KR0183136B1 - 지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치에 관한 것으로, 고정율의 채널대역에 타임슬롯 패킷 단위의 타임슬롯을 할당하기 위한 타임 슬롯 버퍼; 프로그램 기준클럭(PCR)을 전송하고자 하는 경우, MPEG-2 시스템 신택스에 따라 임의의 값으로 PCR 필드를 부호화하고, 상기 타임슬롯 버퍼의 출력 비트열, PCR 필드를 검출하여 실제의 PCR 값을 부호화하여 임의의 값과 교체하는 타임슬롯 다중화수단; 상기 타임슬롯 버퍼에서는 전송이 준비되면 준비(ready) 신호를 받고, 인에이블과 쓰기 신호를 이용하여 상기 타임슬롯 버퍼의 데이타를 채널 클록(ch_clk)으로 직렬 또는 병렬의 운송비트열 형태로 출력하는 타임슬롯 출력수단; 및 상기 출력된 운송비트열을 전송 전에 시스템 시간 클록을 샘플링한 값으로 운송비트열 내의 PCR 필드를 부호화하는 PCR 부호화 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치

제1도는 PCR 부호기의 전체 구성도.

제2도는 시스템 시간 클록(STC) 구성도.

제3도는 PCR 부호기의 구성도.

제4도는 쉬프트 레지스터4의 구성도.

제5도는 PCR 필드의 신택스 예시도.

본 발명은 MPEG-2 운송비트열(transport stream : TS)내의 프로그램 기준클록(program clock reference: PCR) 타임스탬프를 부호화하는 지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치에 관한 것이다.

PCR은 MPEG-2 시스템 표준에 규정한 것으로 디코더에서 인코더의 시스템 시간 클록(STC:System Time Clock)을 복구하기 위한 타임 스탬프이다. 운송비트열은 TS 패킷 다중화에 의해서 생성되는데, 이 과정에서 PCR을 포함하는 패킷의 전송 지연이 변할 수 있으며, 이로 인하여 PCR 지터가 발생한다.

이 장치는 MPEG-2 코덱과 같은 실시간 디지털 데이터 전송 시스템에서 디코더에서의 비디오 또는 오디오 등의 응용 서비스 데이터의 복호 및 재현의 동기가 매우 중요하다. 전송된 데이터는 그 발생과 전송에 연관된 특정한 율에 따라서 처리되어야 하는데, 동기를 잃어 버릴 경우 버퍼의 결핍 또는 넘침의 오류가 발생하고 이는 결국 재현과 복호의 동기를 잃어 버리게 된다. 이 문제는 디지털 압축 비트열의 경우와 아날로그 NTSC(풀)의 경우가 서로 다르다. 아날로그 NTSC의 경우에는 픽쳐 동기신호로부터 클록을 복구할 수 있도록 픽쳐 정보 자체가 동기화된 형태로 전송된다. 반면 디지털 압축 비트열의 경우에는 픽쳐에 해당하는 정보가 가변적이고 기본적으로 비트열 자체로부터 시간 정보를 구할 수 없다.

그리고, MPET-2 시스템에서는 정해진 패킷 신택스의 적응헤더(adaptation header)에 디코더에서 기준으로 사용하는 시간정보를 별도로 실어 전송함으로써 동기화 문제를 해결한다. 이것은 인코더의 STC(풀)를 샘플링한 값으로 PCR을 부호화하여 전송하는데, 이값은 운송 디코더에서 전송비트열로부터 그 필드를 완전히 복구하는 순간의 시간을 나타낸다. 디코더에서는 이 PCR값을 이용하여 디코더 STC를 복구한다. 복구된 STC를 기준 클록으로 사용함으로써 전송된 데이터의 전송과 발생에 연관된 특정한 율로 디코더의 버퍼 오류 없이 실시간 복호 및 재현을 할 수 있다.

PCR은 0.1초 이내에 한번 이상씩 전송하여 디코더의 STC가 인코더의 STC와 동기되게 한다. 이때 전송되는 모든 PCR은 발생에서부터 복호될때까지 항상 일정한 지연을 가져야 한다. 패킷 다중화 과정과 전송에서 지연변이가 생길 수 있다.

본 발명의 목적은 PCR을 이용하여 정상적으로 디코더의 STC를 복구하기 위해 PCR 지터가 허용범위를 만족하는 패킷 다중화 과정에서의 지연변이 없이 PCR을 부호화하는 지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고정율의 채널대역에 타임슬롯 패킷 단위의 타임슬롯을 할당하기 위한 타임 슬롯 버퍼; 프로그램 기준클럭(PCR)을 전송하고자 하는 경우, MPEG-2 시스템 신택스에 따라 임의의 값으로 PCR 필드를 부호화하고, 상기 타임슬롯 버퍼의 출력 비트열, PCR 필드를 검출하여 실제의 PCR 값을 부호화하여 임의의 값과 교체하는 타임슬롯 다중화수단; 상기 타임슬롯 버퍼에서는 전송이 준비되면 준비(ready) 신호를 받고, 인에이블과 쓰기 신호를 이용하여 상기 타임슬롯 버퍼의 데이타를 채널 클록(ch_clk)으로 직렬 또는 병렬의 운송비트열 형태로 출력하는 타임슬롯 출력수단; 및 상기 출력된 운송비트열를 전송 전에 시스템 시간 클록을 샘플링한 값으로 운송비트열 내의 PCR 필드를 부호화하는 PCR 부호화수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 첨부하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 PCR 부호기의 전체 구성도로서, 도면에서 11은 TS 버퍼, 12는 PCR 부호기, 13는 STC, 14는 TS 출력부, 15는 TS 다중화기를 각각 나타낸다.

도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다중화 과정의 PCR 지터를 없애는 방법은 다음과 같다.

패킷 다중화에서 고정율의 채널대역에 TS 패킷 단위의 시간슬롯을 할당하기 위해서는 버퍼가 필요하며, TS버퍼(11)가 버퍼 역할을 한다.

다중화 과정에서의 지연변이는 이 TS 버퍼(11)에서 발생한다.

PCR을 전송하고자 하는 경우, TS 다중화기(15)에서 MPEG-2 시스템 신택스에 따라 임의의 값으로 PCR 필드를 부호화하고, 상기 TS버퍼(11)의 출력 비트열, ts_d에서 PCR 필드를 검출하여 실제의 PCR 값을 부호화하여 임의의 값과 교체한다.

TS 패킷 단위로 다중화된 데이터, ts는 TS 버퍼(11)에서 전송될 때까지 저장된다.

상기 TS 버퍼(11)에서는 전송이 준비되면 준비(ready) 신호를 TS 출력부(14)로 주고 상기 TS 출력부(14)에서는 인에이블과 쓰기 신호를 이용하여 TS 버퍼(11)의 데이터를 운송비트열 형태로 출력한다.

출력된 운송비트열은 전송 전에 PCR 부호기(12)를 거치게 된다.

상기 PCR 부호기(12)에서는 STC(13)를 샘플링한 값으로 운송비트열내의 PCR 필드를 부호화 한다.

PCR필드는 13비트의 PCR 베이스신호(PCR_base)와 9비트의 PCR 확장신호(PCR_extension)으로 구성된다.

TS출력부(14)는 최종 운송비트열을 채널 클록(ch_clk)으로 직렬 또는 병렬의 필요한 형태로 출력한다.

제2도는 제1도의 STC 구성도이다.

27㎒로 동작하는 확장 카운터, STC_e(21)와 베이스 카운터, STC_b(22)로 구성된다.

STC_b와 STC_c는 각각 카운터 값을 STC 베이스신호와 STC 확장신호로 출력한다. STC_c는 300 모듈러 카운터이다. 즉 0에서 299까지 카운팅을 한다. STC_b는 9진 카운터인데, STC 확장신호가 299가 될때 마다 27㎒로 한번 씩 카운팅 한다.

이들은 PCR 부호기에서 샘플링되어 각각 PCR 확장신호로 코딩된다.

제3도는 제1도의 PCR 부호기의 내부 구성도이다.

상기 TS 버퍼(11)에서 출력되는 TS 데이터는 헤더를 디코딩하기 위해서 4바이트의 쉬프트 레지스터 shift_reg4(31)를 거친다. 제4도와 같다. shifg_reg4는 입력에서 출력 순으로 바이트 단위로 sr1,sr2,sr3,sr4로 구성되고, PCR 패킷을 검출하기 위해서 동기신호, sync_byte와 패킷 인식자, PID(packet ID)를 sr4와 sr3_t, sr2로 출력한다. 4바이트의 쉬프트 레지스터를 통과한 최종 데이터는 sr4로 출력된다.

pcr_cmp(32)는 shift_reg4로부터 필요한 데이터를 읽어와서 PCR 패킷을 검출한다. PCR 패킷을 검출하기 위해서는 먼저 TS 패킷의 동기신호를 찾아야 하는데, 이는 sr4를 sync_byte,0x47과 비교한다. 패킷동기가 찾아지면 PID를 비교한다. 즉, PCR 패킷 PID 13비트, PID[12..0]를 (sr3[4..0], sr2[7..0])와 비교한다. 제3도에서 sr3_t는 sr3[4..0]를, sr2는 sr2[7..0]를 나타낸다. sr3[4..0]는 바이트 단위의 sr3 데이터에서 상위 네번째 비트부터 여덟번째 비트까지를 나타내고, (sr3[4..], sr2[7..0])는 sr3[4..0]가 상위 4비트를, sr2[7..0]가 하위 8비트를 구성하는 13비트의 데이터를 나타낸다. sync_byte와 PCR PID가 동시에 검출되면 그 패킷은 PCR 패킷이고 PCR 패킷 검출을 알리는 pcr_t신호를 발생한다.

pcr_vr(33)은 pcr_t를 리타이밍하여 내부신호 pcr을 발생하고, pcr을 인에이블 신호로하여 4진 카운터를 구동한다. pcr은 다시 카운터 출력, pcr_cnt가 14가 되면 클리어한다. 결국 pcr_vr은 pcr_t가 발생하면 pcr_cnt를 출력하는데, pcr_cnt는 PCR 부호화 동작의 기준 동기 신호로 사용한다. 즉 pcr_cnt의 값에 따라서 PCR 부호화를 위한 정해진 동작을 한다.

r_clkch(34)는 pcr_cntp[]가 2이면 채널 클록, clk_ch를 시스템 클록, sys_clk로 retiming하여 STC를 샘플링하기 위한 클록, clk_rd를 발생한다. pcr_cnt[]는 4비트의 카운터 값, pcr_cnt[3..0]를 나타낸다.

일반적으로 채널 클록과 시스템 클록은 독립적이기 때문에 STC 카운터가 로직 천이를 하는 순간의 정해지지 않은 잘못된 값을 샘플링할 수 있다. 따라서 PCR 부호와 동작 클록을 STC 동작 클록으로 리타이밍하는 것이 필요하며, 이 경우 최대 STC_e 값의 2 오차 내에서 안정적으로 STC 샘플링할 수 있다.

pcr_reg(35)는 STC를 clk_rd로 샘플링하여 PCR필드를 형성하여 출력한다. 우선 clk_rd로 STC 베이스 33비트와 STC 확장 9비트를 샘플링하여 임시 레지스터에 저장한다. pcr_cntp[]가 2이면 샘플링하여 저장한 값을 제5도의 MPEG-2 시스템 신택스에 따라서 6바이트의 PCR필드를 형성하여 레지스터에 저장한다. pcr_cnt[]의 5부터 10까지 구간에 6바이트의 레지스터를 차례대로 pcr_out으로 출력하다.

pcr_mux(36)은 PCR부호기로 입력되는 운송비트열, ts_d에서 PCR 필드가 코딩될경우 PCR 필드를 코딩한 실제 값으로 교체하여 최종의 운송비트열, ts_out을 출력한다. pcr_cnt[]의 6부터 11까지 구간에 6바이트의 데이터를 pcr_out으로 교체하여 clk_ch로 ts_out을 출력한다. 나머지 구간에서는 sr4를 그대로 ts_out을 교체한다.

상기와 같은 본 발명은, PCR을 이용하여 정상적으로 디코더의 STC를 복구하기 위해 PCR 지터가 허용범위를 만족하는 패킷 다중화 과정에서의 지연변이 없이 PCR을 부호화하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고정율의 채널대역에 타임슬롯 패킷 단위의 타임슬롯을 할당하기 위한 타임 슬롯 버퍼(11); 프로그램 기준클럭(PCR)을 전송하고자 하는 경우, MPEG-2 시스템 신택스에 따라 임의의 값으로 PCR 필드를 부호화하고, 상기 타임슬롯버퍼(11)의 출력 비트열, PCR 필드를 검출하여 실제의 PCR 값을 부호화하여 임의의 값과 교체하는 타임슬롯 다중화수단(15); 상기 타임슬롯 버퍼(11)에서는 전송이 준비되면 준비(ready) 신호를 받고, 인에이블과 쓰기 신호를 이용하여 상기 타임슬롯 버퍼(11)의 데이타를 채널 클록(ch_clk)으로 직렬 또는 병렬의 운송비트열 형태로 출력하는 타임슬롯 출력수단(14); 및 상기 출력된 운송비트열을 전송 전에 시스템 시간 클록(13)을 샘플링한 값으로 운송비트열 내의 PCR 필드를 부호화하는 PCR 부호화수단(12)을 구비하는 것을 특징으로 하는 지터없는 프로그램기준클럭 타임스탬프 부호장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로그램 기준클럭부호화수단(12)은, 상기 TS 버퍼(11)에서 출력되는 TS 데이터는 헤더를 디코딩하여 PCR 패킷을 검출하기 위한 신호를 출력하는 4바이트의 쉬프트 레지스터(31); 상기 쉬프트레지스터(31)로부터 필요한 데이터를 읽어와서 PCR 패킷을 검출하는 PCR 검출기(32); 상기 PCR 검출기(3)로부터의 검출된 신호를 받아 리타이밍하여 내부신호 PCR을 발생하고, 이를 인에이블 신호로하여 4진 카운터를 구동하는 PCR 부호화 동기 카운터(33); 상기 PCR 부호화 동기 카운터(33) 출력신호를 입력받아 STC 샘플링 클럭을 발생하는 샘플링 클럭발생기(34); STC를 샘플링하여 PCR필드를 형성하여 출력하는 PCR 레지스터(35); 상기 쉬프트레지스터(31)로부터 입력되는 운송비트열, PCR 필드가 코딩될경우 PCR 필드를 코딩한 실제 값으로 교체하여 최종의 운송비트열을 출력하는 PCR다중화기(36)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 지터없는 프로그기준클럭 타임스탬프 부호장치.