原创 中国fabless厂商加入高清标准博弈

作者：穆强 EDN China执行主编 

发表时间：2005-09-07

对于电子业者来说，每一次技术标准的更迭都意味着一次重新洗牌的机会，由此就不难理解为什么产业界近年来对于下一代音视频压缩标准进程的关注。

　　从目前的形势来看，在诸多标准的角逐中，H.264胜出的几率要大一些。究其原因，更高的压缩效率以及网络传输中更强的抗抖动能力使得H.264在未来的互动式媒体传播方面具有特殊的优势，这是其受青睐的主要因素。相关资料显示，在相同的图像质量下，H.264所需码率约为MPEG-2的36%、H.263的51％、MPEG-4的61％。

　　但H.264出众的性能表现是以更高的编解码运算复杂度为代价的——相较于MPEG2，H.264的计算复杂度也要提高两倍以上——这无疑会对它的可实现性造成影响。这一点，也成为了中国自主开发的AVS（信息技术先进音视频编码标的简称）格式在标准纷争中得以“安身立命”最基本的一个理由。AVS标准在系统部分是与MPEG2兼容的，在音视频压缩算法方面则是中国自主的知识产权。AVS工作组秘书长黄铁军介绍说，在相同的图像表现上，AVS的计算复杂度大致比H.264低30%。之所以能够实现更低的运算量，主要是因为H.264标准为了能够覆盖从大屏幕高清电视到手机等小屏幕移动终端等全方位的应用，采用了4×4的点阵作为图像处理的宏块，而AVS宏块采用的是8×8点阵，这样的设计并不会影响其在大屏幕高清应用上的表现，却可以使其算法大大简化，同时也规避了可能与H.264发生的专利冲突。当然，AVS采用8×8宏块处理图像，虽然简化了运算，但也限制了AVS在标清和移动通信等领域的应用，为此AVS工作组正在制订一个针对移动通信应用的AVS-M格式来弥补。

　　而在全球范围内，在性能上可以与H.264比肩的另一个压缩格式VC-1（WMV-9）在标准进程上的推进速度明显迟缓，加上其“系出微软”的背景，很多公司担心会被微软垄断的商业模式所累，因此厂商在考虑是否采用VC-1时十分谨慎。

　　下一代音视频压缩标准的纷争已经影响到中国芯片设计者的技术决策。这主要体现在两个方面：一是对于研发切入点的选择上，二是如何开发兼容多种格式的多模芯片上。在与中国的fabless接触的过程中我们也发现，技术上的权衡只是他们在进行决策时的一个方面，授权模式、内容支持、政策扶持等非技术因素也已经成为中国公司天平上举足轻重的砝码。

　　杨小奇：H.264是最适合互动式媒体传播的标准

　　在对下一代音视频压缩标准的选择上，上海富瀚微电子的天平明显侧重H.264——目前该公司商业定位就是"H.264编解码IP核供应商"。对此，该公司执行董事杨小奇的解释是：更高的压缩效率以及网络传输中更强的抗抖动能力使得H.264在未来的互动式媒体传播方面具有显著的优势，"以前人们看电视是一种被动的方式，今后交互、主动方式会越来越多"。同时，更高的压缩效率还会带来存储空间上的节省，这也使H.264得到下一代存储技术的青睐——HD DVD、蓝光DVD联盟已经宣布采用H.264作为其高清视盘标准的压缩格式。

 杨小奇认为，中国的AVS标准走的是一条"在H.264基础上进行简化"的路子，简化了实现的复杂度，高带宽传输时在主观感觉上与H.264差别不大。但他同时表示，作为一个中国本土开发出的标准，是否能够在全球范围内得到认同，是决定AVS兴衰的重要因素，这不仅体现在技术层面，还包括诸如好莱坞在节目内容和发行等方面的支持。因此他个人对于AVS标准发展的建议是"兼容H.264"。但杨小奇也表示，从公司的角度上讲，他们依然会关注AVS，一旦AVS成为了国家标准，以公司现在的技术积累，"兼容AVS没有问题"。

 对于"H.264技术实现上难度大"的观点，杨小奇并不认同。他说，以上海富瀚微电子已经开发成功的H.264标清解码IP核FH8600来看，其电路采用0.18微米工艺，工作频率为50MHz，规模为30万门，尽管与MPEG2所需的5万门的电路规模相比成倍增加，但对于今天的IC设计和制造技术来讲并不是一件难事。杨小奇透露，上海富瀚微电子计划将在今年第三季度推出针对H.264高清应用的解码IP核。

 面对多标准并存的局面，杨小奇认为采用DSP或CPU进行软解码是实现多模的一个方式，但其代价是功耗太大——传统上认为软解码的功耗是硬件解码的5~10倍，同时产品成本较高。因此杨小奇认为，软解码由于其灵活性，在IP机顶盒等新兴应用进入市场初期是不错的选择，但对于海量需求的消费电子产品，ASIC仍是其不二选择。

　　傅登原：AVS只是我们的第一步

　　尽管AVS还没有正式成为中国的国家标准，但是围绕着该技术，中国的fabless公司已经开始“热身”。芯晟科技有限公司推出的AVS解码芯片AVS101于2005年3月通过了专家鉴定，并宣称该芯片是对AVS 1.0标准的最完整的诠释，这个芯片研发项目得到了中国国家高技术研究发展计划（863计划）的资助。在此之前,隶属于中科院计算所的宁波中科集成电路设计中心宣称其推出的高清解码芯片“凤芯一号”支持AVS格式。

　　芯晟科技有限公司董事长兼CTO傅登原认为选择AVS解码芯片作为其公司在中国市场的切入点，一方面是他们看到了市场契机，另一方面是他们自身具备技术实现能力。按他的话说，“国家有标准、有政策，我们有团队、有投资”。据悉，芯晟的商业化版本的AVS SoC机顶盒芯片将在2005年内推出。

　　傅登原给予仍在审批程序中的AVS标准很高的评价，他认为AVS与H.264从技术上讲是同一类型的标准，AVS标准在制定过程中广泛听取了软、硬件各方面的意见，能够在不牺牲性能的情况下实现更简单的编解码。H.264的问题在于，它希望通过一种标准覆盖各种应用，而AVS的思路则是针对几个重点应用进行优化，使得其更易于实现。目前AVS产业联盟刚刚成立，这意味着中国正在尝试建立一个从标准到芯片，再到系统和运行的完整的AVS产业链，傅登原认为这个联盟中有芯晟这样的芯片商加入会“更有意思”。“AVS标准今天只是起步，后续会有更多的创新。”傅登原说。

　　不过，傅登原反复强调，AVS解码芯片仅是公司技术战略中的第一步，芯晟的市场定位是一家“能够提供音视频、通讯、RF、模拟等全面技术的平台化fabless公司”，他们公司的竞争优势在于综合设计能力上。因此，可以看出芯晟在技术选择上的态度是开放的，为了争取更多的市场，他们并不排除未来会开展针对其他音视频压缩标准的研发。

　　边晓春：多模芯片是大势所趋

　　在对于多种竞争性的音视频压缩标准选择的问题上，有人开始换个角度考虑问题：与其选择其一“赌”一把，不如开发一种可以兼容多种标准的“多模”技术。中芯联合（北京）微电子有限公司就选择了这样一条技术路线，公司总经理边晓春认为，未来多种标准共存的局面已成定局，因此多模芯片是大势所趋。

　　边晓春对于“多模”技术的理解比较宽泛，它认为这个概念应该包括三层含义：一是不同格式的编解码能够在同一个硬件电路中实现；二是具有多个通道可以同时处理多组画面；三是可以同时进行编解码。

　　边晓春分析，实现“多模”的途径通常有两种，一种是在一块ASIC芯片中集成多个支持不同标准的编解码核，另一种是采用DSP等通用处理器进行软解码。前者对于诸多的压缩格式显然不是一种聪明的办法，而后者实现成本较高，且针对高清应用时在功耗和处理速度方面都会遇到问题。因此，中芯联合在ASIC和通用DSP之间找到一条“中间道路”，他们开发了一种被称为“可客户定制的ASIC”平台产品——多模视频编解码处理器M3P(Multi-Mode Media Processor)，它既具备ASIC的性能，又可以为客户提供支持多标准的灵活性。

　　具体地说，M3P中包含一个由专用硬件电路实现的编解码处理器。该处理器不是基于通常的CPU结构或DSP结构，而是针对视频编解码的信息处理流程与算法专门设计的结构与电路。因此，该处理器的专用计算能力很强，能够在较低的工作频率（约200~300MHz）下实现H.264的高清编解码。在设计该处理器的结构与电路时，中芯联合还在算法层面设计了一套旨在包容现有算法的体系，使得该处理器能够由同一硬件电路兼容各类现有标准。另一方面，由于该处理器是可编程的，就为使用该处理器的芯片产品提供了一定程度的灵活性，以适应不同的整机市场的需求。

　　边晓春认为，AVS采用8×8宏块处理图像，简化了运算，同时也避开了与H.264在专利方面的直接碰撞，但也限制了AVS在标清和小画面应用方面的表现。因此中芯联合还是选择H.264作为公司的技术突破口，因为H.264在技术实现上难度最大，因此掌握了这个技术以后向其他标准转会很容易。中芯联合第一颗H.264解码芯片计划于7月完成流片，其第一个客户可能是一家美国卫星机顶盒供应商，边晓春认为“卫星机顶盒将是2005年H.264真正可以上量的应用市场”。