基于PC的插卡式DVR雖技術(shù)發(fā)展已很成熟，但在長期的使用過程中，其還是暴露一些缺陷，特別是是軟壓縮DVR，存在系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠、錄像清晰度差、安裝維護工作量大等問題。為解決以上問題，某公司推出基于Linux操作系統(tǒng)的DVR板卡，以提升產(chǎn)品的性能。

    近年來，嵌入式DVR憑借其穩(wěn)定可靠的特點逐漸成為了DVR市場的主流，基于PC的插卡式DVR的市場占有率逐年下降。與嵌入式DVR相比，基于PC的插卡式DVR，尤其是軟壓縮DVR，存在系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠、錄像清晰度差、安裝維護工作量大等問題。為解決以上問題，某公司推出基于Linux操作系統(tǒng)的DVR板卡，硬件上使用TECHWELL TW6805A芯片, 帶8-16路視頻及8路音頻,接口采用PCI-E，提升了產(chǎn)品的性能。

系統(tǒng)穩(wěn)定性
    影響PC DVR穩(wěn)定性的因素很多，但是主要是由于采用Windows操作系統(tǒng)引起的。長期以來，基于PC的DVR系統(tǒng)一直采用Windows操作系統(tǒng)，這其中有幾個重要的原因：一是Windows系統(tǒng)用戶眾多，最終用戶和系統(tǒng)維護人員對Windows非常熟悉；二是在Windows系統(tǒng)下開發(fā)軟件相對簡單，開發(fā)人員充裕；三是國內(nèi)Windows盜版較普遍，對很多用戶來說相當于免費。

    而隨著應用的深入，Windows系統(tǒng)的固有缺點逐漸暴露出來，病毒、木馬及用戶亂操作經(jīng)常導致系統(tǒng)很不穩(wěn)定，維護人員焦頭爛額，維護工作量巨大。另外隨著微軟對盜版Windows的打擊力度的加大，用戶面臨著繼續(xù)使用盜板軟件的風險,還是為WINDOWS付費的問題,但即使是付費的正版WINDOWS軟件,也不能完全解決系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。

    針對以上問題, DVR操作系統(tǒng)選擇LINUX是一個解決方法。而對于PC架構(gòu)的DVR來說，Linux有很多先天的優(yōu)勢。其主要用于服務器上，而DVR從本質(zhì)上看恰恰就是一臺需要24小時不間斷工作的服務器。Linux上幾乎沒有病毒和木馬，另外其是自由軟件，任何人都可免費使用和傳播。因此采用Linux做PC DVR的操作系統(tǒng)，沒有使用盜版的疑慮,又能解決WINDOWS的穩(wěn)定問題。

    但是，與基于Windows的DVR相比，基于Linux的DVR的開發(fā)工作量更大，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、實時顯示
    Windows下有一套非常好用的視頻開發(fā)環(huán)境——DirectShow，只要按照微軟的規(guī)則，調(diào)用DirectShow提供的方法，把視頻一個個擺到界面上即可，但Linux下并沒有DirectShow，必須采用另外的方法進行開發(fā)。

2、視頻壓縮算法
    在Windows上開發(fā)DVR，網(wǎng)上有很多已經(jīng)優(yōu)化好的以二進制方式發(fā)布的視頻壓縮庫，基本上可以滿足要求，但只能在Windows環(huán)境下使用，在Linux下雖然也有開源的庫可用，但需要自己進行優(yōu)化，這就會耗費更大的工作量。

3、驅(qū)動整合
    在Windows上開發(fā)DVR，發(fā)布的時候僅需做好應用程序的安裝程序，寫好說明文檔即可，另外操作系統(tǒng)和主板、顯卡、網(wǎng)卡等驅(qū)動用戶可自行安裝。而Linux DVR卡與其有很大不同，我們提供的是帶操作系統(tǒng)和應用程序一體的發(fā)布包，所以要把所有可能用到的驅(qū)動都整合至發(fā)布包中。而主板的更新?lián)Q代很快，所以要不斷地整合和測試，以及不斷發(fā)布新版本。[nextpage]

4、系統(tǒng)整合
    由于Linux DVR需要開機就進入監(jiān)控系統(tǒng)，退出監(jiān)控系統(tǒng)就關機，并不允許用戶進入操作系統(tǒng)。因此所有用到的系統(tǒng)工具如pppOE、DDNS、網(wǎng)絡設置、系統(tǒng)時間設置等都要整合到DVR的設置界面中去。這在無形中，就添加了一定的工作量。

錄像清晰度
影響錄像清晰度的因素主要是分辨率和采樣精度、壓縮算法。
    PC DVR板卡，特別是軟壓縮的DVR板卡，錄像分辨率基本上都是采用CIF(352x288)的格式，有的甚至更低。之所以采用這么低的分辨率，主要有兩個原因：CPU占有率和PCI總線帶寬。隨著CPU性能的不斷提高和價格的不斷下降，CPU占有率已經(jīng)不是問題。但對于軟壓縮的DVR來說，所有的視頻數(shù)據(jù)都要通過PCI總線，當PCI總線帶寬不足時，畫面就會出現(xiàn)拉絲的現(xiàn)象。

    為了解決PCI帶寬不足的問題，DVR板卡產(chǎn)商紛紛推出PCI-E接口的軟壓卡。與傳統(tǒng)的PCI接口的視頻采集卡相比，PCI-E接口有如下優(yōu)勢：
1、點對點連接方式
    和傳統(tǒng)的PCI總線相比，PCI Express在工作方式上有了根本的革新——采用點對點總線連接方式。傳統(tǒng)的PCI總線是以獨占帶寬的方式進行工作的，任何一個時間PCI總線上只能有一個設備進行通訊，一旦PCI總線上設備增多，總線控制權(quán)爭用的問題就會嚴重制約PCI設備性能的發(fā)揮。PCI Express總線采用了點對點的連接方式，每個設備在要求傳輸數(shù)據(jù)的時候各自建立自己的傳輸通道，對于其他設備這個通道是封閉的，各個通道互不干擾，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室虼舜鬄樘岣摺?/P>

    由于采用點對點的連接方式，每塊卡的數(shù)據(jù)傳輸相對獨立，從而避免了同時插多塊卡時PCI帶寬不足而產(chǎn)生的拉絲現(xiàn)象。

2、串行的傳輸方式
    PCI Express的數(shù)據(jù)傳輸為串行方式，使用“電壓差動式信號傳輸”，即是兩條線路，以相互間的電壓差作為邏輯“0”“1”的表示。每兩條線路組成一個通路(Lane)，每個通路的理論傳送速率為2.5Gbit/s，實際中可以有兩個傳送通路，分為上行和下行，這樣PCI Express就可以工作在雙工狀態(tài)下，能提供更高的傳輸速率和質(zhì)量。

3、高速率傳輸
    PCI Express分為x1、x2、x4、x8、x16和x32幾種形式。形狀上看x1最短，越往上則越長，它們是向下兼容的。PCI Express x16單通道就具有5GB/s（2.5Gb×16/8＝5GB/s）帶寬，不過由于采用8b/10b編碼，事實上的有效帶寬為4GB/s（扣除20％的植入時鐘信號）。同理，替代現(xiàn)行PCI插槽的“PCI Express x1”單通道應該具有250MB/s的帶寬，而傳統(tǒng)PCI總線的帶寬為133MB/s。PCI-Express的高帶寬，能實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐能力。

    由于PCI-Express接口出色的數(shù)據(jù)吞吐能力，使得每塊PCI-E視頻采集卡能輕松地采集到8路Half-D1的實時視頻流，無任何拉絲現(xiàn)象。

    影響錄像清晰度的另一個因素是采樣精度，目前市場上流行的軟壓卡的采樣精度有8bit（如BT878A）、9bit（如SAA7130）、10bit(如TW6805A)幾種，bit數(shù)越大，采用精度越高，畫面就越清晰。 [nextpage]

安裝維護工作量
    PC插卡式DVR需要安裝操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序和應用軟件，安裝一臺軟壓縮的WINDOWS DVR軟件至少要花幾十分鐘的時間。如果在運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，還要多次重復以上工作，浪費大量的時間。為了解決這個問題，將系統(tǒng)進行裁減，只保留系統(tǒng)內(nèi)核、驅(qū)動程序和少量必要的應用程序。 軟件安裝則采用DOM盤安裝、光盤安裝及U盤安裝三種方式,其中光盤安裝是最常見的安裝方式；U盤安裝則為沒有光驅(qū)的客戶提供了方便；DOM盤安裝是將Linux操作系統(tǒng)及軟件寫進DOM盤上,同負責錄像的硬盤分開。在所有安裝方式中，用戶均不需單獨安裝LINUX操作系統(tǒng)，并可在5分鐘內(nèi)完成320G硬盤的安裝(包括格式化硬盤)。而在使用過程中，用戶進入不了操作系統(tǒng)界面,使PC成為DVR專用主機,可進一步提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 用戶也無需擔心是否熟悉Linux，人性化的界面,使用戶感覺如同Windows一樣方便。另外，基于LINUX的PC DVR由于采用市面上通用的電腦配件，出現(xiàn)故障時，用戶可自行維修，而不需要像嵌入式DVR那樣要發(fā)給廠商專人來維修。

    但基于Linux DVR卡也并非完美，由于電腦配件如主板、顯卡、網(wǎng)卡等對Linux操作系統(tǒng)支持有限，因而對配置有些”挑肥揀瘦”，其兼容性不如市面上通用的Windows卡。

結(jié)語
    基于LINUX的DVR板卡既有傳統(tǒng)PC式的功能強大、操作靈活、擴容方便等特點,又具有嵌入式DVR穩(wěn)定、無病毒等優(yōu)點,在監(jiān)控行業(yè)中具有廣泛的應用前景。