环球资源与gartner的联合调查显示，2004年消费类电子首次取代通信设备成为嵌入式系统的第一大应用，而数字视频是驱动消费类电子应用增长的主要因素之一。视频应用不但是数字电视(dtv)、iptv、ip可视电话、数字机顶盒(stb)的基本功能，而且正在快速渗透到手机、pda等移动设备中。各种编解码技术的快速发展推动了数字视频应用的普及，使通过有线/无线网络传播音视频内容成为可能。

在数字视频应用中，未来的明显趋势之一是支持新的视频标准，如h.264/avc、vc-1和avs等，而支持多种格式编解码的能力也很关键。此外，对基于不同编码标准、不同帧速率、不同分辨率的视频流进行格式转换的能力是另一项关键能力。

本文将详细剖析主流视频终端应用设备对视频处理的不同要求，以及其可能的技术解决方案。

多模解码是机顶盒的关键

根据传输信道的不同，数字机顶盒可分为卫星(dvb-s)、有线(dvb-c)、地面(dvb-t)和ip机顶盒四种。不同的机顶盒对于视频信号处理有不同的需求。低端设备要求能以30或25帧/秒的速率处理标准清晰度(sd)的视频(720x480的ntsc或720x576的pal)。高端设备能以30帧/秒的速率处理直至1080i(1980x1080)的高清晰度(hd)视频。最低端的设备要求能执行mpeg-2视频解码，而更高端的设备要求能执行mpeg-2和mpeg-4解码，以及进行一些类型的编码以便存储家庭电影等用户创建的内容或录制模拟电视节目供以后观看。目前对编码的需求是要在全帧速率下录制标准清晰度信号，以后随着更多hd摄像机的出现，情况可能发生改变，但现在hd编码的价格使得在大多数设备中集成hd编码功能不实际。表1列举了各种类型机顶盒对视频处理的典型要求。

表1：各种类型机顶盒对视频处理的典型要求。

其中，dvb-c机顶盒与dvb-t机顶盒均仅适用于普通模拟电视，是考虑到未来的数字电视接收机可以直接接收来自有线和地面广播的数字电视信号，无需数字机顶盒。而ip机顶盒的需求中未列入高清晰度类别，是考虑到至少8mbps的高清频道的传输带宽需求，在短时间内难于经由互联网普及到广大家庭。

在上表中，avs(audio video standards)是正在审议中的中国音视频编解码标准，avc(advanced video codec)是国际标准mpeg-4第10部分或h.264，wmv9、real、quiktime、divx等是分别由微软、realnetworks等公司开发的视频编解码技术，被广泛用于互联网。在这些技术中，avc、avs、wmv9是公认的新一代技术，其压缩效率比老一代技术有成倍的提高。

“信源编解码技术正处于新老标准的交替时期，多种标准并存的局面会长期存在。”中芯联合公司总经理边晓春表示，“然而，这些标准之间是不兼容的。这就要求实现这些标准的芯片必须能够实现多种格式的解码。我们将其称为多模解码。”

随着压缩技术和传输技术的进步，高清电视信号的传输成本和存储成本显著降低，高清卫星电视服务即将在北美和欧洲大面积普及。基于新一代压缩技术的编码与解码对于芯片的计算能力提出了挑战，能否低成本地实现多模的高清解码，已经成为芯片业界的一个重大课题。

目前，针对此问题有三种技术解决方案。

方案一：分别获取针对不同压缩格式的高清解码的硬件核，再根据需求将若干硬件核集成在一起。例如，将实现h.264高清解码的硬件核与实现mpeg-2高清解码的硬件核集成在一起。

方案二：设计一种计算性能超强的通用处理器，配以不同的软件、以适应不同的解码格式。典型的解决方案包括来自英特尔的赛扬600mhz处理器和amd基于速龙处理器技术的nx处理器系列。基于这类通用cpu的方案一般被用于构建ip机顶盒。

方案三：设计一种硬件加速核，专门承担解码过程中那些计算量较大的工作，而将计算量较小的工作交给其他通用处理器完成，从而保持了可编程和适应不同解码格式的特点。诸如st、ess、卓然等机顶盒芯片主流供应商的方案都由信源解码器和嵌入式cpu组成。

方案一的缺点是电路规模偏大、导致生产成本偏高，且难以适应兼容更多格式的需求；方案二的缺点是要求嵌入式系统开发商去适应那些全新的计算平台；方案三的缺点是硬件加速核很难做到兼容不同格式。

作为一家相对较晚切入机顶盒市场的新兴公司，中芯联合的开发思路是：首先寻求各种标准之间的共同部分，然后在统一的算法框架之下设计硬件电路的整体结构，且将其设计为可编程、可配置的，再配以少量特殊硬件电路，即可实现单一硬件电路的、可编程的高清多模解码硬件核。

中芯联合公司正在研制的芯片，就是试图实现低成本的多模高清解码。其主要特点是，使用单一的专用硬件电路实现不同格式的高清解码。“使用专用硬件电路