對安全需求的提升引發對視頻監控性能需求的提升，圖像質量要從標清轉向高清、數據從單通道轉到多通道、從非實時轉為實時等，這使得視頻分析的運算越來越復雜。相比傳統的DSP處理器，FPGA是一個天生的并行處理結構，非常適合這類多通道、高清、實時、及復雜的運算。“例如，在視頻分析應用中，使用DSP的方案要花很多時間做乘和累加，而我們的Spantan內有很多乘加器，非常適合這類算法。”賽靈思公司亞太區垂直市場系統架構師江允貴表示。

      “在監控和視頻應用方面，以前大多數客戶不論是采用TI DSP、還是飛思卡爾的PowerPC方案，大多都會搭配FPGA使用，而現在FPGA則做了主角(如圖1所示)，承擔編碼器的工作。”江先生表示。此外，FPGA本身的靈活性，還能給客戶帶來一些額外的價值，比如在單片上實現多接口，以通過FPGA的靈活性應對標準的變化等。

      “目前市場上主要有兩大類視頻分析方案，即通用性和特定型。通用型即針對一些通用市場，算法比較簡單，現在大部分的方案都集中在這里；特定型方案則是針對一些細分市場，需要目標識別等先進特性，算法比較復雜，目前方案還比較少。但后一種需求對性能處理的要求可充分發揮賽靈思FPGA的并行架構和DSP處理能力所帶來的優點，為基于FPGA的方案創造更多機會。”江先生表示。

      此外，他還認為基于FPGA視頻監控方案的優勢除了靈活性，還包括全球頂先的第三方合作廠商幫助客戶定制的優秀解決方案，比如交通、停車場、商場等不同應用無法使用同一套方案，而多種針對性的定制方案則幫客戶大大解決了這一難題。

      成功案例

      視頻分析處理器主要針對視頻監控攝像機和視頻編碼器等應用，通常駐留在網絡邊緣，幫助降低對數據網絡帶寬的要求。從數據處理的角度來看，它能夠在視頻流壓縮之前更高效地分析視頻數據。

      Eutecus的第一代多核視頻分析引擎(MVE)基于TI的達芬奇平臺。“在第二代產品中，由于需要更強大的處理能力和系統集成度，多個DSP器件的解決方案無論在成本上、還是在系統級，其效益都不夠高。我們需要一個能夠方便地將上一代產品移植過來，從而為第二代MVE提供更多特性的單芯片解決方案。”Euterus公司總裁兼CEO Stephen D. Hester表示說。

      充分比較目前市場上的現有方案之后，Eutecus決定基于Spartan-3A開發自己的第二代系統。“之所以選擇賽靈思的FPGA，首先第一個原因就是他們的工具比較好，因為我們作為初創公司，需要非常快速的上市、所以要選擇相對易用的工具。賽靈思公司EDK嵌入式開發套件可實現基于MicroBlaze嵌入式處理器的雙處理器硬件架構，與TI公司達芬奇平臺雙處理器硬件架構類似，這為我們的二代產品開發提供了便利性。”Eutecus首席技術官兼副總裁Csaba Rekeczky博士表示。

      “當然，我們也還綜合考慮了性能和成本等其它方面的因素，比如Spartan-3A DSP 3400A FPGA中的126個XtremeDSP DSP48A邏輯片能夠提供高達30 GMAC的DSP性能，能以全幀速率處理高清視頻，而在價格上也處于合理地位。”他補充道。第二代MVE系統現在已經成功地銷售到航空航天/國防、機器視覺和監控市場。

      實事證明，賽靈思Spartan-3A DSP的并行處理能力非常適合監控視頻智能分析解決方案的市場。在以低于視頻幀速處理QVGA/VGA視頻分辨率時，傳統的方案只能同時運行一到兩個算法。結合Spartan-3A DSP的Eutecus解決方案能夠在處理高清分辨率的情況下同時運行所有算法。集成的DSP和嵌入式處理能力實現了能處理高清視頻速率的單芯片解決方案，為產品演進提供了靈活的平臺。[page]

      “目前我們在第二代產品中選用的是Spantan 3A產品，但隨著算法復雜化對性能要求的提升，未來也計劃采用Spantan 6A產品。”Hester表示。據悉，Spartan-6 FPGA比前一代解決方案成本可降低多達33%，采用先進的功率管理和以太網供電技術，功耗也可降低多達50%，相關的軟件支持、測試IP和參考設計，以及開發板和開發套件，預計將于2009年下半年提供。

圖1：FPGA在視頻監控領域榮升主角，承擔編碼器的工作。

圖2：MVE可以非常容易的被集成進OEM的安全攝像頭設計中，
OEM開發者只需關注整體設計及元器件集成。

圖3：MVE產品發展線路圖。