高清H.264熱潮將至 芯片方案紛亮相

 H.264標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)MPEG4 Part2而言，在同樣的圖像質(zhì)量 
情況下，編碼效率提高了30%到40%，相應(yīng)地節(jié)約了至少30%的網(wǎng)絡(luò)帶 
寬。在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)帶寬越來(lái)越寶貴，用戶對(duì)高清的需求又越來(lái)越強(qiáng)烈的 
情況下，采用H.264標(biāo)準(zhǔn)成為在有限帶寬下滿足用戶需求的魚(yú)和熊 
掌可兼得的方案。 
　　然而，由于編解碼相對(duì)復(fù)雜而要求很高的運(yùn)算能力以及其他一些 
原因，支持高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的編解碼芯片并未大規(guī)模出現(xiàn)。不過(guò)， 
值得高興的是，ST、Altera、賽靈思和德州儀器公司都推出了支持 
高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的編解碼芯片或者解決方案，其中一些方案已經(jīng)量 
產(chǎn)并得到市場(chǎng)應(yīng)用。 

　　各種解決方案爭(zhēng)奇斗艷 

　　雖然ST、Altera、賽靈思和德州儀器等四家公司采用的合作模 
式和推出的解決方案各不相同，但是這些解決方案無(wú)疑都為高清H.264 
標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用起到了推波助瀾的作用。 
　　ST正與全球主流運(yùn)營(yíng)商合作以推動(dòng)產(chǎn)品的發(fā)展。ST推出了采用90nm 
工藝的7100和7109高清多標(biāo)準(zhǔn)解碼芯片。其中，ST7109是目前市 
場(chǎng)唯一一款同時(shí)支持高清H.264和VC1標(biāo)準(zhǔn)的IP機(jī)頂盒芯片。
    Altera采用與第三方合作的方式推出支持高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的解決 
方案。例如，Radyne公司就基于Altera的Stratix Ⅱ FPGA平臺(tái) 
推出了支持高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的專(zhuān)業(yè)高清編碼器AVC4000-HD，據(jù)稱(chēng) 
這是業(yè)界首個(gè)支持高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的編碼器解決方案，它提供了更 
好的視頻質(zhì)量和更高的集成度，目前可以支持主規(guī)格(Main Profile) 
檔次。 
　　今年6月，賽靈思公司與4i2i公司宣布推出業(yè)界第1款基于FPGA的 
H.264/AVC高規(guī)格(High Profile)實(shí)時(shí)視頻解碼器。這款高規(guī) 
格解碼器采用單片賽靈思Virtex-4 FPGA和由4i2i公司交易許可 
的知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)核實(shí)現(xiàn)。 
　　最近，AWOX公司宣布推出基于德州儀器公司達(dá)芬奇平臺(tái)的家庭媒 
體服務(wù)器參考設(shè)計(jì)SALAI軟硬件平臺(tái)。AWOX參考平臺(tái)支持各種高級(jí) 
編碼技術(shù)，如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、Nero、 
H.264、WMV9與VC-1以及標(biāo)清格式等。德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海) 
有限公司北京辦事處半導(dǎo)體事業(yè)部DSP業(yè)務(wù)經(jīng)理鄭小龍表示，公司正 
在醞釀推出支持1080i高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的解決方案，未來(lái)一兩個(gè)月 
將有消息。 

　　FPGA平臺(tái)應(yīng)用較廣 

　　ST、Altera、賽靈思和德州儀器等四家公司采用的技術(shù)各不相 
同。不過(guò)殊途同歸，最終的目標(biāo)都是提供支持高清H.264標(biāo)準(zhǔn)的編 
解碼解決方案。 
　　ST多媒體市場(chǎng)機(jī)頂盒商務(wù)組市場(chǎng)部經(jīng)理葉青華表示，ST公司采用 
SoC的方式提供高清編解碼解決方案。采用這種方案的好處在于靈活 
性高，能夠支持多種視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。即使客戶需要采用不同的標(biāo)準(zhǔn)， 
由于單芯片解決方案本身能夠支持很多標(biāo)準(zhǔn)，可以大大節(jié)省上市時(shí)間。
    Altera和賽靈思公司都采用基于FPGA解決方案。Altera北中國(guó)區(qū) 
渠道客戶現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理蔣治認(rèn)為，F(xiàn)PGA方案能夠加快開(kāi)發(fā)周期， 
因?yàn)樗梢灾苯有薷腻e(cuò)誤，當(dāng)方案趨于穩(wěn)定后就采用結(jié)構(gòu)化ASIC的方 
式進(jìn)行固化，后者成本低，只有FPGA解決方案的十分之一。兩種方式 
的結(jié)合能夠給客戶提供更好的成本和開(kāi)發(fā)周期方面的優(yōu)勢(shì)。雖然DSP 
解決方案的成本低、也非常靈活，但是其性能不夠好。 
　　眾所周知，德州儀器在DSP領(lǐng)域具有無(wú)可爭(zhēng)議的王者地位，德州 
儀器公司也采用DSP解決方案。聞亭公司市場(chǎng)經(jīng)理李明榮表示，ASIC 
由于不可編程性，在應(yīng)對(duì)視頻編解碼方面還是有所欠缺。FPGA解決方 
案則是強(qiáng)于邏輯處理。DSP由于是流水線結(jié)構(gòu)，因此處理的任務(wù)相對(duì) 
比較單一，涉及較多邏輯運(yùn)算的多任務(wù)處理并非其強(qiáng)項(xiàng)。但是，DSP 
的運(yùn)算量大，運(yùn)算能力很強(qiáng)，適合處理較為復(fù)雜的運(yùn)算。而高清H.264 
編解碼的復(fù)雜度相對(duì)較高，因此DSP還是大有用武之地。 

　　量產(chǎn)和應(yīng)用時(shí)間各不相同 

　　ST、Altera、賽靈思和德州儀器等四家公司高清H.264產(chǎn)品 
和解決方案的量產(chǎn)和市場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間不盡相同。在這方面，ST領(lǐng)先一步。 
　　2005年，全球有6000萬(wàn)臺(tái)機(jī)頂盒采用ST的芯片，今年7100和7109 
高清多標(biāo)準(zhǔn)解碼器也獲得了批量生產(chǎn)。在IP機(jī)頂盒方面，2005年，法 
國(guó)電信公司基于7100的產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)；目前西班牙電信公司也推出了 
基于7100的機(jī)頂盒。在線纜機(jī)頂盒市場(chǎng)，歐洲最大的多設(shè)備制造商UPC 
今年第二季度開(kāi)始生產(chǎn)基于ST解決方案的高清H.264機(jī)頂盒。而在 
地面?zhèn)鬏敺矫?，采?100芯片的高清H.264產(chǎn)品已由CANAL+TPS 
公司批量生產(chǎn)。
    Altera公司表示，基于該公司高清H.264解決方案的產(chǎn)品已經(jīng)在 
美國(guó)面世，在中國(guó)，雖然還沒(méi)有推出相關(guān)的產(chǎn)品，但是有很多客戶對(duì) 
此非常感興趣，已經(jīng)開(kāi)始對(duì)解決方案進(jìn)行評(píng)估和測(cè)試。 
　　德州儀器公司將于2006年第三季度推出基于達(dá)芬奇技術(shù)的數(shù)字視 
頻軟件開(kāi)發(fā)套件。 

    相關(guān)鏈接 

    H.264為MPEG4的第10部分 

　　JVT(Joint Video Team，視頻聯(lián)合工作組)于2001年12月在泰 
國(guó)Pattaya成立。它由ITU-T和ISO兩個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的有關(guān)視頻編碼 
的專(zhuān)家聯(lián)合組成。JVT的工作目標(biāo)是制定一個(gè)新的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí) 
現(xiàn)視頻的高壓縮比、高圖像質(zhì)量、良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性等目標(biāo)。目前JVT 
的工作已被ITU-T接納，新的視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為H.264標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo) 
準(zhǔn)也被ISO接納，稱(chēng)為AVC(Advanced Video Coding)標(biāo)準(zhǔn)，是MPEG-4的 
第10部分。 

　　高清電視標(biāo)準(zhǔn)明年1月1日實(shí)施 

　　今年3月31日，信息產(chǎn)業(yè)部正式發(fā)布了《數(shù)字電視接收設(shè)備—— 
—基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》、《數(shù)字電視接收設(shè)備———接口標(biāo)準(zhǔn)》、《數(shù)字電視 
接收設(shè)備———機(jī)頂盒標(biāo)準(zhǔn)》、《數(shù)字電視接收設(shè)備———機(jī)卡分離 
標(biāo)準(zhǔn)》、《數(shù)字電視接收設(shè)備———顯示器標(biāo)準(zhǔn)》等25項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 
25項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是電子行業(yè)推薦性標(biāo)準(zhǔn)，不具備強(qiáng)制性，其中，《數(shù) 
字電視接收設(shè)備———顯示器標(biāo)準(zhǔn)》給出了9個(gè)月的過(guò)渡期，于2007 
年1月1日起正式實(shí)施，其余標(biāo)準(zhǔn)自頒布之日正式實(shí)施。 

    記者觀點(diǎn) 

    FPGA在視頻和成像應(yīng)用中潛力巨大 

　　消費(fèi)者對(duì)高清晰電視(HDTV)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等創(chuàng)新產(chǎn)品的需求 
一直在推動(dòng)視頻和圖像處理應(yīng)用的迅速發(fā)展。 
　　采用模塊化、可編程視頻和圖像處理方案迎合了這種發(fā)展趨勢(shì)， 
這種方案具有較高的性能和靈活性，它更新方便，開(kāi)發(fā)成本低，應(yīng)用 
成熟。開(kāi)始量產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)移植途徑來(lái)降低產(chǎn)品成本。采用FPGA方 
案與采用DSP方案、ASSP器件和ASIC方案相比具有以下優(yōu)勢(shì)： 
　　*與單芯片DSP視頻和成像解決方案的對(duì)比：只采用DSP器件并不 
能滿足許多視頻和成像應(yīng)用的處理要求。在FPGA解決方案中，F(xiàn)PGA協(xié) 
處理器承擔(dān)了負(fù)荷較大的任務(wù)，從而提高了性價(jià)比。例如，設(shè)計(jì)人員 
可以采用1個(gè)DSP器件和1片F(xiàn)PGA來(lái)實(shí)現(xiàn)成本效益最佳的高清晰(HD)方 
案，而不必使用8到10片DSP器件。 
　　*與ASSP器件的對(duì)比：ASSP器件一般不能及時(shí)支持變化較快的視 
頻和成像標(biāo)準(zhǔn)。FPGA能夠很容易地進(jìn)行更新，支持分辨率更高的視頻 
新標(biāo)準(zhǔn)，因此成為視頻解決方案的通用平臺(tái)。FPGA的可重新編程能力 
還避免了設(shè)計(jì)過(guò)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。 
　　*與ASIC方案的對(duì)比：ASIC無(wú)法像FPGA那樣輕松地進(jìn)行修改，其 
靈活性和成本也不如FPGA。