Е. Звонарев (КОМПЭЛ)
Новости Электроники 17, 2007
NXP – полупроводниковые компоненты для обработки мультимедийной информации. В свою очередь, обработка видеоизображений – одна из основных задач систем безопасности с функцией регистрации. В статье рассмотрены современные процессоры Nexperia, видеодекодеры и видеоэнкодеры для цифровой обработки видеосигналов, применяемые в таких системах.
По статистике в наши дни одна камера видеонаблюдения приходится на 14 жителей Великобритании и на каждого жителя Лондона. В России и странах СНГ количество видеокамер на одного человека также постоянно увеличивается и, без сомнения, спрос на эту продукцию будет постоянно расти. Сигналы от нескольких видеокамер необходимо записывать и просматривать в режиме реального времени, но для эффективной записи большого потока видеоданных необходимо оптимальным образом закодировать видеосигнал (сейчас для этого все чаще используют цифровую обработку), затем осуществить запись на магнитные или цифровые носители. Для просмотра цифровой видеозаписи (часто требуется наблюдать за изображениями с нескольких источников видеосигнала на одном мониторе) необходимо произвести обратное преобразование - перевод цифровых данных в аналоговый видеосигнал. Эти процессы проиллюстрированы на рисунке 1.
Рис. 1. Компоненты фирмы NXP для обработки аналоговых и цифровых видеосигналов
Аналоговые сигналы поступают на входы видеодекодеров серии SAA711x для преобразования в оцифрованный компонентный видеосигнал. Мультимедийный процессор Nexperia преобразует цифровой поток в один из форматов для достижения оптимального объема файла, записываемого или цифровым видеорегистратором DVR через интерфейс IDE, или обычным персональным компьютером на жесткий диск через тот же интерфейс. Кроме того, процессоры Nexperia осуществляют масштабирование изображения на экране и изменение типа развертки (чересстрочная или прогрессивная). Большинство мониторов и телевизоров имеет только аналоговые входы для подключения видеосигнала, поэтому цифровой видеопоток с помощью видеоэнкодеров серии SAA712x переводится в аналоговый сигнал одного из стандартов PAL/SECAM/NTSC. Такой сигнал можно подать практически на любой кассетный видеомагнитофон, телевизионный приемник или монитор.
Главным компонентом цифровой обработки видеосигналов компании NXP являются медиапроцессоры Nexperia. Развитие систем обработки видеоинформации показано на рисунке 2.
Рис. 2. Развитие мультимедийных решений и процессоров Nexperia компании NXP
Для создания системы видеонаблюдения с цифровой записью используются IP-камеры или обычные камеры видеонаблюдения, цифровой видеомагнитофон (другое название - видеорегистратор) и печатная плата PCI DVR, устанавливаемая в свободный разъем PCI в персональном компьютере. Более перспективные решения этой задачи реализуются на основе мультимедийных процессоров Nexperia, возможности которых и вычислительные способности растут с каждым годом. Одна такая микросхема заменяет целую плату PCI DVR и во многих случаях позволяет отказаться от схемы обработки в самой видеокамере (появляется возможность выбора более дешевой видеокамеры). С каждым новым поколением процессоров Nexperia растет количество поддерживаемых форматов, вплоть до разрешения высокой четкости HD (1920 х 1080, 60i - 60 кадров в секунду с чересстрочной разверткой). Основные параметры и характеристики современных мультимедийных процессоров Nexperia показаны в таблице 1.
Таблица 1. Параметры медиапроцессоров Nexperia для для обработки видеоизображений компании NXP
|
|
Ядро процес- сора TriMedia |
Такто-вая час- тота (МГц) |
Тип памяти |
Видео- выход |
Шина PCI/ XIO |
Конт- рол- лер ЖКИ |
Ethernet 10/100 |
De- inter- lacing |
DVD |
Под- держка V2F |
Под- держка HD |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Серия PNX1700 |
|||||||||||
|
TM5250 |
400 |
400 МГц DDR |
до W-XGA TFT LCD (1280 x 768, 60i) HD (1920 x 1080, 60i) |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|
|
PNX1701EH |
450 |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|||
|
PNX1702EH |
500 |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|||
|
Серия PNX1500 |
|||||||||||
|
TM3260 |
240 |
400 МГц DDR |
до W-XGA TFT LCD (1280 x 768, 60i) HD (1920 x 1080, 60i) |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|
|
|
PNX1501E |
266 |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|
|||
|
PNX1502E |
300 |
• |
• |
• |
• |
• |
• |
|
|||
|
Серия PNX1300 |
|||||||||||
|
TM-DSPCPU |
143 |
143 МГц SDRAM |
до D1 (720 x 480) |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
PNX1301EH |
190 |
190 МГц SDRAM |
• |
|
|
|
|
|
|
||
|
PNX1302EH |
200 |
190 МГц SDRAM |
• |
|
|
|
|
|
|
||
|
PNX1311EH |
166 |
166 МГц SDRAM |
• |
|
|
|
|
|
|||
Цифровые видеодекодеры NXP Semiconductors
Для аналого-цифрового преобразования сигнала от видеокамеры или аналогового видеомагнитофона и кодирования в определенный видеоформат компания NXP выпускает видеодекодеры SAA711x и SAA7144. Основные параметры этих микросхем представлены в таблице 2.
Таблица 2. Параметры цифровых видеодекодеров фирмы NXP
 |
SAA7111A | SAA7114 | Рекомендуются для новых разработок | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
SAA7113 SAF7113 |
SAA7115 SAA7115A |
SAA7118 SAF7118 |
SAA7119 SAA7119A |
SAA7144 | |||
| Частота дискретизации (стандарты) | ITU-601 | ITU-601 | ITU-601 | 2 x ITU-601 | 2 x ITU-601 | 4 x ITU-601 | ITU-601 |
| Часы реального времени (RTC) | • | • | • | • | • | • | • |
| Количество аналоговых входов | 4 | 6 | 4 | 6 | 16 | 16 | 4 х 2 |
| Количество АЦП | 2 | 2 | 2 | 2 (Low Noise) | 4 (Low Noise) | 4 (Studio Quality) | 4 x 1 |
| Разрядность АЦП (бит) | 8 | 9 | 9 | 9 (Over-Sampled*) | 9 (Over-Sampled) | 10 (Over-Sampled) | 9 |
| Наличие компонентного входа | - | - | - | - | • | 480p/576p | - |
| SCART | - | - | - | - | • | • | - |
| NTSC/PAL/SECAM | • | • | • | • | • | • | • |
| Адаптивный фильтр NTSC/PAL | - | • | - | Super-Adaptive | • | Super-Adaptive | - |
| Кодирование цвета |
YUV**; 16/24 бит RGB |
YUV | YUV |
YUV, (10 бит) |
YUV |
YUV, (10 бит) |
YUV |
| Выходной порт (разрядность) | 8; 12/16 | 8; 16 | 8 | 8; 16 | 8; 16 | 8; 16 | 8 |
| Expansion X-Port | - | • | - | • | • | • | - |
| Напряжение питания (В) | 03.мар | 03.мар | 03.мар | 03.мар | 03.мар | 1.8/3.3 | 03.мар |
| Корпус (а) | QFP64, LQFP64 | LQFP100 | QFP44 | LQFP100 | LBGA156, QFP160 | LBGA156, QFP160 | LQFP128 |
| Совместимость по выводам | - | SAA7115 SAA7115A | - | SAA7114 | SAA7119 SAA7117A, но разные напряжения питания! | SAA7118, но разные напряжения питания! | - |
| Совместимость по питанию | - | • | - | • | нет | нет | - |
| Диапазон температур: -40...85°С | - | - | SAF7113 | - | SAF7118 | - | - |
| *Over-Sampled - избыточная дискретизация **YUV - способ кодирования цвета для передачи цветных видеоизображений с сохранением совместимости с черно-белым видео. Требует меньшей полосы пропускания, чем сигнал, передаваемый в RGB. Состоит из двух главных компонент - яркостная составляющая luminance (Y), которая соответствует яркости, и хроматические составляющие chrominance (UV или CrCb), которые кодируют цвет. | |||||||
Некоторые новые видеодекодеры совместимы по выводам и напряжению питания со своими предшественниками (SAA7115 и SAA7115A). Необходимо обратить внимание, что SAA7119 и SAA7119A совместимы с аналогичными микросхемами предыдущего поколения только по выводам, но отсутствует совместимость по напряжениям питания. SAA7113 и SAA7118 имеют версии с индустриальным диапазоном рабочих температур - SAF7113 и SAF7118. Самые функциональные среди новых видеодекодеров NXP - это серии SAA7119 и SAA7119A, а также SAA7118, SAA7118A и SAF7118.
Цифровые видеоэнкодеры NXP Semiconductors
Для цифроаналогового преобразования данных, обработанных процессорами Nexperia, в сигнал для подключения к монитору или видеомагнитофону, компания NXP выпускает видеоэнкодеры. Серии SAA712x, SAA7104 и SAF7105 рекомендуются для новых разработок. Основные параметры этих микросхем представлены в таблице 3.
Наиболее перспективные видеоэнкодеры компании NXP- это серии SAA7104, SAA7105, обладающие максимальной производительностью и поддержкой разрешения высокой четкости HD 1080i и HD 720p, а также серии SAA7128, SAA7129A и SAF7129A. Последняя микросхема способна работать в диапазоне рабочих температур от -40 до 85°С.
