KR0150059B1 - 메모리 공간제어회로 - Google Patents

Abstract

유동 공간으로 설정되며, 임의의 단위샘플에 대한 주파수 변조된 특정 서브밴드값을 저장하기 위한 메모리와, 현재 입력되는 단위샘플 데이터를 상기 메모리의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하고, 상기 현재 입력되는 단위샘플에 대한 64개의 다운 샘플값 중 후 32개의 다운샘플값을 먼저 계산하여 상기 메모리의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하며, 다음으로 상기 현재 입력되는 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 계산하여 상기 메모리에서 가장 오래된 입력 데이터를 저장하고 있는 블럭에 저장하도록 계산 및 주소지정정보를 발생하기 위한 제어부와, 상기 제어부로부터 제공되는 주소지정정보에 따라 블럭지정주소를 발생하기 위한 카운터로 구성됨을 특징으로 하는 서브밴드 필터 링을 위한 메모리 공간제어회로를 제공한다.

Description

메모리 공간제어회로

제1a 및 제1b도는 서브밴드 필터링시 프레임동기신호 Fsync와 채널스위칭신호 SWS의 관계를 나타낸 타이밍도.

제2a-2c도는 I²S버스(Inter IC for Sound)의 사양을 나타낸 타이밍도.

제3a-3c도는 입력신호와 윈도우(window) 크기를 뱅크(bank) 개념으로 도식화한 그림.

제4도는 일반적인 주소공간 할당 상태를 나타낸 메모리 맵.

제5도는 본 발명에 따른 전체 주소공간 할당 및 그 처리 상태를 나타낸 메모리 맵.

제6a-6f도는 하나의 숭수(multiplier)를 사용하여 본 발명에 따른 주소공간 할당을 실시하는 경우의 서브밴드 필터링 과정을 나타낸 타이밍도.

제7도는 종래의 고정된 주소공간 처리를 위한 구성도.

제8도는 본 발명에 따른 유동 주소공간 처리를 위한 구성도.

제9도는 (i+1)번째 뱅크의 구체적인 구성도.

본 발명의 디지털 신호처리시스템에 있어서 데이터 압축 및 신장에 관한 것으로, 특히 서브밴드 필터(subband filter)의 합성 및 분석에 필요한 주소공간의 효율적인 제어 회로에 관한 것이다.

디지털 콤팩트 카세트 시스템(Digital Compact Cassette system : 이하 DCC라 함)과 같은 디지털 오디오시스템의 오디오신호 처리를 하는 과정에서 근간 디지털 신호 처리(digital signal processor)를 활용하는 예가 많아짐에 따라 이의 ASIC화에 많은 촛점이 모아지고 있다. 효율적인 ASIC화를 위해 디지털 신호 처리의 응용시에 가장 주안점이 되는 것은 어떤 구조 (architecture)를 갖도록 하는가에 달려 있다. 즉 그러한 구조에 따라 칩의 크기가 결정된다. 그런데 임의의 칩을 구성 할 때 특히 많은 면적을 차지하는 것은 주로 기억소자인 램 혹은 롬이다. 그러므로 설계시에는 전체 칩의 크기를 고려하여 기억소자 및 알고리즘을 선택해야 할 것이다.

그런데 다음에 설명하는 종래의 순차방식 알고리즘에 따라 그러한 설계를 할 경우에는 메모리가 거대해진다는 문제점이 있다. 본원 출원인에 의해 선 출원된 바있는 특허 출원번호 제92-19817호에는 서브밴드 필터링의 합성(synthesis) 및 분석(analysis) 회로를 상세히 개시하고 있는데, 다음의 설명은 분석의 경우에 해당한다.

제1a도와 제1b도는 각각 프레임동기신호 Fsync와 채널스위칭신호 SWS신호를 나타낸 것이다. 제2a∼제2c도는 I²S 버스의 사양을 나타낸 것으로, 제2a도는 채널스위칭신호 SWS를 확대하여 나타낸 것이고, 제2b도는 클럭신호 SCL를 나타낸 것이며 제2c도는 샘플데이타 SDA를 나타낸 것이다. 제3a∼제3c도는 입력신호와 윈도우(window) 크기를 뱅크(bank) 개념을 도식화한 것이다. 제3a도는 입력신호 X[n]에 대한 샘플 군을 나타낸 것이고, 제3b 및 제3c도는 각각 제1 및 제2뱅크를 나타낸 것이다. 서브밴드 필터링 분석을 위해 상기한 도면들에 나타난 신호들의 상호관계를 고려하면서 MPEG(moving picture expert group)에서 제안한 알고리즘을 수행하려면 매 32 샘플마다 다음과 같은 (1)∼(4)식의 처리를 해야 한다. 즉,

여기서 Ci는 윈도우 필터링 계수이고, Xi는 입력 샘플값이다.

Yj는 다운(down) 샘플값이다.

Sk는 주파수 변조된 k 서브밴드값을 의미한다.

이를 위해서는 제4도의 메모리 맵상에 도시된 바와 같이, 매 입력 데이터를 가장 오래된 부분에 중첩-기록(over-writing)하고, Y값을 새로 구한다. Y값은 현재 새로 입력된 32샘플에 대한 이전의 값과 이후의 값을 갖게 되는데, 계산상의 시간 특성을 고려하여 이전 Y값으로써 주파수 변조된 k 서브밴드 값을 계산한다. 이때 입력 데이터 X[n]은 순환 주소(address) 제어방법에 의해 주소공간에 쓰여진다.

제7도는 이러한 종래의 고정 주소공간 할당을 위한 구성을 나타낸 것이다. N(512 샘플구간)/M(32샘플구간) 카운터CNT1와, 입력 데이터 선택신호 WS를 발생하며 이전의 혹은 현재의 다운샘플(Yodd, Yeven)에 대응하는 제1-제4어드레스(ADD1-ADD4)를 상기 카운팅 결과에 따라 선택적으로 풀력하는 블럭주소제어부 15와, 블럭주소버스 BAB를 통해 주소가 지정되는 고정 공간으로 실정된 메모리 10으로 구성되어 있다.

이와 같이 고정된 주소공간을 이용하여 순환 주소 제어방법을 행할 경우 입력 데이터에 대한 고정된 크기의 데이터 공간이 필요하며 새로운 Y갑과 이전의 Y값을 저장하기 위한 주소 공간이 필요하다. 즉 N채널의 서브밴드 분석을 행할 경우 ‘N·(입력 데이터의 길이 + 이전 Y값 + 현재 Y값)’ 만큼의 주소공간이 반드시 필요하다. 이렇게 되면 주소공간의 과다에서 초래되는 여러 가지 비경제적인 문제뿐만 아니라 칩 크기의 확장에 따른 제반 문제점이 대두될 수밖에 없다.

따라서 본 발명의 다른 목적은 서브밴드 필터의 구현을 위해 소요되는 메모리 공간을 줄임으로써 전체적인 칩의 크기를 최소화시키는 회로를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 유동 공간으로 설정되며, 임의의 단위 샘플에 대한 주파수 변조된 특정 서브밴드값을 저장하기 위한 메모리와, 현재 입력되는 단위샘플 데이터를 상기 메모리의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하고, 상기 현재 입력된 단위샘플에 대한 64개의 다운샘플값을 중 후 32개의 다운샘플값을 먼저 계산하여 상기 메모리의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하며, 다음으로 상기 현재 입력되는 단위샘플에 대한 전32개의 다운샘플값을 계산하여 상기 메모리에서 가장 오래된 입력 데이터를 저장하고 있는 블럭에 저장하도록 계산 및 주소지정정보를 발생하기 위한 제어부와, 상기 제어부로부터 제공되는 주소지정저보에 따라 블럭지정주소를 발생하기 위한 카운터로 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

필립스(Philips)사의 DCC 표준집(standard sheet)의 알고리즘에서 전술한 (2)식을 표준화하면, 하기 (4)식과 같이 나타낼 수 있다.

이를 전술한 (1)식과 연관시켜 보면 하기(5)식과 같이 변환된다.

이를 다시 (3)식에 연계시킴으로써 하기 (6)식과 같이 나타낼 수 있다.

이를 시간적으로 나타내면 제6도에 도시한 바와 같다. 즉 입력 샘플을 각각 저장하고 그 이후에 식 (5)와 (6)에 해당하는 작업을 행해주면 된다. 프레임 동기신호 Fsync가 변할 때마다 32개의 새로운 샘플이 들어온다. 이 샘플들을 처리하여 주파수 변환된 32개의 새로운 신호를 발생한다. 이 신호 역시 프레임 동기신호 Fsync에 맞추어 출력됨은 물론이다. 이 과정을 제6A∼제6F도와 제1 및 제2도를 차조 하여 설명하면 다음과 같다.

우선 식 (5)를 Yeven, Yodd로 분리해보면 (편의상 어드레스공간에서 짝수 번째 블럭의 합, 홀수 번째 블럭의 합이라는 의미에서 Yeven, Yodd라 하였음. 이때 I=0∼31, j=32∼63이다.)

즉 가장 최근의 값이 X[1]이라 하면 식(7), (8)과 제5도를 참조해 보면 Yodd값을 구하기 위한 X의 범위는 X[1+M]∼X[1+M+(N/2M-1)2M]이 필요하며, Yeven값을 구하기 위한 X의 범위는 X[1]∼X[1+(N/2M-1]까지 필요하다. 이를 제5도와 비교해 보면, (i+1)번째 뱅크에서는 i번째 뱅크에서 가장 오래된 입력 데이터가 저장되었던 M개의 주소공간내에 새로운 Yeven값을 저장하고 있게 된다. 또한 식(8)에서 알 수 있듯이 Y값은 X값의 매 2M번째마다 필요하게 되므로 Yeven, Yodd를 나누어 계산할 경우 주소공간을 적게 차지하게 된다. 즉 Yodd를 먼저 계산하고, Yeven을 나중에 계산하게 되면 새로운 값인 Yeven 값은 Yodd를 계산시 사용했던 가장 오래된 입력 샘플 데이터 공간에 저장함으로써 실제 주소공간을 M 단어만큼 줄일 수 있게 된다. 다시 말해서 전체 주소 공간을 M개의 유동주소공간 및 (N/M+3)개의 블럭 주소공간으로 나누어 처리할 경우 ‘N·중첩된 주소공간’ 만큼의 주소 공간을 줄일 수 있게 된다. 만약 M채널의 정보 처리를 행하는 서브밴드 신호처리시스템이 있을 경우 M’·M 단어의 주소공간이 절약될 수 있으며 그 만큼 전체 칩의 크기는 줄어들게 된다.

다음은 Yeven 값을 계산하기 위해서는 Yodd 값을 기억하고 있어야 함을 실제로 보여주기 위한 것으로,

Y0 = Z(0) + Z(64) + Z(128) + … + Z(448)

Y1 = Z(1) + Z(65) + Z(129) + … + Z(449)

Y2 = Z(2) + Z(66) + Z(130) + … + Z(450)

:

Y31 = Z(31) + Z(95) + Z(159) + … + Z(479)

Y32 = Z(32) + Z(96) + Z(160) + … + Z(480)

:

Y63 = Z(63) + Z(127) + Z(191) + … + Z(511)

으로 나타내어진다. 이를 주소공간에 나타내면 제9도에 도시한 바와 같이 된다. 그러므로 Y(63)을 먼저 계산하게 되면 Z(511)은 더 이상 쓸모가 없게 된다. 결국 Y(32)까지 구하면 가장 오래된 Z(i)가 있는 주소공간이 비어 있게 되어 다음 뱅크의 Yeven 값을 써 넣을 수 있게 되는 것이다.

제8도는 상술한 동작을 가능하게 하는 본 발명에 따른 전체 주소공간 할당을 위한 구성을 나타낸 것이다. 단어선택신호 WS와 소정의 주소를 입력하며 유동 공간으로 설정된 메모리 20와, 소정의 제어정보 CS에 따라 블럭지정주소 BAD를 발생하기 위한 카운터 CNT2와, 입력 데이터 선택 및 이전의 혹은 현재의 다운샘플값을 발생해서 상기 카운터를 제어하여 상기 서브밴드 필터 링을 위한 데이터가 순환주소제어방법에 의해 상기 메모리 20에 저장되도록 하기 위한 제어부 30로 구성된다.

이상 설명한 본 발명의 방법은 제품에 구애됨이 없이 오디오신호를 처리할 때 서브밴드 필터링기법을 적용하고 중첩 사간 방법이 적용된 것이면 다 유효하다. 예를 들면 DCC, MUSICAM, MPEG 오디오 포멧에 따른 각종 제품에 적용 가능하다. 또 이를 적용한 DBS의 오디오 처리, CD-1, 비디오 CD의 오디오신호 처리시에도 적용 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명은 전체 주소공간을 유동공간 및 단위 블럭으로 설정하여 제어함으로써 유휴공간을 적절하게 처리할 수 있다는 장점이 있다. 또한 이렇게 메모리 사용의 효율화를 기함으로써 전체 칩의 크기로 최소화할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 서브밴드 필터링을 위한 메모리 공간제어회로에 있어서, 유동 공간으로 설정되며, 임의의 단위샘플에 대한 주파수 변조된 특정 서브밴드값을 저장하기 위한 메모리수단과, 현재 입력되는 단위샘플 데이터를 상기 메모리수단의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위 샘플에 대한 전 32재의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하고, 상기 현재 입력되는 단위샘플에 대한 64개의 다운샘플값 중 후 32개의 다운샘플값을 먼저 계산하여 상기 메모리수단의 이전의 단위샘플 보다 더 이전의 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 저장했던 블럭에 저장하며, 다음으로 상기 현재 입력되는 단위샘플에 대한 전 32개의 다운샘플값을 계산하여 상기 메모리수단에서 가장 오래된 입력 데이터를 저장하고 있는 블럭에 저장하도록 계산 및 주소지정정보를 발생하기 위한 제어수단과, 상기 제어수단으로부터 제공되는 주소지정정보에 따라 블럭지정주소를 발생하기 위한 카운터수단으로 구성됨을 특징으로 하는 회로.