KR0163717B1

KR0163717B1 - 영상전화기의 음성부복호화기

Info

Publication number: KR0163717B1
Application number: KR1019950011410A
Authority: KR
Inventors: 정제문
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1995-05-10
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR960043537A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 협대역 종합정보통신망(ISDN)에서 사용되는 음성부복호화기에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하고자하는 기술적 과제

본 발명은 다양한 음성압축알고리즘을 제공하며, 리얼 타임 수행이 가능한 음성부복호화기를 제공함에 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 다양한 음성압축 및 복원 알고리즘코드를 저장하는 주처리부를 구비하는 음성부복호화기에 있어서, 상기 주처리부로부터 다운로딩되는 음성압축알고리즘코드에 따른 음성부복호화처리를 수행하는 제어수단과, 상기 주처리부로부터 음성압축복원알고리즘 코드를 다운로딩하여 저장하며 상기 제어수단의 실행코드데이터를 저장하는 기억수단과, 상기 주처리부와 상기 제어수단 및 기억수단과의 인터페이싱을 수행하는 인터페이스수단으로 구성한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 종합정보통신망의 영상전화기에서 중요히 사용될 수 있다.

Description

영상전화기의 음성부복호화기

제1도는 종래 음성부복호화기의 블럭구성도이다.

제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 음성부복호화기의 블럭구성도이다.

제3도는 제2도의 구성중 제어부(220)의 상세구성을 도시하고 있는 블럭구성도이다.

제4도는 제4a도와, 제4b도로 구성되며, 제2도의 구성중 레지스터부(230)의 상세구성도로써, 상기 제4a도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 시리얼-패러럴 레지스터(이하 S-P레지스터라함)의 데이터입출력상태를 도시하고 있는 상태도이며, 제4b도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 패러럴-시리얼 레지스터(이하 P-S레지스터라함)의 데이터 입출력상태를 도시하고 있는 상태도이다.

제5도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 데이터 입출력 타이밍을 도시하고 있는 타이밍도이다.

제6도는 주처리부(100)와 부처리부의 각 중앙처리장치 시리얼 포트간 데이터 입출력 타이밍을 도시하고 있는 타이밍도이다.

본 발명은 음성부복호화기에 관한 것으로서, 특히 협대역 종합정보통신망(ISDN)에서 사용되는 영상전화기의 음성부복호화기에 관한것이다.

CCITT규정에 따르면 영상전화기 및 영상통신에 있어 음성 통신부분에 관련하여 음성부복호화 알고리즘으로 제안되어 사용되는 방식에는 64Kbit/s의 G.711 A/μ PCM(Pulse Coded Modulation)과 32,48,56,64Kbit/s의 G.722 ADPCM(Adaptive Differential PCM), 16Kbit/s의 G.728 LDCELP(Low-Delay Code Excited Linear Prediction)등이 있으며, 이들 압축알고리즘에 의해 압축된 음성데이터는 H.221 프레임 포맷에 따라 영상통신을 위한 영상데이터와 믹싱되어 통신이 수행된다.

한편, 영상전화기에서 영상통신을 실시간으로 이루고자 하는 경우, 영상데이터는 상대적으로 많은 양의 데이터를 가지게 됨으로 실시간 통신을 구현하는데 많은 어려움이 있게 되었다. 이에 상기한 음성부복호화 알고리즘을 통해 음성데이터를 보다 많이 압축하여, 상대적으로 보다 많은 양의 영상데이터가 전송되도록 하고 있다. 즉, 영상전화기에서 영상데이터와 음성데이터를 동시에 전송함에 있어 음성데이터량을 압축하여 줄이도록 하면, 제한된 시간동안 더욱더 많은 영상데이터를 전송할 수 있게 되는 것이다. 결국, 음성데이터의 압축률을 높이는 G.728이나 G.722, G,.711을 사용하면 제한된 시간내 더 많은 영상데이터의 전송이 가능하게 되어, 영상통신의 궁극적인 요망사항인 경제적인 가격에 의한 실시간 통신의 구현이 더 용이해지게 된다.

이에 종래에는 대한민국 특허공고 제93-4860호(PCM/ ADPCM 데이터 상호변환장치)에 개시된 바와 같이 상기한 음성압축알고리즘을 이용한 음성부복호화기가 제안되었다. 제1도는 바로 상술한 특허공고 제93-4860호에 따른 음성부복호화기의 블록구성도로서, 중앙제어부(110), 타임슬롯 제어부(120), PCM부복호부(130), PCM정합부(140), ADPCM트랜스코더(transcoder;150) 및 클럭공급부(160)로 구성되어 있음을 보여주고 있다.

상기 제1도를 참조하면, 상기 중앙제어부(110)는 상기 타임슬롯 제어부(120)와 PCM정합부(140)와 ADPCM 트랜스코더부(150)와 클럭공급부(160)에 연결되고 범용 중앙처리기로 구성되어 상기 타임슬롯 제어부(120)와 PCM 정합부(140)와 ADPCM 트랜스코더부(150)를 제어한다. 상기 타임슬롯 제어부(12)는 상기 중앙제어부(110)와 클럭공급부(160)와 PCM 부복호부(130)에 연결되어, 상기 중앙제어부(110)의 제어데이터를 입력받아 상기 PCM 부복호부(130)를 제어하기 위해 32개의 타임슬롯으로 시분할 다중화된 신호선의 배정 채널에 디지틀 데이터를 실어주기 위한 타임슬롯 프레임 동기신호를 만들어 상기 PCM 부복호부(130)에 공급한다. 상기 PCM 복부호부(130)는 상기 타임슬롯 제어부(120)와 PCM 정합부(140)와 ADPCM 트랜스코더부(150)와 클럭공급부(160)에 연결되어 애널로그 신호를 뮤-로우 PCM신호로 변환시켜서 상기 ADPCM 트랜스코더부(150)로 보내거나, 그 반대로 상기 ADPCM 트랜스코더부(150)로부터 받은 뮤-로우 PCM신호를 애널로그 신호로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 PCM 정합부(140)는 상기 중앙제어부(110)와 PCM 복부호부(130)와 ADPCM 트랜스코더부(150)와 클럭공급부(160)에 연결되어 상기 ADPCM 트랜스코더부(150)와 PCM 복부호부(130)로부터 출력되는 신호를 PCM 서브하이웨이에 정합시키는 기능을 수행한다. 상기 ADPCM트랜스코더부(150)는 상기 중앙제어부(110)와 PCM 복부호부(130)와 PCM 정합부(140)와 클럭공급부(160)에 연결되어 뮤-로우 PCM 신호를 받아서 ADPCM 데이터로 변환하여 상기 중앙제어부(110)로 데이터 버스에 실어 놓거나 그와 반대로 상기 데이터버스에서 ADPCM 데이터를 받아서 뮤-로우 PCM신호로 변환시킨 후에 상기 뮤-로우 PCM신호를 상기 PCM복부호부(130)로 보내는 기능을 한다.

그러나 상기 제1도에 도시된 바와 같은 종래 음성부복호화기는 음성부복호화기능을 수행하는 PCM/ADPCM 트랜스코더부(150)를 구현함에 있어 하드웨어적인 구성을 통해 구현되었다. 그러나, 이는 음성부복호화기를 제조시 이미 정해진 음성압축알고리즘에 따른 음성데이터의 압축만을 수행할 수밖에 없어, G.728 LDCELP와 같이 보다 개선된 음성압축알고리즘이 새로이 제안되더라도 이를 새로이 적용할 수 없는 문제를 가지게 되었다.

또한 기존의 영상전화기의 음성부복호화 모듈로서 적용하기에 부적합하다는 문제점을 지니게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있도록 다양한 음성압축알고리즘을 제공할 수 있으며, 영상통신에 있어 리얼 타임 수행이 가능하도록 하는 영상전화기의 음성부복호화기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 선형PCM 또는 A/μ PCM으로부터 A/μ PCM(G.711), ADPCM(G.722), LDCELP(G.728)등 다양한 음성압축 알고리즘을 이용하여 음성압축 및 복원을 구현할 수 있는 영상전화기의 음성부복호화기를 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 동작의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서 구체적인 회로구성, 논리상태등 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 블럭구성도로서, 크게 주처리부(100), 부처리부(300), 그리고 상기 주처리부(100)와 부처리부(300)간의 데이터 정합을 이루도록 하는 인터페이스부(200)로 크게 구분된다.

상기 제2도에서 상기 부처리부(300)는 메모리(320)와 중앙처리장치(310) 그리고 상기 중앙처리장치(310)로 입출력되는 시리얼 데이터를 인터페이싱하는 시리얼포트(315)로 구성되며, 상기 인터페이스부(200)는 어드레스디코더(210)와, 인터페이스제어부(220), 레지스터부(230)로 구성된다. 그리고 상기 주처리부(100)는 영상전화기의 메인보드를 칭하며 본 발명의 실시에 있어 각 구성요소들의 전반적인 동작을 제어한다.

상술한 구성을 각각 설명하면, 먼저 상기 인터페이스부(200)에 구성된 상기 어드레스디코더(210)는 상기 주처리부(100)로부터 음성압축복원 알고리즘 코드를 상기 메모리(320)로 다운로딩하도록 하기 위해, 상기 주처리부(100)의 제어하에 상기 메모리(320)의 억세스 어드레스를 디코딩하여 출력한다. 따라서, 상기 메모리(320)는 주처리부(100)로부터 음성압축복원 알고리즘 코드를 다운로딩하여 저장하게 된다. 상기 메모리(320)는 또한 상기 부처리부(300)에 구성된 중앙처리장치(310)의 실행코드데이터를 저장하게 된다. 이를 위해 상기 메모리(320)는 통상 롬 및 램역할이 동시에 가능하도록 하는 메모리인 스태틱램(Static RAM)으로 구현될 수 있다. 상기 중앙처리장치(310)는 DSP(Digital Siganl Processor)로 구현되며, 상기 주처리부(100)로부터 상기 메모리(320)에 다운로딩된 음성압축알고리즘 코드에 따른 명령을 수행한다. 이의 동작 수행은 상기 주처리부(100)내의 중앙처리장치(도시되지 않았음)와 커멘드 송수신에 따른 인터럽트 신호의 발생을 통해 이루어지며, 상기 인터럽트 신호는 상기 인터페이스부(200)에 구성된 인터페이스제어부(220)의 제어동작을 수행하도록 한다. 한편, 상기 인터페이스부(200)에 구성된 레지스터부(230)는 상기 주처리부(100)로부터 전송되는 패러럴 데이터를 시리얼 데이터로 변환하여 상기 부처리부(300)로 출력하거나, 상기 부처리부(300)에서 출력되는 시리얼 데이터를 패러럴 데이터로 변환하여 상기 주처리부(100)로 출력하는 동작을 수행한다. 이는 상기 주처리부(100)는 패러럴 데이터를 처리하도록 되어있고, 상기 부처리부(300)는 시리얼 데이터를 처리하도록 되어 있음에 이의 데이터 정합을 맞추도록 하는 동작이 된다. 이의 제어동작은 상기 주처리부(100) 및 부처리부(300)의 제어하에 이루어진다. 한편, 상기 레지스터부(230)의 동작은 하기 설명되는 첨부된 제4도의 설명에서 자세히 언급한다. 그리고, 상기 시리얼포트(315)는 두개의 시리얼-시리얼 레지스터(이하 S-S레지스터라 함)를 구비하며, 상기 레지스터부(230)로부터 전송되는 시리얼 데이터를 상기 중앙처리장치(310)가 인터페이싱 할 수 있는 형태의 시리얼 데이터로 변환하거나, 상기 중앙처리장치(310)로부터 전송되는 시리얼 데이터를 상기 레지스터부(230)에서 처리할 수 있는 형태의 시리얼 데이터 형태로 변환하는 동작을 수행한다. 즉, 이의 기능은 시리얼 데이터를 필요한 비트수 만큼 인에이블 하기위한 동작을 수행하는 것이다. 상술한 설명에서는 상기 S-S레지스터가 부처리부(300)의 시리얼 포트에 구비된 상태로 설명하였으나, 이는 실시자의 응용에 의해 상기 레지스터부(230)에 구비되어 적용될 수 있다.

제3도는 상술한 제2도의 구성중 상기 인터페이스제어부(220)의 상세구성도를 나타내는 도면으로, 인터페이스제어부(220)는 상기 주처리부(100)의 제어 명령에 따라 부처리부(300)로 음성압축복원 알고리즘에 따른 데이터 코드들을 전송하고, 부처리부(300)의 제어 명령에 따라 부처리부(300)의 상태를 상기 주처리부(100)로 알리는 소정 상태 데이터를 전송하도록 하는 16비트의 제1레지스터(221)와, 주처리부(100) 및 부처리부(300)의 중앙처리장치간에 해당 압축복원알고리즘의 처리에 대한 커맨드를 상호 송수신하도록 하는 커맨드 인터럽트부(222)로 구성된다.

상기 제3도를 참조하면, 먼저 상기 주처리부(100)에서 해당 음성압축복원알고리즘을 상기 부처리부(300)의 메모리(320)로 다운로딩하기위하여, 상기 제1레지스터(221)는 상기 주처리부(100)으로 부터의 제어신호를 입력받아 해당 데이터가 16비트씩 상기 부처리부(300)로 전송되어 상기 메모리(320)에 다운로딩 될 수 있도록 한다. 그리고, 상기 제1레지스터(221)은 상기 부처리부(3 00)가 어떠한 상태에 있는지를 상기 주처리부(100)로 알리도록 하기 위한 부처리부(300)의 상태데이터를 상기 부처리부(300)의 제어하에 16비트씩 전송한다.

다음으로, 상기 커맨드 입터럽트부(222)는 1비트의 커맨드 입터럽트 입력을 받아 출력하는 디(D)플립플롭들과 상기 디 플립플롭 각각에 대응하는 15비트로 커맨드 데이터를 전송하는 버퍼로 이루어진다. 이의 동작을 살펴보면, 먼저 상기 주처리부(100)로부터 해당 음성압축복원알고리즘 코드 데이터가 다운로딩되면 어떠한 압축복원알고리즘이 전송되었으며 전송된 압축복원 알고리즘에 따라 해당하는 압축 및 복원 동작이 수행되도록 하는 커맨드 인터럽트가 1비트의 데이터 형식을 통해 상기 부처리부(300)로 전달된다. 그러면, 상기 부처리부(300)로부터 상기 전송된 커맨드 인터럽트에 응답하여 커맨드 인터럽트 리드신호를 상기 커맨드 인터럽트부(222)로 전송하고, 상기 커맨드 인터럽트 리드신호의 입력에 따라 상기 주처리부(100)로부터 상기 부처리부(300)로 해당 압축복원알고리즘이 전송되었음의 여부 및 이에 따른 동작 수행을 요구하는 데이터가 15비트의 데이터 형식으로 전송되게 된다. 따라서 상기 부처리부(300)는 상기 다운로딩된 음성압축복원 알고리즘 코드에 따라 데이터의 압축 및 복원 동작을 수행하게 된다. 그리고, 상기 부처리부(300)는 자신이 수행하고 있는 압축복원알고리즘 및 이를 정상적으로 수행함을 상기 주처리부(100)로 알려야 하는데, 이때에는 1비트의 데이터 형태로 커맨드 인터럽트 신호를 상기 커맨드 인터럽트부(222)로 전송하게 된다. 그러면, 이에 응답하여 상기 주처리부(100)는 커맨드 인터럽트 리드신호를 전송하고, 상기 커맨드 인터럽트에 해당하는 소정 데이터를 15비트의 형태로 전송 받게 된다. 따라서, 상기 주처리부(100)와 부처리부(300)간의 데이터 정합이 이루어져 입력되는 음성데이터가 해당압축복원알고리즘에 따라 압축 및 복원하게 된다.

제4도는 제4a도와 제4b도로 구성되며 제2도의 구성중 레지스터부(230)의 상세 구성도로써, 상기 제4a도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 시리얼-패러럴 레지스터(231:이하 S-P레지스터라함)의 데이터입출력상태를 도시하고 있는 상태도이며, 제4b도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 패러럴-시리얼 레지스터(232:이하 P-S레지스터라함)의 데이터 입출력상태를 도시하고 있는 상태도이다. 상기 제4도의 레지스터부(230)는 앞서 언급한 바와 같이, 상기 주처리부(100)는 패러럴 데이터르 처리하도록 되어있고, 상기 부처리부(300)는 시리얼 데이터를 처리하도록 되어 있음에 이의 데이터 정합을 맞추도록 하는 동작을 수행한다.

상기 제4도를 참조하면, 상기 레지스터부(230)는 상기 주처리부(100)로부터 전송되는 패러럴 데이터를 시리얼데이터로 변환하여 상기 부처리부(300)로 전송하는 P-S레지스터(232)와 코딩된 시리얼 데이터를 부처리부(300)로부터 입력받아 패러럴 데이터로 변환한 후 주처리부(100)로 전송하는 S-P레지스터(231)로 구성된다.

상기 레지스터부(230)의 동작을 설명하면, 먼저 압축 동작에 있어, 상기 주처리부(100)로부터 전송되는 선형 PCM/ 또는 A/μ PCM 에 따른 8비트, 16비트, 24비트, 32비트 등의 패러럴 데이터는 상기 P-S레지스터(232)에서 소정 시리얼 데이터로 변환되어 상기 부처리부(300)로 전송된다. 전송된 시리얼 데이터는 상기 시리얼 포트(315)내의 S-S레지스터에 의해 상기 중앙처리장치(310)의 데이터 처리형태에 맞는 시리얼 데이터로 변환되어 상기 중앙처리장치(310)로 입력된다. 이때, 상기 입력된 시리얼 데이터는 상기 인터페이스제어부(220)의 동작에 따라 선택된 A/μ PCM(G.711), ADPCM(G.722), LDCELP(G.728) 등과 같은 압축복원알고리즘에 의해 상기 중앙처리장치(310)에 의해 압축된다. 그리고 압축된 데이터는 시리얼 데이터 형태로 상기 시리얼포트(315)의 S-S레지스터로 전송되고, 상기 S-S레지스터에서 상기 레지스터부(230)의 처리 형태에 맞는 시리얼 데이터로 변환되어 상기 레지스터부(230)의 S-P레지스터로 입력된다. 그러면, 상기 입력된 시리얼 데이터는 상기 S-P 레지스터에서 패러럴 데이터로 변환되어 상기 주처리부(100)로 전송되어 이후 주처리부(100)에서 영상데이터와 먹싱되어 외부로 전송된다.

다음으로, 복원 동작에 있어, 상기 주처리부(100)로부터 전송되는 A/μ PCM(G.711), ADPCM(G.722), LDCELP(G.728) 등과 같은 압축복원알고리즘에 의해 압축된 상태의 데이터들은 패러럴 데이터로 상기 레지스터부(230)의 P-S레지스터부로 전송되어 시리얼 데이터로 변환되고, 이는 다시 시리얼포트의 S-S레지스터를 통해 변환되어, 상기 중앙처리장치(310)로 입력된다. 그러면, 상기 중앙처리장치(310)는 상기 인터페이스제어부(220)의 동작에 따라 선택된 A/μ PCM(G.711), ADPCM(G.722), LDCELP(G.728) 등과 같은 압축복원알고리즘을 통해 상기 입력된 시리얼 데이터를 선형 PCM/ 또는 A/μ PCM에 따른 데이터로 복원한다. 그리고 복원된 데이터는 상기 S-S레지스터에서 필요한 비트수 만큼 인에이블 되어 상기 레지스터부(230)로 입력되고, 이는 상기 레지스터부(230)의 S-P쉬프트레지스터에서 패러럴 데이터로 변환되어 상기 주처리부(100)로 전송되고, 이 데이터는 상기 주처리부(100)에서 영상데이터와 먹싱되어 해당 동작이 수행되도록 한다.

제5도는 제2도의 구성중 레지스터부(230)내의 데이터 입출력 타이밍을 도시하고 있는 타이밍도 이며, 제6도는 주처리부(100)와 부처리부의 각 중앙처리장치의 시리얼 포트간 데이터 입출력타이밍을 도시하고 있는 타이밍도이다.

이하 상술한 제2∼6도를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예의 동작을 살펴보면, 먼저 주처리부(100)는 부처리부(300)내의 중앙처리장치(310)를 리셋시키고 홀드상태로 제어한다. 이후 부처리부(300)의 메모리(320)는 어드레스디코더(210)를 통해 상기 주처리부(100)로부터 압축복원알고리즘 코드 데이터를 다운로드 받는다. 이후 중앙처리장치(310)는 상기 인터페이스제어부(220)를 통해 커멘드 인터럽트를 통해 다양한 압축복원알고리즘 중에서 해당되는 알고리즘을 선택받는다. 이후 상기 중앙처리장치(310)는 시리얼 포트를 통해 압축되지 않은 A/μ PCM데이터를 입력받으며, 이를 상술한 압축복원알고리즘선택동작에 의해 선택된 압축복원알고리즘으로 압축하여 S-P레지스터(231)를 통해 일정한 시간간격으로 출력한다. 또한 상기 중앙처리장치(310)는 압축된 데이터를 P-S레지스터(232)를 통해 일정한시간간격으로 입력받아 이를 복원하여 S-P레지스터(231)로 출력한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다양한 음성압축알고리즘을 선택 다운로딩하여 사용할 수 있다는 장점이 있으며, 실시간 구현이 가능하고 기존 영상통신과 인터페이스가 용이하므로 영상통신의 음성부복호화 모듈로서 사용이 적합하다.

Claims

다양한 음성압축 및 복원 알고리즘코드를 저장하는 주처리부를 구비하는 영상전화기의 음성부복호화기에 있어서; 상기 주처리부로부터 다운로딩되는 해당 음성압축알고리즘 코드에 따른 음성부복호화처리를 수행하는 제어수단과; 상기 주처리부로부터 음성압축복원알고리즘 코드를 다운로딩하여 저장하며, 상기 제어수단의 실행코드데이터를 저장하는 기억수단과; 상기 주처리부로부터 음성압축복원알고리즘 코드를 상기 기억수단으로 다운로딩시 상기 기억수단의 억세스 어드레스를 디코딩하여 출력하는 어드레스 디코딩 수단과; 상기 주처리부와 상기 제어수단간의 패러럴 투 시리얼 데이터전송을 위한 레지스터수단과; 상기 주처리부와 상기 제어수단간의 커맨드 데이터 전송을 제어하기 위한 전송제어수단으로 구성함을 특징으로 하는 음성부복호화기.
제1항에 있어서; 제어수단이 디지탈 신호 프로세서임을 특징으로 하는 음성부복호화기.