強大的處理器

數個先進的處理器系列和架構也伴隨視頻技術的發展而發展，最新一代設計足以處理智能監控和視頻回放。在所有的設計中，都使用了外部總線接口并且大多使用高速外部DRAM。最先進的處理器可以處理幾GB內存尋址，支持DDR、SDR等數種同步高速內存接口。設計人員在設計架構系統時需要持續關注內存帶寬的大小。

圖1：因為分辨率的提升，傳輸速率和訪問延時變得越來越重要。這意味著需要更快的處理器和存儲器子系統來捕獲和緩沖圖像數據，直到它可以被輸送到hub或聚合器。

目前存在兩種主要的應用，它們的要求不同，也驅動著不同的處理器選擇。中心hub和/或聚合器的設計必須需要非常高端的單核甚至是多核處理器、DVR功能，以及一連串易失性和非易失性存儲器池。然而，實際的攝像頭存在著一組不同的約束條件，包括低功耗、擴展溫度范圍，以及更小尺寸要求。

意法半導體的STM32F051K4U6TR Cortex M0處理器是一種32位ARM架構，執行單周期指令，頻率為48 MHz，其數據路徑和總線帶寬足以在單次傳輸中處理整幅圖像元素采樣。在5mm x 5mm封裝下，它的電壓可以低至1.8伏，其運行溫度范圍從-40到+85度。

這種處理器具有硬件直接存儲器訪問（DMA）功能，可以處理五個信道，包括存儲器到存儲器、存儲器到外圍總線傳輸，以及存儲器到最小內存和較低速度下的內置HDMI控制器接口。存在獨立于處理器主時鐘域的一個特殊的視頻時鐘域。

當處理器配合ISSI DDR3 IS43TR16256AL-15HBLI這樣的高速和密集度存儲器件一起使用時，該存儲器可以提供單一容量達4G比特（256兆x 16位）、內存帶寬為1333 MHz的解決方案。需要注意的是，并不僅是處理器需要訪問和操作內存，集成的通信控制器也需要具備同樣的功能。

傳輸和鏈路

通信需求是下一代監控系統設計的重要挑戰之一。有了如此多的數據，傳輸速率需要同內存需求那樣成指數增長。距離因素是另外一個值關注的問題。即使是通用的點對點100兆比特/秒的以太網連接在使用CAT式電纜進行長距離傳輸時也驅動也其局限性。

圖2：即使是較低視頻分辨率情況下，使用CAT式雙絞線建立的低成本媒體在數據傳輸時，其速度也會隨距離而迅速降低。

這也意味著，像DVI和HDMI這樣的短距離數據鏈路在長距離傳輸時是無法使用的。許多現代多媒體互連標準，比如S / PDIF和Toslink光纖也同樣如此。盡管S / PDIF采用數字方式傳輸，并且可以通過使用許多標準的驅動器和接收器芯片進行擴展，但所需的數據帶寬也會上升，意味著需要更復雜、成本更高的驅動技術來推動向遠處傳輸。

千萬級像素分辨率的相機已經出現并在使用中。隨著現代社會人們對安全的關注，他們開始期待使用越來越高的分辨率來記錄自己在做什么。盡管光纖鏈路支持更大的帶寬，但銅部署起來通常更便宜。因此，下一代遠程安全系統正在開發和標準化基于銅的鏈路技術。

目前出現的滿足帶寬限制挑戰的其中一個有趣技術是CoaXPress標準。 CoaXPress是基于同軸電纜的點對點通信鏈路標準，速度高達6.25Gbps，傳輸距離高達130米。多信道并行時可以將數據速率抬升到25Gbps。

在僅使用一根銅軸電纜時，Microchip EQCO62X20（EQCO62R20.3=接收機，EQCO62T20.3=發射機）芯片組可用于組成雙向全雙工通信信道。使用外部電感器，也可以在同一電纜傳輸電源。因為采用小型4mm細微間距QFN封裝，低功耗（1.2伏時小于70毫瓦）也是一個可以期望的特性。

圖3：Microchip Technology的EQCO62X20芯片組與CoaXPress相機V1.0標準兼容。

無線前景如何？

盡管采用無線連接是可能的，但大多數監視應用其距離和帶寬限制使這種方式不太適用。此外，無線鏈路更容易堵塞，導致安防應用易受攻擊。

本地聚合器和集線器中使用短跳無線鏈路是可能的。如果需要基于云的連接，無線鏈路將很有吸引力。也許可以預期的是，在不久的將來所有人的照相機都將成為物聯網（IOT）的一部分。 這意味著，每個人都將有機會訪問所有公共監控設備，需要公平的競爭環境，并確保不濫用權力或暴力。

結論

安全監控逐漸成為我們日常生活的一部分。我們被拍照，被錄音，并且幾乎所有我們所做所為都將被監控。照相機和視頻流的數量之多，推動了需要保安人員在旁邊觀看，并作出裁定。

當前的硬件系統照相機和視頻聚合器，正在并將繼續使用更高級別的處理能力，甚至需要人工智能來自動進行數據收集和安全性評估。