MP3-MP6播放器探秘（2）

王德沅

二、MP4播放器

前文進過，MP3播放器是一種主要對MP3等音樂文件進行存儲、解碼和播放的微小型數(shù)字音頻設備。那么MP4是什么？簡單的說，MP4播放器就是“隨身看”，與MP3播放器是“隨身聽”相互對應。MP4播放器比較正規(guī)完整的稱呼就是掌上型多媒體（影音）播放器，英文縮寫為PMP（Portable Multimedia Player）。MP4播放器可以流暢地播放視頻，觀看圖片和文字，同時也支持音頻播放，只是主打功能為視頻播放。市面上還有用PMC（微軟統(tǒng)定硬件和軟件），PVP（類似PMP），PVR（側(cè)重視頻錄像），PMA（PDA與硬盤MP4的合體）等稱呼的播放器，雖然市場銷量和社會擁有量遠遠不及PMP（MP4），但它們基本上都是屬于掌上型多媒體數(shù)字設備，只是比一般MP4多了些功能和特點而已。

1.MP4播放器的主要功能特點

MP4播放器的主打功能為視頻播放，那么視頻MP3播放器也可播放視頻，它與MP4播放器有什么區(qū)別呢？

視頻MP3的主要功能還是播放MP3等音樂文件，其音頻處理芯片在播放音質(zhì)和支持類型方面較強，而視頻播放只是其附屬功能，一般只能支持MTV、MVX、SMV和DMV等特定格式的視頻文件，文件資源少，且通用性弱，很不利于用戶間交流分享。MP4則主要用于視頻播放，其最大特點是支持的視頻格式豐富，無需麻煩的格式轉(zhuǎn)換，可直接播放大多數(shù)主流的視頻文件，主要有：RM、RMVB、FLV、XviD、DivX、AVI、DAT、MPG、VOB等格式的文件。

在顯示屏方面，視頻MP3的液晶顯示屏一般較小，大都集中在1.5英寸到2.5英寸之間，觀看起來比較費神，分辨率也較低，多為220×176或以下。而MP4則不同，大屏幕是其主要賣點，2.5英寸到7英寸規(guī)格不等，而且分辨率也較高，寬大的屏幕使視覺效果大大增強，猶如觀看小電影。

此外，MP4的容量通常也是較大的，過去至少1GB以上，現(xiàn)在趨向于4GB以上，硬盤式播放器則至少10GB，這是存儲電影等視頻文件所必備的特性。有些MP4還擁有數(shù)碼相機、電視、DVD、MID和游戲機等多種功能。隨著技術的發(fā)展，還可能實現(xiàn)DMB、PDA和GPS等功能。

關于MP4的概念和定義，報刊和網(wǎng)絡上曾經(jīng)一度爭論激烈，有的說是MP3的下一代產(chǎn)品，也有稱是能夠播放MP4音頻文件的播放器，還有認為存儲容量、屏幕都足夠大的才能稱之為MP4播放器，等等。甚至有洋洋灑灑寫了近萬字的文章，分析了MP4音頻、MPEG-4視頻和播放器等的關系，讀者看后卻如入云里霧里，最后還是不得要領。其實這種爭論沒必要，目前并沒有MP4播放器的國家或行業(yè)的標準，MP4播放器就是掌上型多媒體播放器，就這么簡單。對消費者而言，你總不能給個MP4名稱你就不考慮其功能和性能就買這個產(chǎn)品了吧？對維修人員來講，重要的是要知道所檢修的播放器采用什么主芯片，大體的電路結(jié)構(gòu)、原理和基本維修方法及技巧，而不是研判它究竟是不是“MP4”。

2.MP4播放器的發(fā)展回顧

MP4的稱呼與MPEG-4（編碼）壓縮標準密切相關，以至于有人說MP4就是MPEG-4的簡稱。那么何謂MPEG？MPEG是Moving Pictures Experts Group（運動圖像專家組）的縮寫。MPEG成立于1988年，其組織成員都是數(shù)字影音訊號處理技術的專家，組織的目標是致力于建立數(shù)字影音的標準格式ISO/IEC Standard，并成為國際公認并廣泛采用的標準。

MPEG-1早于1992年制定。此規(guī)范提供每秒30幀352*240分辨率的圖像，是一個面向家庭電視質(zhì)量級的視頻、音頻壓縮標準。其音頻具有逼近CD的音質(zhì)，影像品質(zhì)則相當于VHS，我們熟知的VCD就是MPEG-1編碼制作的影片，對應的文件擴展名為MPG、MPEG或者DAT等。

MPEG-2制定于1994年。MPEG－2主要針對高清晰數(shù)字影片，設計目標就是提供接近廣播級的高品質(zhì)輸出，獲取高品質(zhì)影像和更高的傳輸率，聲音更具備了CD的音質(zhì)，而且其音頻編碼可提供6個（5.1）聲道。近年來大行其道的DVD影片的視頻部分就是使用MPEG-2這種壓縮標準制作的，對應的文件擴展名一般為VOB。

MPEG-3最初專為HDTV（高清電視）制定，由于MPEG-2的出色表現(xiàn)已符合HDTV的要求，故MPEG-3還未徹底完成便被淘汰。需要指出，MP3文件并非使用MPEG-3規(guī)范制作的，而是利用MPEG-1中的第三層音頻壓縮標準制作的聲音文件，但至今有些資料竟然還認為MP3就是MPEG-3，這是完全錯誤的。

MPEG-4是目前最有影響力的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼國際標準之一，它的全稱為音頻和視覺對象的通用編碼。MPEG-4標準于1999年公布，它定義了音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)語法結(jié)構(gòu)和解碼過程、互聯(lián)網(wǎng)傳輸和人與媒體交互的一整套框架，覆蓋了多媒體的絕大部分應用領域，具有高壓縮比、靈活性好、可擴展性和交互性強等優(yōu)點。MPEG-4追求的是高壓縮率和網(wǎng)絡交互能力，主要用于制作適合網(wǎng)絡傳輸?shù)亩嗝襟w文件。其壓縮率驚人，可提供圖像畫質(zhì)接近DVD, 聲音音質(zhì)媲美CD，但大小只有DVD 1/6到1/8的視頻文件。所以除了視像電話，視像電子郵件等網(wǎng)絡傳輸外，一般的MP4播放器或具有視頻功能的手機等，都是以支持MPEG-4標準的各種格式文件為主。當然它是一種有損壓縮標準，影音質(zhì)量還是與DVD有一定差距的，但這并不影響它作為一種優(yōu)秀多媒體應用技術規(guī)范而被迅速推廣。

MPEG-4標準發(fā)布后，由于上述優(yōu)點，使其逐漸步入了主流視頻的行列,也為日后MP4播放格式的確定了初始的標準。當初MPEG-4視頻方面廣泛使用的壓縮方式是足以媲美DVD影片效果的DivX和XviD，MP4主要就是指能播放常見MPEG-4  DivX和XviD視頻文件的播放器。應該指出，MPEG-4是壓縮編碼標準（規(guī)范），采用此標準的視頻文件很多，它們還有不同編碼方式（如DivX等）和不同封裝格式（如AVI等）的區(qū)別。而我們常說的AVI、RMVB等“格式”通常是指封裝格式。但對播放器視頻性能和視頻文件而言，僅給出封裝格式往往是不夠的，還要了解其編碼格式和編碼標準等，例如有一個AVI視頻文件，知道它是采用MPEG-4壓縮標準、以DivX編碼的、用AVI格式封裝的文件，這樣就比較全面了。

當前，MP4就是泛指掌上型多媒體播放器，簡稱隨身看，許多MP4所支持的視頻格式也明顯擴展了，并不局限于DivX和XviD。當然，就像彩電等家電一樣，不同牌號的MP4播放器也有性能和功能的差別，這就是MP4之間的不一樣。而現(xiàn)在的MP4文件主要是指采用MP4封裝格式的影音文件，其音頻編碼一般采用AAC，視頻編碼為AVC，著名的iPod播放器就是支持MP4格式的PMP。

2002年,法國廠商“愛可視”(ARCHOS)發(fā)布了全球第一款MP4播放器產(chǎn)品,通過內(nèi)置解碼技術支持MPEG-4格式文件的放映。

到了2004年5月，軟件巨人微軟聯(lián)合英特爾發(fā)布了基于MP4理念的PMC(Portable Media Center)標準,并提供“Plays For Sure”多媒體內(nèi)容下載服務，同時三星、“iriver”、創(chuàng)新、“Gate Way”等眾多大廠也加入到這一聯(lián)盟中。

2005年中，MP4開始在數(shù)碼視聽領域里受到重視，三星、創(chuàng)新、“Gate Way”、D-Link等公司紛紛推出了各自的MP4產(chǎn)品，愛可視和D-Link還發(fā)布了具備無線上網(wǎng)功能的MP4播放器，幾乎同時，國內(nèi)廠商愛國者、新科等也紛紛展示了相應的MP4產(chǎn)品。今天的MP4陣營已從當初的蓄勢待發(fā)態(tài)勢發(fā)展到百花齊放的局面，并且還將蓬勃發(fā)展, 生機勃勃。

目前市場上的MP4播放器可謂是五花八門、琳瑯滿目，圖2－1示出了幾種典型的播放器外形（不包括高清播放器），供參考。和MP3一樣，MP4播放器可以按容量、存儲體類型、功能、款式和主芯片類型等不同進行分類，其分類基本與MP3類似，這里不再贅述。對MP4播放器而言，由于以視頻播放為主，故而需要較大容量的存儲體，前兩年因為受到FLASH容量限制，硬盤式ＭＰ4播放器就比較適合市場需要，例如，愛可視AV700播放器，采用40G的硬盤以及7英寸的顯示屏，支持Divx 編碼的AVI和WMV9等格式文件。具有較大的顯示屏和存儲空間，對視頻格式的支持也好，但是價格很高，而且微硬盤不太抗震，所以問津者寥寥，市場擁有量極少?，F(xiàn)在大容量、低價格的FLASH已被大量應用，MP4也以“閃存式”為主了。

隨著MP4產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)在不少人認為MP3終將被MP4取代，其實不然。這里面一個是價格問題，通常MP3的價格比MP4低的多；另一個因素是消費群體不同。許多用戶并不看重MP4這類便攜式視頻播放器，因為MP3可以邊走路（或邊工作）邊欣賞，但如果是看MP4的話，就很難實現(xiàn)了；況且對喜愛欣賞大片的消費者來說，掌中播放器顯然不如家里的家庭影院或大彩電來得過癮，他們認為MP4只是一種供旅途中解乏和消磨時間的視頻播放器而已。

此外，目前的一些手機、PDA等也已具備或部分具備了MP4功能，是否會取代MP4呢？答案是否定的。手機仍是以電話功能為主，其多媒體播放功能大都受到畫面尺寸、支持格式、電源續(xù)航能力等的限制，是不能與MP4相提并論的，只能算是附加功能而已。

3.MP4播放器和RMVB播放器

MP4的蓬勃發(fā)展是和RMVB播放器（也稱Real便攜播放器或RM/RMVB播放器）密不可分的，2007-2008年期間，RMVB播放器在許多愛好者心目中甚至成了MP4/PMP播放器的代名詞。因為在這之前，MP4播放器的發(fā)展態(tài)勢處于低潮階段，直至RMVB播放器應運而生，MP4才開始重獲生機，并且發(fā)展迅猛。

在MP4播放器處于低潮的時期，MP4最讓用戶頭疼的問題不是電池續(xù)航能力，也不是存儲容量，而是視頻格式的轉(zhuǎn)換，這是制約MP4發(fā)展的最大障礙。由于視頻壓縮標準和編碼、封裝方式有很多，而許多播放器只能支持其中一種或幾種視頻格式文件，其余格式的文件必須用視頻轉(zhuǎn)換軟件轉(zhuǎn)換后才能播放；這種轉(zhuǎn)換不僅會使畫質(zhì)下降（甚至無法觀看），而且操作繁瑣，最不能容忍的是耗時太長和占用電腦硬件資源過高。如果一部影片時長80分鐘，轉(zhuǎn)換需時73分鐘，轉(zhuǎn)換過程中電腦基本不能用于其他工作，這種情況有多少人能夠忍受？這種播放器的生命期會長嗎？所以開發(fā)研制能夠直接播放網(wǎng)上資源豐富的視頻文件的播放器，才是發(fā)展MP4的最好出路，后來出現(xiàn)的RMVB播放器就是被開發(fā)出的非常紅火的MP4。

大家之所以看好RMVB播放器，是因為網(wǎng)上的RM/RMVB視頻格式文件非常多，幾乎占據(jù)了網(wǎng)絡視頻的80%以上，可謂海量資源，用戶群相當龐大，這些免費資源能被MP4方便使用播放，就大大提升了播放器的實用價值，從而使MP4的社會擁有量迅猛增長。那時，MP4實際播放的視頻文件以RM/RMVB文件為主，廠商推出新品大都也以“直播RMVB文件”為主要賣點，因此MP4播放器與RMVB播放器在許多人眼里是劃等號的，盡管這種看法是片面的。

但是RMVB播放器的發(fā)展也不是一帆風順的。早在2005年，深圳泰嘉樂公司就推出了支持RM/RMVB視頻的MP4播放器，當時引起了很大轟動，但還沒等到全國上市就胎死腹中了，原因主要是該機對文件的畫面分辨率、視頻音頻“碼流率”和編碼標準等要求苛刻，許多從網(wǎng)上下載的RM/RMVB格式文件都不能直播，這當然不可能受到消費者的青睞。

到了2006年，第一款具有真正實用意義的RMVB播放器－－愛國者P881誕生了（圖2－2）。這款被廠商自己喻為MP5的播放器采用主頻高達1GHz的ARM11主控芯片（飛思卡爾方案），可輕松解碼播放分辨率640×480像素、幀率30幀/S的RM/RMVB視頻格式文件，實現(xiàn)了絕大多數(shù)RM/RMVB文件無需轉(zhuǎn)換、即下即看的功能。但由于售價（2000多元）始終居高不下，制約了這款產(chǎn)品的普及，再加上其采用了硬盤作為存儲器，體積較大，攜帶顯得較笨重且防震性能較差，所以也沒能掀起MP4銷售的熱潮。

直至2007－2008年，隨著“瑞芯微”、華芯飛（“君正”）、華恒等廠商開發(fā)出實用功能強大的芯片方案，RMVB播放器才開始逐漸普及，并在2008年形成了較大的規(guī)模。這塊市場的主芯片主要由三個系列品種占據(jù)著，分別是“瑞芯微”RK27XX系列，包括RK2706、RK2708、RK2710和RK2712等芯片；華芯飛（“君正”）JZ47XX系列，包括JZ4725、JZ4725B、JZ4730、JZ4731、JZ4732、JZ4740、JZ4750和JZ4755等；華恒BF5XX系列，包括BF533、BF542、BF544、BF547、BF548和BF549等。

其中“瑞芯微”RK27XX方案涵蓋面最廣，從“低端”到“高端”都有它的份額，被眾多品牌的播放器廠商相繼采用，最多時有近300家廠商進行量產(chǎn)銷售，其中包括“藍魔”、昂達、艾諾、紐曼、“臺電”、OPPO、愛國者和長虹佳華等等。華芯飛（“君正”）JZ47XX系列方案主攻“中端”和“中低端”市場，具備“高性價比”優(yōu)勢（“君正”和華芯飛后來分道揚鑣），采用該方案的產(chǎn)品有“昂達”VX989＋播放器、“艾諾V2000SE”、TMSON D868、“歌美X760+”、“馳為S50”、“昂達747”、“昂達979＋”和“昂達767”等。應用華恒BF5XX方案有“歌美X750”、紐曼E350、長虹ZARVA MV303 、愛國者MP-F965R、E898和“智器T5-II”等播放器，產(chǎn)品主要定位中高端市場，雖然價格較高，但有性能方面的一些優(yōu)勢。

4.MP4播放器的基本結(jié)構(gòu)和原理

在不考慮OTG數(shù)碼伴侶、數(shù)碼照相等附加功能的情況下，MP4播放器的基本電路結(jié)構(gòu)與視頻MP3大體相同，但是MP4的內(nèi)涵卻比視頻MP3要豐富高級的多，主要體現(xiàn)在主芯片、液晶顯示屏和存儲器等方面，其重中之重當然是主芯片。

既然是以視頻播放為主的多媒體娛樂器具，MP4設計的第一重點是要求對眾多的影音格式具有優(yōu)良的編碼（Encode）與解碼（Decode）能力，而這主要取決于主芯片的性能，MP4需要運算能力強大、優(yōu)異性能的主芯片來實現(xiàn)眾多視頻格式的編解碼。現(xiàn)階段MP4主芯片內(nèi)部核心架構(gòu)，大都是采用CPU（MCU）搭配DSP（Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器）的方式，其中DSP是負責編碼/解碼的處理，CPU則是對文件管理、存取，以及對接口、周邊組件的工作等進行處理。

在MP4的工作過程中，很多環(huán)節(jié)都會影響到最后的畫面質(zhì)量和音頻品質(zhì)，其中主芯片的影響最為明顯，是最重要的一環(huán)，要求其對各種常用視頻格式源文件進行高品質(zhì)的解碼處理，對畫質(zhì)、音質(zhì)的損傷盡可能低。MP4擁有優(yōu)秀的主芯片就能夠較好地減少壓縮信號的損失，還原視頻和音頻信號的質(zhì)量就較高。相反，采用低檔主芯片，其“音、畫”表現(xiàn)就較差。

圖2－3是典型的MP4播放器電路結(jié)構(gòu)框圖。在圖中，主芯片中包括微處理器CPU、編解碼器、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器等電路。主芯片起主導控制作用，它控制MP4解碼器、D/A和A/D轉(zhuǎn)換器和LCD液晶屏等電路，由解碼器等把內(nèi)置存儲器（閃存或硬盤），或者是外部插接的FLASH ROM、HD（硬盤）等存儲介質(zhì)之中的視頻文件，讀出和進行解碼，然后經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。轉(zhuǎn)換后的模擬音頻信號被送到音頻功率放大器進行放大，最后被送到耳機輸出插口，由耳機發(fā)出音樂等信號?，F(xiàn)在有不少MP4都有內(nèi)置揚聲器（俗稱外響喇叭），這類播放器的音頻功率放大器輸出的信號還被加到內(nèi)置喇叭，通過喇叭發(fā)出響亮的聲音；如果插入耳機則由耳機放聲，喇叭停止工作。

圖2－3中的SDRAM緩存（或相似功能的緩存）是MP4的必備器件，因為MP4首先要保證視頻播放的質(zhì)量，主芯片解碼電路在處理視頻信號時，需要讀取“閃存”中的數(shù)據(jù)量很大，而直接從“閃存”讀取數(shù)據(jù)的速度較慢，會影響視頻播放的效果，使畫面出現(xiàn)馬賽克、“掉幀”、“卡頓”、“拖影”和“色塊”等現(xiàn)象。而SDRAM緩存讀取數(shù)據(jù)的速度很快，能與解碼電路的速度匹配，把它設置在主芯片解碼器和FLASH存儲器之間，起到數(shù)據(jù)緩沖之用（相當于電腦內(nèi)存），就能明顯提高播放器視頻性能。主芯片解碼后的視頻信號加到顯示控制電路處理，然后送到LCD液晶顯示屏，顯示出五彩繽紛的圖像。

現(xiàn)在有一些MP4還采用了獨立音頻CODEC（編、解碼器）芯片，圖2－3中的“獨立音頻CODEC”方框所示。如不采用這種芯片，主芯片輸出信號直接加到音頻功率放大器，如圖中實線連接的那樣；采用獨立CODEC時，則如圖中虛線連接所示。這種“主芯片+獨立CODEC芯片”的“雙芯”方案，是由一個芯片主要處理系統(tǒng)和視頻編解碼等問題，而另一芯片則處理音頻信號編解碼，兩個芯片各司其職，由于獨立音頻芯片的性能優(yōu)異，故可擁有比同類播放器更加出色的音質(zhì)。目前MP4應用的獨立CODEC主要有兩類，一是英國歐勝電子公司的WM8XXX和WM9XXX系列；另一是美國Cirrus Logic公司的CS42XX系列。例如，“臺電”M30型播放器應用RK2706＋WM8987“雙芯”方案；而“艾諾”V3000HD型和“馳為”M50型等播放器則采用了“華芯飛CC1600主芯片＋CS42L52音頻芯片”的“雙芯”方案。

圖2－3中的USB接口、按鍵電路、內(nèi)置內(nèi)存、收音電路、電池電源轉(zhuǎn)換和電源管理等部分的基本原理都是和MP3大同小異，這里就不再贅述了。

目前的一些MP4還設置了TV OUT視頻輸出；模擬游戲；FM發(fā)射；OTG數(shù)碼伴侶；CMMB移動電視；數(shù)碼相機等輔助功能電路，如圖2－3中右上的方框內(nèi)所示。有些輔助功能將在以后文章中介紹。

圖2－4所示為MP4播放器在播放數(shù)字視頻、音頻文件時的主要工作流程。播放器通電啟動后，微控制器MCU加載引導程序，隨后加載操作系統(tǒng)程序，接受操作指令，訪問存儲介質(zhì)，讀取視頻和音頻文件數(shù)據(jù)，同時讀取外圍LCD控制器等的狀態(tài)及顯示相關信息，并監(jiān)測電池電量，再顯示音量、片名或曲目、時間及電池余量等信息。然后由主芯片分別執(zhí)行視頻和音頻的解碼操作任務，解碼后的數(shù)字音頻信號被傳送到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC），由其轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號，再經(jīng)過放大后推動耳機或微型揚聲器發(fā)出聲音；解碼轉(zhuǎn)換后的視頻信號則通過顯示控制電路再加到液晶顯示屏，顯示出五彩繽紛的圖像。如果采用獨立音頻CODEC芯片，則由CODEC執(zhí)行音頻解碼操作任務，主芯片不對音頻信號解碼。