數(shù)字電視可說是手機之外的另一波殺手級應用,它以客廳為核心,不斷地整合家庭中的其他視聽及IT設(shè)備,形成多元應用的家庭網(wǎng)絡;不僅如此,數(shù)字電視與手機也朝向整合之路發(fā)展,移動電視(Mobile TV)已在全球各地如火如荼的推動當中。當電視廣播系統(tǒng)與網(wǎng)絡、甚至是移動通訊系統(tǒng)結(jié)合時,包括視頻、語音與數(shù)據(jù)的服務自然走向多元匯流的趨勢,這是一個比過去獨立型式復雜許多的應用環(huán)境,而數(shù)字機頂盒(Set-top-box;STB)正位于此架構(gòu)的核心位置,其面臨的設(shè)計挑戰(zhàn)確實繁重。 系統(tǒng)架構(gòu) 一個數(shù)字STB是由軟、硬件所組成,在硬件方面的主要單元可分為接收廣播信號,并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字傳輸串流的前端(front-end;FE)芯片,即調(diào)諧器(tuner)和調(diào)變/解調(diào)變器(modulator/demodulator);后端芯片包括電視解碼器/編碼器(NTSC/PAL decoder/encoder)、MPEG-2 Transport、MPEG-2 MP@ML或HL解碼器、微處理器、繪圖芯片、音頻處理器、音頻DAC、視頻DAC;以及DRAM/SDRAM、Flash等存儲、電源元件及其他標準離散元件。更高端產(chǎn)品還會整合安全芯片、調(diào)制解調(diào)器(modem)或家庭網(wǎng)絡芯片,以及可錄像的硬盤(HDD)。下圖為支持DVR功能的STB解碼芯片方塊圖。 具有DVR功能的STB解碼器方塊圖 更強大及多元的功能及更高的整合度是數(shù)字STB在硬件部分的發(fā)展趨勢。在功能上,電視解碼器強調(diào)要能做到dual-TV和dual-DVR,也就是除了能解碼并顯示數(shù)字和模擬兩種電視廣播信號外,還要能解碼兩個同步標準解析電視信號,再送到多臺不同的電視機播放或錄制節(jié)目到硬盤中。此外還有所謂的PAP(高解析雙畫面)和PIP(子母畫面)功能,能夠在同一個屏幕上顯示兩個不同的高解析電視畫面,可以分別并列或上下排列。 在整合性上,為了保持設(shè)計彈性,一般在系統(tǒng)中前端及后端芯片是分離的配置,但也能將兩者整合為單一封裝,進而為大量生產(chǎn)的應用提供更佳的成本效益。芯片本身則朝SoC的方向發(fā)展,尤其是位居核心的解碼器芯片,此類芯片會采用90奈米等高端制程,在一顆芯片上整合各種主要功能,包括高性能的CPU、視頻解碼電路和各種周邊設(shè)備。 STB單芯片iDTV處理器硬件架構(gòu)方塊圖 在軟件部分則包括操作系統(tǒng)和即時操作系統(tǒng)(RTOS)、提供互動功能的MHP等中介軟件(Middleware)及應用軟件接口(API),以及電子節(jié)目表(EPG)等應用軟件或條件式接。–onditional Access;CA)安全功能。接口上則需要支持安全性模組(POD module)、共同接口(CI)、智能卡(smart card/reader)、高速接口(USB、IEEE 1394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,仍需進一步整合開發(fā)的議題。
根據(jù)電視節(jié)目發(fā)送管道的不同,數(shù)字STB又可分為數(shù)字地面(Terrestrial)STB、數(shù)字衛(wèi)星(Satellite)STB、數(shù)字有線(Cable)STB,以及通過網(wǎng)絡(xDSL、Cable Modem、光纖)的IP STB等型式。整體而言,數(shù)字STB的技術(shù)主軸朝向支持HDTV(High Definition TV)及互動性(Interactive)發(fā)展,但不同市場區(qū)塊仍有其技術(shù)及應用上的偏重。為了達到產(chǎn)品的差異化定位,加入硬盤的數(shù)字錄像機(DVR)及整合家庭網(wǎng)絡功能的家庭網(wǎng)絡網(wǎng)關(guān)(Residential Gateway;RG),也是數(shù)字STB的重要設(shè)計方向。