专利名称：高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，主要适用于安防视频监控领域。
背景技术：
随着近几年来安防视频监控的迅速发展，国内外多家大型半导体设计公司的加入，方案越来越成熟，性能越发强大。目前市面上的单芯片的4/8/16路DVR解决方案主要有如下几个特点I、主控芯片的集成度进一步提高，主要外围接口如SATA，VGA，CVBS，USB都已经集成到主芯片中。八合一的960H视频采集芯片逐渐成为主流，并且封装和引脚完全兼容四合一的960H、八合一的720H、四合一的720H视频采集芯片。2、编解码能力大幅提升，单芯片的4/8 /16 Dl DVR方案不断涌现，如TI816X，TI814X，海思 3520A/3521/3531 等。3、制造工艺的提升使得主控芯片体积和功耗进一步降低。但是受传统思维的影响，目前多数的数字硬盘录像机厂家所设计的产品的普遍存在以下缺点I、所有通道都是高清分辨率的数字硬盘录像成本极高，不方便全面推广使用。2、从应用领域来说，无法快速的扩展到和音视频相关的多种行业，因为其所设计的产品往往针对性很强，从产品的外观到功能规格无法同时满足多种行业的应用需求。3、从开发周期来说，每次产品结构或者功能规格的变更都需要重新设计主板，无疑极大的延长了产品的开发周期。4、从制造工艺来说，采用四层板甚至是六层板设计的主板，工艺复杂，生产周期长，延长了产品的交货周期。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是针对上述存在的问题提供一种结构简单、成本低、体积小、集成度高、应用范围广的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板。本实用新型所采用的技术方案是一种高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所述核心板上集成有中央处理器、用于采集模拟音视频信号的模拟音视频采集芯片、用于采集高清数字视频信号的SDI高清数字视频采集芯片、用于代码和配置文件存储的存储器、内存、用于将数据传输至网络的100M网络PHY芯片和1000M网络PHY芯片、加密芯片、时钟，以及布置于核心板边缘用于与外部接口连接的接口模块；其中模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、存储器、内存、100M网络PHY芯片、1000M网络PHY芯片、加密芯片和时钟分别与中央处理器相连，中央处理器、模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、100M网络PHY芯片、1000M网络PHY芯片、加密芯片和时钟分别与接口模块连接。[0013]所述中央处理器可选择HI3531或HI3521或HI3520A。所述模拟音视频采集芯片的型号为NVR1914或NVR1918或NVP1118B，所述SDI高清数字视频采集芯片的型号为GV7601。所述的中央处理器使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1918可设计成16路960H超清实时编码的16路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用2颗NVRl118B可设计成16路Dl标清实时编码的16路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1918，SDI高清数字视频采集芯片使用I颗GV7601，可设计成I路1080P全高清实时编码加8路960H超清编码的9路数字硬盘录像机。所述的中央处理器使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1118B可设计成16路Dl标清实时编码的低配16路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1918可设计成8路960H超清实时编码的8路数字硬盘录像机。所述的中央处理器使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1118B可设计成8路Dl标清实时编码的8路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1914，SDI高清数字视频采集芯片使用I颗GV7601，可设计成I路1080P全高清实时编码加4路960H超清编码的5路数字硬盘录像机。所述的中央处理器使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1914可设计成4路960H超清实时编码的4路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1118B可设计成8路Dl标清实时编码的低配8路数字硬盘录像机；中央处理器使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1118B可设计成2路Dl实时编码加14路CIF实时编码的16路数字硬盘录像机。所述接口模块包括有用于与外部USB接口、SATA接口、VGA接口、CVBS接口、I/O报警的输入输出接口、HDMI接口、TTL串口、以太网接口、视频输入输出接口，音频输入输出接口连接的引脚。所述的核心板尺寸为800mm*700mm。本实用新型的有益效果是本实用新型将中央处理器、模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、存储器、内存、网络PHY芯片、加密芯片、时钟和输入输出接口集成在同一块电路板上，进一步提高了集成度，由于输入输出接口齐全，客户只需根据自己的机箱机构设计外围的功能板，配合本实用新型核心板即可设计出自己的专属产品，而不需要重新设计核心板，从而降低了二次开发难度，缩短了产品的开发周期。大量模块化的软件组建，可直接使用，方便了产品的维护和功能升级。核心板高度的集成化，小巧的体积，大大的扩展了其应用的领域，如车载视频监控，智能楼宇，可视门禁系统等可将核心板模块与其原有系统完美集成到统一的硬件系统中。另外，核心板采用四层PCB板，功能板采用2层PCB，降低了生产成本和制造门槛，提高了产品竞争力。
图I是本实用新型的系统框图。图2是本实用新型的工作原理图。图3是本实用新型核心板的结构图。
具体实施方式
如图I所示，本实施例核心板包括中央处理器I (可选HI3531或HI3521或HI3520A)、模拟音视频采集芯片2(可选NEXTCHIP公司的NVR1914或NVR1918或NVP1118B，4路960H视频输入时使用NVP1914，8路960H视频输入时使用NVP1918，8路720H视频输入时使用NVP1118B)、SDI高清数字视频采集芯片3 (Gennum 7601)，存储器4 (128Mbits SPINor Flash)、内存 5(可选 DDR3-1333 2GBits 或者 I GBits)、100 网络 PHY 芯片 6(LAN8710)、1000网络PHY芯片7 (AR8035)、加密芯片8 (AT88SC0104C)、时钟9 (DS1307)和用于与外部各种接口(包括USB接口、VGA接口、CVBS接口、HDMI接口、SATA接口、以太网接口等)连接的接口模块10 ;其中模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、存储器、内存、100M网络PHY芯片、1000M网络PHY芯片、加密芯片和时钟分别与中央处理器相连，中央处理器、模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、100M网络PHY芯片和1000M网络PHY芯片分别与接口模块连接，为便于与外部各种接口连接，本例将接口模块10布置于整个核心板的边缘处。在外部提供电源的前提下本实施例可以独立工作，客户可以基于本实施例灵活快捷的实现自己的定制化设计。与不同的功能板组合，可设计出不同规格的产品，焊接时 可以选择正面机贴也可以选择背面手工贴。100M网络PHY芯片6和1000M网络PHY芯片7为二选择一，可根据需要选择焊接其中一种。如图3所示，所述接口模块10包括有用于与外部USB接口、SATA接口、VGA接口、CVBS接口、I/O报警的输入输出接口、HDMI接口(高清晰度多媒体接口)、TTL串口、以太网接口、模拟视频输入接口、SDI高清数字视频输入接口、音频输入输出接口连接的引脚。如图3所示，本例中接口模块10共包括J1、J2、J3、J4四个部分。其中，Jl包括了 37个引脚，其中1，2为设备按键板的串口；3，4为IIC总线连接引脚，是控制时钟9的信号接口 ；5，8为SATAl和SATA2的工作指示灯；10，9，7，6为SATAl接口 ;12，13，14，15为5六了六2接口 ; 17，18，19，20，21，22，23，24为第9路 第16路视频输入(具体视频输入个数可根据不同的产品定义进行连接);26为外置+1. 2V输入，作为SDI高清数字视频采集芯3的核电压；28，29，30，31，32，33，34，35为第9路 第16路音频输入(具体音频输入个数可根据不同的产品定义进行连接)，同时35复用为SDI视频信号的输入引脚；37为第一路视频输入；11，16，25，27，36为电源地。J2包括了 35个引脚，其中38，39，40，41，42，43，44为第2路 第8路视频输入(具体视频输入个数可根据不同的产品定义进行连接)；46，47，48，49，50，51，52，53为第I路 第8路音频输入(具体音频个数可根据不同的产品定义进行连接)；55为音频输出，用于与外部音频输出接口连接；57为外置+1.8V输入，作为模拟音视频采集芯片2的核电压；59，60，61，62，63，64，65，66，67，68，69，70 为 HDMI 输出引脚，用于与外部 HDMI 接口连接；45，54，56，58，71，72 为电源地。J3 包括了 37 个引脚，其中 73，74，75，76 为 100M 以太网接口 ；73，74，75，76，77，78，79，80为1000M以太网接口 ；81为网络工作指示灯；82为网络连接指示灯;84，85，86，87，88作为VGA输出，用于与外部VGA接口连接；89，90作为CVBSl和CVBS2输出，用于与外部TV接口连接；92作为USBl 5V电源控制信号，用于控制USBl接口的供电；95，96为连接USBl接口的引脚；93，94为连接USB2接口的引脚；98，99，100为功能板选择信号的前3位，不同功能板有不同的功能规格，软件中初始化时通过读取该功能板选择信号状态即可判断所接的是何种规格的功能板；10Γ108分别为第8路报警输入，第6路报警输入，第5路报警输入，第3路报警输入，第7路报警输入，第2路报警输入，第16路报警输入，第15路报警输入；83，91，97，109为电源地。J4共包括了 35个引脚，其中110，111为外置3. 3V输入，分别给中央处理器I、100Μ网络PHY芯片6、1000Μ网络PHY芯片7、存储器4供电，也作为模拟音视频采集芯片2的接口电压输入；113，114，115为外置I. OV输入，作为中央处理器I的核电压；117为为功能板选择信号的第4位，不同功能板有不同的功能规格，软件中初始化时通过读取该功能板选择信号状态即可判断所接的是何种规格的功能板；118，119，121，123，137，138，139，140分别为第14路报警输入，第9路报警输入，第4路报警输入，第I路报警输入，第10路报警输入，第13路报警输入，第11路报警输入，第12路报警输入，用于与外部报警输入接口连接；120，122，129，130分别为第I路报警输出，第2路报警输出，第4路报警输出，第3路报警输出，用于与外部报警输出接口连接；124为蜂鸣器连接引脚；126，127为外部1.5V输入，用于内存5供电；131，132，133作为RS485接口 ； 134，135作为调试串口 ；112，116，125，128，136，141为电源地；142，143，144暂时未使用。 实际应用中，可根据需要设计相应的功能板与本例核心板配合，将Jl端的按键板串口的引脚、SATA接口的引脚，9路视频输入和8路音频输入分别与外围功能板对应接口连接，I. 8V输入与外围功能板对应连接；J2端的8路音频输入、7路视频输入、音频输出、HDMI输出分别与功能板上对应接口连接，I. 8V输入与外围功能板对应连接；J3端分别用于连接8个报警输入接口、2个USB接口、2个CVBS输出接口、VGA输出接口、以太网接口引脚分别与功能板上对应接口连接J4端的8路报警输入、4路报警输出、RS232接口，RS485接口，蜂鸣器引脚分别与功能板上对应接口连接，I. 0V, 3. 3V，I. 5V三个外置电源输入引脚与功能板上的电源输入连接。核心板与功能板的组合可以选择正面机贴也可以背面手工贴。因此，利用本实施例所述视频编解码核心板配合外围功能板能够扩展的接口最多可以包括16路模拟视频输入，I路高清SDI数字视频输入，16路音频输入，2路CVBS视频输出，I路VGA输出，I路HDMI输出，I路音频输出，16路报警输入，4路报警输出，3路TTL的串口(串口 O包括引脚134和135，固定为调试串口和RS232输出，作为RS232接口的时候需要外部增加RS232接口芯片；串口 I包括引脚131、132和133，固定为RS485接口，需要外部增加RS485接口芯片；串口 2包括引脚I和2，固定为和按键板通信的接口)，2路SATA，2路USB，I路以太网(100M和1000M 二选一)。如图2所示，本实施例的工作原理如下所述模拟音视频采集芯片2用于采集模拟音视频信号，SDI高清数字视频采集芯片3用于采集1080P高清视频信号，中央处理器I 一方面将采集到的信号进行预处理，然后通过音视频输出接口预览输出，另一方面对采集到的音视频信号进行编码，编码后的数据可通过SATA接口输送至外接硬盘进行存储，也可利用100M网络PHY芯片6或1000M网络PHY芯片7，通过以太网接口进行网络传输；需要回放时，中央处理器I通过SATA接口读取硬盘内的数据，并对该数据进行解码，最后通过音视频输出接口输出。存储器4用于存储系统相关的程序和配置文件，内存5是系统的内存器件，100M网络PHY芯片6或1000M网络PHY芯片7用于将数据传输至网络，加密芯片8中固化的加密信息用于知识产权保护，时钟9输出RTC的时钟信号，接口模块10用于与外围功能板上的接口连接进行通讯。
权利要求1.一种高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所述核心板上集成有中央处理器(I)、用于采集模拟音视频信号的模拟音视频采集芯片(2)、用于采集高清数字视频信号的SDI高清数字视频采集芯片(3)、用于代码和配置文件存储的存储器(4)、内存(5)、用于将数据传输至网络的IOOM网络PHY芯片(6)和1000M网络PHY芯片(7)、加密芯片(8)、时钟(9)，以及布置于核心板边缘用于与外部接口连接的接口模块(10);其中模拟音视频采集芯片(2)、SDI高清数字视频采集芯片(3)、存储器(4)、内存(5)、100M网络PHY芯片(6)、1000M网络PHY芯片(7)、加密芯片(8)和时钟(9)分别与中央处理器(I)相连，中央处理器(I)、模拟音视频采集芯片(2)、SDI高清数字视频采集芯片(3)、100M网络PHY芯片(6)、1000M网络PHY芯片(7)、加密芯片(8)和时钟(9)分别与接口模块(10)连接。
2.根据权利要求I所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所 述中央处理器(I)可选择HI3531或HI3521或HI3520A。
3.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所述模拟音视频采集芯片(2)的型号为NVR1914或NVR1918或NVP1118B，所述SDI高清数字视频采集芯片的型号为GV7601。
4.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于中央处理器(I)使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1918可设计成16路960H超清实时编码的16路数字硬盘录像机；中央处理器(I)使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1118B可设计成16路Dl标清实时编码的16路数字硬盘录像机；中央处理器(O使用HI3531，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1918，SDI高清数字视频采集芯片使用I颗GV7601，可设计成I路1080P全高清实时编码加8路960H超清编码的9路数字硬盘录像机。
5.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于中央处理器(I)使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1118B可设计成16路Dl标清实时编码的低配16路数字硬盘录像机；中央处理器(I)使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1918可设计成8路960H超清实时编码的8路数字硬盘录像机。
6.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于中央处理器(I)使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1118B可设计成8路Dl标清实时编码的8路数字硬盘录像机；中央处理器(I)使用HI3521，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1914，SDI高清数字视频采集芯片使用I颗GV7601，可设计成I路1080P全高清实时编码加4路960H超清编码的5路数字硬盘录像机。
7.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于中央处理器(I)使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1914可设计成4路960H超清实时编码的4路数字硬盘录像机；中央处理器(I)使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用I颗NVR1118B可设计成8路Dl标清实时编码的低配8路数字硬盘录像机；中央处理器(I)使用HI3520A，模拟音视频采集芯片使用2颗NVR1118B可设计成2路Dl实时编码加14路CIF实时编码的16路数字硬盘录像机。
8.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所述接口模块(10)包括有用于与外部USB接口、SATA接口、VGA接口、CVBS接口、I/O报警的输入输出接口、HDMI接口、TTL串口、以太网接口、视频输入输出接口，音频输入输出接口连接的引脚。
9.根据权利要求I或2所述的高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于核心板尺寸为800mm*700mm。
专利摘要一种高清数字硬盘录像机音视频编解码核心板，其特征在于所述核心板上集成有中央处理器、用于采集模拟音视频信号的模拟音视频采集芯片、用于采集高清数字视频信号的SDI高清数字视频采集芯片、用于代码和配置文件存储的存储器、内存、用于将数据传输至网络的100M网络PHY芯片和1000M网络PHY芯片、加密芯片、时钟，以及布置于核心板边缘用于与外部接口连接的接口模块；其中模拟音视频采集芯片、SDI高清数字视频采集芯片、存储器、内存、100M网络PHY芯片、1000M网络PHY芯片、加密芯片和时钟分别与中央处理器相连。它具有结构简单、成本低、体积小、集成度高、应用范围广等特点。
文档编号H04N5/91GK202721755SQ20122034845
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者杨桂东, 刘伟卿 申请人:杭州巨峰科技有限公司