機頂盒(Set-Top Box, STB)的作用，旨在將從頭端設備發射或傳輸出來、經過壓縮的數位信號，進行解調變、解多工、解壓縮等處理後，還原成原始的數位信號，再將其轉換為影像與聲音的類比格式。依據不同的廣播或傳輸方式，STB有：地面/衛星/有線廣播，以及當紅的電信網路“IP STB”等幾種類型。
IPTV，是利用寬頻網路的基礎設施，以家用電視機或電腦作為主要終端設備，通過IP協定提供家庭用戶包括數位電視在內的多種互動式數位媒體服務的新技術。但在業界，一如家電和IT業者的各為其主，由於商業陣營利益的不同，營運商對IPTV的根本定義也有著“選擇性”的理解：在電信領域，IPTV被理解為寬頻增值業務，只是這時IP所承載的寬頻業務是TV節目罷了(TV over IP)，所強調的是IP承載，IP才是主角；但在廣電領域則普遍認為──TV才是主體，IPTV業務什麼都可以做，可以語音、資料、視頻等所有多媒體業務。
且不論以何者為依歸，IPTV都涉及了視頻編解碼、網路分發和終端接入等核心技術，而IP機頂盒則是這一切的中心！它是視頻解碼終端，相當於一台自配嵌入式作業系統的電腦；一手通過DSL或乙太網方式接入網路，一手將通過網路傳輸過來的流媒資訊轉換成類比信號輸出，具備電腦的資料交換等基本功能，可以採用遙控器或PC直接操作。
IPTV未熟，VoIP應用先聲奪人
相對於IPTV的視頻應用，基於IP的語音應用的巨輪似乎更為如火如荼地滾動著，VoIP市場轉瞬間已飛快攀升。最初，網路電話是以軟體的形式呈現，且僅限於PC to PC間的通話；但隨著寬頻普及與相關網路技術的演進，網路電話也跨出純IT領域，發展出IP to PSTN、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各種型式。他們都擁有一個共同點，就是──“以IP網路為傳輸媒介，且格外講求QoS”(關於VoIP的QoS議題，COMPOTECH在本期“寬頻技術”欄目所收錄的《為VoIP解決方案實現最佳音質》一文，有更為詳盡的探討)。
圖1：VoIP業務擁有眾多優越性
如此一來，電信業長久以PSTN電路交換網網路為傳輸媒介的慣例及獨佔性，也逐漸被打破。其實說穿了，不論是IPTV還是日漸成熟的VoIP，這些日新月異的Triple-play應用，本身就是一波鼓動跨產業合作或傾軋的大潮。原本看似關連不大的通信、電腦和消費終端，自此開始了一連串的融合，與侵吞。於是，“機頂盒”這個曾經一路見證類比到數位化過程的CPE產品，也不得不面臨角色升級的局面。
與傳統的數位機頂盒相比，IP機頂盒實現了視頻、語音、資料三者的融合，其系統架構兼具原來資料轉換的基本功能──由調頻器和視頻解碼器組成，用來處理數位串流資訊；以及經過CA認證的服務內容──由加密系統組成，讓服務商對用戶使用狀況具有控制能力。此外，有些機頂盒的設計者會依個別需求，再加入TCP/IP堆疊協定或儲存區塊等PC子系統模組，用以和IT設備連接協作。
以VoIP應用為例，其語音信號轉換過程大致可分為幾個階段：
1.將發話端的類比語音信號進行編碼(目前主要採用ITU-T G.711語音編碼標準來轉換)；
2.將語音封包加以壓縮，同時添加位址及控制資訊；
3.根據前述資訊將IP封包傳輸到目的地；
4.將IP封包解碼還原，再轉回人類聽覺所能接受的類比音頻信號。
這當中，負責將語音信號轉換成IP封包的IP機頂盒，以及在交換過程進行相關通道控制，以提供加值應用的閘道器，分別有著舉足輕重的地位。然而，在媒體匯流勢不可擋的驅動下，這兩者開始走向“雙劍合壁”之路，所謂機頂盒或閘道器的定義也不再那麼涇渭分明。
IP機頂盒化身“閘道器”
VoIP業務與ADSL2+的如日中天，吸引了原本就對xDSL技術業有專精的英飛凌，把VoIP的應用擴展至超級攜帶型和無線轉接器以及閘道產品上，針對住家及小型辦公室/住商環境的中小型VoIP閘道器，推出整合了Codec和類比電話介面的VoIP引擎──VINETIC-Plus晶片，可讓任何類比電話通過任何寬頻網際網路進行VoIP通話。除了VoIP功能處理器之外，VINETIC-Plus晶片還整合了一個完整的訂戶線路介面(SLIC)功能，因此不需加上目前採用一般晶片的設計中所需的單獨類比介面電路或Codec。該產品也可作為或攜帶型無線AP之用。
與此同時，為提高寬頻閘道的效能，英飛凌特別針對CPE推出突破性家用閘道單晶片DANUBE (ADSL2+ IAD)──整合式接取裝置(integrated access device)和家用閘道器(Home gateway)應用解決方案，整合寬頻ADSL2+以及聚合式寬頻加值服務。DANUBE晶片包括一個ADSL2/2+ 收發器(transceiver)、32-bit MIPS處理器、VoIP協同處理器、兩個整合式Codec，以及獨特的整合式封包引擎，其非平行式運算處理能力、硬體加速器、以及整合式VoIP電話電路，能支援包括IPTV在內的各種先進媒體服務所需、24 Mbps的ADSL2+資料傳輸率。
在完整的參考設計中，DANUBE晶片包括軟體套裝組合，可支援各項VoIP功能，例如：三方會議、發話方ID顯示(caller ID)，以及高話質所需的回音消除等功能；其多重擴充介面可讓廠商在IAD設計中加上WLAN、藍芽、Ethernet交換器、DECT、ISDN及視頻codec等其他功能，以強化IAD系統。DANUBE晶片亦支援遠端管理功能、提高資料傳輸率的雙線機制(bonding mechanisms)、固網及行動網路的聚合等下一代網路功能。
奠基於數位通信網路的長期經驗，以及豐富的xDSL組合應用和語音處理IC架構，DANUBE整合了英飛凌早先在市場驗證過的ADSL2+技術，加上VINETIC VoIP產品的卓越語音質量，提供了一個完備的解決方案，能夠滿足對各種ADSL2+和VoIP應用爆發性的需求。DANUBE具備開放式架構和強大的處理能力，讓廠商可以很容易的以特性升級的方式做出產品區隔，大幅降低投資風險。
平臺化：STB/RG有志一同的發展方向
在幾種網路接入技術中，DSL目前仍是全球寬頻資料服務市場的主流，約占70%的佔有率，到2008年全球DSL用戶估計將近有2億的規模。在此基礎上，不少營運商為強化競爭優勢並開拓新財源，陸續開始提供VoIP服務，而視頻更被普遍認為是推動DSL市場發展的下一個商機所在；因此，DSL機頂盒越發有向“家庭閘道器”發展之勢。
圖3：IP機頂盒蛻變到家庭閘道器的成長路徑：語音服務、視頻服務、功能整合及功能差異化
家庭閘道器(Residential Gateway, RG)意指：具備寬頻數據機功能、區域網路聚集和IP管理能力的整合型終端設備。它不僅是網際網路和家用網路之間的實體介面，更是通往數位家庭之路的核心設備；能協助服務提供者瞭解使用者的家庭網路結構，並提供適時適所的QoS，以便和家庭用戶建立預應式(proactive)的關係。事實上，家庭閘道器早已存在當前的數位家庭中，例如：負責多媒體信號轉換的機頂盒和有VoIP語音功能的DSL數據機，都是最典型的代表。
目前主流閘道器產品是整合路由器與低埠數交換器，從功能別觀之，可分為兩大類：
DSL閘道：提供了資料和視頻解決方案，往往也包括向終端客戶提供利用單播技術的VOD功能，以及利用組播技術的廣播視頻。為求解決方案的完整性，除了ADSL以外，有些廠商會特別強調“可配置”功能，可在ATM上的IP或千兆乙太網環境中操作。
線纜閘道器：為用戶提供整合“一體化”解決方案，用於寬頻接入、無線LAN連接和一些高級服務，如：防火牆、內容管理、網路位址轉換(NAT)和家庭網際網路設備的服務質量控制。這些閘道還使得有線電視營運商可以遠端解決家庭用戶獨特的配置和設備問題，從而減少上閘服務次數和設備退貨次數，並且可以提高客戶滿意度和回頭率。將來，閘道將提供更多功能，例如：針對家庭電視和個人電腦的數位視頻流以及WLAN語音。
在對新興市場要求不是很清楚的情況下，現在幾乎所有設計都會有志一同地強調一個特性，那就是──平臺化。RG可視為是局端串流的掌門人，Digital Tuner、Decoder、Software和Middleware為其核心組成元素。隨著Triple-play的呼聲日隆，未來的RG還需要更多媒體匯流服務的整合及保全能力。
新一代RG將是集通信與娛樂於一體的多媒體設備，除了需支援原有的DSL/DOCSIS服務寬頻介面外，其處理器還必須能支援家庭通信與娛樂傳輸，且具備豐富的週邊組合，朝開放式/可擴展平臺發展。DSP平臺優點在於可以進行軟體升級，靈活性比較高；但同時也有著價格比較高、開發週期長的缺點。因此在實際應用過程中，善用軟體發展過程是很重要的，許多業者紛紛表示，今天有90%以上的工作量是在於軟體發展，設計的工作也主要在軟體上。
德州儀器 UR8新架構為STB/RG開創新紀元
德州儀器(TI)在STB升級的過程中，算是走得較快的廠商，已能在STB晶片的基礎上擁有完整的RG產品線。纜線數據機以三種硬體的實施方式(TNETC630、TNETC622和TNETC621)提供全面的閘道功能，從而在滿足上市時間和成本要求方面為開發商提供了高度的靈活性。其家庭閘道器技術符合DOCSIS 1.0/1.1/2.0標準，並已通過CableHome 1.1認證，為開發商提供了定制RG應用與用戶介面的靈活性，能夠充分滿足營運商的特定要求。
在DSL閘道上，TI的AR7 DSL機頂盒開發板解決方案賦予OEM最先進、可編程和可升級的解決方案以快速構建DSL機頂盒解決方案，同時支援服務供應商向其客戶提供增值的視頻服務。AR7機頂盒使用TI第7代ADSL解決方案──AR7，以及基於TI TMS320C64x DSP核心的高性能數位媒體處理器──DM642。而UR8結構則是構成TI下一代家庭閘道器解決方案系列的基礎，它採用開放式平臺，提供傑出的語音功能、先進的多媒體處理技術並支援所有DSL標準。
AR7系列標注“W”的，表支援Wireless功能。AR7W已獲得Wi-Fi認證，可支援所有的DSL標準，包括ADSL2和ADSL2+，將採用的ADSL網橋/路由器與802.11b/g直接整合在主板上。AR7W參考設計採用小型PCI介面，適合於希望包含獨立WLAN模組的製造商。
AR7系列標注“V”的，表支援VoIP功能。AR7VW是一種基於TI經市場驗證的AR7 DSL平臺和TNETW1230 802.11b/g WLAN MAC/基頻處理器的完整的語音閘道器設計，它具有支援G.711 (Annex 1,2)、G.729AB和G.723.1A的2 LBRC和1 PCM通道。通過沿用用於VoIP的Telogy Software，需要增加語音功能的設計人員可以依賴AR7VW所具有的服務質量和特性全面的語音通信能力。
TI迄今已向市場提供超過3,000萬片AR7與1億個DSL埠，在此良好基礎上，去年底，TI再度鎖定Triple-play宣佈新一代家庭閘道器解決方案架構，持續進軍高級多媒體處理器市場，往VoIP的高性能DSP子系統、可編程DSL PHY(Uni-DSL)、豐富的標準介面和規範定義的API而努力。對於開發寬頻通信解決方案的OEM廠商而言，TI基於信號處理的先進矽晶片與軟體平臺為快速部署用於纜線數據機、數位用戶線路(xDSL)數據機、整合接入裝置(IAD)、VoIP閘道器、電信級基礎設施及家庭與辦公無線聯網的新一代產品，可為他們提供更好性能、更低功耗與系統級整合。
作為全系列家庭閘道器解決方案基礎的UR8架構將採用開放式平臺，能實現所有DSL標準的一流語音功能和高級多媒體處理能力。UR8架構由眾多元件構成，包括高級多媒體處理器、可編程DSL PHY、基於高性能DSP的語音子系統以及豐富系列的標準介面。規範定義的API能夠在所有DSL平臺上最大程度地實現軟體與硬體的重複使用性，因而可顯著加快產品的上市進程。該款通用平臺進一步推進了TI實現Uni-DSL標準的目標，使營運商能夠以低成本方式部署所有ADSL與VDSL標準的各種高頻寬服務。此外，製造商還可充分利用TI廣泛的第三方網路來進一步推出差異化的產品。
基於專用的高性能DSP基礎之上，UR8架構進一步推進了TI在家庭中實現固定移動技術整合(FMC)的目標，可實現出色的語音功能，並能支援多達4個通道的有線或無線語音。此外，可編程的語音子系統使製造商還能夠充分利用TI廣泛的語音編解碼器庫和VoIP軟體Telogy Software，其中包含寬頻編解碼器、有線與無線編解碼器，以及諸如傳真和數據機中繼、資料封包丟失最小化和降噪演算法等高級特性。UR8架構還整合了多媒體處理器，以便為在整個家庭中支援HDTV和其他高級視頻服務及語音和資料提供更高的處理能力。
飛利浦：以DMA實現無線家庭連網
對多媒體匯流業務關注良多的飛利浦半導體，其大中國區機頂盒/家庭多媒體市場總監郭昌巨集在接受我刊的專訪時表示，三網最終肯定實現合一，因為這在技術上早已不成問題，關鍵在於政策。目前苦於相應的標準還沒有制定，也還沒有完整的應用；Triple-play市場可謂萬事皆備，只缺東風。另從技術角度來看，郭昌宏認為VoIP、IP-Phone、Video-IP都會是主流，而不是如今各管一塊的做法，它們在流媒體格式上會形成所謂“主流格式”及統一的規範。
這當中很重要的一點是：機頂盒或者機頂盒相關的設備將會變成門戶！這主要表現在DMA(直接記憶體存取)的一些產品，通常會以無線的方式實現家庭互聯。DMA是一種快速傳送資料的機制，其重要性在於：利用它進行資料存取時不需要CPU進行干預，可提高系統執行應用程式的效率。飛利浦的DMA200解決方案，即是通過wireless來實現網路連接和電視連接。只要將寬頻直接和DMA連接，DMA即可通過wireless將信號傳輸到相關的設備上去。
郭昌宏並指出，為減少DSP的工作負荷，目前的普遍做法是把DSP的處理速度提高，而不是透過週邊套件來達此目的。另外一個途徑就是：使用軟體來處理那些新的功能。飛利浦的TriMedia中通過Core processor來減少Core DSP的工作負荷，使得DSP能夠以較低的速度來實現較強的功能。現在的DSP都會支援USB2.0和網路等功能，這些都可以做到DSP晶片中的Core Processor裏。對於已經定下來的功能，可做到Core Processor或者ASIC中，不需要用軟體實現，這樣就能相當大程度地減輕DSP Core負荷。細數飛利浦的STB解決方案有(皆可依據特定需求開發量身訂制型產品，有助成功推出多重市場解決方案，如：DVD+RW/DVB整合型系統)：
ST：解碼器只有接收器的價格，高畫質電視平臺到位
既然談到機頂盒，就不能不談到已多年在STB晶片領域蟬聯首座的意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)。自從去年底到今年初頻頻大動作對組織進行改組以來，ST對於中國市場的經營倍顯用心。ST設有HPC部門(家庭、個人及通信產品)專責為家庭娛樂、消費和互連的融合市場提供完整的解決方案，其產品組合覆蓋數位消費市場的全部應用領域(包括機頂盒、DVD、TV和音響設備)，包括從應用處理器到能源管理、移動圖像和無線互連的各種個人多媒體解決方案，以及種類齊全的顯示器IC和無線固網基礎設施元件。
在傳統機頂盒方面，ST在今年4月再推低成本且多功整合的衛星視頻轉換解碼器──STI5188，增添特色的數位接收器加速了數位世代的變遷，造價接近類比接收器為其特色。該產品中的音頻數位類比轉換器，能直接連於電視輸入端，較早期產品更能省下連接器的開支。此外，它還整合了QPSK(Quadrature-Phase-Shift-Keying)解調器、音頻數位類比轉換器(DAC)以及電控石英振盪器(VCXO)，乃特別針對無需付費通信(free-to-air)市場而開發。QPSK有自動搜尋(blind scan)的功能，用戶可以自動掃瞄到可供使用的信號，而ST是少數幾家擁有QPSK IP的公司。
STI5188結合了STV0288 DVB-S接收器功能與STM5118視頻轉換解碼器功能，採用90nm製程技術生產。新產品使用了串列式快閃記憶體(serial Flash memory)，使得輸入/輸出線所需數量減少，封裝尺寸也得以縮小。該系統軟體被執行於一高性能、密封式的ST20 32-位元RISC CPU中，運算速度為200MHz，內含一專用的二維圖形器，可創作出豐富的圖形用戶介面(UI)，包括馬賽克頻道圖像和優質的圖形內容。ST20的參考設計和開發支援提供了由硬體到用戶介面一系列完備解決方案，從而簡化了產品的設計難度及也縮短了產品上市的時間。STI5188采20mm x 20mm、176引腳封裝，近期量產中。
ST也沒忘了對於高畫質電視標準的努力，在今年5月間美國拉斯維加斯2006 MEDC（移動及嵌入式電子設備展覽會）上，ST推出與微軟的合作成果──多功能高畫質電視機頂盒“平臺”產品。這是基於Windows CE平臺的新產品是ST居市場領先水平的高性能HD解碼器，和微軟正在為嵌入式系統開發的靈活的模組化化操作平臺方法──“Windows CE 5.0網路媒體設備功能包”的完美融合。以整合度極高的STB7109高畫質電視解碼器晶片為基礎，內嵌一個高速乙太網介面，讓機頂盒可成為家庭網路的中心設備，而新增的USB 2.0埠和串列ATA (SATA)埠，大大提升了產品設計的連接性能。此外，該參考設計還確保設備互連具有很高的安全性，通過整合的保護版權的高速數位HDMI(高畫質電視多媒體介面)，用戶可以將機頂盒輕鬆連接到任何一台准高畫質電視平板顯示器。
新平臺支援Windows CE 5.0及其網路媒體設備功能包、VC-1/ H264/ MPEG2HD/ Dolby +/ DTS-HD等多種高畫質電視音頻和標準視頻格式、Windows媒體連接和網路設備專用媒體數位許可權管理10。ST的機頂盒平臺是一個標準的完整的可再用的高畫質電視解決方案，是網路數位產品和未來的HD-DVD (高密度DVD)影碟機的理想選擇。ST將向消費電子製造商提供這些新的產品平臺，以便這些廠商能夠快速推出新的產品，如互動機頂盒、網路媒體設備、HD-DVD影碟機、數位錄影機(DVR)等。
順帶一提的是，除了主晶片，日前ST還結合自身在電源管理上的優勢，特別針對衛星機頂盒推出低噪塊(LNB)穩壓器專用保護IC──LNBTVSx-22x系列，用以抗雷電和電過應力浪湧。該產品包括針對3kV、4kV和6kV優化的完全符合LNB電源電壓和IEC61000-4-5保護標準的保護(8/20µs)器件，相容所有的LNB穩壓器產品，LNBTVS的鉗位電壓(VCL)很低，在30V～35V之間，性價比優異，回應時間快速，前向電壓(VF)低，IF＝3A時1.2V。軸向封裝(DO-201)和SMD (SMB 和 SMC)封裝。新產品通過了UL認證，現已投入量產。訂貨2,500顆，價位在0.20 (3kV)美元～0.45 (6kV)美元。
圖4：ST用於衛星機頂盒的低噪塊(LNB)穩壓器專用保護IC──LNBTVSx-22x系列
結語
綜合上述，可知IP機頂盒的功能主要在：1.支援寬頻接入網路傳輸，如當前的LAN/DSL及未來的PON技術等；2.支援多格式音視頻解碼；3.支援用戶認證功能。而向外與無線技術、特定應用功能整合則是必然結果。曾經有人質疑：機頂盒只是時代演進的“過渡產品”，可能會被吞噬在科技洪流之中；但對照現實狀況，從早先的類比有線電視，一路過渡到今天的IP機頂盒，機頂盒的隊伍依舊不斷地壯大，雙模機頂盒、軟體機頂盒也在不斷成熟。有時候，生死存亡僅在一線之隔，關鍵只在於是否能“與時俱進”，方能救亡圖存。機頂盒的廠家是如此，營運商乃至各行各業，又何嘗不是如此？
IPTV，是利用寬頻網路的基礎設施，以家用電視機或電腦作為主要終端設備，通過IP協定提供家庭用戶包括數位電視在內的多種互動式數位媒體服務的新技術。但在業界，一如家電和IT業者的各為其主，由於商業陣營利益的不同，營運商對IPTV的根本定義也有著“選擇性”的理解：在電信領域，IPTV被理解為寬頻增值業務，只是這時IP所承載的寬頻業務是TV節目罷了(TV over IP)，所強調的是IP承載，IP才是主角；但在廣電領域則普遍認為──TV才是主體，IPTV業務什麼都可以做，可以語音、資料、視頻等所有多媒體業務。
且不論以何者為依歸，IPTV都涉及了視頻編解碼、網路分發和終端接入等核心技術，而IP機頂盒則是這一切的中心！它是視頻解碼終端，相當於一台自配嵌入式作業系統的電腦；一手通過DSL或乙太網方式接入網路，一手將通過網路傳輸過來的流媒資訊轉換成類比信號輸出，具備電腦的資料交換等基本功能，可以採用遙控器或PC直接操作。
IPTV未熟，VoIP應用先聲奪人
相對於IPTV的視頻應用，基於IP的語音應用的巨輪似乎更為如火如荼地滾動著，VoIP市場轉瞬間已飛快攀升。最初，網路電話是以軟體的形式呈現，且僅限於PC to PC間的通話；但隨著寬頻普及與相關網路技術的演進，網路電話也跨出純IT領域，發展出IP to PSTN、PSTN to IP、PSTN to PSTN及IP to IP等各種型式。他們都擁有一個共同點，就是──“以IP網路為傳輸媒介，且格外講求QoS”(關於VoIP的QoS議題，COMPOTECH在本期“寬頻技術”欄目所收錄的《為VoIP解決方案實現最佳音質》一文，有更為詳盡的探討)。
圖1：VoIP業務擁有眾多優越性
如此一來，電信業長久以PSTN電路交換網網路為傳輸媒介的慣例及獨佔性，也逐漸被打破。其實說穿了，不論是IPTV還是日漸成熟的VoIP，這些日新月異的Triple-play應用，本身就是一波鼓動跨產業合作或傾軋的大潮。原本看似關連不大的通信、電腦和消費終端，自此開始了一連串的融合，與侵吞。於是，“機頂盒”這個曾經一路見證類比到數位化過程的CPE產品，也不得不面臨角色升級的局面。
與傳統的數位機頂盒相比，IP機頂盒實現了視頻、語音、資料三者的融合，其系統架構兼具原來資料轉換的基本功能──由調頻器和視頻解碼器組成，用來處理數位串流資訊；以及經過CA認證的服務內容──由加密系統組成，讓服務商對用戶使用狀況具有控制能力。此外，有些機頂盒的設計者會依個別需求，再加入TCP/IP堆疊協定或儲存區塊等PC子系統模組，用以和IT設備連接協作。
以VoIP應用為例，其語音信號轉換過程大致可分為幾個階段：
1.將發話端的類比語音信號進行編碼(目前主要採用ITU-T G.711語音編碼標準來轉換)；
2.將語音封包加以壓縮，同時添加位址及控制資訊；
3.根據前述資訊將IP封包傳輸到目的地；
4.將IP封包解碼還原，再轉回人類聽覺所能接受的類比音頻信號。
這當中，負責將語音信號轉換成IP封包的IP機頂盒，以及在交換過程進行相關通道控制，以提供加值應用的閘道器，分別有著舉足輕重的地位。然而，在媒體匯流勢不可擋的驅動下，這兩者開始走向“雙劍合壁”之路，所謂機頂盒或閘道器的定義也不再那麼涇渭分明。
IP機頂盒化身“閘道器”
VoIP業務與ADSL2+的如日中天，吸引了原本就對xDSL技術業有專精的英飛凌，把VoIP的應用擴展至超級攜帶型和無線轉接器以及閘道產品上，針對住家及小型辦公室/住商環境的中小型VoIP閘道器，推出整合了Codec和類比電話介面的VoIP引擎──VINETIC-Plus晶片，可讓任何類比電話通過任何寬頻網際網路進行VoIP通話。除了VoIP功能處理器之外，VINETIC-Plus晶片還整合了一個完整的訂戶線路介面(SLIC)功能，因此不需加上目前採用一般晶片的設計中所需的單獨類比介面電路或Codec。該產品也可作為或攜帶型無線AP之用。
與此同時，為提高寬頻閘道的效能，英飛凌特別針對CPE推出突破性家用閘道單晶片DANUBE (ADSL2+ IAD)──整合式接取裝置(integrated access device)和家用閘道器(Home gateway)應用解決方案，整合寬頻ADSL2+以及聚合式寬頻加值服務。DANUBE晶片包括一個ADSL2/2+ 收發器(transceiver)、32-bit MIPS處理器、VoIP協同處理器、兩個整合式Codec，以及獨特的整合式封包引擎，其非平行式運算處理能力、硬體加速器、以及整合式VoIP電話電路，能支援包括IPTV在內的各種先進媒體服務所需、24 Mbps的ADSL2+資料傳輸率。
在完整的參考設計中，DANUBE晶片包括軟體套裝組合，可支援各項VoIP功能，例如：三方會議、發話方ID顯示(caller ID)，以及高話質所需的回音消除等功能；其多重擴充介面可讓廠商在IAD設計中加上WLAN、藍芽、Ethernet交換器、DECT、ISDN及視頻codec等其他功能，以強化IAD系統。DANUBE晶片亦支援遠端管理功能、提高資料傳輸率的雙線機制(bonding mechanisms)、固網及行動網路的聚合等下一代網路功能。
奠基於數位通信網路的長期經驗，以及豐富的xDSL組合應用和語音處理IC架構，DANUBE整合了英飛凌早先在市場驗證過的ADSL2+技術，加上VINETIC VoIP產品的卓越語音質量，提供了一個完備的解決方案，能夠滿足對各種ADSL2+和VoIP應用爆發性的需求。DANUBE具備開放式架構和強大的處理能力，讓廠商可以很容易的以特性升級的方式做出產品區隔，大幅降低投資風險。
平臺化：STB/RG有志一同的發展方向
在幾種網路接入技術中，DSL目前仍是全球寬頻資料服務市場的主流，約占70%的佔有率，到2008年全球DSL用戶估計將近有2億的規模。在此基礎上，不少營運商為強化競爭優勢並開拓新財源，陸續開始提供VoIP服務，而視頻更被普遍認為是推動DSL市場發展的下一個商機所在；因此，DSL機頂盒越發有向“家庭閘道器”發展之勢。
圖3：IP機頂盒蛻變到家庭閘道器的成長路徑：語音服務、視頻服務、功能整合及功能差異化
家庭閘道器(Residential Gateway, RG)意指：具備寬頻數據機功能、區域網路聚集和IP管理能力的整合型終端設備。它不僅是網際網路和家用網路之間的實體介面，更是通往數位家庭之路的核心設備；能協助服務提供者瞭解使用者的家庭網路結構，並提供適時適所的QoS，以便和家庭用戶建立預應式(proactive)的關係。事實上，家庭閘道器早已存在當前的數位家庭中，例如：負責多媒體信號轉換的機頂盒和有VoIP語音功能的DSL數據機，都是最典型的代表。
目前主流閘道器產品是整合路由器與低埠數交換器，從功能別觀之，可分為兩大類：
DSL閘道：提供了資料和視頻解決方案，往往也包括向終端客戶提供利用單播技術的VOD功能，以及利用組播技術的廣播視頻。為求解決方案的完整性，除了ADSL以外，有些廠商會特別強調“可配置”功能，可在ATM上的IP或千兆乙太網環境中操作。
線纜閘道器：為用戶提供整合“一體化”解決方案，用於寬頻接入、無線LAN連接和一些高級服務，如：防火牆、內容管理、網路位址轉換(NAT)和家庭網際網路設備的服務質量控制。這些閘道還使得有線電視營運商可以遠端解決家庭用戶獨特的配置和設備問題，從而減少上閘服務次數和設備退貨次數，並且可以提高客戶滿意度和回頭率。將來，閘道將提供更多功能，例如：針對家庭電視和個人電腦的數位視頻流以及WLAN語音。
在對新興市場要求不是很清楚的情況下，現在幾乎所有設計都會有志一同地強調一個特性，那就是──平臺化。RG可視為是局端串流的掌門人，Digital Tuner、Decoder、Software和Middleware為其核心組成元素。隨著Triple-play的呼聲日隆，未來的RG還需要更多媒體匯流服務的整合及保全能力。
新一代RG將是集通信與娛樂於一體的多媒體設備，除了需支援原有的DSL/DOCSIS服務寬頻介面外，其處理器還必須能支援家庭通信與娛樂傳輸，且具備豐富的週邊組合，朝開放式/可擴展平臺發展。DSP平臺優點在於可以進行軟體升級，靈活性比較高；但同時也有著價格比較高、開發週期長的缺點。因此在實際應用過程中，善用軟體發展過程是很重要的，許多業者紛紛表示，今天有90%以上的工作量是在於軟體發展，設計的工作也主要在軟體上。
德州儀器 UR8新架構為STB/RG開創新紀元
德州儀器(TI)在STB升級的過程中，算是走得較快的廠商，已能在STB晶片的基礎上擁有完整的RG產品線。纜線數據機以三種硬體的實施方式(TNETC630、TNETC622和TNETC621)提供全面的閘道功能，從而在滿足上市時間和成本要求方面為開發商提供了高度的靈活性。其家庭閘道器技術符合DOCSIS 1.0/1.1/2.0標準，並已通過CableHome 1.1認證，為開發商提供了定制RG應用與用戶介面的靈活性，能夠充分滿足營運商的特定要求。
在DSL閘道上，TI的AR7 DSL機頂盒開發板解決方案賦予OEM最先進、可編程和可升級的解決方案以快速構建DSL機頂盒解決方案，同時支援服務供應商向其客戶提供增值的視頻服務。AR7機頂盒使用TI第7代ADSL解決方案──AR7，以及基於TI TMS320C64x DSP核心的高性能數位媒體處理器──DM642。而UR8結構則是構成TI下一代家庭閘道器解決方案系列的基礎，它採用開放式平臺，提供傑出的語音功能、先進的多媒體處理技術並支援所有DSL標準。
AR7系列標注“W”的，表支援Wireless功能。AR7W已獲得Wi-Fi認證，可支援所有的DSL標準，包括ADSL2和ADSL2+，將採用的ADSL網橋/路由器與802.11b/g直接整合在主板上。AR7W參考設計採用小型PCI介面，適合於希望包含獨立WLAN模組的製造商。
AR7系列標注“V”的，表支援VoIP功能。AR7VW是一種基於TI經市場驗證的AR7 DSL平臺和TNETW1230 802.11b/g WLAN MAC/基頻處理器的完整的語音閘道器設計，它具有支援G.711 (Annex 1,2)、G.729AB和G.723.1A的2 LBRC和1 PCM通道。通過沿用用於VoIP的Telogy Software，需要增加語音功能的設計人員可以依賴AR7VW所具有的服務質量和特性全面的語音通信能力。
TI迄今已向市場提供超過3,000萬片AR7與1億個DSL埠，在此良好基礎上，去年底，TI再度鎖定Triple-play宣佈新一代家庭閘道器解決方案架構，持續進軍高級多媒體處理器市場，往VoIP的高性能DSP子系統、可編程DSL PHY(Uni-DSL)、豐富的標準介面和規範定義的API而努力。對於開發寬頻通信解決方案的OEM廠商而言，TI基於信號處理的先進矽晶片與軟體平臺為快速部署用於纜線數據機、數位用戶線路(xDSL)數據機、整合接入裝置(IAD)、VoIP閘道器、電信級基礎設施及家庭與辦公無線聯網的新一代產品，可為他們提供更好性能、更低功耗與系統級整合。
作為全系列家庭閘道器解決方案基礎的UR8架構將採用開放式平臺，能實現所有DSL標準的一流語音功能和高級多媒體處理能力。UR8架構由眾多元件構成，包括高級多媒體處理器、可編程DSL PHY、基於高性能DSP的語音子系統以及豐富系列的標準介面。規範定義的API能夠在所有DSL平臺上最大程度地實現軟體與硬體的重複使用性，因而可顯著加快產品的上市進程。該款通用平臺進一步推進了TI實現Uni-DSL標準的目標，使營運商能夠以低成本方式部署所有ADSL與VDSL標準的各種高頻寬服務。此外，製造商還可充分利用TI廣泛的第三方網路來進一步推出差異化的產品。
基於專用的高性能DSP基礎之上，UR8架構進一步推進了TI在家庭中實現固定移動技術整合(FMC)的目標，可實現出色的語音功能，並能支援多達4個通道的有線或無線語音。此外，可編程的語音子系統使製造商還能夠充分利用TI廣泛的語音編解碼器庫和VoIP軟體Telogy Software，其中包含寬頻編解碼器、有線與無線編解碼器，以及諸如傳真和數據機中繼、資料封包丟失最小化和降噪演算法等高級特性。UR8架構還整合了多媒體處理器，以便為在整個家庭中支援HDTV和其他高級視頻服務及語音和資料提供更高的處理能力。
飛利浦：以DMA實現無線家庭連網
對多媒體匯流業務關注良多的飛利浦半導體，其大中國區機頂盒/家庭多媒體市場總監郭昌巨集在接受我刊的專訪時表示，三網最終肯定實現合一，因為這在技術上早已不成問題，關鍵在於政策。目前苦於相應的標準還沒有制定，也還沒有完整的應用；Triple-play市場可謂萬事皆備，只缺東風。另從技術角度來看，郭昌宏認為VoIP、IP-Phone、Video-IP都會是主流，而不是如今各管一塊的做法，它們在流媒體格式上會形成所謂“主流格式”及統一的規範。
這當中很重要的一點是：機頂盒或者機頂盒相關的設備將會變成門戶！這主要表現在DMA(直接記憶體存取)的一些產品，通常會以無線的方式實現家庭互聯。DMA是一種快速傳送資料的機制，其重要性在於：利用它進行資料存取時不需要CPU進行干預，可提高系統執行應用程式的效率。飛利浦的DMA200解決方案，即是通過wireless來實現網路連接和電視連接。只要將寬頻直接和DMA連接，DMA即可通過wireless將信號傳輸到相關的設備上去。
郭昌宏並指出，為減少DSP的工作負荷，目前的普遍做法是把DSP的處理速度提高，而不是透過週邊套件來達此目的。另外一個途徑就是：使用軟體來處理那些新的功能。飛利浦的TriMedia中通過Core processor來減少Core DSP的工作負荷，使得DSP能夠以較低的速度來實現較強的功能。現在的DSP都會支援USB2.0和網路等功能，這些都可以做到DSP晶片中的Core Processor裏。對於已經定下來的功能，可做到Core Processor或者ASIC中，不需要用軟體實現，這樣就能相當大程度地減輕DSP Core負荷。細數飛利浦的STB解決方案有(皆可依據特定需求開發量身訂制型產品，有助成功推出多重市場解決方案，如：DVD+RW/DVB整合型系統)：
ST：解碼器只有接收器的價格，高畫質電視平臺到位
既然談到機頂盒，就不能不談到已多年在STB晶片領域蟬聯首座的意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST)。自從去年底到今年初頻頻大動作對組織進行改組以來，ST對於中國市場的經營倍顯用心。ST設有HPC部門(家庭、個人及通信產品)專責為家庭娛樂、消費和互連的融合市場提供完整的解決方案，其產品組合覆蓋數位消費市場的全部應用領域(包括機頂盒、DVD、TV和音響設備)，包括從應用處理器到能源管理、移動圖像和無線互連的各種個人多媒體解決方案，以及種類齊全的顯示器IC和無線固網基礎設施元件。
在傳統機頂盒方面，ST在今年4月再推低成本且多功整合的衛星視頻轉換解碼器──STI5188，增添特色的數位接收器加速了數位世代的變遷，造價接近類比接收器為其特色。該產品中的音頻數位類比轉換器，能直接連於電視輸入端，較早期產品更能省下連接器的開支。此外，它還整合了QPSK(Quadrature-Phase-Shift-Keying)解調器、音頻數位類比轉換器(DAC)以及電控石英振盪器(VCXO)，乃特別針對無需付費通信(free-to-air)市場而開發。QPSK有自動搜尋(blind scan)的功能，用戶可以自動掃瞄到可供使用的信號，而ST是少數幾家擁有QPSK IP的公司。
STI5188結合了STV0288 DVB-S接收器功能與STM5118視頻轉換解碼器功能，採用90nm製程技術生產。新產品使用了串列式快閃記憶體(serial Flash memory)，使得輸入/輸出線所需數量減少，封裝尺寸也得以縮小。該系統軟體被執行於一高性能、密封式的ST20 32-位元RISC CPU中，運算速度為200MHz，內含一專用的二維圖形器，可創作出豐富的圖形用戶介面(UI)，包括馬賽克頻道圖像和優質的圖形內容。ST20的參考設計和開發支援提供了由硬體到用戶介面一系列完備解決方案，從而簡化了產品的設計難度及也縮短了產品上市的時間。STI5188采20mm x 20mm、176引腳封裝，近期量產中。
ST也沒忘了對於高畫質電視標準的努力，在今年5月間美國拉斯維加斯2006 MEDC（移動及嵌入式電子設備展覽會）上，ST推出與微軟的合作成果──多功能高畫質電視機頂盒“平臺”產品。這是基於Windows CE平臺的新產品是ST居市場領先水平的高性能HD解碼器，和微軟正在為嵌入式系統開發的靈活的模組化化操作平臺方法──“Windows CE 5.0網路媒體設備功能包”的完美融合。以整合度極高的STB7109高畫質電視解碼器晶片為基礎，內嵌一個高速乙太網介面，讓機頂盒可成為家庭網路的中心設備，而新增的USB 2.0埠和串列ATA (SATA)埠，大大提升了產品設計的連接性能。此外，該參考設計還確保設備互連具有很高的安全性，通過整合的保護版權的高速數位HDMI(高畫質電視多媒體介面)，用戶可以將機頂盒輕鬆連接到任何一台准高畫質電視平板顯示器。
新平臺支援Windows CE 5.0及其網路媒體設備功能包、VC-1/ H264/ MPEG2HD/ Dolby +/ DTS-HD等多種高畫質電視音頻和標準視頻格式、Windows媒體連接和網路設備專用媒體數位許可權管理10。ST的機頂盒平臺是一個標準的完整的可再用的高畫質電視解決方案，是網路數位產品和未來的HD-DVD (高密度DVD)影碟機的理想選擇。ST將向消費電子製造商提供這些新的產品平臺，以便這些廠商能夠快速推出新的產品，如互動機頂盒、網路媒體設備、HD-DVD影碟機、數位錄影機(DVR)等。
順帶一提的是，除了主晶片，日前ST還結合自身在電源管理上的優勢，特別針對衛星機頂盒推出低噪塊(LNB)穩壓器專用保護IC──LNBTVSx-22x系列，用以抗雷電和電過應力浪湧。該產品包括針對3kV、4kV和6kV優化的完全符合LNB電源電壓和IEC61000-4-5保護標準的保護(8/20µs)器件，相容所有的LNB穩壓器產品，LNBTVS的鉗位電壓(VCL)很低，在30V～35V之間，性價比優異，回應時間快速，前向電壓(VF)低，IF＝3A時1.2V。軸向封裝(DO-201)和SMD (SMB 和 SMC)封裝。新產品通過了UL認證，現已投入量產。訂貨2,500顆，價位在0.20 (3kV)美元～0.45 (6kV)美元。
圖4：ST用於衛星機頂盒的低噪塊(LNB)穩壓器專用保護IC──LNBTVSx-22x系列
結語
綜合上述，可知IP機頂盒的功能主要在：1.支援寬頻接入網路傳輸，如當前的LAN/DSL及未來的PON技術等；2.支援多格式音視頻解碼；3.支援用戶認證功能。而向外與無線技術、特定應用功能整合則是必然結果。曾經有人質疑：機頂盒只是時代演進的“過渡產品”，可能會被吞噬在科技洪流之中；但對照現實狀況，從早先的類比有線電視，一路過渡到今天的IP機頂盒，機頂盒的隊伍依舊不斷地壯大，雙模機頂盒、軟體機頂盒也在不斷成熟。有時候，生死存亡僅在一線之隔，關鍵只在於是否能“與時俱進”，方能救亡圖存。機頂盒的廠家是如此，營運商乃至各行各業，又何嘗不是如此？
