继小说、游戏、音乐之后,电视这个传统媒介的触角,也开始与手机合体。2004年4月,中国联通和广州移动开始推出移动流媒体/手机电视服务,为中国手机电视的滥殇;随后的几个月间,北京、四川、苏州等地移动公司也先后宣布通过与相关软件商和内容提供商合作向GPRS用户开通手机电视服务;6月,上海文广和中国移动签署了开发流媒体手机电视业务的合作,使通过手机收看比赛成为现实;12月,天津联通开通基于CDMA手机电视(GOGOTV),周星驰电影《功夫》也现身手机……曾几何时,手机开始被赋予“第五媒体”的封号;今年4月底,诺基亚更在香港N系列产品的发表会中,直接将手机重新定义成为“多媒体计算机”,企图让手机成为主宰数字生活的核心。
暗潮汹涌的手机电视市场
根据ABI Reasearch预估,2006年全球电视手机设备与服务的市场值为2亿美元,至2010年,将大幅提高到270亿美元,电视手机用户预估将达到2.5亿户。而IMS研究公司的调查更乐观地指出,拜DVB-H等广播服务采用所赐,移动数字电视将在2010年以50%的增长率迅猛攀升;到2011年底,将有近5亿的人口加入手机看电视的行列!无怪乎从去年开始,多家广电集团纷纷申请开办手机电视,目前上海、广东、北京三地已获广电总局同意开展技术试验。今年4月26日,广电总局下发通知,要求规范“中国移动数字多媒体广播”(CMMB)技术试验。
2005年11月底,东方明珠与文广新闻传媒集团联合组建公司,共同开发DMB手机电视项目,并开始搭建DMB手机电视商业网络,估计今年将完成30个发射。全部完工后,可实现上海地区室外95%和室内80%的DMB信号覆盖。尽管官方没有正式宣布该标准的名称,但是随着中国6月底“DMB-T/H”(地面/移动数字多媒体广播)“融合方案”的出炉──清华大学和上海交通大学各自研究成果的大集成,似乎预示着欧洲DVB-T标准小规模试验的终止。以T-DMB为基础的TDS-OFDM(时域同步正交频分复用技术),是清华大学的心血结晶;而主张能以更低功率传播更远距离的ADTB-T技术(以QAM,正交幅度调制为基础),则是上海交大的代表作。
日前在“中国国际广播影视博览会科技发展论坛”传出所谓的“融合方案”可能以清华的多载波技术为主,上海交大的单载波为辅,细节有望在10月正式公布。清华力合和上海交大在地面无线技术上的角逐,瞄准的都是农村、城郊和城市的公交车、出租车等市场(不包括手机电视标准),但从技术本质来看,单载波和多载波技术在基础上是无法做到真正意义上的融合;在利益平衡的考虑下,采用“并存”的机率十分高。即在接收端保持原状,各自制定自己的标准;必要时在接收端加装开关,如同GSM的900/1800系统手动或自动进行切换。
ARM:Mobile TV系统性能要求更高
对研发资源有限的厂商来说,IP的取得与项目的开发有着密不可分的关系;手机IP龙头供应商ARM,其中国区总裁谭军表示,ARM公司并没有对某一种移动数字电视的特别“倾向”。无论是交通工具、手机或其它便携式设备,移动数字电视所起的作用都是提供娱乐和信息,在这点上它们都是相同的。站在IP Provider的角度来说,所提供的是可用于各个不同数字产品领域的核心技术,旨在开发“可支持任何标准的的IP产品”;至于具体支持哪一种标准?是由其合作伙伴根据自己对市场以及消费者的需求所做的判断而决定,据以进行差异化设计,从而实现对某一种或几种标准的支持。
谭军认为,普通的家用型数字电视对功耗的要求较低,更多地关注其图像质量、音效等性能指标;但移动数字电视对功耗的要求非常高,且图像和音效质量亦要在水平之上。因此在移动数字电视应用中,对系统性能的要求是很高的,但同时还必须考虑设计的Power Budget。由此,设计不但需要满足“摩尔定律”,更必须满足“聪明的摩尔定律”,使得性能和功耗之间达到一个平衡点。他并提到,在具体措施上,多线程技术并不合适,它更合适于应用在PC中。在提高移动数字电视的处理性能方面,需要进行对硬件设计优化,通过软件设计在实现一些功能的同时降低功耗,并且充分利用已有的物理库来优化制造工艺。
“以前,功耗的降低更多地是通过硬件设计来实现的。但是随着制造工艺不断发展,现在越来越多的产品已经开始用90nm甚至65nm技术生产,系统即使在不工作的时候产品漏泄功耗,降低了系统的电池寿命。”谭军说。对于设计师而言,不但需要考虑系统的动态功耗,还需要考虑系统的漏泄功耗(leakage-power)。另外,设计师还需要对软件进行优化,否则系统资源可能会有比较严重的浪费情况,不利于降低系统的功耗。最后一点,利用更先进的生产工艺(例如90nm、65nm)也能够帮助设计师满足系统对于性能和功耗的要求。
此外,如何结合IP和无线技术的优势,对于设计师而言也是一大挑战。首先,电视系统的设计比起手机系统复杂得多,对性能的要求也高得多;其次,移动数字电视作为一项无线应用,对带宽的要求相当高。这些都决定了移动数字电视系统设计师需要使用到相当多的IP,如果将来自不同提供商的第三方IP很好地整合在一起是个挑战。在整合过程中,必须考虑到以下几个问题:产品的设计周期和上市时间,IP是否经过芯片验证(silicon-approved)等。
“低功耗”、“安全”和“对流媒体的支持”,是ARM据以纵横便携式视频世界的三大利刃:ARM的ARM11系列处理器和ARM Cortex-A8处理器可以满足移动数字电视系统对CPU的要求;除了处理器本身的低功耗设计之外,ARM公司还提供了IEM(智能电源管理)技术,以及优秀的物理IP库,能够进一步帮助设计师降低移动数字电视系统的功耗。
再者,对移动数字电视所接收的内容进行数字版权管理(DRM)是设计师必须考虑的一点。ARM公司提供的TrustZone技术能够在硬件上实现安全保护措施,帮助设计师更好地解决DRM问题。此外,有鉴于移动数字电视可能会接收一些格式不同的流媒体,ARM公司的NEON技术能够加强多媒体和信号进行的性能,帮助设计师以最低的费用和功耗实现其移动数字电视系统对多种格式的流媒体的支持。
Broadcom:in-house研发能力有利竞争
自恃在混合信号集成及数字处理技术的先进性,Broadcom(博通)移动电视产品行销经理Chris Cytera则持不同意见;他表示,他们能够自行发展(in-house)像ADC、PLL等模拟元件,有助于以更低的BoM成本开发Mobile TV的单芯片解决方案,从而在同业中占据有利的竞争位置,BCM2940的问世便是一例。特别是在关键的Tuner(调谐器)和Demodulator(解调器)上,如果拥有IP的研发能力,便能省却对最顶层IP Provider的依赖;就长期战略的角度而言,无论在单芯片集成的优化和对新标准演进的掌握,皆较具有挥洒空间。
Cytera并提到,即便在DRM和CA系统等版权议题上仍未完整,但Broadcom看好微软的“Janus”数字版权保护软件,Cytera并透露Janus已获美国移动电视公司Modeo的采用,并预言很快将在全球引起重视。Janus起源于罗马一个守护神的名字,安装微软Janus软件的数码产品,用户可向内容提供商租用内容,而所租用的内容只可在指定的Media Player上播放,并在指定的时间内使用(虽然,这些指定的Digital Media Player必须在Windows Mobile的环境下执行)。
据编辑了解,德州仪器(TI)年初在西班牙3GSM中所展示的Hollywood移动数字电视单芯片解决方案──PacketVideo的pvTV用户解决方案,即支持微软Janus DRM和OMA。Hollywood芯片把调谐器、解调器和译码器整合至单颗组件,以具备体积小、部件少和耗电低等特性,OMAP2420处理器可接收并处理DVB-H信号。Hollywood芯片在接收DVB-H信号后,再将IP视频串流输出到OMAP处理器,由OMAP2420将IP串流译码后,可赋予手机色彩丰富的视频和立体音频。
事实上,TI的OMAP2420应用处理器也是微软Windows CE 6(beta版)的首款基于ARM11的开发平台。OMAP2420处理器目前的发货量已高达数百万片,Windows CE 6 Platform Builder工具套件将针对OMAP2420处理器集成主板支持套件。而PacketVideo的pvTV则是TI利用经验证的视频播放器架构所开发的移动数字电视客户端解决方案,可提高应用开发效率,让设计迅速移植到不同平台,并支持Linux、Symbian和RTOS等多种操作系统。
pvTV解决方案还提供MPEG-4、AVC、AAC+、WMV和WMA等移动电视编码译码器,以及产生每秒30帧画面的QVGA或CIF格式视频输出,使得移动装置也能看到清晰的影像。S3的onHandTV解决方案则是可靠并通过验证的行动电视应用中介软件平台。onHandTV提供一组符合CBMS标准的功能以及专用来满足新兴商业电视网络和试播需求的Operator Adaptation Packages (OAP)套件。
此外,软件的支持也是不可或缺的,Broadcom在英国康桥有播放软件的开发团队,专门为BCM2722这个已用于欧亚地区移动电视的多媒体处理器而开发。Broadcom表示,这是几经验证的软件,乃通过多年媒体播放和视频下载的经验积累而成。在提到测量的重点时,Cytera表示对于这样一个新市场而言,在小量试产前往往和可编程器件的导入状况关系密切,特别是在解调算法的优化上,往往是试播可能性的试金石。
Altera:PLD协处理器角色吃重
人们总是聪明的,当囿于成本或技术因素,无法真正做成SoC,就以SiP来成就“单芯片”的梦想;而当CPU或DSP等核心处理器无法负荷人们所有的期待时,“协处理器”(Co-processor)便成了最快、最可行的实现方式。特别是可编程逻辑器件(PLD)所带来的设计自由逐渐为人赞赏后,更成了协处理器的最佳担纲者。
Altera亚太区高级市场经理陈国裕在接受我刊专访时表示,“作为协处理器,可编程器件有助于创新,或者在既有ASSP之外添加新功能;这样的概念也可延伸到移动多媒体中,例如CPLD可充当一个common platform,协助分担摄像、接口、内存控制等创新功能,以便让ASSP专心应对基带和解调等主要任务。”陈国裕直指,任一广播主流技术的出现,主要来自于负责传输的“头端”(Head-ends)和接收信号的“终端”(Teminal),且都脱离不了3P格局──Power、Package和Price的桎梏,成本、功耗和尺寸无疑是便携式设备的头号考虑。
从产品生命周期的角度来看,刚处在“预热”阶段的概念推广期,由于规格多样、又要抢得响应市场需求的先机,“外挂式”芯片自然成了最现实的方式,此时方便修改的可编程器件更显得占尽优势;再者亲近技术来源,无疑是快人一步取得成功的好方法,与清华大学过从甚密因而炙手可热的Legend Silicon(凌汛科技)便是一例。方兴未艾的Mobile TV也是如此,陈国裕说,不论全球规格如何多元或充满不确定因素,Altera都能提供一个良好的开发平台给实验中的单位。
经过与客户实地的接触Altera发现:电路板太多层而导致的高成本,是系统设计者最头痛的问题;多年的经验告诉他们:2~4层的PCB厚度才是最适合的。为符合客户的期待,Altera特于今年推出MBGA(Micro BGA)和FBGA(FineLine BGA)封装的产品──MAX II 器件,以小尺寸、多I/O接口以尽可能满足简省电路板空间的目的。MAX II EPM240、EPM570和EPM1270器件提供100引脚和256引脚0.5mm MBGA封装和100引脚1.0mm FBGA封装,与竞争CPLD方案相比,设计人员使用新的MBGA封装后,在相同的电路板面积上,用户I/O和逻辑单元(LE)数量平均多出50%。设计人员利用新封装和MAX II器件独有的特性(较高的逻辑密度、片内电压稳压器和内部振荡器),能够进一步降低系统成本,集成分立器件,减少电源数量。
Altera CPLD的零功耗模式以及这一市场上通用的封装形式,能够帮助便携式设计人员解决越来越短的开发周期、行业标准变化导致的功能不确定性,以及成本压力等问题。100引脚FBGA封装的EPM240和EPM570型号已有现货,而100引脚MBGA封装的EPM240和EPM570、256引脚MBGA封装的EPM570和EPM1270器件亦将于近日开始供货。EPM240 M100的250,000片批量价格是1.25美金。
由于技术的提升、单位成本的下降,可编程器件早已脱离了当初那个“用作雏型设计”的框架,而不断渗透到各种既有及新兴应用领域当中。为此,这些供应商也不断积极寻求可发挥的舞台,Altera便用“Go from Swimming Pool to the Ocean”来形容他们不断自我调整营销战略、不断开发新市场的心路历程。正是这种动力使然,足以解释PLD市场越见蓬勃的原因。访谈间其实有个小插曲值得一提,陈国裕突然抛出一个质疑让我们共同思考:即将到来的3G,既然也可收看移动电视,又何必要再大费周章地大兴标准之争?
例如,重返移动通信市场后的香港电讯盈科(PCCW),新增的3G多媒体串流服务即成为集团另一大服务范畴,率先推出手机电视服务,让客户全日24小时免费以手机同步收看实时电视广播内容,随时随地与新闻及财经信息同步。这些多样性的内容包括:TVB频道、独家的“环球流动乐场”、“now宽频电视”特设频道,以及财经、体育、消闲等信息。且在正式投入服务前,举办“3G优先试”活动,让消费者先行免费试用3G服务及手机6个月,希望通过这种方式收集宝贵反馈意见,以让服务更臻完善。
移动电视市场目前由在3G上运作的streaming TV-like服务组成,今年中国移动和中国联通也先后推出了基于蜂窝移动网络的手机电视业务。直观上,以手机接收广播信号看电视,不像通过3G服务需另外付费给电信公司,理论上使用成本费用会较低。除了这个因素外,恰巧,飞利浦半导体从另一个层面解答了我们心中潜藏的疑问。
飞利浦半导体:不预设立场,多元并进
走在移动多媒体前端的飞利浦半导体表示,DVB-H依地域性的不同,在广播上有UHF和L频段的区别。与此同时,当使用者规模越来越大后,通过3G/UMTS的视频服务的风行也是可预见的。网络的带宽将不足以提供所有顾客“到位”的服务,因此所谓的“下一代3G广播服务”仍是必须的。此外,面对多种规格不断涌现的局面,例如:日本盛行ISDB-T、韩国以T-DMB和S-DMB为宗……飞利浦认为,在欧洲,虽然多是DVB-H的天下,但T-DMB也有蠢蠢欲动的迹象;而出自高通(Qualcomm)的MediaFlo标准,将与DVB-H同台并存。
多数厂商皆抱着多头并进的多手策略,只不约而同地强调会基于符合客户需求而研发技术;飞利浦半导体手机及个人移动通信产品部市场经理陈世豪直言:“我们不会对手机电视的规格预设任何立场”,其在中国即同时参与了DVB-H和T-DMB的研发工作,并计划于2006-2007年期间开展试验,在DVB-H方面更已成功商品化,推出BGT215/6收发器,且往后的新产品亦会兼容这个平台。
飞利浦认为,从全球规模来看,当手机电视在多个国家渐为运营商和广播业者接受后,开放的DVB-H标准在2008-2009年间,将取下最大的市占率,届时也是手机电视正式起飞的时刻。这似乎和日本Techno Systems研究公司在去年12月间所发布的一份“Broadcast components for mobile phone”的报告中,所揭示的意见不谋而合。
“我们会配合国家的标准和客户的需求做出适当的调整。产业也应该配合国家的发展,为08奥运会做好准备”,陈世豪为飞利浦半导体的理念做了明确的宣示。飞利浦半导体所提供的DVB-H收发器在业界具有领先的地位,并在以下方面拥有先进的技术:
● 更小的尺寸:BGT215/6仅7mm×7mm
● 更低的功耗:BGT215/6仅需40mW以下的时间分片模式(time slicing mode)
● 具有较佳的“多普勒效应”(Doppler performance):产品质量为200km/h (依据其传输模式而定)
BGT210、BGT211(面向美国L-band)和BGT215(面向欧亚UHF)则是飞利浦最新的手机电视解决方案。BGT210具有以下的特性:1.不需外部元器件;2.<50mW的低功率;3.多普勒效应只有90 Hz;4.电源电压的3.2V~4.5V;5.提供客户开发工具包,包括:BGT210、评估板(SSB v3) ——Small System Board v3、用户手册和其它文档、各种工具以便于使用SSB v3,以及称作“DRAL”的驱动程序。
而BGT211手机电视解决方案则能提供数字电视前端接收器的所有功能,并且不需要任何外部元器件。飞利浦客户开发工具包(customer development kit)能确保支持手机电视的移动电话能够被顺利地、简便地开发出来,同时缩短产品上市时间。BGT211包含可编程选项,支持发展中的标准以及即使系统已经上线后的升级。为了帮助客户简化开发流程,飞利浦也可以在天线解决方案整合方面为客户提供专家意见和技术。顺便一提的是,飞利浦半导体提供完整的Front-End解决方案以及与管脚、应用兼容的装置,且备有完整的智能手机(Nexperia cellular system solution 9100)和功能手机(包括3G手机,Nexperia cellular system solution 7210)参考设计,包括驱动软件和中间件软件的整合。
结语
目前在众多规格中,短期内虽以DMB较占优势,但DVB-H和后起的MediaFLO的后劲也不容小觑。为加速DVB-H规格在北美市场的普及,包括英特尔、诺基亚、摩托罗拉、德仪和Crown Castle子公司Modeo在内的诸多重量级厂商,即在今年1月共组“Mobile DTV联盟”。据了解,诺基亚业已和广电总局及相关运营商接触,以寻求在中国内地试验其手机电视技术DVB-H的可能性。
回到运营基本面,在日前一项针对全球手机、便携式媒体播放机和汽车Mobile TV市场所做的研究显示,今年开始手机电视将迅速进驻手机网络,成为争夺早期市场的关键年;然而要到2010年年初,基于手机网络的电视收视群才会真正被数字广播服务所带动。该项研究成员认为,如果服务提供商能有效地供应极具吸引力的内容、优质的收视、合理的收费机制和诱人的手机,则每增加一个电视订阅者,便能为推广手机电视助益良多;但在此之前,移动电视的服务提供者和他们的合作厂商,必须在基础建设和技术上做相当的投资,以驱动使用者的覆盖率并使良好的户内接收成为可能。
借鉴日韩经验,根据不久前野经济研究所就具备ONESEG电视接收功能的手机所做的购买意向调查预估,今年单波段手机约有将达到294万部,2010年单波段手机在日本国内的普及率将达到30%,约有3,480万部的规模;而用户利用单波段手机收看的节目主要是新闻和体育等对“实时性”有要求的内容。在韩国的使用记录中,小笑话是手机视频最高的使用者,特制频道次之,而游戏信息和新闻/影视节目紧跟在后。
人类因梦想而伟大,在人们锲而不舍地努力下,终究一一克服了功耗和传输等技术上的障碍,现在就差如何“优化”,以迎合真实的生活需求了。其中,提供现代人迫切需要的信息内容、安稳顺畅的收视环境以及合理的消费机制,无疑是最关键的一股推力,因为──科技始终来自于人性,一些可有可无的视频内容、不健全的基础设施或过于昂贵而不现实的掏钱运营(例如:地面数字电视在车载移动方面虽然有优势,但仍缺乏良好赢利模式),都将成为扼杀人们入伍Mobile TV行列的头号杀手。