对数字电视机顶盒软硬件标准统一的探讨

数字电视机顶盒因为广电的市场割据，标准不统一，历经了长期的混乱。很多广电运营商已经感受到了这种混乱给机顶盒的售后服务、功能升级等带来了很大的困难，同时也感觉到机顶盒如果不能形成开放标准的市场化规模化生产，广电的数字化将永远以机顶盒为主。在数字化两三年后，很多机顶盒已经过了保修期，广电不得不承担起机顶盒售后服务的重任，在很多广电还没有把老的标清机顶盒债务偿还完毕的时候，高清双向又开始迅速起步。高清电视的普及靠送高清机顶盒恐怕很不现实。普遍认为，机顶盒和数字一体机的市场化普及，可以帮助广电摆脱机顶盒的包袱。但市场化的前提是必须要有开放透明的规则和统一的标准，才能做到真正的开放。

有的人认为真正的开放要从统一硬件开始，这确实是一个很大的命题。要实现硬件架构完全统一的目标，不知道有多少个芯片厂家要关门。如果机顶盒硬件统一这个理想实现了，就意味着机顶盒和一体机可以批量生产，直接进入大卖场。对这个讨论最应该引起关注的应该是芯片厂家，这无疑是要在数字电视界发动一场革命。

但是，即使是高度透明化的PC界，也没有实现硬件的完全统一，仅仅实现了标准的统一和透明，然而他们迅速发展的经验可以借鉴。PC机产业的高度统一有几个条件，核心的CPU指令统一兼容。也就是说，各个软件经过编译之后的机器码必须是统一的，不需要从源代码重新编译就可以直接使用。软件接口统一透明，针对硬件的BIOS接口标准化、透明化，可以屏蔽底层硬件的多样化。南北桥可以使用不同公司的芯片，以及不同公司的CPU，这样在硬件层不会形成独家垄断，就连CPU也有激烈的竞争。

于是，在透明开放的BIOS之上就有了各种操作系统的竞争。所以说，微软是在有了BIOS之下的软硬件统一透明标准之后在激烈的市场竞争中才诞生的，与其竞争的操作系统还有MacOSLinux等。有了微软的操作系统，才实现了高度的软硬件分离，计算机软件和硬件才在各自的轨道上激烈竞争，从而推动了IT业的快速发展。

对于机顶盒技术的开放，也必须先从硬件说起。目前机顶盒芯片所采用的CPU可谓琳琅满目，要实现机顶盒的市场化，统一机顶盒CPU是首先要做的事。

从目前的CPU市场状况来看，提供精简指令集CPU的公司众多，竞争比较激烈。比较著名的有ARM、MIPS、PowerPC、ARC等。

因为ARM的开放性最高，性价比高，用户量最大，普及程度较高，数字电视机顶盒CPU有向ARMCPU统一的迹象。高速低功耗是它的一大特色，像iPhone等高端手机芯片就选用了ARM1176。随着机顶盒芯片的速度越来越高，很多没有高端CPU的机顶盒芯片厂家转向了ARM1176CPU，甚至Cortex-A9多核CPU，多家公司的上网本也选用了ARM11。

据公开的资料，Cortex-A9其性能已经超过了Intel的ATOMCPU。
PowerPC是一款性能优越的CPU，有很大的伸缩性，源自于IBM，所有PowerPC指令使用32位长指令，由IBM和Motolora生产，著名的苹果G系列Macintosh电脑就曾经全部采用PowerPC，这种电脑在当时被用于需要大量运算的图片处理等方面。MIPS的32位RISCCPU也曾被大量应用于机顶盒芯片中，其特点是浮点运算能力强。PowerPC和MIPS也都曾是优秀的CPU，被用于任天堂、微软Xbox游戏机以及工作站等场合。

ARCCPU是一种可配置的性价比较高的CPU，在标清机顶盒上用量很大，但从富士通的分析来看，在高端CPU方面却后劲不足。

占机顶盒芯片首位的ST，标清芯片使用的是自主的ST20CPU，该CPU虽然是RISC架构，但却不是等长指令，用在机顶盒芯片中还要消耗对实时解码器管理的开销，虽然标有较高的频率，但实际速度并不很高。ST在高清机顶盒上，采用了ST40CPU，ST40的基础是SH4，是日立公司所研制，但现在ST的高清芯片CPU也要转向ARM。

今年9月25日Intel推出了适用于网络电视的CE4100，引起了广电行业的关注。因为它是第一个IA架构的数字电视专用芯片，网络电视本来就是站在广电的对立面，一旦普及，在开放的网络环境下，CA的CW共享将会让广电的加密系统形同虚设，这对广电来说绝对是一个梦魇。但站在软件工程师的立场和软件来源丰富的角度来讲，IntelIA架构（IntelArchitecture）的CPU肯定是首选。

然而从功耗上看，大家都知道IntelPC机的CPU用起来像个小电炉，光散热就是一道难题，即使很多使用低功耗ATOMCPU的上网本厂家，也因为散热问题不好解决而失败。而台式机对电源功耗的要求较高，使得在这条路上走了很久的Intel，在应对低功耗要求的机顶盒领域时短时间内有些适应不过来。搞过单片机的人都知道，复杂指令(CISC)与精简指令（RISC）相比，每完成一个动作前者所耗费的时钟周期个数比后者多出很多，所以在同样的性能下，CISC是天生的高耗能。Intel只有靠提升工作频率、改进芯片工艺来降低功耗。但ARM的Cortex-A9多核CPU的出现，让Intel进入数字电视市场的道路并不平坦。

嵌入式CPU完全是在一个开放式的市场环境下竞争，各个CPU技术才能在竞争中迅速进步。但在开放性和性价比上，以上CPU落后于ARM，并缺少第三方开发工具的支持，在竞争中占了下风。多个机顶盒芯片公司引进ARMCPU的行动，表明机顶盒芯片有向ARM统一的趋势。ARMCPU很可能在高清机顶盒芯片领域实现统一，并从ARM11开始，逐渐向Cortex-A9过渡，因为ARM11的软件将来可以直接拿到Cortx-A9上用，因而从ARM11CPU切入的高清机顶盒厂家将会受益。

ARM11在高清机顶盒上的稳定性也似乎得到了验证，富士通的第一款高清芯片出来没多久就开始量产出乎很多人的预料，这应该和选用成熟稳定的ARM11有关。

机顶盒芯片在向高性能CPU统一的过程中，只要有了透明的软件接口标准，就可以有多种CPU参与同ARMCPU的竞争。

如果将来有了比ARM性能更高的CPU，在开放的平台上完全可以轻松地切换过去。因此，软件接口的开放对行业的发展至关重要。
如果多个机顶盒芯片公司也能在高端机顶盒芯片上展开竞争，运营商不但能得到高性价比的高清机顶盒，还能形成一种开放的竞争环境，从而可以打破数字电视技术的封闭状态，形成优胜劣汰的竞争局面。这对还没有平移的城市和计划开展高清业务的运营商来说是一个好消息，因为高清互动电视在开放的环境下能够迅速发展进步，这种状态值得期待。而且现在的高清机顶盒都是双向的，高清又大多都是多解码，这使得再发展标清双向机顶盒失去了意义。

和当年IBM开发PC机的时代不一样，机顶盒芯片的性能已经远远高于那个时代的PC机CPU，但现在的机顶盒芯片硬件架构是高度集成化的SOC，硬件架构的统一如果由技术水平较高的广电运营商发起，应该不会是一个难题，那剩下的就是要统一机顶盒软件平台了。

就像当年IBM开放统一了PC机标准之后，才诞生了微软，成就了Intel一样。数字电视界的"微软"和"Intel"的诞生也应该是在硬件架构平台开放统一了之后，剩下的就是各个软件平台厂家为争夺数字电视微软宝座的竞争了。和CPU市场类似，这个竞争也必须在一个开放的环境下进行才有效，在目前十分封闭的数字电视行业，不可能存在优胜劣汰的竞争。而PC产业的发展历程却可以给数字电视领域一个很好的借鉴。
编辑：小宇