JP3865756B2 - Network compatible image transmission device - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワーク対応の画像伝送装置に関するものである。   The present invention relates to a network-compatible image transmission apparatus.

ネットワーク対応画像伝送装置は、カメラなどの撮像装置でとらえた映像信号をA/D(Analog to Digital)変換して画像データを得る。この画像データは、映像信号の一つ一つのフレームから構成され、これを画像符号化方式、例えば、JPEG(Joint Photograhic Experts Group)などでデータ圧縮する。その結果得られた圧縮画像データは、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)のネットワークなどの伝送媒体に接続された受信装置へ配信される。さらには、ネットワーク対応画像伝送装置はネットワークなどの伝送媒体から圧縮画像データを受信して伸張し画像データとして出力あるいはモニタに表示する。   The network-compatible image transmission device obtains image data by A / D (Analog to Digital) conversion of a video signal captured by an imaging device such as a camera. This image data is composed of each frame of the video signal, and this is compressed by an image encoding method, for example, JPEG (Joint Photographic Experts Group). The compressed image data obtained as a result is distributed to a receiving apparatus connected to a transmission medium such as a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network) network. Further, the network-compatible image transmission apparatus receives compressed image data from a transmission medium such as a network, expands it, and outputs it as image data or displays it on a monitor.

ネットワーク対応画像伝送装置では、低価格と多機能を実現するためにデータの処理部にCPU(Central Processing Unit:中央処理ユニット)が採用される。例えば、CPUは、画像符号化方式JPEGで画像データを圧縮するJPEG圧縮回路からの圧縮画像データを読みとり、メモリなどの記憶装置に格納する。さらに、CPUは、記憶装置に格納された圧縮画像データを読み出して所定の形式にフォーマッティングして、再び記憶装置に格納し所定のタイミングで伝送媒体によりデータの送受信を制御するネットワーク制御回路に転送する。ネットワーク制御回路は、フォーマッティングされた圧縮画像データをネットワークの通信プロトコルに対応したフォーマットに再構成したデータに変換してネットワークに送出する。   In a network-compatible image transmission apparatus, a CPU (Central Processing Unit) is adopted as a data processing unit in order to realize low cost and multiple functions. For example, the CPU reads compressed image data from a JPEG compression circuit that compresses image data using the image encoding method JPEG, and stores it in a storage device such as a memory. Further, the CPU reads the compressed image data stored in the storage device, formats it into a predetermined format, stores it again in the storage device, and transfers it to a network control circuit that controls transmission / reception of data by a transmission medium at a predetermined timing. . The network control circuit converts the formatted compressed image data into data reconstructed into a format corresponding to the communication protocol of the network, and transmits the data to the network.

このように、CPUのデータ処理には、JPEG圧縮回路から圧縮画像データを取り込み記憶装置への格納のためのデータ転送と、圧縮画像データを取り込み所定の形式にフォーマッティングして再度記憶装置に書き込むためのデータ転送、及び所定にフォーマッティングされた圧縮画像データのネットワーク制御回路へのデータ転送がある。これらのデータ転送を高速に行うために、複数の専用バス方式が採られることもある。例えば、この専用バス方式としては、CPUが自分自身の実行命令のデータや処理すべきデータをアクセスするためのシステムバスの他に、CPUがJPEG圧縮回路やネットワーク制御回路とのデータ授受が同時に独立して可能とするための専用バスを有する構成としたものがある。   As described above, in the data processing of the CPU, the compressed image data is fetched from the JPEG compression circuit, the data is transferred for storage in the storage device, the compressed image data is fetched, formatted into a predetermined format, and written again into the storage device. And data transfer to a network control circuit of compressed image data formatted in a predetermined manner. In order to perform such data transfer at high speed, a plurality of dedicated bus systems may be employed. For example, in this dedicated bus system, in addition to the system bus for the CPU to access its own execution instruction data and data to be processed, the CPU can exchange data with a JPEG compression circuit or a network control circuit at the same time. Some have a dedicated bus to enable this.

近年のCPUには、CPU自身の命令実行とは独立して内蔵バッファと外部機器とのデータアクセスを実行するDMA(Direct Memory Accesss)転送機能を複数有し、このDMA転送機能でCPU自身の処理負荷がかからない状態でデータを送受する複数のインターフェースとを有している。   Recent CPUs have a plurality of DMA (Direct Memory Access) transfer functions for executing data access between an internal buffer and an external device independently from the execution of instructions of the CPU itself. And a plurality of interfaces for transmitting and receiving data in a state where no load is applied.

CPUは、このDMA転送機能およびインターフェースでJPEG圧縮回路またはネットワーク制御回路とでそれぞれに専用バスで接続させることも可能となっている。CPUは、DMA転送機能で所定のデータ量が内蔵バッファに格納されると、内蔵バッファよりデータを読み込んで所定のデータ処理を行い記憶装置に格納し、あるいは同時に他のDMA転送機能でネットワーク制御回路との間で所定の処理されたデータの授受を行うことも可能となる。   The CPU can be connected to the JPEG compression circuit or the network control circuit via the dedicated bus by using this DMA transfer function and interface. When a predetermined amount of data is stored in the built-in buffer by the DMA transfer function, the CPU reads the data from the built-in buffer and performs predetermined data processing and stores it in the storage device, or at the same time, the network control circuit by another DMA transfer function It is also possible to exchange predetermined processed data with the.

しかし、複数の専用バス方式では、各バスの信号配線の実装面積の増大を招くばかりではなく、各専用バスの信号配線に発生する浮遊容量をはじめとする種々の負荷が増大して伝送信号をバスで駆動するための駆動電流が増加するということにもなる。このような専用バスを有することによる実装面積や駆動電流の増加を回避するために、前述のデータ転送は専用バス方式ではなくCPUのシステムバスで時分割に行う方法が採られる。この方法では、システムバスが、JPEG圧縮回路、ネットワーク制御回路、記憶装置などのデータ転送を担う。   However, the multiple dedicated bus method not only increases the mounting area of the signal wiring of each bus, but also increases various loads such as stray capacitance generated in the signal wiring of each dedicated bus. This also means that the drive current for driving with the bus increases. In order to avoid an increase in mounting area and drive current due to having such a dedicated bus, the above-described data transfer is performed in a time-sharing manner using a CPU system bus instead of a dedicated bus system. In this method, the system bus is responsible for data transfer such as a JPEG compression circuit, a network control circuit, and a storage device.

CPUは、システムバスを時分割に占有して、JPEG圧縮回路からの圧縮画像データの取りこぼしがないように、またユーザへの配信データに途切れがないように、上記のデータ転送を効率的に行うために処理スケジューリングして実行する。また、CPUは入出力の不定期的な処理要求事象にも対応しなければならず、データ転送やデータ処理が一時中断されて、CPUの処理効率は低下する。   The CPU occupies the system bus in a time-sharing manner and efficiently performs the above data transfer so that the compressed image data from the JPEG compression circuit is not missed and the distribution data to the user is not interrupted. Therefore, process scheduling is executed. Further, the CPU must cope with irregular processing request events of input / output, and data transfer and data processing are temporarily interrupted, and the processing efficiency of the CPU decreases.

CPUの処理効率の低下を補うために、より高速処理が可能なCPUとより高速アクセスが可能な記憶装置(例えば、クロック同期のバースト転送が可能なメモリ)の採用と共に、システムバス上のデータ転送速度の高速化が図られる。しかし、システムバスのより高速化が図られると、信号の立ち上がり、または立ち下りの時間と信号の伝搬時間との関係、及びシステムバスの信号配線の実装などにより、信号の伝送路にデータエラーを引き起こす反射やクロストーク雑音などの影響が信号の波形の歪みとなって現れるようになる。   Data transfer on the system bus along with the adoption of a CPU capable of higher-speed processing and a storage device capable of higher-speed access (for example, a memory capable of clock-synchronized burst transfer) to compensate for a decrease in CPU processing efficiency The speed can be increased. However, if the system bus speed is increased, data errors may occur in the signal transmission path due to the relationship between the signal rise or fall time and the signal propagation time, and the system bus signal wiring. Effects such as reflection and crosstalk noise appear as signal waveform distortion.

反射の発生は、伝送信号にオーバーシュートやアンダーシュートの波形歪みを生じさせ、信号を識別するしきい値を越えてデータエラーを引き起こしたり、クロストーク雑音を発生させて動作の不安定要因にもなる。   The occurrence of reflection causes overshoot and undershoot waveform distortion in the transmission signal, causes a data error exceeding the threshold for identifying the signal, and causes crosstalk noise to cause unstable operation. Become.

このような現象を図5と図6によって説明する。データの授受が行われるバスの構成の一部が図5の(A)、(B)のようになっているものとする。図5の(A)は、ドライバ40dとレシーバ40r、・・・、40nが信号線40sによって接続された構成となっている。そして、図5(B)は、図5(A)と距離dlをおいて、図5の(A)と同じ構成でドライバ41d、レシーバ41r、・・・、41n、及び信号線41sでバスの一部が構成されている。図6の(A)のパルス波形がドライバ40dの入力点aにあると、ドライバ40dの出力点bでは図6の(B)のようなパルス波形となる。   Such a phenomenon will be described with reference to FIGS. It is assumed that part of the configuration of the bus through which data is exchanged is as shown in FIGS. FIG. 5A shows a configuration in which a driver 40d and receivers 40r,..., 40n are connected by a signal line 40s. 5B is the same configuration as FIG. 5A with a distance dl from FIG. 5A, and the driver 41d, the receivers 41r,..., 41n, and the signal line 41s are connected to the bus. Part is configured. When the pulse waveform of FIG. 6A is at the input point a of the driver 40d, the pulse waveform as shown in FIG. 6B is obtained at the output point b of the driver 40d.

ここで、信号を高速伝送する場合、ドライバ40dの駆動能力を高めてバス上の駆動されるパルス波形の立ち上がり時間trあるいは立ち下がり時間tfをより短くする必要がある。すると、ドライバ40dからの駆動されたパルス波形の信号がレシーバ40rまでの信号線40sを往復するに要する往復時間τ が図6(B)に示すドライバ40dで駆動されたパルス波形の信号の立ち上がり時間tfより長くなることがある。このようなτ >tr、tfの時間関係となると、信号が立ち下がった後にレシーバ40rの受信端(入力点c)に到達して反射するので、図6(C)のように入力点cでは立ち下がり後に波打ったようにアンダーシュート42u、43u、オーバーシュート42v、43vが発生する。また、信号の立ち上がり後にも同様な現象が発生する。レシーバ40rが図6(C)のようなパルス波形の信号を受けて、オーバーシュート42v、43vの発生時間帯でレシーバ40rの信号レベルのしきい値を越えると、図6(D)のようにノイズ44n、45nとしての信号が発生することとなる。その結果、受信側ではデータエラーあるいは回路の動作の不安定要因が発生する。信号の立ち下がり後のノイズ発生について説明したが、信号の立ち上がり後のパルス波形の波打ちによる歪みでも同様なデータエラーおよび回路の動作の不安定要因が発生する。   Here, when transmitting a signal at high speed, it is necessary to increase the driving capability of the driver 40d to shorten the rise time tr or the fall time tf of the pulse waveform driven on the bus. Then, the round trip time τ 2 required for the driven pulse waveform signal from the driver 40d to reciprocate the signal line 40s to the receiver 40r is the rise time of the pulse waveform signal driven by the driver 40d shown in FIG. May be longer than tf. In such a time relationship of τ> tr, tf, after the signal falls, it reaches the receiving end (input point c) of the receiver 40r and is reflected, so at the input point c as shown in FIG. Undershoots 42u and 43u and overshoots 42v and 43v are generated as if they wavy after falling. The same phenomenon occurs after the signal rises. When the receiver 40r receives a signal having a pulse waveform as shown in FIG. 6C and exceeds the threshold of the signal level of the receiver 40r in the time period of occurrence of the overshoots 42v and 43v, as shown in FIG. 6D. Signals as noises 44n and 45n are generated. As a result, a data error or an unstable factor of circuit operation occurs on the receiving side. Although the generation of noise after the fall of the signal has been described, the same data error and the unstable factor of the operation of the circuit occur even when the pulse waveform is distorted after the rise of the signal.

また、図5(B)では零レベルの信号状態となっているときに、図5(A)のパルス波形の高速な立ち上がりや立ち下がり、あるいはそれに伴うアンダーシュート、オーバーシュートにより、図5(B)のように距離dlをおいた信号線41sには図6(F)のようなクロストーク雑音46n、…、50nが重畳される。クロストーク雑音46n、…、50nがレシーバ41rの信号レベルのしきい値を越えると、図6(G)のようにノイズ51n、52n、53nとしての信号が発生する。この場合でも、受信側ではこれらのノイズがデータエラーの発生あるいは回路動作の不安定要因となる。例えば、図6(D)のノイズ44n、45n、あるいは図6(G)のようなノイズ51n、52n、53nが記憶装置へのバスの信号線上に発生すると、本来ならば論理“0”のデータが書き込まれるところ論理“1”のデータが書き込まれるというデータエラーが発生する。あるいは、ノイズがメモリの制御信号線上に発生すると、不定な制御あるいはデータのアクセスが行われてしまい、この時に他の接続回路が当該バスを占有しているとバス上の信号が衝突して回路動作の不安定を引き起こすこととなる。   Further, in FIG. 5B, when the signal state is at a zero level, the pulse waveform of FIG. 5A is caused to rise or fall at high speed, or the accompanying undershoot or overshoot. ), The crosstalk noises 46n,..., 50n as shown in FIG. When the crosstalk noises 46n,..., 50n exceed the signal level threshold of the receiver 41r, signals as noises 51n, 52n, 53n are generated as shown in FIG. Even in this case, on the receiving side, these noises may cause data errors or cause unstable circuit operation. For example, when the noises 44n and 45n in FIG. 6D or the noises 51n, 52n, and 53n as shown in FIG. 6G are generated on the signal line of the bus to the storage device, the data of logic “0” is originally stored. When data is written, a data error occurs in which data of logic “1” is written. Alternatively, when noise occurs on the control signal line of the memory, indefinite control or data access is performed, and if other connection circuits occupy the bus at this time, the signals on the bus collide and the circuit It will cause unstable operation.

このように、信号伝送の高速化を図ったにもかかわらず、これらの問題が生じて十分に高速化が図れたネットワーク対応画像伝送装置を実現することができなかった。この結果、ネットワークを介してカメラでとらえた画像の配信ができるデータ量の上限が低く抑えられて、配信サービスの限界が生じていた。   As described above, although the speed of signal transmission has been increased, these problems have occurred and it has not been possible to realize a network-compatible image transmission apparatus capable of sufficiently increasing the speed. As a result, the upper limit of the amount of data that can be delivered by the camera via the network is kept low, and the delivery service is limited.

CPUにとっては、前述のように圧縮画像データのデータ処理とデータ転送、あるいは入出力処理は多大な処理負荷である。例えば、従来のネットワーク対応画像伝送装置では、フレームレート30fps(frames per second)の圧縮画像データを1ユーザに配信できる量を約3.6Mbps(Megabits per second)(0.12Mb/frame×30frames/sec)とすると、同時配信可能なユーザ数が2以下に制限され、最大配信が可能なデータ量は約7.2Mbpsとなっていた。   For the CPU, as described above, data processing and data transfer of compressed image data, or input / output processing is a large processing load. For example, in a conventional network-compatible image transmission apparatus, the amount of compressed image data with a frame rate of 30 fps (frames per second) that can be delivered to one user is approximately 3.6 Mbps (Megabits per second) (0.12 Mb / frame × 30 frames / sec). ), The number of users that can be distributed simultaneously is limited to 2 or less, and the maximum data amount that can be distributed is about 7.2 Mbps.

このようなCPUの処理能力の下で、受信側で高画質の再生画像を得るために、1ユーザへの配信のデータ量を2倍にすると、30fpsの圧縮画像データの同時配信できるユーザ数はたかだか1ユーザとなってしまい、画像配信サービスの低下を招くこととなる。また、その逆に配信可能なユーザ数を2倍の4ユーザに増やすと、1ユーザ当たりに配信できるデータ量が半減されて、低画質の再生画像しか得られない。あるいは、フレームレートを30fpsから半分の15fpsに落とす方法もある。この方法は、フレーム落ちはあるが各フレームの画質を確保したものとなる。しかし、この方法も動きのある映像では不自然な再生画像となってしまうという問題がある。   Under such CPU processing capability, in order to obtain a high-quality playback image on the receiving side, if the amount of data distributed to one user is doubled, the number of users who can simultaneously distribute 30 fps compressed image data is At most, the user becomes one user and the image distribution service is lowered. Conversely, if the number of users that can be distributed is doubled to 4 users, the amount of data that can be distributed per user is halved, and only low-quality reproduced images can be obtained. Alternatively, there is a method of reducing the frame rate from 30 fps to half of 15 fps. This method ensures the image quality of each frame although there is a frame drop. However, this method also has a problem that it becomes an unnatural reproduction image in a moving image.

前述の従来技術では次のような問題があり、ネットワークを介してカメラでとらえた画像の配信できるデータ量が制限されて配信サービスの限界を生じていた。
即ち、同時に少なくとも4ユーザに1ユーザ当たり3.6Mbps以上の圧縮画像データ量を配信することができない。また、さらに高画質の再生画像の配信サービスの提供のために、同時に少なくとも2ユーザに1ユーザ当たり2倍の7.2Mbps以上の圧縮画像データの配信を行うことができない。
The above-described prior art has the following problems, and the amount of data that can be distributed by an image captured by a camera via a network is limited, which limits the distribution service.
That is, a compressed image data amount of 3.6 Mbps or more per user cannot be distributed to at least four users at the same time. In addition, in order to provide a distribution service for higher-quality reproduced images, it is impossible to distribute compressed image data of 7.2 Mbps or more, which is doubled per user to at least two users at the same time.

本発明は、筐体の構造の簡素化を実現することができるネットワーク対応画像伝送装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a network-compatible image transmission apparatus that can realize simplification of the structure of a housing.

上記目的を達成するため、本例に係るネットワーク対応画像伝送装置では、撮像装置からの映像信号を処理して画像データを生成する映像処理部と、ネットワークを介した前記画像データの送信を制御するネットワーク制御部と、前記画像データを処理する中央処理部と、前記映像処理部からの画像データを記憶する記憶部とを備え、前記中央処理部は、実装基板上のほぼ中心部に配置され、前記中央処理部、前記記憶部、前記ネットワーク制御部、及び前記映像処理部をシリーズ接続するバスは、前記中央処理部を始点に外周に向けて広がるように信号配線されているように構成される。   In order to achieve the above object, in the network-compatible image transmission device according to the present example, a video processing unit that processes a video signal from the imaging device to generate image data, and transmission of the image data via the network are controlled. A network control unit, a central processing unit for processing the image data, and a storage unit for storing the image data from the video processing unit, the central processing unit is disposed at a substantially central portion on the mounting substrate, The bus connecting the central processing unit, the storage unit, the network control unit, and the video processing unit in series is configured to be signal-wired so as to spread toward the outer periphery starting from the central processing unit. .

本発明によれば、撮像装置からの映像信号を処理して画像データを生成する映像処理部と、ネットワークを介した画像データの送信を制御するネットワーク制御部と、画像データを処理する中央処理部と、映像処理部からの画像データを記憶する記憶部とを備え、中央処理部は、実装基板上のほぼ中心部に配置され、中央処理部、記憶部、ネットワーク制御部及び映像処理部をシリーズ接続するバスは、中央処理部を始点に外周に向けて広がるように信号配線されているネットワーク対応画像伝送装置としているので、筐体の構造の簡素化を実現することができる効果がある。   According to the present invention, a video processing unit that processes video signals from an imaging device to generate image data, a network control unit that controls transmission of image data via a network, and a central processing unit that processes image data And a storage unit for storing image data from the video processing unit, and the central processing unit is arranged at a substantially central part on the mounting substrate, and the central processing unit, the storage unit, the network control unit, and the video processing unit are in series. Since the bus to be connected is a network-compatible image transmission device in which signal wiring is performed so as to spread toward the outer periphery starting from the central processing unit, there is an effect that simplification of the structure of the housing can be realized.

以下、本発明のネットワーク対応画像伝送装置について説明する。
最初に、本発明のネットワーク対応画像伝送装置の構成とその動作を図3に示す概念図を基に説明する。30はネットワーク対応画像伝送装置、1はCPU、5はCPU1の処理手順が記述されている処理プログラムデータが格納されるROM(Read Only Memory)、3は圧縮画像データまたはCPU1の処理プログラムデータが処理開始前にROM5から転送されて格納されるRAM(Random Access Memory)、4はCPU1、RAM3、ROM5、及び後述の周辺回路ブロック32内の各回路などのアクセスを制御する中央制御回路、2と6は後述する外部周辺ブロック32とCPUブロック31との間のデータ信号の授受を行うドライバ機能とレシーバ機能を有する周辺回路バスバッファおよび拡張外部バスバッファである。これらの接続回路は、CPUバスAでCPU1を始点としてRAM3、ROM5、中央制御回路4、周辺回路バスバッファ2、および拡張外部バスバッファ6の順番で分岐点が無くシリーズに接続されている。
The network-compatible image transmission apparatus of the present invention will be described below.
First, the configuration and operation of the network-compatible image transmission apparatus of the present invention will be described based on the conceptual diagram shown in FIG. Reference numeral 30 denotes a network-compatible image transmission apparatus, 1 denotes a CPU, 5 denotes a ROM (Read Only Memory) in which processing program data describing a processing procedure of the CPU 1 is stored, and 3 denotes processing of compressed image data or processing program data of the CPU 1 A RAM (Random Access Memory) 4 transferred from the ROM 5 and stored before the start, 4 is a central control circuit for controlling access to the CPU 1, the RAM 3, the ROM 5, and each circuit in the peripheral circuit block 32 described later, 2 and 6 Are a peripheral circuit bus buffer and an extended external bus buffer having a driver function and a receiver function for transmitting / receiving data signals between an external peripheral block 32 and a CPU block 31, which will be described later. These connection circuits are connected to the series without any branch point in the order of the RAM 3, the ROM 5, the central control circuit 4, the peripheral circuit bus buffer 2, and the extended external bus buffer 6 starting from the CPU 1 on the CPU bus A.

以下、このように各接続回路が分岐点の無い「一筆書き」のようなシリーズの接続をシリーズ接続と称する。これらの接続回路をシリーズ接続することで、高速信号伝送時の信号の反射やクロストーク雑音などの発生を抑制できる。なぜなら、バスを枝分かれの配線パターンにするとその分岐点で配線パターンの伝送路特性インピーダンスの不連続が生じることになり、高速信号伝送時の信号の反射やクロストーク雑音が発生するためである。   Hereinafter, a series connection such as “one-stroke drawing” in which each connection circuit has no branch point is referred to as a series connection. By connecting these connection circuits in series, it is possible to suppress signal reflection and crosstalk noise during high-speed signal transmission. This is because if the bus is made into a branched wiring pattern, the transmission pattern characteristic impedance of the wiring pattern is discontinuous at the branch point, and signal reflection and crosstalk noise occur during high-speed signal transmission.

なお、RAM3をクロック同期のバースト転送により高速アクセスが可能なSDRAM(Synchronous Dynamic RAM)、ROM5をCPU1の処理プログラムデータなどをリモート書き換え可能とするフラッシュメモリに置き換えることができることは言うまでもない。   Needless to say, the RAM 3 can be replaced with an SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) capable of high-speed access by clock-synchronized burst transfer, and the ROM 5 can be replaced with a flash memory capable of remotely rewriting processing program data of the CPU 1.

さらに、図3において、14はカメラ、9はシリアル通信信号F(シリアル伝送規格としてRS−232CやRS―485などが挙げられる)によりカメラ14の撮像制御(ズーム、フォーカスなど)を行うシリアル制御回路、8はカメラ14から入力される映像信号EをA/D変換し画像符号化方式JPEGの圧縮画像データに圧縮して該圧縮画像データを一時格納するJPEG圧縮回路、7はCPU1から転送された圧縮画像データの所定フォーマットされたデータを受けてネットワーク40に対応した通信プロトコルに従ってデータDをネットワーク40に送出するネットワーク制御回路、10はネットワーク対応画像伝送装置30の動作状態(例えば、配信要求のアクセス数、配信オーバフロー、動作不良など)をLED(Light Emitting Diode)の点灯あるいは点滅などにより装置運用者に知らしめるLED回路、11はネットワーク対応画像伝送装置30の動作あるいは機能の指定情報が設定されCPU1によってこの情報が読み出されるスイッチ回路である。   Further, in FIG. 3, reference numeral 14 denotes a camera, and 9 denotes a serial control circuit for performing imaging control (zoom, focus, etc.) of the camera 14 by a serial communication signal F (RS-232C, RS-485, etc. are given as serial transmission standards). , 8 is a JPEG compression circuit for A / D converting the video signal E input from the camera 14 and compressing the compressed image data into compressed image data of the image encoding method JPEG, and 7 is transferred from the CPU 1. A network control circuit that receives data in a predetermined format of compressed image data and sends data D to the network 40 in accordance with a communication protocol corresponding to the network 40. Reference numeral 10 denotes an operation state of the network-compatible image transmission apparatus 30 (for example, access of a distribution request). Number, distribution overflow, malfunction etc.) LED (Light Emitting Diode) lighting or LED circuit to notify the apparatus operator due flashing, 11 is a switch circuit for this information is read by the set specified information in the operation or function of the network video transmission device 30 CPU 1.

この動作あるいは機能の指定情報としては、例えばネットワーク対応画像伝送装置30の通常またはテストの動作モード指定あるいはリセット要求、及び同時配信ユーザ数、1ユーザ当たりの最大伝送速度などがある。これらの接続回路は、周辺回路バスBでシリーズ接続となっており、ネットワーク対応画像伝送装置30の外部機器あるいはネットワークからのデータ授受を担う。なお、JPEG圧縮回路8を動画圧縮方式MPEG(Moving Picture Experts Group)による動画圧縮を行うMPEG圧縮回路に置き換えることができることは言うまでもない。   The operation or function designation information includes, for example, the normal or test operation mode designation or reset request of the network-compatible image transmission apparatus 30, the number of simultaneous delivery users, the maximum transmission speed per user, and the like. These connection circuits are connected in series by the peripheral circuit bus B, and are responsible for data exchange from an external device of the network-compatible image transmission apparatus 30 or a network. Needless to say, the JPEG compression circuit 8 can be replaced with an MPEG compression circuit that performs moving image compression by a moving picture experts group (MPEG).

また、外部周辺ブロック32には、拡張用コネクタ12と13とがある。
これらの接続回路は、周辺回路バスBとは別に拡張外部バスCでシリーズ接続されている。拡張用コネクタ12、13には、オプション用の増設基板を実装できるようになっている。たとえば、電話回線に接続できるモデム基板、ISDN(Integrated Services Digital Network)回線に接続できるISDN基板、外部機器制御用の接点入出力基板などが実装できる。
The external peripheral block 32 includes expansion connectors 12 and 13.
These connection circuits are connected in series by an extended external bus C separately from the peripheral circuit bus B. Optional expansion boards can be mounted on the expansion connectors 12 and 13. For example, a modem board that can be connected to a telephone line, an ISDN board that can be connected to an ISDN (Integrated Services Digital Network) line, a contact input / output board for external device control, and the like can be mounted.

更に、拡張外部バスCには、画像符号化方式JPEGでデータ圧縮された圧縮画像データを伸張するJPEG伸張回路25および後述する終端抵抗器27もシリーズ接続されている。CPU1およびJPEG伸張回路25によって、ネットワーク40から圧縮画像データを入力して伸張し、モニタ33に伸張した再生画像を表示する。あるいは、ネットワーク40から入力した圧縮画像データまたはその伸張した画像データを拡張用コネクタ12、13の増設基板に出力あるいは入力するということも可能である。なお、JPEG伸張回路25は、動画圧縮方式MPEGを使用するシステムにおいては、MPEG伸張回路に置き換えることができることは言うまでもない。また、音声についても同様に取り扱うことができる。   Further, the extended external bus C is also connected in series with a JPEG decompression circuit 25 for decompressing compressed image data compressed by the image coding method JPEG and a termination resistor 27 described later. The CPU 1 and the JPEG expansion circuit 25 input compressed image data from the network 40 and expand it, and display the expanded reproduced image on the monitor 33. Alternatively, it is also possible to output or input the compressed image data input from the network 40 or the decompressed image data to the expansion boards of the expansion connectors 12 and 13. Needless to say, the JPEG decompression circuit 25 can be replaced with an MPEG decompression circuit in a system using the moving image compression method MPEG. Also, voice can be handled in the same manner.

周辺回路バスBとは別の拡張外部バスCを有するのは、周辺回路バスBに増設基板を接続するようにすると、周辺回路バスBに接続されている周辺回路バスバッファ2をはじめその他の接続回路のドライバにとっては大きな負荷を駆動することとなり、接続回路の各ドライバの駆動能力は相当高く要求されるので、この点を避けるためである。もし各接続回路のドライバが相当に高い駆動能力で大きな負荷を駆動すると、瞬時に駆動電流が大きく流れるために、バス上の反射、クロストーク雑音、不要輻射、あるいは駆動源への帰還電流による基準電位の変動などが発生しやすくなって周辺回路バスBによる高速信号伝送が困難となる。そのために、二つのバッファ2、6とで、それぞれの接続回路の信号伝送の駆動能力を極力抑えることで、大きく流れる駆動電流による影響を抑えて高速信号伝送の実現を容易とする。同様に、CPUバスAと、周辺回路バスBおよび拡張外部バスCとが別となっているのは、CPUバスAに、周辺回路バスBおよび拡張外部バスCに接続されている各接続回路を接続しようとすると、CPU1をはじめとするその他の接続回路のドライバにとってはさらなる高負荷を駆動する必要が生じるようになるので、CPUバスA上で高速信号伝送が不可能となるためである。   The expansion external bus C, which is different from the peripheral circuit bus B, is that when an extension board is connected to the peripheral circuit bus B, other connections including the peripheral circuit bus buffer 2 connected to the peripheral circuit bus B are provided. This is to avoid this point because the driver of the circuit drives a large load and the driving capability of each driver of the connection circuit is required to be considerably high. If the driver of each connection circuit drives a large load with a considerably high driving capability, the drive current flows instantaneously, so the reference based on reflection on the bus, crosstalk noise, unwanted radiation, or feedback current to the drive source Potential fluctuations and the like are likely to occur, and high-speed signal transmission by the peripheral circuit bus B becomes difficult. For this reason, the two buffers 2 and 6 suppress the signal transmission drive capability of each connection circuit as much as possible, thereby suppressing the influence of a large drive current and facilitating the realization of high-speed signal transmission. Similarly, the CPU bus A and the peripheral circuit bus B and the extended external bus C are separated from each other by connecting each connection circuit connected to the peripheral circuit bus B and the extended external bus C to the CPU bus A. This is because, if the connection is to be made, it becomes necessary for the driver of the other connection circuit including the CPU 1 to drive a higher load, so that high-speed signal transmission on the CPU bus A becomes impossible.

以上のような理由から、各バス間のデータ授受を周辺回路バスバッファ2または拡張外部バスバッファ6を介して行う。各接続回路はそれぞれのバスに接続して、各バス内の各接続回路のドライバの駆動能力を極力抑える。そして、各接続回路をシリーズ接続するようにし、駆動電流の低減および伝送路特性インピーダンスの不連続性の回避でバス上の反射、不要輻射、あるいは駆動源への帰還電流による基準電位の変動などを極力抑えるようにしたものである。また、バスバッファ2及び6は、波形整形機能を持たせることができることは言うまでもない。   For the reasons described above, data exchange between the buses is performed via the peripheral circuit bus buffer 2 or the extended external bus buffer 6. Each connection circuit is connected to each bus to suppress the drive capability of the driver of each connection circuit in each bus as much as possible. Each connection circuit is connected in series to reduce drive current and avoid discontinuity in the transmission line characteristic impedance to reduce reflection on the bus, unwanted radiation, or fluctuations in the reference potential due to feedback current to the drive source. I tried to suppress it as much as possible. Needless to say, the bus buffers 2 and 6 can have a waveform shaping function.

また、図3において、21はCPU1の近くに位置するCPUバスAの始点でシリーズ接続の信号配線に直列に挿入された、信号反射あるいはクロストーク雑音などを抑制する回路素子としての直列抵抗器、22はCPUバスAの終点に位置するシリーズ接続の信号配線に接続された、信号反射やクロストーク雑音などを抑制する回路素子としての終端抵抗器である。同様に、23は周辺回路バスバッファ2の近くに位置する周辺回路バスBの始点でシリーズ接続の信号配線に直列に挿入された、信号反射やクロストーク雑音などを抑制する回路素子としての直列抵抗器、24は周辺回路バスBの終点のシリーズ接続の信号配線に接続された、信号反射やクロストーク雑音などを抑制する回路素子としての終端抵抗器である。   In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a series resistor inserted as a circuit element for suppressing signal reflection or crosstalk noise, which is inserted in series with a signal wire connected in series at the start point of the CPU bus A located near the CPU 1. A terminal resistor 22 is connected to a series-connected signal wiring located at the end point of the CPU bus A and serves as a circuit element that suppresses signal reflection and crosstalk noise. Similarly, 23 is a series resistance inserted as a circuit element that suppresses signal reflection, crosstalk noise, and the like inserted in series at the start point of the peripheral circuit bus B located near the peripheral circuit bus buffer 2 in series connection signal wiring. A terminating resistor 24 is connected to a series-connected signal wiring at the end point of the peripheral circuit bus B and serves as a terminating resistor as a circuit element for suppressing signal reflection, crosstalk noise, and the like.

次に、図3の本発明のネットワーク対応画像伝送装置30の動作について、以下に説明する。
ネットワーク対応画像伝送装置30に動作電源が供給された後の初期動作時に、中央制御回路4によってCPU1の処理プログラムデータがROM5からRAM3へ書き込まれて、CPU1の制御の下に各処理が開始される。
Next, the operation of the network-compatible image transmission apparatus 30 of the present invention shown in FIG. 3 will be described below.
During an initial operation after operating power is supplied to the network-compatible image transmission device 30, the central control circuit 4 writes the processing program data of the CPU 1 from the ROM 5 to the RAM 3, and each process is started under the control of the CPU 1. .

CPU1は、カメラ14の撮像状態(ズーム、パン、チルトなど)を設定するためのプリセット制御情報あるいは別の場所からネットワーク40を介して入力したカメラ14の制御情報をシリアル制御回路9に設定する。これらの制御情報により制御されたカメラ14は、要求の視野範囲を撮像し、その出力として30fpsの映像信号EをJPEG圧縮回路8へ供給する。JPEG圧縮回路8は、30fpsの映像信号EをA/D変換し、これをデータ圧縮する。例えば、1フレームの画像データを圧縮し、少なくとも1フレーム当たり0.12Mbのデータ量の圧縮画像データにする。   The CPU 1 sets the preset control information for setting the imaging state (zoom, pan, tilt, etc.) of the camera 14 or the control information of the camera 14 input from another location via the network 40 in the serial control circuit 9. The camera 14 controlled by these control information images the required visual field range, and supplies a 30 fps video signal E to the JPEG compression circuit 8 as an output thereof. The JPEG compression circuit 8 A / D converts a 30 fps video signal E and compresses the data. For example, one frame of image data is compressed into compressed image data having a data amount of at least 0.12 Mb per frame.

CPU1は、中央制御回路4と共にJPEG圧縮回路8の制御を行って、1/30fpsの周期でデータ転送速度が少なくとも3.6Mbpsで、圧縮画像データを周辺回路バスB、周辺回路バスバッファ2、およびCPUバスAを介してRAM3に転送して格納する。CPU1は、格納された圧縮画像データに所定形式のフォーマッティングを行って後に、再びRAM3に格納する。   The CPU 1 controls the JPEG compression circuit 8 together with the central control circuit 4 to transfer the compressed image data to the peripheral circuit bus B, the peripheral circuit bus buffer 2, and the data transfer speed at a rate of 1/30 fps at least 3.6 Mbps. The data is transferred and stored in the RAM 3 via the CPU bus A. The CPU 1 formats the stored compressed image data in a predetermined format and then stores it again in the RAM 3.

そして、CPU1は、中央制御回路4と共にバスA、B、Cに結合されている機器のアクセス制御を行う。例えば、ネットワークを介して送られてくるユーザの配信要求に対して、ユーザ数が4であれば少なくとも3.6Mbps×4=14.4Mbpsのデータ転送速度で、所定のフォーマッティングされた圧縮画像データがRAM3から読み出され、CPUバスA、周辺回路バスバッファ2、および周辺回路バスBを介してネットワーク制御回路7へ転送される。ここで、このデータ転送と、前述のJPEG圧縮回路8からの圧縮画像データの転送とが競合しないように、CPU1の処理スケジューリングまたはDMA転送機能の実行スケジューリングが調整される。ネットワーク制御回路7は、所定形式にフォーマッティングされた圧縮画像データをネットワークの通信プロトコルに即したフォーマットに変換して、データDとしてネットワーク40に送出する。   Then, the CPU 1 controls access to the devices coupled to the buses A, B, and C together with the central control circuit 4. For example, in response to a user distribution request sent via a network, if the number of users is 4, predetermined formatted compressed image data is transferred at a data transfer rate of at least 3.6 Mbps × 4 = 14.4 Mbps. The data is read from the RAM 3 and transferred to the network control circuit 7 via the CPU bus A, the peripheral circuit bus buffer 2 and the peripheral circuit bus B. Here, the processing scheduling of the CPU 1 or the execution scheduling of the DMA transfer function is adjusted so that the data transfer does not compete with the transfer of the compressed image data from the JPEG compression circuit 8 described above. The network control circuit 7 converts the compressed image data formatted into a predetermined format into a format conforming to the communication protocol of the network, and sends it as data D to the network 40.

以下図4で、本発明のネットワーク対応画像伝送装置30における、JPEG圧縮回路8の圧縮画像データのRAM3へのデータ転送からネットワーク40に4ユーザの画像データを送出するまでの各接続回路およびデータ転送のタイミング例を説明する。   4, each connection circuit and data transfer from the data transfer of the compressed image data of the JPEG compression circuit 8 to the RAM 3 to the transmission of the image data of 4 users to the network 40 in the network compatible image transmission apparatus 30 of the present invention. An example of timing will be described.

図4において、カメラ14の映像フレーム数をFPS(fps)として1フレームの時間を1/FPS(sec)(たとえば、フレーム数FPSが30fpsとすると、1フレームの時間は約33msとなる)としている。図4では説明を容易とするために、1フレームの時間が時間tx0、tx1、tx2、・・・、tx7で8区間に分割して示している(ここで、x=1、2、3、・・・)。また、ネットワーク対応画像伝送装置30は、時間t10で動作を開始した後、フレーム周期1/FPS(sec)に同期して動作しているものとする。さらに、カメラ14はプログレッシブスキャン方式で撮像しているものとする。   In FIG. 4, the number of video frames of the camera 14 is FPS (fps), and the time of one frame is 1 / FPS (sec) (for example, if the number of frames FPS is 30 fps, the time of one frame is about 33 ms). . In FIG. 4, for ease of explanation, the time of one frame is divided into eight sections at times tx0, tx1, tx2,..., Tx7 (where x = 1, 2, 3, ...). Further, it is assumed that the network-compatible image transmission device 30 operates in synchronization with the frame period 1 / FPS (sec) after starting the operation at time t10. Further, it is assumed that the camera 14 captures an image by the progressive scan method.

JPEG圧縮回路8は、カメラ14からの映像信号を所定のタイミングで逐次圧縮して圧縮画像データA1として一時格納する。1フレーム周期の1/2の時間に相当する時間t14に達すると、中央制御回路4はJPEG圧縮回路8に格納されている1フレーム周期の1/2の経過時間までの圧縮画像データA1をRAM3に転送するために、転送開始の制御信号を各接続回路に供給する(図示せず)。CPU1は、この制御信号を受けると、周辺回路バスB、周辺回路バスバッファ2、およびCPUバスAを介して圧縮画像データA1を読み込んでRAM3に格納する。ここで、圧縮画像データA1のRAM3への格納は、CPU1を介さないDMA転送機能により行うようにしても良い。   The JPEG compression circuit 8 sequentially compresses the video signal from the camera 14 at a predetermined timing and temporarily stores it as compressed image data A1. When the time t14 corresponding to half the time of one frame period is reached, the central control circuit 4 stores the compressed image data A1 stored in the JPEG compression circuit 8 up to the half time of one frame period in the RAM 3 In order to transfer the data, the control signal for starting the transfer is supplied to each connection circuit (not shown). When the CPU 1 receives this control signal, it reads the compressed image data A1 via the peripheral circuit bus B, the peripheral circuit bus buffer 2, and the CPU bus A and stores them in the RAM 3. Here, the compressed image data A1 may be stored in the RAM 3 by a DMA transfer function not via the CPU 1.

CPU1は、圧縮画像データA1のRAM3への格納が終了すると、配信先の4ユーザに応じて圧縮画像データA1を所定のフォーマットにしたデータFA1を生成する。データFA1は、CPUバスAを介してRAM3に格納される。そして、このデータFA1は、時間t17の前後の時間帯でCPU1により、RAM3、CPUバスA、周辺回路バスバッファ2、および周辺回路バスBを介してネットワーク制御回路7に転送される。ネットワーク制御回路7は、データFA1を配信先の4ユーザに向けて所定の通信プロトコルに従ってデータD(データDは4ユーザの配信データとして、図4の(h)では“1、2、3、4”で示されている)としてネットワーク40へ送出する。   When the storage of the compressed image data A1 in the RAM 3 is completed, the CPU 1 generates data FA1 in which the compressed image data A1 is in a predetermined format in accordance with the four users who are distribution destinations. The data FA1 is stored in the RAM 3 via the CPU bus A. The data FA1 is transferred to the network control circuit 7 via the RAM 3, the CPU bus A, the peripheral circuit bus buffer 2, and the peripheral circuit bus B by the CPU 1 in the time zone before and after the time t17. The network control circuit 7 directs the data FA1 to the four users who are the distribution destinations according to a predetermined communication protocol (data D is the distribution data of the four users, and “1, 2, 3, 4 in FIG. 4H). (Indicated by “”).

経過時間が次のフレームNo.2の開始時間t20に達すると、中央制御回路4はJPEG圧縮回路8に格納されている、フレームNo.1の映像信号の後半部分の圧縮画像データA2をRAM3に転送するために転送開始の制御信号を各接続回路に供給する。以下、前述と同様な動作とタイミングで、CPU1および中央制御回路4によって、圧縮画像データ(B1、B2、C1、C2、・・・)の転送、格納、およびフォーマットされたデータ(FA2、FB1、FB2、FC1、・・・)がRAM3に格納される。データFA2に対しては、時間t23の前後の時間帯で、CPU1によりネットワーク制御回路7に転送される。ネットワーク制御回路7は、データFA2を配信先の4ユーザに向けて所定の通信プロトコルに従ってデータDとしてネットワーク40へ送出する。以下、上記のような動作とタイミングで、各フレームの映像信号の圧縮画像データがJPEG圧縮回路8、周辺回路バスB、周辺回路バスバッファ2、CPUバスA、あるいはCPU1を介してRAM3に転送して格納される。その後に、RAM3に格納された圧縮画像データは所定にフォーマットされたデータとしてRAM3から読み出されて、CPUバスA、周辺回路バスバッファ2、および周辺回路バスBを介してネットワーク制御回路7に転送される。このような一連の処理が繰り返される。   The elapsed time of the next frame No. 2 reaches the start time t20 of the frame No. 2, the central control circuit 4 stores the frame number stored in the JPEG compression circuit 8. In order to transfer the compressed image data A2 of the latter half of one video signal to the RAM 3, a transfer start control signal is supplied to each connection circuit. Thereafter, the CPU 1 and the central control circuit 4 transfer, store and format the compressed image data (B1, B2, C1, C2,...) And the formatted data (FA2, FB1,. FB2, FC1,...) Are stored in the RAM 3. The data FA2 is transferred to the network control circuit 7 by the CPU 1 in the time zone before and after the time t23. The network control circuit 7 sends the data FA2 to the network 40 as data D in accordance with a predetermined communication protocol toward the four users as distribution destinations. Thereafter, the compressed image data of the video signal of each frame is transferred to the RAM 3 via the JPEG compression circuit 8, the peripheral circuit bus B, the peripheral circuit bus buffer 2, the CPU bus A, or the CPU 1 with the above operation and timing. Stored. Thereafter, the compressed image data stored in the RAM 3 is read from the RAM 3 as data formatted in a predetermined manner, and transferred to the network control circuit 7 via the CPU bus A, the peripheral circuit bus buffer 2 and the peripheral circuit bus B. Is done. Such a series of processes is repeated.

以上のように、JPEG圧縮回路8からの圧縮画像データおよびネットワーク制御回路7への配信データの転送では、CPUバスA、周辺回路バスバッファ2、および周辺回路バスB上で信号の衝突が発生しないように、CPU1の処理スケジューリングまたはDAM転送機能の実行スケジューリング及び中央制御回路4の制御の下に時分割的に各データ転送が行われることになる。   As described above, in the transfer of the compressed image data from the JPEG compression circuit 8 and the distribution data to the network control circuit 7, no signal collision occurs on the CPU bus A, the peripheral circuit bus buffer 2, and the peripheral circuit bus B. Thus, each data transfer is performed in a time-sharing manner under the process scheduling of the CPU 1 or the execution scheduling of the DAM transfer function and the control of the central control circuit 4.

CPU1は、これらのデータのアクセス制御や転送の周期的な処理と共に、不定期的な処理も実行しなければならい。CPU1は、カメラ制御の要求(ズーム、パン、チルトなど)を受け付けると、シリアル制御回路9にカメラ制御情報を設定する。また、配信要求のユーザ数やデータ転送速度などの動作状態を外部に知らしめるためのLED表示のための制御信号をLED回路10に設定する。更には、動作モードの切り替えや動作パラメータの変更に備えて、外部からの情報(通常またはテストの動作モード指定あるいはリセット要求、および同時配信ユーザ数、1ユーザ当たりの最大伝送速度など)をスイッチ回路11から読み出し、動作モードやパラメータの変更処理を行わなければならない。   The CPU 1 must execute irregular processing in addition to periodic control of access control and transfer of these data. When receiving a camera control request (zoom, pan, tilt, etc.), the CPU 1 sets camera control information in the serial control circuit 9. In addition, a control signal for LED display for notifying the outside of the operation state such as the number of users of the distribution request and the data transfer speed is set in the LED circuit 10. Furthermore, in preparation for operation mode switching and operation parameter change, external information (normal or test operation mode designation or reset request, number of simultaneous delivery users, maximum transmission speed per user, etc.) is switched. 11, the operation mode and parameter change processing must be performed.

また、CPU1は、拡張用コネクタ12、13に増設基板が実装されていれば、これらの基板との間でデータのアクセス制御やデータの転送の処理を行う必要がある。
次に、バスバッファ2および6について詳細に説明する。4ユーザが同時に高画質の再生画像の配信サービスが受けられるように、バスA、B、およびC上で少なくとも14.4Mbpsの高速データ転送が行われる必要がある。例えば、CPU1からスイッチ回路11までの長い信号配線を一つのバスで接続すると、信号の歪みが発生しやすくなり、データ転送の上限が決まってしまう。この上限を引き上げるために、ネットワーク対応画像伝送装置30は、前述の理由から周辺回路バスバッファ2および拡張外部バスバッファ6でCPUブロック31と外部周辺ブロック32とに分けている。各ブロック31、32内の各接続回路は、それぞれのバスA、B、Cでシリーズ接続の信号配線で接続されている。
Further, if the extension board 12 is mounted on the expansion connectors 12 and 13, the CPU 1 needs to perform data access control and data transfer processing with these boards.
Next, the bus buffers 2 and 6 will be described in detail. High-speed data transfer of at least 14.4 Mbps needs to be performed on the buses A, B, and C so that four users can receive a high-quality reproduced image distribution service at the same time. For example, if a long signal wiring from the CPU 1 to the switch circuit 11 is connected by one bus, signal distortion is likely to occur, and the upper limit of data transfer is determined. In order to raise this upper limit, the network-compatible image transmission device 30 is divided into a CPU block 31 and an external peripheral block 32 by the peripheral circuit bus buffer 2 and the extended external bus buffer 6 for the reasons described above. Each connection circuit in each of the blocks 31 and 32 is connected to each other by buses A, B, and C through series connection signal wiring.

すると、図3のようにバスバッファ2または6で各ブロック毎のバスで各接続回路を接続するようにすることで、信号配線が短くなって信号の往復時間も短くなり(信号の立ち上がり時間tr、立ち下がり時間tf>往復時間τとすることで反射などの影響を低減化できるようになる)、シリーズ接続で不用意な分岐信号配線が無く伝送路特性インピーダンスを一定化することができ、さらに駆動する負荷が低減されて駆動電流が低減されるようになる。その結果、信号の反射、クロストーク雑音、不要輻射、あるいは駆動源への帰還電流による基準電位の変動などが抑制される。   Then, as shown in FIG. 3, by connecting each connection circuit with the bus for each block in the bus buffer 2 or 6, the signal wiring is shortened and the round trip time of the signal is shortened (the signal rise time tr). By making the fall time tf> the round trip time τ, the influence of reflection and the like can be reduced), and there is no inadvertent branch signal wiring in the series connection, and the transmission line characteristic impedance can be made constant. The driving load is reduced and the driving current is reduced. As a result, signal reflection, crosstalk noise, unwanted radiation, or fluctuations in the reference potential due to feedback current to the drive source are suppressed.

従って、各ブロック31、32においてデータ転送速度の上限を引き上げることができるようになる。また、CPU1の近い位置のCPUバスAの始点に直列に数オームから数十オームのダンピング抵抗器としての直列抵抗器21を、またCPUバスAの終点にCPUバスAの伝送路特性インピーダンスと等価な回路素子としての数十オームから数百オームの終端抵抗器22を電源とグランドとの間に配置することで、さらに伝送信号の反射やクロストーク雑音などの発生を抑制することができるようになって、データ転送速度の上限を引き上げることが可能となる。同様に、バスBおよびCにおいてもダンピング抵抗器としての直列抵抗器23、26、および各バスの伝送路特性インピーダンスと等価な回路素子としての終端抵抗器24、27が配置されている。   Accordingly, the upper limit of the data transfer rate can be increased in each of the blocks 31 and 32. Further, a series resistor 21 as a damping resistor of several ohms to several tens of ohms in series with the start point of the CPU bus A near the CPU 1 is equivalent to the transmission line characteristic impedance of the CPU bus A at the end point of the CPU bus A. By arranging the termination resistor 22 of several tens ohms to several hundreds ohms as a simple circuit element between the power source and the ground, the generation of transmission signal reflection, crosstalk noise, and the like can be further suppressed. Thus, the upper limit of the data transfer rate can be increased. Similarly, in the buses B and C, series resistors 23 and 26 as damping resistors and termination resistors 24 and 27 as circuit elements equivalent to the transmission path characteristic impedance of each bus are arranged.

次に、データ転送速度を高速化するための第二の実現手段である、各接続回路と各接続回路を接続するバスのシリーズ接続の信号配線の実装について、図1と図2で説明する。
図2は、前述の図3の各接続回路を接続するバスのシリーズ接続の信号配線の実装方式を示した概念図である。図2は、CPU1がほぼ中心部に配置され、ここを始点に外周に向けて広がるようにバスが渦巻き状にシリーズ接続の信号配線されていることを示している。また、図3と同様にCPUバスAと周辺回路バスBおよび拡張外部バスCとは、周辺回路バスバッファ2および拡張外部バスバッファ6とを介してデータ授受が行われる。図2の各バスのシリーズ接続の信号配線の実装方式に従って、図3の各接続回路およびバスのシリーズ接続の信号配線をプリント基板に配置した実装構造の実施例を図1に示す。
Next, the implementation of the signal wiring of the series connection of each connection circuit and the bus connecting the connection circuits, which is a second means for increasing the data transfer speed, will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a mounting system of signal wiring for series connection of buses connecting the connection circuits of FIG. 3 described above. FIG. 2 shows that the CPU 1 is arranged substantially at the center, and the buses are spirally connected in series so as to spread from the start point toward the outer periphery. Similarly to FIG. 3, the CPU bus A, the peripheral circuit bus B, and the extended external bus C exchange data via the peripheral circuit bus buffer 2 and the extended external bus buffer 6. FIG. 1 shows an example of a mounting structure in which each connection circuit of FIG. 3 and signal connection of series connection of buses are arranged on a printed circuit board in accordance with the mounting method of signal wiring of series connection of each bus of FIG.

図1は、本発明の実装構造を示す図である。図1において、35は図3のネットワーク対応画像伝送装置30の各接続回路及びそれらを接続するバスのシリーズ接続の信号配線が実装されたプリント基板である。CPU1の配置位置を始点に、プリント基板35の周辺部に向けて渦巻き状に広がるようにシリーズ接続の信号配線されたバスに各接続回路が接続されている。また、CPUバスAと周辺回路バスBおよび拡張外部バスCとは、周辺回路バスバッファ2および拡張外部バスバッファ6を介してデータ授受が行われる。最も外側では、プリント基板35の周辺部にある外部とのデータ授受のための図3に示されている外部周辺ブロック32の各接続回路が周辺回路バスBおよび拡張外部バスCで接続されている。   FIG. 1 is a diagram showing a mounting structure of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 35 denotes a printed circuit board on which each connection circuit of the network-compatible image transmission device 30 in FIG. 3 and a series connection signal wiring for connecting them are mounted. Each connection circuit is connected to a series-connected signal wiring bus so as to spread in a spiral shape toward the periphery of the printed circuit board 35 starting from the position where the CPU 1 is arranged. The CPU bus A, the peripheral circuit bus B, and the extended external bus C exchange data via the peripheral circuit bus buffer 2 and the extended external bus buffer 6. On the outermost side, each connection circuit of the external peripheral block 32 shown in FIG. 3 for exchanging data with the outside in the peripheral part of the printed circuit board 35 is connected by the peripheral circuit bus B and the extended external bus C. .

即ち、CPUブロック30は、プリント基板35のほぼ中心部に配置され、外部周辺ブロック32はCPUブロック30の周辺部に配置された構成となっている。外部周辺ブロック32の各接続回路をプリント基板35の周辺部に配置すると、プリント基板35の外部との信号のやり取りをする信号ケーブルの受け入れが容易となり、また動作モードなどを指定するスイッチ11の操作あるいは動作状況などを外部に知らしめるLED回路10の点滅状況の視認がしやすくなる。   In other words, the CPU block 30 is arranged almost at the center of the printed circuit board 35, and the external peripheral block 32 is arranged at the peripheral part of the CPU block 30. When each connection circuit of the external peripheral block 32 is arranged in the peripheral portion of the printed circuit board 35, it becomes easy to receive a signal cable for exchanging signals with the outside of the printed circuit board 35, and the operation of the switch 11 for designating an operation mode and the like. Or it becomes easy to visually recognize the blinking status of the LED circuit 10 that informs the operating status to the outside.

各接続回路の配置は、CPU1を始点に、より高速アクセスが要求される接続回路のRAM3、ROM5、中央制御回路4、周辺回路バスバッファ2、そして拡張外部バスバッファ6の順番となっている。さらに、周辺回路バスバッファ2から、プリント基板35の周辺部に向けてやはりより高速アクセスが要求される接続回路のネットワーク制御回路7、JPEG圧縮回路8、シリアル制御回路9、そして最も遅いアクセスが許容されるLED回路10およびスイッチ回路11の順番で配置されている。また、拡張外部バスバッファ6を始点に、拡張コネクタ12、13、およびJPEG伸張回路25が、プリント基板35の周辺部でシリーズ接続の信号配線の拡張外部バスCで接続されている。高速アクセスが要求される接続回路ほどCPU1あるいはバスバッファ2、6により近く配置する順番とするのは、信号の伝送距離を極力短くして信号の伝搬遅延を最少にすることで、CPU1などのドライバ側の受信信号のセットアップ時間およびホールド時間を確保して、高速信号伝送における信号の確実な入出力を行うようにするためである。   The arrangement of each connection circuit is in the order of the RAM 3, ROM 5, central control circuit 4, peripheral circuit bus buffer 2, and extended external bus buffer 6 of the connection circuit that requires higher speed access starting from the CPU 1. Further, from the peripheral circuit bus buffer 2, the network control circuit 7, the JPEG compression circuit 8, the serial control circuit 9, and the slowest access that are required to be accessed at a higher speed toward the peripheral portion of the printed circuit board 35 are permitted. The LED circuit 10 and the switch circuit 11 are arranged in this order. Further, starting from the extended external bus buffer 6, the expansion connectors 12 and 13 and the JPEG expansion circuit 25 are connected by the extended external bus C of the series connection signal wiring in the peripheral portion of the printed circuit board 35. The connection circuit that requires high-speed access is arranged closer to the CPU 1 or the bus buffers 2 and 6 because the signal transmission distance is shortened as much as possible to minimize the signal propagation delay, so that the driver such as the CPU 1 This is because the set-up time and hold time of the received signal on the side are ensured so that the signal can be input / output reliably in high-speed signal transmission.

更に、信号の反射やクロストーク雑音などを抑制するためのダンピング抵抗器としての直列抵抗器21、23、および26が、CPU1あるいは周辺回路バスバッファ2に近いバスのシリーズ接続の信号配線に直列に挿入されている。また、各バスの伝送路特性インピーダンスと等価な終端抵抗器22、24、および27が各バスに電源ラインとグランドとの間に配置されて接続されている。   Further, series resistors 21, 23, and 26 as damping resistors for suppressing signal reflection, crosstalk noise, and the like are connected in series to the signal wiring of the series connection of the bus close to the CPU 1 or the peripheral circuit bus buffer 2. Has been inserted. Also, termination resistors 22, 24, and 27 equivalent to the transmission line characteristic impedance of each bus are arranged and connected to each bus between the power supply line and the ground.

図1の各接続回路およびそれらを接続する各バスのシリーズ接続の信号配線によるネットワーク対応画像伝送装置の動作は、前述の図3の場合と同様であるためその説明は省略する。   The operation of the network-compatible image transmission apparatus using the series connection signal wiring of each connection circuit and each bus connecting them in FIG. 1 is the same as that in FIG.

本発明によれば、少なくとも同時に4ユーザに1ユーザ当たり3.6Mbps(=0.12Mb×30fps)の圧縮画像データをネットワークを介して配信できる、3.6Mbps×4=14.4Mbpsのデータ配信が実現でき、各ユーザに自然な動きのある高画質の再生画像を提供できるサービスが可能となる。   According to the present invention, 3.6 Mbps × 4 = 14.4 Mbps data distribution is possible, in which compressed image data of 3.6 Mbps (= 0.12 Mbps × 30 fps) per user can be distributed to at least four users simultaneously via the network. It is possible to realize a service that can provide high-quality reproduced images with natural movement to each user.

また、少なくとも14.4Mbpsのデータ転送速度を実現するシリーズ接続の信号配線のバスで接続された、外部周辺ブロックをプリント基板の周辺部に配置することができるようになるために、外部インターフェース用のコネクタ、動作状態の表示器、あるいは動作条件の設定のためのスイッチなどを直にプリント基板に実装できるようになる。これにより、装置の筐体にコネクタ、表示器、あるいはスイッチなどを別のプリント基板に実装してケーブル接続する必要がなくなり、筐体の構造の簡素化および低価格化のネットワーク対応画像伝送装置を実現することができるようになる。   In addition, external peripheral blocks connected by a series-connected signal wiring bus that realizes a data transfer rate of at least 14.4 Mbps can be arranged in the peripheral portion of the printed circuit board, so that the external interface Connectors, operating status indicators, or switches for setting operating conditions can be directly mounted on a printed circuit board. This eliminates the need to connect a cable by connecting a connector, display, or switch to the device housing on a separate printed circuit board, simplifying the structure of the housing and reducing the cost. Can be realized.

本発明における一実施例のネットワーク対応画像伝送装置の実装構造を示す図。The figure which shows the mounting structure of the network corresponding | compatible image transmission apparatus of one Example in this invention. 本発明における一実施例のネットワーク対応画像伝送装置の実装方式の概念を示す図。The figure which shows the concept of the mounting system of the network corresponding | compatible image transmission apparatus of one Example in this invention. 本発明における一実施例のネットワーク対応画像伝送装置の概念を示す図。The figure which shows the concept of the network corresponding | compatible image transmission apparatus of one Example in this invention. 本発明における一実施例のネットワーク対応画像伝送装置のデータ転送タイミングの一例を示す図。The figure which shows an example of the data transfer timing of the network corresponding | compatible image transmission apparatus of one Example in this invention. データの授受が行われるバスの構成の一部を示す模式図。The schematic diagram which shows a part of structure of the bus | bath in which data exchange is performed. データエラーの発生要因の一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of the generation | occurrence | production factor of a data error.

符号の説明Explanation of symbols

1:CPU、2:バスバッファ、3:RAM、4:中央制御回路、5:ROM、6:バスバッファ、7:ネットワーク制御回路、8:JPEG圧縮回路、9:シリアル制御回路、10:LED回路、11:スイッチ回路、12、13:拡張用コネクタ、14:カメラ、21、23、26:直列抵抗器、22、24、27:終端抵抗器、25:JPEG伸張回路、30:ネットワーク対応画像伝送装置、31:CPUブロック、32:外部周辺ブロック、33:モニタ、35:プリント基板、40:ネットワーク、A:CPUバス、B:周辺回路バス、C:拡張外部バス、D:データ、E:映像信号、F:シリアル通信信号。   1: CPU, 2: bus buffer, 3: RAM, 4: central control circuit, 5: ROM, 6: bus buffer, 7: network control circuit, 8: JPEG compression circuit, 9: serial control circuit, 10: LED circuit , 11: switch circuit, 12, 13: connector for expansion, 14: camera, 21, 23, 26: series resistor, 22, 24, 27: termination resistor, 25: JPEG expansion circuit, 30: network compatible image transmission Device: 31: CPU block, 32: External peripheral block, 33: Monitor, 35: Printed circuit board, 40: Network, A: CPU bus, B: Peripheral circuit bus, C: Expansion external bus, D: Data, E: Video Signal, F: Serial communication signal.

Claims (1)

撮像装置からの映像信号を処理して画像データを生成する映像処理部と、
ネットワークを介した前記画像データの送信を制御するネットワーク制御部と、
前記画像データを処理する中央処理部と、
前記映像処理部からの画像データを記憶する記憶部とを備え、
前記中央処理部は、実装基板上のほぼ中心部に配置され、
前記中央処理部、前記記憶部、前記ネットワーク制御部、及び前記映像処理部をシリーズ接続するバスは、前記中央処理部を始点に外周に向けて渦巻き状に広がるように信号配線されている、
ことを特徴とするネットワーク対応画像伝送装置。
A video processing unit that processes video signals from the imaging device to generate image data;
A network control unit for controlling transmission of the image data via a network;
A central processing unit for processing the image data;
A storage unit for storing image data from the video processing unit,
The central processing unit is disposed at a substantially central part on the mounting substrate,
The bus connecting the central processing unit, the storage unit, the network control unit, and the video processing unit in series is signal-wired so as to spread spirally from the central processing unit toward the outer periphery.
A network-compatible image transmission apparatus characterized by the above.
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