數(shù)字機頂盒的架構(gòu)與設(shè)計關(guān)鍵分析

圖2機頂盒單芯片iDTV處理器硬件架構(gòu)方塊圖(以STD2000為例)

    資料來源：ST

    在軟件部分則包括操作系統(tǒng)和實時操作系統(tǒng)(RTOS)、提供互動功能的MHP等中介軟件(Middleware)及應(yīng)用程序接口(API)，以及電子節(jié)目表(EPG)等應(yīng)用軟件或條件式接取(ConditionalAccess,CA)安全功能。接口上則需要支持安全性模塊(PODmodule)、共同接口(CI)、智能卡(smartcard/reader)、高速界面(USB、IEEE1394及序列ATA)等。CA、CI、POD等技術(shù)難度較高，也是設(shè)備商在選用視頻處理芯片解決方案后，仍需進(jìn)一步整合開發(fā)的議題。

   設(shè)計關(guān)鍵：視頻轉(zhuǎn)換處理

    視頻轉(zhuǎn)換處理無疑是機頂盒最主要的功能，因此編碼/解碼器(CODEC)猶如機頂盒的心臟。目前電視廣播界仍以MPEG-2為基本視頻壓縮規(guī)格，但已積極轉(zhuǎn)向MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4Part10)及VC-1等新一代編解碼規(guī)格。采用新的規(guī)格對業(yè)者來說具有許多好處，最明顯的例子在于他們能通過有限的頻寬傳送更多的節(jié)目頻道，或提供高畫質(zhì)的電視節(jié)目。

    以MPEG-2和H.264來比較，在傳輸HDTV內(nèi)容時，前者需要20Mbps頻寬，后者只需8Mbps頻寬就能提供相同的畫質(zhì)，兩者差了2.5至3倍。除了頻寬的考慮外，采用新的視頻壓縮規(guī)格也能帶來其它的優(yōu)勢，例如在具備節(jié)目錄制PVR/DVR功能的機頂盒中，更大的壓縮比意味著能儲存更多的容量；此外，新的規(guī)格也提供了對象導(dǎo)向的互動功能，以及子母分割畫面等加值功能。

    目前市場上并未明確的往特定的新一代規(guī)格靠攏，處在這個過渡期中，機頂盒只得同時支持多種規(guī)格。MPEG-4雖然問世較久，也有不少廠商大力支持，但它先天上存在著一些難以克服的瓶頸，讓它在推展上顯著舉步維艱。

    MPEG-4最大的問題在于規(guī)格過于龐雜，視頻只是MPEG-4定義中的一個部分(lS014496-2MPEG-4Part2)。這種龐雜性就產(chǎn)生各部分兼容性的定問題：有些內(nèi)容不夠清楚，或不夠開放；有些做了折衷處理，反而造成互操作性的難題。舉例來說，由于MPEG-4允許自訂輸出規(guī)格，因此造成各種規(guī)格并存的現(xiàn)象，例如較知名的Divx規(guī)格及微軟的wmv規(guī)格，但過多規(guī)格也讓服務(wù)業(yè)者望之卻步。另一個令人詬病的原因，則在于要取得MPEG-4的商用取可證曠日廢時，而且得負(fù)擔(dān)高昂的使用費用。

    相較之下，H.264雖然也是一個復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，但它只針對視頻做制定，也已獲得MPEG/lS0和ITU兩大國際標(biāo)準(zhǔn)組織的支持，加上它是當(dāng)前能提供最佳視頻壓縮效能的規(guī)格，也不存在使用費的問題，所以自2003年標(biāo)準(zhǔn)推出后，即對HDTV、HD-DVD、手機及視頻串流等業(yè)者產(chǎn)生莫大的吸引力。不僅如此，H.264在制定時即考慮了與MPEG-2既有系統(tǒng)的通用性問題，因此，在今日的基礎(chǔ)建設(shè)中就能將H.264嵌入MPEG-2傳送流(TS)中發(fā)送出去。H.264的應(yīng)用情況與取樣速率請參考(表1)。