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[導讀]數(shù)字電視機頂盒主器件的選擇涉及多方面的因素。從硬件結構方面對STx5105和QAMi5516兩款器件進行詳細對比分析,主板電路設計采用不同的外部元器件設計主板,給出了高頻頭、內存型號的選擇事項。事實證明,選擇STx5105器件作為機頂盒主器件是一種理想選擇。

1 引言
    數(shù)字電視機頂盒作為數(shù)字電視系統(tǒng)的終端設備,其類似于一臺微型計算機,其核心器件集數(shù)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(tǒng)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QA-Mi5516和STx5105數(shù)字電視機頂盒主器件進行比較分析。

2 主要參數(shù)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(yè)半導體和機頂盒器件供應商之一,在研發(fā)實力、產品種類、供貨實力等方面有顯著優(yōu)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OA-Mi5516。
    QAMi5516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(shù)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(shù)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(shù)字衛(wèi)星電視(DVB—S)、數(shù)字有線電視(DVB—C)、數(shù)字地面電視(DVB—T)機頂盒,它無內置QAM解調器。根據(jù)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(guī)格和應用相同。STx5105與QAMi5516器件主要參數(shù)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,通過外置不同的解凋器件,適用于DVB—S、DVB—C和DVB—T機頂盒,圖l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(jié)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CUl216L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CDl316L的高頻頭(輸出中頻信號給QAMi5516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(yè)務機頂盒采用64 MB內存,否則無法滿足交互業(yè)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(tǒng)控制電路和MPEG一2解碼器時的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)緩沖存儲器;采用一片57V281620ET(16 MB)SDRAM,用作系統(tǒng)控制電路的數(shù)據(jù)緩沖存儲器:采用一片M28W640(8 MB)Flash ROM作為程序存儲器,同化機器的控制程序。

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù),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(shù)據(jù)的等待時間,提高處理速度。同時由于DDR接口的數(shù)據(jù)傳輸率比SDRAM高,易于支持擴展業(yè)務。而SDRAM接口傳輸率低,運行速度慢,無法支持大的擴展業(yè)務。STx5105內存采用DDR一166 MHz,確保整體性能提升。
4.3 封裝工藝
   
優(yōu)良的封裝工藝可以減少主板元器件間的數(shù)據(jù)交換“時滯”現(xiàn)象,同時提高系統(tǒng)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TOFP(塑料方型扁平式)封裝和BGA(球柵陣列)封裝。
    采用TQFP封裝的器件,易于安裝和維修,不容易出現(xiàn)虛焊等故障;而采用BGA封裝則不利于維修,容易出現(xiàn)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(yōu)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(yōu)于QAMi5516。
    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(fā)熱要低于QAMi5516,因為解調器是耗電、發(fā)熱較大的模塊。
    在片內緩存以及數(shù)模轉換模塊(DAC)數(shù)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(shù)據(jù)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 Signal復合視頻信號,占用l路視頻DAC)接口、YPbPr/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(shù)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,對提高罔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(shù)量,降低了集成度.減少器件發(fā)熱量,提高了可靠性。因此,STx5105成本要比QAMi5516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(fā)現(xiàn)基于STx5105的機頂盒確實在啟動速度、換臺速度、數(shù)據(jù)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(xiàn)在一般通過增加、增大外殼上面的散熱孔,采用熱導流沒計等手段來快速的散發(fā)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(huán)境溫度35℃的條件下.機頂盒連續(xù)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(guī)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。

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