高清智能电视设计需求探讨

要支援下一代Android智慧型电视，开发人员必须建置符合OpenGL ES 2.0规範的3D引擎。OpenGL ES 2.0引擎必须能提供丰富的3D使用者介面、网际网路浏览、Adobe Flash Player 10.x、Flash-based 3D游戏和Alpha混合。

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显示讯框缓冲器

1080p解析度表示有1，920水平画素乘以1，080垂直线条，总共有2，073，600个画素。若每个画素採用4位元组色深，总计需要在CPU和绘图引擎缓衝器间共享的记忆体容量为8，294，400位元组，或约8.3MB。

ATSC电视的最大讯框率为60Hz，这表示8.3MB的资料必须在一秒内传送60次到显示器。对一个32位元宽的记忆体匯流排来说，最佳状况是每个週期传送4位元组。

这是讯框缓衝器的传输需求。此外，也需要有用来执行预渲染(pre-rendering)、3D材质映射等的绘图引擎记忆体存取。视讯解压器也要有自己的记忆体空间。

SoC记忆体控制器的设计也是关键。採用最快的外部DRAM，可确保终端产品能提供高品质的使用者体验。这听起来可能有点超过，但是，除了产生现场/录影的视讯串流，下一代智慧型电视会高度依赖浏览器功能，发挥3D绘图控制器的最大优势以快速执行页面内容。若要有流畅的使用者体验，讯框缓衝器必须儘可能的大，同时记忆体控制器也必须儘可能支援最快的传输率。

目前，任何来自网际网路的视讯内容来源都是採用Adobe Flash Player。存取透过浏览器来的Flash-based内容，将会进一步增加绘图子系统讯框缓衝器和记忆体控制器的工作负载。

根据这些软体需求，针对OpenGL ES 2.0绘图引擎所建议的最小效能为每秒大于250 百万画素，以及每秒大于10M个叁角形。

编解码器 显示视讯内容的新一代装置都会採用专属的硬体解码器，来处理1080p HD内容。在主应用处理器上执行软体编解码器，只适用于极小的萤幕尺寸。这类以软体为基础的解码，可能无法充分发挥主应用处理器的效能，并有可能影响到诸如处理网路连接性等其他需求。与机上盒和DTV平台一样，建议採用专属硬体来建置所需的编解码器。

下一代智慧型电视需要多种编解码器，而不同的电视标準，如ATSC、DVB等，都会有各自不同的需求。编解码器需要能提供与PC相同的网际网路浏览体验。SoC製造商必须决定要用硬体或软体来建置这些编解码器。如果有些编解码器是建置在软体中，那就必须有足够的运算能力，以满足不同标準组织制定的最低效能水準。

记忆体(DRAM和快闪记忆体) 由于需要处理多重视讯串流和应用程式同步执行/网路浏览，我们建议，针对入门级系统，至少要用1GB的DDR2/3记忆体;而高阶系统，设计人员应该至少考虑用两倍的记忆体容量，即2GB。

此外，系统也需要採用快闪记忆体，以供储存非挥发性程式码程存和现场更新之用。针对入门级系统，我们建议至少要配置256MB，而高阶系统需512MB。同时也要辅助储存用的外部USB埠，让使用者可自行载入内容。

外部记忆体介面是限制效能的最重要因素。在一个CPU、绘图处理器、压缩/解压缩引擎都共享相同记忆体的系统中，记忆体介面必须儘可能採取最快、最宽的吞吐量设计。

因为绘图效能至关重要，因此SoC和系统设计人员应详细检查绘图引擎供应商提供的记忆体和系统匯流排需求规格。

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本文小结

正如Android行动电话一样，我们期望看到Android智慧型电视从2011年起就会有爆炸性的成长。

在设计这些平台时，选择可针对Android进行最佳化的CPU架构非常重要，同时也能最佳化所有软体堆叠所需的元件，以取得峰值效能。当然，开发工具和相关软体库也是关键。

谨慎考虑本文中提出的需求建议，将能设计出可确保优异智慧型电视体验的高效能SoC。

图1：现今智慧型电视的硬体需求。

图2：传统数位视讯的运作环境。