在視頻監控系統數字化、網絡化、高清化、智能化的發展趨勢過程中，網絡視頻監控系統的市場需求日益提升。隨著安防行業的大范圍涉及，尤其是平安城市、智能交通等項目的全面展開，監控場景趨向復雜化，監控點分散化，后端設備NVR/XVR的應用面逐漸擴大，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，瑞芯微硬件開發中心經理陳煒借助此次方案的特性，向a&s闡述了安防后端產品的發展趨勢。
數據處理的穩定及高效性
目前，以“NVR+IPC+監控平臺”為核心的解決方案已經成為安防應用的標配模式，后端NVR/XVR與前端設備（攝像機等）、后端監控平臺之間有著較大的聯系，尤其在智能時代，對于后端的接入性能上提出更加嚴苛的要求，因此后端產品在架構設計及智能化應用上需要考慮得更多。
要使得產品處理速度更快，必須要在硬件上下功夫。陳煒向a&s表示，尋找強大的核心處理能力的芯片，確保后端設備數據處理的穩定性及高效性是安防后端產品的關鍵。
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，GPU為Mali-G52 2EE（雙核心架構，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先進工藝，確保低功耗高性能。“安防智能化應用的三大關鍵基礎要素是算力、算法及數據。隨著人工智能在行業的廣泛落地，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上，內置了瑞芯微自研第三代NPU RKNN，算力可達0.8Tops，支持Caffe / TensorFlow/ TFLite / ONNX / PyTorch / Keras / Darknet主流架構模型的一鍵轉換。”
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成為目前行業網絡傳輸的主流，用戶對于更高清的畫質有著持之以恒的追求。后端產品通過網絡接收攝像機傳輸的數字視頻碼率，進行存儲管理，從而實現網絡化及智能化的應用，因此后端設備更強調視頻處理的穩定性及高效性。”
數據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也在不斷提升，如支持更多的硬盤接口，支持RAID技術，支持DAS、SAN、NAS等存儲技術的兼容等。
陳煒介紹，為了滿足數據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：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品的要求（32bit位寬，最高數據率3200Mbps），三是具有充裕的帶寬設計，更能滿足安防智能NVR/XVR場景需求。
除此之外，為了進一步降低開發門檻，讓更多的用戶投入較少的資源便能快速開發出能夠滿足自身應用的產品，瑞芯微不僅支持SPI Flash+eMMC雙ROM共存設計，滿足差異化的雙系統設計需求，而且可提供經測試驗證的DDR核心模板及核心器件選型表，方便客戶快速產品化。
能耗低環境適應性強
在當下，安防后端產品經常會面臨大容量的集中存儲挑戰，如果硬件之間的耦合度高，芯片功耗高往往會導致整體系統穩定性差。要解決這個難題，陳煒認為要從兩方面入手：
一是優化功耗控制技術，如瑞芯微自研S-Boost功耗控制技術，相比傳統技術，在同電壓下可使性能提升10%，同頻率下功耗降低20%。結合22nm先進工藝的能耗優勢，使安防后端產品的發熱更均衡，高溫環境下工作更可靠；
二是降低設備待機模式耗能，如瑞芯微自研超級待機模式，LPDDR4X應用方案下，通過軟硬件配合，整機功耗可降低到1.6mA（3.8V供電），可適用于對超低功耗有特殊需求的產品。
目前，主流的NVR/XVR產品可對實時視頻進行人體、車輛、人臉目標的檢出、跟蹤、抓拍并識別，充分挖掘監控視頻的價值，服務安防大數據時代。后端方案提供商不僅會在算法上進行優化，減少神經網絡系數的反復讀取，降低芯片對于外部內存的帶寬及容量需求，也會在工藝及硬件上尋找新的突破，在軟硬結合下，進一步降低產品功耗提高產品性能。
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遇，但同時也存在信息碎片化、應用場景存在孤島等挑戰。但由于技術及場景受限，目前安防產品智能化應用還是呈現出了一定程度的同質化。為了打破這種困局，陳煒認為，需要有能滿足多樣化安防場景需求的方案，如產品功能上除傳統的接入、存儲、轉發、解碼應用，基于其高性能AI算力，還可在人臉對比報警、智能人車檢索、越界預警、火警可視化預警等方面展開智能化應用，重構邊緣價值。
這點在瑞芯微的后端方案上可以看出端倪。據陳煒介紹，RK3568擁有更靈活的IOMUX，引腳多功能組合應用，可根據產品需求選擇，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屏，可支持三屏異顯；輸入接口可外接攝像頭或用于擴展多路攝像頭的輸入能力。相較傳統NVR/XVR方案，RK3568增加了本地顯示輸出接口及攝像頭輸入接口，實現顯示一體化。
在應對未來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的高速率吞吐應用成為可能，實現對運營商和云服務等業務的支持。
“以火警可視化預警功能為例，基于RK3568強大核心處理能力，支持以溫升探測和煙霧探測為核心的安消NVR系統，可標注煙霧、火點等方位，視頻聯動快速核查，滿足早期火情探測需求。瑞芯微的設計，旨在助力新一代智能化安防后端設備的全面硬件升級及產品落地，滿足泛安防場景需求。”
綜上，泛安防時代的后端產品發展趨勢主要體現在“快、穩、省、智”上，2021年圍繞這幾點，廠商在芯片與方案上將展開新的角逐，也將引領安防產品新的變革。 |
