KR0124335Y1

KR0124335Y1 - 개선된 aal 1 수신장치의 헤더검사회로

Info

Publication number: KR0124335Y1
Application number: KR2019940036979U
Authority: KR
Inventors: 윤성욱
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1998-10-15
Also published as: KR960026189U

Abstract

본 고안은 MPEG패킷을 전송하기 위한 개선된 AAL 1 수신장치의 SAR헤더검사회로에 관한 것으로, 48카운터(14)의 헤더신호를 카운트하는 카운터(62)와, 상기 카운터(62)의 출력과 수신된 SAR헤더의 순서(SN[1..0])번호를 비교하는 비교기(64)와, 상기 비교기(64)의 출력을 헤더신호와 논리곱하여 셀손실 에러를 검출하는 앤드게이트(66)와, 수신된 순서번호에 따라 수신된 SAR헤더의 4비트 CRC를 디멀티플랙싱하는 디멀티플랙서(68)와, 디멀티플랙서(68)의 출력을 저장하여 16비트의 CRC코드를 복원하는 CRC 레지스터(70)를 구비하여 셀손실을 검출하고 수신된 CRC코드를 출력한다.

Description

개선된 AAL 1 수신장치의 헤더검사회로

제1도는 본 고안이 적용되는 개선된 AAL 1 수신장치를 도시한 블록도.

제2도는 본 고안에 따른 SAR헤더검사회로를 도시한 블록도.

제3도는 제1도에 도시된 48카운터의 세부 블록도.

제4도는 제1도에 도시된 CRC수신처리부의 세부 블록도.

제5도는 제1도에 도시된 188카운터의 세부 블록도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : ATM FIFO 3 : MPEG 버퍼

12 : 제1 FIFO제어부 14 : 48카운터부

16 : 4카운터 18 : 188카운터부

20 : 제2 FIFO제어부 22 : CRC수신처리부

24 : 헤더검사회로 26 : AAL FIFO

28 : 에러처리부 32,34,36,52,54 : 카운터

38,56 : 제어신호발생부 42,44 : 제1, 제2 CRC복호기

46 : 멀티플랙서 48 : 레지듀 레지스터

50 : 에러판단부 62 : 8카운터

64 : 비교기 66 : 앤드게이트

68 : 디멀티플랙서 70 : CRC 레지스터

본 고안은 압축된 영상정보의 비트 스트림을 비동기 전달모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 통신방식으로 전송하는 장치에 관한 것으로, 특히 개선된 ATM 적응계층 타입 1 (AAL 1 : ATM Adaptation Layer Type 1)로 수신된 ATM셀에서 전송중의 에러발생을 검사하며 MPEG 패킷으로 복원하는 개선된 AAL 1 수신장치에 관한 것이다.

최근 들어, 멀티미디어분야의 비약적인 성장 및 HDTV에 대한 기술적인 성장과 더불어 영상신호를 디지탈방식으로 전송하기 위한 통신망이 요구되어 광대역의 전송이 가능한 B-ISDN( Broadband- Integrated Services Digital Network)이 등장하게 되었다. 이러한 광대역 ISDN의 등장으로 사용자의 다양한 서비스 요구를 충족시킬 수 있게 되었으며 특히, 동화상전송이 가능하게 되어 미래 정보화 사회의 꿈을 실현할 수 있는 기반이 되었다.

한편, 동화상을 디지탈로 변환하여 처리하고자 할 경우, 그 데이타량이 수십에서 수백 메가비트(Mbit)에 이르는 방대한 양이기 때문에, 그대로 전송 및 저장하기 어려워 영상 데이타를 압축하기 위한 많은 연구가 수행되었고, 그 결과로서 JBIG(Joint Bilevel Image Group), JPEG(Joint Photographic Experts Group), MPEG(Moving Pictures Experts Group), H.261 등과 같은 많은 국제적인 표준화가 이루어지게 되었다.

여기서, JBIG 란 흑색 정지화상에 대한 표준화작업으로 ISO/IECJTC1/SC29 WG29 를 중심으로 표준화가 진행되어 팩시밀리에서 널리 사용되는 MH/MR/MMR 방식에 추가하여 컴퓨터화면과 같은 소프트 카피통신방식에 사용하기 위한 표준화를 뜻하고, JPEG 란 국제표준화기구(ISO)에서 정지화상의 압축/복원에 대한 표준화로서 1992년 국제표준으로 정립되었고, H.261 은 ITU-T 에서 영상데이타전송을 위해 ISDN의 기본전송속도인 64Kbps의 배수로 처리하는 방식의 표준화이다.

또한, MPEG 은 ISO/IEC에 의해 수행된 동화상부호화를 위한 표준화 활동으로서 1.5Mbps 전송율의 일반 디지탈 저장매체를 대상으로 하는 MPEG-1과 전송율 3∼15Mbps의 CD-ROM, Digital VTR, LDP, CATV, HDTV 등을 위한 MPEG-2 와 공중전화망, 비디오폰, 비디오텍스 등을 대상으로 한 수십Kbps 의 MPEG-4 가 있다.

이러한 MPEG의 비디오 압축 알고리즘은 시간상의 중복성을 줄이기 위하여 블록 단위의 움직임 보상을 하고, 공간상의 중복성을 줄이기 위해 이산여현부호화(DCT)를 기반으로 한 압축 알고리즘을 사용한다.

즉, 시간중복성 감축을 위해 저장된 비디오의 랜덤억세스 및 보간에 의한 비트율 감축을 위해 화상을 인트라 (I)화상, 예측(P)화상, 보간(B)화상으로 나누어 I 화상은 랜덤억세스를 위한 액세스포인트를 제공하고, P 화상은 이전화상을 참조하여 부호화되고, B 화상은 이전화상과 미래화상을 참조하여 형성되며 압축율이 가장 높다. 또한 공간상의 중복성을 제거하기 위하여 가변장부호화(VLC), 백터양자화(VQ)기법 등을 이산여현부호화(DCT)와 결합하여 사용한다.

MPEG 비디오의 비트 스트림은 블럭(Block), 매크로블럭(Macro block), 슬라이스(Slice), 화상(Picture), 그룹화상(GOP : Group of Picture), 시퀀스(Sequence)와 같은 6 계층 구조로 이루어지고, 이러한 비트 스트림이 공신채널을 통해 전송되기 위해서는 패킷으로 나뉘어져 전송하게 된다. 이러한 MPEG 패킷의 구조는 이미 알려진 바와 같이 190 바이트 단위로 구성되어 ATM망을 통해 전송되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 MPEG 패킷을 ATM 망을 통해서 전송할 경우에 항등비트율로 에러없이 전송하기 위해서는 AAL 타입 1을 개선해서 적용할 필요가 있다.

즉, 종래의 AAL 타입 1에서 SAR 헤더부의 3비트 CRC 와 1비트 패리티가 속한 순서번호보호(SNP) 영역을 188바이트의 MPEG 패킷의 CRC로 사용하면 보다 강력한 오류검출능력을 가질 수 있게 된다.

이에 본 고안은 상기와 같은 필요성을 충족시키기 위하여 MPEG 패킷이 ATM 망의 개선된 AAL 타입 1로 전송된 ATM셀에서 에러를 검출하며 MPEG 패킷으로 복원하는 하드웨어로 구현된 개선된 AAL 1 수신장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 개선된 AAL 1 수신장치의 SAR헤더검사회로는,

스타트(START)신호에 따라 48 카운트를 시작하여 FIFO 제어신호, CRC 제어신호, 완료신호를 발생하는 48카운터부와; 데이타를 순차적으로 저장하여 순차적으로 출력하는 AAL FIFO; 상기 48카운터부의 FIFO제어신호에 따라 ATM FIFO로푸터 패킷 데이타를 읽어와 상기 AAL FIFO에 라이트하도록 제어하는 제1 FIFO 제어부; 상기 48카운터부로부터 헤더(HEADER)신호를 입력하여 수신된 순서번호의 에러를 검출하고, 상기 순서번호에 따라 SAR헤더의 4비트 CRC코드 4개를 통합하여 16비트의 CRC코드를 출력하는 혜더검사회로 ; 상기 제1 FIFO제어부가 읽어온 패킷 데이타에 대해서 상기 48카운터부의 제어에 따라 CRC에러를 검출하는 CRC수신처리부; 상기 48카운터의 완료신호를 4 카운트하여 188 스타트(START)신호를 발생하는 4카운터; 상기 4카운터로부터 188스타트신호가 입력되면, 188카운트를 시작하여 FIFO제어신호, 완료신호를 발생하는 188카운터부; 상기 188카운터부로부터 FIFO제어신호를 입력하여 상기 AAL FIFO로부터 데이타를 읽어와 MPEG 버퍼에 라이트하도록 제어하는 제2 FIFO제어부; 및 상기 CRC수신처리부로부터 CRC에러를 입력하고, 상기 헤더검사회로로부터 순서번호 에러를 입력하여 상위 계층으로 에러 신호를 출력하는 에러처리부를 구비하는 개선된 AAL 1수신장치에 있어서,

상기 SAR헤더검사회로는

상기 헤더신호를 카운트하는 카운터와, 상기 카운터의 출력과 수신된 SAR헤더의 순서(SN[1...0])번호를 비교하는 비교기와, 상기 비교기의 출력을 헤더신호와 논리곱하여 셀손실 에러를 검출하는 앤드게이트와, 수신된 순서번호에 따라 수신된 SAR헤더의 4비트 CRC를 디멀티플랙싱하는 디멀티플랙서와, 디멀티플랙서의 출력을 저장하여 16비트의 CRC코드를 복원하는 CRC레지스터를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 예시도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 본 고안에 따른 SAR헤더의 구조는 B비트의 순서번호 중 2비트는 예약된 상태로 사용하지 않고, 2비트를 사용하여 188바이트의 MPEG패킷을 4개의 ATM 셀을 통해 송신한다.

또한, 본 고안의 SAR헤더의 순서번호보호(SNP)영역의 4비트에는 188바이트의 MPEG 패킷에 대한 16비트의 CRC코드를 4개의 헤더에 나누어 송신한다.

이와 같이 본 고안에 따른 순서번호에 의해 연속된 4개의 ATM셀에서 순서 번호가 순차적으로 증가하지 않으면 셀이 손실된 것을 검출할 수 있고, 188바이트의 MPEG 패킷에 대해 16비트의 CRC를 수행하므로 종래의 AAL 타입 1에 비해 에러 검출능력을 향상시킬 수 있다.

제1도는 MPEG패킷을 전송하는 본 고안이 적용되는 AAL 1 수신장치를 도시한 블럭도로서, 스타트(START)신호에 따라 48 카운트를 시작하여 FIFO 제어신호, CRC 제어신호, 완료신호를 발생하는 48카운터부(14)와 ; 데이타를 순차적으로 저장하여 순차적으로 출력하는 AAL FIFO(26); 상기 48카운터부(14)의 FIFO제어신호에 따라 ATM FIFO(1)로부터 패킷 데이타를 읽어와 상기 AAL FIFO(26)에 라이트하도록 제어하는 제1 FIFO제어부(12); 상기 48카운터부(14)로부터 헤더(HEADER)신호를 입력하여 수신된 순서번호의 에러를 검출하고, 상기 순서번호에 따라 SAR헤더의 4비트 CRC코드 4개를 통합하여 16비트의 CRC코드를 출력하는 헤더검사회로(24); 상기 제1 FIFO제어부(12)가 읽어온 패킷 데이타에 대해서 상기 48카운터부(14)의 제어에 따라 CRC에러를 검출하는 CRC수신처리부(22); 상기 48카운터(14)의 완료신호를 4 카운트하여 188 스타트(START)신호를 발생하는 4카운터(16); 상기 4카운터(16)로부터 188스타트신호가 입력되면, 188카운트를 시작하여 FIFO제어신호, 완료신호를 발생하는 188카운터부(18); 상기 188카운터부(18)로부터 FIFO제어신호를 입력하여 상기 AAL FIFO(26)로부터 데이타를 읽어와 MPEG 버퍼(3)에 라이트하도록 제어하는 제2 FIFO제어부(20); 및 상기 CRC수신처리부(22)로부터 CRC에러를 입력하고, 상기 헤더검사회로(24)로부터 순서번호 에러를 입력하여 상위 계층으로 에러신호를 출력하는 에러처리부(28)를 구비한다.

제2도는 본 고안에 따른 SAR헤더검사회로를 도시한 블럭도로서, 48카운터(14)의 헤더신호를 카운트하는 카운터(62)와, 상기 카운터(62)의 출력과 수신된 SAR헤더의 순서(SN[1..0])번호를 비교하는 비교기(64)와, 상기 비교기(64)의 출력을 헤더신호와 논리곱하여 셀손실 에러를 검출하는 앤드게이트(66)와, 수신된 순서번호에 따라 수신된 SAR헤더의 4비트 CRC를 디멀티플랙싱하는 디멀티플랙서(68)와, 디멀티플랙서(68)의 출력을 저장하여 16비트의 CRC코드를 복원하는 CRC레지스터(70)를 구비한다.

제3도는 제1도에 도시된 48카운터의 세부 블럭도로서, 스타트(START)신호에 의해 카운트를 인에이블하여 카운트클럭에 따라 카운트 업 또는 다운하여 48을 카운트하고 완료신호에 의해 클리어되는 카운터(52,54)와; 상기 카운터(52,54)의 카운트값과 헤더검사회로(24)의 순서번호(SN[1..0])를 입력하여 FIFO(1.26)를 리드 또는 라이트하도록 제어하기 위한 FIFO제어신호와 CRC수신처리를 제어하기 위한 CRC제어신호와 48 카운트가 완료되면 완료신호를 발생하는 제어신호발생부(56)로 구성된다.

또한, 상기 카운터부(52,54)는 2개의 74163(프리셋 가능한 동기 바이너리 카운터)으로 구현할 수 있고, 상기 제어신호발생부(56)는 프로그래머블 어레이 로직(PAL)으로 구현할 수 있다.

제4도는 제1도에 도시된 CRC수신처리부의 세부 블럭도로서, 수신된 MPEG 패킷의 첫 번째 데이타를 입력하여 CRC코드를 복호하는 제1 CRC복호기(42)와, MPEG 패킷의 n번째 데이타를 입력하여 CRC코드를 복호하는 제2 CRC복호기(44); 선택신호(MUX SEL)에 따라 첫 번째 데이타에서는 상기 제1 CRC복호기(42)의 출력을 선택하고, n번째 데이타에서는 상기 제2 CRC복호기(44)의 출력을 선택하고, CRC를 처리하지 않을 데이타가 입력되면 이전의 CRC값을 선택하는 멀티플랙서(46); 상기 멀티플랙서(66)의 출력을 일시 저장하여 상기 CRC부호화기(42,44)로 궤환시키는 레지듀 레지스터(48); 및 상기 CRC복호결과 CRC에러발생 여부를 판단하는 에러 판단부(50)를 구비한다.

제5도는 제1도에 도시된 188카운터의 세부 블럭도로서, 4카운터(16)의 스타트신호에 의해 카운트를 인에이블하여 카운트클럭에 따라 카운트 업 또는 다운하여 188을 카운트하고 완료신호에 의해 클리어되는 카운터(32,34,36)와; 상기 카운터(32,34,36)의 카운트값을 입력하여 AAL FIFO(26)및 버퍼(3)를 리드 또는 라이트하도록 제어하기 위한 FIFO제어신호와 카운트가 완료되면 완료신호를 발생하는 제어신호발생부(38)로 구성된다.

또한, 상기 카운터부(32,34,36)는 3개의 74163(프리셋 가능한 동기 바이너리카운터)으로 구현할 수 있고, 상기 제어신호발생부(38)는 프로그래머블 어레이 로직(PAL)으로 구현할 수 있다.

이어서, 상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 개선된 AAL 1 수신장치의 SAR헤더검사회로의 동작을 살펴본다.

먼저, 본 고안이 적용되는 개선된 AAL 1 수신장치는 앞서 설명한 바와 같이 실시간, 항등비트율의 MPEG 패킷 데이타를 ATM망을 통해 전송하기 위하여 물리계층을 거쳐 ATM계층으로부터 MPEG 패킷 데이타가 실린 ATM셀을 수신한다. 수신된 ATM셀은 ATM FIFO(1)에 저장된 후 제1스타트(START)신호를 구동시킨다.

ATM계층으로부터 제1스타트(START)신호가 입력되면, 48카운터(14)는 48을 카운트하면서 제1 FIFO제어부(12)를 제어하여 ATM FIFO(1)로부터 48바이트의 데이타를 읽어와 AAL FIFO(26)에 저장하고, CRC수신처리부(22)는 제1 FIFO제어부(12)가 읽은 데이타와 헤더검사회로(24)가 출력한 16비트 CRC코드를 입력하여 CRC에러를 검출하고, 헤더검사회로(24)는 48카운터(14)의 헤더신호를 카운트하여 카운트값과 수신된 순서번호가 일치하는지를 비교하여 셀손실 여부를 검출하여 순서번호에러(SN-err)를 출력한다.

즉, MPEG 패킷은 188바이트 단위로 전송되므로, 하나의 MPEG 패킷을 전송하기 위하여 4개의 ATM셀(47 × 4 = 188 바이트)을 사용해야 하고, 따라서 송신시에 순서번호가 0,0, 0,1, 1,0, 1,1로 송신되므로 수신시에 48바이트마다 하나씩 발생되는 헤더신호를 카운트하여 전송 중에 셀이 손실된 것을 검출한다.

한편, CRC수신처리부(22)는 선택신호(MUX SEL)와 CRC코드를 입력하여 수신된 셀 데이타에서 패킷 데이타일 때만 CRC처리를 수행하도록 하는 바, 첫 번째 패킷 데이타는 제1 CRC복호기(42)에서 처리하여 레지듀 레지스터(48)에 저장하고, 나머지는 레지듀 레지스터(48)의 출력과 수신된 데이타로부터 제2 CRC복호기(44)에서 CRC처리하고, 이렇게 188바이트의 수신된 데이타와 수신된 CRC코드로부터 처리된 결과를 에러판단부(50)에서 판단하여 CRC에러를 검출한다. 이때, CRC처리할 데이타가 아니면 멀티플랙서(46)는 선택(MUX SEL)신호에 따라 래지듀 레지스터(48)의 출력을 선택하여 자신의 CRC값을 계속 유지시킨다.

4카운터(16)는 48카운터(14)가 카운트를 완료할 때마다 이를 카운트하여 4개의 48카운트가 완료되면(즉, 하나의 MPEG 패킷이 수신되면), 제2스타트신호를 188카운터(18)로 출력하고, 이에 따라 188 카운터(18)는 188 카운트를 시작하여 AAL FIFO(26)로부터 188바이트의 MPEG 패킷 데이타를 읽어 MPEG 버퍼(3)로 전송한다

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 개선된 AAL 1 수신장치의 SAR헤더검사회로는 MPEG 패킷을 변형된 AAL 1 프로토콜에 따라 수신할 수 있어 영상데이타전송의 효율성을 향상시키고, 특히 수신된 ATM셀에서 SAR헤더를 분리하여 셀손실을 검출하고 수신된 CRC포드를 재조립하는 기능을 간단한 디지탈 로직으로 구현하여 데이타 처리속도를 개선시키고, 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

스타트(START)신호에 따라 48 카운트를 시작하여 FIFO 제어신호, CRC제어신호, 완료신호를 발생하는 48카운터부(14)와; 데이타를 순차적으로 저장하여 순차적으로 출력하는 AAL FIFO(26); 상기 48카운터부(14)의 FIFO제어신호에 따라 ATM FIFO(1)로부터 패킷 데이타를 읽어와 상기 AAL FIFO(26)에 라이트하도록 제어하는 제1 FIFO제어부(12), 상기 48카운터부(14)로부터 헤더(HEADER)신호를 입력하여 수신된 순서번호의 에러를 검출하고, 상기 순서번호에 따라 SAR헤더의 4비트 CRC코드 4개를 통합하여 16비트의 CRC코드를 출력하는 헤더검사회로(24); 상기 제1 FIFO제어부(12)가 읽어온 패킷 데이타에 대해서 상기 48카운터부(14)의 제어에 따라 CRC에러를 검출하는 CRC수신처리부(22); 상기 48카운터(14)의 완료신호를 4 카운트하여 188 스타트(START)신호를 발생하는 4카운터(16); 상기 4카운터(16)로부터 188스타트신호가 입력되면, 188카운트를 시작하여 FIFO제어신호, 완료신호를 발생하는 188카운터부(18); 상기 188카운터부(18)로부티 FIFO제어신호를 입력하여 상기 AAL FIFO(26)로부터 데이타를 읽어와 MPEG 버퍼(3)에 라이트하도록 제어하는 제2 FIFO제어부(20); 및 상기 CRC수신처리부(22)로부터 CRC에러를 입력하고, 상기 헤더검사회로(24)로부터 순서번호 에러를 입력하여 상위 계층으로 에러신호를 출력하는 에러처리부(28)를 구비하는 개선된 AAL 1수신장치에 있어서, 상기 SAR헤더검사회로는 48카운터(14)의 헤더신호를 카운트하는 카운터(62)와, 상기 카운터(62)의 출력과 수신된 SAR헤더의 순서(SN[1..0])번호를 비교하는 비교기(64)와, 상기 비교기(64)의 출력을 헤더신호와 논리곱하여 셀손실 에러를 검출하는 앤드게이트(66)와, 수신된 순서번호에 따라 수신된 SAR헤더의 4비트 CRC를 디멀티플랙싱하는 디멀티플랙서(68)와, 디멀티플랙서(68)의 출력을 저장하여 16비트의 CRC코드를 복원하는 CRC레지스터(70)를 구비한 것을 특징으로 하는 개선된 AAL 1 수신장치의 SAR헤더검사회로.