KR100226826B1 - 위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

주변 메모리 소자와 하드웨어(H/W)를 최소로 사용하면서 PSI(program specific information) 데이터의 실시간 처리가 가능한 위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법이 제안된다. 이 방법은 외부에서 입력되는 트랜스포트 스트림중 PSI 데이터에 4바이트의 헤더를 추가하여 4바이트 배수단위로 PSI 버퍼에 저장하는 단계와, 상기 PSI 버퍼에 헤더+데이터가 저장되면 마이크로 프로세서에 인터럽트를 걸어서 상기 헤더+데이터를 리드하여 PSI 데이터의 반복여부를 검출하는 단계와, 상기 단계에서 PSI 데이터의 반복시 반복된 PSI 데이터만을 스킵하고 다음의 PSI 데이터의 헤더부터 리드하는 단계를 반복수행하는 것에 의해 달성된다.

Description

위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법

본 발명 멀티미디어를 다중화하는 엠펙-2(Moving Picture Experts Group; 미디어 통합계 동영상압축의 국제표준 2, 이하, 'MPEG-2'이라 칭한다) 시스템에 관한 것으로써, 특히, 주변 메모리 소자와 하드웨어(H/W)를 최소로 사용하면서PSI(program specific information) 데이터의 실시간 처리가 가능한 위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디지탈 위성방송은 TV신호의 다중화가 필수적이며, 이러한 TV 신호(비디오/오디오 신호)를 다중화할 경우, 비디오·오디오 각각을 '패킷(paket)'이라 불리는 적당한 길이의 비트열로 분할하고, 헤더(header) 등의 부가정보를 붙여서 적절히 비디오·오디오 패킷을 절체하여 시분할전송방식으로 중계기(통신위성)로 전송한다. 상기 중계기를 통해 전송된 패킷은 가입자들의 DBS 수신기를 통해 원신호로 복원함으로써 방송국에서 송출된 채널들에 대한 시청이 가능하다.

다시말하면 방송국에서는 TV 신호를 디지털 TV신호로 변환, 압축후 위성으로 전송하고, 통신위성은 우주공간에서 상기 TV신호를 수신후 증폭하여 중계기를 통해 재전송하며, 상기 통신위성으로 부터 중계된 TV신호는 수신기 또는 디코더로 수신하여 복조함으로써 방송국에서 전송된 해당 채널에 대한 프로그램을 시청할 수 있다.

이때 방송국은 비디오·오디오 그리고 전송 데이터 신호를 MPEG-2 규격에 따라 스크램블된 디지탈 신호로 변환, 압축한후 패킷 스트림으로 구성하여 하나의 TV신호 스트림을 만든다. 여러개의 스크램블된 디지탈 TV신호 스트림들은 트랜스포트 멀티플렉서에서 다중화되어 트랜스포트 스트림 패킷으로 된후 채널 엔코더로 보내진다. 상기 트랜스포트 스트림 패킷은 188바이트 단위이며 유효 데이터비(data rate)(Ru)는 약 40∼45Mbps이다.

도 1은 종래의 MPEG-2 PSI의 복호장치를 나타낸 블록 다이아그램이다.

먼저 종래의 복호장치는 외부로 부터 전송된 MPEG-2 트랜스포트 스트림(TS)을 비트열에서 순차적으로 PID 데이터만을 걸러내고 해당 PID 데이터가 아니면 버리는 비교단계를 거친후 걸러진 비디오/오디오 데이터와 PSI 데이터를 각각 출력하는 32개의 PID 필터(11)와, 상기 PID 필터(11)로 부터 출력된 PSI 데이터의 경로(path)를 지정하는 라우터(12)와, 상기 라우터(14)를 통과한 PSI 데이터에 대해 6바이트 단위로 반복적인 이전의 데이터(잔존하는 동일한 데이터)를 필터링하여 버리고 새로운 PSI 데이터만을 출력하는 32개의 프리필터(13)와, 상기 새로운 PSI 데이터를 필드단위로 체크하여 저장하는 n개의 DMA(direct memory access)-FIFO(first in first out)(14) 메모리로 구성된다.

따라서 MPEG-2 트랜스포트 스트림은 상기한 복호장치에 의거 비디오/오디오 데이터와 PSI 데이터로 분리되어 비디오/오디오 디코더와 마이크로 프로세서로 각각 인가된다. 그러면 마이크로 프로세서는 PSI 데이터를 해독(판단)하여 재차 반복적인 PSI 데이터를 버리고 원하는 PSI 데이터만을 해독(decording)함으로써, 높은 비트 레이트에 해당하는 트랜스포트 스트림의 전송 지연없이 복호화가 가능하다.

이와같이 구성되어 동작되는 종래의 MPEG-2 PS의 복호장치는 32개의 프리필터를 통해 반복적인 PSI 데이터를 자동으로 필터링하므로 마이크로프로세서의 제어와 관련한 데이터 처리에 대한 부담을 줄일 수 있지만, 32개의 필터들과 n개의 DMA-FIFO 메모리들을 사용하므로 하드웨어적으로 사이즈가 커지는 단점이 있다.

만약 32개의 PSWI 필터를 사용하지 않으면 반복적인 PSI 데이터를 모두 외부 메모리에 저장하고 저장된 데이터를 다시 DMA 방식으로 외부 마이크로 프로세서에 재전송해야 하기 때문에 메모리와 하드웨어의 부담이 가중된다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 복호장치의 단점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 하드웨어적인 구성없이 최적의 외부 메모리를 사용하여 PSI 데이터를 처리할 수 있도록 한 위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래의 MPEG-2 PSI의 복호장치를 나타낸 블록 다이아그램,

도 2는 본 발명의 피에스아이(PSI) 복호장치를 나타낸 블록 다이아그램,

도 3a는 도 2의 PSI 데이터 포맷을 나타낸 도면,

도 3b는 도 2의 PSI 데이터의 일례를 나타낸 도면이고,

도 4a 내지 도 4c는 트랜스포트 스트림(TS)의 운용상의 구조를 나타낸 테이블이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : PID 필터 12 : 라우터

13 : 프리필터 14 : DMA-FIFO

21 : 마이크로 프로세서 22 : 디코더

23 : 스킵레지스터 24 : 가산기

25 : PSI 버퍼 리드 포인터

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위성방송 수신기의 복호장치의 특징은, 트랜스포트 스트림의 디코딩시 PSI 데이터를 리드/라이트하여 반복적인 PSI 데이터만을 버퍼내에 저장시키는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서에 의해 라이트된 반복적인 PSI 데이터를 스킵하는 스킵 레지스터, 상기 스킵 레지스터를 통해 스킵한 PSI 데이터를 다음단의 PSI 데이터와 연산하여 연산된 데이터를 출력하는 가산기, 상기 가산기의 연산 데이터를 일시 저장함과 동시에 상기 PSI 버퍼내의 리드 포인트를 점핑하는 PSI 버퍼 리드 포인트로 구성된 MPEG-2 디코더로 구성된점에 있다.

또한 위성방송 수신기의 복호방법의 특징은, 외부에서 입력되는 트랜스포트 스트림중 PSI 데이터에 4바이트의 헤더를 추가하여 4바이트 배수단위로 PSI 버퍼에 저장하는 단계와, 상기 PSI 버퍼에 헤더+데이터가 저장되면 마이크로 프로세서에 인터럽트를 걸어서 상기 헤더+데이터를 리드하여 PSI 데이터의 반복여부를 검출하는 단계와, 상기 단계에서 PSI 데이터의 반복시 반복된 PSI 데이터만을 스킵하고 다음의 PSI 데이터의 헤더부터 리드하는 단계를 반복수행하는 점에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 위성방송 수신기의 복호장치 및 그 방법의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 피에스아이(PSI) 복호장치를 나타낸 블록 다이아그램, 도 3a는 도 2의 PSI 데이터 포맷을 나타낸 도면이고, 도 3b는 PSI 데이터의 일례를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 위성방송 수신기의 복호장치는 디코더내의 PSI 데이터를 I/O 방식으로 리드하는 마이크로 프로세서(21)와, 상기 마이크로 프로세서(21)를 통해 리드된 데이터중 반복적인 PSI 데이터만을 스킵하여 일시 저장시키는 디코더(22)로 구성된다.

상기 디코더(22)는 마이크로 프로세서(21)를 통해 리드된 반복적인 PSI 데이터를 스킵하는 스킵 레지스터(23)와, 상기 스킵 레지스터(23)를 통해 스킵한 PSI 데이터를 다음단의 새로운 리드 포인트값에 따라 가산된 PSI 데이터를 데이터를 출력하는 가산기(24)와, 상기 가산기(24)를 통해 새로운 리드 포인트 값에 따라 가산된 PSI 데이터를 일시저장하고 이에 따른 리드 포인트값을 가산기(24)로 피드백하는 PSI 버퍼 리드 포인터(25)로 구성된다.

상술한 PSI 데이터는 디지털 위성방송에서 비디오, 오디오, 비트 스트림이외에 전체 시스템의 제어에 관련된 정보들이다. 정보의 특성상 이들은 일정 주기로 반복적으로 동일한 데이터를 보내주는 경우가 대부분이다.

이들 데이터의 처리는 디코더(22)가 아닌 외부 마이크로 컴퓨터(21)가 하게 되므로 디코더(22)는 단지 이들 데이터를 일시 저장하였다가 마이크로 컴퓨터(21)에 전달하는 역할을 한다.

이하, 상기한 디코딩 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 디코더(22)는 입력되는 PSI 데이터를 일단 PSI 버퍼에 일시 저장하고 있다.

상기 PSI 버퍼 리드 포인터(25)에 PSI 데이터를 저장할때에는 PSI 데이터의 앞에 4바이트의 헤더를 추가하는데 이의 포맷은 도 3a와 같다.

여기서 에러_플래그(error_flag)는 데이터 전송중 해당 PID 데이터에 손실이 생겼을 경우 '0'에서 '1'로 세팅된다.

PID 필드는 마이크로 컴퓨터(21)에게 상기 데이터의 종류를 알리기 위한 것이며, 후단의 사이즈는 뒤에 이어지는 데이터의 크기를 나타낸다. 이때, PSI 데이터의 저장 형태는 도 3b에 도시한 바와 같은 형태를 갖는다.

그리고 PSI 데이터의 저장은 4바이트의 배수가 되게 함으로써 PSI 버퍼 리드포인터(26)의 새로운 리드 포인터값에 따른 관리를 쉽게 한다.

만약 헤더+데이터(PSI)가 4의 배수가 되지 않으면 더미 데이터를 뒤부분에 추가한다.

위와 같은 형태로 하나의 헤더+데이터(PSI)가 PSI 버퍼 리드포인터(25)에 저장되면 마이크로 프로세서(21)에 인터럽트를 걸어 PSI 데이터가 PSI 버퍼에 존재함을 알리고 마이크로 프로세서(21)는 상기 PSI 데이터를 리드하고 리드된 PSI 데이터가 반복적이면 호스트는 해당 사이즈 만큼을 스킵 레지스터(23)에 라이트하게 된다.

PSI 데이터의 구조는 헤더+데이터(PSI)로 되어 있으면 헤더중 첫 6바이트만 디코딩하면 상기 PSI 데이터의 반복여부를 알 수 있다. 만약 상기 데이터가 반복적인 데이터일 경우 마이크로 컴퓨터(21)는 더 이상 상기 PSI 데이터를 읽어드릴 필요가 없다.

따라서 디코더(22)내에 8비트 레지스터인 스킵 레지스터(23)를 배치하여 마이크로 컴퓨터(21)가 필요하지 않는 나머지 데이터 만큼의 사이즈만을 라이트하면 PSI 버퍼 리드포인터(25)내의 리드 포인트(r/p)가 그 사이즈만큼 증가하게 된다. 이후 마이크로 컴퓨터(21)가 재차 PSI 데이터를 리드하면 다음 PSI 데이터의 헤더부터 읽게 된다.

도 4a 내지 도 4b는 본발명의 위성방송수신기의 복호장치 및 방법에 적용되는 트랜스포트 스트림(TS)의 운용상의 구조를 나타낸 테이블이다.

table_id는 8비트 필드를 나타내고, section_syntax_indicator는 '1'로 세트될 때 1비트 필트를 나타낸다.

section_length는 '00'로 세트될 때 12비트 필드를 나타내고 섹션 시작에 대한 다수의 바이트들이다. 이 값은 1021을 넘지 않는다.

version_number는 5비트 필드로서 current_next_indicator가 '1' 또는 '0'으로 세트될 때 다음 적용 가능한 조건부 억세스 테이블이다.

current_next_indicator는 1비트 인디케이터로서 1비트 '0' 또는 '1'로 세트될 때 조건부 억세스 테이블이 현재 적용 가능하거나 아직 적용 불가능함을 나타낸다.

section_number는 8비트 필드로서 조건부 억세스 테이블이 0x00가 되는 제1 섹션 번호이다.

last_section_number는 8비트 필드로서 조건부 억세스 테이블의 마지막 섹션 번호이다.

program_number는 유저가 원하는 방송 채널번호이다.

즉 디코더(22)는 외부로 부터 전송된 트랜스포트 스트림의 복호를 위해서 다수의 프로그램(TS 구조)중에서 어느 하나를 선택하고 다음에 그 프로그램의 복호·재생을 위해 필요한 개별 비트열의 트랜스포트 패킷의 PID를 알아야 한다. 또 이후 이들 개별 비트열의 파라미터 정보나 연계정보도 알아야하므로 상술한 다단계동작을 위하여 도 4a 내지 도 4c에 도시한 바와 같이 몇가지 부가정보 테이블(PSI)이 필요한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 위성방송 수신기의 복호장치에 의하면 헤더+데이터(PSI)로 이루어진 PSI 데이터 구조와 스킵 레지스터를 이용하므로 별도의 하드웨어와 많은 외부 메모리의 사용없이 입력되는 TS중 마이크로 컴퓨터와 디코더만으로 반복적인 PSI 데이터를 실시간대로 처리할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 트랜스포트 스트림의 디코딩시 PSI 데이터를 리드/라이트하여 반복적인 PSI 데이터만을 버퍼내에 저장시키는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서를 통해 라이트되어 반복적인 PSI 데이터를 스킵하는 스킵 레지스터, 상기 스킵 레지스터를 통해 스킵한 PSI 데이터를 다음단의 PSI 데이터와 연산하여 연산된 데이터를 출력하는 가산기, 상기 가산기의 연산 데이터를 일시 저장함과 동시에 상기 PSI 버퍼내의 리드 포인트를 점핑하는 PSI 버퍼 리드 포인트로 구성된 MPEG-2 디코더로 구성된 것을 특징으로 하는 위성방송 수신기의 복호장치.
2. 외부에서 입력되는 트랜스포트 스트림중 PSI 데이터에 4바이트의 헤더를 추가하여 4바이트 배수단위로 PSI 버퍼에 저장하는 단계와, 상기 PSI 버퍼에 헤더+데이터가 저장되면 마이크로 프로세서에 인터럽트를 걸어서 상기 헤더+데이터를 리드하여 PSI 데이터의 반복여부를 검출하는 단계와, 상기 단계에서 PSI 데이터의 반복시 반복된 PSI 데이터만을 스킵하고 다음의 PSI 데이터의 헤더부터 리드하는 단계를 반복수행하는 것을 특징으로 하는 위성방송 수신기의 복호방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 검출단계에서 PSI 데이터의 리드는 마이크로 컴퓨터를 통해 I/O 방식으로 수행함을 특징으로 하는 위성방송 수신기의 복호방법.

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