ADI公司的ADSP-BF532在监控系统的应用

2008-03-31 16:24:58来源: www.analog.com 关键字:Blackfin  处理器  RISC指令集  DVR系统  ALU  应用性能  帧数  

  低成本/功率处理器驱动大力公司的DVR监控系统

  现在,监控摄像机随处可见。视频监控系统被普遍安装在银行、商业、零售出口、家庭、幼儿园、制造厂和运输(机场/海港/公交)系统中。监控摄像机也常常用在餐馆和饮食街中,帮助管理以保持适当的卫生,并确保按操作流程进行。近几年,视频压缩技术的进步已引起视频设备的成本降低。这使得数字视频对于很多应用(包括被普遍应用的安全监控系统)变得非常有吸引力。

  

  

  浙江大立科技有限公司. (简称大立) 是专攻红外线摄像机、数字录像机(DVR)等产品的科学研究、生产和销售的厂商。该公司用于监控应用的、富有价格竞争力的DV系列嵌入式视频产品,以其先进技术和系统稳定性而闻名,畅销中国并可出口到世界各地。大立公司采用了Analog Devices公司(ADI)的Blackfin ADSP-BF532处理器。该处理器现在被广泛应用于大立公司现有的DVR监视系统中。

  视频优化

  大立公司表示Blackfin的低价格、小封装和低功耗使其成为其DVR系列 — 特别是DV-1016CM , 中国第一个基于DVR的16通道监控系统 — 理想的处理器之选。DV-1016CM具有嵌入式双32-bit CPU、内置16 x 4矩阵、优化MPEG4编码/解码算法、可以缩短硬盘工作时间的卓越的硬盘管理技术、能够防止过热现象发生的低功耗性能以及接近实时的25fps频。该系统基本上是一台可以查看和记录来自多达16个摄像机的流动视频的计算机。

  大立表示将其开发的MPEG4 CIF和D1算法移植到Blackfin的工作非常简单,因为Blackfin处理器具有类RISC指令集。(普通图像格式或CIF,是数字视频的标准帧大小;Digital 1或D1是一种具有广播质量的数字录像带格式,它记录未压缩帧并要求达到27MB/秒的传输速率。)并且,大立公司表示,ADI的VisualDSP++是一种易于安装和使用的集成开发和调试环境(IDDE),它支持对项目进行从头至尾地有效管理,并有助于简化产品开发和加快上市时间。

  DVR监控系统如何工作

  很多情况下,DVR是盒内的硬驱动器,它通过形形色色的插头与外界相连。DVR比过时的VCR录影带更容易使用且更有效,它数字化地采集视频并将其写入数字存储器件。该系统通常包含MPEG编码器(MPEG是一个用来把信息导入DVD的压缩标准),它将数据从模拟转换成数字。来自于编码器的信号被发送给硬驱动器用于存储,然后发给MPEG解码器将信号转回模拟并把它发送给监控器以便查看。

  PC机及行业标准的操作系统是DVR监控系统的网络中心。“嵌入的”DVR由用户化的操作系统(同嵌入式微处理器一起安装在硬盘上)驱动,大立监控系统记录下场所情况,而缓冲器则用于实时查看。

  摄像机一般通过PCI插槽附着在系统后面。用户可以查看和记录存储在硬驱动器上的监控影像,并可以搜索事故档案,在事故发生地做标记,调出那个范围内发生的所有事情,而无需查看长达几个小时的镜头。远程查看特性使用户能够在任何一台互联网联接的计算机上查看存储在DVR系统中的监控影像实况和录制镜头。

  卡片的帧频表示每秒钟显示帧的数量。每秒钟的帧数(fps)越高,画面质量越高,也就需要更多的硬驱动器空间。每个摄象机的帧频等于卡片的帧频除以摄像机数目。例如,帧频为120fps的卡片,4个摄像机=每个摄像机的帧频为30fps。当DVR被宣传为具有“实时”性能时,这通常意味着其帧频约为30fps,这就保证了画面的流畅。

  更强的信号

  Blackfin处理器处理数字媒体的效率来自于其完美的功率特性与嵌入四组8-bit视频ALU的架构的卓越组合。这种组合能够在不同的屏幕大小和帧频下非常有效地处理行业标准视频算法(如JPEG、MPEG、Windows Media和H.263/264)。

  Blackfin处理器构架也包含了专门设计用来加强视频处理应用性能的指令。例如,IEEE 1180取整操作支持离散余弦变换(DCT),而“SUM ABSOLUTE DIFFERENCE”指令支持用于视频压缩算法(如MPEG2, MPEG4和JPEG)的运动估计算法。实现软件中的视频压缩算法使OEM厂商(如大立公司)能够在不更新硬件的情况下适应不断变化的标准和新功能要求。

  增强型指令也使Blackfin处理器可以在以前只能由ASIC、VLIW媒体处理器或固定电路设计芯片组实现的应用中获得设计考虑。而对于DVR应用,大力公司认为Blackfin之类的可编程处理器由于具有灵活性,因而比ASIC更加适用;Blackfin处理器使大立公司能够很轻松地实现其生产线升级,从而在将来纳入更高分辨率的算法。

  低功耗

  大立公司认为功率管理对于其DVR产品尤其重要(该产品无疑将用于各种不同的场所进行长时间的工作)。幸好所有的Blackfin处理器都采用了多种节电技术。举例来说,处理器是基于门时钟内核设计的,该设计在顺序执行指令的基础上选择性地关断功能单元。在需要很少或无需CPU活动的周期内,Blackfin处理器也支持多种电源切断模式。最后,并且可能是最重要的是,Blackfin处理器支持动态功率管理电路,由此可以调整工作频率和电压以满足目前执行的算法的性能要求。

  超前的规划

  因为整个Blackfin产品采用了统一的内核构架,所以大立公司可以很容易地来决定选择ADSP-BF561处理器升级其16通道DVR。Blackfin系列中的高性能产品 — ADSP-BF561在一个处理器内采用了两个独立的Blackfin内核。新型Blackfin ADSP-BF561处理器,在保持原来Blackfin处理器低功耗特性的同时扩展了处理性能,因而也降低了大立监控系统的成本。

关键字:Blackfin  处理器  RISC指令集  DVR系统  ALU  应用性能  帧数  

编辑:ssb 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2008/0331/article_634.html
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