圖2機頂盒單芯片iDTV處理器硬件架構方塊圖(以STD2000為例)
資料來源:ST
在軟件部分則包括操作系統和實時操作系統(RTOS)、提供互動功能的MHP等中介軟件(Middleware)及應用程序接口(API),以及電子節目表(EPG)等應用軟件或條件式接取(ConditionalAccess,CA)安全功能。接口上則需要支持安全性模塊(PODmodule)、共同接口(CI)、智能卡(smartcard/reader)、高速界面(USB、IEEE1394及序列ATA)等。CA、CI、POD等技術難度較高,也是設備商在選用視頻處理芯片解決方案后,仍需進一步整合開發的議題。
設計關鍵:視頻轉換處理
視頻轉換處理無疑是機頂盒最主要的功能,因此編碼/解碼器(CODEC)猶如機頂盒的心臟。目前電視廣播界仍以MPEG-2為基本視頻壓縮規格,但已積極轉向MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4Part10)及VC-1等新一代編解碼規格。采用新的規格對業者來說具有許多好處,最明顯的例子在于他們能通過有限的頻寬傳送更多的節目頻道,或提供高畫質的電視節目。
以MPEG-2和H.264來比較,在傳輸HDTV內容時,前者需要20Mbps頻寬,后者只需8Mbps頻寬就能提供相同的畫質,兩者差了2.5至3倍。除了頻寬的考慮外,采用新的視頻壓縮規格也能帶來其它的優勢,例如在具備節目錄制PVR/DVR功能的機頂盒中,更大的壓縮比意味著能儲存更多的容量;此外,新的規格也提供了對象導向的互動功能,以及子母分割畫面等加值功能。
目前市場上并未明確的往特定的新一代規格靠攏,處在這個過渡期中,機頂盒只得同時支持多種規格。MPEG-4雖然問世較久,也有不少廠商大力支持,但它先天上存在著一些難以克服的瓶頸,讓它在推展上顯著舉步維艱。
MPEG-4最大的問題在于規格過于龐雜,視頻只是MPEG-4定義中的一個部分(lS014496-2MPEG-4Part2)。這種龐雜性就產生各部分兼容性的定問題:有些內容不夠清楚,或不夠開放;有些做了折衷處理,反而造成互操作性的難題。舉例來說,由于MPEG-4允許自訂輸出規格,因此造成各種規格并存的現象,例如較知名的Divx規格及微軟的wmv規格,但過多規格也讓服務業者望之卻步。另一個令人詬病的原因,則在于要取得MPEG-4的商用取可證曠日廢時,而且得負擔高昂的使用費用。
相較之下,H.264雖然也是一個復雜的標準,但它只針對視頻做制定,也已獲得MPEG/lS0和ITU兩大國際標準組織的支持,加上它是當前能提供最佳視頻壓縮效能的規格,也不存在使用費的問題,所以自2003年標準推出后,即對HDTV、HD-DVD、手機及視頻串流等業者產生莫大的吸引力。不僅如此,H.264在制定時即考慮了與MPEG-2既有系統的通用性問題,因此,在今日的基礎建設中就能將H.264嵌入MPEG-2傳送流(TS)中發送出去。H.264的應用情況與取樣速率請參考(表1)。