软件开发技术是下一代数字机顶盒设计的关键

     随着全球各国数字电视推广加速，数字机顶盒已经走入越来越多的家庭，市场研究公司In-Stat最新发表的研究报告称，2007年全球有线电视机顶盒市场经历了创记录的增长，出货量和销售收入都创出了新高。但是，随着PC机功能日益强大，机顶盒也受到了来自PC的打压，尤其是随着互联网内容的激增，消费者更喜欢从互联网获取娱乐信息，而数字电视一体机的出现也给独立机顶盒一定的打击，面对这些机遇与挑战，未来的数字机顶盒之路该如何走？将向什么方向发展？未来机顶盒设计师将面临哪些挑战并如何应对？来自全球顶尖机顶盒芯片供应商给出了各自的答案。

     独立数字机顶盒的路还能走多长？

      进入2008年以后，以康佳、TCL、LG、长虹为首的电视机巨头纷纷推出数字电视一体机，“机卡分离”的呼声也日益高涨，似乎独立机顶盒命不久矣。面对数字电视一体机与PC的围追堵截，独立数字机顶盒的路还能走多长？机顶盒真的是一种过渡性产品吗？Thomson中国区市场总监边晓春指出：“虽然各调研公司对机顶盒发展的预测是了乐观的，但是直觉告诉我们，作为电视机的附属产品，机顶盒似乎又不能走得太远，去争夺本来属于PC机和网关产品的市场。所以，对于机顶盒来说，最大的挑战不在于如何应对太多的数字化需求，而是在于如何抵御‘数字化诱惑’、专心做好自己的‘本职工作’：数字视频处理。换一个角度看，如果机顶盒试图‘争当’数字化家庭的核心，就面临着与PC机和家庭网关的殊死拚争且基本上不会有胜算；而如果在电视机之前专心地固守自己的地盘，或许还能够与其他设备长期‘和平共处’。”

边晓春：机顶盒最大的挑战如何专心做好自己的“本职工作”。

针对数字电视一体机的推出，他表示机顶盒的现有功能会逐渐转移到电视一体机之中，这应该是大势所趋。然而，到2015年停止模拟电视广播之后的相当长一段时间，机顶盒仍然会是必需的。首先是因为作为耐用消费品，数亿台模拟电视机不会轻易被人们遗弃，还需要机顶盒；其次因为，数字电视传输的几大类技术：地面、卫星、有线和移动，不会在短时间之内被某种通用技术取代，这就使得电视一体机不大可能将多种解调器都放在自己的“肚子”里；还有因为电视机迟早会成为家庭网络的视频终端，而家庭网络的多种技术之争在短期内还不会“偃旗息鼓”，所以不能要求电视机安装所有的主流网络接口。

NEC数字影音产品市场经理施旭霞也同意他的看法，并强调：“数字一体机会越来越流行，但是独立的机顶盒依然会存在。未来独立的机顶盒的软件功能将会更加复杂，会成为数字多媒体网关。”

     既然数字机顶盒不会消失，未来它会向什么方向演进？博通公司宽带通信事业部线缆机顶盒产品高级产品经理Joseph Del Rio指出：“目前机顶盒已经成为许多数字家庭的核心，未来它会集成更多功能和器件，不过，未来称它媒体管理器(media manager)更合适！”

图2：博通BCM7401方框图。

      富士通微电子市场部经理黄自力预测：“未来数字家庭的核心应该是数字家庭主机，包括网关和应用部分，它将是一种全新的“机顶盒”，可以连接家庭中所有的数字设备。”

    边晓春则把未来的数字机顶盒称为“数字媒体适配器(Digital Media Adapter)”，并认为它将和电视机长期相伴。

    未来数字机顶盒会实现哪些功能？

     如今的汽车和1886年全球第一款汽车相比，已经增加了无数新的功能。机顶盒也一样，在未来的演进中，必然会融合许许多多的新功能，这些新的功机顶盒在数字时代生存的坚强后盾。包括博通、富士通微电子在内的多家供应商都认为：支持高清和互联网内容以及实现交互式功能是未来机顶盒必备的基本功能。此外，NEC的施旭霞认为未来机顶盒的发展方向是家庭的数字多媒体网关，它将融入数字家庭的各种核心功能，不仅仅是家庭的多媒体服务器，还将连接、传送和播放手机、数码相机、PMP、iPOD和PSP等各类移动电子设备，还会逐渐兼容越来越多的宽带互联网功能，它也将作为家庭的无线宽带网关，连接各类可上网的设备，并轻松实现各类原来只能在计算机上实现的可视电话，电子银行等交互式服务功能。她透露目前NEC已经在EMMA系列的蓝光芯片上实现大部分的数字家庭多媒体网关的功能，正在最新的机顶盒高清芯片EMMA3SL/HD移植相关功能。 

      富士通微电子的黄自力指出除了上述功能外机顶盒还将可以实现网络游戏、网络炒股等许多交互式互联网应用。并表示富士通微电子的机顶盒芯片已经具备了双向的USB OTG2.0功能，可以很方便地与相关设备连接，一些客户已经完成了机顶盒与银行POS的应用连接。

     边晓春则支出除了增强连通能力，未来机顶盒还将增强应用软件处理能力。即既要增强图像处理能力，例如支持各种格式各种分辨率的视频解码和静态图像解码、支持各种格式的音频解码，又要有强劲的计算能力以支持越来越多、越来越复杂的应用软件。

图3：富士通微电子提供的MB86H60高清解码参考板。

意法半导体意法半导体大中国区副总裁兼消费显示部门总监李容郁则强调未来机顶盒还要注意安全性和双向信道回传通信，这包括条件接收、DRM和认证等内容。他还表示由TCP/IP可以实现一些新的交互式服务，如VOIP、视频会议以及浏览互联网内容等。

“当然，未来机顶盒要具备超强的CPU性能，图像处理能力以及更高级的连通能力，以便设计师在市场中创造出独特的解决方案！”博通的Joseph Del Rio结合博通的BCM7401芯片勾勒了未来机顶盒的特点。

下一代机顶盒设计挑战及应对之道

      未来的机顶盒有那么多的功能要实现，必然带给设计师许多挑战，这其中，关键的挑战是什么？边晓春认为设计下一代机顶盒的主要难点在于软件开发。因为机顶盒后端的嵌入式CPU，其运算能力远低于PC机CPU，还要承担繁重的视频处理任务。因此，一直以来运行于机顶盒的操作系统和中间件普遍不强，且未能形成统一的标准。因此，机顶盒开发大厂只能自行开发设备驱动层之上的全部软件，费时费力、不堪重负。随着有线网络双向改造的不断普及，各类双向应用将大量涌现，软件开发的难度和工作量亦将随之迅速增加。所以软件开发将成为机顶盒产业发展的主要瓶颈。

      NEC的施旭霞也认同这个观点，她指出：“为了在机顶盒这个平台上实现越来越多的功能，下一代机顶盒的主要工作量会集中在机顶盒软件开发上，包括中间件以及各类应用和越来越复杂的安全功能。” NEC在数字高清机顶盒芯片EMMA3SL/HD上不仅内含Ethernet和USB2.0功能，而且还内含PCI接口，可以实现和扩展各类互联网所需要的互连功能。

      其实不光是机顶盒，一直以来，软件一直是中国电子产品开发的软肋，如何解决机顶盒软件开发的效率问题？业内人士认为这需要有线运营商、机顶盒整机厂商和芯片厂商的通力合作，这不是一两个公司能够完全解决的问题。

      施旭霞表示为了支持本土机顶盒厂商加速设计，NEC在北京设有EMMA芯片设计中心和支持全国客户的应用工程队伍，可以在最快程度上响应中国客户的从芯片到应用软件的各种需求。边晓春则表示Thomson公司目前主要瞄准中高端的PVR市场、高清市场和中国有线网络的“第二台”机顶盒市场。其主要原因在于这些后端芯片均内嵌双ARM内核，有很强的软件处理能力和良好的兼容性，有利于支持各类复杂的应用软件。

      富士通微电子的黄自力则表示富士通的软件技术有许多独特的优势，例如在有线机顶盒方面，富士通微电子的技术人员已经成功地开发了在其主流芯片上运行的JVAV CDC虚拟机应用功能，并且可以用目前业内最小的内存完成此功能。该项功能已经通过了SUN公司的TCK测试，并在国内的有线电视网中正式使用；富士通微电子独家推出支持地面和移动电视应用的低功耗，小封装芯片，采用90nm新工艺，尺寸只有9×9mm，受到业界的欢迎。

      意法半导体则表示已经开发了一个机顶盒软件生态系统支持本土产厂商，客户可以选择由意法半导体提供的代码和库来开发，或者可以和软件合作伙伴一起来开发一套方案，这可以确保开发人员快速开发出新的功能，在以前，这需要大量的时间和测试。

      恩智浦半导体(NXP)提供涵盖了从低端机顶盒到高端机顶盒所有产品，该公司家庭娱乐事业部大中国区机顶盒/家庭多媒体市场总监郭昌宏表示NXP除了在软件开发上给客户提供支持外，还注意帮助客户降低机顶盒系统成本，并根据最严格的欧盟规范制订的评测标准对芯片方案进行测试，近日，该公司宣布其STB100 T21参考设计板成为第一个通过NorDig 1.0.3验证测试流程的全数字地面系统级解决方案。

     博通的Joseph Del Rio则表示，为了帮助客户实现高清、交互等一系列需求，博通以低成本方式提供一些列解决方案，这些方案包括了通用的软件工具、版权管理和内容保护机制等，这些服务配合博通高集成度的芯片可以大大加速客户的产品设计。

    相关网络文章推荐：

•利用负载点调节功能提高机顶盒(STB)设计的性能

      有线电视和卫星广播内容提供商正不断向激烈竞争的市场推出新业务。这些新业务包括互联网接入、视频点播、支持DVD/CD播放器等，简单的STB正逐步发展成为功能强大的家庭网关。这些先进的STB在家庭中形成一个LAN。因此，STB一般有以太网或火线端口，或采用其他通信方式。这些更加复杂的机顶盒反过来又需要消耗更多功率。随着系统消耗功率提高，系统设计师对于温度上升、产品上市时间、效率、监管机构批准、成本、上电顺序和功率因数校正(PFC)等问题也越来越担忧。