高清H.264熱潮將至 芯片方案紛亮相

 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(jié)約了至少30%的網(wǎng)絡帶 
寬。在當今網(wǎng)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(guī)模出現(xiàn)。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(jīng)量 
產(chǎn)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(chǎn)品的發(fā)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 
場唯一一款同時支持高清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(yè)高清編碼器AVC4000-HD，據(jù)稱 
這是業(yè)界首個支持高清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(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)實時視頻解碼器。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 
的知識產(chǎn)權(IP)核實現(xiàn)。 
　　最近，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參考平臺支持各種高級 
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(yè)部DSP業(yè)務經(jīng)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，最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(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(jié)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(qū) 
渠道客戶現(xiàn)場技術應用經(jīng)理蔣治認為，F(xiàn)PGA方案能夠加快開發(fā)周期， 
因為它可以直接修改錯誤，當方案趨于穩(wěn)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(fā)周期方面的優(yōu)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王者地位，德州 
儀器公司也采用DSP解決方案。聞亭公司市場經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)品 
和解決方案的量產(chǎn)和市場應用時間不盡相同。在這方面，ST領先一步。 
　　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(chǎn)。在IP機頂盒方面，2005年，法 
國電信公司基于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的機頂盒。在線纜機頂盒市場，歐洲最大的多設備制造商UPC 
今年第二季度開始生產(chǎn)基于ST解決方案的高清H.264機頂盒。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 
美國面世，在中國，雖然還沒有推出相關的產(chǎn)品，但是有很多客戶對 
此非常感興趣，已經(jīng)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(shù)字視 
頻軟件開發(fā)套件。 

    相關鏈接 

    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(lián)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(xiàn)視頻的高壓縮比、高圖像質量、良好的網(wǎng)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(chǎn)業(yè)部正式發(fā)布了《數(shù)字電視接收設備—— 
—基礎標準》、《數(shù)字電視接收設備———接口標準》、《數(shù)字電視 
接收設備———機頂盒標準》、《數(shù)字電視接收設備———機卡分離 
標準》、《數(shù)字電視接收設備———顯示器標準》等25項行業(yè)標準。 
25項行業(yè)標準都是電子行業(yè)推薦性標準，不具備強制性，其中，《數(shù) 
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(shù)字攝像機等創(chuàng)新產(chǎn)品的需求 
一直在推動視頻和圖像處理應用的迅速發(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， 
這種方案具有較高的性能和靈活性，它更新方便，開發(fā)成本低，應用 
成熟。開始量產(chǎn)時，可以通過移植途徑來降低產(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： 
　　*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，F(xiàn)PGA協(xié) 
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F(xiàn)PGA來實現(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。