ข้อมูลจำเพาะของ Set-Top Box (STB) คืออะไร?

Spec ของ Set-Top Box (STB) คืออะไร? ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญสำหรับโครงการ OEM และเชิงพาณิชย์

ข้อมูลจำเพาะของ Set-Top Box (STB) สมัยใหม่ไม่ได้ถูกกำหนดโดยการรวมกันของ CPU, RAM และเอาต์พุต HDMI อีกต่อไป การเปลี่ยนแปลงไปสู่การสตรีม AV1, การเล่น 4K@60, การปกป้องเนื้อหาที่แข็งแกร่งขึ้น และการจัดการซอฟต์แวร์ระยะไกลในระยะยาว ได้เปลี่ยนวิธีที่ผู้ปฏิบัติงานและผู้รวมระบบประเมินฮาร์ดแวร์ STB

กล่องรับสัญญาณปัจจุบันอาจต้องรองรับการถอดรหัสวิดีโอด้วยฮาร์ดแวร์, การเข้ารหัส HDCP, DRM, Gigabit Ethernet, Wi-Fi 6, บลูทูธ, เฟิร์มแวร์ Android หรือ Linux แบบกำหนดเอง และระบบอัปเดต OTA สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ โครงร่าง PCBA การออกแบบการระบายความร้อน และกลยุทธ์การบำรุงรักษาซอฟต์แวร์อาจมีความสำคัญมากกว่าคะแนนเกณฑ์มาตรฐานที่สูงกว่า

คู่มือนี้จะอธิบายข้อกำหนดหลักของ Set-Top Box (STB) และวิธีที่ผู้ซื้อ B2B ควรประเมินแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์สำหรับ IPTV, OTT, การต้อนรับขับสู้, ป้ายดิจิทัล และโครงการเชิงพาณิชย์ที่ปรับแต่งเอง

1. คุณสมบัติหลักของ Set-Top Box (STB) คืออะไร?

ข้อมูลจำเพาะ STB ระดับมืออาชีพควรได้รับการประเมินว่าเป็นสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่สมบูรณ์

หมวดหมู่หลัก ได้แก่ :

• สถาปัตยกรรม SoC และ CPU

• ความสามารถในการประมวลผล GPU และ AI

• พื้นที่เก็บข้อมูล RAM และ eMMC

• การถอดรหัสและการเข้ารหัสวิดีโอ

• ความละเอียดการแสดงผลสูงสุด

• รองรับ HDMI และ HDCP

• อีเธอร์เน็ต, Wi-Fi และบลูทูธ

• อินเทอร์เฟซ USB และส่วนขยาย

• ระบบปฏิบัติการและเฟิร์มแวร์

• DRM และการปกป้องเนื้อหา

• ความสามารถในการอัพเดต OTA

• การออกแบบระบายความร้อน

• ข้อกำหนดด้านแหล่งจ่ายไฟและสิ่งแวดล้อม

ข้อกำหนดที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการใช้งาน ผู้ดำเนินการ IPTV ผู้วางระบบโรงแรม และโครงการป้ายดิจิทัลทางอุตสาหกรรมอาจต้องใช้ Set-Top Box แต่ข้อกำหนดทางเทคนิคอาจแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

ข้อมูลจำเพาะของ SoC และ CPU

SoC เป็นรากฐานของ Set-Top Box

แพลตฟอร์ม STB ปัจจุบันมักใช้โปรเซสเซอร์ที่ใช้ ARM จากซัพพลายเออร์ เช่น Amlogic, Rockchip และ Allwinner การกำหนดค่า CPU อาจมีตั้งแต่สถาปัตยกรรม Quad-Core Cortex-A55 ไปจนถึงโปรเซสเซอร์ต่างกันที่ใช้ Cortex-A76 ประสิทธิภาพสูงกว่า ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งผลิตภัณฑ์

ตัวอย่างเช่น กล่องรับสัญญาณ 4K กระแสหลักสามารถใช้แพลตฟอร์ม ARM Cortex-A55 แบบ quad-core ในขณะที่อุปกรณ์เชิงพาณิชย์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าอาจใช้แกน CPU Cortex-A76 และ Cortex-A55 ร่วมกัน

ข้อมูลจำเพาะของ CPU ควรได้รับการประเมินตามปริมาณงานจริง:

• สตรีมมิ่ง IPTV หรือ OTT

• การเล่นในท้องถิ่น 4K

• การถอดรหัส AV1

• การดำเนินการหลายแอปพลิเคชัน

• ป้ายดิจิตอล

• การประมวลผลขอบ AI

• การรวม SDK/API

• การควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง

สำหรับการสตรีมแบบมาตรฐาน การเลือกโปรเซสเซอร์ขนาดใหญ่อาจทำให้ต้นทุน BOM และภาระความร้อนเพิ่มขึ้นโดยไม่จำเป็น อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการบูรณาการระบบ ประสิทธิภาพของ CPU ที่ไม่เพียงพออาจจำกัดมิดเดิลแวร์ บริการภายในเครื่อง และการพัฒนาเฟิร์มแวร์ในอนาคต

ข้อมูลจำเพาะของ Set-Top Box ที่ดีที่สุดจึงขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ปริมาณงานมากกว่าประสิทธิภาพการวัดประสิทธิภาพสูงสุด

ข้อมูลจำเพาะของ RAM และที่เก็บข้อมูล

RAM และพื้นที่เก็บข้อมูลส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของแอปพลิเคชัน ลักษณะการบูต และความยืดหยุ่นของเฟิร์มแวร์ในระยะยาว

การกำหนดค่าทั่วไปได้แก่:

โครงการเชิงพาณิชย์ไม่ควรเลือกพื้นที่จัดเก็บข้อมูลตามขนาดการใช้งานปัจจุบันเท่านั้น

แพ็คเกจการอัปเดต OTA พาร์ติชันระบบ อิมเมจการกู้คืน บันทึก และฟีเจอร์ซอฟต์แวร์ในอนาคตทั้งหมดใช้พื้นที่จัดเก็บข้อมูล การวางแผนพาร์ติชันควรเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการทางวิศวกรรมเฟิร์มแวร์

2. ข้อมูลจำเพาะวิดีโอและจอแสดงผลใดที่ STB ควรรองรับ

การประมวลผลวิดีโอเป็นหนึ่งในข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดของ Set-Top Box

โดยทั่วไปแล้ว 4K STB สมัยใหม่รองรับการถอดรหัสฮาร์ดแวร์สำหรับ:

• H.264/AVC

• H.265/HEVC

• วีพี9

• เอวี1

ความละเอียดและความสามารถอัตราเฟรมที่แน่นอนขึ้นอยู่กับ SoC

การถอดรหัสฮาร์ดแวร์ AV1

AV1 ได้กลายเป็นข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับอุปกรณ์สตรีมมิ่งใหม่ เนื่องจากแพลตฟอร์มเนื้อหาหลักยังคงปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวแปลงสัญญาณและขยายการส่งมอบ AV1 อย่างต่อเนื่อง

สำหรับโครงการ Set-Top Box ใหม่ ผู้ซื้อควรตรวจสอบมากกว่าข้อความ “รองรับ AV1”

ข้อกำหนดทางวิศวกรรมควรยืนยัน:

• ความละเอียด AV1 สูงสุด

• อัตราเฟรมสูงสุด

• โปรไฟล์และระดับที่รองรับ

• ความเข้ากันได้ของ HDR

• การใช้งานตัวถอดรหัสฮาร์ดแวร์

• การใช้หน่วยความจำระหว่างการเล่น 4K

• ความเข้ากันได้กับผู้เล่นเป้าหมายและมิดเดิลแวร์

สแต็กซอฟต์แวร์อาจกลายเป็นปัญหาคอขวดได้ แม้ว่า SoC จะรองรับตัวแปลงสัญญาณในระดับฮาร์ดแวร์ก็ตาม

4K, HDR และ HDMI

STB สมัยใหม่ทั่วไปอาจรองรับเอาต์พุต 4K ที่สูงถึง 60Hz แต่ข้อกำหนดเชิงพาณิชย์ควรพิจารณาถึงห่วงโซ่การแสดงผลที่สมบูรณ์ด้วย

ข้อกำหนดที่สำคัญ ได้แก่ :

• เอาต์พุต 4K@60

• เวอร์ชัน HDMI

• HDR10

• HDR10+

• การแปลงช่วงไดนามิก

• รูปแบบสี

• ความลึกของสี

• HDMI-CEC

• การเข้ารหัส HDCP

ข้อกำหนด HDCP มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเนื้อหาพรีเมียม

STB อาจมีความสามารถทางเทคนิคในการส่งสัญญาณวิดีโอ 4K แต่ยังคงล้มเหลวในการปรับใช้เนื้อหาเชิงพาณิชย์ หากการใช้ DRM และ HDCP ที่จำเป็นไม่ตรงกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของผู้ให้บริการ

สำหรับการจัดซื้อ B2B การปกป้องเนื้อหาจะต้องได้รับการประเมินว่าเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดเฉพาะของแพลตฟอร์มที่สมบูรณ์ แทนที่จะเป็นคุณลักษณะซอฟต์แวร์รอง

3. ข้อกำหนดเครือข่าย อินเทอร์เฟซ และ PCBA ส่งผลต่อโครงการ STB อย่างไร

อินเทอร์เฟซมาตรฐานของกล่องทีวีขายปลีกอาจไม่เพียงพอสำหรับโครงการ Set-Top Box เชิงพาณิชย์

STB แบบกำหนดเองอาจต้องการ:

• กิกะบิตอีเทอร์เน็ต

• Wi-Fi แบบดูอัลแบนด์

• ไวไฟ 6

• บลูทูธ 5.x

• ยูเอสบี 2.0 หรือ ยูเอสบี 3.0

• ยูอาร์ที

• RS-232

• จีพีโอ

• MIPI-ดีเอสไอ

• MIPI-CSI

• ตัวรับสัญญาณอินฟราเรด

• ขั้วต่อเสาอากาศภายนอก

• เสียงออปติคัล

• กำลังไฟเข้าที่กำหนดเอง

ข้อกำหนดเหล่านี้ส่งผลต่อโครงร่าง PCBA

การเพิ่มอินเทอร์เฟซหลังจากการออกแบบบอร์ดเสร็จสมบูรณ์อาจต้องมีการเปลี่ยนแปลงเส้นทาง การจ่ายพลังงาน การวางส่วนประกอบ ความสมบูรณ์ของสัญญาณ และโครงสร้างตู้ นี่คือเหตุผลที่ควรประเมินการปรับแต่ง PCBA ในระหว่างระยะเริ่มต้นของโครงการ

SZTomato รองรับการดัดแปลงฮาร์ดแวร์ PCBA ตามความต้องการของโครงการ แทนที่จะจำกัดให้ลูกค้าใช้การออกแบบอ้างอิงมาตรฐาน ทีมวิศวกรสามารถประเมินการกำหนดค่าอินเทอร์เฟซ ตัวเลือกการจัดเก็บข้อมูล โมดูลไร้สาย สถาปัตยกรรมพลังงาน และข้อจำกัดทางกลร่วมกันได้

สำหรับผู้ประกอบระบบ สิ่งนี้จะช่วยลดความเสี่ยงในการเลือก Set-Top Box มาตรฐานที่ต้องใช้อะแดปเตอร์ภายนอกที่มีราคาแพงในภายหลัง หรือไม่สามารถรองรับอุปกรณ์ต่อพ่วงที่จำเป็นได้

การรวม SDK และ API

โครงการ Set-Top Box เชิงพาณิชย์มักจำเป็นต้องสื่อสารกับระบบภายนอก

ตัวอย่างได้แก่:

• มิดเดิลแวร์ IPTV

• ระบบการจัดการโรงแรม

• แพลตฟอร์มการจัดการอุปกรณ์

• แพลตฟอร์มการโฆษณา

• ระบบไอโอที

• ระบบการชำระเงิน

• แอปพลิเคชันระดับองค์กร

• แพลตฟอร์มการตรวจสอบระยะไกล

ดังนั้นควรพิจารณาการรวม SDK/API ในระหว่างการเลือกแพลตฟอร์ม

โรงงานที่สามารถติดตั้ง APK ได้อย่างเดียวจะให้ความยืดหยุ่นทางวิศวกรรมที่จำกัด โปรเจ็กต์อาจต้องการการเข้าถึง API ระดับระบบ บริการที่ปรับแต่งเอง ไลบรารีดั้งเดิม ไดรเวอร์ หรือการแก้ไขกรอบงาน Android

SZTomato รองรับการบูรณาการ SDK/API โดยเป็นส่วนหนึ่งของความสามารถในการพัฒนา OEM/ODM ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของโครงการ ซึ่งอาจรวมถึงการบูรณาการระหว่างซอฟต์แวร์ของลูกค้าและแพลตฟอร์มอุปกรณ์พื้นฐาน

4. เหตุใดเฟิร์มแวร์, OTA และข้อกำหนดด้านความร้อนจึงมีความสำคัญ

ข้อมูลจำเพาะของฮาร์ดแวร์เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของการออกแบบ STB

Set-Top Box เชิงพาณิชย์สามารถใช้งานต่อไปได้หลายปี ในช่วงเวลาดังกล่าว ข้อกำหนดซอฟต์แวร์ นโยบายความปลอดภัย แอปพลิเคชัน และเงื่อนไขเครือข่ายอาจมีการเปลี่ยนแปลง

เฟิร์มแวร์ที่กำหนดเองและการเพิ่มประสิทธิภาพเคอร์เนล

STB แบบกำหนดเองอาจต้องการ:

• การปรับแต่งเฟิร์มแวร์ Android

• การปรับแต่งการกระจาย Linux

• การปรับเปลี่ยนเฟรมเวิร์ก Android

• การเพิ่มประสิทธิภาพเคอร์เนล Linux / Android

• การกำหนดค่าแผนผังอุปกรณ์

• บูรณาการไดรเวอร์

• การกำหนดค่าบูตโหลดเดอร์

• การพัฒนาตัวเรียกใช้งานแบบกำหนดเอง

• เฟิร์มแวร์ UI/UX ที่กำหนดเอง

• แอปพลิเคชันก่อนการติดตั้ง

• คีออสก์หรือโหมดการทำงานแบบล็อคดาวน์

• บูตอัตโนมัติในแอปพลิเคชันเฉพาะ

ตัวอย่างเช่น STB ของโรงแรมอาจต้องมี Launcher ที่ปรับแต่งและจำกัดการเข้าถึงของผู้ใช้ ผู้ดำเนินการ IPTV อาจจำเป็นต้องบูตโดยตรงเข้าสู่มิดเดิลแวร์ โครงการอุตสาหกรรมอาจต้องการสภาพแวดล้อม Linux ที่เรียบง่ายมากกว่าอินเทอร์เฟซ Android สำหรับผู้บริโภค

ดังนั้นควรเลือกระบบปฏิบัติการตามสถาปัตยกรรมแอปพลิเคชัน

ระบบอัพเดต OTA

ระบบอัปเดต OTA เป็นข้อกำหนดหลักในการปฏิบัติงานสำหรับการปรับใช้ขนาดใหญ่

หากไม่มีการอัพเดตเฟิร์มแวร์จากส่วนกลาง การบำรุงรักษาจะยากขึ้นเมื่อมีการติดตั้งอุปกรณ์นับร้อยหรือหลายพันเครื่องในสถานที่ต่างๆ

กลยุทธ์ OTA แบบมืออาชีพควรกำหนด:

• การจัดการเวอร์ชันเฟิร์มแวร์

• การอัปเดตเพิ่มเติมหรือทั้งหมด

• อัปเดตกำหนดการ

• การกู้คืนความล้มเหลว

• ความสามารถในการย้อนกลับ

• การจัดกลุ่มอุปกรณ์

• การตรวจสอบความปลอดภัย

• ลักษณะการกู้คืนเครือข่าย

การออกแบบ OTA ควรเริ่มต้นก่อนการผลิตจำนวนมาก การเปลี่ยนโครงสร้างพาร์ติชั่นหรือกลไกการอัพเดตหลังจากใช้งาน STB หลายพันตัวอาจสร้างความเสี่ยงในการบำรุงรักษาที่สำคัญ

ข้อมูลจำเพาะด้านความร้อนสำหรับการทำงานต่อเนื่อง

สินค้าอุปโภคบริโภคอาจใช้งานได้หลายชั่วโมงต่อวัน STB เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง

สิ่งนี้จะเปลี่ยนข้อกำหนดด้านความร้อน

ทีมวิศวกรควรทดสอบ:

• อุณหภูมิโซซี

• โหลด CPU และ GPU อย่างต่อเนื่อง

• อุณหภูมิการถอดรหัสวิดีโอ 4K

• พฤติกรรมการควบคุมปริมาณความร้อน

• อุณหภูมิในการทำงานโดยรอบ

• เส้นทางการกระจายความร้อน

• วัสดุเชื่อมต่อความร้อน

• การกำหนดค่าตัวกระจายความร้อน

• การระบายอากาศของสิ่งที่แนบมา

เกณฑ์มาตรฐานระยะสั้นไม่ได้พิสูจน์ความมั่นคงในระยะยาว

สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหรืองานที่รับภาระสูง SZTomato สามารถพัฒนาโซลูชันการระบายความร้อนแบบพิเศษโดยยึดตาม SoC โครงสร้าง PCBA กล่องหุ้ม และสภาพแวดล้อมการทำงาน เป้าหมายคือการควบคุมอุณหภูมิที่ยั่งยืน แทนที่จะผ่านการทดสอบประสิทธิภาพสั้นๆ

ผู้ซื้อ B2B ควรกำหนดข้อกำหนด Set-Top Box ที่เหมาะสมอย่างไร

ก่อนที่จะขอใบเสนอราคา ผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อและผู้วางระบบควรเตรียมข้อกำหนดของโครงการให้ครอบคลุมในด้านต่อไปนี้:

ฮาร์ดแวร์

• SoC หรือเป้าหมายประสิทธิภาพที่ต้องการ

• สถาปัตยกรรมซีพียู

• ข้อกำหนดของ GPU

• ข้อกำหนดด้าน AI/NPU

• แรม

• พื้นที่จัดเก็บ

• อีเทอร์เน็ต

• อินเตอร์เน็ตไร้สาย

• บลูทูธ

• อินเทอร์เฟซ USB และส่วนขยาย

• แสดงผลเอาต์พุต

• ข้อกำหนดด้านพลังงาน

มัลติมีเดีย

• ความละเอียดสูงสุด

• อัตราเฟรม

• รองรับ H.264

• รองรับ H.265/HEVC

• รองรับ VP9

• รองรับ AV1

• ข้อกำหนด HDR

• ข้อกำหนดด้านเสียง

• ข้อกำหนด HDMI และ HDCP

ซอฟต์แวร์

• Android, Android TV, Google TV, AOSP หรือ Linux

• ข้อกำหนดมิดเดิลแวร์

• ตัวเรียกใช้งานที่กำหนดเอง

• ข้อกำหนด UI/UX

• การรวม SDK/API

• การจัดการอุปกรณ์

• อัพเดตโอตะ

• ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

ข้อกำหนดทางการค้า

• ปริมาณเป้าหมาย

• ตารางการผลิต

• วงจรชีวิตผลิตภัณฑ์

• ข้อกำหนดการรับรอง

• บรรจุภัณฑ์

• การสร้างแบรนด์

• ตู้แบบกำหนดเอง

• ข้อกำหนดในการปรับเปลี่ยน PCBA

ยิ่งกำหนดข้อกำหนดเหล่านี้ให้แม่นยำมากขึ้นก่อนการพัฒนาฮาร์ดแวร์ ความเสี่ยงในการออกแบบใหม่หลังจากการตรวจสอบความถูกต้องของต้นแบบก็จะลดลงตามไปด้วย

สรุป: ข้อมูลจำเพาะของ Set-Top Box ที่ดีที่สุดนั้นสร้างขึ้นจากการปรับใช้

ไม่มีข้อกำหนดใดที่กำหนดสิ่งที่ดีที่สุดได้ กล่องรับสัญญาณ (STB) .

การใช้งาน IPTV ขั้นพื้นฐานอาจต้องการเพียงแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ 4K ที่คุ้มค่าพร้อมการถอดรหัส H.265 และ AV1 ที่เสถียร ผู้ดำเนินการ OTT อาจต้องการการสนับสนุน DRM, HDCP และการรับรองที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ผู้รวมระบบอาจต้องการอินเทอร์เฟซ PCBA ที่ปรับแต่งได้ การรวม SDK/API และการควบคุมระดับเฟิร์มแวร์ แอปพลิเคชันทางอุตสาหกรรมอาจจัดลำดับความสำคัญของการเพิ่มประสิทธิภาพเคอร์เนล Linux อินเทอร์เฟซแบบขยาย และการระบายความร้อนแบบพิเศษเพื่อการทำงานที่ต่อเนื่อง

สำหรับผู้จัดการฝ่ายจัดซื้อ B2B และผู้วางระบบ วิธีการที่ถูกต้องคือการกำหนดแอปพลิเคชันก่อน จากนั้นเลือก SoC, PCBA, อินเทอร์เฟซ, ระบบปฏิบัติการ และสถาปัตยกรรมระบายความร้อนตามข้อกำหนดนั้น

SZTomato รองรับการปรับแต่ง กล่องรับสัญญาณ การพัฒนา OEM/ODM รวมถึงการปรับเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ PCBA, การรวม SDK/API, เฟิร์มแวร์ UI/UX แบบกำหนดเอง, การเพิ่มประสิทธิภาพเคอร์เนล Linux/Android, การวางแผนการอัปเดต OTA และโซลูชันการระบายความร้อนเฉพาะทางสำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม

หากโปรเจ็กต์ของคุณต้องการมากกว่า STB สำหรับร้านค้าปลีกมาตรฐาน ให้ทำงานร่วมกับทีมวิศวกรที่สามารถปรับเปลี่ยนแพลตฟอร์มได้ทั้งในระดับฮาร์ดแวร์และเฟิร์มแวร์ แนวทางดังกล่าวทำให้สามารถควบคุมความแตกต่างของผลิตภัณฑ์ ความเสถียรในการปรับใช้ และการบำรุงรักษาในระยะยาวได้ดียิ่งขึ้น