智能电视与机顶盒芯片助推中国三网融合进程

    “智能手机、PC、平板电脑、机顶盒电视间的多屏融合，家庭服务器和网关、OTT（互联网电视）/Android/HTML5等网络客户端设备及云计算，形成了三网融合的新趋势。”意法半导体全球战略执行官、执行副总裁兼家庭娱乐及显示器事业部总经理Philippe Lambinet在3月21-23日于北京举行的第20届中国国际广播电视信息网络展览会（2012CCBN）上指出。

　　博通执行副总裁兼宽带通讯事业部总经理Daniel A.Marotta也提出了中国三网融合进程中的三个有利因素：首先，中国加速中的三网融合政策将会产生7000亿人民币的投资，预计2020年之前将有2亿的NGB宽带用户。第二，在2015年之前预计90%的网络内容将是视频，目前55%的视频通过非PC设备观看，2015年前应用程序在iPad或Android设备的下载，每年达到470亿。第三，预测2015年前中国将有1.74亿个家庭实现数字化，广电总局2012年将把免费高清频道数量翻一番。

　　基于上述乐观的产业前景，多家半导体厂商展示了高清机顶盒芯片方案、DOCSIS EoC有线电视架构方案、智能电视芯片及FPGA调制方案。

中高端高清机顶盒芯片方案

　　意法半导体像往年一样，在外场希尔顿酒店展出了高中低端机顶盒解决方案。其重点展示的智能家庭网络平台基于28nm工艺、研发代号为Orly的机顶盒及服务器处理芯片STiH416。据展厅负责人介绍，该SoC集成了互联网和广播电视接收功能，采用了ARM Cortex- A9 MPCore双核应用处理器和Mali- 400MP四核图形处理器，连续传输数据流的专用处理器和符合条件接收（CA）和数字版权管理（DRM）标准的安全处理器。实时转码功能可将高清内容通过WiFi网络传输至智能手机、平板电脑、大屏幕电视并播放。

　　STiH416的多媒体处理子系统能解码多路H.264全高清视频流及DivX、多视图编码 (MVC) 3DTV和Google WebM等视频编码标准。支持电视广播、OTT、多屏幕多媒体串流、3D游戏和3D电视、高清视频会议、社交视频电话，及与传感器连接的智能家庭监控的应用。管理优化内容播放和应用所需的Android、HTML5、Adobe AIR和Qt软件。

　　富士通半导体、Marvell、海思及博通也都展出了与STiH416功能类似、可做智能家庭网关的机顶盒芯片。“大量视频内容已经连接到家庭里，今后会越来越多，因此，以家庭内的网关做视频分流更经济。”博通的Marotta表示。

　　富士通半导体的机顶盒/服务器芯片MB86M11支持Android4.0操作系统，虽然基于ARM Cortex-A9双核处理器，有5000DMIPS的性能，但并未采用ARM的Mali- 400MP四核图形处理器。此外，还支持多格式视频解码、编码、转码，及3D视频和图像引擎功能。

　　Marvell展示的基于88DE3100高清安全媒体处理器SoC开发的智能电视Hybrid机顶盒方案（见图1），基于Marvell主频为1.2GHz的双CPU SMP内核。

图1 Marvell基于ARMADA 1500(88DE3100)高清安全媒体处理器开发的智能电视Hybrid机顶盒方案

    博通展示的基于BCM97231FBTSFF芯片的多屏互动高清机顶盒（见图2），同时支持以太网、Wi-Fi无线、电力线和MoCA等通信技术，及Android4.0操作系统。

图2 博通基于BCM97231FBTSFF芯片的多屏互动高清机顶盒

    海思也展示了基于ARM Cortex-A9处理器的三网融合高清机顶盒芯片方案（见图3），有3D硬件加速引擎，双网口、双USB，多屏融合视频分享，应用商店、云存储、IP点播本地播放等功能，支持Android4.0操作系统。

图3 海思基于ARM Cortex-A9处理器的三网融合高清机顶盒芯片方案

    华为基于博通400MHz主频BCM7019双核处理器开发的有线高清互动机顶盒DC3562，体积较小，可挂在墙上。目前只支持Android2.3操作系统，展台人员对此解释道：“现在的重点是推广业务模式，看运营商是否接受。Android4.0从技术上不复杂，若用户有需求，可很快从2.3升级至冰淇淋版本。”他还表示，华为机顶盒所用的处理器很多是由海思供应的。

　　另外，浪潮集团基于意法半导体的7108芯片开发了一款机顶盒，其社交电视功能可在正常收看电视节目时，用屏幕下面一小部分聊微博，这对众多“微博控”们是个福音。

　　意法半导体外场展台上还有一款基于StiH225的机顶盒，内部有3个调谐器，在看电视时，可同时解码2路视频。机顶盒可成为家庭网关，通过WiFi访问外部网络，在iPad上显示上面2路视频。

低成本高清机顶盒芯片方案

    目前，中国一些地区的机顶盒基本上是送给用户，有线电视运营商主要靠收视费盈利，因此运营商对价格很敏感，低成本高清机顶盒相对更受欢迎。因而这一市场的竞争也更加激烈，相关的芯片厂商，即使像博通这样一贯走高端技术路线的厂商，也推出了低成本技术方案。

　　博通展示了采用40nm工艺的入门级高清有线电视机顶盒SoC平台BCM7581/BCM7582（见图4），具有下述四个主要特点：一、浮点单元的CPU和2D GPU支持流行的中间件和用户界面；二、1GHz DVB-C高频头采用了RF接收器技术；三、全频段捕获数字调谐（见图5）的FastRTV快速频道转换技术缩短了频道转换时间，在条件接收（CA）状态下也可快速换台；四、集成的以太网端口支持互动式有线电视业务，可作为至DOCSIS调制解调器或有线电视以太网（EoC）调制解调器的接口。

图4 博通采用40nm工艺的入门级高清有线电视机顶盒SoC平台BCM7581参考设计 

图5 博通的全频段捕获数字调谐技术

    相对于某些只有机顶盒芯片技术的厂商，博通的优势是既有机顶盒芯片，也有以太网、Wi-Fi无线、电力线和MoCA等通信技术，对于家庭智能网络，可以提供一体化完整技术方案。

　　富士通半导体展出了金网通基于MB86H615-L芯片开发的低成本高清有线机顶盒，支持1080p H.264/MPEG-2视频解码，及云计算功能。

　　海尔、银河、明新视讯（Winsome）也基于富士通半导体MB86H06-L芯片开发出了低成本有线双向交互机顶盒（见图6），支持VOD和IP双模业务。

图6 基于富士通半导体MB86H06-L芯片开发的低成本有线双向交互机顶盒

    意法半导体将于2012年底上市的第二代机顶盒芯片StiH273，主打中低端（有线和卫星）市场。“其与上一代产品的区别是，只需换一下调谐器即可。”展厅负责人表示。

DOCSIS EoC有线电视架构解决方案

　　博通基于DOCSIS的EoC有线电视架构解决方案现在支持1Gbps的下行宽带速率，及160M的上行速率。该架构包括同轴缆媒体转换器（CMC）、DOCSIS2.0和3.0有线电视调制解调器、机顶盒SoC等解决方案。DOCSIS3.0无头（headless）网关参考设计如图7所示。

图7 博通DOCSIS3.0无头（headless）网关，BCM93383SMS参考设计

    “DOCSIS的EoC有线电视架构将促进视频会议/聊天和IP电视等应用的普及。”博通执行副总裁兼宽带通信部总经理Dan Marotta表示。

　　目前，拥有180万有线用户的杭州华数部署蓝联的基于DOCSIS的EoC设备。北京数码视讯也推出了基于该方案的CC8800系列产品。

　　数码视讯总公司鼎点视讯总经理汝纪刚表示，C-DOCSIS的标准征求意见稿已经发布，将有望成为中国NGB接入网领域的第一个标准。采用C-DOCSIS技术后，用户不需要更换电缆，在同轴电缆上可实现1Gpbs的双向接入，接入带宽和业务承载能力都可达到光纤到户的水平。并且没有光纤入户要穿墙打洞的问题，不需要更换传输介质。其系统部署成本比光纤入户成本低很多，整体系统成本比广电领域使用的传统DOCSIS方案降低90%。在保证服务质量的前提下，标准的确定也解决了不同厂商之间的互联互通问题，有助于保护运营商的投资。

智能电视系统芯片方案

    意法半导体发布了代号为Newman Ultra的电视SoC芯片FLI7680，基于ARM Cortex-A9 SMP 双核应用处理器和Mali 图形处理器，集成专用音视频解码器、加密处理器、影像合成引擎及专用数据安全处理器。

　　Newman Ultra系统架构提高了电视应用程序的反应速度，视频解码功能可使一台智能电视机播放多种视频源，运行大量应用软件。

FPGA调制方案

　　赛灵思演示了3项调制方案：

　　1.基于单芯片的有线电视调制技术，用单个射频端口支持160个正交幅度调制（QAM）信道的160通道EdgeQAM方案（见图8）。采用了28nm工艺Kintex-7 FPGA，ADI和Maxim的高速DAC及 RADX Technologies的评估IP核。

图8 赛灵思的160通道EdgeQAM方案

    2.无需外置VCXO的低成本SDI接口环回方案（见图9）。所有SERDES发送端使用相同的时钟频率；将FPGA系统时钟噪声与SERDES隔离；低抖动运行时，不消耗额外功耗；基于Virtex-6、7系列FPGA和Zynq可扩展处理平台。

图9 赛灵思无需外置VCXO的低成本SDI接口环回方案 

图10 赛灵思基于Spatan-6的实时视频处理引擎目标设计平台

    3.基于Spatan-6的实时视频处理引擎目标设计平台（见图10）。集成了去隔行、缩放、OSD、视频时序控制、帧缓存控制盒DMA的LogiCORE IP；SD/HD/3G-SDI接口，并可扩展支持DisplayPort、HDMI及V-by-One接口。