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MP3~MP6播放器探秘(3)

2010-03-16 10:29:43   来源:www.ele169.com    查看次数:9557         

(接上期)

MP3-MP6播放器探秘(3

王德沅

三、高清MP4播放器

顾名思义,高清MP4就是高清晰度的掌上型多媒体播放器高清MP4和普通MP4都是属于掌上型多媒体数字播放设备,高清MP4只是普通MP4的升级产品,两者的主要功能是相同的,高清MP4被提升的主要性能为清晰度指标,以满足那些讲求视觉享受的发烧友和用户的需求。

1.高清MP4播放器的概念和标准

所谓“高清”是指“高分辨率”或“高清晰度”,英文为“High Definition”。“高清”一词在家庭影视设备中出现最多,高清影视设备通常包含:显示终端(电视机、显示器等)、信号源(蓝光播放器、数码多媒体播放器等)和载体(高清视频文件、碟片等)3方面。而高清MP4通常就是指能够正确解码大多数常见高清格式视频文件,并且能流畅播放显示的数码多媒体播放器。

目前具备高清性能的电子产品有很多,高清电视机是最常见的一种,高清电视的画面分辨力是传统模拟电视清晰度的三倍左右,现在公认的分辨力标准是:画面垂直分辨率超过1080线(隔行扫描)或720线(逐行扫描),即通常所说的720P1280×720。高清电视可收看电视节目,也可连接高清播放机、高清摄像机、照相机和笔记本电脑等数码设备,以观看各种高清图像。

对于高清MP4的具体标准,目前尚无明确的说法,一些厂商和专业人员比较认可的是:能无色块地流畅播放720P1280×720)视频文件的多媒体播放器,而且显示屏幕的分辨率要求足够高(一般为800×480像素)。表1是一些厂商提出的“MP4分类标准”标准,仅供参考。其中“码率”(Data Rate Bit Rate )为视频文件在单位时间内使用的数据流量,也叫“码流率”,如1Mbps就是每秒数据流量为1M比特。“帧率”(FPS)是每秒传输“帧数”,如25 FPS就是每秒传输25。这个分类标准将MP4播放器分成了普通MP4、“标清”MP4、高清MP4和全高清MP44类,虽然有些分类不一定很合理(如片源格式中就没包括目前较热门的MKV等),但从中我们可以了解到各类MP4播放器的基本概况。

另外,现在1280×720的液晶屏价格很高,比800×480的屏幕要高几倍,所以许多高清MP4的屏幕采用分辨率为800×480像素的产品,这样720P的播放能力虽然让许多片源播放无阻,但其显示图像的分辨率仍为800×480不能完全还原显示高清信号并没充分体现出720P高清视频的优势。鉴于目前液晶屏分辨力的实际情况,不少厂商通常把能播放720×480像素视频文件的播放器,也纳入高清MP4(实际为表1中的“标清”MP4)的范围内。

由上可见,无论是高清电视机、高清DV、高清DC,还是高清MP4等数码产品,其分辨力标准都是与“720P”密切相关。720P是美国电影电视工程师协会(SMPTE)制定的高等级高清数字格式标准,分辨率达1280×720 (画面比例为169)。美国ATSC、欧洲DVB-T、日本ISDB-T、中国CCTV等行业机构,都以720P作为公认的高清门槛,高清MP4自然也不例外。有些厂商则把“高清解码+高清输出”作为高清MP4的门槛,高清解码指的是具有“720P10Mb码流、绝无色块”高清解码播放能力,高清输出指的是具有色差分量视频输出或HDMI数字视频输出功能。不过既然一般MP4都具备显示屏而且属于掌上型产品,其视频输出应属于辅助功能,不应要求过高,当然有厂商将自己的产品进行高标准、严要求的定位,应该是消费者的福音,会受到广大用户的支持和欢迎。

至于全高清MP4,就是FULL HD MP4,是指能够正确解码大多数分辨率达到1080P1920×1080)高清格式视频,并且能流畅播放显示的数码多媒体播放器。1080P(全高清)是美国SMPTE制定的最高等级高清数字电视格式标准,是数字电影成像技术和计算机技术的完美融合,也是目前画质最高的数字全高清视频标准;其像素数达到207.36万、采用逐行扫描,清晰度是720P高清标准的2.25倍,可以说是一种“完美影音”的格式。

但是目前由于受液晶屏分辨力和尺寸的限制,MP4播放1080P高清视频时的优势无法充分体现,它虽然支持高清解码,但没有1080P高清显示,而且格式兼容并非像宣传那样“完全通吃”,是有所欠缺的再者MP4内存容量小,一个1080P高清电影文件动辄就上4GB720P高清2GB~4GB左右),一般只能容纳12电影,存储是个问题;还有电源功耗大,电池续航能力要求高等;这些都是目前全高清MP4(也包括大多数高清MP4)的“软肋”,会影响其销量和普及。虽然现在不少厂商将全高清MP4 的“卖点”扩展到了“家庭影院”上,在1080P高清视频播放功能的基础上增加了HDMIHigh Definition Multimedia Interface,即:高清多媒体接口)输出和OTG移动硬盘中的影片输出至电视中观看)两项功能,试图使MP4成功取代之前的DVD播放器,成为家庭影院中的必备数码产品之一,但这已经明显偏离了MP4是“随身影音器具”的定义,“固定”和“携带”两者的转换也并非那么容易的,能否让多数消费者接受,只有等时间和市场来回答。

2.高清MP4播放器发展回顾

前两年流行的主要是普通MP4播放器,2008年中期开始有了“标清”MP4,年底出现了高清MP42009年则是高清MP4产品较快发展的一年,同时年尾两三个月开始出现全高清MP4播放器。2009年在新一代高性能主芯片方案支持下,国产MP4的多媒体视听性能,尤其是支持视频文件格式的性能有了很大提升,形形色色的机种日新月异、层出不穷。许多爱好者和业内人士在2008年都难以相信MP4能够迅速实现720P1080 P高清视频解码,而如今都变成了活生生的事实。

自从2007RMVB直播方案的普通MP4“标清”MP4开始流行以来,在一年多的时间里,“随身影音播放器”市场大都被RMVB直播机所占领,“瑞芯微”、华芯飞(“君正”)、华恒等三大主流方案的RMVB播放器在2008年迅猛上升到较大规模。随着国内网络速度的加快,高清视频文件开始逐渐流行,视频文件的分辨率、“码率”、帧率等都变得较大,不少影片已达到800×6005Mbps20FPS或以上的水平。此时,三大主流方案逐渐暴露出视频播放能力的不足,它们虽可直播RMVB等多种格式视频但在分辨率或“码率”、帧率达到一定程度之后,画面就会出现“卡顿”、“掉帧”、音画不同步和“色块”等现象,分辨率或“码率”更大的文件则可能无法播放。

于是,在0708两年快速发展的基础上,2009年的随身影音播放器产业又迎来了新的重大转机,高清MP4应运而生,打响第一炮的是华芯飞(China ChipCC1600方案播放器产品。CC1600方案以“720P高清视频解码、10M码流率、播放无色块”三大元素为核心来确定 “高清MP4的标准,其代表产品是“艾诺”V3000HD(1)、“歌美”X690HD和“纽曼”A15高清播放器。除此之外还有很大一部分高清MP4采用了CC1600主芯片,其中昂达VX767HD093月推出了低价高清MP4,开创了高清播放器质优价廉的先例,在市场上掀起一股购买热潮。从那之后高清MP4便真正开始进入了广大消费者的视线中,今后随着技术的进步和发展,必将会受到越来越多的“玩家”青睐。

采用H.264编码的480P720×480视频电脑上的画面播放品质就与720PRMVB相当,足以称得上高清,更高分辨力的品质就更好了,所以目前H.264编码是最热门高清格式之一。支持H.264编码的代表主芯片是“瑞芯微”公司的RK2806。应用RK2806的高清MP420096月高调登场,代表产品是“音悦汇T12 (2)与“台电M66,这使国产高清MP4又向前迈出了一步。RK2806能支持更多的视频格式,支持H.264编码,可以播放720PAVIRM/RMVBMKV等。

200910月,“瑞芯微”又推出了RK2728B普及型主芯片,其性能与RK2806不相上下。

支持H.264编码的主芯片还有“达芬奇”DM441索智SC8600等。

随着高清MP4技术的不断发展,号称“全格式、1080P、高码流”的全高清”MP42009年尾应运而生,开始在市场上崭露头角。全高清”MP4采用的主芯片有“华芯飞”的CC09(也有称CC1800的)和韩国TelechipsTCC8901(TCC 8900)等。其中采用CC09的代表机型为“歌美”HD8800(3)该机采用4.3英寸800*480分辨率LTPS(低温多晶硅)高清屏,支持RMVBRMFLVAVIDATVOBMKVWMVMP4PMP30种以上的格式,支持480P1080P、最高达50Mbps“码流”的高清视频,基本排除了播放停顿、马赛克和“跳帧”等现象。

TCC8901(TCC 8900)是一款高性能主芯片,它也可用作MID移动互联网设备)、“上网本”等产品的主芯片。TCC8901采用65nm工艺制造,集成度很高,OTG控制、HDMI输出、视频解码等功能全部由它完成。该芯片视频解码能力出色支持1080P高清视频,支持包括RMVBMKVH.264AVI等主流高清视频格式,拥有对H.264VC-1RMVBXvidDivx编码的播放能力,支持高达30Mbps以上码率TCC8901同样能够向下兼容720P480P等不同分辨率的各类视频文件。

“驰为P7播放器(4)为国内第一款正式上市的采用TCC8901全高清MP4。该机采用5英寸,分辨率800×480像素的屏幕,支持1080P分辨率视频播放,囊括H.264VC-1MPEG2-TS三大国际公认的高清压缩编码标准,可流畅播放峰值“码率”为50M以上的视频文件。P7还可兼容MPEG-2MPEG4XviD/DivXReal 8\9\10等多种视频编码,支持MKVTSMPGAVIVOBRMVBFLV等十余种视频格式。采用TCC8901 TCC8900的产品还有“台电”T56、“昂达”VX575、“蓝魔音悦汇” T11TE和思歌S40全高清MP4

3.高清MP4播放器的基本结构和原理

高清MP4的结构类似于普通MP4。由于高清MP4与普通MP4的主要区别是分辨力性能不同,而这个性能的高低很大程度上取决于主芯片的强弱,所以高清MP4主要是采用的主芯片(及其周边电路)有别于普通MP4,其他电路结构两者大体相同

为了适应高清视频文件的播放,高清MP4的液晶显示屏通常采用较大尺寸的、分辨力较高的大屏幕品种。例如,“台电”T56高清MP4播放器(图5)配备4.3英寸LTPS(低温多晶硅)屏幕,分辨率为800×480像素,可视角度接近180度,并且采用“全屏触控”的操作方式。目前,市场上的高清MP4大多采用34.3英寸5英寸的液晶显示屏,分辨力800×480像素(4英寸以上的显示屏)是目前这类产品的主流配置,而另外一种价格较低的480×272像素的产品也比较流行,主要受到一些喜欢较低价格播放器的消费者所青睐。35英寸屏幕是最为适合便携观看的尺寸,也有少数产品采用7英寸的屏幕,但是体积较为庞大,不方便携带。3英寸屏幕的高清MP4一度成为市场上最热销的产品,主要原因就是体积小巧、便携性好、价格较低。表2所示为部分常见MP4播放器采用的显示屏一览,供参考。

还有,对高清MP4播放器的电池“续航能力”也要求较强,以前一般都采用容量较大的锂离子充电电池,近期有些播放器开始采用性能更佳的“锂聚合物电池”。锂聚合物(Li-polymer)电池又称高分子锂电池,是一种新型电池,具有能量密度高、体积小巧、超薄轻量化,以及高安全性和低成本等多种优点。此外,为了简化高清MP4的结构,降低成本和增强可靠性,大都采用单面贴片主板的“单片式印制板”结构,而且多数播放器设置了外放扬声器。

下面让我们“解剖”一台典型的高清MP4艾诺V3000HD型播放器,看看机子内部的电路和整体结构,以增强对高清MP4的直观印象。

艾诺V3000HD的做工比较精巧,外观漂亮,机身正面是光泽的镜面设计,看起来相当舒服,整体感也不错。该机采用4.3英寸液晶显示屏,还有两个内置扬声器。6V3000HD拆卸面板、移开充电电池后的全貌,其中印制电路板上的主要元器件被一览无遗。该机印制板是单面贴片,另一面没有元器件,其布线紧凑,焊点匀称。“闪存”芯片被安装在显示屏“排线”(扁平电缆)下面的印制板区域,透过“排线”能隐约看到。印制板上一共有两个“闪存”焊接位置,8GBV3000HD采用两片三星K9LBG08U0M“闪存”,因此两个位置都安装了“闪存”。SD卡扩展插口则在“闪存”旁边。

V3000HD采用“华芯飞”CC1600主芯片。视频缓存SDRAM芯片采用Hynix(海力士)公司生产的HY57V281620ETP-H它采用54引脚TSOPII封装,主频133MHz,内部结构为4Banks×2M×16bits(8Mx16bit),即每个逻辑BANK有2M单元格(CELL),共有4个BANK,16位宽,总共容量128Mb。要注意位(bit)与字节(Byte)区别,这个芯片换算成字节就是16MB(B=Byte=字节=8bit)V3000HD采用了两片HY57V281620ETP-H,因此总容量为2×16MB32MB

音频编解码芯片(CODEC)采用CIRRUS LOGIC公司的CS42L52CS42L5224位低功耗立体声编/解码器,因高集成度和高品质音频性能而闻名。在立体声耳机作负载下,CS42L52输出功率为23mW+23mW /16欧(负载阻抗)/1.8V(电源电压),当推动扬声器时,CS42L52最大输出功率为550mW/8欧(负载阻抗)/3.7V(电源电压),其输出信号从4679脚直接推动两个扬声器发出立体声音乐。

高清MP4的基本工作原理类似于普通MP4,这里就不再赘述了。

4.高清MP4播放器的主芯片

一个高清MP4播放器产品的性能强弱,开发空间广阔与否,主芯片是决定因素,因此各种主流主芯片的性能、开发和应用等状况,始终是专业人员、爱好者和维修人员的关注重点。纵观国内现在的高清主芯片(方案),大致可以分为7类,限于篇幅,下面只能作些简要的介绍,外形请参见图7

(1). 芯飞CC1600主芯片

“华芯飞”CC1600芯片方案是深圳华芯飞公司和我国台湾的“智原”科技公司共同开发的产品。这款“主芯片”被应用在众多品牌的高清MP4播放器中,主要有:“昂达” VX 797HDVX535HDVX 545HD等,“艾诺”V3000HDV6000HDA/HDB等,“歌美”X690HDHD717HD616HD660等,“台电”M50HDC400HDC310HDM40HD,“酷比”B52HD等,还有“蓝晨”,ICOO,“纽曼”和“驰为”等许多知名品牌也都有应用。

CC1600主打是“可直接无色块地播放720P10M码率”的视频,但在支持格式上不够广泛,目前只支持AVIDivXXviD编码)、RM/RMVB和一部分FLV格式的视频,其他格式大都不能被兼容。

(2). 瑞芯微RK2806RK2728主芯片

RK2806采用ARM+DSP双内核处理器,65nm(纳米)制造工艺,ARM架构,能支持H.264编码,可以播放720PAVIRM/RMVBMKV等。该芯片采用先进BGA(球栅阵列封装)工艺,体积精简,尺寸小巧,比1元硬币还小不少。该芯片通过后期不断的固件更新,其实力正在逐渐显露出来,良好的播放表现、开放度高的UI、广泛的格式支持、字幕支持和“音轨切换”等特色使其回到了市场的主流行列。RK2806也存在不足之处,有些720P的视频在播放时会出现“掉帧、声画不同步”等现象,还有不支持VC-1编码的WMV等视频。

 200910月,“瑞芯微”又推出了RK2728B它基本参照RK2806的设计,是为高清MP4产品推出的普及型主芯片,基本性能与RK2806不相上下,有些则有一定改进。该芯片支持包括MKVAVIDivX XviDH.264编码)、RMVB/RMMP4FLVH.264H.263)、VOBMPGDATMOV3GP等视频格式。特别是H.264的解码能力,更是流畅地支持720P高清视频。

(3). TI的达芬奇DM6441主芯片

来自美国TI(德州仪器)的达芬奇方案(TMS320DM6441DM64系列中主频较低的针对MP4便携设备的一款版本。该方案的多媒体编解码能力很强,官方宣布可支持1080i的高清影片,可实现每秒30帧的H.264MPEG-2MPEG-4VC-1视频解码性能,以及功率优化特性。在视频格式上全面兼容MPGDATTSVOBAVIRMVBMKVWMVASFFLV等格式,不但支持720PRMVB,而且可流畅播放H.264(可达到576P)编码的视频,并且支持MKV的“多音轨”、多字幕切换等。还有它是当时唯一支持720P WMV格式的芯片方案。

目前国内品牌中主要有“蓝魔”和“纽曼”这两家在使用TI DM6441这个方案,其中“蓝魔”的为“蓝魔音悦汇T10、“蓝魔音悦汇T11,“纽曼”是“M9000”。还有爱国者P882型等播放器也搭载了德州仪器的达芬奇芯片。

(4). 北京君正公司的JZ4755主芯片

JZ 4755是一款高性能、高集成度的多媒体主芯片,采用创新的双核CPU技术,支持高清视频解码,低功耗,适用于MP4、移动电视及GPS等移动多媒体产品。JZ4755采用0.18微米数模混合CMOS工艺制造而成,为176引脚的QFP封装。JZ4755主芯片目前应用较少,主要见于紫光电子T871T851麦迪出品的T552等品牌的几款播放器,目前的社会拥有量较为有限。

(5). 索智SC8600芯片

国内最早出现索智SC8600芯片方案产品大约在20095月份。该方案的最大特点就是把支持RMVB格式的性能提高到768P,故而又称768P方案。市面上的 “索智SC8600、“芯舞HD986、“AHD1080”主芯片方案其实软件功能和UI完全一样,只是芯片上刻了二次开发公司的LOGO而已。该芯片采用176引脚的LQFP工艺封装,工作频率最高可达600MHz。支持最大1360×768分辨率视频播放。

应用SC8600主芯片的主要高清MP4产品是“艾诺V6000HDV”、“酷比魔方H100HD(采用AHD1080”、“艾诺V6000HDS”、“台电C500HD”和“可欧M-800采用CHIPRISE芯舞HD986)等。“艾诺”和“台电”的产品都是采用索智SC8600主芯片。

(6). 三星S3C6410XH-66芯片

三星S3C6410XH-66采用65nm制造工艺制造,其核心面积13×13mm2),采用424引脚的FBGA封装。该芯片支持MPEG-4 SPH.264/263 BPVC-1(WMV9)解码,支持3D加速和视频H.264硬解码,还可直接支持RMVB等视频播放。国内采用该芯片的市售MP4目前只有“智器Smart Q5一款产品。

(7). 韩国 Telechips TCC8900系列芯片

TCC8900系列目前有TCC8900TCC 8901两种芯片,采用65nm CMOS工艺制造,封装为FBGA形式。TCC8900系列主芯片不仅适用于为视频播放而设计的MP4数码整机,同时也可用作MID、“上网本”等产品的主芯片,是一款颇具有潜力的高性能芯片。有关特点和应用机型已经在前面讲过。

(8). 其他最新的高清主芯片

2009年底,市场又有“中星微VC0831、“台电T8100和“HD700B”等新生的主芯片加入高清家园。其中T8100是“台电科技”定制的1080P全高清主芯片。“HD700B”是中国台湾的芯片设计商“联咏科技(NovaTek)”研制的主芯片。HD700B最令人注目的亮点是VC-1编解码(WMVAVI格式)的文件播放能力强劲,WMV格式能支持到720P视频流畅播放。目前应用该芯片的只有“蓝魔音悦汇T7,是“音悦汇”旗下的一款中低档机型。

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