新興數位家庭技術─全新服務與用戶體驗

意法半導體市場開發經理 許文賦

新一代機上盒/數位電視晶片，提供從行動裝置與電視機、數位媒體閘道器與室內無線電話的全面連網化，伴隨著居家監控╱醫護與智慧電表等新興數位家庭技術的應用，帶給用戶更新的體驗…

意法半導體(ST)市場開發經理許文賦，首先介紹意法半導體ST是跨國性的半導體公司，劃分為無線通訊(Wireless)、汽車電子暨消費性電子╱ 電腦與通訊設施(Automotive,Comsumer ,Computer & Communication Infrastructure；ACCI)，以及工業與多區段市場(Industrial and MultiSegment Sector)三大事業群，在全球有10個國家設立先進研發中心，15個主要生產廠址，包含ST-Ericsson全球員工數超過53,000人，2010年營收為103.5億美元，是歐洲第1大半導體公司，以及全球第3大半導體公司。地區營收比例，13%在北美(America)、25%在歐洲中東非洲(EMEA)區域，44%在大中華地區與南非，18%則是日本與南韓。

意法半導體從1984年就進入大陸市場，一共僱用8,500位員工，在大陸上海設立研發生產總部，同時在北京、哈爾濱、無錫、深圳、西安、成都、拉薩等城市設立了業務辦公室、後端發貨工廠，1個運籌倉庫，研發與IC設計中心，才能中心與支援中心。ST累計已供應全球STB機上盒內所使用的MPEG2與H.264解壓縮晶片數達到7億顆，其中高階H.264解碼晶片在2010年的出貨比例超越50%，成為解壓縮晶片的市場主流。

數位化生活型態、市場趨勢與下一代電視╱機上盒規格

許文賦說明數位電視的市場趨勢與規格演變，從2006~2009年中的2D顯示，到2009年下半開始興起的3D顯示技術，在2006年流行40~49吋，2007~2008年流行50~52吋，2009~2010年流行55~60吋，2011到2015年將會風行60~72吋大尺寸液晶電視。影像對比則是從2006年的2,000:1、2007年的3,000:1、2008年的4,000:1，到2009年以後的5,000:1；1080p FullHD規格從2006年提出到2010年底，接下來將是4Kx2K(3,840x2,160)；螢幕刷新率從2007年120Hz到2011年以後出現240Hz，2008年也出現超纖薄(Ultra Slim)機身，2010年下半出現LED背光源模組；2008年下半將導入低功耗設計，在低成本部分，2006~2008年之間是以螢幕面板來區分，2009年將會以較低規格(亮度)的次級面板供應新興市場。

連網電視(Connected TV)與機上盒(Set Top Box；STB)市場，依據iSuppli統計數據與預估，從2009年起STB佔TV比重逐年增加，估計到2011年有30%的電視配置可連網功能，到2014年出貨的電視將100%具備連網功能。

在綠色節能的風潮下，ST所有晶片均採用標示碳足跡的綠色環保先進製程技術，如CMOS55、CMOS40、CMOS32/28奈米製程，並藉由系統架構與硬體設計納入主╱被動式待機模式與記憶體管理，針對不同操作模式做電源管理；ST也設計節電警示的驅動IC與電源管理API，可程式化的電源管理機制可加速開機啟動時間後，迅速降壓到一般待機模式，也因此ST可以提供最佳能源效率與最低BOM表成本，而無須犧牲功能或反應時間的晶片產品。

許文賦認為，未來數位生活風格將呈現智慧消費性電子裝置的聚合。無論在辦公室使用桌上型電腦、筆記型電腦，著重的是與其他人溝通，與全世界互動的應用；戶外使用智慧型手機、平板電腦，著重在導航、發現與娛樂用途；回到家中使用AIO電腦、液晶電視、錄放影機、遊戲機等裝置，著重的是存取多種加值內容的應用。當新一代智慧裝置同時提供以上這3項應用時，將帶給用戶隨時、隨地、任何裝置都能使用的服務體驗。

廣播與寬頻服務的聚合 家庭閘道器成為智慧交換器中心

另外，家用閘道器藉由高速編碼保密的運算引擎(Highly Secured Computing Engine)的協助，提供STB機上盒影音編碼與圖形處理功能，多媒體伺服器所需的DRM數位版權機制與個人錄影功能，電話、語音、視訊會議、傳真與留言等通訊服務，對外寬頻的交換╱路由與防火牆功能，以及家庭自動化如醫療監護與智慧電表等，家用閘道器將成為智慧家庭交換器中心(Smart Home Service Hub)。

廣播電視與寬頻網路逐漸聚合的趨勢，帶動居家娛樂技術的進化。以往隸屬於廣播服務裝置的天線、小耳朵、數位錄影機、液晶3D電視，將會融入寬頻網路供應商所提供的串流化視訊服務，如YouTube、Hulu、NetFlix、Skype等。也因此ST從2011年第3代STi7108晶片，就開始融合廣播與寬頻網路應用兩大功能，而2012年第4代ORLY晶片也將朝這個方向，並且推升其運算效能。

ST提供機上盒與數位電視在連網、3D圖形與3D顯示的進化

在ST規劃的Headless Gateway(無外殼遠端遙控閘道器)、閘道盒，以及入門/中階/高階STB等5項產品上，在今日STB平台所具備的寬頻IP TV、解碼著色(Decode & Rendering)，以及與數位錄影(DVR)、隨選視訊(VOD)3大項目，針對寬頻網路所增加的OTT & Internet Apps、伺服器(Server)功能，還有下一代整合電信通訊的寬頻網路(Broadband Network Access &Telephony)與家庭區域多媒體交換底座(Local Multimedia Hub & cradle)等，ST規劃的閘道盒均具備以上功能，高階STB平台則除了結合電信的寬頻電話服務之外，其他6項都提供；入門與中階STB平台不提供Server、OTT & Internet App與一般廣播電視DVR&VOD功能，但未來中階STB將納入針對網路串流化視訊服務的錄影與隨選視訊功能；而Headless Gateway除了沒規劃解碼著色、OTT & Internet App與家庭多媒體交換底座功能之外，其他4項功能均有涵蓋。

ST第2代針對機上盒、閘道器開發的STi7105晶片於2009年量產，具備1,100 DMIPS運算效能，提供DDR2記憶體與e-SATA規格支援，以符合最佳性能價格比的訴求。第3代ST晶片編號為STi7108，另有針對電視規劃的Freeman與Diamond平台，以提供連網用戶體驗為訴求。STi7108具備雙核心與L2快取架構，內建3D圖形核心並支援雙通道DDR2/DDR3記憶體，執行效能超過3,000 DMIPS，提供1080p@60fps解碼播放能力，以及MoCA 1.x銅軸纜線/有線電視網路功能。

預料2012年推出的ST第4代晶片，將以開放性網路終端與家庭閘道器功能為訴求，代號為Orly Barcelona，另外有針對電視規劃的代號Newman晶片/平台。Orly具備4核心平行處理架構(Multi-core & SMP)，預計執行運算效能超過8,500 DMIPS，是當初第1代ST晶片的21倍；同時它提供雙1080p@60fps解碼播放、SVC與720p HD即時錄影編碼，提供DisplayPort介面以及MoCA 2.0銅軸纜線/有線網路功能。ST的STB/DTV晶片，提供Over The Top (OTT)等觀看YouTube、NETFLIX等連網視訊服務，遊戲、家庭裝置連網、應用程式市集與強化的用戶體驗，增加頻道╱內容供應商的平均用戶收入。

目前ST晶片內建300MHz的ARM Mali-400 3D GPU核心，具備32KB L2快取並提供4向反鋸齒(4x FSAA)、每秒300M畫素填充與40M個三角形的圖形效能，符合Open GL- ES 2.0與Open VG 1.1的3D圖形規範，支援播放應用程式選單、使用介面的3D立體化以及3D遊戲，支援HDMI v1.4的Side by Side 3D顯示規格，以及動作感測器(Motion Sensor)的體感偵測。第4代STi7108將內建4核心Mali GPU，擁有更強悍的即時3D圖形運算效能以及對外提供3D顯示技術。

許文賦總結，ST的STB/DTV機上盒/數位電視晶片，兼容既有的STB/DTV應用，並加入家電裝置連網、居家服務與自動化以及更多應用程式的功能。不僅率先通過Adobe AIR for TV 2.5平台驗證並支援HTML5網路協定，提供更豐富的網路應用體驗並可搭配Adobe的應用程式市集；ST另外提供了對GPU圖形加速且符合Adobe Flash 3D API的差異化功能，支援3D遊戲服務以及3D顯示技術，創造數位生活風格的創新應用。