海康萤石 海康萤石摄像头里的神秘芯片

栏目:体育 2021-09-19 01:52:09
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如果你喜欢或讨厌它,就把它拆了吧

这可能是专属电子工程师的简单表达

洞察硬件神话,随意评估和拍摄砖块

第一期《且不拆它》针对的是萤石C2c相机

透着|曹顺成

制作|和离线视频团队

智能家居占据AIoT半壁江山才几年。如今的新家装已经联手智能家居系列产品进入千家万户。

其中,安防IP摄像头喜忧参半:作为“外中有内”的角色,备受好评;然而,网络安全导致的隐私泄露让网络摄像头成为另一半的鸡肋。

争议背后的硬件真相是什么?在第一期《让我们把它分解》中,我们走进了人们又爱又恨的萤石C2c网络摄像头。

为什么会这样?

智能家居的发展只有短短几年,很多产品的实用性并不高,但网络摄像头可以说是智能家居中最实用的。

价格方面,网络摄像头当然分为“高”和“低”,从几万到几十万不等。之所以选择这种拆解方式,主要是从性价比出发,对于硬件工程师来说,可以知道一个性价比很高的电路方案,甚至可以说是一个替代方案。为什么不呢?

两侧拆卸的详细说明

萤石C2c看起来像水滴或鹅卵石,结构上分为底座和摄像头本体,通过万向轴连接,可以有效调节监控角度。

主体外壳采用卡扣的形式固定,无需粘接,拆卸过程相对简单。下面是拆解后的全家福。有兴趣了解拆解过程的可以看视频。

该产品的电路方案芯片组集成度非常高,所以从拆解的PCB主板来看,硬件电路设计相对简单,硬件功能布局相当传统。除了主印刷电路板之外的一些附加功能通过连接器连接器扩展到相机外壳,例如红外发光二极管、扬声器和麦克风。

争议与差评

当相机镜头模组与CMOS传感器分离时,发现它们只是用螺丝固定在PCB上,镜头模组与PCB的接合处设有橡胶或密封条等对CMOS图像传感器的有效保护,防止灰尘进入。这种情况可能会导致长时间后录制的视频不像开头那样清晰。

关注PCB主板。

红色:CMOS图像传感器|青色:PCB天线、WiFi |黑色:串口|绿色:满妹科技WiFi芯片|黄色:纽扣电池CR1220

主板正面布局看起来很紧凑,但实际上设备并不多。中间的红色部分是CMOS图像传感器。根据数据显示,这款相机支持720p,所以图像传感器应该不会很贵。推测可能是索尼或豪威科技的入门级产品。

旁边的绿色部分是满妹科技的WiFi芯片,本质上是基于其88W8801戳孔WiFi模块。这是较早的产品,只支持802.11n标准,支持SDIO接口。

奇怪的是,在这个WiFi模块的下侧可以看到一个类似于88w8801但没有安装的空封装。从引脚封装的角度来看,似乎与88W8801引脚兼容。猜测可能是兼容的硬件电路方案。当88W8801供不应求时,可以更换其他设备。比如可以用美国南硅谷的国产SV6030P WiFi芯片作为替代

88W8801的上侧是WiFi PCB制作的板载天线,性能比较小的陶瓷天线更好,比如树莓Pi 4上的陶瓷天线,但体积相对较大,占用PCB 空。

PCB板正面除了主要元器件外,还集成了所有通过Dubang线与外围功能连接的接口,包括扬声器、红外LED、麦克风,以及用于切换镜头模组上滤镜的驱动接口。

看一下PCB主板的背面。

红色:神秘芯片|绿色:Winbond Nor Flash,128位

令人惊讶的是,PCB背面的器件更少,除了显眼的Nor Flash芯片,只有一个SoC,换句话说,这个SoC应该集成了非常丰富的功能。芯片上印刷的丝印是DP32A1707,因为没有这样的核心,所以很神秘。我猜是定制芯片或者直接代工芯片。

萤石是Hikvision的品牌,它的建立应该借鉴小米的互联网模式。因此,这款SoC是Hikvision大概率的定制产品。纵观整个PCB布局中的器件,结合扩展功能,这款SoC的集成度非常高。

以大胆推测、仔细验证的态度,可以断定它必须集成音频编解码器、图像/视频DSP,甚至是一两个基于ARM的处理核心,还要集成UART、SPI、SDIO接口等众多外设。

此外,可以看到很多测试点都是围绕这个SoC设计的,这显然从另一个层面说明了这个SoC功能丰富,一旦出现问题,这些测试点也方便工程师在排除故障时定位问题。但是,这基本上只有在很多产品刚开发出来的时候才做到,如果后期硬件电路设计没有什么大的变化,很难做到。

SoC旁边是Winbond的nor闪存,型号为W25Q128FV。这种材料完全可以用SPI Flash替代,这是中国赵一创新的。

此外,背面还有一些外设接口:MicroSD卡槽,用于存储本地视频,在网络断开时非常有用;复位按钮,当设备出现故障或需要重新配置时使用;MicroUSB接口,如果看这里的电路布局,应该没有USB信号线,只有电源。

整个网络摄像头本身的功能并没有那么丰富,而且SoC集成度很高,所以人们觉得外围电路的设计并没有那么复杂。

电路设计框图

主要零件物料清单表

通过对萤石C2c的拆解,我们大概可以猜出其硬件电路设计框图如下:

萤石C2c主要器件的BOM表如下:

写在最后

总体来说,萤石C2c相机的硬件电路设计还是很简单的。一是由于半导体技术的集成发展,越来越多的单功能芯片被集成到一个SoC中;

另一方面,产品本身的功能很少:比如没有使用PIR传感器来增加人体感应功能,没有增加光敏电阻来更好地执行红外灯是否开启的检测功能,也没有有线网络端口,所以在无线网络出现故障时,摄像头可以作为备用方案。

当然,这些假设无疑会增加成本,而C2c本身应该是入门级产品,所以似乎不能既有蛋糕又吃。

因此,作为开发者,我们应该考虑为各个层面的用户推出差异化的产品,而作为消费者,我们应该选择适合自己的产品。

最后,笔者也在这里大胆预测,网络摄像头作为智能家居的重要组成部分,未来将成为一款刚需产品。