半導(dǎo)體助力中國的三網(wǎng)融合與多屏互動

3月21~23日，第二十一屆中國國際廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)展覽會（CCBN2013）在北京國際展覽中心舉行。博通（Broadcom）、意法半導(dǎo)體（ST）、美滿電子（Marvell）、ARM等半導(dǎo)體芯片和IP廠商，分別推出了C-DOCSIS和DOCSIS 3.0寬帶接入、機頂盒與智能電視技術(shù)方案。

C-DOCSIS和DOCSIS 3.0寬帶接入技術(shù)
C-DOCSIS是以天威視訊為代表的中國運營商于2012年8月提出的接入網(wǎng)標準。博通和海思作為芯片廠商參與了標準的制定。目前工作組正制訂C-DOCSIS技術(shù)應(yīng)用實施指南。同時，也與CableLabs合作推進該標準的國際化。

博通率先開發(fā)出同軸電纜媒體轉(zhuǎn)換器（CMC）方案，目前芯片已經(jīng)量產(chǎn)。該公司執(zhí)行副總裁兼寬帶通信集團總經(jīng)理Daniel A.Marotta表示，其C-DOCSIS EoC軟硬件有線電視解決方案包括CMC、DOCSIS 2.0和3.0電纜調(diào)制解調(diào)器及機頂盒SoC。其中24路下行、8路上行的C-DOCSIS BCM3384芯片，可用5GWiFi技術(shù)實現(xiàn)1Gbps的傳輸速率。16路下行、4路上行的C-DOCSIS BCM33843支持MoCA2.0和DECT要求。博通針對中國市場的EPON和C-DOCSIS系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 博通針對中國市場的EPON和C-DOCSIS系統(tǒng)架構(gòu)

博通寬帶通信集團技術(shù)副總裁兼陳學(xué)敏指出：“C-DOCSIS將來可以擴展到DOCSIS3.1，并實現(xiàn)5Gbps下行、1Gbps上行的傳輸速率?！?BR>
數(shù)碼視訊和中興已采用博通C-DOCSIS EoC技術(shù)分別開發(fā)出支持三網(wǎng)融合的CC8800系列（曾在2012年CCBN展出過）和ZXA10EC9026產(chǎn)品。浙江華數(shù)、江蘇有線南京分公司、昆山信息港和內(nèi)蒙廣電等運營商已開始大量部署上述終端。

ST數(shù)字融合產(chǎn)品部副總裁Laurent Remont指出，DOCSIS 3.0極高的數(shù)據(jù)速率使機頂盒和家庭網(wǎng)關(guān)僅需通過一個網(wǎng)絡(luò)即可傳送數(shù)據(jù)和視頻的融合業(yè)務(wù)，用戶在家中可同時使用智能電視、平板電腦、智能手機及游戲機等聯(lián)網(wǎng)終端。

ST在本屆展會期間推出了支持DOCSIS 3.0規(guī)范，用于機頂盒及帶顯示器的網(wǎng)關(guān)前端的STiD125 12通道和STiD127 16通道調(diào)制解調(diào)器芯片，及STiD128 16通道線纜調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（包括帶顯示器的網(wǎng)關(guān)前端）調(diào)制解調(diào)器芯片。

這三款芯片有16路下行、4路上行數(shù)據(jù)通道，上下行傳輸速率分別為108Mbps和800Mbps。此外還有8路視頻通道。芯片采用ARM? Cortex-A9雙核處理器控制路由器、交換機及通話功能。

機頂盒與智能電視方案

海思展示的家庭互聯(lián)解決方案由相當于網(wǎng)關(guān)作用的高清智能機頂盒、普通機頂盒和HDMI電視棒（Dongle）組成，用的都是Android4.0系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)機頂盒有多個調(diào)諧器，多路TS信號輸入和處理能力，通過WiFi或PLC電力線傳輸節(jié)目源。家庭互聯(lián)系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)機頂盒開發(fā)板如圖2所示。

目前，家庭中的多屏互動應(yīng)用，如將智能手機應(yīng)用連接到電視等大型顯示屏，基本是通過網(wǎng)關(guān)機頂盒實現(xiàn)的。海思展示的多屏互動機頂盒方案在用單、雙調(diào)諧器時，在電視和移動終端上可分別觀看相同頻點的不同節(jié)目或不同頻點的節(jié)目。用移動終端等小屏控制，可把機頂盒的節(jié)目鏡像到小屏；當然，也可把小屏的節(jié)目鏡像到大屏上。其高清機頂盒芯片仍是兩年前基于ARM Cortex A9架構(gòu)的Hi3716，系統(tǒng)開發(fā)板如圖3所示。

圖2 海思展示的家庭互聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)機頂盒開發(fā)板

圖3 海思展示的多屏互動高清機頂盒開發(fā)板，仍是兩年前基于ARM Cortex A9架構(gòu)的Hi3716芯片。

海思市場部TV業(yè)務(wù)部總監(jiān)張廣程在3月22日的智能電視操作系統(tǒng)探索與實踐論壇上表示，現(xiàn)在的多屏互動做得都不太好，原因是語音延時和編碼圖象質(zhì)量問題。他透露，2013年將推出X5第二代高清機頂盒芯片，會增強語音多屏傳輸?shù)膶崟r性，提升互動體驗，同時提高圖形處理速度。

展臺工作人員告訴筆者，海思的機頂盒芯片出貨量增長很快，2012年國內(nèi)市場份額排在第一，已超過ST和博通等國際巨頭。但ST和博通由于有前端寬帶接入技術(shù)的優(yōu)勢，所以接入部分加機頂盒的總體實力還是很強。

另外，目前標清機頂盒普遍采用運營商免費送給用戶，而高清機頂盒由于成本比標清的高不少，一些業(yè)內(nèi)專家擔心再用贈送的方法可能運營商吃不消。海思表示，其實高清機頂盒現(xiàn)在仍是贈送，高出的那點成本，運營商會通過每月增加幾塊錢收視費的方式補回來。全國很多地區(qū)都是這樣做的，讓用戶自己掏錢買的方式在中國肯定是行不通的。因為大部分收入高的都去用PC或平板電腦了，收入低的又沒錢買?？磥硇酒瑥S商還需把芯片成本進一步降低。

圖4 博通高清數(shù)字有線電視機頂盒芯片BCM7583的開發(fā)板

博通展示了集成全頻段捕捉和IP視頻服務(wù)器技術(shù)的低成本高清數(shù)字有線電視機頂盒SoC方案（見圖4）。3D圖形處理器（GPU）可實現(xiàn)HTML5應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)視頻（OTT）服務(wù)；BCM7584/7583分別有4個和3個QAM解調(diào)器；視頻編碼和轉(zhuǎn)碼；5G Wi-Fi接口；支持模塊化DOCSIS 2.0和C-DOCSIS標準；符合中國廣電總局的DCAS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容保護要求。

有線電視多系統(tǒng)運營商可利用BCM7583/7584方案將網(wǎng)絡(luò)視頻內(nèi)容流同時傳輸?shù)酱笮∑两K端。此外，該方案還具有條件接收（CA）和數(shù)字版權(quán)管理（DRM）安全性。

博通的Marotta還表示，以往是運營商提供中間件來控制機頂盒，但無線應(yīng)用與機頂盒的傳統(tǒng)應(yīng)用不一樣。Android等開源系統(tǒng)越來越流行，但目前對運營商還沒有產(chǎn)生任何經(jīng)濟效益，這就帶來了無線應(yīng)用與傳統(tǒng)應(yīng)用以何種方式共存的問題。通常機頂盒都帶有安全系統(tǒng)，而Android未必有。如果Android用在機頂盒平臺上，則會產(chǎn)生控制權(quán)的問題。Trellis軟件方案能在同一平臺上滿足運營商的需求，并保證安全、流暢、資源分配合理。[!--empirenews.page--]

ST推出了集成DVB-T2解調(diào)器的地面、有線、IP、OTT及衛(wèi)星高清機頂盒SoC STiH253。另一款機頂盒芯片STiH271EL適于中低端機頂盒。

上述芯片支持高清廣播和多媒體編解碼、多模和IP標準，及數(shù)據(jù)安全和內(nèi)容保護標準，同時集成了主流系統(tǒng)廠商的中間件。

ST數(shù)字融合產(chǎn)品部副總裁Laurent Remont表示：“在中國機頂盒市場，我們從低端到高端都支持。由于高清機頂盒在中國是一個新興市場，所以目前主要出貨量集中在中低端標清機頂盒。2012年中國的標清機頂盒份額在50%以上，2013年高清機頂盒會增加到50%以上?！?BR>

圖5 Marvell展示的基于ARMADA1500系列SoC平臺的4Kx2K超高清ATSC谷歌電視

Marvell展示了基于ARMADA1500系列SoC平臺的聯(lián)想S31Android智能電視、海信 Pulse谷歌電視機頂盒、TCL谷歌電視互聯(lián)網(wǎng)機頂盒MoVo Box，4Kx2K超高清ATSC谷歌電視（見圖5）。

據(jù)展臺負責(zé)人介紹，基于ARMADA 1500的視頻處理平臺采用了Android 4.0或4.2系統(tǒng)，滿足中國OTT運營商的要求，提供互聯(lián)網(wǎng)高清視頻點播服務(wù)；同時支持中國電信的高清IPTV服務(wù)。

此外還展示了支持語音搜索和手勢識別功能，面向智能電視和智能家庭的遙控平臺。

筆者在ARM的獨立展室內(nèi)看到了幾個非常有趣的下一代顯示技術(shù)。

①高清視頻與高端游戲內(nèi)容同時疊加顯示（Picture-in-Picture，PiP）在一個大屏幕上（見圖6）。據(jù)展臺工程師介紹，該系統(tǒng)是ST采用ARM的四核Mali GPU和雙核Cortex A9CPU架構(gòu)開發(fā)的。

圖6 高清視頻與高端游戲內(nèi)容同時疊加顯示在一個大屏幕上


圖7 ST采用ARM四核Mali GPU和雙核Cortex A9CPU架構(gòu)的PiP系統(tǒng)開發(fā)板

②Google平板電腦Nextus10屏幕上可同時顯示22個正在實時播放的視頻節(jié)目畫面（見圖8），用戶可任意平滑地轉(zhuǎn)換想看的節(jié)目。該系統(tǒng)采用了ARM的四核Mali T604GPU和雙核Cortex A15CPU架構(gòu)，用戶界面分辨率為WQXGA（2560×1600像素），超級分辨率算法實現(xiàn)了銳利、沒有偽影的任意影像尺寸縮放。系統(tǒng)軟件是由NDS Snowflake開發(fā)的。

圖8 Google平板電腦Nextus10屏幕上可同時顯示22個正在實時播放的視頻節(jié)目畫面，用戶可任意平滑地轉(zhuǎn)換想看的節(jié)目。


圖9 Insignal Arndale采用ARM四核Mali T604GPU架構(gòu)和雙核Cortex A15CPU架構(gòu)開發(fā)的OpenCL多張臉部高速檢測系統(tǒng)

③Insignal Arndale采用ARM四核Mali T604GPU和雙核Cortex A15CPU架構(gòu)開發(fā)的OpenCL多張臉部高速檢測系統(tǒng)（見圖9）。在進行CPU和GPU的性能比較時，同時檢測兩張人臉，CPU0的負荷量是31.76%，CPU1的負荷量是37.74%，而GPU的負荷量僅為7.6%。同時檢測多張人臉時，CPU0的負荷量達到了100%，CPU1的負荷量是40.2%，而GPU的負荷量仍僅為7.43%。