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1 引言 數字電視機頂盒作為數字電視系統的終端設備，其類似于一臺微型計算機，其核心器件集數字傳輸與編解碼為一體，可以通俗理解為機頂盒CPU，但是該核心器件的選擇和傳統的計算機CPU的選擇有所不同，在品牌、性能、價格、供貨等方面需要充分考慮，本文對意法半導體公司(ST)推出的QAMi5516和STx5105數字電視機頂盒主器件進行比較分析。 2 主要參數對比分析 目前國際上為機頂盒提供主器件平臺的廠家，有ST、BROADCOM、ZORAN、LSI、FUJITSU、ATI、NEC、Conexant等公司，其中ST公司作為世界最大的工業半導體和機頂盒器件供應商之一，在研發實力、產品種類、供貨實力等方面有顯著優勢。所以目前市場上機頂盒多選用ST公司的器件，尤其是中低端機頂盒主要選擇ST公司的兩款器件STx5105或QAMi5516。 OAMi5516是一款專門針對中低端市場的高性價比機頂盒器件，適用于數字有線電視(DVB-C)機頂盒，是ST公司推出的第一款內部集成有前端QAM(正交幅度調制)數字有線信號解調器與后端MPEG視頻解碼器件，因而在集成度、性價比等方面有所提高。 而STx5105是一款專門針對中低端市場的高性價比機頂盒器件，適用于數字衛星電視(DVB-S)、數字有線電視(DVB-C)、數字地面電視(DVB-T)機頂盒，它無內置QAM解調器。根據封裝工藝以及面向不同的應用市場，STi5105系列產品有STx5105、STM5105和STB5105三種型號產品，這三種型號產品的硬件性能規格和應用相同。STx5105與QAMi5516器件主要參數如表1所示。 從表1可以看出，STx5105有兩個顯著的特點，第一個就是無內置解調模塊，第二個就是適用范圍廣，通過外置不同的解調器件，適用于DVB-S、DVB-C和DVB-T機頂盒，圖1是STx5105應用框圖。 3 應用電路對比分析 采用STx5105和QAMi5516設計的基于DVB-C機頂盒的應用電路原理分別如圖2、圖3所示。 從圖2，圖3應用電路原理可看出，兩款器件主板電路模塊總體結構相同，但應用細節方面還需要注意各個器件的特點。 高頻頭選擇方面，STx5105方案的機頂盒采用Philips公司生產的CU1216L的高頻頭(內置QAM解調模塊，直接輸出TS流給STx5105處理)；QAMi5516方案的機頂盒采用Philips公司生產的CD1316L的高頻頭(輸出中頻信號給OAMi5516處理)。內存選擇方面，STx5105方案的機頂盒采用一款型號為HY5DU561622(64 MB)的DDR內存，建議雙向交互業務機頂盒采用64 MB內存，否則無法滿足交互業務需求，對于單向機頂盒，可以采用K4H561638F(32 MB)的DDR內存，用于系統控制電路和MPEG-2解碼器時的數據緩沖存儲；采用S29GL064(8 MB)Flash ROM作為程序存儲器，用于固化機器的控制程序。QAMi5516方案的機頂盒采用一片型號為57V641620ET(8 MB)SDRAM，用作AV解碼器的數據緩沖存儲器；采用一片57V281620ET (16 MB)SDRAM，用作系統控制電路的數據緩沖存儲器；采用一片M28W640(8 MB)Flash ROM作為程序存儲器，固化機器的控制程序。 4 影響機頂盒速度和品質的因素 機頂盒盡管是家電產品，但從硬件和軟件方面來說，它類似于一臺微型計算機，所以在運行速度、擴展應用等方面也和計算機相似。以下給出硬件方面決定機頂盒的速度和品質主要因素。 4.1 CPU主頻 CPU主頻越高、處理速度越快，尤其是處理音視頻信號和數據信號。STx5105主頻速度高達200 MHz，是目前主流機頂盒速度最高的器件，其他型號的器件主頻一般介于100～166 MHz，速度明顯低于STx5105。 4.2內存頻率 與CPU主頻對應的是內存頻率，內存頻率越高，運行速度越快。如果只是CPU速度快，內存頻率慢，那么CPU要花時間等待從內存讀取數據，這樣會降低處理速度。機頂盒內存主要采用SDRAM和DDR兩種內存，而目前機頂盒內存主流采用DDR內存，DDR內存帶寬比SDRAM要高，這樣可以減少CPU從內存中讀取數據的等待時間，提高處理速度。同時由于DDR接口的數據傳輸率比SDRAM高，易于支持擴展業務。而SDRAM接口傳輸率低，運行速度慢，無法支持大的擴展業務。 STx5105內存采用DDR-166 MHz，確保整體性能提升。 4.3封裝工藝 優良的封裝工藝可以減少主板元器件間的數據交換"時滯"現象，同時提高系統抗干擾能力，因為干擾也會影響處理速度。目前機頂盒主器件一般采用TQFP(塑料方型扁平式)封裝和BGA(球柵陣列)封裝。 采用TOFP封裝的器件，易于安裝和維修，不容易出現虛焊等故障；而采用BGA封裝則不利于維修，容易出現虛焊等故障。STx5105系列產品提供多種封裝，主要采用TQFP封裝。 5 優勢對比分析 STx5105在主頻、內存頻率、封裝工藝、應用市場等方面要優于OAMi5516。 STx5105無內置解調器，適用于DVB-S、DVB-C和DVB-T 3種DVB標準的機頂盒，通過在STx5105前面采用不同的片外解調器，設計相應標準的機頂盒。而QAMi5516的市場定位只適用于DVB-C機頂盒，則內置QAM解調器。STx5105無內置解調器，則STx5105發熱要低于QAMi5516，因為解調器是耗電、發熱較大的模塊。 在片內緩存以及數模轉換模塊(DAC)數量方面，STx5105與OAMi5516比較處于劣勢，不過對于一款中低檔機頂盒來說，4 KB的指令緩存和4 KB的數據緩存已足夠用。QAMi5516有6個視頻DAC模塊和2路音頻DAC模塊；而STx5105只有4個視頻DAC模塊和2路音頻DAC模塊。QAMi5516可同時支持CVBS(Composite Video Broadcast Sighal復合視頻信號。占用1路視頻DAC)接口、YPhPr／YCbCr(色差分量視頻信號，占用3路視頻DAC)接口、S端子(S-Video視頻信號，占用2路視頻DAC)接口、SPDIF(Sony／Philips Digital Interface，占用1路音頻DAC)數字音頻接口的同時輸出；STx5105只能同時支持CVBS、S-Video視頻信號以及SPDIF音頻信號輸出，或者YPbPr／YCbCr、S-Video視頻信號以及SPDIF音頻信號同時輸出。由此可以看出STx5105比QAMi5516同時支持的輸出接口少。但是作為中低檔機頂盒來說，一般接收、處理和輸出的都是標準格式(圖像水平清晰度500線)的信號，如果機頂盒上采用YPbPr／YCbCr接口，對提高圖像輸出質量而言意義不大。STx5105減少了2路DAC模塊，相應的減少了內部集成的元器件數量，降低了集成度，減少器件發熱量，提高了可靠性。因此，STx5105成本要比OAMi5516低，有更好的性價比。 機頂盒產品實際應用測試比較：通過對市面上不同廠家、不同器件的機頂盒產品測試后，發現基于STx5105的機頂盒確實在啟動速度、換臺速度、數據廣播接收處理速度等方面都較基于QAMi5516的機頂盒略勝一籌。溫度控制方面，有些廠家早期的基于QAMi5516的機頂盒為了降低器件溫度還采用了散熱片，現在一般通過增加、增大外殼上面的散熱孔，采用熱導流設計等手段來快速的散發機頂盒的熱量。由于機頂盒一般采用鐵皮外殼，長時間運行后外殼都有點燙手，通過對不同廠家機頂盒產品的測試，在環境溫度35℃的條件下，機頂盒連續運行24小時，實測外殼溫度最高為46℃，最低為42℃，都遠遠低于國家標準(國家標準規定對于鐵皮外殼家電產品，長時間運行后外殼溫度不得高于70℃)。 6 結語 通過對比分析可以看出，STx5105在功能、速度等方面都能滿足主流應用要求；通過減少內部集成元件(比如緩存、DAC模塊)，減少高耗電模塊(比如解調器)，降低集成度，減少器件溫度，提高可靠性。同時STx5105可以應用于DVB-S、DVB-C、DVB-T 3個DVB標準平臺，減少市場風險，為機頂盒下游廠家在器件供貨方面提供保障；目前市場基于STx5105的機頂盒越來越多，應用不斷成熟。 |
