基于安全方面的考慮,全球數字視頻安防市場自911后出現了爆炸性的增長。從而推動了相關壓縮芯片市場快速發展,并加劇了相關芯片供應商之間的競爭。在這個領域,供應商名單中不僅有TI和NXP這樣以DSP方案為主的傳統半導體大廠,也有PentaMicro、Mobiligen等新興的以ASIC方案為主的其他競爭對手。后者中需要特別提到的還有Vweb公司,憑借其全球第一款四通道D1單芯片編解碼器VW5010,這家公司在剛剛舉行的CES 2008上備受矚目。

盡管原定在CES 2008上發布這款號稱能為多通道數字視頻錄像機市場提供最佳性價比的新品。不過2008年初,在她最近一次的中國之行中,Vweb首席執行官陳秀蓉已經讓其主要的中國客戶提前領略到了VW5010的強大性能。很顯然,在取得GE、Everfocus、中興、 Handsome、Siemens、三星、SECOM/AMIT等客戶后,這家已經在美國市場取得成功的編解碼器供應商正在將其業務重點向東方市場轉移。

“VW5010是一款實時的、與MPEG標準完全兼容的高密度四路D1或16路CIF格式MEPG-1, 2, 4音視頻/系統編解碼芯片。”陳秀蓉介紹。據她出示的資料,這芯片支持時分復用(TDM)模式,可進行每秒7.5幀的16路D1格式NTSC圖像編碼或者每秒幀的16路D1格式PAL圖像編碼。能夠接收未經壓縮的視頻和I2S音頻信號。其中,視頻信號將被壓縮成MEPG-1, 2, 4格式,而音頻信號則可被轉成MPEG-Layer 1, 2、MP3、AAC、AC-3、、、等各種格式。在系統層,VW5010將音頻與視頻信號結合在一起形成一個傳輸流和程序流。編碼器的輸入接口包括:四個8位的 口(視頻)、四個I2S口(主機或從機模式)。輸出則為一個33MHz的32位PCI接口。VW5010編碼端還提供8位元OSD的支持,以方便廠商輕松實現識別通道號碼、時間、地點或密碼遮蓋功能。

來看解碼方面。這款單芯片的四路D1編解碼器不僅能夠接收MPEG-1, 2, 4或者格式的視頻比特流輸入,將其轉成視頻格式。也可將MPEG-1 Layer 1, Layer 2、MP3、AAC、AC-3、、或者的音頻比特流輸入解壓縮后從IS2接口輸出。與編碼器相反,設計人員為其解碼器配備了四個8位 視頻輸出口,四個I2S(僅有主機模式)音頻輸出口。此外,還包括一個工作在33MHz的32位PCI接口。解碼器輸入也采用了同樣規格的PCI接口。VW5010解碼端支持2個OSD平面,包括32位高解析度色彩和8位α-blending 功能。

在過去數年中,以NXP公司的PNX1300、PNX1500以及TI公司的DM64X系列為代表的DSP方案一直處于絕對支配的地位。原因有四點:首先,采用DSP平臺,工程師具有更大的開發自由度,他們能夠根據自身應用的不同而選擇不同的產品,以便達到最佳的性能和最低的成本,并可滿足不斷變化的市場所帶來的各種新需求；其次,DSP能夠同時處理多路音視頻信號,并可提供視頻濾波、解交錯、OSD甚至網絡接口、IDE接口等各種功能,有利于大幅降低成本；再者,DSP平臺能夠實現快速的技術更新和產品換代。

不過,在以Vweb、PentaMicro、Mobiligen為代表的ASIC廠商的推動下,DSP的優勢堡壘正在被迅速瓦解。這些不斷涌現的新型ASIC器件不僅具有強大的MPEG編解碼能力,可將視頻比特流轉成各種MPEG格式,也可將各種格式的視頻信號進行解碼,同時還具有完備的音頻信號處理能力。而豐富的接口也令其在同DSP的競爭中漸漸顯露頭角。這令ASIC供應商開始對其未來感到樂觀。陳秀蓉甚至表示,VW5010的出現將很可能改變中國的安防監控數字視頻處理市場的現有格局。

“VW5010是專為多路視頻安防和數字家庭路由應用而設計的。”陳秀蓉稱。她表示,盡管目前中國大陸90%需要CIF處理能力的市場都是被DSP方案所占據,但漫長的開發周期和高昂的成本卻一直為工程師所詬病。“相比之下,采用VW5010來實現最終可節約近一半左右的成本。”她以TI的64系列DSP(TMS320DM642)為例,指出其目前最多只能實現兩路D1編解碼處理能力,價格約為25美金左右,每通道成本超過10美金。“相比之下,四通道D1的VW5010有望實現20美金的售價,每通道成本可低至5美金左右。”

不過,成本劣勢只是陳秀蓉所認為的DSP方案眾多軟肋中的一個。“在其他關鍵技術參數指標上DSP方案也無法同Vweb的ASIC方案相比。”陳秀蓉說,“首先,DSP的音、視頻同步能力還相對較弱。其次,DSP的功耗也相對較高。以DM642為例,其工作頻率為600MHz上,而Vweb的ASIC其工作頻率只有162MHz。”此外,她還指出,DSP的延遲時間為5～7秒,而ASIC的的延遲時間僅有0.2秒。“最后,ASIC方案采用了許多專有MPEG-4處理技術,通用性較強的DSP很顯然在這方面還無法與其比擬。”她說。

Vweb的第二款產品VW2010于2002年10月問世,這令其成為全球第一家推出MPEG-4 D1單芯片音視頻編解碼器的供應商。據稱,目前全球有300多家終端廠商正在采用Vweb的芯片進行量產。以GE為例,該公司的12款數字視頻安防監控系統全都采用了Vweb的芯片——SymDec 16 DVR是其中的典型代表:這款采用了16個VW2010的終端能夠實時的在所有16個通道上錄制和同時解壓16個D1精度的視頻信號,擁有簡單易用的接口；并且配置了DVD燒錄機、3TB的內部存儲器以及閃存和硬盤USB接口；它還是一款擁有4路IP攝像頭碼流的混合式DVR。

Handsome的8通道工業DVR校園安防嵌入式系統也采用了8個VW2010。而NTT East和NTT West已經在日本運行了三年的視頻點播服務中也采用了VW2010。VW2010同樣在中國市場取得了成功。IBM就在它的雙模(有線與IP)機頂盒中使用了這款芯片,后者已經被中國網通和中國電信應用在視頻點播系統上。此外,在法國高鐵監控、韓國日本的影音對講家庭監控、中國長江航運的監控、上海地鐵、洋山深水港等的數字視頻安防監控系統所使用的編解碼器上,都出現了Vweb的名字。

VW2010的出貨量已經超過200萬片。陳秀蓉表示,隨著成本的進一步降低,VW5010將比VW2010取得更大的成功。她相信,隨著中國“平安城市”、“全球眼”以及“教育監控”市場的啟動,對于多路D1編解碼器市場的海量需求將會為以Vweb為代表的ASIC方案供應商帶來巨大的增長機會。一個最近的例子是,在中國的“校園監控”項目上,包括恒生在內的兩家廠商以Vweb方案為主的8路工業DVR在11家提供不同方案的中脫穎而出,順利中標。

基于Vweb四通道D1單芯片編解碼器的數字視頻錄像機方案

作者:王彥