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从TVDecoder组件看960H的DVR设计

更新时间:2018-10-10  阅览次数: 295 次

自从Sony于2010年宣告其自家的Sensor与ISP(DSP)支持960画素以来,960H架构为CCTV模拟开启了一个新纪元。由于960H摄影机渐渐普及,使众多DVR厂商相继投入系统开发。

笔者因涉足CCTV多年,并且较早接触960H领域,因此时常收到DVR厂商对于960H在系统设计上一些询问和讨论。本文搜集960H系统设计可能面对的问题,进行综合探讨,并聚焦于高质量、低成本与兼容性兼具的计划实践,盼对从事安防系统研发的朋友能有所帮助。至于市场面与其它技能面,非本文要点仅略述之。

Decoder把关DVR影像质量

作为CCTV模拟影像讯号后送的第一道接收关卡,960H的TVDecoder选择,决定了DVR影像的质量。目前运用在CCTV的摄影机仍旧以CCDSensor为最大宗,以其原有的有效画素可区分三类。

传统DVR上的TVDecoder搭配760H/510H的摄影机,一般最大的水平分辨率是500TVlines(TVL)。若是诉求960H的TVDecoder搭配960H的摄影机,DVR就应该要达到650TVL效果,才能算是采用960H等级的TVDecoder。

必须在模式下测试

要达成这样的条件,在此有三个讯号的接口手法(包括取样频率)必需先能遵循和相容,分别是ITU-RBT.601(A/B)、BT.656、BT.1302。除此之外,产品还必需通过JEITATTR-4602B水平分辨率量测程序(日本电子信息技能产业协会测量的方式)。成熟的Decoder产品,即应该具备上述的设计规范与测试流程。此外,要进行这样的水平分辨率量测,决不可经由后端的SoC或DSP加工处理,例如锐利度的增强,或不是使用彩色模式(ColorMode)下测试等情况。

留意电路设计与温度

另外和Decoder相关联的DVR设计要点,是周边电路板Layout的设计考虑,对于讯号的质量也至关重要。笔者曾见过DVR厂因为疏忽此细节,延误商机的例子。目前大部份的采集芯片(SoC主芯片)皆可接收960H的Decoder输出QDRmode(144MHzpixelinterleaveddataformat),由于144MHz比108MHz(D1等级)快了30%,要尽可能支持使用顶层(Top)或底层(Bottom)的走线(Traces),以降低其电容负载,提升效率。

原则上,相关电路走线要尽可能「短」与「等长」,模拟与的区分及电路板上地平面的切割应确实执行。安防系统厂的硬件研发端,要向所使用零件厂条件提供LayoutGuide,并确实遵循其规范走线来保障讯号的质量。值得一提,若能有击与ESD保护组件电路对策,也最好都能预留。这些要素,其实也都关系到Decoder的选择。

封装和兼容性影响成本

960H的Decoder另一个选择要点,是对于「兼容性」,也就是最好能与您原先前一代的DVR设计能共享硬件,这对生产管理而言很是重要。若是Decoder本身即能支持960H与720H(D1等级),那就更为加分;若是4信道与8信道也能共享硬件,例如占用相近似的脚位和面积,更是最佳的兼容性选择。

TVDecoder的封装,也应列入系统设计考虑之一,因为这牵涉到PCB空间运用、散热问题。尤其是8信道或16信道的960HDVR,在空间运用与散热问题上不可等闲视之,其分别对BOMCost(电子物料成本)与系统稳定性有一定的影响。

Decoder组件的选择,大概就相当程度决定了整个DVR设计的三个目标,「高质量、低成本、兼容性」,其它主要零组件,其实DVR厂恐怕也没多少可选择。(因为系统主芯片功能齐备、效能符合者仍不多。)

制造端宜取得实测数据

Decoder的封装,在上述的诸多考虑下就显得更为重要。好的封装能降低Layout的复杂性与系统的温度,尤其对8/16通道的DVR影响更甚。其它方面,若Decoder本身有支持Encoder功能,也会对后续的维修很是有帮助。因为如此可不必经由主芯片,直接输出到播放。

系统设计制造端务必要向所采用的零件厂,条件提供您本身系统上实际要用到的规格实测功耗数据,切忌张冠李戴。例如明明需要跑QDRmode,却以厂商提供的SDRmode(为相对较低功耗的输出状态)来作为评估值,显然就会误判。

最后,我们谈后段采集芯片的考虑(例如SoC主芯片)。如前文所述,要做960H的DVR厂商,现阶段恐怕可选择的采集芯片不多。DVR要搭配摄影机才构成一完整的系统,摄影机的规格会主导采集芯片发展,甚至成为顾客选用DVR的指标。能妥善跟着摄影机规格的发展,并预留前瞻性设计才是好的960HDVR。

把握开发960H契机

笔者以为在摄影机朝两极发展下,即960H与510H,Decoder与主控SoC若能同时支持960H与480H不失为一种最佳组合,因为480H是960H的一半,且与510H相比,画素损失不大。就采集芯片的内存与频宽,资源的消耗与数据的处理,都能驱于简易化,又保持原有的质量。

根据预估,模拟摄影机在2018前出货量仍将比IP摄影机多5倍(来源:In-Stat,Jan.2018),未来DVR的影像质量,又几乎可在新的Decoder和采集芯片纷纷出笼下,不用多花任何新成本,即可提升至960H水平,看来960H引起的风暴已然成形。

[苏墨影]

整理编辑:成都弱电工程专家