视频综合集控系统的低功耗设计原则(2)

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　　不论是高密度紧凑结构设计，还是模块化接口通用高速总线，都需要在系统设计和产品设计中考虑采用多种创新技术手段、使用更高主频、更高性能、更小封装体积的芯片处理方案。在众多的复杂系统设计中，FPGA是一种较好的选择，可以帮助设计人员提高系统易用性扩展性、提高单位密度。比如在视频切换和字符叠加电路中，原先的通用方案需要配置多路芯片，致使电路复杂，PCB电路板面积增加，系统集成度下降。通过FPGA可以自动识别视频制式并产生同步信号实现视频同步无抖切换，而且可以同时用户自定义字符图形叠加到多路视频信号中，执行效率和能耗压缩率提高了8倍。比如目前最新上市的S系列32入16出视频矩阵，机箱仅有1U高度，采用了多核单板式平台技术，切换、控制、交换、叠加全部由一枚主芯片解决，为紧凑型小系统提供了最优选择。

　　功耗是一笔较大的综合成本开支，因为要处理过多的功耗所造成的热问题时，电路板设计的复杂性增加了，对端口的密度和带宽的要求上升了，但是波形因数下降了，迫使开发工程师对项目进度和预算做出调整。(图3所示)

　　芯片能耗包括多方面，比如FPGA的功耗就来自于预编程静态器件功耗、浪涌编程电流、编程后的静态功耗、动态功耗。为解决此问题;一方面利用更小芯片制程工艺比如65nm可以解决这些问题，另一方面深入挖掘节能潜力，利用多种节电技术降低整机功耗，比如采用低耗高效能的DSP和PCB、采用智能软件节电技术、功率控制技术(图4所示)。

　　优化电源设计，通过减少元件数量，缩减PCB板面积，降低温度，提高系统可靠性。通过电源智能温控技术，自动关闭/开启整流模块，使电源时钟工作在效率最高的负载率区间(图5所示)。

　　针对机箱结构，简化热管理系统，采用更小的(或不用)散热器，使其具有更低的气流要求。一方面通过自然散热，使得同等容积下提高热容20%，一方面散热系统可根据温度变化自动调节，降低噪声和功耗(图6所示)。

　　低功耗视频：综合集控系统的未来

　　节能减排、低功耗设计在视频监控行业里可能还是一个全新的概念，基于多制式视频接入方案的视频综合集控系统则更是一个崭新的平台。模拟视频、数字视频在目前的应用当中有各自的市场份额，但从技术的演进和发展角度看到的是从模拟向数字不可逆转的一个趋势，在视频监控演进的过程当中，接入速率在不断提高，接入资源不断丰富，接入技术不断发展。目前的视频监控系统，是多制式视频共存的系统，是需要融合演进的系统。技术发展的必然趋势，使得传统的设备会因不断地老化而需要更新替换，能否接入多种视频实现灵活部署，保障初期投资?能否响应快速变化的升级扩容需求实现低功耗、高能效运行?目前为止，天地伟业经过多年研发的积累，已经掌握了视频综合集控管理中关于切换显示、控制转发的几点核心技术，并将持续投入对下一代系统构建模式的优化节能的研究。未来的视频监控系统不论面临什么样的问题，降低功耗都将会是一个长期的挑战。