摘要：本文闡述了在大量采用廣播DTT標準和最新視頻壓縮技術之后，全球的地面數字電視機頂盒（DTT/STB）在結構上的最新發展。最后一部分則描述了迪康(DiBcom)解決方案如何幫助OEM廠商繼續使用成本優化的硬件，而不會影響機頂盒的擴展性，同時延長其使用壽命。
在液晶電視集成DTT接收器之后，有些人認為機頂盒將很快退出歷史舞臺。然而，電視正在經歷著一場革命，可以連接互聯網，并出現了高容量低成本的PVR和VOD等。這就出現了越來越多性能更強的機頂盒，可以接收各種廣播和寬帶網絡傳送的內容。由于具有更高的靈活性，機頂盒在結構上也在不斷發生變化，這就為制造商提供了針對不同市場設計低成本、高性能機頂盒的新商機。
數年來，DTT STB前端/后端的功能組成分為以下幾部分：
• 基于“三芯片的方案”（調諧器+解調器+視頻解碼器）
• 或基于“兩芯片的方案”， 一個射頻調諧器連接到一個集成了基帶DTT解調器和視頻解碼器的SoC芯片，如圖1所示：
圖1 ：2007年STB DTT前端 /后端框圖
這種結構是芯片制造商和機頂盒OEM廠商為了降低成本，并為相對穩定的市場提供價格適中產品的自然結果。由于2007年以前DTT標準十分有限（見圖2），在后端處理器SoC中集成DTT解調器也就理所當然了。
圖2：2007年全球各地與視頻壓縮標準相關的DTT標準分布
但是，幾年后這種結構就已經變得過時，這是因為在高清電視內容的推動下，出現了更多更有效的DTT標準和視頻壓縮標準。
從2007年開始，出現了新的DTT廣播標準，如中國的DTMB，和拉丁美洲的ISDB-Tb。同時，能夠增加30%到50%頻譜效能的DVB-T2網絡也在英國和斯堪的納維亞開始建設。
另一方面，新的視頻壓縮標準，如MPEG-4 AVC/H264和AVS (中國)正在逐漸替代MPEG-2。隨著H264的使用，所需傳輸帶寬節省高達50%甚至更多，這樣就加快了HDTV的推出。其結果是導致了市場進一步分散，如圖3中不同板塊所示。
圖3 2010年全球各地與視頻壓縮標準相關的DTT標準分布
如果芯片制造商想針對所有市場推出最適合的芯片集成方案，就必須設計十多種不同的SoC芯片，這還沒考慮衛星和有線廣播。如果芯片制造商要滿足所有這些標準，那么在銷量上還不足以使他們實現投資回報。
展望未來
因此，為了快速適應這一市場發展，出現了一種更為靈活的STB結構，如圖4所示，該結構在一個單芯片中包含了所有的最新的集成技術（調諧器+解調器），其優越性在于視頻解碼器不會因大量的信道解碼而超負荷。這樣就有助于避免由于設計不完善或沒有競爭優勢的SoC所帶來的風險。
圖4：2010年后的STB DTT前端 /后端框圖
這種結構解決了STB行業目前以及今后所要面臨的挑戰，即分散市場中的可擴展性和適應性。
下表（表1）詳細說明了針對每個DTT標準，其視頻壓縮標準的規范（P）和等級（L）
表1：針對每個DTT標準的視頻壓縮標準
根據所有DTT標準的視頻壓縮標準，我們可以畫出圖6，說明2010年全球推出的DTT標準, 以及圖7，說明視頻壓縮標準子集的全球分布情況。
圖6:2010年推出的DTT標準（前端）
圖7：2010年推出的視頻壓縮標準（后端）
從圖6和圖7來看，分別開發出支持目前五個解調標準的前端SoC和支持解碼目前五個視頻壓縮標準的后端處理器，比設計十個支持圖3中十種不同組合的專用SoC更為有效。,
展望2011和更遠的未來，市場發展的趨勢也將更有利于這種結構：
•“IP STB”越來越流行，尤其是在成功實現“三重播放”的西歐國家。全球分析師對2009年全球STB發貨量的10%為IP STB表示認同。這種趨勢也必將加速互聯網電視（web2.0）的發展，接入視頻點播內容和在線應用（如通過智能手機）也將變得更簡單。然而，通過有線網傳送電視節目并不一定總能提供穩定的線性電視節目（由于到DSLAM的距離和網絡穩定性問題），而且也不一定都是免費的服務。因此，IP STB的崛起將提高對“Hybrid-Box”的需求，同時后端芯片將傾向于互聯網的增值服務，而前端芯片也可根據地區和目標終端市場互換使用。
•最新的視頻壓縮標準不僅節省寬帶，而且還降低了對存儲容量的需求。再加上存儲單元（硬盤或Flash存儲器）的成本越來越低，個人錄像機（PVR）的價格也越來有吸引力。采用這一結構，STB的OEM廠商只需一個、兩個或是更多的調諧器即可輕松地從最初的一個平臺擴展到各種產品，且一個后端處理器就能分別且同步支持一個，兩個或是更多的視頻流。
就在幾年前，我們都有一部可以將喜愛節目的錄制到錄像帶上的錄像機，而PVR就是可以替代這些舊式錄像機的數字產品。
•許多低成本的后端沒有集成任何對條件接收的支持。然而，一個DVB-CI+模塊幾乎可以滿足各種條件接收系統，且無需進行任何專門的集成。添加一個DVB-CI+模塊現在也變得非常容易，因為這種結構允許訪問MPEG2-TS數字接口。
DiBcom 現在為DVB-T 和 ISDB-T提供了極具成本效益的前端芯片，且引腳完全兼容，尤其適用于目前歐洲、亞洲和拉丁美洲的STB市場：
• DIB 7090: 針對DVB-T的集成式調諧器+解調器
• DIB 8096: 針對ISDB-T和ISDB-Tb的集成式調諧器+解調器(Full seg 和one seg)
這兩個芯片的框圖與圖4完全吻合。與圖1中舊的前端結構相比，新的集成解決方案有以下優勢：
•前端SoC：
這兩款芯片采用片上系統(SoC)技術，將所有器件集成到一個芯片底板上。這種方法為DTT應用（固定及移動）在性能、大小和降低成本等方面帶來了真正的優勢。將一個單芯片RF調諧器和解調器集成在一個底板上解決了前端的空間、特性差異和成本問題。無論是簡單模式還是雙天線（PVR或分集），它都有利于高度集成方案的實施。
• 更強的室內信號接收能力
多年為便攜設備開發信號處理技術的經驗使我們擁有更強大的數字信道估算執行能力，從而提高室內信號接收能力。當無法使用室內天線時，這一作用就顯得尤為重要。
• 無需SAW濾波器：
在使用“Zero IF”(I&Q)調諧器時，集成的效率非常高。因為解調器中的獨立數字濾波器替代了昂貴的外部射頻SAW濾波器。
• 集成AGC：
調諧器-解調器耦合對AGC優化產生了重大影響，避免了兩條電路中的模塊重復。客戶不用再在外部射頻調諧器與基帶解調器之間開發一個復雜的硬件/軟件 AGC界面。AGC即使是在有高動態范圍輸入信號和相鄰信道情況下依然能夠立即進入工作狀態。
• PVR/PIP或分集模式
在雙模式中（見以下圖8）使用雙芯片時，主芯片提供一個MPEG-2傳輸流，傳輸：
- 由兩個獨立前端提供的數據
- 或是通過兩個單一數據的最大比值合并(MRC)獲得的數據
這就使雙接收器的配置變得異常簡單，無論是提供兩個獨立視/音頻信道的PVR/PIP (A模式)， 還是在信號微弱的時候增加接收器靈敏度的分集模式（B模式）。
結論
除了用于DVB-T和ISDB-T的Soc芯片，DiBcom還研發出了“Octopus”，一個可編程/多標準平臺，這種平臺支持現有大部分電視廣播標準。由于世界電視廣播標準的差異性，這種適應性很強的平臺應該很快成為液晶電視集成數字電視前端的最佳方案。
這不是STB的盡頭。在許多國家，大量顯像管甚至是液晶平板電視沒有集成任何的DTT前端。此外，DTT的技術創新還在不斷延續，這就需要一定時間來集成到液晶電視中（例如HDTV, PIP, PVR, 3D…）。通常情況下，人們在每隔五到七年就會更換一次平板電視，因此推出帶有新技術的機頂盒遠比把它集成到平板電視中容易得多。只有STB才能保持與技術創新的同步。