机顶盒器STx5105与QAMi5516的对比分析

　　1 引言

　　数字电视机顶盒作为数字电视系统的终端设备，其类似于一台微型计算机，其器件集数字传输与编解码为一体，可以通俗理解为机顶盒CPU，但是该器件的选择和传统的计算机CPU的选择有所不同，在品牌、性能、价格、供货等方面需要充分考虑，本文对意法半导体公司（ST）推出的QAMi5516和STx5105数字电视机顶盒主器件进行比较分析。

　　数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面，如增强型电视的电子节目指南，给用户提供图文并茂的节目介绍和背景资料。

　　高清晰度数字电视（HDTV）是未来的发展方向，到那时现在的模拟电视被全部淘汰，电视台的射、录、编设备也相应更换，人们在电视屏幕上看到的将是高清晰度的电视画面和更多的功能，HDTV会把电视带入一个崭新的时代。

　　2主要参数对比分析

　　目前国际上为机顶盒提供主器件平台的厂家，有ST、BROADCOM、ZORAN、LSI、FUJITSU、ATI、NEC、Conexant等公司，其中ST公司作为世界的工业半导体和机顶盒器件供应商之一，在研发实力、产品种类、供货实力等方面有显着优势。所以目前市场上机顶盒多选用ST公司的器件，尤其是中低端机顶盒主要选择ST公司的两款器件STx5105或QAMi5516。

　　OAMi5516是一款专门针对中低端市场的高性价比机顶盒器件，适用于数字有线电视（DVB-C）机顶盒，是ST公司推出的款内部集成有前端QAM（正交幅度调制）数字有线信号解调器与后端MPEG视频解码器件，因而在集成度、性价比等方面有所提高。

　　而STx5105是一款专门针对中低端市场的高性价比机顶盒器件，适用于数字卫星电视（DVB-S）、数字有线电视（DVB-C）、数字地面电视（DVB-T）机顶盒，它无内置QAM解调器。根据封装工艺以及面向不同的应用市场，STi5105系列产品有STx5105、STM5105和STB5105三种型号产品，这三种型号产品的硬件性能规格和应用相同。STx5105与QAMi5516器件主要参数如表1所示。

 

　　从表1可以看出，STx5105有两个显着的特点，个就是无内置解调模块，第二个就是适用范围广，通过外置不同的解调器件，适用于DVB-S、DVB-C和DVB-T机顶盒，图1是STx5105应用框图。

　　3应用电路对比分析

　　采用STx5105和QAMi5516设计的基于DVB-C机顶盒的应用电路原理分别如图2、图3所示。

　　从图2，图3应用电路原理可看出，两款器件主板电路模块总体结构相同，但应用细节方面还需要注意各个器件的特点。

　　高频头选择方面，STx5105方案的机顶盒采用Philips公司生产的CU1216L的高频头（内置QAM解调模块，直接输出TS流给STx5105处理）；QAMi5516方案的机顶盒采用Philips公司生产的CD1316L的高频头（输出中频信号给OAMi5516处理。QAMi5516方案的机顶盒采用一片型号为57V641620ET（8 MB）SDRAM，用作AV解码器的数据缓冲存储器；采用一片57V281620ET （16 MB）SDRAM，用作系统控制电路的数据缓冲存储器；采用一片M28W640（8 MB）Flash ROM作为程序存储器，固化机器的控制程序。

　　4影响机顶盒速度和品质的因素

　　机顶盒尽管是家电产品，但从硬件和软件方面来说，它类似于一台微型计算机，所以在运行速度、扩展应用等方面也和计算机相似。以下给出硬件方面决定机顶盒的速度和品质主要因素。

　　4.1 CPU主频

　　CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度，其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力并没有直接关系。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。

　　CPU主频越高、处理速度越快，尤其是处理音视频信号和数据信号。STx5105主频速度高达200 MHz，是目前主流机顶盒速度的器件，其他型号的器件主频一般介于100～166 MHz，速度明显低于STx5105。

　　主频和实际的运算速度存在一定的关系，但目前还没有一个确定的公式能够定量两者的数值关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集，CPU的位数等等）。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。

　　4.2内存频率

　　内存主频和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度，它代表着该内存所能达到的工作频率。内存主频是以MHz（兆赫）为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存能在什么样的频率正常工作。

　　与CPU主频对应的是内存频率，内存频率越高，运行速度越快。如果只是CPU速度快，内存频率慢，那么CPU要花时间等待从内存读取数据，这样会降低处理速度。同时由于DDR接口的数据传输率比SDRAM高，易于支持扩展业务。而SDRAM接口传输率低，运行速度慢，无法支持大的扩展业务。 STx5105内存采用DDR-166 MHz，确保整体性能提升。

　　4.3封装工艺

　　优良的封装工艺可以减少主板元器件间的数据交换"时滞"现象，同时提高系统抗干扰能力，因为干扰也会影响处理速度。目前机顶盒主器件一般采用TQFP（塑料方型扁平式）封装和BGA（球栅阵列）封装。

　　采用TOFP封装的器件，易于安装和维修，不容易出现虚焊等故障；而采用BGA封装则不利于维修，容易出现虚焊等故障。STx5105系列产品提供多种封装，主要采用TQFP封装。

　　5优势对比分析

　　STx5105在主频、内存频率、封装工艺、应用市场等方面要优于OAMi5516。

　　STx5105无内置解调器，适用于DVB-S、DVB-C和DVB-T 3种DVB标准的机顶盒，通过在STx5105前面采用不同的片外解调器，设计相应标准的机顶盒。而QAMi5516的市场定位只适用于DVB-C机顶盒，则内置QAM解调器。STx5105无内置解调器，则STx5105发热要低于QAMi5516，因为解调器是耗电、发热较大的模块。

　　在片内缓存以及数模转换模块（DAC）数量方面，STx5105与OAMi5516比较处于劣势，不过对于一款中低档机顶盒来说，4 KB的指令缓存和4 KB的数据缓存已足够用。QAMi5516有6个视频DAC模块和2路音频DAC模块；而STx5105只有4个视频DAC模块和2路音频DAC模块。QAMi5516可同时支持CVBS（Composite Video Broadcast Sighal复合视频信号。占用1路视频DAC）接口、YPhPr／YCbCr（色差分量视频信号，占用3路视频DAC）接口、S端子（S-Video视频信号，占用2路视频DAC）接口、SPDIF（Sony／Philips Digital Interface，占用1路音频DAC）数字音频接口的同时输出；STx5105只能同时支持CVBS、S-Video视频信号以及SPDIF音频信号输出，或者YPbPr／YCbCr、S-Video视频信号以及SPDIF音频信号同时输出。由此可以看出STx5105比QAMi5516同时支持的输出接口少。STx5105减少了2路DAC模块，相应的减少了内部集成的元器件数量，降低了集成度，减少器件发热量，提高了可靠性。因此，STx5105成本要比OAMi5516低，有更好的性价比。

　　机顶盒产品实际应用测试比较：通过对市面上不同厂家、不同器件的机顶盒产品测试后，发现基于STx5105的机顶盒确实在启动速度、换台速度、数据广播接收处理速度等方面都较基于QAMi5516的机顶盒略胜一筹。由于机顶盒一般采用铁皮外壳，长时间运行后外壳都有点烫手，通过对不同厂家机顶盒产品的测试，在环境温度35℃的条件下，机顶盒连续运行24小时，实测外壳温度为46℃，为42℃，都远远低于国家标准（国家标准规定对于铁皮外壳家电产品，长时间运行后外壳温度不得高于70℃）。

　　6结语

　　通过对比分析可以看出，STx5105在功能、速度等方面都能满足主流应用要求；通过减少内部集成元件（比如缓存、DAC模块），减少高耗电模块（比如解调器），降低集成度，减少器件温度，提高可靠性。同时STx5105可以应用于DVB-S、DVB-C、DVB-T 3个DVB标准平台，减少市场风险，为机顶盒下游厂家在器件供货方面提供保障；目前市场基于STx5105的机顶盒越来越多，应用不断成熟。