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作為2008奧運(yùn)會(huì)前的準(zhǔn)備年，2007年注定是一個(gè)值得期待的年份。眾多新技術(shù)引導(dǎo)的業(yè)務(wù)將在2007年開始預(yù)熱，其中引人注目的就有移動(dòng)電視。2007年8月1日是數(shù)字電視地面標(biāo)準(zhǔn)GB2006開始實(shí)施的時(shí)間，雖然GB2006是地面數(shù)字電視廣播的國家標(biāo)準(zhǔn)，但是在手機(jī)電視強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)尚未明朗的情況下，依然不失為一個(gè)不錯(cuò)的選擇。 GB2006標(biāo)準(zhǔn)包含固定和移動(dòng)2種接收方式。但是從目前家用數(shù)字電視的普及情況來看，有線數(shù)字電視占據(jù)了主導(dǎo)地位。2006年有線電視機(jī)頂盒的需求量突破700萬臺(tái)，2007有線電視機(jī)頂盒的增量將會(huì)達(dá)到1000萬。清華大學(xué)電子工程系周祖成教授也認(rèn)為在未來我國數(shù)字電視普及的過程中，DVB-C有線數(shù)字電視將是主力，2007年將形成“有線DTV放量增長、衛(wèi)星緊跟、地面無線起步”的格局。因而，移動(dòng)接收的應(yīng)用才是GB2006的用武之地，移動(dòng)接收又根據(jù)接收終端的差異可以分為移動(dòng)接收(汽車電視)和移動(dòng)/便攜式接收(筆記本電腦、掌上電腦、便攜式電視和手機(jī))，其應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了廣闊的便攜終端和汽車市場，前景值得期待。 就移動(dòng)電視的開發(fā)來說，在架構(gòu)上涵蓋了軟件與硬件兩個(gè)層面。硬件部分需考量天線、前端(Front-End, FE)模塊、音/視頻的編解碼、應(yīng)用處理平臺(tái)。其中前端模塊又包括射頻接收的調(diào)諧器(tuner)和基帶解調(diào)器(demodulator)；軟件部分則包括中間件(Middleware)、電視播放器、電子服務(wù)指南(Electronic Service Guide, ESG)等。由射頻接收器送來的數(shù)據(jù)經(jīng)基帶處理后，又再分流為IP datagram和TS packet傳輸?shù)教幚砥脚_(tái)，經(jīng)過平臺(tái)中的應(yīng)用處理器及音、視頻譯碼器(decoder)會(huì)的進(jìn)一步運(yùn)算處理，最后才將電視節(jié)目的影音內(nèi)容傳送到屏幕上播放(圖1)。 圖1 移動(dòng)電視終端的運(yùn)作架構(gòu) 移動(dòng)電視接收前端開發(fā)進(jìn)展 移動(dòng)電視的特性使其在功耗，尺寸等方面收到很大的限制，另外由于面向車載應(yīng)用，因而高速移動(dòng)中的信號(hào)接收同樣是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。這些技術(shù)難題在接收前端的設(shè)計(jì)上得到集中的體現(xiàn)。 為滿足移動(dòng)電視可連續(xù)在較長時(shí)間收看的需求，如何降低功耗已成所有半導(dǎo)體公司共同致力的目標(biāo)。同樣用850毫安時(shí)的鋰電池供電，高通宣稱其主推的MediaFLO手機(jī)收視時(shí)間可達(dá)3.8小時(shí)，比收視時(shí)間為2"3小時(shí)的DVB-H與T-DMB更為理想。據(jù)北郵電信工程學(xué)院多媒體信息中心主任門愛東教授介紹，GB2006的前身DMB-T/H可保證4小時(shí)的工作時(shí)間。在ADI 和凌訊共同推出的DMB-T/H前端中，ADI提供解調(diào)器MTV100和10位ADC AD9216，凌訊提供的是LS8913調(diào)諧器。ADI高級(jí)開發(fā)經(jīng)理吳女士表示，為了解決功耗問題，ADI一方面采用CMOS工藝開發(fā)用于GB2006的解調(diào)器MTV100，另一方面減少芯片數(shù)量以降低互聯(lián)功耗，并且在前端設(shè)計(jì)中內(nèi)置了有效的電源管理IC。僅是2"3英寸的小型面板、后端應(yīng)用處理器和H.264編解碼芯片三部分就需要約400mW的功耗。即便面板部份已通過CCFL的技術(shù)改善功耗，但在整體耗電負(fù)荷大的前提下，如何使前端(解調(diào)器和調(diào)諧器) 芯片組達(dá)到更低的功耗，依然是手機(jī)電視芯片商的研發(fā)重點(diǎn)。 圖2 ADI 和凌訊的DMB-T/H前端采用于DVB-H標(biāo)準(zhǔn)相近似的時(shí)間分片 此外，由于2"3英寸面板的手機(jī)電視模塊是目前市場認(rèn)可的尺寸，為了解決外形尺寸的挑戰(zhàn)，芯片廠商持續(xù)通過SiP、SoC技術(shù)以及先進(jìn)制造工藝來降低芯片尺寸與材料成本。目前TI 用90nm工藝將調(diào)諧器、解調(diào)器以及ADC集成在SoC上，在業(yè)界處于領(lǐng)先。預(yù)計(jì)2007年初將進(jìn)入65nm制程。而就SiP而言，目前最小封裝尺寸大致已可達(dá)7.9×6.2mm2。ADI高速信號(hào)處理部副總裁John Hussey介紹說，可以通過把解調(diào)器和ADC放在一起或在解調(diào)器集成存儲(chǔ)器的方式減少面板尺寸。此外，體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化同樣有助于減小尺寸，例如直接上變頻到射頻無需許多外部元件，還可將多個(gè)管芯和無源器件集成到一個(gè)封裝內(nèi)。 值得一提的是多標(biāo)準(zhǔn)、多頻段已逐漸成為國外廠商主要產(chǎn)品發(fā)展方向，原因在于產(chǎn)品規(guī)格競逐影響市場統(tǒng)一與標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)點(diǎn)，而各國政府對(duì)頻譜規(guī)劃的政策也不盡相同。在此這一確定性情況下，唯有在技術(shù)方面做廣泛性支持，才可避免因選錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)與頻段導(dǎo)致的研發(fā)投資浪費(fèi)和錯(cuò)過市場。目前三星、TI、Dibcom和Frontier Silicon都已經(jīng)做到支持多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，目前的產(chǎn)品最多能同時(shí)支持DVB-H、T-DMB、DAB-IP、DAB、DVB-T 5種規(guī)格，以及UHF/L1-Band/L Band/VHF四種頻段。 多媒體處理平臺(tái) 對(duì)手機(jī)等手持設(shè)備來說，手機(jī)電視服務(wù)無疑是一項(xiàng)負(fù)擔(dān)極大的工作，有必要采用更理想的應(yīng)用處理架構(gòu)。通常情況下，多媒體內(nèi)容豐富的應(yīng)用都需要一個(gè)微控制器來執(zhí)行操作系統(tǒng)(OS)，管理人機(jī)接口(MMI)并執(zhí)行其它一些常規(guī)任務(wù)。此外，還需要一個(gè)DSP來完成繁重的數(shù)字處理任務(wù)，例如語音編碼、視頻解碼、音頻解碼等。因此，在大多數(shù)基于多媒體的應(yīng)用中都將這些任務(wù)分散到不同的處理器中去。這類典型的例子就是TI的OMAP平臺(tái)，內(nèi)含一個(gè)增強(qiáng)型ARM處理器，低功耗定點(diǎn)DSP。在這兩個(gè)核心中， ARM處理器用于執(zhí)行操作系統(tǒng)(OS)，而DSP用于處理所有多媒體應(yīng)用。此外，也有采用RISC主處理，搭配智能加速器進(jìn)行多媒體處理的方案。ST的Nomadik應(yīng)用平臺(tái)(圖3)采用分布式處理架構(gòu)，該平臺(tái)以ARM926EJ-S為主處理器，搭配智能性視頻加速器(Smart video accelerator)和智能音頻加速器(Smart audio accelerator)、多媒體信號(hào)處理器(MMDSP)、加速功能硬件(Acceleration hardware)等多顆可程式智能加速器來分擔(dān)在音頻和視頻上的前、后處理任務(wù)。將多媒體的運(yùn)算處理分散到多個(gè)可程序化的智能型加速器，它們各自獨(dú)立地工作，但同時(shí)一起處理特定的視頻和音頻編碼與解碼功能。Nomadik可提供30fps的VGA實(shí)時(shí)編譯碼效能和30fps的CIF畫質(zhì)；音頻智能加速器則是可采C語言程序化的多媒體VLIW DSP。 圖3 Nomadik平臺(tái)架構(gòu) 在移動(dòng)電視的音頻和視頻壓縮編碼方面，MPEG-2仍是當(dāng)前移動(dòng)電視主要的視頻壓縮格式，但因這一格式的壓縮傳輸效率不佳，而對(duì)于手機(jī)電視服務(wù)來說，不論是頻寬或是數(shù)據(jù)大小，都是錙珠必較的，因此高壓縮比的新格式是必要的選擇。目前市場上的新一代視頻編譯碼規(guī)格包括MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4 Part 10)及VC-1等。以MPEG-2和H.264來比較，在傳輸視頻內(nèi)容時(shí)要達(dá)到相同的畫質(zhì)，兩者所需的頻寬就差了2.5至3倍。目前的手機(jī)屏幕，CIF的畫質(zhì)已經(jīng)足夠用來欣賞節(jié)目(小尺寸的VGA畫質(zhì)甚至能提供比一般電視更佳的細(xì)節(jié)品質(zhì))。在DVB組織中提出的文件中，針對(duì)H.264 等級(jí)、視頻分辨率、最大位速率，以及適用的應(yīng)用類型做出比較，該文件認(rèn)為若采用H.264做為視頻壓縮格式，手機(jī)或PDA應(yīng)采用QCIF(180 x 144)或CIF(360 x 288)的分辨率，最大的傳輸速率分別為128Kbps和 384Kbps，訊框速率則為15 fps。 目前主流的音頻格式包括AMR、ACC和MP3，而最新的高級(jí)音頻格式為Enhanced aacPlus (HE AAC v.2) 和AMR WB+，是移動(dòng)電視終端必須考慮支持的新規(guī)格。此外，為了達(dá)到更佳的收聽效果，單聲道已不能滿足，現(xiàn)在要求移動(dòng)終端也要能提供Hi-Fi立體聲的臨場感體驗(yàn)。這在設(shè)計(jì)上是很大的考驗(yàn)，手持設(shè)備的播音系統(tǒng)需采立體聲的揚(yáng)聲器架構(gòu)。在手機(jī)揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)上，主要的問題是配置架構(gòu)、功率與耗電性的考慮。若要支持立體聲，手機(jī)需要有兩個(gè)外部揚(yáng)聲器，但由于手 機(jī)體積太小，這兩個(gè)揚(yáng)聲器的位置難以拉開，所以立體聲的效果不易展現(xiàn)，這時(shí)就需要采用特殊的3D效果處理。 除了上述的前端模塊和處理平臺(tái)，操作系統(tǒng)同樣值得注意。在去年9月的德國IFA消費(fèi)電子展和荷蘭IBC數(shù)字廣播展上，展出了以三星、戴爾、明基、摩托羅拉和諾基亞五大品牌為主的手機(jī)電視，清一色采用了微軟的Windows Mobile 2005或 Wince 3.0。當(dāng)然除了微軟的操作系統(tǒng)，Linux和Symbian同樣得到不少的青睞。 結(jié)語 移動(dòng)電視終端的諸多環(huán)節(jié)已經(jīng)初步成熟。但芯片廠商需要進(jìn)一步在性能、功耗和價(jià)格方面繼續(xù)努力。而電視內(nèi)容也是影響到移動(dòng)電視能否迅速為消費(fèi)者所接受的關(guān)鍵因素。 |
