基于Blackfin的无线IP视频监控解决方案

文章摘要：Blackfin处理器代表着新的16/32位嵌入式处理器，其独特的架构和内置的4个8位视频ALU以及针对视频应用定义的独特指令都能非常高效地处理业界标准视频算法，非常适合无线IP视频监控这类需要汇聚处理能力的应用。Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的高速缓存很好地满足了视频监控系统对大运算量、高数据吞吐率的要求，十级流水线使得Blackfin有很强的指令并行执行能力。此外，Blackfin支持ThreadX、Nucleus、uCOS-II和uCLinux等十多种嵌入式操作系统，为客户提供了熟悉的软件架构基础。Blackfin为高强度、高数据率的数字和媒体处理做了专门优化，是理想的视

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Blackfin处理器代表着新的16/32位嵌入式处理器，其独特的架构和内置的4个8位视频ALU以及针对视频应用定义的独特指令都能非常高效地处理业界标准视频算法，非常适合无线IP视频监控这类需要汇聚处理能力的应用。Blackfin的几十个DMA通道和可灵活配置的高速缓存很好地满足了视频监控系统对大运算量、高数据吞吐率的要求，十级流水线使得Blackfin有很强的指令并行执行能力。此外，Blackfin支持ThreadX、Nucleus、uCOS-II和uCLinux等十多种嵌入式操作系统，为客户提供了熟悉的软件架构基础。Blackfin为高强度、高数据率的数字和媒体处理做了专门优化，是理想的视频处理器，具有极高的性价比。

此外，它的低功耗特性非常适合体积小巧的IP摄像头，以及对功耗非常敏感的电池供电或移动无线IP视频监控应用。Blackfin处理器采用了多种节能技术：基于一种选通时钟内核设计，可按照逐条指令来选择性地切断功能单元的电源；支持多种针对所需CPU动作极少期间的断电模式；Blackfin处理器支持一种自含动态电源管理电路，借助该电路即可对工作频率和电压进行独立控制，以满足正在执行的算法的性能要求；大多数Blackfin处理器都提供片上内核稳压电路，并可在低至0.8V的电压下工作。而Blackfin独特的汇聚式处理架构、90nm工艺等打下了其领先的低功耗处理的基础，可以为无线IP视频监控产品提供最佳的性能功耗比。

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值得一提的是，无论是CDMA还是3G模块，相比有线网络而言，无线信道带宽都较窄，码率较低。而低码率的视频编码器性能是一个最大的挑战。在目前市面上的DSP、SoC、ASIC等方案中，尽管可支持D1甚至720P等大尺寸高码流压缩的方案很多，却鲜有可支持低码率（几十至几百Kbps）条件下的高质量视频编码器或软件库。而ADI很早就开始这方面的工作并获得用于实际产品的算法成果，已经支持第三方基于Blackfin成功地开发出了完整方案。

典型应用案例分析

应用案例一：合肥优视科技3G无线视频监控产品方案

合肥优视嵌入式技术有限责任公司（简称合肥优视科技）的BVWVS2007 3G无线视频监控方案是该公司的成熟产品，该方案提供了丰富的功能特性，是无线视频监控摄像机等产品的完整、成熟的解决方案，该方案采用了性能强大的双内核ADSP BF561处理器。

随着并行处理的优势越来越明显，多核架构已经成为业界公认的未来嵌入式处理器的主流，而BF561就是这样的典范，该处理器目前已经成为包括无线IP视频监控等中高端应用的广泛选择。BF561具有两个高性能DSP内核、灵活的高速缓存架构，以及增强的DMA子系统，适合执行复杂的控制和信号处理任务，同时保持高速的数据吞吐率。此外，Blackfin处理器的动态电源管理能力显著降低整个功耗——这对采用BVWVS2007方案的电池供电产品来说非常重要。BF561处理器使合肥优视的BVWVS2007方案实现了可变分辨率及目标跟踪等高级特性，同时由于高性能及高集成度，在材料清单成本上也极具吸引力。在该方案中，BF561的双内核分别用于实现运行uClinux嵌入式操作系统、用户交互控制和视频编码算法等，该方案在CIF分辨率下利用H.264编码实现了两路视频压缩编码，实现了双码流，一路低码流用于无线视频传输，另一路高码流则本地存储到SD卡/NAND/SATA硬盘，充分发挥了该处理器的双核性能优势。在无线视频监控这样典型的窄带传输应用系统中，Blackfin的H.264 编码器在30~100kbps的低码流下所表现出来的优异的图像压缩效果，是目前最核心的竞争力。

对于大批量的中端视频安全监控市场，性价比是最关键的因素。BF561处理器在强大的单芯片上实现了双内核的数字信号处理与控制处理的完美结合，不仅满足了产品的性能目标，同时也提高了解决方案的性价比。目前，该公司可以针对客户的需求提供多种成熟的无线视频监控方案，包括针对单路CDMA、EV-DO、EDGE、TD-SCDMA、WCDMA以及WiFi无线局域网的H.264视频监控的完整方案以及4路的公交车移动监控DVR/DVS系统方案等。随着中国的视频安全监控市场的需求不断增长，合肥优视的BVWVS2007方案可以帮助中国无线视频监控制造企业快速引进基于Blackfin处理器的成熟稳定的先进产品方案。

图1：合肥优视基于ADSP BF561的系统解决方案框图。

合肥优视科技有限公司市场经理黄宁：“Blackfin处理器使合肥优视科技的产品实现了可变分辨率及目标跟踪等高级特性，并在单芯片上提供了无线视频监控所必需的H.264视频压缩编码、双码流、传输和存储，同时由于高性能及高集成度，在材料清单成本上也极具价格吸引力。”

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