高清H.264熱潮將至 芯片方案紛亮相
       ■ 安勇龍 ／文

       H.264標準相對MPEG4 Part2而言，在同樣的圖像質量 情況下，編碼效率提高了30%到40%，相應地節約了至少30%的網絡帶 寬。在當今網絡帶寬越來越寶貴，用戶對高清的需求又越來越強烈的 情況下，采用H.264標準成為在有限帶寬下滿足用戶需求的魚和熊 掌可兼得的方案。
       然而，由于編解碼相對復雜而要求很高的運算能力以及其他一些 原因，支持高清H.264標準的編解碼芯片并未大規模
 
出現。不過， 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標準的編解碼芯片或者解決方案，其中一些方案已經量 產并得到市場應用。

       各種解決方案爭奇斗艷

       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疑都為高清H.264 標準的應用起到了推波助瀾的作用。

       ST正與全球主流運營商合作以推動產品的發展。ST推出了采用90nm 工藝的7100和7109高清多標準解碼芯片。其中，ST7109是目前市 場一款同時支持高清H.264和VC1標準的IP機頂盒芯片。

       Altera采用與第三方合作的方式推出支持高清H.264標準的解決 方案。例如，Radyne公司就基于Altera的Stratix Ⅱ FPGA平臺 推出了支持高清H.264標準的專業高清編碼器AVC4000-HD，據稱 這是業界支持高清H.264標準的編碼器解決方案，它提供了更 好的視頻質量和更高的集成度，目前可以支持主規格(Main Profile) 檔次。

       今年6月，賽靈思公司與4i2i公司宣布推出業界第1款基于FPGA的 H.264/AVC高規格(High Profile)實時視頻解碼器。這款高規 格解碼器采用單片賽靈思Virtex-4 FPGA和由4i2i公司交易許可 的知識產權(IP)核實現。

       近，AWOX公司宣布推出基于德州儀器公司達芬奇平臺的家庭媒 體服務器參考設計SALAI軟硬件平臺。AWOX參考平臺支持各種 編碼技術，如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、Nero、 H.264、WMV9與VC-1以及標清格式等。德州儀器半導體技術(上海) 有限公司北京辦事處半導體事業部DSP業務經理鄭小龍表示，公司正 在醞釀推出支持1080i高清H.264標準的解決方案，未來一兩個月 將有消息。

       FPGA平臺應用較廣

       ST、Altera、賽靈思和德州儀器等四家公司采用的技術各不相 同。不過殊途同歸，終的目標都是提供支持高清H.264標準的編 解碼解決方案。

       ST多媒體市場機頂盒商務組市場部經理葉青華表示，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準。即使客戶需要采用不同的標準， 由于單芯片解決方案本身能夠支持很多標準，可以大大節省上市時間。

       Altera和賽靈思公司都采用基于FPGA解決方案。Altera北中國區 渠道客戶現場技術應用經理蔣治認為，FPGA方案能夠加快開發周期， 因為它可以直接修改錯誤，當方案趨于穩定后就采用結構化ASIC的方 式進行固化，后者成本低，只有FPGA解決方案的十分之一。兩種方式 的結合能夠給客戶提供更好的成本和開發周期方面的優勢。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領域具有無可爭議的地位，德州 儀器公司也采用DSP解決方案。聞亭公司市場經理李明榮表示，ASIC 由于不可編程性，在應對視頻編解碼方面還是有所欠缺。FPGA解決方 案則是強于邏輯處理。DSP由于是流水線結構，因此處理的任務相對 比較單一，涉及較多邏輯運算的多任務處理并非其強項。但是，DSP 的運算量大，運算能力很強，適合處理較為復雜的運算。而高清H.264 編解碼的復雜度相對較高，因此DSP還是大有用武之地。

       量產和應用時間各不相同

       ST、Altera、賽靈思和德州儀器等四家公司高清H.264產品 和解決方案的量產和市場應用時間不盡相同。在這方面，ST一步。

       2005年，全球有6000萬臺機頂盒采用ST的芯片，今年7100和7109 高清多標準解碼器也獲得了批量生產。在IP機頂盒方面，2005年，法 國電信公司基于7100的產品已經量產；目前西班牙電信公司也推出了 基于7100的機頂盒。在線纜機頂盒市場，歐洲的多設備制造商UPC 今年第二季度開始生產基于ST解決方案的高清H.264機頂盒。而在 地面傳輸方面，采用7100芯片的高清H.264產品已由CANAL+TPS 公司批量生產。

       Altera公司表示，基于該公司高清H.264解決方案的產品已經在 美國面世，在中國，雖然還沒有推出相關的產品，但是有很多客戶對 此非常感興趣，已經開始對解決方案進行評估和測試。

       德州儀器公司將于2006年第三季度推出基于達芬奇技術的數字視 頻軟件開發套件。

       相關鏈接

       H.264為MPEG4的第10部分

       JVT(Joint Video Team，視頻聯合工作組)于2001年12月在泰 國Pattaya成立。它由ITU-T和ISO兩個國際標準化組織的有關視頻編碼 的專家聯合組成。JVT的工作目標是制定一個新的視頻編碼標準，以實 現視頻的高壓縮比、高圖像質量、良好的網絡適應性等目標。目前JVT 的工作已被ITU-T接納，新的視頻壓縮編碼標準稱為H.264標準，該標 準也被ISO接納，稱為AVC(Advanced Video Coding)標準，是MPEG-4的 第10部分。

       高清電視標準明年1月1日實施

       今年3月31日，信息產業部正式發布了《數字電視接收設備—— —基礎標準》、《數字電視接收設備———接口標準》、《數字電視 接收設備———機頂盒標準》、《數字電視接收設備———機卡分離 標準》、《數字電視接收設備———顯示器標準》等25項行業標準。 25項行業標準都是電子行業推薦性標準，不具備強制性，其中，《數 字電視接收設備———顯示器標準》給出了9個月的過渡期，于2007 年1月1日起正式實施，其余標準自頒布之日正式實施。

       記者觀點

       FPGA在視頻和成像應用中潛力巨大

       消費者對高清晰電視(HDTV)和數字攝像機等創新產品的需求 一直在推動視頻和圖像處理應用的迅速發展。

       采用模塊化、可編程視頻和圖像處理方案迎合了這種發展趨勢， 這種方案具有較高的性能和靈活性，它更新方便，開發成本低，應用 成熟。開始量產時，可以通過移植途徑來降低產品成本。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勢：

       *與單芯片DSP視頻和成像解決方案的對比：只采用DSP器件并不 能滿足許多視頻和成像應用的處理要求。在FPGA解決方案中，FPGA協 處理器承擔了負荷較大的任務，從而提高了性價比。例如，設計人員 可以采用1個DSP器件和1片FPGA來實現成本效益的高清晰(HD)方 案，而不必使用8到10片DSP器件。
 
       *與ASSP器件的對比：ASSP器件一般不能及時支持變化較快的視 頻和成像標準。FPGA能夠很容易地進行更新，支持分辨率更高的視頻 新標準，因此成為視頻解決方案的通用平臺。FPGA的可重新編程能力 還避免了設計過時的風險。

       *與ASIC方案的對比：ASIC無法像FPGA那樣輕松地進行修改，其 靈活性和成本也不如FPGA。