在視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化的發(fā)展趨勢過程中，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的市場需求日益提升。隨著安防行業(yè)的大范圍涉及，尤其是平安城市、智能交通等項(xiàng)目的全面展開，監(jiān)控場景趨向復(fù)雜化，監(jiān)控點(diǎn)分散化，后端設(shè)備NVR/XVR的應(yīng)用面逐漸擴(kuò)大，對其性能要求不斷提升。
近日，瑞芯微推出全新安防后端NVR/XVR芯片方案RK3568，瑞芯微硬件開發(fā)中心經(jīng)理陳煒借助此次方案的特性，向a&s闡述了安防后端產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。
數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定及高效性
目前，以“NVR+IPC+監(jiān)控平臺”為核心的解決方案已經(jīng)成為安防應(yīng)用的標(biāo)配模式，后端NVR/XVR與前端設(shè)備（攝像機(jī)等）、后端監(jiān)控平臺之間有著較大的聯(lián)系，尤其在智能時代，對于后端的接入性能上提出更加嚴(yán)苛的要求，因此后端產(chǎn)品在架構(gòu)設(shè)計及智能化應(yīng)用上需要考慮得更多。
要使得產(chǎn)品處理速度更快，必須要在硬件上下功夫。陳煒向a&s表示，尋找強(qiáng)大的核心處理能力的芯片，確保后端設(shè)備數(shù)據(jù)處理的穩(wěn)定性及高效性是安防后端產(chǎn)品的關(guān)鍵。
瑞芯微此次推出的RK3568，CPU為4核Cortex-A55，采用全新Arm v8.2-A架構(gòu)，GPU為Mali-G52 2EE（雙核心架構(gòu)，圖像API支持OpenGL ES 3.2, 2.0, 1.1），使得效能有效提升，同時采用22nm先進(jìn)工藝，確保低功耗高性能。“安防智能化應(yīng)用的三大關(guān)鍵基礎(chǔ)要素是算力、算法及數(shù)據(jù)。隨著人工智能在行業(yè)的廣泛落地，智能安防對于算力的要求不斷提升，瑞芯微在后端芯片的研發(fā)上，內(nèi)置了瑞芯微自研第三代NPU RKNN，算力可達(dá)0.8Tops，支持Caffe / TensorFlow/ TFLite / ONNX / PyTorch / Keras / Darknet主流架構(gòu)模型的一鍵轉(zhuǎn)換。”
在編碼方面，陳煒介紹，該方案支持市面上主流的4K H.264/H.265等多種格式高清解碼、多路視頻源同時解碼及ROI編碼，“隨著H.265成為目前行業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹髁鳎脩魧τ诟咔宓漠嬞|(zhì)有著持之以恒的追求。后端產(chǎn)品通過網(wǎng)絡(luò)接收攝像機(jī)傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼率，進(jìn)行存儲管理，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化及智能化的應(yīng)用，因此后端設(shè)備更強(qiáng)調(diào)視頻處理的穩(wěn)定性及高效性。”
數(shù)據(jù)存儲的安全及可靠性
圖像/視頻的處理、儲存、檢索、備份是NVR/XVR的核心功能。隨著高清化及智能化的趨勢，存儲的需求正在不斷增加，后端在存儲管理技術(shù)也在不斷提升，如支持更多的硬盤接口，支持RAID技術(shù)，支持DAS、SAN、NAS等存儲技術(shù)的兼容等。
陳煒介紹，為了滿足數(shù)據(jù)存儲的安全及可靠性需求，瑞芯微后端解決方案有三大特點(diǎn)：一是支持豐富的DDR顆粒類型，包括DDR3 / DDR3L / DDR4 / LP3 / LP4 / LP4x，其次值得一提的是，支持DDR3及DDR4的全鏈路ECC，可滿足工控等高可靠性產(chǎn)品的要求（32bit位寬，最高數(shù)據(jù)率3200Mbps），三是具有充裕的帶寬設(shè)計，更能滿足安防智能NVR/XVR場景需求。
除此之外，為了進(jìn)一步降低開發(fā)門檻，讓更多的用戶投入較少的資源便能快速開發(fā)出能夠滿足自身應(yīng)用的產(chǎn)品，瑞芯微不僅支持SPI Flash+eMMC雙ROM共存設(shè)計，滿足差異化的雙系統(tǒng)設(shè)計需求，而且可提供經(jīng)測試驗(yàn)證的DDR核心模板及核心器件選型表，方便客戶快速產(chǎn)品化。
能耗低環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)
在當(dāng)下，安防后端產(chǎn)品經(jīng)常會面臨大容量的集中存儲挑戰(zhàn)，如果硬件之間的耦合度高，芯片功耗高往往會導(dǎo)致整體系統(tǒng)穩(wěn)定性差。要解決這個難題，陳煒認(rèn)為要從兩方面入手：
一是優(yōu)化功耗控制技術(shù)，如瑞芯微自研S-Boost功耗控制技術(shù)，相比傳統(tǒng)技術(shù)，在同電壓下可使性能提升10%，同頻率下功耗降低20%。結(jié)合22nm先進(jìn)工藝的能耗優(yōu)勢，使安防后端產(chǎn)品的發(fā)熱更均衡，高溫環(huán)境下工作更可靠；
二是降低設(shè)備待機(jī)模式耗能，如瑞芯微自研超級待機(jī)模式，LPDDR4X應(yīng)用方案下，通過軟硬件配合，整機(jī)功耗可降低到1.6mA（3.8V供電），可適用于對超低功耗有特殊需求的產(chǎn)品。
目前，主流的NVR/XVR產(chǎn)品可對實(shí)時視頻進(jìn)行人體、車輛、人臉目標(biāo)的檢出、跟蹤、抓拍并識別，充分挖掘監(jiān)控視頻的價值，服務(wù)安防大數(shù)據(jù)時代。后端方案提供商不僅會在算法上進(jìn)行優(yōu)化，減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系數(shù)的反復(fù)讀取，降低芯片對于外部內(nèi)存的帶寬及容量需求，也會在工藝及硬件上尋找新的突破，在軟硬結(jié)合下，進(jìn)一步降低產(chǎn)品功耗提高產(chǎn)品性能。
滿足泛安防碎片化場景需求
泛安防時代雖然意味著更大的機(jī)遇，但同時也存在信息碎片化、應(yīng)用場景存在孤島等挑戰(zhàn)。但由于技術(shù)及場景受限，目前安防產(chǎn)品智能化應(yīng)用還是呈現(xiàn)出了一定程度的同質(zhì)化。為了打破這種困局，陳煒認(rèn)為，需要有能滿足多樣化安防場景需求的方案，如產(chǎn)品功能上除傳統(tǒng)的接入、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、解碼應(yīng)用，基于其高性能AI算力，還可在人臉對比報警、智能人車檢索、越界預(yù)警、火警可視化預(yù)警等方面展開智能化應(yīng)用，重構(gòu)邊緣價值。
這點(diǎn)在瑞芯微的后端方案上可以看出端倪。據(jù)陳煒介紹，RK3568擁有更靈活的IOMUX，引腳多功能組合應(yīng)用，可根據(jù)產(chǎn)品需求選擇，滿足更多樣的功能組合需求，同時支持多種視頻輸入輸出接口，輸出接口支持自帶點(diǎn)屏，可支持三屏異顯；輸入接口可外接攝像頭或用于擴(kuò)展多路攝像頭的輸入能力。相較傳統(tǒng)NVR/XVR方案，RK3568增加了本地顯示輸出接口及攝像頭輸入接口，實(shí)現(xiàn)顯示一體化。
在應(yīng)對未來5G及WiFi6傳輸要求上，RK3568支持2路RGMII接口， 支持PCIE2.1，PCIE3.0，支持最多3路SATA3.0，2路USB2.0，2路USB3.0。PCIE接口使5G及WiFi6的高速率吞吐應(yīng)用成為可能，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)營商和云服務(wù)等業(yè)務(wù)的支持。
“以火警可視化預(yù)警功能為例，基于RK3568強(qiáng)大核心處理能力，支持以溫升探測和煙霧探測為核心的安消NVR系統(tǒng)，可標(biāo)注煙霧、火點(diǎn)等方位，視頻聯(lián)動快速核查，滿足早期火情探測需求。瑞芯微的設(shè)計，旨在助力新一代智能化安防后端設(shè)備的全面硬件升級及產(chǎn)品落地，滿足泛安防場景需求。”
綜上，泛安防時代的后端產(chǎn)品發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在“快、穩(wěn)、省、智”上，2021年圍繞這幾點(diǎn)，廠商在芯片與方案上將展開新的角逐，也將引領(lǐng)安防產(chǎn)品新的變革。 |
