透过最新显示技术看世界：Matrox认证的研华视频墙控制器

　　先进的视频墙技术为世界发展开拓了更多方向，传递了很多领域的最新想法和信息。 无论是应用于运动、娱乐、购物和其它公共场所的数字标牌，还是应用于军事操作、电力和能源、工厂自动化、交通运输管理、安全和监控领域的任务关键型控制室，视频墙控制器技术都为我们展示了一个全新的的世界，即时可视、广泛合作、并能在获取精确、实时信息的基础上作出更高效的响应和决策。
　　下面以(大众快速交通)控制系统为例。 通过采用搭载了多显示Matrox MuraTM MPX输出/输入显卡的新一代视频墙控制器后，控制室内的显示器系统可以组建为大型、多功能的视频墙，进而显示各种传入视频或数据，如来自各种源的VGA或DVI信号数据：需要运行地图的工作站、列车自动监控系统（ATS）、列车自动保护系统（ATP）、列车自动运行系统或乘客信息系统（PIS），平台直播视频CCTV信号、机顶盒HDMI信号等。由多台显示器组成的宽幅视频墙为用户提供了大型虚拟桌面、不仅易于操作，还可对快速变化的环境作出响应。 这有助于提高环境意识，并且这也是执行安全、高效的运输管理的关键因素。
　　视频墙应用的核心是将一个或者多个输出/输入显卡插入计算机系统，即视频墙控制器。 视频墙控制器的功能是捕获要观看的所有视频源，将其转换为普通格式，然后根据视频墙矩阵的比例缩放并播放。如上所述，很多视频墙都是应用于任务关键型环境，如军事命令中心、核电站控制室，因此用于视频墙控制器的计算机系统都不是一般的商用计算机，而是专为视频墙应用而设计的、高度坚固、稳定、可靠的工业计算机。也就是说，成功而卓越的视频墙性能必须依赖于强大的视频卡与可靠的工业计算机相结合。 因此，这最终促成显示解决方案的世界主导供应商Matrox Graphics与全球IPC制造商研华的合作伙伴关系。
Matrox Mura? MPX由研华服务器级IPC驱动
　　为了持续扩大市场份额，研华和Matrox精诚合作，正在开发一系列支持并适合Matrox’s MuraTM MPX显卡的视频墙控制器。 该系列产品将命名为研华视频服务器（AVS），期望能够帮助OEM和系统集成商为各个市场提供视频墙解决方案，如数字标牌、过程和系统控制室、安全和视频监控等。
　　在此合作机制下，购买AVS产品的视频墙系统集成商无需担心与MuraTM MPX的兼容性问题，因为AVS产品已经通过Matrox实验室的兼容性认证。 除了产品本身，研华还通过全球服务中心为客户提供系统集成、技术支持以及物流支持等服务。 鉴于这些优势，系统集成商即可降低成本，并专注于最大化提高产品的附加值。
　　MuraTM MPX系列具有Gen 2.0 PCI Express x16连接接口，单块卡即可提供多达4个输入输出端口，然后捕获各种输入源，进行缩放、旋转、定位并通过视频墙矩阵实时播放。 视频源信号可能同时包含来自于监控摄像机、卫星或有线电视机顶盒、蓝牙播放器等的数字量和模拟量信号。 用户可以非常灵活地配置视频显示墙，可以在每台显示器上播放一个或多个对象，也可以放大某个单页内容后通过多个显示器播放，一切都可根据应用需求进行调整。
　　Matrox PowerDesk软件非常强大，可灵活配置视频墙布局，并对环境意识做出响应。  视频墙的用户界面非常友好，用户可以只播放重要性较高的源文件，可以将其中任何一个影像放大并播放于多台显示器，然后将其最小化，或者也可以使影像在整个可视幕布范围内移动。 另外，使用投影仪作为显示设备时，PowerDesk边缘叠加特性允许用户便捷、直观地调整投影仪之间的重叠像素，最终展示出无缝、统一的影像。
　　研华已经开发了一系列具有多个PCIe扩展插槽（可扩展至2~10个）的AVS产品。 例如，配有2个PCIe x16插槽的AVS-290可以支持2块MuraTM MPX卡， 从而最多可以支持8个视频源输入并在8台显示器上输出显示。 下面通过工厂控制室情境进一步阐述此例，2个输入可以连接至视频系统NVR设备，2个输入连接至运行生产管理软件的工作站，另外4个连接至运行SCADA软件的工作站。 所有的信息都可理解显示于视频墙之上。
设计亮点
　　如上所述，支持视频墙应用的计算机并不是普通的商业计算机。 从设计层面讲，必须使用可靠、强大的专业视频墙控制器处理如下问题：
(1) PCIe带宽和数据传输速率
　　视频墙上的影像被放大、缩小或移动时，需要在多块MuraTM MPX卡之间进行大量的瞬时视频数据传输。 尤其是在大型视频墙应用的密集系统中，可能存在多种数据输入和输出组合，因此这些输入输出之间的数据交换非常特别。 例如，一个1080p全高清视频流可生成0.5 GB/sec数据吞吐量；而当一块MuraTM MPX卡捕获4种此类型视频流并通过不同卡的4个输出端口播放时，将会发生2.0 GB/sec 卡对卡(插槽至插槽)的数据传输。 视频墙控制器的PCIe插槽不仅需要有足够的带宽，还需要足够的数据交换速率以保证快速、流畅、无缓存的播放。
　　在大多数应用场景中，一个视频墙控制器都需使用至少2块MuraTM MPX卡，因此所有研华AVS产品都采用了工业级芯片组以从CPU获取足够的PCIe通道，并保证PCIe插槽之间的高速数据切换。 每个PCIe x16插槽至少支持Gen 2.0 PCIe x8带宽；BIOS也足以支持多个GPU（一块MuraTM MPX卡最多可有2个GPU) 并最大化卡对卡传输速率。
　　研华将所有的视频墙控制器原型寄送至位于加拿大蒙特利尔市的Matrox公司总部进行验证，从而保证了充分的兼容性。 研华视频墙控制器与Matrox卡相结合，可使视频墙实现零缓存的1080p输入输出。
(2) 散热设计
　　一台计算机系统内安装了多块显卡以驱动多显示器视频墙时，产生的功耗非常大，并且可能会引起系统散热问题，这是在进行板卡和系统设计时需要谨慎对待的问题。 系统冷却性能依赖于对风扇的选择和安装、以及机箱内的气流设计。
　　常见的计算机母板的内存卡一般采取水平安装，垂直于CPU、PCIe插槽和板卡上的其它元件。 这样布局是为了节约PCB布线，因为PCIe线可以方便地连接至CPU。
　　然而，在支持视频墙的密集系统中，通风成为优先考虑的因素。 研华采用的元件布局称为机架优化布局（Rack Optimized Placement），其中内存插槽平行于母板上的PCIe插槽，以此实现机箱内气流和冷却性能的最优化，有效降低 CPU、内存、母板主IC、和MuraTM MPX GPU的温度，因此即使运行了多块MuraTM MPX卡，也能保证系统的稳定性。 这样设计向PCB布线提出了挑战，因此我们不得不采用多层级PCB设计以完成所需布线。
这也是视频墙控制器的价格高于其它IPC或普通计算机的原因之一。 然而，这款产品也是物有所值的，因为任务关键型应用如果由于过热而导致系统关机或故障，那么将可能导致更为灾难性的后果。
(3) 远程管理性能
　　远程监控对于保证系统健康和可靠运行意义重大。 如果计算机系统出现异常，则异常信号首先通过温度、电压或风扇转速弹出提示。 远程管理特性使操作人员通过网络连接获取到和系统健康相关的所有数字。 这一特性对于视频墙管理员尤为重要，因为视频墙控制器所在的计算机室通常与操作员的工作室不是同一个。
　　除了可以通过远程计算机访问视频墙控制器，操作人员还可使用智能手机、iPad或笔记本电脑监控系统状态。 当操作人员发现系统电压不稳、温度上升或者风扇转速变慢时，即可立即采取措施修复。如果发现及时，就可避免出现灾难性系统故障。
　　远程管理性能已成为服务器级IPC的传承特色，对于任务关键型应用这一特性尤其必不可少。 很多这种系统都可以自动发出本地警报，系统发生异常时，会通过电子邮件或手机短信形式向操作人员发送警报或通知。
　　远程监控有技术和商业两种选择：一种为基于软件的带内解决方案，在Windows等操作系统下运行实用程序或应用软件，另外一种是基于硬件的带外解决方案，如母板上的独立BMC电路或者Intel PCH芯片组内的嵌入式控制器驱动的IPMI或iAMT，允许远程管理员访问系统，无论系统的状态是开机、关机、睡眠或者故障。 使用带外解决方案时，管理员或操作员可以远程开机、关机或重启系统。即使系统已经关闭或操作系统故障，只要此特性可用，操作员都可通过因特网访问设备、了解系统状态。
　　很显然，从经济层面看，基于软件的解决方案更具吸引力。 研华开发的SUSI-Access远程诊断软件对所有客户都免费。 但是，对于应用在任务关键型应用的视频墙而言，强烈推荐采用基于硬件的IPMI或iAMT解决方案。
Matrox Graphics验证
　　对于功能高级的系统而言，良好的电源设计非常重要。 然而，只有完全通过验证，这些特性才能真正算数。
根据Matrox和研华的合计计划，研华需要将视频墙控制器的所有原型寄送至位于蒙特利尔市的Matrox公司总部进行兼容性、可靠性验证和认证。
　　Matrox验证表示研华视频墙控制器在电气、机械和散热方面都兼容于Matrox显卡，这些卡可以不受任何机械干扰地进行安装，能够可靠、稳定运行且不会过热，并且可以完美支持所有功能。 但是如果客户只是购买普通PC或者购买未经Matrox验证的IPC来运行视频墙显卡，都不会有任何此类保证。
研华技术支持
　　研华是世界顶级IPC制造商和供应商，其全球运行和技术支持网络能够为所有客户提供周到的销售和售后服务。
　　研华在很多国家都有分公司，能够为视频墙系统集成商提供系统组装服务，节约他们的安装与测试时间，帮助他们实现产品快速交付。 使用研华系统的所有客户都有权享受研华的3-5-7服务，即：3个服务层级、5年延长质保、7年产品供应保证。 运行研华平台的视频墙系统集成商和Matrox显卡用户无需担心产品维护和维修问题。
强者联合，实现双赢
　　Matrox和研华之间的合作实现了双赢：一方面，Matrox可以通过研华的世界运营和技术支持网络扩展市场份额；另一方面，通过Matrox验证后， 研华也将更顺利地进入新兴的视频墙市场。
结论
　　视频墙技术改变了工业应用，改变了我们看世界和作出反应的方式。 在一些关键应用中，如电子实用程序监控和军事战场，系统的可靠性和稳定性是生死攸关的大事，因此功能最为强大的Matrox MuraTM MPX卡必须运行于最可靠的研华视频服务器（AVS）系统上。
　　在适合于工业市场应用方面，研华对其所需的计算平台方面拥有数十年的专业经验。现今，研华高度重视视频墙应用并很荣幸能够为该应用市场提供卓越的产品和服务。