高清智能電視設計需求探討

另一方面，對于一個能提供完美使用者體驗、平行視訊串流、應用程式執行和網路瀏覽的高階平臺，我們則建議至少採用速度為1 GHz或以上的雙核心超純量處理器。此處理器應包含一個執行速度為處理器時脈速度一半的FPU、32KB L1指令和資料快取、以及64 entry TLB。同時，每個CPU應要有256KB L2快取 (也就是說，雙核心SoC需要512KB)。

繪圖 要支援下一代Android智慧型電視，開發人員必須建置符合OpenGL ES 2.0規範的3D繪圖引擎。OpenGL ES 2.0繪圖引擎必須能提供豐富的3D使用者介面、網際網路瀏覽、Adobe Flash Player 10.x、Flash-based 3D游戲和Alpha混合。

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顯示訊框緩沖器

1080p解析度表示有1，920水平畫素乘以1，080垂直線條，總共有2，073，600個畫素。若每個畫素採用4位元組色深，總計需要在CPU和繪圖引擎緩衝器間共享的記憶體容量為8，294，400位元組，或約8.3MB。

ATSC電視的最大訊框率為60Hz，這表示8.3MB的資料必須在一秒內傳送60次到顯示器。對一個32位元寬的記憶體匯流排來說，最佳狀況是每個週期傳送4位元組。

這是訊框緩衝器的傳輸需求。此外，也需要有用來執行預渲染(pre-rendering)、3D材質映射等的繪圖引擎記憶體存取。視訊解壓器也要有自己的記憶體空間。

SoC記憶體控制器的設計也是關鍵。採用最快的外部DRAM，可確保終端產品能提供高品質的使用者體驗。這聽起來可能有點超過，但是，除了產生現場/錄影的視訊串流，下一代智慧型電視會高度依賴瀏覽器功能，發揮3D繪圖控制器的最大優勢以快速執行頁面內容。若要有流暢的使用者體驗，訊框緩衝器必須儘可能的大，同時記憶體控制器也必須儘可能支援最快的傳輸率。

目前，任何來自網際網路的視訊內容來源都是採用Adobe Flash Player。存取透過瀏覽器來的Flash-based內容，將會進一步增加繪圖子系統訊框緩衝器和記憶體控制器的工作負載。

根據這些軟體需求，針對OpenGL ES 2.0繪圖引擎所建議的最小效能為每秒大于250 百萬畫素，以及每秒大于10M個叁角形。

編解碼器 顯示視訊內容的新一代裝置都會採用專屬的硬體解碼器，來處理1080p HD內容。在主應用處理器上執行軟體編解碼器，只適用于極小的螢幕尺寸。這類以軟體為基礎的解碼，可能無法充分發揮主應用處理器的效能，并有可能影響到諸如處理網路連接性等其他需求。與機上盒和DTV平臺一樣，建議採用專屬硬體來建置所需的編解碼器。

下一代智慧型電視需要多種編解碼器，而不同的電視標準，如ATSC、DVB等，都會有各自不同的需求。編解碼器需要能提供與PC相同的網際網路瀏覽體驗。SoC製造商必須決定要用硬體或軟體來建置這些編解碼器。如果有些編解碼器是建置在軟體中，那就必須有足夠的運算能力，以滿足不同標準組織制定的最低效能水準。

記憶體(DRAM和快閃記憶體) 由于需要處理多重視訊串流和應用程式同步執行/網路瀏覽，我們建議，針對入門級系統，至少要用1GB的DDR2/3記憶體;而高階系統，設計人員應該至少考慮用兩倍的記憶體容量，即2GB。

此外，系統也需要採用快閃記憶體，以供儲存非揮發性程式碼程存和現場更新之用。針對入門級系統，我們建議至少要配置256MB，而高階系統需512MB。同時也要輔助儲存用的外部USB埠，讓使用者可自行載入內容。

外部記憶體介面是限制效能的最重要因素。在一個CPU、繪圖處理器、壓縮/解壓縮引擎都共享相同記憶體的系統中，記憶體介面必須儘可能採取最快、最寬的吞吐量設計。

因為繪圖效能至關重要，因此SoC和系統設計人員應詳細檢查繪圖引擎供應商提供的記憶體和系統匯流排需求規格。

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本文小結

正如Android行動電話一樣，我們期望看到Android智慧型電視從2011年起就會有爆炸性的成長。

在設計這些平臺時，選擇可針對Android進行最佳化的CPU架構非常重要，同時也能最佳化所有軟體堆疊所需的元件，以取得峰值效能。當然，開發工具和相關軟體庫也是關鍵。

謹慎考慮本文中提出的需求建議，將能設計出可確保優異智慧型電視體驗的高效能SoC。

圖1：現今智慧型電視的硬體需求。

圖2：傳統數位視訊的運作環境。