高清视频监控走向主流 FPGA迎来广阔市场空间

　　第一，可大规模并行的高密度运算;

　　第二，逻辑可编程的灵活性;

　　第三，大量3.125Gbps或以上高速SERDES的超高带宽数据互连;

　　第四，嵌入了ARM A9处理器的FPGA，可以为其内部CPU和FPGA逻辑之间提供高达4GBps或以上的数据传输带宽。

　　在视频监控这个FPGA的新兴市场，FPGA和ASIC/ASSP两种方案，依然是共存的，且竞争依旧激烈。从本质上看，两种方案都是凭借自己有别于对方的技术特色，取得竞争优势。

　　与ASIC相比，FPGA的功耗偏大、成本偏高的短板也是明显的。只是，随着半导体工艺的不断推陈出新，这些短板也在持续改进之中，我们需要以发展、变化的眼光去看待。

　　从宏观上看，随着半导体工艺的不断进步，与ASIC方案相比，FPGA的发展优势将越来越明显，成长空间也广阔。因为FPGA保持着两个根本优势：

　　第一，FPGA总是可以基于最新的半导体工艺进步，实现跨入下一代的升级。这是许多ASIC方案无法实现的。因为不断使用最新半导体工艺开发芯片，意味着开发阶段的投片成本以几何级数增加，这要求每一个以新工艺开发的ASIC项目，其市场销量也需要比上一代成倍增加，如此一来，能够持续与 FPGA竞争、持续使用新工艺开发的ASIC项目只会越来越少。观察FPGA我们看到，由于FPGA是通用的可编程芯片，每次开发出新一代的FPGA，其投片费用其实是由全世界的FPGA用户分担的，所以在持续使用半导体新工艺方面没有障碍。

　　第二，由于FPGA的升级换代可以与半导体新工艺的发展同步，这给予了FPGA在性能、功耗等方面持续提升的空间，也给FPGA在性价比方面超越ASIC提供了可能。诚然，在不断演进的过程中，FPGA的成本下降趋势可能会逐步放缓或进入平台区。

　　基于FPGA的以上优势，我们有理由对FPGA的未来发展空间充满信心。

　　未来需更低功耗与成本

　　未来视频监控系统必将变得越来越复杂，对FPGA提出的要求基本方向没有改变，即更强的运算性能和IO带宽、更低的功耗、更低的成本。

　　当前的视频监控应用，对FPGA器件性能提出了更高的要求，包括：

　　一是更高的系统时钟频率。对于处理1080p分辨率、帧率为50fps/60fps的视频，FPGA硬件流水线的系统时钟至少需运行在148.5MHz或以上。还需要FPGA提供160MHz或以上的系统最高主频。

　　二是FPGA需经常承担单位时间内基于视频帧的高密度数据运算。不同的算法所需要读取的参考帧数量不同。这些高清视频帧数据的快速访问，需要 FPGA提供足够大的DDR SDRAM读写有效带宽。每增加1帧1080p/50的YUV422数据读取，需DDR SDRAM控制器增加210MBps的有效带宽。还需要FPGA提供支持64-bit外部总线位宽，访问速率达到1066Mbps或以上的DDR3 SDRAM控制器硬核。

　　三是视频处理算法FPGA逻辑经常出现子模块的数据互连关系较为复杂，消耗的布线资源较多，而且产品成本的压力要求芯片内逻辑利用率很高，这些都要求FPGA在资源占用很满的情况下，具有较高的布通率。

　　未来视频监控系统必将变得越来越复杂，对FPGA提出的要求基本方向没有改变，即更强的运算性能和IO带宽、更低的功耗、更低的成本。