數字家庭的最新技術進展：高清接口、家庭網絡及音視頻轉換

這款產品支持高達3.4Gbps的視頻數據傳輸速率。在此速率下可實現全16位色深(65k色)，從而呈現真正的高清圖片。由于該產品提供多個HDMI輸入用于游戲控制臺、機頂盒和高清DVD播放器(Blu-ray和HD-DVD)外部程序源，因此LCD和等離子電視機可以從中受益。最重要的是，該產品包含一個集成的均衡器，旨在解決采用受損電纜或者超過20米的電纜時的信號衰減問題。
　　STDVE003A是針對高性能TMDS(最小化傳輸差分信號)數據傳輸的“有源數字多路復用器”。由于它被配置成3:1開關，因此電視設計工程師可為一個HDMI接收器芯片提供多達三個輸入端口。在傳輸到下一極之前接收和均衡輸入信號的內部有源組件可保持和增強信號完整性。
　　較高的數據傳輸速率完全符合最新的HDMI規范版本1.3。相比之下，由于較低的數據速率能力，其它解決方案一般將色深限制為12位(4k色)，即使是最初的視頻源(例如，來自Blu-ray和HD-DVD播放器的視頻源)為16位時。通過STDVE003A發送的16位源將產生更鮮艷、更明亮的16位圖片。
　　這款產品的10萬個批量單價為1.50美元，與同類產品相比具有成本競爭力。此外，其兼容的封裝和封裝引腳使其非常容易升級當前解決方案，而不需要改變PCB布局。
　　HDMI并不是數字家庭領域唯一的競爭主流的顯示標準。視頻電子標準協會(VESA)的數字顯示接口標準DisplayPort也正在發展壯大。
　　今年早些時候，AMD公司展出了業內首個帶本地DisplayPort接口的圖形處理器。此外，三星電子(Samsung Electronics)發布了具備DisplayPort接口的10.8Gbps極高帶寬30英寸LCD面板，可顯示2560×1600分辨率的圖片，并且無需使用雙鏈路。
　　最近，IDT(Integrated Device Technology)公司宣布，該公司將專注于開發用于下一代數字顯示器設備的接口和控制器解決方案。該公司已經開發出一個可用的“概念驗證(proof-of-concept)”DisplayPort器件，并且正在與想要與Display Port標準建立互操作性的顯示器客戶和公司積極合作。該公司計劃在2008年第一季度推出符合DisplayPort標準的產品。
　　據IDT公司的數字顯示器運營部副總裁兼總經理Ji Park表示，“DisplayPort擁有諸多優勢，這使其成為繼模擬VGA、目前在電視和PC中采用數字可視接口以及筆記本和監視器內部采用的低壓差分信號鏈路之后的技術，業內一些人士還認為，DisplayPort可能替代高清多媒體接口標準。無論結果如何，IDT都將繼續支持這兩種標準，因為我們認為這種策略將在長期為我們的客戶提供最大的利益。”
　　家庭網絡的最新發展
　　隨著SMSC公司基于PCI的網絡多媒體協處理器LAN9132的發布，今年年初家庭中的網絡多媒體內容出現了激增。該協處理器支持數字生活網絡聯盟(DLNA)的指導方針。
　　通過SMSC的RipStream技術，該協處理器結合了對多個高清音視頻(A/V)流以及軟件協議棧管理和安全的支持。因此，LAN9132的一系列靈活設計功能解決了消費電子設備的互操作性和內容保護挑戰。應用包括基于網絡的HDTV、機頂盒、數碼攝像機、家庭媒體服務器和無線多媒體數據流應用。
　　LAN9132滿足了要求魯棒性、靈活PCI接口的消費電子裝置對系統級芯片(SoC)不斷增長的需求。此外，它還非常適合802.11n等未來的網絡接口。該器件本身向設計工程師提供了32位ARM926內核，從而通過TCP/IP和通用即插即用(UPnP)堆棧卸載能力和數字版權管理技術提供了靈活性。
　　由于LAN9132是基于PCI的，因此設計工程師在支持DLNA指導方針方面擁有更寬的主機接口選擇范圍。因此，他們可以通過同時分發多個高清流以更高帶寬來滿足家庭網絡要求。該器件的批量單價不到10美元。
　　今年，另一個家庭網絡組織同軸電纜多媒體聯盟(MoCA)也在發展。Entropic Communications公司最近發布了內業首個支持MoCA 1.1的芯片c.LINK EN2210/EN1010(圖2)。該芯片的發布是MoCA 1.1芯片組標準被認可之后的熱門新聞。

　　采用Entropic的c.LINK芯片組，電信、有線和衛星運營商能夠以一定的成本效益將用戶的現有同軸電纜基礎設施轉換成175Mbps家庭娛樂骨干網絡。通過該芯片組，用戶可以共享標清電視(SDTV)和HDTV視頻、音樂、游戲和圖像等數字娛樂內容。
　　今年六月份，Entropic發布了針對其c.LINK平臺的新功能組，包括參數化服務質量(PQoS)、用來提高吞吐能力的封包聚集、16節點支持、遠程診斷能力和首選網絡協同。現在，這些功能是MoCA 1.1規范的一部分。獲取這些功能只需要將軟件升級到EN2210/1010芯片組。
　　同時，IEEE P1901工作組啟動了選擇可形成寬帶電力線通信標準基礎的單個提案的最初步驟。該提案的物理和媒體訪問控制(MAC)層包含最初由DS2(Design of Systems on Silicon)引入的重要電力線技術，如200Mbps的數據速率、密集型多載波調制、時分多址(TDMA)MAC和針對音視頻應用的先進QoS。
　　為了進一步支持電力線網絡，DS2公司最近發布了一項技術，該技術將允許下一代電力線產品在400Mbps的峰值數據速率下工作。這將實現新的支持HD的多媒體應用的開發，如多通道HD IPTV發送或多室個人錄像機(PVR)。DS2公司的400Mbps技術將與該公司現有的200Mbps產品(如Aitana芯片組)兼容，從而確保針對現有用戶和設計的無縫遷移。該技術還符合發展中的標準。預計可實現性能翻番的技術將在2009年全面到來。
　　音視頻轉換
　　轉換代碼的過程基本上將多媒體內容從一種標準格式變成另一種標準格式，是數字家庭中內容分發過程中非常重要的一步。隨著最近德州儀器(TI)公司的新DaVinci數字媒體處理器的發布，代碼轉換獲得了較大的發展。
　　TMS320DM6467是一款特別針對實時、多格式、高清視頻代碼轉換而調諧的基于DSP的SoC。該器件的性能有望達到前一代處理器的十倍。該處理器是針對解決消費和商業市場中的高清代碼轉換挑戰而設計的，很可能用于家庭中的IP機頂盒。
　　其多核設計包含一個集成的ARM926EJ-S內核、C64x+ DSP內核、高清視頻/成像協處理器(HD-VICP)、視頻數據轉換引擎和目標視頻端口接口(圖3)。HD-VICP可通過用于HD 1080i H.264高畫質影像代碼轉換的專有加速器提供3GHz的DSP處理能力。其視頻數據轉換引擎管理包括縮小、色度采樣和菜單覆蓋功能在內的視頻處理任務。

　　不到300MHz的DSP內核用來管理多格式視頻代碼轉換，從而將剩下的DSP凈空留給其它的應用性能。該器件還包含一個工業標準的PCI總線和連接外設的吉比特以太網。
　　例如，可能采用DM6447來將傳入機頂盒的高清MPEG2視頻流代碼轉換成實時的H.264 HP@L4流。然后，經過代碼轉換的流通過Wi-Fi鏈路發送，以在HP IPAQ PDA等手持設備上觀看。
　　TI公司表示，DM6467的集成度和優化級別使得在以先前應用系統成本的十分之一提供這種性能的同時，還維持了處理多個視頻格式所需的靈活性。采用DM6467來處理視頻的代碼轉換，系統將只需更小的功率、更便宜的DDR2內存、更少的閃存數以及更小的FPGA，從而節省更多的材料成本。
　　該處理器充分利用了TI的DaVinci開發環境，包括完整的硬件、軟件和開發工具。此外，加快開發過程的還有DM6467數字視頻評估模塊(DVEVM)，該模塊包含MontaVista Linux、工業標準和DaVinci應用編程接口(API)、DaVinci編解碼器引擎和一系列用于評估的多媒體編解碼器。
　　除了標準視頻、圖像、語音和音頻編解碼器之外，該系統還包含MPEG-2到H.264等最新代碼轉換器。DaVinci TMS320DM6467的5萬片批量單價為35.95美元。DVEVM計劃在2008年第一季度開始付運。
　　有關家庭網絡標準的更多信息，請參閱www.electronicdesign.com網站上的文章“Digital Home Networks Need Some Discipline”。