淺談數(shù)字電視機頂盒的未來展望

在液晶電視集成DTT接收器之后，有些人認為機頂盒將很快退出歷史舞臺。然而，電視正在經(jīng)歷著一場革命，可以連接互聯(lián)網(wǎng)，并出現(xiàn)了高容量低成本的PVR和VOD等。這就出現(xiàn)了越來越多性能更強的機頂盒，可以接收各種廣播和寬帶網(wǎng)絡(luò)傳送的內(nèi)容。由于具有更高的靈活性，機頂盒在結(jié)構(gòu)上也在不斷發(fā)生變化，這就為制造商提供了針對不同市場設(shè)計低成本、高性能機頂盒的新商機。

數(shù)年來，DTT STB前端/后端的功能組成分為以下幾部分：

—基于“三芯片的方案”（調(diào)諧器+解調(diào)器+視頻解碼器）
—或基于“兩芯片的方案”， 一個射頻調(diào)諧器連接到一個集成了基帶DTT解調(diào)器和視頻解碼器的SoC芯片，如圖1所示：

圖1 ：2007年STB DTT前端 /后端框圖

這種結(jié)構(gòu)是芯片制造商和機頂盒OEM廠商為了降低成本，并為相對穩(wěn)定的市場提供價格適中產(chǎn)品的自然結(jié)果。由于2007年以前DTT標準十分有限，在后端處理器SoC中集成DTT解調(diào)器也就理所當(dāng)然了。
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但是，幾年后這種結(jié)構(gòu)就已經(jīng)變得過時，這是因為在高清電視內(nèi)容的推動下，出現(xiàn)了更多更有效的DTT標準和視頻壓縮標準。

從2007年開始，出現(xiàn)了新的DTT廣播標準，如中國的DTMB，和拉丁美洲的ISDB-Tb。同時，能夠增加30%到50%頻譜效能的DVB-T2網(wǎng)絡(luò)也在英國和斯堪的納維亞開始建設(shè)。

另一方面，新的視頻壓縮標準，如MPEG-4 AVC/H264和AVS (中國)正在逐漸替代MPEG-2。隨著H264的使用，所需傳輸帶寬節(jié)省高達50%甚至更多，這樣就加快了HDTV的推出。其結(jié)果是導(dǎo)致了市場進一步分散。
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如果芯片制造商想針對所有市場推出最適合的芯片集成方案，就必須設(shè)計十多種不同的SoC芯片，這還沒考慮衛(wèi)星和有線廣播。如果芯片制造商要滿足所有這些標準，那么在銷量上還不足以使他們實現(xiàn)投資回報。

展望未來
因此，為了快速適應(yīng)這一市場發(fā)展，出現(xiàn)了一種更為靈活的STB結(jié)構(gòu)，如圖2所示，該結(jié)構(gòu)在一個單芯片中包含了所有的最新的集成技術(shù)（調(diào)諧器+解調(diào)器），其優(yōu)越性在于視頻解碼器不會因大量的信道解碼而超負荷。這樣就有助于避免由于設(shè)計不完善或沒有競爭優(yōu)勢的SoC所帶來的風(fēng)險。

圖2：2010年后的STB DTT前端 /后端框圖

這種結(jié)構(gòu)解決了STB行業(yè)目前以及今后所要面臨的挑戰(zhàn)，即分散市場中的可擴展性和適應(yīng)性。

下表（表1）詳細說明了針對每個DTT標準，其視頻壓縮標準的規(guī)范（P）和等級（L）

表1：針對每個DTT標準的視頻壓縮標準

展望2011和更遠的未來，市場發(fā)展的趨勢也將更有利于這種結(jié)構(gòu)：

—“IP STB”越來越流行，尤其是在成功實現(xiàn)“三重播放”的西歐國家。全球分析師對2009年全球STB發(fā)貨量的10%為IP STB表示認同。這種趨勢也必將加速互聯(lián)網(wǎng)電視（web2.0）的發(fā)展，接入視頻點播內(nèi)容和在線應(yīng)用（如通過智能手機）也將變得更簡單。然而，通過有線網(wǎng)傳送電視節(jié)目并不一定總能提供穩(wěn)定的線性電視節(jié)目（由于到DSLAM的距離和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性問題），而且也不一定都是免費的服務(wù)。因此，IP STB的崛起將提高對“Hybrid-Box”的需求，同時后端芯片將傾向于互聯(lián)網(wǎng)的增值服務(wù)，而前端芯片也可根據(jù)地區(qū)和目標終端市場互換使用。

—最新的視頻壓縮標準不僅節(jié)省寬帶，而且還降低了對存儲容量的需求。再加上存儲單元（硬盤或Flash存儲器）的成本越來越低，個人錄像機（PVR）的價格也越來有吸引力。采用這一結(jié)構(gòu)，STB的OEM廠商只需一個、兩個或是更多的調(diào)諧器即可輕松地從最初的一個平臺擴展到各種產(chǎn)品，且一個后端處理器就能分別且同步支持一個，兩個或是更多的視頻流。
就在幾年前，我們都有一部可以將喜愛節(jié)目的錄制到錄像帶上的錄像機，而PVR就是可以替代這些舊式錄像機的數(shù)字產(chǎn)品。

—許多低成本的后端沒有集成任何對條件接收的支持。然而，一個DVB-CI+模塊幾乎可以滿足各種條件接收系統(tǒng)，且無需進行任何專門的集成。添加一個DVB-CI+模塊現(xiàn)在也變得非常容易，因為這種結(jié)構(gòu)允許訪問MPEG2-TS數(shù)字接口。

DiBcom 現(xiàn)在為DVB-T 和 ISDB-T提供了極具成本效益的前端芯片，且引腳完全兼容，尤其適用于目前歐洲、亞洲和拉丁美洲的STB市場：
—DIB 7090: 針對DVB-T的集成式調(diào)諧器+解調(diào)器
—DIB 8096: 針對ISDB-T和ISDB-Tb的集成式調(diào)諧器+解調(diào)器(Full seg 和one seg)

與圖1中舊的前端結(jié)構(gòu)相比，新的集成解決方案有以下優(yōu)勢：

前端SoC
這兩款芯片采用片上系統(tǒng)(SoC)技術(shù)，將所有器件集成到一個芯片底板上。這種方法為DTT應(yīng)用（固定及移動）在性能、大小和降低成本等方面帶來了真正的優(yōu)勢。將一個單芯片RF調(diào)諧器和解調(diào)器集成在一個底板上解決了前端的空間、特性差異和成本問題。無論是簡單模式還是雙天線（PVR或分集），它都有利于高度集成方案的實施。

更強的室內(nèi)信號接收能力
多年為便攜設(shè)備開發(fā)信號處理技術(shù)的經(jīng)驗使我們擁有更強大的數(shù)字信道估算執(zhí)行能力，從而提高室內(nèi)信號接收能力。當(dāng)無法使用室內(nèi)天線時，這一作用就顯得尤為重要。

無需SAW濾波器
在使用“Zero IF”(I&Q)調(diào)諧器時，集成的效率非常高。因為解調(diào)器中的獨立數(shù)字濾波器替代了昂貴的外部射頻SAW濾波器。

集成AGC
調(diào)諧器-解調(diào)器耦合對AGC優(yōu)化產(chǎn)生了重大影響，避免了兩條電路中的模塊重復(fù)?？蛻舨挥迷僭谕獠可漕l調(diào)諧器與基帶解調(diào)器之間開發(fā)一個復(fù)雜的硬件/軟件 AGC界面。AGC即使是在有高動態(tài)范圍輸入信號和相鄰信道情況下依然能夠立即進入工作狀態(tài)。

PVR/PIP或分集模式
在雙模式中使用雙芯片時，主芯片提供一個MPEG-2傳輸流，傳輸：

- 由兩個獨立前端提供的數(shù)據(jù)

- 或是通過兩個單一數(shù)據(jù)的最大比值合并(MRC)獲得的數(shù)據(jù)

這就使雙接收器的配置變得異常簡單，無論是提供兩個獨立視/音頻信道的PVR/PIP (A模式)， 還是在信號微弱的時候增加接收器靈敏度的分集模式（B模式）。

結(jié)論

除了用于DVB-T和ISDB-T的Soc芯片，DiBcom還研發(fā)出了“Octopus”，一個可編程/多標準平臺，這種平臺支持現(xiàn)有大部分電視廣播標準。由于世界電視廣播標準的差異性，這種適應(yīng)性很強的平臺應(yīng)該很快成為液晶電視集成數(shù)字電視前端的最佳方案。

這不是STB的盡頭。在許多國家，大量顯像管甚至是液晶平板電視沒有集成任何的DTT前端。此外，DTT的技術(shù)創(chuàng)新還在不斷延續(xù)，這就需要一定時間來集成到液晶電視中（例如HDTV, PIP, PVR, 3D…）。通常情況下，人們在每隔五到七年就會更換一次平板電視，因此推出帶有新技術(shù)的機頂盒遠比把它集成到平板電視中容易得多。只有STB才能保持與技術(shù)創(chuàng)新的同步。