KR100306686B1 - 리얼타임오디오패킷레이어인코더 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 패킷 인코더는 2s개의 가능한 시스템 상태를 정의하는 S-bit 출력 신호를 제공하는 상태 기계; 헤더 데이터와 압출 오디오 데이터의 다양한 소스; 및 멀티플렉서를 포함한다. 상태 기계의 출력 비트 중 N 개의 비트(N＜S)는 멀티플렉서를 직접 제어하기 위해 결합되어져 있다. 이러한 제어 상태하에서, 상기 멀티플렉서는 소정의 프로토콜에 따라 헤더와 압축 음성 데이터를 결합하여 패킷을 형성한다. 상태 기계의 각각의 상태는 N 비트들이 상태 디코더의 개입없이 멀티플렉서를 제어하도록 선택되어진다.

Description

리얼 타임 오디오 패킷 레이어 인코더
고화질 TV(HDTV)는 일반적으로 제한된 밴드폭, 호환성 및 비용내에서, 고화질 비디오, 스테레오 사운드 및 보조 데이터를 제공하는 시스템들을 기술하기 위해 사용되어진다.
HDTV의 주요 관심사는 고해상도 신호를 디지털화하고, 디지털 신호를 표준 TV 채널에 맞추기 위해 압축하고, 이 압축된 디지털 신호를 소정의 제한 규정내에서 6MHz 채널로 전송하는 것이다. 고해상도 신호는 비디오, 오디오 및 데이터 요소들로 분리되어진다. 각각의 요소는 다른 요소들로부터 분리되어 압축되고, 인코드 된다.
현 방식에서의 오디오 디지털 신호의 압축과 인코딩을 MPEG 표준에 근거하여 서술한다. MPEG은 디지털 저장 매체에 저장된 동화상(moving pictures) 및 관련 오디오를 코드로 표현하기 위해 국제 표준 협회의 동화상 전문가 그룹에 의해 개발된 국제 표준이다.
오디오 처리 기능은 위성이나 다른 전송 매체를 통하여 최종적으로 지상으로 전송되는 압축 오디오 신호를 제어한다. 오디오 처리 기능은 CCS 오디오 프러덕트사로부터 입수할 수 있는 CCS-CDQ-2000 압축기와 같은 프레임 인코더로부터 일련의 압축된 오디오 프레임들을 받아들인다. 프레임 인코더는 오디오 MPEG 신호를 소망의 출력 품질에 따라 56 내지 384Kbps의 범위내에서 사용자가 선택할 수 있는 출력 디지털 비트 레이트로 제공한다. 오디오 처리기는 비트 스트림을 바이트폭의 디지털 신호로 변환시키며, 알맞은 헤더 정보를 삽입하여 MPEG 패킷을 생성하고 이 패킷을 전송한다. 오디오 처리기는 클록과 타이밍 발생기, 프레임 동기 장치, MPEG 패킷 인코더, 전송 처리기와 출력 버퍼를 포함한다. 본 발명은 프레임 동기 장치로부터 제공되는 바이트폭의 디지털 신호를 MPEG 전송 패킷으로 인코드하는 MPEG 패킷 인코더와 관련이 있다.
MPEG 패킷 인코더는 헤더 정보를 디지털 오디오 데이터 신호에 결합시키는 멀티플렉서와 헤더 정보를 공급하는 회로 및 멀티플렉서에 대해 헤더 정보의 입력을 제어하는 상태 기계 또는 시퀀스 제어기를 포함한다.
본 발명은 2s개의 가능한 시스템 상태를 정의하는 S-bit 출력 신호를 제공하는 상태 기계; 헤더 데이터와 압축 오디오 데이터의 다양한 소스; 및 멀티플렉서를 포함하는 패킷 인코더에 관한 것이다.
상태 기계의 출력 비트 중 N 개의 비트는 (N＜S) 멀티플렉서를 직접 제어하기 위해 결합되어져 있다. 이러한 제어 상태하에서, 상기 멀티플렉서는 소정의 프로토콜에 따라 헤더와 압축 음성 데이터를 결합하여 패킷을 형성한다. 상태 기계의 각각의 상태는 N 비트들이 상태 디코더의 개입없이 멀티플렉서를 제어하도록 선택되어진다.
제1도는 본 발명에 따른 다른 리얼 타임 오디오 MPEG 패킷 레이어 인코더의 실시예를 나타내는 블록도.
제2도는 MPEG 패킷 시퀀스 제어기의 실시예를 나타내는 블록도.
제3도는 상태 기계의 구체적인 실시예.
제4도와 제5도는 패킷 시퀀스 제어기내의 상태 기계에 대한 “버블(bubble)”상태도.
제6도는 타임 스탬프되어진 최초의 패킷에 대한 MPEG 패킷 레이어 인코더의 타이밍도.
제7도는 타임 스탬프 되어진 후속 패킷에 대한 MPEG 패킷 레이어 인코더의 타이밍도.
프레임 동기 장치는 바이트폭의 데이터 신호로 배열된 프레임을 지연 회로를 통해 멀티플렉서에 제공한다. 지연 회로는 소정의 수(예를 들면 8 바이트)의 정보가 프레임 헤더로서 데이터 신호에 삽입되도록 이 데이터 신호를 지연시킨다. 헤더 정보의 부분은 인코딩 세션(session) 이전에 계산이 되어 저장 매체에 저장될 수 있다. 프레임 동기 장치는 프레임 개시 신호를 패키지 시퀀스 제어기(package sequence controller)에 공급한다. 이 프레임 개시 신호에 응답하여, 패키지 시퀀스 제어기는 제어 신호들을 발생하여, 저장 매체로부터의 헤더 정보를 데이터 신호에 삽입하는 처리를 제어하고, 멀티플렉서의 동작을 제어한다. 이 패키지 시퀀스 제어기는 멀티플렉서나 다른 회로를 직접 제어하기 위해 미리 정의된 각각의 상태를 갖는 상태 기계를 포함한다.
제1도는 본 발명의 실시예들을 포함하는 오디오 인코더의 블록도이다. 제1도에 있어서, CCS-CDQ-2000과 같은 프레임 인코더(1)로부터 직렬 데이터 입력신호와 비트 레이트 클록 신호가 프레임 동기화기 및 직렬/병렬 변환기(2)로 공급된다. 상기 CCS-CDQ-2000은 16 비트 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 오디오 신호를 48Ksps(kilo samples per second)의 속도로 샘플링하여 아날로그 오디오 신호를 등가인 디지털 신호로 변환한다. 이 디지털화된 오디오 신호는 ISO MPEG 레이어 2 알고리즘(MUSICAM)을 이용하여 압축되어, 그 결과 얻어진 디지털 신호는 V.35, X.21 또는 RS422 디지털 출력부를 통해 출력된다. 이 출력의 디지털 비트 레이트는 소망의 출력 품질에 따라서 56 내지 384 Kbps의 범위내에서 사용자가 선택할 수 있다.
직렬 데이터 입력 신호의 프레임 길이와 데이터 레이트(data rate)는 가변적이며, CCS-CDQ-2000의 구성에 따라서 결정된다. 일반적인 프레임 구간은 256Kbps로 발생하는 직렬 비트 스트림으로 압축된 24msec의 연속적인 리얼 타임 오디오 신호를 포함한다. 이 MPEG 오디오 프레임은 16 비트 오디오 프레임 싱크 (sync) 워드(프레임 개시 코드)를 포함한다. 더욱이, 전송된 MPEG 오디오 프레임은 비트 할당과 스케일 인자(scale factors)를 서술하는 보조 정보 및 양자화된 오디오 값을 포함하고 있다. 상기 보조 정보와 양자화된 오디오 값은 디코더가 오디오 정보를 재생하는데 필요하다.
프레임 동기 장치(2)와 인코더(9)는 직렬 데이터를 재정렬하고 예를 들어, 헤더 데이터를 추가하여, CDQ-2000 디지털 출력 신호를 MPEG 패킷 프로토콜에 적합시킨다. 프레임 동기 장치(2)는 CCS-CDQ-2000 오디오 인코더(1)로부터 직렬데이터 입력 신호를 받아들인다. 프레임 동기 장치(2)는 CDQ-2000 출력 신호로부터 바이트폭(8 비트 바이트)의 데이터 스트림을 생성하며, 이 데이터 스트림은 오디오 프레임 싱크 워드의 시작과 일치된 바이트 경계를 갖는다. 더욱이, 프레임 동기 장치(2)는 바이트-레이트 클록과 오디오 프레임 동기 펄스를 생성하며, 이 오디오 프레임 동기 펄스는 1 비트-레이트 오디오 클록 기간의 길이로, 오디오 프레임의 제1 바이트 기간 동안 바이트 클록의 양의 천이(transition)에 걸친다.
프레임 동기 장치(2)에서 나온 데이터는 패킷 인코더(9)에 인가된다. 인코더(9)는 압축 오디오 데이터에 가변적인 헤더 정보와 타이밍 정보를 추가한다. 인코더(9)는 보상 지연기(compensating delay; 3), 보조 정보 및 헤더의 소스((4) 및 (6)), 데이터를 결합하는 멀티플렉서(5), 및 인코더(9) 내의 처리 소자 각각을 조정하는 제어기(7)를 포함한다.
페킷 인코더(9)는 프레임 동기 장치(2)에서 나온 바이트폭 형태(format)로 오디오 프레임들을 받아들인다. 인코더(9)에서 데이터와 헤더 정보의 전달은 비트레이트 클록의 제어 하에서 이루어지며, 이 비트 레이트 클록은 어떠한 데이터 레이트에 대하여도, 바이트폭 데이터 레이트의 8 배의 속도를 갖는다. 바이트폭 데이터 스트림의 전달은 2단 보상 지연기(3)를 통해 버퍼링된 후, 멀티플렉서(5)에 공급된다. 지연기(3)는 연속적인 데이터 흐름을 받아들이는 동시에 이 실시예에서 16 헤더 바이트까지 바이트폭 데이터 스트림에 삽입시키는 시간을 멀티플렉서(5)에 제공하기 위해 포함되어 있다. 정보 바이트들(헤더 바이트들)은 상기 데이터 신호에 존재하는 프레임 개시 코드 앞에 삽입된다.
프레임 동기 장치(2)는 프레임의 개시가 검출된 것을 나타내기 위해 오디오 싱크 펄스나 프레임 개시 신호를 패키지 시퀀스 제어기(7)에 제공한다. 시퀀스 제어기(7)는 멀티플렉서(5)와 헤더 회로(6) 및 전송 처리기(8)를 제어하는 출력 제어 신호들을 생성한다.
제2도는 대표적인 시퀀스 제어기를 도시한다. 이 시퀀스 제어기(7)는 상태 기계(22)와 패킷의 타임 스탬핑(time-stamping)을 제어하는 회로(TSHIFT; 23), 및 각 패킷내에 포함된 프레임 수를 계산하는 회로를 포함하고 있다(FRCOUNT; 23). 회로 TSHIFT(23)는 16 대 1의 멀티플렉서(25)와 카운터(26)를 포함하고 있다. 카운터(26)는 랩-어라운드(wrap-around)로 동작하는 업-카운터(up-counter)이다. 카운터(26)는 상태 기계(22)에 의해 제공된 신호(TSPS)에 응답하여 카운트 값을 증가시킨다. 신호(TSPS)는 각 오디오 패킷의 끝을 지시한다. 카운터(26)는 16 대 1인 멀티플렉서(25)의 제어 입력 포트에 패킷 카운트를 나타내는 카운터 신호(counter signal; CS)를 제공한다. 16 대 1의 멀티플렉서(25)는 사용자에 의해 기 설정된 16 개의 신호를 16 개의 스위치에서 받아들인다. 이 신호들은 마이크로프로세서의 제어하에서 발생될 수 있다. 16개의 신호들은 어떠한 패킷(예를 들어, 하나 걸러, 3개 걸러 또는 모든 패킷)이 타임 스탬핑 될 것인지를 결정하는 “패턴”을 형성하게 된다. 16 대 1 멀티플렉서(25)는 “패턴”과 타임 스탬프가 다음 패킷내에 포함되어야 하는지를 나타내는 패킷 카운트에 근거하여 신호(TS)를 발생한다.
부가회로인 FRCOUNT(24)는 패킷내에 포함된 프레임 수를 카운트하고, 그 카운트 값을 소망의 값(본 예에서, 일조의 스위치(31)에 설정된 값)과 비교하고, 그 두 개의 값이 일치될 때를 신호(IMAX)를 통해 상태 기계(22)에 통보한다. FRCOUNT(24)는 상태 디코더(29), 5 비트 카운터(28), 및 비교기(27)를 포함한다. 상태 디코더(29)는 상태 기계(22)의 상태를 감시하고 START CODE 1(SC1)과 INCREMENT(INC)로 표시되는 두 가지의 상태를 인식하도록 배치된다. 상태 SC1은 새로운 패킷의 시작을 나타내며, 디코더(29)는 이 상태에 응답하여 카운터(28)를 소정의 값(예를 들어 “0”)으로 재설정한다. 상태 INC는 현재 프레임의 끝을 나타내며, 디코더(29)는 이 상태를 인식하면 카운터(28)의 값을 한 단위 증가시킨다.
상태 기계(22)는 멀티플렉서(5)에 조정하여, 패킷 조립중 임의의 주어진 시간에 적절한 입력 신호를 통과시킨다. 대표적인 상태 기계는 제3도에 나타나 있다. 이러한 상태 기계에서, 유니트(51)(예를 들면, Programmable Array Logic Unit)는 프레임 동기 장치에서 나온 P 비트폭의 제어 신호와 자신의 N 비트폭의 출력 신호에 의해 주소가 지정된다. 다음 상태 기계(22)는 N 비트폭의 출력 신호를 발생한다. 이 신호는 유니트(51)에 부분적인 어드레스로서 피드백(feedback)되어 진다. 유니트(51)에 의해 제공된 출력의 N-M 비트는 멀티플렉서(5)의 제어 입력포트에 연결된다. 나머지 M 비트는 OR 게이트(OR gate)(50)에 의해 분석되며, 이 OR 게이트(50)는 유효 데이터가 멀티플렉서를 현재 통과중인 경우 제 1 출력 상태를 나타내고, 그 외에는 제2 상태를 나타낸다.
OR 게이트(50)의 출력은 다른 DATA ENABLE & CONTROL 신호들과 함께 전송 처리기(8)에 제공되어진다. 이 신호들은 멀티플렉서(5)로부터의 출력이 패킷의 일부분인지 또는 무시되는 출력인지, 및 패킷의 개시점과 종료점을 나타낸다.
Programmalbe Array Logic Unit에서 나온 N 비트폭의 신호는 FRCOUNT 회로(24)에 공급되어진다. 전에 설명했듯이, 이 회로는 각 패킷내에 있는 프레임 수들을 카운트한다. 카운트된 프레임 수가 소정의 고정된 수와 같을 때, FRCOUNT 회로(24)는 신호(IMAX)를 상태 기계에 보내어 패킷이 채워졌고 새로운 패킷이 시작되어야 한다는 것을 나타낸다.
제4도는 제어기에 대한 상태 “버블(bubble)”을 나타낸다. 각 버블은 상태 기계의 각 상태를 나타낸다.
상태 기계로부터 나온 각각의 출력을 디코딩할 필요성을 피하기 위해, 그 기계의 하위 상태 비트들이 멀티플렉서를 직접 제어하기 위해 사용되도록 선택된다. 제5도는 제4도의 상태 이름이 치환되어 각각의 상태를 나타내는 이진 등가치를 나타내고 있다. 상태 기계는 멀티플렉서와 관련은 없으나 다른 회로를 제어하는 추가 제어 상태뿐만 아니라 멀티플렉서에 입력되는 각 입력 신호에 대해 이진수로 표현된 상태를 정의하고 있다. 상태들은 소망의 멀티플렉서 동작에 따라 선택된다. 본 발명의 실시예에 있어서는, 4 개의 LSB(least significant bits)가 멀티플렉서를 직접 제어하기 위해서 사용된다. 다른 상태들을 정의하는 추가 비트들은 “WATT” 구간을 정하거나, FIFO를 초기화하거나, 카운터(26)를 증가시키는 보조 시스템 기능들을 수행하기 위해 포함된다. 그러나, 멀티플렉서 제어와 관계되는 상태들은 특정되지 않은 것을 알게될 것이다. 4개의 LSB들은 MSB들이 모두 0 일때, 단지 멀티플렉서 제어에만 인가된다. 상태(132)에서, 멀티플렉서는 1000개의 LSB의 조합에 의해 결정되는 데이터를 통과시키며, 이 데이터는 패킷 형성과는 관련이 없다.
멀티플렉서의 동작과 관련한 규격 외의 상태(extra states)를 수용하기 위해서, 모든 MSB는 OR 연산되어 인에이블/디스에이블(enable/disable) 신호가 생성된다. 인에이블/디스에이블 신호는 멀티플렉서에 의해 통과되는 데이터가 유효이면 “1”을 나타내고, 무효이면 “0”을 나타낸다. 이 인에이블/디스에이블 신호는 멀티플렉서로부터의 데이터와 함께 전송 처리기로 전달되어진다. 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 회로를 제어하고 상태들을 정의하기 위해 비트들의 위치와 수를 변경시킬 수 있다.
시스템 시동(start-up)시, 상태 기계의 초기상태는 RESET[131]이며, 프레임 동기 장치(2)로부터의 유효 프레임 싱크 신호(/ASW)가 수신될 때까지 이 상태를 유지한다. 일단 /ASW가 검출되면, 그 시스템은 DELAY[132]와 FIFO[133] 상태를 통과하게 된다. 이 시간 동안에 적절한 DATA ENABLE 과 CONTROL 신호가 전송 처리기에 연결되며, 적절한 입력 데이터가 멀티플렉서를 위해 준비된다.
초기화 이후, 상태 기계는 START CODE1 [134], START CODE2[135] 및 START CODE3[136] 상태를 통과함으로서 패킷 조립을 시작한다. 상기 상태들은 멀티플렉서를 제어하여 헤더 정보 소스 회로(4)로부터 패킷 시작 코드의 3 바이트를 연속적으로 선택한다. 다음 상태인 STREAM ID[137]는 헤더 정보 소스 회로(4)로부터 나은 서비스 식별자(Service Identifier; SID)를 전달하기 위해 멀티플렉서를 조정하여, 결과적으로 패킷이 오디오, 비디오 또는 디지털 신호들을 포함하고 있는지를 지시한다. PACKET LENGTH 1[138]과 PACKET LENGTH 2[139]는 패킷당 프레임 및 프레임 크기를 기반으로 패킷의 길이를 바이트 형태로 나타내는 2 바이트를 포함하는 상태들이다. 이 데이터는 헤더 검색 테이블(6)에 의해 제공되며, 상태(138)와 상태(139) 동안에 멀티플렉서(5)에 의해 통과된다. 다음, 멀티플렉서(25)로부터의 신호(TS) 상태에 따라, 상태 기계는 멀티플렉서(5)를 조정하여 DATA ID 상태[146]에 있을 때 1개의 추가 헤더 바이트를 삽입하거나, 타임 스탬프 상태(TIME STAMP 1[140], TIME STAMP 2[141], TIME STAMP 3[142], TIME STAMP 4[143], 및 TIME STAMP 5[144])를 통과하는 동안 5개의 추가 바이트를 삽입한다. 마지막으로, 시스템은 DATA 상태[145]로 이행하고, 멀티플렉서(5)를 조정하여 오디오 디지털 데이터 신호로부터의 데이터를 통과시킨다. 일 데이터 바이트가 삽입된 후, 시스템은 WAIT(대기) 상태로 이행하고, 또 다른 데이터 바이트가 래치(latch)에 준비될 때까지 그 상태를 유지한다. 새로운 프레임이 시작되면, 시스템은 START CODE1 상태로 이행된다. 그 외에는, 상기 시스템은 WAIT 상태에서 대부분의 시간을 소비하지만, WAIT 상태와 DATA 상태 사이를 교대(alternate)한다. 데이터가 1/8 비트 레이트 클록으로 도착한다는 사실을 상기해야 한다.
제6도와 제7도는 패킷 조립에 사용되는 제어 신호들의 상관 관계를 도시한다. 좀 더 상세하게는, 제6도와 제7도에서 SAC는 직렬 입력 데이터의 비트 레이트 클록(bit-rate clock)을 나타내며, BYCE는 바이트 레이트 클록(byte-rate clock)을 나타내고, PAC는 바이트 클록을 나타내며, /ASW는 프레임 개시 신호를 나타낸다. STATE는 시퀀스 제어기의 현재 상태를 나타낸다. TSPS는 상태 기계에 의해 회로(TSHIFT)에 제공된 신호로, 각 오디오 패킷의 끝을 표시한다.
제6도에서, 시점 T0 에서 상태 기계의 초기상태를 RESET 상태로 가정한다. 최초의 유효 프레임 개시 신호를 검출하면, 프레임 동기 장치는 시점 T1 에서 신호(/ASW)를 발생하여, 시점 T2 에서 DELAY 상태 및 시점 T4 에서 FIFO 상태인 시퀀스 제어기를 트리거시켜 초기화를 수행한다. 초기화된 시퀀스 제어기는 제어 정보를 전송 처리기에 전달한다. 제5도에서 도시된 바와 같이, DELAY 상태와 FIFO 상태에 대한 상태 기계의 출력은 5 번째 비트에서 “1”을 가지고 있다. 그러므로 인에이블/디스에이블 신호는 “1”이며 멀티플렉서(5)에 연결된 회로는 멀티플렉서(5)에 의해 동시에 통과된 데이터를 무시하도록 제어된다. 이 시점에서 DATA 바이트는 구간(T2 내지 T10) 동안에 지연기의 제1 래치내로 클록된다. 시점 T6에서, 인에이블/디스에이블 신호가 로우(low)로 되어, 멀티플렉서(5)에 연결된 회로를 인에이블 시켜 멀티플렉서(5)에 의해 통과된 데이터를 사용할 수 있도록 한다.
시점 T6 에서 SC1(START CODE 1) 상태로 표현된 상태가 되면, 시스템은 헤더 정보의 삽입을 시작한다. 시퀀스 제어기는 헤더 바이트의 나머지 바이트를 데이터 스트림내로 계속해서 삽입(비트 클록 레이트로)한다. 시점 T8에서, SC2 상태로 되고, START CODE 2 데이터가 결합된다. 시점 T10에서, SC3 상태로 되고, START CODE 3 데이터가 결합된다. 시점 T12에서, SID 상태로 되고, STREAM ID 데이터가 결합된다. 시점 T14에서, PL1 상태로 되고, PACKET LENGTH 1 데이터가 결합된다. 시점 T16에서, PL2 상태로 되고, PACKET LENGTH 2 데이터가 결합된다
이 실시예에서, 타임-스탬핑이 선택되었다. 그러므로, 시점 T18, T20, T22, T24 및 T26에서, 각각 TS1, TS2, TS3, TS4 및 TS5 상태가 된다. 이러한 5 상태들동안, 모듈러 R 카운터(modulo R counter)로부터 샘플링된, 비디오 시스템 클록을 카운트하는 33 비트의 타임 코드 및 8 비트단위의 5 바이트로 파싱된(parse) 7 개의 고정 마커 비트(fixed marker bits; MPEG 표준에 설명됨)가 오디오 패킷내에 결합된다. 이 삽입기간(T17 내지 T26) 동안에, 데이터 바이트는 지연기의 제2 래치로 이동한다. 일단 헤더 바이트들이 삽입되면, 시점 T28의 데이터 상태에서 데이터 바이트가 상기 제2 지연기 래치로부터 판독되어 상기 패킷에 삽입된다. 바이트 폭의 데이터가 SAC 클록 레이트의 1/8 레이트로 시스템에 유입되기 때문에, 몇 개의 클록 사이클 동안에 이용할 수 있는 추가 데이터는 없다. 시점 T30에서 상태기계는 WAIT 상태로 되고, 시점 T35에서 BYCE에 의해 새로운 바이트가 지시될때까지, 매 8개의 비트-레이트 클록 사이클마다 상기 지연기 래치로부터 일 바이트의 데이터를 추출한다. WAIT 상태에서, 멀티플렉서는 상태 기계로부터 관련 신호들을 수신하지 못한다.
신호(/ASW)에 의해 표시된 바와 같이 새로운 프레임이 검출되면, 상태 기계는 제4도의 시점 T2에 도시된 바와 같이 INC 상태를 통과하게 된다. INC 상태동안, 시점 T4의 DATA 상태에서 지연기의 제 2 래치 내에 있는 데이터 바이트가 전송되기 전에, FRCOUNT 내에 있는 프레임 카운터가 증가된다. 지연기의 래치로 인해, 시스템은 새로운 패킷을 개시하기 전에, 이전 프레임의 마지막 바이트를 반드시 전송해야 한다. 프레임 카운터가 소망하는 프레임 개수가 패킷내에 포함되어 있음을 표시하면, 상태 기계는 SC1(START CODE 1) 상태로 되어 새로은 MPEG 패킷을 개시한다. 만약 그렇지 않다면, 상태 기계는 WAIT 상태로 복귀하고, 현재 패킷내에 다음 프레임을 포함시킨다.
제7도는 후속 패킷이 조립되어야할 때의 인코더 동작을 도시한다. 오디오 MPEG 레이어 패킷은 정수개의 오디오 프레임들로 구성되므로, 제어기는 새로운 패킷의 시작점을 알기 위하여 유입되는 데이터를 계속해서 감시해야 한다. 일단 필요한 개수의 프레임이 패킷내로 삽입되면, 제어기는 프레임 개시 신호(/ASW)를 감시한다. 지연기 때문에, 시점 T4 에서 제 1 DATA 상태로 도시된 바와 같이 헤더가 삽입이 되기 전에, 현재 패킷의 최후 바이트가 제 2 파이프라인 래치로부터 판독되어야 한다. 다음, 시퀀스 제어기는 제6도에서 행해진 것처럼(시점 T6에서 시작하여, 시스템은 상태 SC1, SC2, SC3, SID, PL1, PL2, TS1, TS2, TS3, TS4 및 TS5를 통과함), 헤더 생성을 즉시 개시한다. 시점 T28에서 헤더가 완료될 때, 제 1 데이터 바이트를 제 2 래치에서 얻을 수 있다. 제6도와 동일하게, 시점 T28에서 DATA 상태가 되고, 제 1 데이터가 결합된다. 시점 T30에서 WAIT 상태가 되어, 래치 2에서 이용 가능한 제 2 데이터 바이트가 시점 T36에서 전송될 때까지 유지된다.
본 발명의 상태 기계는, 지연기가 없는 경우 최대 8 바이트까지 수용이 되는 데이터 스트림으로 16 헤더 바이트가 삽입되는 것을 허용한다. 그러나, 지연기는 8 개의 헤더 바이트 이상을 요구하지 않는다. 8 개의 헤더 바이트보다 적은 바이트가 요구되면, 제어기는 상기 헤더가 구성된 후 WAIT 상태를 도입할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제어기는 지연 회로에 존재하는 2 개의 래치를 통하여 전송될 데이터를 기다릴 수 있다.
헤더 바이트들의 요소 중 하나는 전체 패킷의 길이를 식별하는 2 바이트 문자열(sequence)이다(PACKET LENGTH 1과 PACKET LENGTH 2). 이 수는 고정이 되어있지 않으며, 패킷에 따라 달라진다. 패킷이 타임-스탬프 정보를 포함하는지 여부, 패킷당 프레임 수, 및 프레임당 바이트 수와 같은 몇몇 항목(items)이 패킷의 길이를 결정한다. 일반적으로 이러한 값들은 임의 주어진 인코딩 과정 중에는 고정되지만, 변할 수도 있다.
본 발명에서는, CCS-CDQ-2000은 8 개의 가능한 프레임 길이를 가지고 있다. 이것은 3 비트에 의해 표현된다. 본 발명의 실시예에서, 패킷당 프레임 수는 5 비트에 의해 표현될 수 있는 28프레임까지를 허용한다. 두 개의 가능한 타임-스템프 옵션(타임 스탬프를 선택하는 경우와 선택하지 않는 경우)은 1 비트에 의해 표현된다. 그러므로 2(3+5+1)= 512 개의 유효한 조합이 있다. 실시간으로 이러한 값을 계산하려면 대규모의 회로가 요구된다. 따라서, 가능한 패킷 크기의 조합에 대한 계산을, 인코딩 전에 한번 수행하여 저장한다. 본 발명에서, 제1도의 헤더검색 테이블(6)로 도시된 2개의 512 바이트 ROM이 패킷 크기의 상위 바이트와 하위 바이트를 저장한다. 패킷 크기를 결정하는 모든 변수들이 헤더 검색 테이블(6)에서 부호화되고, 멀티플렉서(5)는 그 결과를 직접 이용할 수 있도록, 패킷 헤더내로 편입된다.

Claims (9)

  1. 프레임 개시 코드를 각각 구비한 복수의 오디오 프레임내에서 발생하는 압축 오디오 데이터를 소정의 프로토콜에 따라서 데이터 패킷으로 포매팅하는 장치에 있어서, 상기 압축 오디오 데이터 및 관련 타이밍 신호의 소스(2); 서비스 형태 데이터 및 타이밍 데이터를 포함하는 각 패킷 헤더 데이터의 소스(4와 6); 상기 헤더 데이터의 각 소스(4와 6) 및 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2)에 각각 연결되는 신호 입력 포트, 멀티플렉서 제어 신호를 인가하기 위한 N-비트 제어 입력 포트, 및 출력 포트를 구비한 멀티플렉서(5); 입력 포트 및 가능한 시스템 출력 상태를 정의한 S 비트 출력 신호를 제공하는 출력 포트를 구비한 상태 기계(22); 상기 S 비트의 출력 신호 중 S-N의 나머지 비트에 응답하여 인에이블/디스에이블(enable/disable) 신호를 생성하는 수단(52); 및 상기 멀티플렉서(5)의 출력 포트에 연결되고, 상기 인에이블/디스에이블 신호에 의하여 제어되는 이용 수단(utilization means; 8)을 구비하고, 상기 S와 N은 정수이고, S는 N보다 크며; 상기 상태 기계(22)의 출력 포트로 부터의 S 비트는 관련 타이밍 신호와 결합(combined)되고, 상기 상태 기계(22)의 입력 포트에 연결되며; 상기 S 비트 출력 신호 중 N 비트가, 상기 프로토콜에 따라서 헤더 데이터와 오디오 데이터를 통과시키도록 상기 멀티플렉서(5)를 제어하기 위하여 상기 멀티플렉서(5)의 제어 신호 입력포트에 연결되는 포매팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인에이블/디스에이블 신호를 생성하는 수단(52)이 비교기(52)를 구비하는 포매팅 장치.
  3. 프레임 개시 코드를 각각 구비한 복수의 오디오 프레임내에서 발생하는 압축 오디오 데이터를 소정의 프로토콜에 따라서 데이터 패킷으로 포매팅하는 장치에 있어서, 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2); 서비스 형태 데이터 및 타이밍 데이터를 포함하는 각 패킷 헤더 데이터의 소스(4와 6); 상기 헤더 데이터의 각 소스(4와 6) 및 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2)에 각각 연결된 신호 입력 포트, 멀티플렉서 제어 신호를 인가하기 위한 N-비트 제어 입력 포트, 및 출력 포트를 구비한 멀티플렉서(5); 상기 멀티플렉서(5)의 출력 포트에 연결된 이용 수단(8); 가능한 시스템 출력 상태를 정의한 S 비트 출력 신호를 제공하는 상태 기계(22); 상기 상태 기계의 소정 상태에 응답하여, 상기 포매팅 장치가 수신한 프레임수를 카운트하는 수단(28 및 29); 및 비교수단을 포함하고, 상기 카운트 값이 소정의 설정값과 동일할 때 상기 상태 기계(22)를 소정 상태로 설정하는 수단(27)을 포함하고, 상기 S와 N은 정수이고, S는 N보다 크며; 상기 S 비트 출력 신호 중 N 비트가, 상기 프로토콜에 따라서 헤더 데이터와 오디오 데이터를 통과시키도록 상기 멀티플렉서(5)를 제어하기 위하여 상기 멀티플렉서(5)의 제어 신호 입력포트에 연결되는 포매팅 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상태 기계의 소정 상태에 응답하는 수단은, 상기 상태 기계(22)로부터의 S 비트 출력 신호에 연결되어 상기 상태 기계(22)의 상태를 디코드하고, 상기 상태 기계(22)의 상태에 기초하여 제어 신호를 생성하는 상태 디코더(29); 및 상기 제어신호에 응답하여 상기 멀티플렉서(5)에 수신된 프레임 수의 카운트값을 제공하고, 사전 설정값(preset value)과 비교하기 위한 카운트 신호를 생성하는 카운터(28)를 구비하는 포매팅 장치.
  5. 프레임 개시 코드를 각각 구비한 복수의 오디오 프레임내에서 발생하는 압축 오디오 데이터를 소정의 프로토콜에 따라서 데이터 패킷으로 포매팅하는 장치에 있어서, 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2); 서비스 형태 데이터 및 타이밍 데이터를 포함하는 각 패킷 헤더 데이터의 소스(4와 6); 상기 헤더 데이터의 각 소스(4와 6) 및 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2)에 각각 연결된 신호 입력 포트, 멀티플렉서 제어 신호를 인가하기 위한 N-비트 제어 입력 포트, 및 출력 포트를 구비한 멀티플렉서(5)-여기서, 멀티플렉서(5)의 출력 포트에서 제공되며, 압축 오디오 데이터 및 헤더 데이터를 포함하는 데이터의 소정 구간은 패킷으로 지명(designate)되고, 각 패킷은 패턴에 따라 상기 헤더 데이터내에 타이밍 데이터를 구비함-; 상기 멀티플렉서(5)의 출력 포트에 연결된 이용 수단(8); 가능한 시스템 출력 상태를 정의한 S 비트 출력 신호를 제공하는 상태 기계(22); 상기 상태 기계(22)의 특정 상태에 응답하여 상기 특정 상태가 발생할 때마다 증가되는 카운트 값을 생성하는 카운터(26); 및 상기 상태 기계(22)를 조절하여, 타이밍 데이터를 구비하거나 또는 구비하지 않은 각 패킷에 포함된 헤더 데이터에 의해 판정되는 소정의 교호로 발생하는 상태를 상기 패턴에 따라서 나타내도록 하는, 상기 카운트 값에 응답하는 수단(25)을 구비하고, 상기 S와 N은 정수이고, S는 N보다 크며; S 비트 출력 신호 중 N 비트가, 상기 프로토콜에 따라서 헤더 데이터와 오디오 데이터를 통과시키도록 상기 멀티플렉서(5)를 제어하기 위하여 상기 멀티플렉서(5)의 제어 신호 입력포트에 연결되는 포매팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 카운트 값에 응답하는 수단(25)은, 어떤 패킷이 소정의 교호로 발생하는 상태를 나타내는지 표시하기 위해 상기 패턴으로 배열된 복수의 0과 1값(30); 및 상기 복수의 값과 연결되고, 상기 카운터(26)에 의하여 제어되는 각각의 입력 단자를 구비하며, 상기 복수의 1과 0 값 및 카운트 값에 응답하여 1 또는 0을 생성-여기서 생성된 1 또는 0은 어떤 소정의 상태가 나타나야 하는지를 지시함-하는 멀티플렉서를 구비하는 포매팅 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 압축 오디오 데이터의 소스(2)와 상기 멀티플렉서(5)의 각 입력 포트 사이에 연결되며, 상기 압축 오디오 데이터의 소정의 위치에 소정 헤더 데이터의 포함을 이용하기 위한 지연 수단(3)을 더 구비하는 포매팅 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 패킷 헤더 데이터의 소스(6)는 상기 데이터 패킷의 가능한 크기를 미리 계산하여 저장하기 위한 기억수단을 구비하고, 상기 가능한 패킷 크기가 프레임 크기, 패킷당 프레임 수, 및 타임-스탬핑의 포함 여부에 따라 변화하는 포매팅 장치.
  9. 제3항에 있어서, 압축 오디오 데이터의 소스가, 아날로그 오디오 신호를 등가의 디지털 신호로 변환하고, 압축하는 오디오 코더와 압축기(무 audio coder and compressor; 1); 및 상기 멀티플렉서(5)와 오디오 코더와 압축기(1) 사이에 연결되고, 직렬 데이터를 바이트(8 비트)의 데이터로 변환하는 병렬-직렬 변환기(2)를 구비하는 포매팅 장치.
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