口技术为基础，基于TMDS（TransitionMinimized Differential Signaling，最小化传输差分信号）电子协议作为基本电气连接。TMDS是一种微分信号机制，可以将象素数据编码，并通过串行连接传递。显卡产生的数字信号由发送器按照TMDS协议编码后通过TMDS通道发送给接收器，经过解码送给数字显示设备。一个DVI显示系统包括一个传送器和一个接收器。传送器是信号的来源，可以内建在显卡芯片中，也可以以附加芯片的形式出现在显卡PCB上；而接收器则是显示器上的一块电路，它可以接受数字信号，将其解码并传递到数字显示电路中，通过这两者，显卡发出的信号成为显示器上的图象。

　　评价：

　　显示设备采用DVI接口具有主要有以下两大优点：
1、速度快：DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需经过任何转换，就会直接被传送到显示设备上，因此减少了数字→模拟→数字繁琐的转换过程，大大节省了时间，因此它的速度更快，有效消除拖影现象，而且使用DVI进行数据传输，信号没有衰减，色彩更纯净，更逼真。

　　2、画面清晰：计算机内部传输的是二进制的数字信号，使用VGA接口连接液晶显示器的话就需要先把信号通过显卡中的D/A（数字/模拟）转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，这些信号通过模拟信号线传输到液晶内部还需要相应的A/D（模拟/数字）转换器将模拟信号再一次转变成数字信号才能在液晶上显示出图像来。在上述的D/A、A/D转换和信号传输过程中不可避免会出现信号的损失和受到干扰，导致图像出现失真甚至显示错误，而DVI接口无需进行这些转换，避免了信号的损失，使图像的清晰度和细节表现力都得到了大大提高。

6、SDI接口

　　接口图：

　　说明：

　　SDI接口是“数字分量串行接口”。串行接口是把数据的各个比特以及相应的数据通过单一通道顺序传送的接口。由于串行数字信号的数据率很高，在传送前必须经过处理。用扰码的不归零倒置（NRZI）来代替早期的分组编码，其标准为SMPTE-259M和EBU-Tech-3267，标准包括了含数字音频在内的数字复合和数字分量信号。在传送前，对原始数据流进行扰频，并变换为NRZI码，确保在接收端可靠地恢复原始数据。这样在概念上可以将数字串行接口理解为一种基带信号调制。SDI接口能通过270Mb/s的串行数字分量信号，对于16：9格式图像，应能传送360Mb/s的信号。

　　评价：

　　SDI接口不能直接传送压缩数字信号，数字录像机、硬盘等设备记录的压缩信号重放后，必须经解压并经SDI接口输出才能进入SDI系统。如果反复解压和压缩，必将引起图像质量下降和延时增加，为此各种不同格式的数字录像机和非线性编辑系统，规定了自己的用于直接传输压缩数字信号的接口。（a）索尼公司的串行数字数据接口SDDI（SerialDigital Data Interface），用于Betacam-SX非线性编辑或数字新闻传输系统，通过这种接口，可以4倍速从磁带上载到磁盘。 （b）索尼公司的4倍速串行数字接口QSDI（QuarterSerial Digital Interface），在DVCAM录像机编辑系统中，通过该接口以4倍速从磁带上载到磁盘、从磁盘下载到磁带或在盘与盘之间进行数据拷贝。 （c）松下公司的压缩串行数字接口CSDI（CompressionSerial Digital Interface），用于DVCPRO和Digital-S数字录像机、非线性编辑系统中，由带基到盘基或盘基之间可以4倍速传输数据。
以上三种接口互不兼容，但都与SDI接口兼容。在270Mb/s的SDI系统中，可进行高速传输。这三种接口是为建立数字音视频网络而设计的，这类网络不象计算机网络那样使用握手协议，而使用同步网络技术，不会因路径不同而出现延时。

　　人们常在SDI信号中嵌入数字音频信号，也就是将数字音频信号插入到视频信号的行、场同步脉冲（行、场消隐）期间与数字分量视频信号同时传输。

7、HDMI接口

　　接口图：

　　说明：

　　HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆 ，大大简化了家庭影院系统的安装。

　　评价：

　　2002年的4月，日立、松下、飞利浦、SiliconImage、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口(High-definitionDigital Multimedia Interface)HDMI 1.0标准颁布。与DVI相比，HDMI可以传输数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。

　　HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。

　　HDMI toDVI-D转接头：

HDMI to DVI-D转接线：

8、IEEE1394接口

接口图：

　　说明：

　　IEEE 1394也称为火线或iLink，它能够传输数字视频和音频及机器控制信号，具有较高的带宽，且十分稳定。通常它主要用来连接数码摄像机、DVD录像机等设备。IEEE 1394接口有两种类型：6针的六角形接口和4针的小型四角形接口。6针的六角形接口可向所连接的设备供电，而4针的四角形接口则不能。

　　 评价：

　　它的设计初衷是成为电子设备(包括便携式摄像机、个人电脑、数字电视机、音/视频接收器、DVD播放机、打印机等)之间的一个通用连接接口。1394电缆可以传输不同类型的数字信号，包括视频、音频、数码音响、设备控制命令和计算机数据。IEEE 1394主要的性能特点如下：

　　数字接口：数据能够以数字形式传输，不需要模数转换，从而降低了设备的复杂性，保证了信号的质量。

　　热插拔：即系统在全速工作时，IEEE 1394设备也可以插入或拆除，用户会发现，增添一个1394器件，就像将电源线插入其电气插座中一样容易。

　　9、BNC接口

　　接口图：

　　说明：

　　BNC接口是指同轴电缆接口，BNC接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非平衡信号的连接。

　　评价：

　　BNC（同轴电缆卡环形接口）接口主要用于连接高端家庭影院产品以及专业视频设备。BNC电缆有5个连接头，分别接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。BNC接头可以让视频信号互相间干扰减少，可达到最佳信号响应效果。此外，由于BNC接口的特殊设计，连接非常紧，不必担心接口松动而产生接触不良。

BNC接头之所以没有被淘汰，因为同轴电缆是一种屏蔽电缆，有传送距离长、信号稳定的优点。目前它还被大量用于通信系统中，如网络设备中的E1接口就是用两根BNC接头的同轴电缆来连接的，在高档的监视器、音响设备中也经常用来传送音频、视频信号。

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一下部分来自：老侯的博客 http://blog.sina.com.cn/s/blog_6284c4040100p774.html 

CVBS 接口：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6284c4040100p774.html

电视行业的一个技术难点是，总是要不断地向下兼容。在pc 中一些早以不再用的概念和技术，在电视领域却总是一些无法绕过的坎。比如说这个叫CVBS的东西。
CVBS是最早的电视机视频输入信号标准。直观的讲，电视机输入口中那个黄色的口，那就是复合的CVBS口。这种复合信号之间的干扰是很难避免的，电视画面比较容易出现色度的闪动。为了避免这种闪动，后来就有了S-Video接口，将亮度信号和色度信号分开。但这种接口的带宽有限，在高清时代的设备中，S-Video接口慢慢地变得少见了。 因而现在的CVBS接口多是复合信号接口。 CVBS的制式有两套，一个是NTSC，为美国标准，一个是PAL，为欧洲标准。咱们国家用的是PAL，但大多数设备对两种都支持。
关于CVBS的全称有好几种说法，一说是”Color, Video, Blank and Sync”, 或者”Composite Video Baseband Signal”, “Composite Video Burst Signal”, 或者”Composite Video with Burst and Sync”.这些全称都是在强调其特点：复合，消隐和同步。
电视行业是个相对保守的行业，就算在数时代，这些模拟接口还一样有着旺盛的需求。兼容历史，这个特点要比计算机行业更为明显

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http://wenku.baidu.com/view/021379629b6648d7c1c746cc.html

1、CVBS输入：

CVBS插座（RCA插座），传输CVBS信号：复合视频信号，亮度信号和色度信号通过频谱间置迭加在一起。

2、S-Video输入：

S-Video输入接口是随着录像机的出现而发展起来的视频接口，现在被广泛应用在录像机和影碟机等方面。

3、SCART输入：

SCART是欧洲的标准视频接口，SCART接口可以传输CVBS信号、隔行RGB信号。通常我们都把SCART用来传输RGB信号。由于三原色信号分开传输，因此在色度方面的表现比S-Video更胜一筹。SCART现在只有传输480I/576I隔行信号的标准。

4、色差输入：

亮度信号和色差信号分开传输，当然比S-video的将PB、PR合成为C信号再传输要好。色差信号和RGB三原色信号的图像质量相当。不过3 RCA的色差口可以传输逐行信号或1080I信号。

在色差输入的标注方面，基本上没有什么厂家按照规矩来，每个产品的写法都可能不一样。有的产品上标注“Y CB CR”表示可接受隔行色差信号，而“Y PB PR”表示逐行色差信号或者HDTV色差信号，而“Y CB/PB CR/PR”表示可自动识别隔行/逐行色差信号。你应该以产品的实际说明为准来判断设备可接受的格式，而不是“写”了什么。在专业领域了，“Y CB CR”表示数字色差信号而不是模拟色差信号。

5、D端子：日本的标准视频接口

6、VGA输入： VGA接口可以传输现在除480I/576I信号之外的所有信号。

7、RGBHV输入：RGBHV通常使用5 BNC或5 RCA插座

8、DVI接口：

9、HDMI接口：

10、系统软件升级接口：通常都使用RS-232(电脑串口)，可以完成软件升级或者机器调整。

应该使用哪一种视频接口？

1、 优先考虑使用数字信号接口，比如DVI、HDMI

2、 使用高质量的模拟信号接口。D-端子、3线色差、VGA端子和5 BNC输入都传输未经复合的信号，可以跳过信号源的编码和投影机中的解码，越少的处理带来越高的图像质量。

3、 不要使用S端子、CVBS信号连接。使用S端子、CVBS信号连接真的是浪费投影机的性能，在投影机上，无论如何不要使用S端子、CVBS信号连接。

重点介绍SDI、HD-SDI接口：

参看：SDI视频接口

参看：高清HD-SDI芯片方案选择应用与趋势分析

视频监控在经历模拟时代、数字时代、网络时代的发展后，现在已经逐步走入了高清与智能时代。与传统标清视频相比，高清在视频质量上有了质的飞跃，但就目前而言，要实现监控系统高清呈现，也并非一蹴而就之易事。从视频监控系统中模拟到数字的转化中，从CIF到D1是一个重要的阶跃，从效果来看数字化视频影像也可与模拟视频影像相当，即使达到标准清晰度（即“标清”），其存储和传输的增加几乎是翻两番。

　　若要达到高级清晰度（即“高清”），其分辨率从720P到1080P@30fps或1080P@60fps，则需要付出很大的投入和代价，因此需要特别关注数字视频编解码芯片技术的演变和实际应用。但是，即使前进道路再坎坷，却阻挡不了芯片厂商在高清编解码征程上的捷步迈进。当前，除了海思的Hi3520可实现1080P高清编解码外，TI的TMS320DM6467、富瀚微的FH8735和FH8736以及升迈的GM8180等芯片都已杀进了高清“名人堂”。

　　目前，市场上主流产品仍然是标清，标清和高清将来仍会长时间共存。Techwell着手从两方面进行了标清芯片升级：一方面清晰度升级，即将清晰度从D1升级到支持960H格式，如TW2809成功地从D1升级到支持960H，如以前端TV解码芯片TW2960+TW2809系统方案为例，即给用户带来了模拟高清的享受；另一方面是集成前端TV解码器，即将前端的TV解码器嵌入到现有的编解码芯片中，如在推出的TW5866在TW5864的基础上，包含了8路TV解码器，既增加了系统的稳定性又降低了产品的价格。

　　而另外一些芯片厂商在平台的继承性上给予深入重视，并注重全面挖掘原有芯片的潜力。以TI为例，在IP网络摄像机的应用中，其DM365虽说目前已经广泛普及，但仍改芯片为ARM9集成视频协处理器并集成有ISP的单片系统，可以支持从D1到720P分辨率，只是主频不同，而管脚和软件完全兼容。这样的兼容性，还延续到DM368，它可以支持1080P@30fps。

　　在此全兼容的平台中，还有DMVA1和DMVA2两个智能摄像机平台，前者支持标清而后者支持高清。未来高清1080P@60fps的平台将延续同样的体系结构，只是ARM提高到A8，视频协处理器升级，ISP性能增强。同时，还有支持1080P分辨率的DMVA3智能摄像机平台推出，并沿用原有的应用软件。特别需要强调的是，TI的IP网络摄像机解决方案也都支持ONVIF和PSIA协议。

　　各种技术在高清摄像机的发展中争奇斗艳，各显神通，其中基于数字非压缩信号的HD-SDI技术，延续了模拟摄像机的特色，且可以有机地同IP高清进行结合，也是高清发展的一个方向。在HD-CCTV良好发展前景下，富瀚微率先提供了HD-SDI的板卡方案。高清的图像质量至少3倍于D1的图像分辨率，而富瀚FH8735的优良编码性能为HD-SDI的原始图像压缩以及存储，提供了强有力的保证。

　　并且，PCI/PCI-E总线可以根据实际应用来选择，对于对预览要求较高的应用，PCI-E的带宽足以保证高清原始码流传输至HOST端进行后处理。显然，高清不仅能使监控场景中的目标看得清，取证准确，重要的是提供了高质量原始图像的保障，使智能视频内容分析识别更加方便而准确。本文介绍视频监控中SoC芯片的发展，HD-SDI芯片方案及选择，HD-SDI在视频监控中的应用，HD-SDI高清摄像机与高清网络摄像机的比较，HD-SDI芯片的问题及发展方向。

　　SoC芯片在视频监控中的发展

　　在安防市场中，作为产业上游产品的音视频编解码芯片素有DSP、ASIC与SoC之争。而近两年来，随着微电子技术以及SoC芯片处理技术的不断发展，借助低成本、低功耗、高集成度可以提供更高的处理能力和运算速度等显著优势，SoC迅速崛起，大有独霸编解码芯片市场之势。因为SoC芯片的出现兼顾了DSP与ASIC两家之长，弥补了两者之短，因此被行业赋予了更大的期待。如SoC具备了ASIC的性能专用特点，具有高性能、低成本、低功耗等特征，同时也保持了DSP的灵活性，并且解决了DSP芯片成本较高的问题。

　　除了解码的兼容性和编码的压缩质量的基本要求，高速的系统架构、内存频宽、高效率的DMA控制器，甚至多核的平行处理也是检验SoC效能是否优秀的关键指标。

　　SoC芯片是具有多处理器核心的单片集成系统，其中集成有CPU主处理器，所集成的核心既可以是ASIC类的硬核，也可以是DSP或协处理器类的软核，甚至也包含其它的专用处理子系统，且集成有丰富的外设。由于SoC是面向特性应用的片上系统，结合硬件加速等技术可以实现H.264的高复杂度的算法运算，并可针对视频编码方面进行优化，以实现最优化效果。视频的数字化应用在安防市场中发展非常迅猛，其中核心的视频处理起着举足轻重的地位，因而SoC的闪电式“上位”无疑为视频监控带来新的活力。

　　目前，很多半导体方案提供商都在走向SoC，其中就不乏像TI、NXP、ADI以及Techwell等众多欧美老牌实力派厂家，此外，近年来在中国大陆和台湾地区也迅速添入一批SoC新秀，如海思、中星微、升迈、映佳。而在应用上，SoC也在视频安防监控、视频会议、高清视频游戏、远程机房控制、远程教育和远程医疗等应用中得到广泛认同。

　　事实上，SoC并不是简单的一个芯片，而是一个解决方案。TI的LMH0394提供业界最长的，可达到200m高清（或400m标清），其数据率达3Gbps，并且最低功耗为115mW典型值。SDI视频信号的编解码需要有强大的处理器来处理，DM81xx平台也可实现这种多路的高清系统。同样，针对HD-SDI的需求，Techwell也推出基于TW2809的HD-SDIPCDVR广播级高清产品，它支持720P/1080i/1080P。

　　国内的海思提供了从Hi3512、Hi3515到Hi3516一套完整的高清解决方案。以Hi3512为例，该方案基于ARM9处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能通信媒体处理器，具有高集成，可编程，支持H.264和MJPEG等多协议的优点，其中视频处理单元可以支持H.264MainProfile、Baseline、Profile、MJPEG、JPEG等多种协议实施编解码；支持1.3MPixels@30fps，支持最大300万像素的JPEG抓拍；视频处理单元还可以支持双码流编码等功能。Hi3512方案丰富的外围接口，方便满足设备规格需求，能有效降低整机BOM成本。

　　又如TI的DM8168的数字视频H.264编码能力，已经飚到三通道1080P@60fps高清，且可支持MPEG4、MPEG2、VC1等视频压缩格式，还有能力支持SVAC中国自主知识产权标准的能力。DM8168还可采用单片实现六通道高清1080P@30fps或720P@60fps编码、十二通道高清720P@30fps编码、三十通道D1编码，支持各种高清或标清数字视频监控系统的所有编码要求。而解码和编码也具有相同的能力，这就使之既可以用于开发多通道DVR和DVS，又能开发多通道NVR，且都支持高清应用。

　　此外，DM8168还嵌入强大的主处理器ARMCortexA8，主频可达1GHz，可以作为产品的核心处理器，运行高速实时操作系统，支持千兆以太网络、SATA硬盘接口、PCIe高速总线接口等。由于集成了性能强大的视频处理子系统，可以实现反隔行处理和图像增强和降噪功能，并且支持三个独立图形层和线性缩放及三个高清或标清的OSD等功能。又由于集成有3D图形加速器，产品可支持三维菜单界面，为数字视频监控产品界面带来全新改观。

　　为了满足不同网络带宽和显示设备的需求早先IP监控系统往往采用多码流同时编码的方式，这无疑增加了数据吞吐量。H.264SVC（ScalableVideoCompress，可扩展视频编码）提供了一个有效的解决办法。利用可扩展编码，编码器只需要提供一个码流，人们可以选择需要的层级（分辨率、帧率等）进行传输、存储和解码，节约带宽和存储设备，充分利用原有的非高清显示器。

　　显然，仅有高清还远远不够，高清编解码芯片需要更高级别的SoC化来增加去隔行、3D降噪、视频增强等图像处理和智能识别能力，用以满足DVR和NVR所需的功能。也就是说，要重点考虑如何提升监控效率——智能监控。智能监控算法提升高清监控效率。随着监控摄像头的增多、金融犯罪手法多样化，智能监控势在必行。

　　智能要聚焦于业务可视化管理，未来智能算法进一步提升内容分析可靠性，从监控辅助手段升级到支撑业务流程变革。而且将推进更多数字视频监控中的增值应用，如智能图像识别和实时视频分析，以及车牌识别、人脸识别、行为异常识别等。针对数字视频监控的智能化需求，通用可编程的高速处理器是最为理想的平台。TI的DSP已为众多的开发者所应用，实现嵌入式智能分析系统。在DM8168平台中已集成了一个C674x核心的DSP，并可以达到主频1GHz，而全部资源都可以用作包括智能视频分析的增值性功能。

　　全面系统整合云架构模式电子系统发展宗旨之一就是最大限度地简化电路设计，达到整体产品系统的可靠性、精度、稳定等品质指标。然而，刚登上前台的SoC芯片距离这一目标尚有一段距离。从硬件方面看，高SoC化需要的多个CPU核的协调处理，大量的DMA操作以及海量的内存数据管理，虽然满足了更多路的编解码处理性能，但也给编解码芯片带来了更高的复杂度和难度，同时稳定性问题无可避免；从软件方面看，底层驱动和SDK需要提供更多的接口来满足上层AP的需要。实际上，一个芯片的成功与否，不但要求芯片硬件的性能稳定，更需要功能强大的驱动和SDK的配套支持。

　　面向安防市场的发展，系统全面整合集成仍然是未来的发展方向。对芯片而言，所有系统的单片化解决方案将是必由之路，而体系结构也必将为一致性。视频编解码的实现将采用硬件和软件结合的方式，这样才可以满足各种更新格式视频压缩和处理技术的需要。各种显示、传输和交互接口性能和功能都将继续高度集成和提升。因此，未来的数字视频监控系统开发的大量工作，将集中在软件的系统开发。从编解码芯片看，超多路高清编解码性能的芯片是未来趋势，且编解码芯片中集成前后端模块也是未来发展方向之一。

　　HD-SDI芯片方案及选择

　　HD-SDI的含义

　　SDI（serialdigitalinterface）是“数字分量串行接口”，HD-SDI就是高清数字分量串行接口。HD-SDI芯片摄像机是实时无压缩的高清广电级摄像机，是安防监控领域的又一科技进步，因为它能为监控中心提供高清晰的图像来源。实际上，画面清晰、没有延迟、方便控制和远端储存管理，说起来都容易，但高清化之后就变成难题。不论高清影像是否经过压缩，非网络化的图像信号能传得多快多即时，能跑到多远距离，对安全监控而言是非常严酷的考验。因此，我们说高清的考验是传输，传输越远就越凶险。正如我们熟悉的SDI，其规格概念不来自影像领域，而是指一种传输方式，是信号发射与接收端（Tx和Rx）的技术。

　　HD-SDI芯片的发送与接收端方案SDI的功能由不同单元组成，在安防R&D圈中看到的SDI芯片方案，甚至包括FPGA，早在2007年就多已成型。在当时美国的传播媒体展（NAB2007）中，芯片厂针对3G-SDI（第三代序列数位介面）各自推出不少解决方案。这些公司包括Gennum（现已并入Semtech），NationalSemiconductor（NS，现并入德州仪器）、Altera与Xilinx等。其中，Gennum日后发展出GV7600/GV7601芯片在安防之所以有名，除了是HDcctv的推动主力，另一方面也是率先将Tx和Rx等离散型的芯片架构整合为一的缘故。例如其发射端（Tx）的芯片就是串列器（Serializers）加上电缆驱动器（CableDrivers），而接收端（Rx）芯片即为解串列器（Deserializers）加上电缆等化器（Equalizers），可精简摄像机和DVR的设计。

　　目前，HD-SDI在发送端主要应用于摄像机等前端采集设备，摄像机的CCD或CMOS图像传感器采集信号后，未经压缩的高清视频信号传输方式有模拟和数字两种。模拟传输一般采用YPbPr分量传输，一路高清视频信号需要三根同轴线缆同时传输。数字传输一般采用DVI、HDMI或者HD-SDI传输，其中DVI或HDMI的传输距离只有几米，中间加中继放大器，最远也只有几十米左右，不适合用于监控图像的远程传输，通常被应用在演播控制室内设备间的连接和信号传输。而HD-SDI信号可以传输百米左右，并可采用CVBS同轴电缆传输，接口为常用的BNC，所以通常被应用在现场采集设备与百米内的控制设备间的信号传输连接。现在，国内已有不少安防厂家推出了自己的SDI接口高清摄像机，可以实现1080P25高清显示。

　　摄像机的图像传感器，相当于人的眼睛，主要完成光学图像转换为电子图像信号。但在实际的应用场合，使用CCD图像传感器远远不能满足高速读取高清数据的需要。而CMOS图像传感器则没有CCD的“瓶颈”问题，它能够在短时间内处理大量数据，输出高清影像，也能满足高清HDV的需求；并且，CMOS对抗CCD的优势在于成本低、耗电少，可以与视频处理电路同处于一个芯片上；由于CCD成像时，需AFE模拟前端将CCD图像信号数字化，并产生CCD控制时序，而CMOS型成像器件，则可直接输出数字信号，故不需要AFE模拟前端。因此，对于HD-SDI摄像机，CMOS图像传感器更加适合。从目前的市场情形来看，随着光电成像技术的发展，在专业和家用摄影、摄像器材领域中，CMOS图像传感器已可能完全替代CCD图像传感器。

　　CPU作为整个高清摄像机核心器件，相当于人的大脑与心脏，HD-SDI高清摄像机不经编码压缩，以原始数字信号，经HDMI或HD-SDI口输出。总体来说，CPU不仅具有图像处理和编码功能，还要完成高清摄像机系统控制及计算，充当整个系统的中央处理器。

　　目前，“高清视频、高清音频”在安防行业的呼声很高，针对前端摄像机，越来越多的厂家倾向于采用具备高像素密度和高动态范围的产品，这就意味着数据量会越来越大，需要CPU的处理能力更强，尤其是针对并行数据处理，采用DSP/ASIC/ASSP的视频摄像机则显得“心有余，而力不足”。而FPGA产品固有的并行性和可编程性，恰好能够为厂商提供各种性能，以满足市场的需要。目前，在所有的低成本FPGA系列中，CyloneIII器件具有最大的存储逻辑比和DSP逻辑比，最适合HD-SDI摄像机等视频处理应用。

　　信号输出接口包括串行器（Seralizer）、电缆驱动器CD（CableDriver）等电路，其中串行器也称之为发送器（Transmitter），主要实现将CPU输出的10BIT/20BIT视频数据按SMPTE规定的编码标准调制成标准SDI信号发送出去。为了增加传送距离，通常会带一个电缆驱动器，无需增加传送距离，也可以不用。

　　由于部分半导体厂家如NS、GENNUM等，不同厂家的三个不同速率的均衡器（EQ）管脚封装都是一样的，各芯片都是向下兼容的，如支持3G速率、HD-SDI，只需更换相应的均衡器EQ型号，硬件设计与PCB都不需要做改动，从而可大大降低研发成本。

　　HD-SDI芯片的类型

　　在安防运用上，要实现这种传输架构，除了同轴缆线（包括接收端设备内）和BNC接头，它主要是靠几个芯片共同组成。以TI（NS）推出的芯片种类表示，包括电缆等化器（Equalizers）、电缆驱动器（CableDrivers）、时脉重整器（Reclocker）、串列器（Serializers）、解串列器（Deserializers）、影像时序控制器（VideoTiming）和其他特殊控制功能的IC等。这就表示在HD安防的SDI芯片阵营中，就可粗分为如Semtech（Gennum）的整合型和TI（NS）的离散式等两种典型。其余还有EqcoLogic和Mindspeed等公司推出的分离型元件。

　　至于SDI芯片的另一种区分法，尤其在安防中会比较明显的，就是单路和多路的差别，主要是指高速解串列器（Deserializers）方面，是否有4路整合的情况。目前，所知能够有4路的方案，如Lattice、Altera和Xilinx，大多由FPGA担纲；即使有如韩国SiliconGear公司开出整合HD等级MUX与4路解串列器单颗芯片，其实里面仍为FPGA本质。至于真正能有ASIC是4路合1，或许等市场更稳定成熟，就会有些安防老牌芯片厂推出产品。特别值得指出的是，等化器（Equalizers）则不适宜作多路整合，因为它牵涉到过于密集的电路布线与干扰等问题。

　　此外，SDI包括CableDriver和Equalizer等元件，都含有混合信号技术，在并入德州仪器（TI）以前，NS就是知名的类比芯片供应厂。而众所周知，原本TI在数位方案，包括DSP/SoC等许多方面，对于安防IP摄像机和DVR/NVR设备主控芯片端，就已具备强大的支持力道，在安防业界起指标性作用。合并NS除了让TI的整体类比芯片实力壮大，事实上对HD安防的设计方案更别具意义。

　　细究SDI技术领域，各种透过IC半导体来实现HD传输的方式，显然已呈现多元的样貌；当然也有很多人讨论到这样的高画质信号，或许可采用HDMI或是DVI的通道，如单以HD-SDI来定义这种不压缩的高画质方案不恰当。基于信号格式传输及方便施工与替代性，以BNC这样的SDI连接器，对监控应用最有利，相对也就被大量采用，并成为HDcctv联盟极力推动的一种标准格式。

　　HD-SDI芯片方案及选择

　　HD-SDI芯片更好的画质，更低甚至可以忽略不计的延时，与原有模拟系统良好的兼容性等，引起了多家芯片厂商的注意，安霸、TI、海思等厂家都加入了HD-SDI芯片市场的角逐，Gennum不再是一枝独秀，从而促使HD-SDI芯片方案在结构及成本上出现差异化竞争。

　　ISP方案的推出，也让SDI摄影机厂商在组件上的选择更多，从而更好地体现了差异化。在此强调的是，我们对芯片的观察也不能停留在单一芯片上，而是整体的芯片方案，需要观察组件的搭配，以SDI摄像机来看，芯片、传感器及ISP（DSP）共同影响着其产品形式和成本。目前，市场上主要有以下4种HD-SDI芯片方案。

　　CMOS图像传感器+ISP+Encoder方案

　　第一种方案采用专用的ISP处理芯片和编码处理，该方案较灵活，采用专用的ISP芯片稳定性好，能够保证图像的质量，但非VLDS真实高清@60fps；

　　CMOS图像传感器+（ISP+CODEC）方案

　　第二种方案采用集成ISP的编码芯片，该方案灵活性次于第一种方案，且集成的ISP处理芯片稳定性虽高，但图像质量一般、成本较高；

　　CMOS图像传感器+FPGA方案

　　第三种方案采用FPGA等芯片实现信号处理及编码功能，该方案灵活性最强，但是稳定性差、成本最高、图像质量难于保证；

　　CMOS图像传感器+ISP+SDITx方案

　　第四种方案采用专用的ISP处理芯片和SDI发射芯片，该方案较灵活，采用专用的ISP芯片稳定性好，能够保证图像的质量，可提供高清@60fps。

　　由此可见，各种搭配都有优劣，更为优秀的画质是HD-SDI的重要亮点，从其芯片方案上也可以看到，HD-SDI中的ISP多由独立的芯片进行处理，而非集成到编解码器CODEC上。