從TV Decoder組件看960H的DVR監(jiān)控設(shè)計(jì)

自從Sony于2010年宣告其自家的CCDSensor與ISP(DSP)支持960畫素以來，960H架構(gòu)為CCTV模擬安防監(jiān)控開啟了一個(gè)新紀(jì)元。由于960H攝影機(jī)漸漸普及，使眾多DVR廠商相繼投入系統(tǒng)開發(fā)。

筆者因涉足CCTV多年，并且較早接觸960H領(lǐng)域，因此時(shí)常收到DVR廠商對(duì)于960H在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上一些詢問和討論。本文搜集960H系統(tǒng)設(shè)計(jì)可能面對(duì)的問題，進(jìn)行綜合探討，并聚焦于高質(zhì)量、低成本與兼容性兼具的方案實(shí)踐，盼對(duì)從事安防系統(tǒng)研發(fā)的朋友能有所幫助。至于市場(chǎng)面與其它技術(shù)面，非本文重點(diǎn)僅略述之。

Decoder把關(guān)DVR影像質(zhì)量

作為CCTV模擬影像訊號(hào)后送的第一道接收關(guān)卡，960H的TVDecoder選擇，決定了DVR影像的質(zhì)量。目前運(yùn)用在CCTV的攝影機(jī)仍舊以CCDSensor為最大宗，以其原有的有效畫素可區(qū)分三類。

傳統(tǒng)DVR上的TVDecoder搭配760H/510H的攝影機(jī)，一般最大的水平分辨率是500TVlines(TVL)。若是訴求960H的TVDecoder搭配960H的攝影機(jī)，DVR就應(yīng)該要達(dá)到650TVL效果，才能算是采用960H等級(jí)的TVDecoder。

必須在彩色模式下測(cè)試

要達(dá)成這樣的條件，在此有三個(gè)訊號(hào)的接口格式(包括取樣頻率)必需先能遵循和相容，分別是ITU-RBT.601(A/B)、BT.656、BT.1302。除此之外，產(chǎn)品還必需通過JEITATTR-4602B水平分辨率量測(cè)程序(日本電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)測(cè)量的方式)。成熟的Decoder產(chǎn)品，即應(yīng)該具備上述的設(shè)計(jì)規(guī)范與測(cè)試流程。此外，要進(jìn)行這樣的水平分辨率量測(cè)，決不可經(jīng)由后端的SoC或DSP加工處理，例如銳利度的增強(qiáng)，或不是使用彩色模式(ColorMode)下測(cè)試等情況。

封裝和兼容性影響成本

960H的Decoder另一個(gè)選擇重點(diǎn)，是關(guān)于「兼容性」，也就是最好能與您原先前一代的DVR設(shè)計(jì)能共享硬件，這對(duì)生產(chǎn)管理而言非常重要。若是Decoder本身即能支持960H與720H(D1等級(jí))，那就更為加分；若是4信道與8信道也能共享硬件，例如占用相近似的腳位和面積，更是最佳的兼容性選擇。

TVDecoder的封裝，也應(yīng)列入系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮之一，因?yàn)檫@牽涉到PCB空間運(yùn)用、散熱問題。尤其是8信道或16信道的960HDVR，在空間運(yùn)用與散熱問題上不可等閑視之，其分別對(duì)BOMCost(電子物料成本)與系統(tǒng)穩(wěn)定性有一定的影響。

Decoder組件的選擇，大概就相當(dāng)程度決定了整個(gè)DVR設(shè)計(jì)的三個(gè)目標(biāo)，「高質(zhì)量、低成本、兼容性」，其它主要零組件，其實(shí)DVR廠恐怕也沒多少可選擇。(因?yàn)橄到y(tǒng)主芯片功能齊備、效能符合者仍不多。)

把握開發(fā)960H契機(jī)

留意電路設(shè)計(jì)與溫度

另外和Decoder相關(guān)聯(lián)的DVR設(shè)計(jì)重點(diǎn)，是周邊電路板Layout的設(shè)計(jì)考慮，對(duì)于訊號(hào)的質(zhì)量也至關(guān)重要。筆者曾見過DVR廠因?yàn)槭韬龃思?xì)節(jié)，延誤商機(jī)的例子。目前大部份的采集芯片(SoC主芯片)皆可接收960H的Decoder輸出QDRmode(144MHzpixelinterleaveddataformat)，由于144MHz比108MHz(D1等級(jí))快了30%，要盡可能支持使用頂層(Top)或底層(Bottom)的走線(Traces)，以降低其電容負(fù)載，提升效率。

原則上，相關(guān)電路走線要盡可能「短」與「等長」，模擬與數(shù)字的區(qū)分及電路板上地平面的切割應(yīng)確實(shí)執(zhí)行。安防系統(tǒng)廠的硬件研發(fā)端，要向所使用零件廠要求提供LayoutGuide，并確實(shí)遵循其規(guī)范走線來保障訊號(hào)的質(zhì)量。值得一提，若能有防雷擊與ESD保護(hù)組件電路對(duì)策，也最好都能預(yù)留。這些要素，其實(shí)也都關(guān)系到Decoder的選擇。

制造端宜取得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

Decoder的封裝，在上述的諸多考慮下就顯得更為重要。好的封裝能降低Layout的復(fù)雜性與系統(tǒng)的溫度，尤其對(duì)8/16通道的DVR影響更甚。其它方面，若Decoder本身有支持Encoder功能，也會(huì)對(duì)后續(xù)的維修非常有幫助。因?yàn)槿绱丝刹槐亟?jīng)由主芯片，直接輸出到顯示器播放。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造端務(wù)必要向所采用的零件廠，要求提供你本身系統(tǒng)上實(shí)際要用到的規(guī)格實(shí)測(cè)功耗數(shù)據(jù)，切忌張冠李戴。例如明明需要跑QDRmode，卻以廠商提供的SDRmode(為相對(duì)較低功耗的輸出狀態(tài))來作為評(píng)估值，顯然就會(huì)誤判。

最后，我們談后段采集芯片的考慮(例如SoC主芯片)。如前文所述，要做960H的DVR廠商，現(xiàn)階段恐怕可選擇的采集芯片不多。DVR要搭配攝影機(jī)才構(gòu)成一完整的系統(tǒng)，攝影機(jī)的規(guī)格會(huì)主導(dǎo)采集芯片發(fā)展，甚至成為顧客選用DVR的指標(biāo)。能妥善跟著攝影機(jī)規(guī)格的發(fā)展，并預(yù)留前瞻性設(shè)計(jì)才是好的960HDVR。

把握開發(fā)960H契機(jī)

筆者以為在攝影機(jī)朝兩極發(fā)展下，即960H與510H，Decoder與主控SoC若能同時(shí)支持960H與480H不失為一種最佳組合，因?yàn)?80H是960H的一半，且與510H相比，畫素?fù)p失不大。就采集芯片的內(nèi)存與頻寬，資源的消耗與數(shù)據(jù)的處理，都能驅(qū)于簡易化，又保持原有的質(zhì)量。

根據(jù)預(yù)估，模擬攝影機(jī)在2015前出貨量仍將比IP攝影機(jī)多5倍(來源：In-Stat，Jan.2012)，未來DVR的影像質(zhì)量，又幾乎可在新的Decoder和采集芯片紛紛出籠下，不用多花任何新成本，即可提升至960H水平，看來960H引起的風(fēng)暴已然成形。各位安防系統(tǒng)開發(fā)商，Are you ready？