移动数字电视带来的商机吸引了众多多媒体播放设备厂商的关注。设计主要还面临以下挑战:
(1)频谱分配。目前全球用于Mobile-TV的频谱并不统一。因此系统设计人员要面对不同的频谱,提供不同的解决方案。
(2)工作时间。用户希望一台移动电视的接收设备工作时间应该在3小时以上,因而系统设计人员需要仔细选择和调节调谐器、解调器并进行多媒体设计,以便优化系统功耗。
(3)移动性。便携式产品对设计人员提出的要求,就是使产品实现小型化并提高可靠性。
这就要求系统设计人员在设计时应尽可能选择集成方案,并且进行可靠性设计。
(4)编解码技术。在目前的PMP和手机中,大多数都支持MEPG-4,市场上大量出现的具备成本效应的硬件和软件MEPG-4解决方案说明系统厂商对MPEG-4更为熟悉。但是如果希望集成移动电视功能,设计师必须重新熟悉H.264编解码技术。
(5)LCD屏幕。消费者希望选择大屏幕来满足观赏体验,但是如何在大屏幕和功耗两方面进行折中是一个现实问题。此外,还需要解决日光下LCD屏幕无法看清的问题,世界杯期间移动电视就遭遇了这样的尴尬。
(6)测试问题。由于能够获得全面的参考设计,集成移动电视功能从技术上对设计人员并无太大挑战,但是目前移动电视服务覆盖范围有限,这无疑为整机测试带来了困难。
七、移动电视芯片角逐
1.IC产品
便携终端接收微波数字电视的IC产品在“ISSCC2006”“MobileTV”技术研讨会上,发表了面向欧洲的“DVB-H”、美国高通的“MediaFLO”、韩国微波方式的“T-DMB”及使用卫星的“S-DMB”、“DBS”的IC技术。
面向DVB-H方面,美国Broadcom、Microtune、韩国三星电子三家公司发表的IC支持UHF频带(470MHz~890MHz)及L-Band(1400MHz~1800MHz)双频段接收。“DVB-H有望在全球广大地区得到应用”,各公司均在完善对多频段的支持。
三家公司的IC均采用直接转换式架构,接收电路的结构也类似。耗电量都在类似的范围内。Broadcom公司的IC采用180nmCMOS技术,耗电量为295mW(UHF频带)或280mW(L-Band)。三星的IC采用180nmCMOS技术,电压2.8V时耗电电流为66mA(UHF频带)或74mA(L-Band)。Microtune公司的IC采用350nmSiGe双极CMOS技术,电压2.7V时UHF频带和L-Band的耗电量均为340mW。DVB-H由于使用了以时间分割方式突发进行数据传输的“时分方式(timeslicing)”,实际耗电量会进一步降低,会因导通与截止的占空比而异。采用180nmCMOS芯片尽管尺寸较小,但采用SiGe双极CMOS技术的芯片则具有噪
音特性好的优势。
移动数字电视市场正以惊人的速度发展,预计到2010年全球将有超过25亿手机支持这一功能。韩国在去年底率先推出了商用移动电视服务。而中国去年无线服务的总收入是9.24亿美元,预计2006年底将达到13亿美元。如此高的增长率使得许多芯片厂商不遗余力地推出移动电视解决方案。
欧洲最早基于其商业地面固定数字电视传输标准DVB-T开发出移动版标准DVB-H,目前DVB-H已在英国、芬兰、西班牙、澳大利亚等国家进行试播。DVB-H可以6MHz频率提供9至18通道的内容,具体取决于节目的分辨率(每秒15或30帧)。DVB-H能够承载数十套节目,可支持GSM、GPRS、WCDMA网络,并完全兼容于DVB-T。除了移动电视节目,DVB-H还可以支持数字无线电广播和音频服务,是可通过蜂窝式网络下载的剪辑服务的补充。
T-DMB是在欧洲DAB(数字音频广播)的基础上发展起来的。在移动性能和画质方面的优势使T-DMB颇具市场竞争力。除了韩国以外,德国、法国等国家也将进行T-DMB试播。与DVB-T相比,其主要优势为:频道转换时间较低(为1.5秒,而DVB-H则需要大约5秒钟);没有反应时间上的限制;每秒钟帧数更高;并且,由DAB升级到T-DMB所需的资金投入更少。
美国和日本则基于国家利益的考虑分别决定采用MediaFLO和ISDB-T标准。采用ISDB-T技术,可以把一个6MHz频道切割成13个频段,利用其中12个频段播放家用数字电视节目,剩余的1个频段则用于移动电视节目的广播。而高通的MediaFLO是专门为手机电视开发的系统,在系统和终端表现上都优于T-DMB和DVB-H。
从目前提供的前端解决方案来看,以支持DVB-H标准的占多数,几乎所有的老牌IC供应商都支持DVB-H,如TI、飞思卡尔、飞利浦、DiBcom和Microtune等。可支持T-DMB标准的主要为FrontierSilicon和韩国/以色列的一些供应商。
DiBcom公司的DIB7000-H是全球首先量产、支持DVB-H标准的接收器,满足用手机看电视的需求,耗电量小,具有抗干扰功能。
飞利浦当前主要支持DVB-H标准。继第一代移动数字电视前端解决方案BGT210后,飞利浦推出针对欧洲与亚洲市场的第二代移动数字电视前端解决方案BGT215/BGT216。新方案显著减小了占位面积,能同时完成调谐器和频道解调两种功能。
飞思卡尔提供的DVB-H解决方案包括射频调谐器和低噪声放大器LNA,分别是针对UHF频段(430MHz-862MHz)的MC44CD01/02和针对美国L-band(1.67GHz)的MC44CD03。
Microtune公司的DVB-H接收芯片MT2260采用集成设计,无需外部低噪声放大器(LNA)或平衡/不平衡变压器。MT2260目前可接收到的频段为美国的L-Band和欧洲的UHF(470MHz-890MHz)。
FrontierSilicon公司的ApolloFS1110是一款三频双模射频前端接收器,适用于广播数字收音机和移动电视,如T-DMB和DAB。Apollo与FrontierSilicon的Kino数字基带芯片合用,可以在手机和其它设备上实现全套优化射频和基带T-DMB解决方案。
基带芯片方面,FrontierSilicon公司推出了可支持DVB-T/T-DMB/DAB多种标准的基带接收芯片ParadisoFS1030。Paradiso支持所有DVB-H和T-DMB制式,包括中国、欧洲和韩国的变体。与FrontierSilicon现有的RF接收器ApolloFS1110和飞思卡尔/飞利浦/DiBcom/Microtune的DVB-H接收器相配合,可分别构成的完整T-DMB和DVB-H数字电视接收方案。
而TI的Hollywood单芯片解决方案是业界首款采用标准90纳米数字工艺将移动电视调谐器与解调器集成的方案。其中,DTV1000和DTV1001是Hollywood单芯片系列的首批产品,这两款芯片可支持开放式业界标准,包括DVB-H和ISDB-T。
2.前端接收芯片向SiP和多模多频段发展
从系统设计的架构来看,采用广播技术的移动电视接收终端产品主要包括两个部分:前端接收与后端解码。前端主要包含了调谐器和解调器,后端则主要在于解码的处理。从前端接收的角度而言,移动电视的技术并不复杂,那么如何在激烈的市场竞争中站稳脚跟,各芯片供应商纷纷从低功耗、低成本以及更小体积入手。
随着系统厂商对完整接收器解决方案的需要,将调谐器和解调器封装在一起的混合信号解决方案应该是未来发展的趋势。最近,致力于提供解调器产品的DiBcom公司表示已经开发出一款集成的DVB-H移动电视接收器,该芯片封装大小为12x12mm,能够接收VHF、UHF以及L频段的信号,全CMOS工艺使芯片具有较低功耗,在持续状态下功耗为0.4W,在DVB-H模式下为40mW。
另一个趋势,就是大多数供应商都在快速转向能够处理多个移动电视标准的下一代调谐器或解调器IC。既然目前标准无法统一,能够灵活支持多标准的产品就显得非常重要。
Microtune正在计划将现有基于ATSC、DVB-T和DVB-H的产品线进行扩张,开发全球通用的调谐器。推出支持DVB-T、DVB-H、T-DMB、ISDB-T,以及中国DMB-TH标准的产品系列。
除了上述硬件实现方法外,最新进入T-DMB领域的ADI还推出了一种软件解调方案,它将解调和音频/视频编码任务都分配给了BlackfinDSP内核,不过目前该平台仍然需要一个单独的射频TV调谐芯片。