一种硬盘录像机及系统的制作方法

1.本实用新型属于监控技术领域，特别涉及一种硬盘录像机及系统。


背景技术：

2.数字硬盘录像机(digital video recorder，dvr)一般与模拟相机配套组成监控系统，模拟相机采集模拟音视频信号，dvr将模拟音视频信号转换成数字信号并经过压缩后存储在硬盘里。
3.现有常采用独立的接口扩展芯片或接口转换芯片来实现dvr的多接口设计，比如，通过串行硬件驱动接口(serial advanced technology attachment，sata)扩展芯片实现硬盘接口的扩展，通过显示接口转换芯片实现显示接口的扩展，从而增加了硬盘录像机的制作成本。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种硬盘录像机及系统，用于在降低硬盘录像机的制作成本的同时，实现对接口的扩展。
5.第一方面，本实用新型提供了一种硬盘录像机，包括：
6.主cpu芯片、从cpu芯片、主显模块和扩展模块；其中：
7.所述主cpu芯片和所述从cpu芯片之间通过pcie总线通信连接；
8.所述主显模块包括的主显hdmi接口和主显vga接口均与所述主cpu芯片连接；
9.所述扩展模块包括的至少两个扩展接口均与所述从cpu芯片连接。
10.在其中一种可能的实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为辅显hdmi接口和辅显vga接口。
11.在其中一种可能的实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为第一sata接口和第二sata接口。
12.在其中一种可能的实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为辅显hdmi接口、辅显vga接口、第一sata接口和第二sata接口。
13.在其中一种可能的实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为第一gpio接口和第二gpio接口。
14.在其中一种可能的实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为第一uart接口和第二uart接口。
15.在其中一种可能的实现方式中，所述pcie总线被配置为x2模式，或者所述pcie总线被配置为两个x1模式。
16.第二方面，本技术实施例还提供了一种硬盘录像机系统，包括：
17.外部相机和与所述外部相机连接的如上面任一项所述的硬盘录像机，其中：
18.所述外部相机通过所述硬盘录像机的第一模拟视频输入接口和第一ad芯片与所述主cpu芯片连接，其中，所述外部相机用于将采集的第一路模拟视频信号输入至所述第一
模拟视频输入接口，以使所述第一ad芯片和所述主cpu芯片对所述第一路模拟视频信号进行相应处理；
19.所述外部相机通过所述硬盘录像机的第二模拟视频输入接口和第二ad芯片与所述从cpu芯片连接，其中，所述外部相机用于将采集的第二路模拟视频信号输入至所述第二模拟视频输入接口，以使所述第二ad芯片和所述从cpu芯片对所述第二路模拟视频信号进行相应处理。
20.在其中一种可能的实现方式中，若所述至少两个扩展接口分别为辅显hdmi接口和辅显vga接口，则所述硬盘录像机系统还包括通过所述辅显hdmi接口和所述辅显vga接口与所述从cpu芯片连接的辅屏。
21.在其中一种可能的实现方式中，若所述辅显hdmi输出要求为分辨率低于4k，每秒可达30帧以下的刷新速度，则所述辅显hdmi接口和所述辅显vga接口为同源输出的接口。
22.本实用新型的有益效果如下：
23.本实用新型提供了一种硬盘录像机及系统，其中，该硬盘录像机包括主cpu芯片、从cpu芯片、主显模块和扩展模块，该主cpu芯片和从cpu芯片之间通过pcie总线通信连接，主显模块包括的主显hdmi接口和主显vga接口均与主cpu芯片连接，扩展模块包括的至少两个扩展接口均与从cpu芯片连接，也就是说，通过从cpu芯片固有的至少两个扩展接口实现对硬盘录像机的接口扩展，整个接口扩展方案无需采用独立的接口扩展芯片或接口转换芯片便能实现更多的接口，从而降低了硬盘录像机的制作成本。此外，主cpu芯片和从cpu芯片之间可以通过pcie总线通信连接，可以在保证对硬盘录像机扩展较多接口的同时，兼顾硬盘录像机的传输特性，从而提高了硬盘录像机的使用性能。
附图说明
24.图1为相关技术中硬盘录像机的其中一种基本结构框图；
25.图2为相关技术中硬盘录像机的其中一种结构框图；
26.图3为本实用新型提供的一种硬盘录像机的其中一种结构框图；
27.图4为本实用新型提供的一种硬盘录像机的接口扩展的第一种实现方式的结构框图；
28.图5为本实用新型提供的一种硬盘录像机的接口扩展的第二种实现方式的结构框图；
29.图6为本实用新型提供的一种硬盘录像机的接口扩展的第三种实现方式的结构框图；
30.图7为本实用新型提供的一种硬盘录像机系统的其中一种结构框图。
具体实施方式
31.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
33.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本实用新型技术方案做详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本实用新型技术方案的详细的说明，而不是对本实用新型技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
34.在相关技术中，如图1所示为硬盘录像机的其中一种基本结构框图，该硬盘录像机仅设置有一个高清多媒体接口(high definition multimedia interface，hdmi)接口、一个视频图形阵列(video graphics array，vga)接口、一个通用串行总线(universal serial bus，usb)接口、一个sata接口、一个usb接口和一个音频接口，对于其它结构不再详述。为了提高硬盘录像机的使用性能，可以采用图2所示为的结构示意图，通过增加从中央处理器(central processing unit，cpu)芯片、sata扩展芯片、显示接口转换芯片等为硬盘录像机扩展较多的接口。由于必须采用独立的接口扩展芯片或接口转换芯片来实现更多的接口，从而增加了硬盘录像机的制作成本。
35.鉴于此，本实用新型提供了一种硬盘录像机及系统，用于在降低硬盘录像机的制作成本同时，实现对接口的扩展。
36.如图3所示，本实用新型实施例提供了一种硬盘录像机，该硬盘录像机包括：
37.主cpu芯片10、从cpu芯片20、主显模块30和扩展模块40；其中：
38.所述主cpu芯片10和所述从cpu芯片20之间通过pcie总线通信连接；
39.所述主显模块30包括的主显hdmi接口301和主显vga接口302均与所述主cpu芯片10连接；
40.所述扩展模块40包括的至少两个扩展接口401均与所述从cpu芯片20连接。
41.在具体实施过程中，设置在主cpu芯片10和从cpu芯片20之间的pcie总线可以被设置为x2模式，还可以被设置为两个x1模式，相应地，在pcie总线为pcie2.0 x2时，理论带宽为10gbps；在pcie总线为两个pcie2.0 x1时，理论带宽为10gbps。当然，还可以根据实际应用需要来设置pcie总线，在此不做限定。
42.在具体实施过程中，主显模块30包括均与主cpu芯片10连接的主显hdmi接口301和主显vga接口302，通过主显hdmi接口301和主显vga接口302可以与主屏连接。此外，与从cpu芯片20连接的扩展模块40包括至少两个扩展接口401，该至少两个扩展接口401均与从cpu芯片20连接，通过该至少两个扩展接口401可以辅屏连接，还可以与用于数据存储的硬盘连接。如此一来，通过从cpu芯片20固有的至少两个扩展接口401实现了对硬盘录像机的接口扩展，整个接口扩展方案无需采用独立的接口扩展芯片或接口转换芯片便能实现更多的接口，从而降低了硬盘录像机的制作成本。此外，主cpu芯片10和从cpu芯片20之间可以通过pcie总线通信连接，将pcie总线的带宽考虑进来，可以在保证对硬盘录像机扩展较多接口的同时，兼顾硬盘录像机的传输特性，从而提高了硬盘录像机的使用性能。
43.在本实用新型的实施例中，对硬盘录像机的接口扩展可以有以下几种实现方式，但又不仅限于以下几种实现方式。
44.在第一种实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为辅显hdmi接口和辅显vga接口。以硬盘录像机采用hi3520d v200视频处理器为例，如图4所示为第一种实现方式的其中一种结构示意图，在该实现方式中，通过辅显hdmi接口和辅显vga接口可以与辅屏连接。在该实现方式中，从cpu芯片扩展了hdmi接口和vga接口。pcie总线可以被配置成x2模式，或者pcie总线可以被配置为两个x1模式。对于pcie2.0 x1来说，其理论带宽为5gbps，实测带宽约为3.8gbps；pcie2.0 x2或者两个pcie2.0 x1理论带宽为10gbps，实测带宽约为7.6gbps。对于4k/30帧的视频数据量，其为：4400*2250*30*24bit＝7.12*109bit。由于从cpu芯片的视频采集数据流为单向数据，因此，现有设计方案中主从cpu芯片的pcie下行数据量几乎为零，这样的话，图4所示的第一种实现方式理论下行的带宽(实测7.6gbps)完全可以满足4k/30帧的非压缩视频数据传输，图4中箭头x1所示方向表示视频采集数据流方向，箭头y1所示方向表示视频显示数据流方向。
45.在图4所示的第一种实现方式中，如果辅屏对hdmi接口输出要求最高为4k/30帧，则辅显hdmi接口和辅显vga接口为同源输出的接口；仍基于前述所示例子，由于pcie2.0 x2或者两个pcie2.0 x1的带宽可以刚好满足4k/30帧的视频传输需求，将辅显hdmi接口和辅显vga接口设置为同源输出的接口，这样的话，辅显hdmi接口和辅显vga接口的视频源都可以由主cpu芯片通过pcie总线传输过来，相应地，辅显hdmi接口和辅显vga接口可以输出相同的视频信号(即同源)；也就是说，如果辅屏要求较高的分辨率，将辅显hdmi接口和辅显vga接口设置为同源输出的接口，减少了传输的数据量，满足了辅屏的性能要求。如果辅屏hdmi接口输出要求最高为1080p/60帧，则辅显hdmi接口和辅显vga接口为异源输出的接口，也就是说，如果辅屏要求较低的分辨率，pcie总线带宽足够传输分别来自辅显hdmi接口和辅显vga接口的数据量，此时，辅显hdmi接口和辅显vga接口可以输出不同的视频信号(即异源)，保证了带宽利用最大化，提高了硬盘录像机的使用性能。如此一来，在充分评估好cpu芯片拥有的带宽资源的情况下，是可以通过第一种实现方式对硬盘录像机进行显示接口的扩展，即对从cpu芯片进行显示接口的扩展可以满足辅屏的显示需求。
46.在第二种实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为第一sata接口和第二sata接口。仍以硬盘录像机采用hi3520d v200视频处理器为例，如图5所示为第二种实现方式的其中一种结构示意图，在该实现方式中，从cpu芯片扩展了两个sata接口，pcie总线可以被配置成x2模式，或者pcie总线可以被配置为两个x1模式，其中，箭头x2所示方向为视频采集数据流方向，箭头y2所示方向为录像存储和回放数据流方向。
47.在具体实施过程中，视频数据编码后数据量很小，以1080p/30帧为例，其按照h.265编码后数据仅为1mbit/s，即便是设置有十六路1080p/30帧，同时存储数据仅有16mbit/s。录像时，将压缩后的视频保存在从cpu芯片的sata接口所连接的硬盘上，存储数据方向为下行，pcie总线下行带宽完全满足需求。此外，由于用户回放时不会同时进行实时预览，视频采集数据经过压缩后上传给主cpu芯片，而回放的数据也是压缩后的，所占用的上行带宽都很小，pcie总线上行带宽完全满足需求。如此一来，在充分评估好cpu芯片拥有的带宽资源的情况下，是可以通过第二种实现方式对硬盘录像机进行存储接口的扩展，即对从cpu芯片进行存储接口的扩展可以满足硬盘录像机的存储需求。
48.在第三种实现方式中，所述至少两个扩展接口分别为辅显hdmi接口、辅显vga接口、第一sata接口和第二sata接口。仍以硬盘录像机采用hi3520d v200视频处理器为例，如
图6所示为第三种实现方式的其中一种结构示意图，在该实现方式中，从cpu芯片既扩展了hdmi接口和vga接口，又扩展了sata接口，pcie总线可以被配置成x2模式，或者pcie总线可以被配置为两个x1模式。基于前述同样的构思，在充分评估好cpu芯片拥有的带宽资源的情况下，是可以通过第三种实现方式对硬盘录像机进行相关接口的扩展。
49.结合图4至图6所示，本实用新型改进后的硬盘录像机相较于基于现有hi3520d v200视频处理器的硬盘录像机来说，所能扩展出的接口更多，如此一来，在降低硬盘录像机的制作成本的同时，实现了接口的扩展，提高了硬盘录像机的使用性能。
50.在本实用新型中，在主cpu芯片资源不足的情况下，还可以对诸如通用输入/输出口(general purpose input output，gpio)、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)等低速接口进行扩展。相应地，可以是所述至少两个扩展接口分别为第一gpio接口和第二gpio接口，从而通过从cpu芯片实现了gpio接口的扩展；还可以是所述至少两个扩展接口分别为第一uart接口和第二uart接口，从而通过从cpu芯片实现了uart接口的扩展。
51.当然，除了前述提及的几种实现方式通过从cpu芯片来对接口进行扩展之外，还可以根据实际应用需要，通过对cpu芯片拥有的带宽资源进行充分评估，可以采用其它实现方式来对硬盘录像机进行其它接口的扩展，在此不再赘述。
52.需要说明的是，硬盘录像机除了上述提及的结构之外，还设置有模拟视频输入接口和模数转换(analogue-to-digital conversion，ad)芯片，具体可以参照相关技术中的设置，在此不再详述。
53.基于同一实用新型构思，如图7所示，本实用新型提供了一种硬盘录像机系统，该硬盘录像机系统包括：
54.外部相机100和与所述外部相机100连接的如上面任一项所述的硬盘录像机200，其中：
55.所述外部相机100通过所述硬盘录像机200的第一模拟视频输入接口和第一ad芯片与所述主cpu芯片10连接，其中，所述外部相机100用于将采集的第一路模拟视频信号输入至所述第一模拟视频输入接口501，以使所述第一ad芯片601和所述主cpu芯片10对所述第一路模拟视频信号进行相应处理；
56.所述外部相机100通过所述硬盘录像机200的第二模拟视频输入接口502和第二ad芯片602与所述从cpu芯片20连接，其中，所述外部相机100用于将采集的第二路模拟视频信号输入至所述第二模拟视频输入接口502，以使所述第二ad芯片602和所述从cpu芯片20对所述第二路模拟视频信号进行相应处理。
57.在具体实施过程中，硬盘录像机系统的硬盘录像机200可以设置包括第一模拟视频输入接口501和第二模拟视频输入接口502在内的多个模拟视频输入接口，对于模拟视频输入接口的具体个数可以根据实际应用需要来设置，在此不做限定。外部相机100可以是模拟相机，其包括多个模拟摄像单元，每个模拟摄像单元与相应的模拟视频输入接口连接，从而将采集的各路模拟视频数据通过相应的模拟视频输入接口输入至硬盘录像机200，然后，经由相应的ad芯片，将模拟视频信号转换为数字信号，然后，发送至相应的cpu芯片进行相关处理，具体处理过程可以参照相关技术中的具体实现，在此不做详述。
58.在本实用新型实施例中，仍结合图7所示，若所述至少两个扩展接口401分别为辅
显hdmi接口和辅显vga接口，则所述硬盘录像机系统还包括通过所述辅显hdmi接口和所述辅显vga接口与所述从cpu芯片20连接的辅屏400。此外，所述硬盘录像机系统还包括通过主显hdmi接口和主显vga与所述主cpu芯片10连接的主屏300。如此一来，可以满足用户在使用主屏300进行操作的同时，通过辅屏400来显示预览画面或者其它用户想要观看的画面，提高了硬盘录像机系统的使用性能。
59.在本实用新型实施例中，若所述辅显hdmi输出要求为分辨率低于4k，每秒可达30帧以下的刷新速度，则所述辅显hdmi接口和所述辅显vga接口为可支持同源输出的接口。
60.本实用新型提供了一种硬盘录像机及系统，其中，该硬盘录像机包括主cpu芯片10、从cpu芯片20、主显模块30和扩展模块40，该主cpu芯片10和从cpu芯片20之间通过pcie总线通信连接，主显模块30包括的主显hdmi接口301和主显vga接口302均与主cpu芯片10连接，扩展模块40包括的至少两个扩展接口401均与从cpu芯片20连接，也就是说，通过从cpu芯片20固有的至少两个扩展接口401实现对硬盘录像机的接口扩展，整个接口扩展方案无需采用独立的接口扩展芯片或接口转换芯片便能实现更多的接口，从而降低了硬盘录像机的制作成本。此外，主cpu芯片10和从cpu芯片20之间可以通过pcie总线通信连接，可以在保证对硬盘录像机扩展较多接口的同时，兼顾硬盘录像机的传输特性，从而提高了硬盘录像机的使用性能。
61.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
62.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。