SoC的崛起
在安防市场中，作为产业上游产品的音视频编解码芯片素有DSP、ASIC与SoC之争。而近两年来，随着微电子技术以及SoC芯片处理技术的不断发展，借助低成本、低功耗、高集成度可以提供更高的处理能力和运算速度等显著优势，SoC迅速崛起，大有独霸编解码芯片市场之势。在海思半导体公司数字媒体产品经理罗勇华看来，这是大势所趋：“SoC芯片的出现兼顾了DSP与ASIC两家之长，弥补了两者之短，因此被行业赋予了更大的期待。例如，SOC具备了ASIC的性能专用特点，具有高性能、低成本、低功耗等特征，同时也保持了DSP的灵活性，并且解决了DSP芯片成本较高的问题。”业内专家雷玉堂则作出更细入的解释：“SoC芯片即是具有多处理器核心的单片集成系统，其中集成有CPU主处理器，所集成的核心既可以是ASIC类的硬核，也可以是DSP或协处理器类的软核，甚至也包含其它的专用处理子系统，且集成有丰富的外设。由于SoC是面向特性应用的片上系统，结合硬件加速等技术可以实现H.264的高复杂度的算法运算，并可针对视频编码方面进行优化，以实现最优化效果。” 视频的数字化应用在安防市场中发展非常迅猛，其中核心的视频处理起着举足轻重的地位，因而SoC的闪电式“上位”无疑为视频监控带来新的活力。
目前，很多半导体方案提供商都在走向SoC，其中就不乏像TI、NXP、ADI以及Techwell等众多欧美老牌实力派玩家，此外，近年来在中国大陆和台湾地区也迅速添入一批SoC新秀，如海思、中星微、升迈、映佳。而在应用上，SoC也在攻城略地、拔山夺池，并在视频安防监控、视频会议、高清视频游戏、远程机房控制、远程教育和远程医疗等应用中得到广泛认同。
“芯”时代的新探索
有别于摄像机市场的鱼龙混杂，编解码芯片业界可谓阵容齐整，家家实力不俗。雄厚的研发实力再搭配精湛的制作工艺，由此发布的每一代芯片都代表着技术的进步，以及对视频监控的加深理解。
高清与标清，坚持两手抓
高清是视频监控永不褪色的追求。在经历模拟时代、数字时代、网络时代的发展后，视频监控产品现在已经逐步走入了高清时代。
与传统标清视频相比，高清在视频质量上有了质的飞跃，但就目前而言，正如“罗马不是一日建成的”，要实现监控系统高清呈现，也并非一蹴而就之易事。“从视频监控系统中模拟到数字的转化中，从CIF到D1是一个重要的阶跃，从效果来看数字化视频影像也可与模拟视频影像相当，就是达到标准清晰度，即‘标清'，但是存储和传输的增加几乎是翻两番。若要达到高级清晰度，即‘高清'，其分辨率从720P到1080P@30fps或1080P@60fps，由此则需要付出很大的投入和代价，因此需要特别关注数字视频编解码芯片技术的演变和实际应用。”谈及编解码芯片技术的演变，TI 公司DSP业务拓展经理郑小龙如是说。
不过，即便前路再坎坷，却依旧阻挡不了芯片厂商在高清编解码征程上的捷步迈进。当前，除了海思的Hi3520可实现1080P高清编解码外，TI的TMS320DM6467、富瀚微的FH8735 和FH8736以及升迈的GM8180等都皆已杀进高清“名人堂”。
当然，市场上目前主流产品仍然是标清，标清和高清将来仍会长时间共存。为此，芯片厂商在追求高清编解码时，并没抛弃标清，而是坚持两手抓。Techwell即是一个很好的例证，据Intersil公司主管软件工程师钱团结透露，Techwell着手从两方面进行了标清芯片升级：一方面清晰度升级。将清晰度从D1升级到支持960H格式，如TW2809成功地从D1升级到支持960H，即以前端TV解码芯片TW2960+TW2809系统方案为例，即给用户带来了模拟高清的享受；另一方面是集成前端TV解码器，将前端的TV解码器嵌入到现有的编解码芯片。即将推出的TW5866在TW5864的基础上，包含了8路TV解码器，既增加了系统的稳定性又降低了产品的价格。
而另外一些芯片厂商在平台的继承性上给予深入重视，并注重全面挖掘原有芯片的潜力。以TI为例，在IP网络摄像机的应用中，其DM365虽说目前已经广泛普及，但仍改芯片为ARM9集成视频协处理器并集成有ISP的单片系统，可以支持从D1 到720P分辨率，只是主频不同，而管脚和软件完全兼容。这样的兼容性还延续到DM368，则可以支持1080P@30fps。在此全兼容的平台中还有DMVA1和DMVA2两个智能摄像机平台，前者支持标清而后者支持高清。未来高清1080P@60fps的平台将延续同样的体系结构，只是ARM提高到A8，视频协处理器升级，ISP性能增强。同时还会有支持1080P 分辨率的DMVA3智能摄像机平台推出，并沿用原有的应用软件。特别需要强调的是，TI的IP网络摄像机解决方案都支持ONVIF和PSIA协议。
HD-SDI芯片解决方案
关于未来高清摄像机的发展趋势，各种技术争奇斗艳，各显神通。其中基于数字非压缩信号的HD-SDI延续模拟摄像机的特色，也是高清发展的一个方向，可以有机地同IP高清进行结合。
在HD-CCTV 良好发展前景下，富瀚微率先提供了HD-SDI的板卡方案。高清的图像质量至少3 倍于D1 的图像分辨率，此时，富瀚FH8735的 优良编码性能为HD-SDI的原始图像压缩以及存储提供了强有力的保证，且PCI/PCI-E 总线可以根据实际应用来选择，对于对预览要求较高的应用，PCI-E 的带宽足以保证高清原始码流传输至HOST 端进行后处理。同时也为智能分析提供了高质量原始图像的保障。这也同时验证了一位业界人士的看法，SoC不是简单的一个芯片，而是一个解决方案。
而在采访中，TI的郑小龙向笔者透露， TI新成立的SVA 事业部可为业界提供更广泛的易于实现的专业和广电视频应用，其中就包括SDI产品。而TI现有了SDI线路驱动和均衡产品，可帮助视频监控客户去获取更长线路和更低的功耗，其更长线路支持总是视频监控客户所最为关心的。TI的LMH0394提供业界最长的，可达到200米高清并且数据率达3Gbps，或 400米标清，并且最低功耗为115mW典型值。SDI视频信号的编解码需要有强大的处理器来处理，DM81xx平台也可实现这种多路的高清系统。
同样，针对HD-SDI的需求，Techwell也推出基于TW2809 的HD-SDI PC DVR广播级高清产品，支持720P/1080i/1080P。
编解压缩：锤炼过硬技术
“百万高清”概念的腾空出世，在带来前所未有的全新监控体验的同时，也让核心构建的芯片背上沉重的负担。“涉及到用于数字视频监控的编解码的芯片，首先关心的是视频压缩的格式，目前主流为H.264，而为兼容以往系统，对MPEG4或者MPEG2的支持也有所需求。为面向未来系统，也有对SVAC格式的支持考虑。当然，结合中国自主产权系统的独特要求，能否支持SVAC也提到了议事日程。其次，需要关心的就是支持多少通道标清的能力，甚至多少通道高清的能力。市场上支持多路H.264的处理器也有不少，但是多是单片支持八通道D1编码能力，迫切期待单片支持十六通道D1编码能力，或者是多通道高清编码。对于通道的支持不仅只限于编码，还有多通道解码的需求，以及多通道辅流编码的需求。”TI的郑小龙概述道。
除了解码的兼容性和编码的压缩质量的基本要求，高速的系统架构、内存频宽、高效率的DMA控制器，甚至多核的平行处理也是检验SoC效能是否优秀的关键指标。不过，在日益旺盛的需求召唤与高速运转的技术引擎驱动下，摆在编解码芯片上的种种困惑也将迎刃而解。
从Hi3512、Hi3515到最新的Hi3516，海思提供了一套完整的高清解决方案。以Hi3512为例，该方案基于ARM9处理器内核以及视频硬件加速引擎的高性能通信媒体处理器，具有高集成，可编程，支持H.264和MJPEG等多协议的优点，其中视频处理单元可以支持H.264 Main Profile、Baseline、Profile、MJPEG、JPEG等多种协议实施编解码；支持1.3M Pixels@30fps，支持最大300万像素的JPEG抓拍；视频处理单元还可以支持双码流编码等功能。Hi3512解决方案丰富的外围接口方便满足设备规格需求，能有效降低整机BOM成本。
当然，在编解码性能PK上，国际大厂牌自然也不是吃素的，如TI近期问世的DM8168。来自TI的资料称，DM8168数字视频H.264编码能力已经飚到三通道1080P@60fps高清，不仅如此，还可支持MPEG4、MPEG2、VC1等视频压缩格式，还有能力支持SVAC中国自主知识产权标准的能力。正是基于强大和灵活的数字视频协处理器，采用软件可编程的实现原理，DM8168还可采用单片实现六通道高清1080P@30fps或720P@60fps编码、十二通道高清720P@30fps编码、三十通道D1编码，支持各种高清或标清数字视频监控系统的所有编码要求。而解码和编码也具有相同的能力，这就使之既可以用于开发多通道DVR和DVS，又能开发多通道NVR，且都支持高清应用。此外，DM8168还嵌入强大的主处理器ARM Cortex A8，主频可达1GHz，可以作为产品的核心处理器，运行高速实时操作系统，支持千兆以太网络、SATA硬盘接口、PCIe高速总线接口等。由于集成了性能强大的视频处理子系统，可以实现反隔行处理和图像增强和降噪功能，并且支持三个独立图形层和线性缩放及三个高清或标清的OSD等功能。又由于集成有3D图形加速器，产品可支持三维菜单界面，为数字视频监控产品界面带来全新改观。
为了满足不同网络带宽和显示设备的需求，早先IP监控系统往往采用多码流同时编码的方式，这无疑增加了数据吞吐量。ADI资深DSP应用工程师Harry Wei表示，H.264 SVC(Scalable Video Compress，可扩展视频编码)提供了一个有效的解决办法。利用可扩展编码，编码器只需要提供一个码流，人们可以选择需要的层级(分辨率、帧率等等)进行传输、存储和解码，节约带宽和存储设备，充分利用原有的非高清显示器。