上市时间的压力、新codec标准、日益广泛的要求（包括先进的目标探测、运动探测、目标跟踪和目标跟踪特性），这些不过是新型视频监控架构所面临挑战中的几项。伴随挑战而来的是对可扩展为不同性能范围的实现的需求。

视频监控和dvr系统

　　数字监控系统中的数字视频录像机(dvr)正在迅速采用先进的数字视频压缩。大多数dvr制造商从mpeg-4向h.264高清晰度(hd)codec转移，对更高分辨率和压缩速度的需求也随之增加。专用芯片(assp) 对大批量应用很有用，但缺少灵活性，开发成本高，而且开发时间较长；大多数高级数字媒体处理器则只能执行 h.264 hd 解码（而 h.264 hd 编码比解码还要复杂得多）。满足 h.264 hd 性能要求的最佳解决方案是使用一个 fpga 加上一个外部 dsp 或数字媒体处理器。

　　使用低成本的 xilinx fpga，可以更进一步提供运动探测、视频缩放、颜色空间转换、硬盘接口和ddr2存储器接口，还可以将两个 27mhz itu-r bt656 数据流时分多路传输到一个 54mhz 数据流中，同时为 dsp 处理器提供视频加速。要将两个 itu-r bt656 数据流多路传输到一个 itu-r bt656 数据流中，仅需要一个通道视频端口来独立地传输完整的二通道视频数据。要为只有一个 itu-r bt656 视频输入端口的数字媒体处理器提供接口，这种实现方法非常有用。图 1 所示就是这样一种建议架构的框图。

　　对于使用德州仪器公司 davinci 处理器（仅有一个 itu-r bt656 视频输入端口）的 dvr 设计，需要一种更有效的实现方法将两个或更多 itu-r bt656 数据流时分多路传输到一个 vlynq 数据流中，然后才能将其输送到 davinci 处理器。使用上述实现方法，就能用少得多的 i/o 引脚传输视频流，并且可以降低系统成本，因为器件的封装可以变得更小。图 2 所示为此设计的框图。

pc 扩展卡 dvr 系统

　　过去十年，pci 总线为 pc 提供了很好的服务。然而，当今的 pc 扩展卡 dvr 系统所要求的带宽，已经大大超出了 pci 总线力所能及的程度。未经压缩的视频数据（剥除空白帧之后）约为 165 mbps。因此，在总体 pci 带宽为 1 gbps 的情况下，在一条 pci 总线上最多只能混用 6 个未经压缩的视频采集或视频重放设备。如在扩展卡上使用 mpeg-4 codec 芯片组来缩小总线上的带宽，但这会增加成本，并且会受到现有mpeg-4芯片组的限制。

　　pci express (pcie) 技术使流量大幅度提升。pci express 分解为多个通道。每通道在每个方向上包含一个差分对，每个差分对的数据流量为 2 gbps。主板上的每个 pcie 插槽都有自己的通道，这些通道不与其它任何插槽共享。各插槽的配置为 16 通道（亦称 x16）、8 通道 (x8)、4 通道 (x4) 或 1 通道 (x1)。pcie 允许每卡提供的数据量从 x1 通道的 2 gbps 到 x16 通道的 32 gbps 不等。有了 pcie 数据流量，就可以摆脱每张 pci 卡 6 个未压缩视频通道的限制。

　　使用与图 1 所示同样的设计，可通过用 pc 替换数字媒体处理器并且经 pcie 总线将视频流缓存到 pc 的方法，轻松快捷地实现 pc 扩展卡 dvr 系统。视频模数转换器产生四条独立的数字 itu-r bt656 流，然后这些流被送入低成本的 spartan-3 器件进行预处理。在 fpga 中，视频数据剥除空白帧并同步，为 pcie 适当打包，馈入 xilinx pcie 内核。然后，软件就可以读取并播放输入的视频，对其进行处理，或将其储存到磁盘。图 3 所示为 pc 扩展卡视频监控系统设计。

xilinx 视频和图像处理算法

　　从多相视频转换器、二维 fir 滤波器和屏幕显示到覆盖以及阿尔法混合等简单效果，再到格式和颜色空间转换，xilinx fpga 都是实时数字视频、图像处理和滤波的理想平台。表 1 列出了一些常用视频 ip 模块组的应用指南。

　　xilinx fpga的 dsp 处理能力支持非常高的分辨率（画质高达 1080p），并且可以缩小大型 dsp 阵列的尺寸。

现成的 ip

　　xilinx 提供了视频 ip 模块组，以供在视频监控系统中快速设计、仿真、实现和验证视频和图像处理算法。其中包括设计 dvr 用的基本基元和高级算法。

　　此外，xilinx 及其合作伙伴提供了一系列压缩编码、

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