多技術(shù)共存 處理器產(chǎn)品進(jìn)入“多元”時代

    拼接處理器作為操作者和大屏幕系統(tǒng)交互的一個重要平臺，在大屏幕顯示系統(tǒng)中顯示出來的各種效果，都是由圖像拼接處理器來完成的。拼接控制器的優(yōu)劣直接決定著整個大屏幕顯示系統(tǒng)效果的好與壞，也決定了整套顯示系統(tǒng)的功能。

    拼接控制器的發(fā)展大致可分為三代

    大屏幕拼接墻廣泛應(yīng)用，推動了拼接技術(shù)不斷地發(fā)展。從90年代出現(xiàn)的第一代PCI工控機(jī)架構(gòu)，到2000年出現(xiàn)第二代FPGA純硬件式架構(gòu)，以及最新出現(xiàn)的第三代分布式架構(gòu)的處理器，每一次技術(shù)的推進(jìn)，都為拼接處理器帶來新的功能、新的體驗，但是相對于前一代的產(chǎn)品，即使是最新出現(xiàn)的分布式架構(gòu)處理器，也不能絕對的淘汰前二代產(chǎn)品中的任何一個。

    首先從第一代——PC式處理器產(chǎn)品說起，PC式處理器 使用PCI或PCI-E采集卡接入各種視頻信號，使用多頭顯卡，加上多屏卡輔助，來完成多屏輸出，是最早一代的大屏拼接方案。PC式處理器的物理結(jié)構(gòu)是一臺高性能的PC主機(jī)，性能處決PC機(jī)的處理能力，但早期受計算機(jī)主板規(guī)模和功耗的限制，處理能力有限，為第二代拼接處理器的出現(xiàn)提供了機(jī)會。

    第二代拼接處理器基于硬件構(gòu)架，處理核心是FPGA芯片陣列，具有速度快，并行處理，功能靈活的特點，極大的提高了系統(tǒng)運算速度。有效的使用并行處理技術(shù)使得數(shù)據(jù)得到分散處理，沒有了第一代處理器的速度瓶頸，從而可以同時接納多個高速信號。這是集中式處理器拼接控制器系列與第一代相比，最大的性能優(yōu)勢。

    第二代拼接處理器技術(shù)原理簡單穩(wěn)定，多用于單一大屏的工程。但是隨著大屏拼接技術(shù)的發(fā)展，大屏拼接系統(tǒng)工程的規(guī)模越來越大，在一個大規(guī)模信號顯示拼接項目上，拼接處理器底板規(guī)模過大成了整個系統(tǒng)的薄弱點，另外，由于自身為純硬件，無操作系統(tǒng)，不具備任何軟件的功能，因此面對當(dāng)今越來越復(fù)雜的拼接環(huán)境，在增值應(yīng)用開發(fā)方面，第二代拼接處理器受到其技術(shù)結(jié)構(gòu)的限制，困難較多。

    第三代網(wǎng)絡(luò)分布式處理器結(jié)合了前兩代處理器的優(yōu)缺點，以全分散的結(jié)構(gòu)進(jìn)行工作，同時其通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由輸入節(jié)點，輸出節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。輸入輸出節(jié)點的物理位置可以分散在各個地點，數(shù)據(jù)的處理也分散在各個節(jié)點之中，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，交互機(jī)再將這個網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的連接，從而實現(xiàn)大屏幕拼接功能。分布式拼接處理器因為使用的是網(wǎng)絡(luò)的碼流打包傳輸方式，即使其采用和第二代相同的FPGA硬件結(jié)構(gòu)，但因為處理對象由原來的整幀圖像變?yōu)楝F(xiàn)在的一個數(shù)據(jù)包形式，對數(shù)據(jù)傳輸和處理的對象也會更加準(zhǔn)確和高效，從而方便實現(xiàn)最優(yōu)化的遠(yuǎn)距離圖像分享和綜合顯示。

    分布式拼接處理器因為其物理結(jié)構(gòu)的分散，從而使工程的靈活性有了質(zhì)的飛越，既可以運用在小規(guī)模項目快速搭建整套系統(tǒng)，并使其擁有可升級擴(kuò)展的能力，也可以直接應(yīng)用在大規(guī)模復(fù)雜工程中，降低工程難度，豐富功能特點。甚至可以將一個復(fù)雜工程拆分為多期分段施工，從而解決了施工中的經(jīng)費問題。

    不同拼接處理技術(shù)各有優(yōu)勢

    以上介紹的三個處理器技術(shù)類型，雖然出現(xiàn)的時間有先后，但是至少到目前為止，尚無絕對的淘汰機(jī)制，再從第一代PC處理器產(chǎn)品說起，不可否認(rèn)，當(dāng)年的選擇是PCI，PCI-X總線，單卡最大的采集能力也僅限于兩路1080p。不過隨著IT技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在使用PCI-E，使性能得到了較大幅度的提升，PCI-E-X16單卡可以獲得理論上20Gbit帶寬，具備采集10路1080p能力，有的主板可以支持多達(dá)16個PCI-E-X16插槽，性能十分強(qiáng)勁。同時又因具有操作系統(tǒng)，可以進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用開發(fā)，在一些小規(guī)模拼接項目中，具有優(yōu)勢。如藍(lán)寶AMD FirePro W9100專業(yè)顯卡，采用了目前頂級的28nmGCN架構(gòu)GPU核心，總計2816渲染單元，核心頻率高達(dá)930MHz可以實現(xiàn)多達(dá)6屏4K輸出，震撼表現(xiàn)引領(lǐng)高端風(fēng)潮。另外，由于融合項目規(guī)模一般較小，因此，PC式處理器在融合應(yīng)用中應(yīng)用較多。

    雖然，分布式拼接處理器的優(yōu)勢讓眾多的拼接處理器廠商把目光與焦點都投向了它，但是從廠商的產(chǎn)品推出情況以及產(chǎn)品的應(yīng)用情況上我們?nèi)钥梢钥吹剑�第二代拼接處理器仍有很大的市場，基于FPGA芯片陣列的處理器仍是不少處理器廠商的主打產(chǎn)品，除了新型的專門從事分布式處理架構(gòu)的處理器廠商，傳統(tǒng)的廠商，大都把分布式拼接處理器作為一個技術(shù)分支，是對現(xiàn)有的產(chǎn)品線的補(bǔ)充。

    無論是第二代拼接處理器還是分布式拼接處理器它們的優(yōu)勢都只是相對的。分布式拼接處理器信號輸入與輸出沒有數(shù)量限制，可以無限擴(kuò)展，并支持多顯示墻，實現(xiàn)多屏信號共享，多屏聯(lián)動，多屏內(nèi)容相互瀏覽，同時支持網(wǎng)絡(luò)布線，可以方便的支持大批量IP流監(jiān)控攝像信號的接入，在新型的安防市場以及位置分散的數(shù)字標(biāo)牌市場優(yōu)勢十分明顯。而第二代拼接處理器的純硬件結(jié)構(gòu)對于分布式拼接處理器即是劣勢又是優(yōu)勢，硬件架構(gòu)限制了其靈活性與規(guī)模的擴(kuò)展，但是卻能讓它從根本上保證對所有輸入視頻進(jìn)行全實時處理和數(shù)據(jù)一致性，圖像沒有延遲，無離散化，不丟幀。不僅圖像質(zhì)量出色，還可以避免病毒以及意外斷電等帶來的風(fēng)險，在一些對安全有著嚴(yán)格要求且對互動交流要求相對較少的行業(yè)與應(yīng)用里，硬件式拼接處理器仍占主導(dǎo)地位。

    多元的拼接顯示技術(shù)推動處理器多元化發(fā)展

    現(xiàn)階段，大屏幕拼接市場包括DLP背投影拼接、前投影邊緣融合、LCD液晶技術(shù)、PDP等離子技術(shù)和LED大屏技術(shù)等不同的陣營，這些技術(shù)具有各自獨特的競爭優(yōu)勢，在應(yīng)用上也有相對的針對性，這種優(yōu)勢導(dǎo)致大屏廠商如果想要全面滿足不同客戶的多樣需求，就需要適時的推出其它技術(shù)類型的產(chǎn)品。而其中最典型的莫過于大屏巨頭--巴可、科視了。巴可、科視單拼接產(chǎn)品這一條線就涉及前投影邊緣融合、DLP背投影拼接、LCD液晶技術(shù)以及LED大屏技術(shù)等多個技術(shù)門類，幾乎可以滿足不同用戶的所有需求。又如威創(chuàng)、GQY作為傳統(tǒng)背投廠商產(chǎn)品線也相繼增加了LCD液晶技術(shù)與小間距LED技術(shù)，還有如彩訊、豐信達(dá)等既有DLP背投影拼接產(chǎn)品，也有LCD液晶拼接產(chǎn)品。可見，多種顯示技術(shù)不光共存在整個行業(yè)發(fā)展過程中，還共存于單個的企業(yè)中，“多元化”成了大屏顯示行業(yè)發(fā)展的一大特色。

    對于處理器，不同的顯示技術(shù)對于拼接器的要求也不同。如與DLP背投不同，LCD液晶拼接單元大都內(nèi)置了拼接控制板卡，如無特殊的要求一般不需要用到外接拼接處理器；而前投影邊緣融合需要用到具有邊緣融合功能的拼接處理器；LED大屏要用到LED視頻處理器，多元化的顯示技術(shù)為多種拼接處理技術(shù)存在提供了生存的土壤。

    現(xiàn)在，拼接處理器行業(yè)有純硬件架構(gòu)、DSP架構(gòu)、X86架構(gòu)、ARM架構(gòu)，集中式和分布式多種產(chǎn)品形態(tài)，針對不同的顯示技術(shù)，都有各有的優(yōu)勢。如PC式圖像效果出眾，在投影融合應(yīng)用中占有主導(dǎo)地位。集中式處理器，采用了FPGA加矩陣交換芯片的技術(shù)結(jié)構(gòu)，是目前市場銷售較多的處理器結(jié)構(gòu)。分布式拼接處理器更多的被用在平板，尤其是液晶拼接產(chǎn)品上;X86架構(gòu)是中小拼接墻企業(yè)最愛的產(chǎn)品;ARM架構(gòu)的拼接處理器主要應(yīng)用在分布式系統(tǒng)，其次是小型安防工程上。

    此外，細(xì)化到每一顯示技術(shù)陣營內(nèi)部，無論是對于DLP背投影拼接、LCD液晶技術(shù)還是前投影邊緣融合等技術(shù)類型的廠商來說大都還沒有能力掌控前端顯示設(shè)備的核心技術(shù)，因此如果廠商想要體現(xiàn)自己的與眾不同，做出差異化的拼接顯示系統(tǒng)，就必須從拼接處理器方面著手，采用不同技術(shù)類型的處理器產(chǎn)品不僅可以為顯示廠商搶占更多的應(yīng)用市場提供條件，也是區(qū)別于其它品牌，擴(kuò)大差異化的重要手段。

    可見，在沒有形成決對淘汰機(jī)制的情況下，無論是選擇哪種拼接處理器技術(shù)，對于廠商來說都不能形成絕對的領(lǐng)先優(yōu)勢；但是不同技術(shù)之間的差異性又不能從根本上消失，因此，現(xiàn)在的拼接處理器廠商往往推出兩種或兩種以上的技術(shù)架構(gòu)產(chǎn)品來滿足不同的客戶群體--多元技術(shù)共生、或為補(bǔ)充，形成了目前拼接處理器產(chǎn)品多元化繁榮的局面。