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4路HDMI视频输入,天嵌基于3588核心板+RK628D CSI输入方案

时间:2026-08-21
浏览:21

本方案基于TQ3588核心板(搭载瑞芯微 RK3588 旗舰 SoC)外挂四颗瑞芯微 RK628D 视频转换芯片,构建一套四路独立HDMI视频输入的嵌入式捕获与处理平台。

四路HDMI信号各自最高支持4K@30fps,经RK628D转换为 MIPI CSI-2后,由RK3588内部的VICAP子系统并行接收,实现「无独立采集卡」「低延迟」「高画质」的多路4K视频接入,并可同步利用RK3588的NPU(6 TOPS)、多核编解码引擎进行AI推理、拼接、编码与多屏输出。


应用场景

场景价值点
多路视频会议 / 远程协作四路 4K 多人画面同屏采集,AI 取景 / 发言人跟踪,编码后低延迟上云
医疗影像 / 内窥镜 / 手术示教多路 4K 医疗信号高保真采集,NPU 辅助病灶识别
安防 / 全景拼接多路相机/画面输入并拼接成超宽画幅,NPU 做实时目标检测
工业视觉 / AOI 检测多工位 4K 图像并行采集,NPU 完成缺陷检测与分类
直播导播 / 切换台四路 HDMI 切换、画中画、多画面合成后编码推流
KVM 矩阵 / 多 PC 监控多主机画面集中采集、记录与回放
数字孪生 / 指挥调度多源 4K 信号汇聚到单一算力节点做融合分析与大屏呈现

核心优势

优势说明
1四路 HDMI 4K@30 并行输入四通道独立 HDMI,单路最高 3840×2160@30fps,总吞吐能力满足多路超高清采集
2MIPI CSI 直连 SoC

RK628D 输出 MIPI CSI-2 直入 RK3588 VICAP,省去 USB/PCIe 采集卡,布线短、延迟低、BOM 低

3免主机端采集卡无需 USB3.0 / PCIe 采集卡,系统体积小、可靠性高、功耗与成本可控
4片上 AI 与编解码捕获数据直接进 RK3588 的 NPU/VPU 流水线,支持边采集、边推理、边编码、边推流
5低延迟体验端到端「HDMI → CSI → 显示/编码」链路优化,适合对时延敏感的实时场景
6高集成度单 SoC + 四颗转换芯片即可完成四路 4K 输入与智能处理,整机结构紧凑
7生态成熟RK3588/RK628D 配套 Linux、Android BSP 与 RKMEDIA/MPP/V4L2 驱动完善,开发周期短
8显示接口完善支持MIPI、HDMI、DP、EDP接口,支持四路视频输出

系统硬件架构

信号链路拓扑

                                                          ┌─────────────────────────────┐
  HDMI-IN 1
───▶ [ RK628D #1 ] ──MIPI CSI-2──┐                    RK3588 SoC         
  HDMI-IN 2
───▶ [ RK628D #2 ] ──MIPI CSI-2──┼─四路并行──▶│  VICAP 接收子系统     
  HDMI-IN 3
───▶ [ RK628D #3 ] ──MIPI CSI-2──┤               ├─▶ NPU (6TOPS) AI 推理   
  HDMI-IN 4
───▶ [ RK628D #4 ] ──MIPI CSI-2──┘               ├─▶ VPU H.265/H.264 编解码
                                                         
   ├─▶ 多屏拼接 / 多路输出     
                                                         
   └─▶ 网络 RTSP/RTMP 推流    
                                                         
└─────────────────────────────┘

关键芯片角色

3588-产品概述_07-1.jpg

1.RK3588(主控 SoC)

  • 8nm 工艺,8 核 CPU(4×A76 + 4×A55),Mali-G610 MP4 GPU;

  • 内置 6 TOPS NPU,支持 INT8/INT16/FP16;

  • 多路 MIPI CSI-2 输入接口(VICAP),支持多通道并发接收;

  • 8K 级硬解码 / 8K 级硬编码能力,支持 H.265/H.264/AV1 等;

  • 支持多屏异显 / 同显输出(HDMI、DP、eDP、MIPI DSI、LVDS)。

2.RK628D(HDMI→MIPI 转换芯片,×4)

  • HDMI 1.4 输入,最高支持 4K@30fps;

  • 输出 MIPI CSI-2(可配置 DSI),直连 RK3588;

  • 内置缩放(Scaling)/格式转换/隔行转逐行(De-interlace)等图像处理能力;

  • 支持热插拔检测(HPD)与 EDID 协商,自适应输入分辨率。

3.数据通路说明

每路 HDMI 输入 → RK628D 完成「接收 → 格式转换 → 缩放」→ 以 MIPI CSI-2 串行差分信号送入 RK3588 → 进入 DDR → 由 VPU 编码、NPU 推理或显示控制器输出。四路通道时序独立、互不阻塞,可同时以 4K@30 状态稳定工作。

软件支持

1.操作系统与驱动

  • 提供完善的 Linux BSP,RK628D 驱动已并入主线 Rockchip SDK;

  • 四路 CSI 通道在设备树(DTS)中以独立节点配置,即插即用。

  • 支持buildroot debian ubuntu

2.多媒体框架

  • RKMEDIA / Rockit:多路 pipeline 并行,支持「采集 → 编码 → 推流」一站式配置;

  • MPP(Media Process Platform):硬件编解码加速,多路 4K 编码性能充裕;

  • V4L2:标准 Linux 视频接口,便于对接自有应用与第三方框架。

3.AI 推理

  • RKNN-Toolkit2 模型转换工具链

  • NPU 可直接对采集到的视频帧做人脸识别、目标检测、缺陷检测、行为分析等。

4.推流与网络

  • 支持 RTSP / RTMP / SRT / WebRTC 推流,多路同时上云;

  • 可选本地 HLS/DASH 切片与 HTTP-TS 分发。

效果展示

1.四路1080P60输入

命令如下:

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0  \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video11 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video22 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &


gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video33 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &


效果图

image.png


2.四路4KP30输入

命令如下:

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0 \
! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160,framerate=30/1 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video11 \
! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160,framerate=30/1 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video22 \
! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160,framerate=30/1 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video33 \
! video/x-raw,format=NV12,width=3840,height=2160,framerate=30/1 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &


效果图

image.png

3.四路通路异显输出

使用四路1080P60输入

命令如下:

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video0  \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video11 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &

gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video22 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &


gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video33 \
! video/x-raw,format=NV12,width=1920,height=1080 \
! videoconvert \
! autovideosink sync=true &


将四路输入映射到不同屏幕上

vi /etc/profile.d/weston.sh

注释掉 export WESTON_DRM_MIRROR=1

注:此处仅作展示,未作分辨率适配处理

效果图:

HDMI通路,示例屏幕分辨率:3840x2160

image.png

MIPI0通路,示例屏幕分辨率:1024x600

image.png

MIPI1通路,示例屏幕分辨率:1920x1200

image.png

EDP通路,示例屏幕分辨率:1920x1080

image.png

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