KR100250982B1 - Mpeg-2 system multiplexer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엠펙-2(MPEG-2) 시스템 다중화 장치에 관한 것으로, 복수의 프로그램을 동시에 다중화 할 수 있도록 하고, PCI I/O 버스를 내장하여 개인용 컴퓨터에 직접 연결할 수 있도록 한 기술로써, 디지탈 TV(DTV), 고화질 TV(HDTV), 주문형 비디오(VOD) 시스템, 영상회의 코덱 시스템 및 광대역 ISDN 단말기 코덱 시스템 등과 같이 엠펙 코덱 시스템을 사용하는 모든 시스템에 적용 가능한 기술이다.The present invention relates to an MPEG-2 system multiplexing device, which is capable of multiplexing a plurality of programs simultaneously and directly connecting a personal computer with a built-in PCI I / O bus. (DTV), high-definition television (HDTV), video-on-demand (VOD) system, video conferencing codec system and broadband ISDN terminal codec system is applicable to all systems using the MPEG codec system.
현재 영상을 처리하는 시스템에서 다중화 장치에 대한 구체적인 구현 사례가 없는 실정이며, 특히 2개 이상의 프로그램을 다중화하는 회로는 없는 실정이다.There is no specific implementation of the multiplexing device in the current image processing system, and in particular, there is no circuit for multiplexing two or more programs.
또한, 지금까지의 다중화 장치는 전송 시스템 등에서 사용하는 것으로 많이 개발이 되었는데, 현재 가장 많이 보편화된 컴퓨터에 적용할 수 있는 다중화 장치는 없다.In addition, until now, the multiplexing device has been developed to be used in a transmission system, etc., but at present, there is no multiplexing device applicable to the most common computer.
컴퓨터의 메인 버스인 PCI 버스를 채용하여 제어 및 다양한 정보 전송을 가능하도록 본 발명에서는 제시하고 있다.The present invention proposes to control and transmit various information by adopting the PCI bus which is the main bus of the computer.
본 발명은 상기에 기술한 바와 같은 종래 요구사항을 감안하여, PC와 같은 환경에서의 제어 및 각종 데이타 처리를 위해 PCI 버스를 사용하여 직접 마더 보드에 내장할 수 있도록 하고, PCI 버스를 사용하지 않을 경우에는 별도의 모듈을 통해 외부에서 다중화 장치를 제어할 수 있도록 하므로써, PCI I/O 및 일반적인 호스트 버스를 모두 수용할 수 있도록 한 다중화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the conventional requirements as described above, the present invention allows a PCI bus to be directly embedded in a motherboard for control and various data processing in a PC-like environment, and does not use a PCI bus. In this case, it is an object of the present invention to provide a multiplexing device capable of accommodating both PCI I / O and a general host bus by allowing the external device to be controlled through a separate module.
도 1은 본 발명에 의해 구현된 다중화 장치의 전체 블럭도.1 is an overall block diagram of a multiplexing device implemented by the present invention.
도 2는 도 1의 레이트 제어부 상세 블럭도.FIG. 2 is a detailed block diagram of the rate controller of FIG. 1; FIG.
도 3은 도 1의 동기신호 발생부 상세 블럭도.3 is a detailed block diagram of a synchronization signal generator of FIG. 1;
도 4는 도 1의 PCI I/O 인터페이스부 상세 블럭도.4 is a detailed block diagram of the PCI I / O interface unit of FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10, 20 : 레이트 제어부 11 : 레이트 제어 신호 발생부10, 20: rate control unit 11: rate control signal generator
12 : DTS/PTS 처리부 13 : 파이포12: DTS / PTS processing unit 13: Pipo
30 : 파라미터 생성부 31 : 동기신호 발생부30: parameter generator 31: synchronization signal generator
31a ∼ 31f : 카운터 40 : 다중화 제어부31a to 31f: counter 40: multiplexed control unit
50 : CRC 처리부 60 : 트랜스포트 스트림 데이타 발생부50: CRC processing unit 60: transport stream data generation unit
70 : 트랜스포트 스트림 데이타 출력버퍼70: transport stream data output buffer
80 : 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부80: transport stream data output rate control unit
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 구현한 다중화 장치 구성은, 비디오, 오디오 인코터 및 부가 데이타 발생 장치와의 인터페이스를 담당하는 레이트 제어부와;In order to achieve the above object, a multiplexing device configuration implemented in the present invention includes a rate control unit in charge of an interface with a video, audio encoder, and additional data generating device;
다중화 장치의 동작을 위한 각종 파라미터를 저장하며, 외부 및 PC를 통해 사용자가 파라미터 정보를 변경할 수 있는 파라미터 생성부와;A parameter generating unit for storing various parameters for the operation of the multiplexing device and allowing a user to change parameter information through an external device and a PC;
데이타 인터페이스를 갖는 수단으로부터 각종 데이타를 받아들여 출력할 스트림을 생성하는데 필요로 하는 데이타 및 제어 신호를 생성하는 다중화 제어부와;A multiplexing control unit for generating data and control signals required for generating a stream for receiving and outputting various data from means having a data interface;
전송 데이타의 에러 검색을 위한 순환 여유도 회로(CRC) 처리부와;A cyclic redundancy circuit (CRC) processor for error retrieval of transmission data;
상기 레이트 제어부 내의 데이타와, 사용자 및 망정보 버퍼 데이타와, 상기 파라미터 생성부 및 다중화 제어부에서 발생되는 각종 코딩 정보를 이용하여 전송할 비트 스트림을 발생하는 트랜스포트 스트림 데이타 발생부와;A transport stream data generator for generating a bit stream to be transmitted using data in the rate controller, user and network information buffer data, and various coding information generated by the parameter generator and the multiplexing controller;
상기 트랜스포트 스트림 데이타 발생부에서 생성된 스트림을 출력하기 위해 출력 레이트를 제어하는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부와;A transport stream data output rate control unit controlling an output rate for outputting the stream generated by the transport stream data generation unit;
상기 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부를 통해 트랜스포트 스트림 데이타 발생부에서 변환된 스트림을 입력받아 저장한 후, 출력 레이트 제어부의 제어에 따라 일정 율을 갖는 데이타를 출력하는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 버퍼 및 ;A transport stream data output buffer for receiving and storing a stream converted by the transport stream data generation unit through the transport stream data output rate control unit and outputting data having a constant rate under the control of the output rate control unit;
PC 및 타 제어 장치와 인터페이스를 담당하여 다중화 장치의 제어 데이타, 파라미터 데이타 및 사용자 데이타를 입력받는 인터페이스부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises an interface unit that takes charge of the interface with the PC and other control devices to receive the control data, parameter data and user data of the multiplexing device.
상기한 목적 및 특징들, 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.The above objects, features, and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 다중화기 회로는 ISO/IEC 13818 - 1 시스템부를 근간으로 하여 설계하며, 비디오 및 오디오 데이타와 사용자 데이타 등 다양한 정보를 하나의 비트스트림 형태로 ISO/IEC 13818 - 1 시스템부의 신택스(Syntax)에 맞게 생성한다.The multiplexer circuit of the present invention is designed based on the ISO / IEC 13818-1 system unit, and has a variety of information such as video and audio data and user data in a single bitstream form of the syntax of the ISO / IEC 13818-1 system unit. Create according to.
여기서 제 1 입력부를 통해 입력되는 데이타는 비디오, 오디오 및 사용자 데이타로 구성되며, 비디오, 오디오 인코더 장치와 인터페이스를 하여 데이타를 받아들인다.Here, the data input through the first input unit is composed of video, audio and user data, and interfaces with the video and audio encoder device to receive the data.
이때 인코더 장치와 인터페이스 시 서로간의 레이트 제어가 필요한데, 본 발명에서는 이를 위해 본 칩이 매스트/슬레이브 기능을 할 수 있도록 설계하고, 또한 PCI 버스를 사용하여 프로그램 데이타와 다양한 정보를 삽입 가능하도록 해 본 다중화 장치의 기능을 제어할 수 있도록 설계한다.At this time, the rate control between the encoder device and the interface is required. In the present invention, the chip is designed to perform a mast / slave function, and the program data and various information can be inserted using a PCI bus. Design to control the function of the multiplexing device.
도 1은 본 발명에 의해 구현된 다중화 장치의 전체 블럭도로, 비디오, 오디오 인코터 및 부가 데이타 발생 장치와의 인터페이스를 담당하는 제 1, 제 2 레이트 제어부(10, 20)와;1 is an overall block diagram of a multiplexing device implemented by the present invention, comprising: first and second
다중화 장치의 동작을 위한 각종 파라미터를 저장하며, 외부 및 PC를 통해 사용자가 변경할 수 있는 파라미터 생성부(30)와;A
데이타 인터페이스를 갖는 수단으로 부터 각종 데이타를 받아들여 출력할 스트림을 생성하는데 필요로 하는 데이타 및 제어 신호를 생성하는 다중화 제어부(40)와;A
전송 데이타의 에러 검색을 위한 순환 여유도 회로(이하 CRC라 칭한다) 처리부(50)와;A cyclic redundancy circuit (hereinafter referred to as CRC)
상기 각 레이트 제어부(10, 20) 내 비디오 및 오디오 버퍼 데이타, 사용자 및 망정보 버퍼 데이타(NIT), 상기 파라미터 생성부(30) 및 다중화 제어부(40)에서 발생 되는 각종 코딩 정보를 이용하여 188 바이트의 크기를 갖는 비트 스트림을 발생하며, 상기 CRC 처리부(50)와 인터페이스를 하여 발생시킨 트랜스포트 스트림 데이타에 CRC 데이타를 삽입하여 전송하는 트랜스포트 스트림 데이타 발생부(60)와;188 bytes using various coding information generated by the video and audio buffer data, the user and network information buffer data (NIT), the
상기 트랜스포트 스트림 데이타 발생부에서 생성된 스트림을 출력하기 위해 출력 레이트를 제어하는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부(80)와;A transport stream data output rate controller (80) for controlling an output rate to output a stream generated by the transport stream data generator;
상기 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부(80)를 통해 트랜스포트 스트림 데이타 발생부(60)에서 변환된 스트림을 입력받아 저장한 후, 출력 레이트 제어부(80)의 제어에 따라 일정 율을 갖는 데이타를 출력하는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 버퍼(70) 및 ;After receiving and storing the stream converted by the transport stream data generation unit 60 through the transport stream data output
PC 및 타 제어 장치와의 인터페이스를 담당하여 다중화 장치의 제어 데이타, 파라미터 데이타 및 사용자 데이타를 입력받는 인터페이스부(90)를 포함하여 구성된다.It is configured to include an
상기 각 구성에 대한 구조와 동작을 더욱 상세하게 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, the structure and operation of each component will be described in detail.
상기 각 레이트 제어부(10, 20)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 파라미터 생성부(30)에 저장된 파라미터 값을 참조하여 레이트 제어를 위한 제어신호를 생성하는 레이트 제어 신호 발생부(11)와;Each rate control unit (10, 20) includes a rate control signal generator (11) for generating a control signal for rate control with reference to the parameter value stored in the parameter generator (30) as shown in FIG.
상기 레이트 제어 신호 발생부(11)에서 출력된 제어신호에 따라서 입력되는 압축된 비디오, 오디오 스트림 데이타의 디코딩시 동기 확립을 위한 디코딩 시작점(이하 DTS라 칭한다)신호와 디스플레이 시작점(이하 PTS라 칭한다) 신호를 생성하는 DTS/PTS 처리부(12)와;A decoding start point (hereinafter referred to as a DTS) signal and a display start point (hereinafter referred to as a PTS) for establishing synchronization when decoding compressed video and audio stream data input according to the control signal output from the rate
상기 레이트 제어 신호 발생부(11)를 통해 입력된 비디오, 오디오 및 부가 데이타를 저장하는 파이포(13)를 포함하여 구성되며, 이와 같은 구성은 제 2 레이트 제어부(20)도 동일하다.It includes a
그리고 상기 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부(80)의 구성도 마찬가지로 상기 레이트 제어부(10)의 구성에서 디코딩 시작점(DTS)신호와 디스플레이 시작점(PTS)을 생성하지 않는 것을 제외하고는 동일한 구성을 가진다.Similarly, the configuration of the transport stream data output
상기와 같은 레이트 제어부(10)는 다중화 회로 내의 다중화 제어부(40) 및 트랜스포트 스트림 데이타 발생부(60)에 버퍼 상태, 압축 데이타 및 다중화를 위한 헤더 정보 삽입 위치 등 트랜스포트 스트림 데이타의 발생을 위한 각종 데이타를 넘겨주는 역할을 한다.The
상기 파라미터 생성부(30)에 저장되는 파라미터 값은 상기에서도 잠시 언급한 바와 같이 인터페이스부(90)를 통해 사용자가 입력하는 값으로 언제든지 사용자 정의가 가능하다.The parameter value stored in the
이렇게 저장된 파라미터 값은 상기 다중화 제어부(40) 및 트랜스포트 스트림 데이타 발생부(60)에서 다중화 비트스트림 데이타를 만들 때 참조되어 진다.The stored parameter values are referred to when the
또한, 파라미터 생성부(30)는 크게 제어용과 참조용 파라미터 값으로 대별되는 바, 참조 레지스터 파일에는 상기 각 레이트 제어부(10, 20)와, 다중화 제어부(40)와 트랜스포트 스트림 데이타 발생부(60)에서 필요로하는 참조용 파라미터 값을 저장하고 있다.The
제어 레지스터는 16비트 크기 2개로 구성(도면에는 도시하지 않음)되어 있으며 이 레지스터 파일에 저장되는 정보는 항시 호스트가 감시하여야 하는 정보로, 호스트의 요구에 따라서 PCI 버스를 통해 출력된다.The control register consists of two 16-bit sizes (not shown), and the information stored in this register file is always monitored by the host, which is output through the PCI bus at the request of the host.
그리고 파라미터 생성부(30) 내에는 동기 신호 발생부(31)가 포함되어 있는데, 본 다중화 회로는 ISO/IEC 13818 - 1 시스템부 규격에서 정의된 것처럼 디코더의 랜덤 액세스 및 시스템 동기를 이루기 위해서 프로그램에 대한 특별한 데이타인 PSI 비트스트림 데이타와 다중화 회로의 클럭 정보인 PCR 데이타를 주기적인 시간 간격으로 전송하여야 한다.In addition, a
또한 스크램블링에 관한 정보인 EMM, ECM 정보의 주기적인 전송도 필요하다.In addition, periodic transmission of EMM and ECM information, which is information about scrambling, is also required.
동기 신호 발생부(31)는 이러한 주기성 트랜스포트 데이타의 발생 시점을 제어부에 전달하는 역할을 하며, 이의 구성을 보면 도 3에 도시된 바와 같이, 각종 파라미터 값(PSI_init_value-load ∼ P2PCR_init_value)을 입력받아 이를 각 카운터(31a ∼ 31g)를 통해 카운팅하여 플래그(PSI_start_flag ∼ P2PCR_start_flag) 값을 다중화 제어부(40)로 출력한다.The
그리고 상기 파라미터 값은 사용자가 PCI를 이용하여 정의할 수 있으므로 발생 주기를 변경할 수 있다.And the parameter value can be defined by the user using the PCI can change the generation cycle.
상기 다중화 제어부(40)는 다중화 장치 내 각부로부터 데이타를 받아들여 다음과 같은 일을 처리한다.The multiplexing
-우선순위에 따른 패킷번호(PID : Packet ID)를 결정한다.-Determine the packet number (PID: Packet ID) according to the priority.
-PID 버젼(Version), 연속성(continuity)을 관리한다.Manage PID version and continuity.
-PID 헤드(head), 적응 필드(adaptation field), 패이로드 파라미터(Payload Parameter) 및 데이타를 결정한다.Determine the PID head, adaptation field, Payload Parameter and data.
-패킷 에리먼트리 스트림(PES : Packet Elementary Stream) 데이타의 구조를 결정한다.Determine the structure of Packet Elementary Stream (PES) data.
-스터핑(Stuffing), 포인터(Pointer), 섹션(Section), 적응 필드(adaptation field)의 크기를 결정한다.Determine the size of stuffing, pointer, section, and adaptation field.
-PCI I/O를 통한 사용자 데이타 형태를 결정한다.Determine the type of user data over PCI I / O.
상기 CRC 처리부(50)는 CRC 코드 발생을 위해 아래 식 1과 같은 다항식을 사용하여 코드를 발생시킨다.The
<식 1><Equation 1>
x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1
상기 인터페이스부(90)는 도 4에 도시된 바와 같이 PC를 통해 입력되는 파라미터 값을 입력받기 위한 PCI I/O 인터페이스부(91)와;The
PC가 아닌 타 제어장치에서 입력되는 파라미터 값을 입력받기 위한 PCI 제어부(92)와;A
상기 각 인터페이스부(91, 92)를 통해 입력된 각종 파라미터 값을 선택적으로 출력하기 위한 다수의 먹스(Multiplexer)(93)와;A plurality of
NIT 데이타를 저장하기 위한 NIT 용 파이포(94)와;A pipette 94 for NIT for storing NIT data;
사용자 데이타를 저장하기 위한 사용자 용 파이포(95); 및User pipo 95 for storing user data; And
상기 각 파이포(94, 95)의 상태를 저장하는 상태 레지스터(96)를 포함하여 구성된다.And a
상기와 같이 구성된 인터페이스부(90)에서는 제어 레지스터 정보를 입력하는 외부 포트를 이용하여 PCI I/O 버스 및 일반 데이타 버스를 선택 가능하다.The
호스트 데이타(개인용 컴퓨터에서 입력되는 제어, 참조 및 다중화 스트림데이타에 삽입되는 데이타)에는 다중화 장치 제어 및 파라미터 데이타와 EMM, ECM, NIT 및 기타 사용자 데이타가 있다.Host data (data input into control, reference, and multiplexed stream data input from a personal computer) includes multiplexing device control and parameter data and EMM, ECM, NIT, and other user data.
호스트는 EMM, ECM, NIT 및 기타 사용자 데이타 인터페이스 시 파라미터 생성부(30) 내에 존재하는 제어 레지스터를 참조하여 현재 데이타 인터페이스가 가능한지를 점검하며, 어떠한 정보를 전달하는지를 먼저 상기 제어 레지스터에 지정한다.The host checks whether the current data interface is possible by referring to the control register existing in the
그리고 상기 각 버퍼에서 NIT 용 파이포(94)는 PSI 정보 중 NIT 데이타가 다른 호스트 데이타와는 달리 주기적 트랜스포트 스트림데이타 발생을 위한 정보이기 때문에 특별하게 설계해야 함이 요구되며, 사용자 용 파이포(95)는 NIT 데이타를 제외한 모든 호스트 데이타를 인터페이스 한다.In each of the buffers, the NIT pipeo 94 is required to be specially designed because the NIT data of the PSI information is information for generating periodic transport stream data, unlike other host data. 95) interfaces all host data except NIT data.
상기와 같이 구성된 본 발명의 다중화 장치의 동작 과정은 각 레이트 제어부(10, 20)를 통해 인코더 장치로 부터 데이타가 입력되면, 다중화 제어부(40)에서 파라미터 생성부(30)에 저장되어 있는 각종 파라미터들을 참조하여 상기 입력된 데이타가 스트림으로 생성되는데 있어 필요로 되는 데이타 및 제어 신호를 생성한다.In the operation process of the multiplexing apparatus of the present invention configured as described above, when data is input from the encoder apparatus through each
그런다음 상기 데이타는 트랜스 포트 스트림 데이타 발생부(60)로 입력되어 상기 제어 신호의 제어하에 출력 스트림으로 변환되며, 변환된 트랜스 포트 스트림 데이타는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 버퍼(70)에 일시 저장되었다가 일정율의 출력을 위하여 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부(80)의 요구에 따라서 데이타를 출력하게 된다.Then, the data is input to the transport stream data generator 60 and converted into an output stream under the control of the control signal, and the converted transport stream data is temporarily stored in the transport stream
이처럼 트랜스포트 스트림 데이타 출력 버퍼(70)에서 데이타가 일정 율에 따라 입력되면 이 데이타는 트랜스포트 스트림 데이타 출력 레이트 제어부(80)의 제어를 통해 외부로 전송된다.As described above, when data is inputted in the transport stream
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 ISO/IEC 13818 - 1 엠펙의 시스템부 구현으로서 2개의 프로그램을 동시에 다중화 할 수 있으며, PCI I/O버스를 내장하고 있기 때문에 개인용 컴퓨터에 바로 연결할 수 있는 잇점을 수반한다.As described in detail above, the present invention is an implementation of the system part of ISO / IEC 13818-1 MPEG, which can multiplex two programs at the same time, and has a built-in PCI I / O bus, so it can be directly connected to a personal computer. Entails.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is disclosed for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and modifications belong to the following claims You will have to look.
Claims (7)
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