NVR芯片方案浅析:谁是NVR“芯”中的高富帅?

随着安防行业的高速发展，“高清”和“智能”已经是当前视频监控领域炙手可热的话题，整个行业已经全面进入了数字化时代。而伴随ONVIF等国际标准协 议的不断完善，功能逐渐齐全，通过ONVIF等标准协议就可以实现预览、存储、移动侦测、OSD、云台控制等功能，前端各厂家不同的网络编码设备与NVR 之间的对接也将不断标准化。可以预见，未来NVR将会是一种井喷式的发展，各厂家NVR产品之间的竞争将更加白热化。NVR产品的竞争主要围绕着高清接入 路数、网络吞吐、解码性能和录像存储周期等，而设备性能的强弱很大程度上取决于NVR的芯片方案，所以，NVR芯片的发展反过来也决定了NVR产品的发展和竞争。面对层出不穷的高清NVR芯片解决方案，监控厂商应该如何选择，才能开发出满足不同用户复杂、个性化的高清应用需求，保持NVR产品竞争力？

一、NVR家族促膝谈“芯”

在NVR芯片市场上主要是CPU和SoC之间的竞争。我们所说的CPU芯片方案主要是基于X86架构的一种NVR产品形态，这类NVR通常具有较大的网 络吞吐和接入能力，一般可以接入几十甚至上百路前端，但是系统只是把CPU的一部分资源拿出来进行软件解码，所以其解码能力比较弱，一般只能解4路D1或 者1路1080P的码流，当然也有部分厂商通过CPU+GPU的模式来提高设备的解码性能。但整体来说，CPU架构的硬件成本及功耗用电成本会更高。针对 当前应用的复杂性，SOC芯片能更好地满足功能应用和预览解码的需求，且集成众多接口，用ARM作为应用处理器进行多样化的应用、用户界面和接口开发，利 用DSP进行算法加速，提供设备强大的解码性能，单颗DSP芯片可以实时解码4路1080p甚至8路1080p的码流。同时，SoC方案配合Linux操 作系统，组成一个专业的软硬件结合体，稳定性非常好，安全性很强，功耗也比较低。因此SoC芯片方案的NVR产品会受到更多用户的青睐。

目前NVR市场上SoC方案的NVR通常可以分为两大类：

1、ARM和DSP为同一芯片

此方案中ARM和DSP为单一芯片，独立协调完成数据收发、接口定义、图像处理和预览解码等功能，比如Marvell（美满电子）、Ti（德州仪器）、 Hisilicon（海思半导体）、Trident(泰鼎)、NXP（恩智浦半导体）等厂家都有类似的芯片应用方案。由于单一芯片需要完成的工作相对较 多，所以该方案的NVR设备接入路数相对来说不会太多，包括海康威视这样的嵌入式NVR领先企业，目前也只做到64路720P@2Mbps码流的高清网络 相机接入。

2、ARM和DSP为不同芯片

此方案中ARM和DSP分别为两块独立的芯片，相互分工与合作，通常应用于一些高端的嵌入式NVR中，比如128路、256路等接入路数大，存储周期长 的设备。方案中主控通常选择一款多核高性能的ARM来完成DSP、面板、接口、存储、远程控制等各类子系统的管理，然后解码显示部分都由DSP芯片来完 成，比如Marvell多核ARM+Ti或Hisilicon的DSP等。因此这类设备通常具备较强的设备性能，同时可以通过硬件接口的扩展来提升设备的 存储、预览输出等性能。

二、NVR“芯”中的高富帅

随着高清网络摄像机的普及，用户对NVR+IPC方案的需求越来越强烈，对NVR的接入能力、解码能力和性价比等要求也越来越高。如何满足用户丰富的应 用需求，就要求设备厂家需研发出性能超“高”、接口丰“富”和功能“帅”气的NVR产品，也就对芯片的性能提出了更高的要求。

近期某安防杂志就对一些厂家的高性能NVR新产品进行了评测，评测的产品涵盖了本文中所提到的三种硬件方案。其中就不乏一些具备“高富帅”特征的嵌入式NVR产品。

1、性能超高

NVR产品的性能主要体现在高清网络摄像机接入性能、网络吞吐性能和高清图像解码性能等。在参与评测的产品中，部分产品可以支持256路高清网络摄像机 接入，且最大可接入500万甚至是800万分辨率的相机；拥有高达640Mbps的IPC接入带宽及1Gbps左右的网络吞吐带宽；6个HDMI输出口同 时解码，达到24路1080p的解码性能，不但帮助用户节省了解码器的成本，还避免了很多兼容性方面的问题，让用户的监控变得轻松而愉悦。

2、接口丰富

目前市场上主流的NVR产品通常具备1个网络、1个HDMI/VGA/CVBS输出接口、1/2/4/8/16个SATA接口、1-4个USB 2.0接口等。而在本次产品评测中，却出现了一些拥有丰富接口的设备。比如支持6个HDMI输出接口同时还支持VGA、前面板液晶触摸屏的输出接口；24 个SATA接口，每个接口支持4TB硬盘接入，实现大容量的存储，同时还支持miniSAS、eSATA等扩展接口进行扩展存储；冗余电源，全插拔模块的 设计，既保证设备的稳定运行，也对维护人员提供了更便捷的安装维护方式。

3、功能帅气

NVR工作的载体是网络，而网络通常都会有一些抖动和不稳定的潜在风险存在，进而引起NVR与IPC掉线，导致录像丢失，这也是很多人对NVR+IPC 应用方案心存疑虑的一方面，因此能荣膺高富帅榜的NVR必须是要能解决这类用户顾虑的产品。目前，部分产品通过ANR断网补录技术（IPC中安装SD 卡，NVR与IPC网络断连时录像存在SD卡中，NVR与IPC网络恢复后将SD卡中的录像文件传给NVR，保证录像的联系性）和N+1热备功能（网络中 多安装1台NVR作为热备NVR，当其中1台工作NVR异常时，热备NVR接管其工作，当工作NVR异常恢复后，热备NVR停止工作并将录像回传给工作 NVR，保证录像的连续性）进行完善，而且取得了良好了效果。

另外，随着监控摄像头的增多、录像数据更为海量、犯罪手法多样化，智能监控势在必行。但由于NVR本身性能的制约和编码的前端化，若要实现智能功能在一 定程度上还需依赖于前端网络摄像机。以前，由于高清网络摄像机编码芯片性能不足，无法运行太多复杂的智能编码算法，智能分析一般通过服务器上运行软件来进 行。服务器价格昂贵，这种方式无疑增加了整体监控系统的成本，也是导致高清监控“智能化”应用无法全面普及的重要原因之一。高性能编码芯片的问世，让智能 算法前置成为可能。目前海康威视等厂家就推出了支持跨界、区域入侵侦测，人脸侦测，画面虚焦、场景变更侦测等智能分析功能的SMART IPC，而伴随着SMART NVR的问世，与SMART IPC强强联合后，可实现智能报警、智能存储、智能回放和智能备份等功能。相比较智能服务器的方案，SMART NVR+SMART IPC的方案拥有更好的优势，在不增加监控成本的条件下，提升高清监控，录像存储、检索和回放的效率。

三、用“芯”成就NVR未来

视频监控市场需求的不断增长，带动了视频监控核心器件--芯片生产商的快速发展，芯片市场的竞争也异常激烈，而各大芯片厂家积极研发新技术推出新产品， 也推动了嵌入式NVR的飞速发展。嵌入式NVR中的SoC市场上常见的厂商有Ti（德州仪器）、、Hisilicon（海思半导体）、Marvell（美 满电子）、Trident(泰鼎)、NXP（恩智浦半导体）等。

在嵌入式NVR中SoC芯片市场上，占有率较高的要数Ti、Hisilicon和Marvell了，综合芯片性能、成本、特点、技术支撑等多方面因素，三家厂商的产品也各有千秋，NVR厂商可以依据自己产品的特点进行选择。

在中低端市场上，ARM和DSP为同一芯片的SoC方案就可以满足用户需求，TI和Hisilicon芯片占据了这部分市场的绝大部分比例，比如 Hi3535、Hi3516C、Hi3520D、Hi3521等，TI的M8165、DM8166、DM8167、DM8168、DM8148、 DM6467等。较Hisilicon芯片，TI芯片通常具备更高的解码和网络吞吐性能，尤其是Ti的DM8168，具备极高的集成度，性能已处于业界 SoC方案的领先地位，集成了高达1.2GHZ的A8核ARM处理器、1GHZ的C674x浮点DSP和若干二代可编程高清视频影像协处理器，可支持8路 1080p或16路720p分辨率同时高清解码，400Mbps甚至更高的网络吞吐，同时还提供了丰富的扩展接口，可显着降低NVR系统的成本和复杂性。

在高端市场上，ARM和DSP为同一芯片的SoC方案可能就无法满足用户高清接入、存储或网络吞吐上的需求，这时候我们就可以选择ARM和DSP为不同 芯片的SoC方案来进行开发，想必在网络高性能和企业级存储性能方面更权威的Marvell多核处理芯片将会是ARM中一个非常不错的选择，比如 ARMADA XP（MV78460、MV78260等）、Discovery Innovation（MV78200、MV78100等）等系列嵌入式处理器。Marvell嵌入式处理器经过专业的定制化设计，主板采用ARM架构设 计，价格比X86架构的低很多，并集成先进的电源管理技术，降低功耗，是传统X86架构的主板功耗的1/20，节省了用电成本和散热处理成本，是一款真正 的“绿色产品”。同时，其还提供了多个SATA控制器、千兆网口、PCI-e2.0、I/O外设等丰富的接口，可扩展性也相对较强。总体而 言，Marvell的ARM架构的高性能NVR与传统X86架构的高性能NVR相比，在保证超高性能的前提下，还具备超低功耗、超高性价比、超丰富外围接 口等特点。

对于监控设备厂家来说，即使选择同样 的芯片，仍然需要厂家对于外部输入输出接口、底层驱动、协议等进行配置和调试，而这些才是决定一个产品最终效果和性能的关键因素，也最能体现一个厂家的底 蕴实力。海康威视根据自身产品定位以及不同厂家不同性能的芯片特点，博采众长、扬长避短，提供符合市场需求的多系列NVR产品。

四、结束语

芯片市场百家争鸣，百花齐放，这种良性竞争的局面推动着各大芯片厂家不断推出更高性能、集成度更高、功耗和成本更低的编解码芯片，无疑也促进了安防产业 的发展。最基本的功能、规格等由芯片来完成，并提供一个强大的平台，让设备厂家能够提供更多的资源应用到研究、开发并为下游用户带来更多价值上来，从而推 动产业向更深、更广的范围发展。

时刻关注用户需求，提供更高的接入能力、更强的解码性能、更长的存储周期、更低的采购维护成本以及更准确智能算法分析的产品，满足用户个性化、多样化的监控需求，才是每个监控厂家应当追求的终极目标。