信息時代總是和移動及數字家庭設備上的各種視頻、數據和語音服務聯系在一起。聯網消費的下一步是將完整的互聯娛樂體驗帶到家庭生活中。在 2011 年的國際消費電子展(CES)上,我們看到了與此有關的很多技術進步。新一代電視、機頂盒、藍光光盤播放器和移動電話不僅能實現聯網,還將融入各種功能。融入各種功能之后,根本的轉變就是從以設備為中心的世界向內容為中心的世界轉變。一般來講,用戶的應用模式、設備的使用方法和用戶與設備的互動方式各不相同。手機是用戶在任何地點接打電話、發送信息的主要方式,數字電視、機頂盒主要是用于數字家庭,幫助人們體驗音樂和視頻。而在辦公室辦環境中的商務和網絡應用總是使用電腦的鍵盤和鼠標。
現在我們常看到 iPhone 這樣的設備,消費者用它可以隨時隨地體驗網絡、音樂、視頻以及新一代網絡連接的數字電視。不久的將來,這些移動電話和數字電視設備將無縫互聯,并成為體驗、存儲和共享音樂、視頻、基于云計算的應用、社交媒體等平臺的工具,進而強化真正的互聯娛樂體驗。
收看電視節目已經從之前需要時移(通過 DVR 隨時收看想看的電視節目)到位移(通過移動視頻隨地收看節目內容)再到源移(在任意設備上收看需要的內容)。
創建能夠真正實現聯網消費體驗的平臺是一項浩大的工程,需要無縫整合多種技術。目前市場上能實現這類智能電視功能的主流可選平臺包括:
(1) 在傳統Linux系統基礎上擴展所需的網絡應用程序,如視頻網站客戶端程序、瀏覽器、流媒體播放器等;其優點是系統改動小、上手快;缺點是系統封閉,與以后可能流行的跨平臺應用兼容性存在問題。不過如果沒有另外一個操作系統平臺能夠統治市場的話,Linux通過中間件的規范化可能還將是主流平臺。至少在接下去很長一段時間內在出貨量上Linux還會是主流平臺。
(2) Android TV,這是目前大家討論比較多的,指利用成熟穩定的Android版本,進行電視相關的應用程序擴充(這些擴充程序也基本利用Android上面的現成app)。這樣能夠充分利用Android的開放性和豐富資源,并且擁有很強的系統設計靈活度和差異化能力;將來可以選擇轉向Google TV,也可以一直堅持獨立的Android TV之路。當然其難點是你要有技術能力把Android系統改造成一個電視系統。

圖1:CES上展示的由深圳泰捷軟件技術有限公司設計的Android TV,已在歐洲市場上市,產品基于Sigma Designs的芯片,MIPS 24K內核
(3) Google TV,也可以理解為Google版的“Android TV”。不過Google TV的代碼發布還沒有確定的時間表,并且連授權方式也還沒有確定;Google TV是否將同Android一般開放尚是一個未知數(非常可能兩者會走不一樣的授權方式)。而且Google TV的成熟度,包括是否真正切合用戶需求,都應該先打一個問號,畢竟Android操作系統的成熟過程和第一版Google TV的一些負面反饋,都給了我們很多經驗教訓。Google究竟不是一個做產品,尤其是電視機的公司。所以很可能Google TV發布時,還是會跟以前一樣,同一家電視品牌合作試水,在他們的平臺上進行測試。任何其他電視公司使用Google TV都需要進行一定的移植測試工作;當然Google TV的跨平臺特性將會非常好,因為其基于Android,而Android早已被廣泛移植。

圖2:Sony去年出品的第一款Google TV產品;網絡系統采用Intel Atom芯片,視頻系統采用NEC基于MIPS內核的SoC。這款電視上市后被很多人評論為“Not a TV”
這樣看來,在當下進行智能電視相關的預研時,Android TV會是一個不錯的選擇。一是因為其對互聯網應用的良好支持和本身的日趨成熟化;二是開源和免費的模式已經確立。但是因為Android本身是為手機而設計,把Android移植到電視平臺上,還存在諸多的難點。在這一點上,MIPS和其眾多芯片客戶和軟件合作伙伴一起,走在了市場前列,成功地建立了為電視系統而配置優化的Android系統資源,并在很多MIPS芯片平臺上進行了實現,已有多款MIPS Android的電視和機頂盒產品上市銷售。
MIPS 最新發布的集成了基礎軟件和硬件技術的Android系統 SmartCETM (互聯娛樂平臺)平臺。該平臺已在MIPS 授權廠商的 SoC 上進行了演示。SmartCE 平臺有利于 MIPS 授權廠商和他們的客戶將差異化的互聯娛樂解決方案迅速推向市場。其中包括以下特征和功能:
• SmartCE以Android最新版本為基礎操作系統,可充分利用Android的應用資源;
• 與電視整合的 Adobe® Flash®平臺可讓用戶訪問互聯網上豐富的視頻內容;
• 集成Home Jinni ConnecTV應用,提供從本地資源和 YouTube、Netflix、Yahoo! Movies 及眾多網站搜索、組織并存取音樂、照片和視頻內容的能力;
• 通過與 Facebook 的整合提供社交網絡功能;
• 通過 Skype 進行雙向視頻和語音通話功能,使消費者能夠輕松和經濟高效地利用 HDTV 與家人和朋友進行視頻電話;
• 與數字家庭設備和移動電話的無縫整合,幫助消費者轉移呼叫,并使用其智能手機、平板電腦或其他移動設備作為 DTV 的遙控器;
• 集成DLNA,能夠在多種互聯設備之間輕松共享多媒體內容。

圖3:MIPS 科技的 SmartCE平臺,集成豐富的家庭媒體和通信功能
下面我們將詳細解釋這些關鍵技術如何幫助實現真正的互聯娛樂體驗。
1. Android
Android 最初是為手機提供各種應用和功能而設計的,現在它已滲透到其他的消費市場,為數字電視、機頂盒、藍光播放器等設備帶來了豐富的因特網體驗。Android 開發框架縮短了軟件開發時間,尤其是測試時間。Android 消除了 Linux 開發碎片導致的障礙,并在Linux 之上創建了單一框架,有利于在各種設備上將應用一次寫入和運行。而且最吸引人的是 Android 是完全可授權的,且沒有版稅,這樣很多公司都能從中獲益。
Android 以一個通用的應用框架和運行在標準 Linux 核上的庫提供了完整的軟件棧。其中心是 Dalvik 虛擬機,以類似 Java 虛擬機的方式解釋字節碼應用。由于 Android 應用與設備無關,任何 Android 應用都可以在任意 Android 平臺上運行而不做任何修改。
Android 的設計采用了安全模式,任何應用都無權執行嚴重影響其他應用程序、操作系統或用戶的任何操作。此外,Android 以單獨的進程運行每項操作(及其相關的 Dalvik VM)。如果一個應用程序有問題,它不會影響到其他的應用程序或操作系統。這確保了消費電子設備的可靠性。
由于 Android 最初是為手機開發的,許多其他的因素必須考慮到,以使其更適合今后的聯網數字家庭設備。首先是數字家庭設備有較大的屏幕,需要支持高清分辨率,這和移動電話的小屏幕不盡相同。消費者無法容忍丟幀或視頻壓縮失真。他們期望在數字家庭設備上實現全面的高清視頻質量,如果能夠在其手機上瀏覽低分辨率的 15fps 視頻流,移動用戶也會很滿意。
此外,用戶與數字家庭設備的互動方式與他們和手機的互動方式完全不同,在數字家庭中多個用戶在同一個房間觀看相同的節目,是一對多的體驗,而且是通過遙控器實現的。手機是一個“一對一”的用戶體驗,觸摸屏和鍵盤都是用來使用設備的工具。

圖4:電視的遙控器操作方法很重要,左邊是LG最新的SmartTV 遙控器;右邊是Google TV遙控器,其全鍵盤設計嚇退了很多普通用戶
Android 還必須與現有的中間件集成,為視頻點播提供客戶機/服務器支持,提供條件訪問以及針對受保護內容訪問的安全性;符合網絡接入和內容共享的 DLNA 標準;為遠程遙控支持提供可行的“家庭”用戶界面、大屏幕用戶界面和菜單系統。
在這些為電視類應用進行Android優化的工作中,MIPS平臺比其他任何處理器平臺都要領先。
2. 針對電視的 Adobe Flash 平臺
針對電視的 Adobe Flash 平臺增加了動畫、視頻和針對網頁和服務的互動性。現在很多媒體網絡內容都采用 Adobe Flash。作為 Adobe 在業界發起的 Open Screen Project倡議的一部分,MIPS 正努力在手機、電視、機頂盒和其他消費設備上通過跨 PC 以外平臺的 Adobe Flash 平臺實現豐富的因特網體驗。隨著用戶對網絡內容和豐富的用戶體驗更高的要求,產品需要支持用戶訪問基于 Flash 的內容,可以收看來自主要廣播公司和媒體公司的內容,并訪問社交網絡媒體上的視頻。
SmartCE 集成支持高碼流播放、全高清視頻 Adobe Flash 內容,能夠處理用戶互動 Flash和因特網上常見的動畫功能。
3. 數字家庭中的視頻會議和社交網絡
高速寬帶和移動網絡提供了更高的帶寬,更好的支持消費者的通信和互動。北美地區流行Facebook 、Skype、 fring™ 等視頻會議客戶端;國內也有諸多流行的客戶端即時通信軟件。人們可以在家里與家人和朋友進行視頻電話會議,這已是一種實現社會互動技術的自然演變。社交“訪問”已經成為日常生活密不可分的一部分,只要輕按一下按鍵就能實現。而手機對于一對一的互動非常有效,電視是群組視頻會議的天然平臺,有利于用戶與朋友和家人進行輕松的交流。

圖5:MIPS 科技的 SmartCE集成了Skype視頻通話
Android 平臺的SmartCE 集成了 Skype 客戶端完整的參考端口,有利于實現音頻和高清視頻會議。這將有助于原始設備制造商將產品迅速推向市場,進而為數以百萬計的 Skype 用戶提供接入。關于社交網絡上的共享內容,針對 Android 平臺的SmartCE 還允許用戶訪問 Facebook、Skype 和 IMS 帳戶,為增加原始設備制造商要求的其他社交媒體方案提供一個框架。
4. 快速 HTML5 網絡體驗
除了網絡瀏覽、語音和視頻會議功能,針對 Android 的 SmartCE 平臺已擴展成為一個完整的 HTML5 應用平臺,有利于 Android 應用、HTML5 網絡應用和 Javascript widgets 的開發和在平臺上的運行。這意味著任何 HTML5 網絡應用、widget 和針對 Google 的 GoogleTV 的網頁優化都可以在針對 Android 平臺的 SmartCE 上瀏覽。
不管用戶采用何種方式訪問網絡,實現更佳的用戶體驗的基本技術就是快速的網絡瀏覽體驗。Javascript 性能和網絡渲染將推動用戶認為 “快速”的性能。手機和電腦瀏覽器給用戶制造了某種錯覺,讓他們感到網頁下載非常快。舉例來說,移動電話下載的時候,網頁頂部將首先加載被用戶看到,而在讀者閱讀最開始下載的內容時,網頁的其他部分還在下載。這樣就給用戶一個印象,這是一個運行很快的瀏覽器。當在大屏幕全高清電視屏幕上瀏覽網頁的時候,假設會發生改變,而移動“招數”就不能再繼續使用了。MIPS 現在推出了高度優化的解決方案,實現了最高質量的大屏幕網絡瀏覽體驗。
5. 針對 Android 應用的 SmartCE:整合在一起
應用軟件實現了優化的中間件集成,管理底層硬件,為用戶提供功能強大的應用擴展集和具有凝聚力的用戶界面。它為用戶呈現了一個統一的用戶界面,可以訪問任何來源的內容。有了SmartCE,用戶可以輸入一個關鍵詞,SmartCE 平臺就可從現場直播、在線內容和本地內容中找到結果。平臺具有智能,將自動顯示梗概、演員、封面等相關信息。用戶可以播放任何來源的內容。
6. 在數字家庭中實現 Android 體驗
我們知道Android開始的時候是為手機設計的,而手機中的主流應用處理器是ARM架構。曾經有人擔心Android的跨平臺可移植性是否有預期的好;但是在過去一年多時間里Android在多個應用領域內的蓬勃發展,已經有力地消除了人們的這種顧慮。除了ARM的手機平臺之外,Android在x86、SH、PowerPC、ARC和MIPS等多個架構擅長的的領域內都得到了大量應用。尤其以MIPS在數字家庭應用中的工作最為突出。
這首先是因為MIPS架構在數字家庭中的廣泛應用為基礎。目前大約60%以上的數字電視機頂盒采用基于MIPS架構的SoC而設計。Broadcom、Sigma Designs、ViXS、Trident、Renesas/NEC、東芝、Zoran等國外大廠,以及Mstar、MTK、SiS、RealTek、Ali、海爾、華亞等多數電視/機頂盒芯片公司都采用了MIPS架構進行下一代芯片開發。目前SmartCE已經在眾多MIPS硬件平臺上實現。
其次是MIPS架構本身的技術優勢,充分滿足和發揮了Android系統的性能需求。雖然因為MIPS沒有做手機的歷史原因,Android的初始版本不是基于MIPS平臺的,但是作為最優雅的現代CPU架構,同Android這樣的先進軟件系統框架的結合是非常完美的,共同組成了一個高效高性能的計算機結構體系。MIPS同Android的技術匹配在以下兩個特點中得到了充分體現:
(1) 內核寄存器數目:CPU內核中的通用寄存器是運算單元直接調用的硬件資源;MIPS架構擁有32個通用寄存器數目(作為比較,ARM在運行模式下的可用寄存器數目少于16個)。當運行小程序時這不會造成太大差別;但是在Android系統里面的Dalvik虛擬機,由于采用了register based的機制,同樣的軟件優化條件下寄存器資源的優勢為MIPS架構帶來了至少20%以上的性能優勢。Dalvik的性能優勢直接體現為Android應用程序的性能表現。
(2) 多核和多線程技術結合的并行多處理技術。多核技術因為其直觀簡單現在已經比較普及了,但是消費電子的多核應用到現在為止多是2核(很長時間內不會超過4核)。其實就每個CPU核心而言,還可以利用多線程技術提高其計算并行度,從而增加性能帶寬。多線程因為其設計復雜性,在經典的CPU架構中是一項標準特性(MIPS、PowerPC、x86等),但是在ARM這樣的便攜式架構中并沒有實現。多線程技術的優勢需要通過提高軟件并行度來發揮,當軟件系統比較小的場合其優勢便不明顯。而Android系統恰恰又非常適合多線程處理器的發揮,當然多核多線程相結合的處理器就更理想了(如MIPS 1004K處理器)。Android的并行處理器需求來自兩個方面,一是采用Java作為標準應用開發語言,Java的一個很大特點是直接定義了線程概念以支持任務并行化;第二方面是Android系統會為每個應用程序的運行都例化一個Dalvik虛擬機,這樣的話當打開多個應用程序的時候,整個系統處于高度并行化狀態。因此,像MIPS這種擁有良好并行處理器技術的CPU特別適合Android這樣的系統高效運行。
當Android本身的發展趨于成熟穩定之后,可以預見Google將很快把多平臺(MIPS和其他更多架構)以及跨領域(手機、電視、車載等)支持納入其Android體系之中。
第三點需要說明的是,Android作為一個操作系統,提供的只是一個應用框架,離具體一個產品設計還有很大的區別。比如把一個Android手機系統直接轉接到電視機上面,是根本行不通的。這個問題,恰恰就是MIPS和其合作伙伴最擅長的地方。前面所述的SmartCE就是一個很好的例子,其基于Android,但是已經為電視應用做了很多的裁剪和優化工作。另外一個例子是Android的快速啟動方案。目前通常的Android系統其啟動時間在30秒鐘以上,這對于手機和平板電腦來說是可以接受的,而對于電視而言,恐怕就比較勉強了。MIPS集成了來自于Lineo的技術,在MIPS 34K處理器平臺上,僅用4秒鐘就能夠完成Android 2.2的啟動過程。這對于電視應用來說是一項非常實用的技術。
小結
對于智能互聯電視平臺來說,今年將是非常關鍵的一年。很多先行一步的Smart TV將開始上市,Google TV的成敗將在今年初露端倪;各種軟件、硬件平臺的大戰也會烽煙四起。不過,在熱鬧的背后,我們也應該有一些冷靜的思考:
(1) 不管智能互聯電視將來的滲透率有多高,這只是替代傳統電視的一個存量市場,而不像平板電腦一樣像個新增市場。并且電視的替換周期較長,所以對整個行業的拉動作用需要保守估計。
(2) 目前關于Smart TV的討論,更多的是一種“技術驅動型”,即半導體和軟件公司表現最為激進,系統廠商次之,運營商很沉默,而來自用戶對新型電視的期望和使用習慣方面的聲音很少。單純憑借技術引爆市場的成功率是不高的;即便智能互聯的趨勢很確定,過程可能也會比預期的長。個人意見認為智能互聯電視的普及需要系統廠商和運營商的全力參與,并且需要真正考慮“電視機”使用習慣;這一課我們還沒補上。
(3) 智能互聯之外,我們同樣需要大力關注“電視機”的基礎特征,即圖像質量和清晰度,比如新一代平板技術和Super HD的發展等。圖像和顯示方面的進步,同樣會為半導體行業帶來大機遇。我們應該全面把握電視發展的各個方向。