视频监控系统是火车站、机场、银行、娱乐场所、购物中心甚至家庭保安的重要组件。随着安全风险的增加，对视觉监视和记录事件的需求以多种使用模式激增。因此，新架构必须为横跨一整套日渐繁杂的视频监控系统要求的成本效益方案提供可扩展性。
上市时间的压力、新CODEC标准、日益广泛的要求（包括先进的目标探测、运动探测、目标跟踪和目标跟踪特性），这些不过是新型视频监控架构所面临挑战中的几项。伴随挑战而来的是对可扩展为不同性能范围的实现的需求。
视频监控和DVR系统
数字监控系统中的数字视频录像机(DVR)正在迅速采用先进的数字视频压缩。大多数DVR制造商从MPEG-4向H.264高清晰度(HD)CODEC转移，对更高分辨率和压缩速度的需求也随之增加。专用芯片(ASSP) 对大批量应用很有用，但缺少灵活性，开发成本高，而且开发时间较长；大多数高级数字媒体处理器则只能执行 H.264 HD 解码（而 H.264 HD 编码比解码还要复杂得多）。满足 H.264 HD 性能要求的最佳解决方案是使用一个 FPGA 加上一个外部 DSP 或数字媒体处理器。
使用低成本的 Xilinx
FPGA，可以更进一步提供运动探测、视频缩放、颜色空间转换、硬盘接口和DDR2存储器接口，还可以将两个 27MHz ITU-R BT656 数据流时分多路传输到一个 54MHz 数据流中，同时为 DSP 处理器提供视频加速。要将两个 ITU-R BT656 数据流多路传输到一个 ITU-R BT656 数据流中，仅需要一个通道视频端口来独立地传输完整的二通道视频数据。要为只有一个 ITU-R BT656 视频输入端口的数字媒体处理器提供接口，这种实现方法非常有用。图 1 所示就是这样一种建议架构的框图。
对于使用德州仪器公司 DaVinci 处理器（仅有一个 ITU-R BT656 视频输入端口）的 DVR 设计，需要一种更有效的实现方法将两个或更多 ITU-R BT656 数据流时分多路传输到一个 VLYNQ 数据流中，然后才能将其输送到 DaVinci 处理器。使用上述实现方法，就能用少得多的 I/O 引脚传输视频流，并且可以降低系统成本，因为器件的封装可以变得更小。图 2 所示为此设计的框图。
PC 扩展卡 DVR 系统
过去十年，PCI 总线为 PC 提供了很好的服务。然而，当今的 PC 扩展卡 DVR 系统所要求的带宽，已经大大超出了 PCI 总线力所能及的程度。未经压缩的视频数据（剥除空白帧之后）约为 165 Mbps。因此，在总体 PCI 带宽为 1 Gbps 的情况下，在一条 PCI 总线上最多只能混用 6 个未经压缩的视频采集或视频重放设备。如在扩展卡上使用 MPEG-4 CODEC 芯片组来缩小总线上的带宽，但这会增加成本，并且会受到现有MPEG-4芯片组的限制。
PCI Express (PCIe) 技术使流量大幅度提升。PCI Express 分解为多个通道。每通道在每个方向上包含一个差分对，每个差分对的数据流量为 2 Gbps。主板上的每个 PCIe 插槽都有自己的通道，这些通道不与其它任何插槽共享。各插槽的配置为 16 通道（亦称 x16）、8 通道 (x8)、4 通道 (x4) 或 1 通道 (x1)。PCIe 允许每卡提供的数据量从 x1 通道的 2 Gbps 到 x16 通道的 32 Gbps 不等。有了 PCIe 数据流量，就可以摆脱每张 PCI 卡 6 个未压缩视频通道的限制。
使用与图 1 所示同样的设计，可通过用 PC 替换数字媒体处理器并且经 PCIe 总线将视频流缓存到 PC 的方法，轻松快捷地实现 PC 扩展卡 DVR 系统。视频模数转换器产生四条独立的数字 ITU-R BT656 流，然后这些流被送入低成本的 Spartan-3 器件进行预处理。在 FPGA 中，视频数据剥除空白帧并同步，为 PCIe 适当打包，馈入 Xilinx PCIe 内核。然后，软件就可以读取并播放输入的视频，对其进行处理，或将其储存到磁盘。图 3 所示为 PC 扩展卡视频监控系统设计。
Xilinx 视频和图像处理算法
从多相视频转换器、二维 FIR 滤波器和屏幕显示到覆盖以及阿尔法混合等简单效果，再到格式和颜色空间转换，Xilinx FPGA 都是实时数字视频、图像处理和滤波的理想平台。表 1 列出了一些常用视频 IP 模块组的应用指南。
Xilinx FPGA的 DSP 处理能力支持非常高的分辨率（画质高达 1080p），并且可以缩小大型 DSP 阵列的尺寸。