主流电视卡视频解码芯片全接触

整机外设

  从1993年电视卡在中国大陆开始使用,到今天已经有10年的光景了。从第一代Zoram芯片到今天的Philips SAA713x和Conexant CX2388x,虽然没有像Intel CPU更替那样轰轰烈烈,但也同样影响了一代代视频爱好者。原来视频只是玩家的领地,但到了2002年底,寻常百姓一样可以玩好这小小的电视卡。为此,我们特意推出了这次的主流电视卡解码芯片特辑,把相关的资料介绍给大家。

  从电视卡的功能和市场定位来划分,目前的电视卡解码芯片基本上可以划分为两个档次:低端的Conexant Fusion 8x8系列和高端的与视频采集压缩结合在一起的Philips SAA713x、Conexant CX2388x系列。下面,就针对这些解码芯片为大家逐一介绍:

  Conexant Fusion 8×8

  视频解码芯片Fusion 8×8系列一直都占据了家用级电视卡市场的领导者地位。Fusion 8×8的前身为1995年推出的BT848芯片,而随后推出的BT878芯片则具有更完备的功能,它支持声音的采集和FM收音机,支持NTSC/PAL/SECAM制式视频源,具有8位的视频ADC(Analog/Digital Converter,模拟/数字转换器),最大支持 640×480的分辨率。

  事实上,最早研发并生产BT8×8系列芯片的并不是现在的Conexant公司,而是Brooktree公司。不过,与BT878的辉煌相比,Brooktree并没有那么幸运,它在BT878出现后的几年里一直处于动荡中,直到最后把自己卖给了Conexant,我们曾经在芯片上见过的树形标志也变成了Conexant的标志。此后,Conexant推出了增强型的Fusion 878A(见图1)以及879等。Fusion 878A只是增加了针对ATSC/DVB的MPEG2-Transport Stream的支持,使得它可以支持卫星电视/数字电视。另外,由于它与BT878的脚位/软件的完全兼容,并支持ACPI和PC'99等规格。因此,在Fusion 878A出现后的很长一段时间里,低端电视卡市场上几乎没有出现过功能更强的产品。

  Philips SAA713x与Conexant CX2388x

  也许由于设计考虑周详,以及市场对电视卡需求不高之故,Fusion 878系列产品一直占据着市场的主流地位,这无疑对视频解码芯片的进一步发展是非常不利的。而且随着现有CPU处理能力的增强,视频应用的频繁,视频解码芯片需要有更大的突破。因此,飞利浦公司的Philips SAA713x(7130/7133/7134/7135)HL(见图2)以及Conexant公司的CX23880/1芯片先后推向了市场。前者于2002年1月通过MicroVision认证,后者则于2001年11月投产。2002年的3月,采用这两款芯片的电视卡产品开始投入市场。

  相对于英雄迟暮的Fusion 878A,Philips SAA713x与CX2388x都可以具备现有系统平台下平价视频采集芯片的重要特征:

  1.具有多重DMA通道

  Philips SAA713x有7组DMA通道,目前所看到的CX23880技术文件中虽然并没有提及DMA通道数,但相信还不会像Fusion 878系列一样只有一组。由于多重DMA通道的使用,可以实现在电视卡录像过程中收看其他它的节目,而完全不影响录像,这对于Fusion 878A来说是无法实现的。

  2.更高的ADC

  Fusion 878A只采用8位的ADC,具有32位色彩显示,而Philips SAA713x拥有9位的ADC,CX23880则达到了10位ADC,色彩位数的提高将明显加速画质的提升。因而和Fusion 878A相比,后两款产品可以明显感受到视频画质上差异。不过,由于Conexant的A/D转换技术一直都在Philips之下,因而CX23880的10位ADC恐怕不会表现比Philips SAA173x更好。另外,Philips SAA713x更支持高到752×576的分辨率,显示效果更精细。

  3.更加完善的HDTV支持

  Philips SAA713x支持40Mbps的视频流传输规格,CX23880甚至可以达到80Mbps,而不像Fusion 878A只支持20Mbps的视频流通道,这样可以搭配显卡内建的解码电路,设计出完整的HDTV产品。而随着数字电视的普及,未来传输的将会是MPEG2-TS 数据流,电视画质不会再受芯片的A/D线路影响,而是直接的数字信号输入,这样使用Philips SAA713x与CX2388x芯片的低端电视卡与未来的高端数字电视卡一样,可以享受高画质数据流,模拟视频信号采集的发展也会在那个时候结束。

  除了上述几个明显的特征外,Philips SAA713x和CX2388x都只需要3V的工作电压,而Fusion 878A则为5V,因此功耗更小,发热量也更小。另外,在立体声双语支持方面,Philips SAA7133/34/35HL和CX23880/1都支持立体声的输入输出,可以支持未来的电视信号的丽音系统。

  结语

  尽管Philips SAA713x与CX2388x拥有技术上和功能上的优势,但不可否认的是,Fusion 878A的软件支持性无人能敌。不仅驱动完善,而且在设计上可以将电视接收部分透明化,利用外部程序加以控制,使得WinDVR/PowerVCR等软件可以轻松地采集电视影像,然后录制成MPEG1/2格式的文件。甚至还可以在附属软件里面追加外挂CODEC功能,这样电视卡可以利用DivX CODEC,直接采集MPEG4的文件。这的确是Fusion 878系列最具优势的地方。但是,目前绝大多数采用Fusion 878系列芯片的电视卡都没有自己的应用程序,而是捆绑WINDVR或其他软件,这样的做法也使得生产电视卡的门槛低,设计时只要有个相应的驱动程序即可,没有技术可言。在某种程度上也影响了Fusion 878系列芯片的技术发展。目前,市场上采用Philips SAA713x芯片的电视卡已逐渐成为主流,更好的画质和更强功能应用更容易被用户所接受。尽管在第三方软件上支持有所不足,但随着市场占有率的提高,对于Philips SAA713x或是CX2388x的支持都不会是问题。

  小知识

  电视电视卡的优缺点

  电视卡的准确名称应是电视接收卡,它的作用是将有线和无线电视的信号转换为电脑识别的数字信号,通过相关的应用程序在电脑上回放出来。与现在流行的另一种外置式电脑电视接收设备──电视盒相比,它最大的优点是内置卡式结构,无须占用电脑桌面空间。而且现在的产品都具有视频采集和电视录像功能,可以随时录制自己要看的电视节目,同时配合相关的视频软件可以对采集的影像进行编辑和制作。但它的弱点也是较为突出的,就是容易受到电脑内部元器件的电磁干扰,影响电视播放质量。在安装时也比外置的麻烦一些,必须要拆开机箱才可以进行安装。由于视频设备本身技术的限制,也可能发生软件或硬件上的冲突,但对于大多数有实际电脑操作经验的用户还是可以比较容易解决的。

  电视卡的分类

  电视卡的发展经历了ISA和PCI两种接口的发展,ISA接口的电视卡早已绝迹,现在PCI接口是绝对的主流。在功能上,电视卡可以分为三种,一是具有电视接收和采集功能的电视卡,这是市场的主流产品,多提供电视接收和一般的视频采集功能。档次稍高一些的产品都带有遥控器,可以方便实现在电脑上的遥控操作。二是全接口的电视卡,它除了具有普通电视卡的电视接收和模拟复合视频采集功能外,还集成了DV数字视频的接入,可以在一块卡上实现多种视频数据流的采集,达到一卡多用的效果。再有一类是集成在显卡上的电视卡产品,通常是专用产品,最知名的莫过于ATi的All In Wonder系列,它除了强大的显示功能外,还可以实现电脑接收和视频处理。相对而言,这类产品的价格是最高的。

  硬件与软件压缩的概念

  视频采集压缩是随着电视卡的出现而提供了一个功能。在BT848芯片时代就曾提出过软件压缩的概念,但由于当时CPU的处理能力的限制,软件采集压缩一直没有付诸于实际应用,因而给用户造成软件采集画质差、速度慢等诸多不良印象。因而很长一段时间里,硬件采集压缩一度占据了绝对主导的地位。虽然硬件压缩具有资源占用率小、画质好,系统要求低、整体稳定性高等不少优点,但是这些都是以昂贵的价格为代价的。而且常见的DVD/VCD硬件压缩卡由于对PCI DMA的程序需求,没有办法使用附属软件以外的第三方软件来操作,就算视频解码芯片能够另外由软件控制,也没办法控制硬件压缩芯片,所以应用软件好坏直接影响到这个产品的生死。同时,由于MPEG芯片通常由于授权协议的关系,SDK没办法开放,生产和设计的软件相求高,也就造成硬件压缩卡成本居高不下。再加上硬件压缩势必要让硬件压缩卡共享IRQ,造成硬件冲突的机会非常大,兼容性不佳,这在某种程度上也妨碍了硬件压缩卡市场的扩展。

  相对而言,软件压缩只需要控制视频解码芯片就可以在绝大多数的状况下操作,灵活度较高。不过,软件压缩能力与品质是与处理器的性能息息相关的,它需要的就是够快的CPU。以现在的芯片而言,无论是Fusion 878A,还是Philips SAA713x及CX2388x等都内建采集功能,配合较强的CPU(如Pentium Ⅲ 500MHz以上)和相关应用软件就可以达到实时采集压缩的目的。在单位成本上,拥有多个视频接口的电视卡的投入显然比硬件压缩卡要低许多,而在软件的支持上又有较大的灵活性。以目前的Pentium 4级处理器为平台而言,相同视频源用硬件压缩和软件压缩出来的效果并不会相差太多。如果说有缺点,就是对系统的依赖性较强。但以现有的CPU的处理器能力,软件采集压缩对家庭用户的视频应用来说绝对是最好的选择。