Java技術顯神通　數位電視機上盒邁向互動應用

由於2013年類比電視的將退出市場，相信這兩年台灣的數位電視機上盒和數位電視整合，其產業機會有很大發展。因為有線電視業者在投入大量財力、人力完成整合後，開始有更多地考量因素，例如如何透過拓展機上盒的應用來盡快爭取成本回收，互動電視自然成為主要的應用考慮之一。又如在之前應用的雙向交互機上盒中，是否存在著技術問題，在現有或是即將展開的互動應用如何與機上盒技術接軌，將成為下一階段機上盒應用開發的熱門話題。  

雙向數位電視機上盒崛起  

圖1說明了台灣數位電視發展的藍圖，從中可以看出，數位電視將會引進越來越多的互動模式和高清晰度的應用。

圖1　台灣數位電視發展藍圖

根據相關部門的調查，顯示互動式應用最多的是視訊點播，往後依次是股票、遊戲和商業服務、資訊服務等。  

現有互動式應用諸多問題待解  

圖2　數位有線電視雙向應用模式圖

從幾個最多的互動式應用來看，最熱門的是視訊點播，然而從目前的市場分析情況來看，視訊點播的業務發展並不好，甚至有些地方的業者稱它為減值業務，而不是增值業務。其中有很多市場因素，並非本文討論的範圍，但是從技術上分析，目前大部分的雙向機上盒除了做視訊點播的增值業務外，推展其他增值業務就非常困難，這其實也是業者都做視訊點播類增值業務的原因之一。圖2為數位有線電視雙向應用模式圖。  

從技術上來看目前的雙向機上盒，基本配置是8MB的快閃記憶體(Flash Memory)、32MB或64MB記憶體，機上盒須要運行電子節目選單(EPG)、資料廣播、認證存取(CA)、瀏覽器、隨選視訊(VOD)軟體和其他運營商要求的中間元件，而有些中間元件在運行時占用的記憶體，在停止運行時並不釋放，這造成了其他中間元件運行上的效能障礙，當然透過技術開發或者在生產中加大記憶體的數量是可以解決的，但是目前機上盒的售價越來越低，許多廠商不可能再增加這些方面的投資。  

現在還有機上盒信用卡終端、機上盒互動遊戲、個人數位錄影機(PVR)、機上盒IP電話等應用，業者已經開始動腦筋並推出許許多多的新應用。比如之前發展的機上盒手機電視應用，運用機上盒的通用序列匯流排(USB)插槽，下班後把手機往機上盒上一插，就可以讓手機充電，以節省充電器的花費。同時，還可以透過有線電視業者進行設定，將許多影音內容下載到手機內，第二天在地鐵或公車上就可以打發漫長的通勤時間。若有設定一些學習內容，還可以學習英語或其他工作中有用的知識，而業者也因為透過節目的設定可以獲得收入。  

如果USB插槽是OTG 2.0版，還可以做雙向主從應用，也可以白天把需要的內容設定好錄製到硬碟中，晚上一樣可以送到手機上。此外，由於全球的數位電視業者是互通的，因此可以開展漫遊業務，無論到那裡出差，只要接上當地的機上盒，即可下載之前設定的內容。  

但是，目前市面上的機上盒或機上盒晶片針對資訊轉換傳輸應用而支援USB 2.0的情況非常罕見，至於支援OTG 2.0的就更少了。像銷售點(POS)系統、網路電話、手機電視等應用都須要用到USB介面，因此必須了解對介面的技術的需求到底為何。  

目前許多廠商的機上盒都已經推出Java的應用，Java對機上盒的個性化和開放式應用都很方便，但現有的晶片和Java應用之間存在著Java標準和技術專利的問題。  

互動式應用仰賴專業技術支援  

應用是可以想出來的，但是實現應用的基礎有很多條件，要有合適的硬體、軟體與技術服務。總之，應用是需要技術的支援，唯有合適的技術，其相關應用才有可能實現。那麼該如何解決上述的互動式機上盒存在的問題呢？  

從目前的互動式應用來看，能夠獲得較多技術支援和真質收入的應用都與USB介面有關，如上述提到的與機上盒USB插槽的相關應用。富士通(Fujitsu)幾年前設計的晶片，已經使用USB 2.0 OTG技術。目前已經有客戶透過USB插槽連接POS機的機上盒出貨，讓用戶可以在家裡完成信用卡刷卡業務。使用USB 2.0 OTG技術可以很輕易地實現PVR，它可以讓用戶利用現有的機上盒方便地連接到硬碟，使機上盒變成PVR錄影機。此外，富士通設計的晶片，能夠同時支援兩個USB插槽，輕鬆地實現手機電視的應用。從圖3中可以看出，USB特別是OTG的應用是飛快增長的。

圖3　2002～2007年已經採用USB標準的設備數量

有些設備與機上盒也可以透過序列通訊插槽來連接，但要注意序列通訊插槽支不支援熱插拔，而USB即可以支援，因此在周邊設備具體應用時，就要注意相關的介面技術標準。  

關於USB 2.0標準，共分為支援15Mbit/s、48Mbit/s和480Mbit/s速度三種類型，因此在應用時須注意晶片支援的速度類型。  

業界目前正在推廣USB 3.0技術，因此在選擇產品技術時就要考慮產品的更新換代、升級和後續技術支援問題，如富士通就是全球首批在2009年推出USB 3.0晶片的幾個廠商之一。  

更強的中央處理器(CPU)功能，讓機上盒可以支援Java連結裝置配置(Connected Device Configuration, CDC)虛擬機器的功能，富士通的Java虛擬機器應用已經通過昇陽(Sun)的相容性測試套件(Technology Compatibility Kit, TCK)測試，同時繳納了相關的專利和技術費用，這個應用目前在亞洲是獨一無二的。例如，現在中國大陸上海的數位有線電視用戶已經可以通過Java玩線上遊戲和進行股票、彩券即時交易等等，這也是目前在中國大陸實現的首款Java虛擬機器(JVM)。  

Java有CDC和連結限制裝置配置(Connected Limited Device Configuration, CLDC)兩種應用標準，目前手機和一些機上盒中間元件內使用和支援的都是CLDC的標準，可以進行一些基本的Java遊戲等應用。而目前富士通整合的CDC標準的應用，將讓機上盒能夠很容易地實現各種服務，比如Java CDC可以與今後將非常流行的多媒體家用平台(MHP)中間元件無縫式連結，這是CLDC無法實現的。從2000年歐洲正式發布MHP中間元件標準以來，它的DVB-J Java要求被國際上所有的主流中間元件支援，技術的進步讓中國大陸的市場與國際市場的連接愈來愈密切，因此必須了解和支持國際最流行的標準，才能讓廠商有能力參加國際市場的競爭並採用國際最先進的技術。  

至於CDC與CLDC在機上盒應用中的區別，也必須十分了解才行。圖4為Java平台的架構圖。 而在J2ME的基本配置中，CDC和CLDC是按照如下的標準進行區分的：

圖4　Java平台架構圖

‧	CLDC
	具備512KB以下容量的記憶體、有限的能源供應(通常使用電池）、有限或非持續網路連接，以 及簡單的用戶介面、16位元或32位元的處理器。

‧	CDC
	內建2MB以上的記憶體，具有網路連接能力，通常為無線網路，此外還必須實現Java虛擬機器規範的全部功能，以及採用32位元或64位元的處理器。 基於CDC的設備可以支援全部的Java2語言規範和Java虛擬機器規範，它是CLDC的超集合並且遠大於CLDC，因此遵循CLDC的程式可以不經修改地移植到支援CDC的設備中。而對於電視內容本身的應用，昇陽以及其他一些第三方公司可以提供更多現有且便利的應用如Java Media Framework(JMF)、Java TV等，可以極佳地展現其電視的顯示能力，但只能在CDC下運行，而CLDC則不行。

總而言之，Java技術在電視領域包括機上盒均有非常廣泛的應用(圖5)，它將會成為一個關鍵的技術。

圖5　世界上應用最多的MHP中間元件與Java技術有密切相關。

新機上盒能源消耗標準浮上檯面  

歐盟從今年3月1日開始實施新的消費電器環保能源消耗標準，其具體規範為待機功耗須小於1瓦(W)，實機運作功耗則須小於5瓦。這將衝擊到舊有的產品，目前機上盒廠商解決的方案是採用外加的開/關機控制晶片來執行操作與控制用電的功能，市場上也有在機上盒晶片中加入控制元件進行操作的新晶片。  

其實探討機器的功耗，應該從機上盒晶片的技術層面來看。目前市場上主流的應用晶片，多年以來都是採用0.13微米或者0.18微米技術來生產，由於市場需求一直存在，因此並沒有任何改進，不像個人電腦的CPU晶片有摩爾定律，然而晶片生產製程技術在市場帶動下不斷提升，因此兩年前就已經有人表示，摩爾定律已經不適用於機上盒的晶片。  

其實，只要採用90奈米以上的製程技術，自然就能符合歐盟所制定的功耗標準。然而，目前無論是在主機板上外加還是晶片內部附加，大部分的產品仍然必須依靠附加的控制電路來解決。也由於是另外附加的元件，因此故障率也相對提高。 富士通非常注重環保，因而富士通2008國際論壇的主題就是綠色產品。目前富士通在中國大陸數位電視機上盒市場的主推產品，採用90奈米製程生產，已推行3年之久，也是同類產品中首款90奈米製程產品。現在，也已經有許多廠商在數位電視產品中採用90奈米製程，甚至發展到65奈米製程，富士通已經開始提供65奈米的機上盒晶片產品。  

附加應用衍生技術問題  

從技術角度去推動新應用的發展，帶來了許多新的附加應用技術，例如採用USB連接纜線數據機(Cable Modem)可以降低機上盒的成本、透過USB插槽轉換SD卡等記憶卡的讀取。此外，也可以擴展更多的應用，譬如透過USB連接無線網路等。但在具體應用時或進行具體專案開發時，要注意相關介面軟體的標準化問題，有些小廠商在轉換介面中採用了一些網路上不知名的開放式共用軟體，可能會造成機器的效能降低，如果大規模採用這些軟體，將會造成品質無法控制的情況發生，因此建議在技術開發時最好採用正規廠商的矽智財(IP)資料庫或已經發展多時且穩定運作的介面軟體技術，例如USB連接纜線數據機時就需要USB CDC技術的支援，千萬不可隨意濫用。  

(本文作者為富士通(上海)有限公司行銷部經理)