什么會(huì)成為數(shù)字家庭的中心

　　什么會(huì)成為數(shù)字家庭的中心？

　　隨著各種設(shè)備都聯(lián)入家庭網(wǎng)絡(luò)，哪種設(shè)備將成為數(shù)字家庭的中心是目前業(yè)界爭(zhēng)論的焦點(diǎn)�，F(xiàn)有的三種設(shè)備正在競(jìng)爭(zhēng)成為數(shù)字家庭的中心：PC、機(jī)頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)。科勝訊公司無線數(shù)據(jù)和聯(lián)網(wǎng)器件業(yè)務(wù)部行銷副總裁Peter Kempf認(rèn)為，最有可能的情況是所有三種設(shè)備將共存在數(shù)字家庭中，每類設(shè)備分別控制特定的服務(wù)和應(yīng)用。例如，PC可用于數(shù)據(jù)、圖片和音頻；STB可用于視頻；而住宅網(wǎng)關(guān)則用于寬帶和語音。

　　憑借強(qiáng)大的處理和聯(lián)網(wǎng)能力，PC理所當(dāng)然是家庭媒體中心的有利候選者，但為了更好地迎合家庭用戶的需求，PC的形態(tài)正在發(fā)生演變。例如，英特爾正在力推娛樂PC成為數(shù)字家庭的核心設(shè)備。英特爾最近提出了“10英尺應(yīng)用”的概念，即把在PC上可以享受到的娛樂轉(zhuǎn)移到客廳中的電視或者娛樂PC上。10英尺運(yùn)營(yíng)的模式有兩種：一種是本地模式，另一種是遠(yuǎn)端模式。在本地模式，PC聯(lián)接的是電視或者16：9的娛樂PC；遠(yuǎn)端模式是先通過有線/無線方式連接到數(shù)字媒體適配器(DMA)，再連接到電視上去。10英尺應(yīng)用可以使得消費(fèi)者在客廳享受PC的娛樂，包括文字處理、游戲、網(wǎng)絡(luò)音樂、IPTV等。

　　類似地，為了滿足家庭用戶的易用性要求，TI在第十屆IIC展覽會(huì)上提出了分離式電腦平臺(tái)的概念。它包括兩個(gè)部分：一邊是臺(tái)式PC，一邊是一臺(tái)四方形的I/O Hub，兩者通過PCI-Express卡相連。TI將傳統(tǒng)的PC外設(shè)功能都拿出來做到了這個(gè)I/O Hub中，包括DVD光驅(qū)、USB端口、1394接口、CardBus/PCICIA插槽、閃存媒體讀卡器等。簡(jiǎn)化后的PC主機(jī)可以降價(jià)到2-3千元。傳統(tǒng)上，臺(tái)式機(jī)的插口都在機(jī)箱后面，不方便用戶插拔，而通過這樣做就可以把所有東西都搬到桌面上。此外，這個(gè)概念使用戶在更換PC時(shí)不用更換外設(shè)，節(jié)省了成本。

　　除了PC，機(jī)頂盒和住宅網(wǎng)關(guān)都有機(jī)會(huì)成為家庭網(wǎng)絡(luò)的中心。但究竟哪種設(shè)備將勝出，大多數(shù)廠商認(rèn)為是不確定的。Marvell公司的James表示不同的市場(chǎng)有不同的需求:一種選擇是機(jī)頂盒，它通過WiFi將家庭中的設(shè)備連接起來；另一種途徑是通過一種消費(fèi)類電子設(shè)備來連接家庭網(wǎng)絡(luò)，如PC�！耙环N解決方案將不能滿足所有需求，所以兩種方法將各有市場(chǎng)�！彼�說。 
表2：數(shù)字家庭標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

　　TI公司的Flanagan認(rèn)為數(shù)字家庭的中心將是可以連接所有設(shè)備的住宅網(wǎng)關(guān)，但他補(bǔ)充說：“TI也認(rèn)識(shí)到有多種設(shè)備可以充當(dāng)特定內(nèi)容的網(wǎng)關(guān)：一種設(shè)備用于個(gè)人內(nèi)容，如家庭視頻和圖片；一種設(shè)備用于高價(jià)值內(nèi)容，如需要數(shù)字版權(quán)管理(DRM)的商業(yè)視頻和音樂。關(guān)鍵是要有一個(gè)合理的用戶界面，讓消費(fèi)者可以方便地找到并播放所需的內(nèi)容�！�

　　此外，一些新興的數(shù)字家庭設(shè)備，如數(shù)字媒體適配器(DMA)、媒體中心、媒體服務(wù)器等也有機(jī)會(huì)成為數(shù)字家庭的中心。不少半導(dǎo)體供應(yīng)商和分銷商正在積極開發(fā)這類設(shè)備的參考設(shè)計(jì)。例如，Marvell正在推廣數(shù)字媒體適配器的解決方案，它放在起居室，用于連接PC/媒體服務(wù)器，然后在TV上播放音視頻。這款DMA充當(dāng)接入點(diǎn)(AP)可以連接TV、打印機(jī)、DVD和音箱等設(shè)備。它是專門針對(duì)數(shù)字家庭開發(fā)的，采用UpnP AV協(xié)議，用于兼容其它媒體設(shè)備；它還支持?jǐn)?shù)字媒體格式要求的所有DLNA，并支持DHCP，可以方便連接到家庭網(wǎng)絡(luò)。

　　世平集團(tuán)最近推出了一款媒體中心的參考設(shè)計(jì)。該公司表示，這是一款由PC演變過來、形態(tài)和功能基本上是PC架構(gòu)的產(chǎn)品。世平集團(tuán)認(rèn)為，媒體中心必須具備幾項(xiàng)條件：1、WLAN；2、PC的功能；3、遠(yuǎn)程遙控；4、7聲道音頻；5、TV調(diào)諧卡；6、DVD-R功能。該媒體中心實(shí)現(xiàn)了TV與手持設(shè)備的同步功能，例如可以把PDA播放的內(nèi)容同步到TV上播放。

　　值得重點(diǎn)關(guān)注的是，該媒體中心采用了微軟將于2005年下半年正式發(fā)布的Media Center Edition(MCE)操作系統(tǒng)，其與PC操作系統(tǒng)的關(guān)鍵區(qū)別在于：它是通過遙控器來操作的。這是因?yàn)閿?shù)字家庭設(shè)備的操作必須非常簡(jiǎn)單，以滿足普通用戶的需求。

　　MCE2005使得用戶不但可以體會(huì)計(jì)算平臺(tái)，還可以有最好的娛樂體驗(yàn)。該版本具有Windows XP 2的所有功能，并集成了新的功能，包括：1）數(shù)字媒體特性；2）10英尺界面、家庭娛樂平臺(tái)；3）定義了HDTV、DVD等高端AV體驗(yàn)；4）連接體驗(yàn)，比如來電顯示等；5）即時(shí)連接功能。

　　世平集團(tuán)表示，未來這種媒體中心還可以集成機(jī)頂盒的功能。這暗示，今后的數(shù)字家庭中心可能是一種融合設(shè)備。科匯(Memec)公司亞太區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理吳志偉認(rèn)為，STB、媒體中心、住宅網(wǎng)關(guān)都有可能成為數(shù)字家庭的中心，而未來這些功能會(huì)整合到一個(gè)設(shè)備。

　　硬件架構(gòu)的變化

　　我們知道，傳統(tǒng)家電(如TV等)大都是獨(dú)立設(shè)備，并采用專有硬件。隨著它們成為家庭網(wǎng)絡(luò)的一員，這些設(shè)備本身的形態(tài)正在發(fā)生演變，如出現(xiàn)了IPTV，IP機(jī)頂盒等新的概念。前述的PC也是一個(gè)例子。相應(yīng)地，這些設(shè)備的內(nèi)部硬件架構(gòu)也將發(fā)生變化。

　　TI的DSP小組技術(shù)戰(zhàn)略負(fù)責(zé)人Tom Flanagan認(rèn)為：“最大的變化是大多數(shù)消費(fèi)類電子設(shè)備將基于可編程平臺(tái)，并具備聯(lián)網(wǎng)功能。” 以數(shù)字媒體市場(chǎng)為例，目前存在各種音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，而這給產(chǎn)品制造商在選擇上造成困惑。這種情況下，就要求產(chǎn)品能夠隨時(shí)升級(jí)，以應(yīng)對(duì)各種現(xiàn)存和新興的編碼標(biāo)準(zhǔn)�？删幊烫峁┑撵`活性使這些設(shè)備能夠操作許多類型不同格式的內(nèi)容，包括視頻、音頻和圖片。

　　將WLAN功能整合進(jìn)消費(fèi)電子產(chǎn)品也是今后的主要發(fā)展趨勢(shì)。目前的解決方案依靠主系統(tǒng)來提供WLAN所需的處理能力，但某些產(chǎn)品并不具備這種能力，即使硬件平臺(tái)具有足夠的處理能力，WLAN協(xié)議處理、安全和QoS等功能也需要占用越來越多的主處理能力。為了確保設(shè)備具有足夠的性能，Marvell最新的802.11a/g/b解決方案88w8385芯片嵌入了一顆CPU和足夠的片上存儲(chǔ)器，可以卸載傳統(tǒng)CPU的處理負(fù)擔(dān)。無線聯(lián)網(wǎng)意味著需要在設(shè)備中添加RF部分，對(duì)于沒有相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)家電制造商來說，這是一個(gè)不可輕視的挑戰(zhàn)�！白铌P(guān)鍵的因素是RF PCB布局和生產(chǎn)測(cè)試，”Freescale的Victor表示。他認(rèn)為有兩種解決途徑：一是采用半導(dǎo)體供應(yīng)商將提供的參考設(shè)計(jì)；二是求助于第三方模塊制造商，他們能幫助解決RF設(shè)計(jì)問題，使白家電制造商不必雇傭RF工程師和購(gòu)買昂貴的RF測(cè)試設(shè)備�？苿儆嵉腜eter推崇后一種方法，他說：“采用來自無線ODM的現(xiàn)成模塊對(duì)于白家電制造商來說是最好的方法。這允許他們利用現(xiàn)有提供商的經(jīng)驗(yàn)，并快速進(jìn)入市場(chǎng)�！�

　　最后，隨著未來家庭中的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備達(dá)到數(shù)十個(gè)，甚至上百個(gè)，如何對(duì)它們進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制將成為一個(gè)極大的挑戰(zhàn)�！爸T如UPnP和DLNA等軟件協(xié)議將在管理這些功能方面發(fā)揮關(guān)鍵作用�！盤eter說。為了解決不同廠家設(shè)備間的可互操作性、現(xiàn)有設(shè)備和未來設(shè)備的可協(xié)同工作性以及數(shù)字版權(quán)管理等問題，英特爾現(xiàn)在正和其他公司一起進(jìn)行積極的工作，促進(jìn)各種設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針和規(guī)范的制定和實(shí)施，詳見表2。

　　ZigBee和藍(lán)牙在家庭網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

　　短距離無線通信技術(shù)具有低成本、低功耗等特點(diǎn)，適合用于外圍設(shè)備和手持終端與其他主機(jī)設(shè)備的連接。家庭聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將為它們提供新的機(jī)遇。例如，分銷商世健系統(tǒng)公司推出一款瞄準(zhǔn)家庭應(yīng)用的藍(lán)牙HiFi適配器，可以將主設(shè)備輸出的HiFi音頻由DSP壓縮成MP3格式，再發(fā)射出去。用戶可以在家庭音箱設(shè)置接收端或用耳機(jī)收聽。

　　Freescale的Victor認(rèn)為：“像ZigBee和藍(lán)牙這樣的低速率無線技術(shù)將加速家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展�！�

　　Freescale的商用無線系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)經(jīng)理Brett Black介紹說，ZigBee的數(shù)據(jù)傳輸速率在2.4GHz下為250kbps，其傳輸范圍主要取決于功率和環(huán)境，介于10到75米之間，典型應(yīng)用為30米左右。

　　Black表示，Zigbee具有省電、安全可靠、高度擴(kuò)展且成本低等優(yōu)點(diǎn)。ZigBee共有三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)星形、網(wǎng)狀和集群樹形。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備主/從屬性，可實(shí)現(xiàn)雙向通信。在非工作時(shí)間，從設(shè)備總是處于睡眠狀態(tài)。對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用可以使從設(shè)備在15ms內(nèi)由睡眠狀態(tài)激活，而新設(shè)備的搜索時(shí)間僅為30ms。“ZigBee十分省電，利用電池可支持長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月到2年左右的使用時(shí)間�！盉lack說。

　　目前，ZigBee在家庭網(wǎng)絡(luò)中最主要的作用是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制，應(yīng)用領(lǐng)域包括室內(nèi)照明和空調(diào)系統(tǒng)控制、家電遙控、無線計(jì)算機(jī)外設(shè)(無線鼠標(biāo)、鍵盤等)、安全監(jiān)控、煙霧或CO2監(jiān)測(cè)等。

　　ZigBee的MAC層采用了talk-when-ready碰撞避免機(jī)制，當(dāng)有數(shù)據(jù)傳送需求時(shí)則立即發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)封包都由接收方確認(rèn)收到，并回復(fù)確認(rèn)信息，若沒有得到確認(rèn)回復(fù)則表示發(fā)生了碰撞，數(shù)據(jù)會(huì)再傳一次，以此提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽慷取?

　　Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展功能，由于使用了64位IEEE地址和16位短地址，Zigbee最終的網(wǎng)絡(luò)大小可以達(dá)到2^64個(gè)節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了用戶的使用要求，如果選用本地尋址方式，1個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)理論上可以容納65,536(2^16)個(gè)節(jié)點(diǎn)。

　　Black介紹，Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用了三種設(shè)備類型，一種是網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，持有全部網(wǎng)絡(luò)信息，是三種設(shè)備中最復(fù)雜的部分，需要存儲(chǔ)和計(jì)算能力；第二是全功能設(shè)備(FFD)，支持所有的802.15.4功能標(biāo)準(zhǔn)制定的參數(shù)。可以作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器使用。附加的存儲(chǔ)和計(jì)算功能使得它很適合作為網(wǎng)絡(luò)路由器或者是網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)備；第三個(gè)削減功能設(shè)備(RFD)的功能受到限制，通常作為網(wǎng)絡(luò)邊界設(shè)備。一般情況下，F(xiàn)FD需要16－20KB的ROM，而RFD則只需要12-16KB的ROM。

　　Black表示，F(xiàn)reescale目前針對(duì)Zigbee提供一站式解決方案，包括射頻收發(fā)器、MCU、傳感器、MAC軟件、Z-Stack Zigbee軟件以及靈活的開發(fā)套件。MC13193 Evaluation Kit(13193EVK-A00)是Freescale為Zigbee平臺(tái)增加的最新硬件工具，除包含兩個(gè)傳感器應(yīng)用參考(SARD)板卡以及三個(gè)評(píng)估板卡(EVB)外，還提供了必需的軟件協(xié)議堆棧和樣例應(yīng)用，用以設(shè)計(jì)一系列2.4GHz聯(lián)網(wǎng)解決方案。

　　面臨的障礙

　　聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字家庭是一個(gè)美好的前景，但將面臨一些障礙。TI的Flanagan表示，數(shù)字家庭取得成功的四大基礎(chǔ)是高質(zhì)量的服務(wù)、安全框架、互操作性和易用性。

　　Marvell的James認(rèn)為：“易用性是最關(guān)鍵的一點(diǎn)。如果技術(shù)太復(fù)雜，日常消費(fèi)者將不愿使用它們�！睘榇耍琈arvell正在提供一種AutoLink技術(shù)，可以使設(shè)備更容易、更快速地完成設(shè)置。例如，當(dāng)用戶購(gòu)買了一款新的手機(jī)，只需按幾個(gè)按鈕，AutoLink就可以幫助他們完成與機(jī)頂盒的WiFi連接。

　　另外，隨著更多信息和設(shè)備加入家庭網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的安全需求不斷增長(zhǎng),這也是消費(fèi)者特別關(guān)心的問題之一。世平集團(tuán)的吳志偉舉例說，當(dāng)用戶以無線方式(如WiFi)把DVD碼流發(fā)送到TV時(shí)，一個(gè)問題是隔壁的鄰居有可能可以截獲此碼流，從而暴露用戶的隱私。

　　目前，領(lǐng)先的連網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)集成了最低水平的安全機(jī)制，例如802.11i、HomePlug AV和ZigBee都支持AES加密。Marvell指出，802.11i包含的WPA2安全標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)CIA和FBI使用的加密技術(shù)。

　　TI、Airgo等廠商認(rèn)為，技術(shù)不是問題，真正的問題是大多數(shù)用戶對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)和如何配置技術(shù)缺乏了解，從而讓許多家庭網(wǎng)絡(luò)處于不安全的狀態(tài)。因此，業(yè)界的挑戰(zhàn)是使這些安全措施更容易被終端用戶實(shí)現(xiàn)和使用。

　　業(yè)界必須教育用戶，但也必須使這些安全措施變得更簡(jiǎn)單，以方便用戶使用這些強(qiáng)大的安全功能。這也是Marvell在所有它的家庭聯(lián)網(wǎng)解決方案中配置AutoLink技術(shù)的另一個(gè)重要原因。AutoLink技術(shù)在用戶第一次開啟設(shè)備時(shí)就可以自動(dòng)設(shè)置使設(shè)備是安全的。

　　在安全方面，另一個(gè)常見的問題是2個(gè)或更多的網(wǎng)絡(luò)互相干擾，F(xiàn)reescale的Victor表示。目前，大多數(shù)高級(jí)的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)仔細(xì)考慮這個(gè)問題。例如，為了避免在2.4GHz公用頻段的干擾，Zigbee采用了與Wi-Fi一樣的直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù)，采用偏移正交相位位移鍵控調(diào)試方法，以化整為零方式，將一個(gè)訊號(hào)分為多個(gè)訊號(hào)，再經(jīng)由編碼方式傳送訊號(hào)避免干擾。不過，筆者曾在第十屆IIC展覽會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)看到某家公司的802.11g模塊因?yàn)槭艿剿{(lán)牙以及其它專有2.4GHz信號(hào)的干擾而無法正常工作，最后該公司不得不立刻更換為工作在5GHz的802.11a模塊。這表明，隨著WiFi、WiMax、藍(lán)牙、UWB、ZigBee等無線技術(shù)涌入家庭，業(yè)界不得不切實(shí)解決干擾問題。

　　與此同時(shí)，內(nèi)容被認(rèn)為是數(shù)字家庭起飛的關(guān)鍵。James表示：“業(yè)界需要提供更多數(shù)量的殺手極應(yīng)用以吸引消費(fèi)者。同時(shí)，內(nèi)容供應(yīng)商和消費(fèi)電子制造商也應(yīng)該積極推動(dòng)新技術(shù)的發(fā)展并為數(shù)字家庭提供新一代的產(chǎn)品和服務(wù)。”另一方面，要讓服務(wù)提供商能夠放心地允許用戶在家庭網(wǎng)絡(luò)中傳播內(nèi)容，業(yè)界必須齊心解決數(shù)字版權(quán)管理的難題。

　　最后是成本。各種無線技術(shù)的應(yīng)用、處理能力的增強(qiáng)以及轉(zhuǎn)向平板顯示器等都顯著增加了家庭設(shè)備的成本。Freescale 的Victor認(rèn)為：“成本將是影響數(shù)字家庭中無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素�！彪m然意識(shí)到易用性和成本是阻礙數(shù)字家庭發(fā)展的最大障礙，但科勝訊的Peter樂觀地表示：“隨著最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前途會(huì)一片光明�！�