再谈机顶盒软硬分离的必要性、可行性及其实践体验

本文阅读：60次 　更新时间：2004年10月20日
机顶盒软硬分离的概念自提出以来得到了业界的热烈反响，大部分同行从切身体会出发，深表赞同，但也有个别人代表了不同意见。故此笔者想借本文对软硬分离的有关问题作进一步探讨。
机顶盒软硬分离的必要性
我们知道，在欧美国家多数机顶盒只是一个简单的解码器，用于收费电视，其所有的作用仅仅在于控制用户的收视，让不缴费的用户无法收看。这样的机顶盒功能单一，只需将硬件做稳定，软件除了一个节目指引几乎没有什么更多的功能，当然也就没有必要考虑后续的升级问题。
在中国，几年数字电视领域的摸爬滚打以后让我们认识到，中国数字电视的最大生命力可能在机顶盒所具备的各种各样的信息化功能和相应的增值业务上，而不能单纯以来收费电视，这就对机顶盒的软件功能提出了很高的要求。
无论我们今天花了多大的代价去开发机顶盒，到了实际的应用环境中，机顶盒一定需要不断地改进。无论我们对现在的应用服务有什么认识，在今后的两三年里，这些业务都将会不断发展和增加。因此，机顶盒实际上将成为一个多功能的类似PC的装置，是个家庭中的全方位的信息平台。这意味着，我们不能把机顶盒看成傻瓜机，尤其是软件，必然要象PC那样根据实际需要不断地加强和升级。
所以人们期望能出现一款机顶盒，它的硬件部分能满足大部分需要，软件部分能象PC一样自主地根据需求来灌装，这样的机顶盒在中国就有着极大的生命力。
因此，软硬分离是机顶盒在中国这样特殊环境里的必然需求，将会为数字电视的推广和应用带来巨大的帮助。我们讨论机顶盒软硬分离的必要性一定不能脱离开中国的大环境。
机顶盒软硬分离的可行性
应该承认，机顶盒是一个相当复杂的装置。它像个小麻雀，它只有运算能力有限的CPU和有限的存储空间，但是它又要承担很多复杂的任务。在如此简陋的平台上去发展软硬分离的确是一件很有挑战性的工作，因此不难理解为什么有很多同行将之视为畏途，不敢涉足。
技术是为市场服务的，既然市场有需求，我们就应该克服这些困难。我们发现，在机顶盒上实现软硬分离其实并非不可实现的事。我们提出，可以模仿PC的做法，把PC的结构移植到机顶盒中，通过机顶盒适配层软件来统一各种硬件和各种软件之间的接口。实际上，PC发展到今天，也是采用了很多种不同的外围芯片的方案，面对了成千上万种不同的应用，但是PC可以在统一的操作系统上将不同的应用都包容起来，而操作系统面对不同的硬件是通过BIOS（基本输入输出系统）来实现软硬接口差异的统一。
根据这种思路，我们已经成功地推出了机顶盒软件适配层的概念，并已在5种以上的机顶盒芯片中实现了软硬分离，可以很方便地将同样的应用软件加载到各种不同芯片的机顶盒里，实现完全兼容的应用业务，这样，就把不同的硬件统一到相对一致的应用接口上去，应用软件的开发商也不需要再为硬件头疼了，我想这大概是所有专业应用软件开发公司梦寐以求的境界
下图为软硬分离机顶盒的结构与PC结构的对比：

如此，可以非常有效得解决应用软件开发的适用性问题。但是这仅仅解决了应用软件开发商的工作量问题，还没有解决用户端的升级问题。因为机顶盒中不可能预装好所有的应用软件，当然中间件是一种很好的做法，因为中间件是一个很好的应用开发工具。如果机顶盒里装好了一个完整的中间件的话，那么各种应用软件就可以通过在线的方式随意的下载和选用。但是中间件本身会带来很多软硬件的附加成本，由于机顶盒本身的硬件成本在不断下降，对中间件的成本要求将会越来越严格，国外流行的中间件在中国都不可避免地遭遇了滑铁卢，就是因为他们的中间件都过于复杂，中间件对机顶盒的要求远远超过了应用服务本身对机顶盒的要求，变成本末倒置的状况。
因此我们认为，中间件是实现软硬分离的有效办法，但不是唯一办法。唯一正确的办法是强化下载器（LOADER），一个全新概念、威力强大的下载器，应该也必须可以不断地检测在线软件更新的信息，当发现新软件版本发布时能自动地用在线下载的方式随意置换自己的系统软件和应用软件，真正实现机顶盒的软硬分离。
经过多年研究和大量实践，我们已经成功实现了这样的LOADER，这种LOADER能够在最底层的驱动软件和操作系统的支持下，随意更换系统级和应用级的各种代码，这种置换是全自动的，无须用户参与。实现这样的LOADER确实非常考验公司的技术实力，不仅要对各种软件的结构定义得非常合理，还要对在线升级过程中信息的完备性和安全性进行严格的认定和保护。谁能够开发出这样的LOADER，谁就是软硬分离的成功者。
要在全国广泛地推广软硬分离，我们呼吁所有的机顶盒厂家联起手来，大家共议适配层协议，如此一来，应用软件的开发公司将会得到更多的机会。
综上所述，机卡分离可行，而且必须行，这样做才能够大大减少机顶盒生产与应用服务商的矛盾，让数字电视随着发展能够不断地得到技术更新，而不是动辄召回机顶盒。
软硬分离可行性的关键点有二：
第一， 统一应用和底层软件间的适配接口，把机顶盒硬件的差异化统一起来；
第二， 需要一个强有力的高品质的下载器，这是机顶盒实用化的真正亮点所在。
随着芯片技术发展，机顶盒硬件在音视频功能上的差异将会越来越小，机顶盒的适用性将变成差异化竞争的要点，LOADER将成为判定技术水准的重要指标之一。
机顶盒软硬分离的实践体验
在过去的几年中，我们与很多国内的机顶盒厂家在很大的范围内进行了机顶盒软件的在线升级和在线下载的实践。从1999年开始，我们就在苏州进行了数字电视广播的尝试，迄今为止，苏州最早的机顶盒用户在线升级的次数已经不下10次，全部获得成功，对两万台机顶盒进行的在线升级只有数十户需要上门服务，其中大部分原因还是网络的问题。在上海这样使用要求非常严格的网络上，我们的机顶盒也同样进行了两次的在线升级。
大量的实践证明，机顶盒的软硬分离不光必要而且可行。困难一定存在，但只要有需要就可以而且必须去克服，这可能就是实验探讨与实际应用最大的区别所在。当然在实现机顶盒的软硬分离的过程中还有许多技术需要我们做深入的研究，我们也很乐意与大家共同探讨。