KR100334000B1 - 영상축적배송장치및영상축적배송시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 ATM내의 매체의 보충회수를 자동적으로 행하여 운용하는 자동출납장치 관리시스템에 있어서 매체반송을 효율적 또한 안정적으로 행하면, 또, 보충회수용의 매체의 매체보유량을 용이하게 검출하는 등을 목적으로 하고, 상기 커리어을 이동하는 이동수단과, 상기 커리어와 상기 ATM과를 연결하는 가동가능한 연결수단과, 그 연결수단을 통해서 상기 커리어로부터 상기 ATM에, 혹은 상기 ATM로부터 상기 커리어에 매체를 일매마다 반송하는 반송수단과를 가지는 것을 특징으로 하는 ATM 관리시스팀이다.

Description

영상축적 배송장치 및 영상축적 배송시스템
본 발명은 영상축적 배송장치 및 시스템에 관한 것으로서, 특히 영상데이타를 다수의 클라이언트에게 동시에 공급하는데 적합한 영상축적 배송장치 및 시스템에 관한 것이다.
제26도A에 종래의 정보처리장치의 1예를 도시한다. 이것은 중앙연산처리 장치(CPU)(2610), 메모리(2620), 입출력(I/O)유닛(2670)을 갖고, CPU와 메모리를 시스템버스(2601)로 접속한다. 또, I/O버스(2602)를 버스인터페이스(I/F)(2603)을 거쳐서 시스템버스(2601)과 접속한다. 또, I/O버스에 접속된 I/O제어블럭(2640), (2641)중의 출력유닛(2670)을 거쳐서 데이타축적장치(2660)이나 네트워크(2650)등과 접속하는 구성으로 되어 있다.
제26도B에 다른 예를 도시한다. 제26도A와 거의 동일한 구성이지만 여러개의 CPU(2610)과 여러개의 I/O유닛(2670)을 시스템버스(2810)에 접속하고, 여러개의 CPU를 병렬로 동작시키는 것에 의해 연산성능을 향상시키고 있다(Tightly Coupled Multi-Processor구성).
또, 여러개의 워크스테이션(WS)이나 퍼스널컴퓨터(PC) 등을 로컬에리어네트워크(LAN)에 의해 서로 접속해서 정보처리시스템이 구축된다. LAN에는 약 8Mbps(메가비트매초)의 스루풋(처리능률)을 갖는 이더넷(Ethernet)나 약 100Mbps의 스루풋을 갖는 FDDI(Fiber Distributed Date Interface) 등을 이용할 수 있다.
또, 근래 ATM(Asyncronous Transfer Mode)의 LAN으로의 응용이 개시되고 있다. ATM-LAN에서는 이더넷이나 FDDI와 같은 1개의 통신선을 시분할로 이용하는 통신방식과는 달리 ATM스위치를 거쳐서 동시에 여러개의 채널을 설정할 수 있으므로 시스템전체로서 매우 높은 스루풋을 실현할 수 있다. 각 정보처리장치의 I/F에는 예를 들면 약 50Mbps, 약 150Mbps, 약 600Mbps와 같이 계층적인 스루풋이 설정되어 있고, 하위의 데이타를 멀티플렉서에 의해서 묶는(batch) 것에 의해 상위의 계층과 접속할 수 있다.
통신회선이 고속화함에 따라 네트워크를 거쳐서 대용량의 화상데이타의 통신을 실행하고자 하는 요구가 생긴다. 영상데이타는 사용자에 대해서 텍스트데이타로는 불가능하였던 다양한 정보를 제공할 수 있다. 또, 영상데이타의 축적에 필요한 메모리용량과 전송대역을 삭감하기 위한 데이타압축기술로서 「JPEG」, 「MPEG」, 「H. 261」등의 각종 압축방식이 실현되고 있다. 이더넷을 거쳐서 20대정도의 다수의 클라이언트에 대해서 압축된 화상데이타(약1. 2Mbps)를 동시에 배송하는 소프트웨어의 개발이 시도되고 있다. 또, 대용량의 데이타를 저장하는 데이타 축적장치로서 RAID(Redundunt Array of Inexpensive Disk)가 고안되어 있다. 그 방식에 의하면, 자기디스크장치를 병렬적으로 접속해서 가동시키고, 데이타를 각 자기디스크에 스트라이핑한 형태로 저장하는 것에 의해 데이타액세스 스루풋을 향상시키며, 또한 용장인 디스크에 미리 패리티 등의 정보를 저장해 두는 것에 의해서 결함을 갖는 데이타블럭이 발생한 경우에도 정확한 데이타를 재생할 수 있다.
또, 여러개의 광디스크를 구비하고, 임의의 광디스크를 선택해서 데이타의 출력동작을 가능하게 한 「광디스크 쥬크박스」라 불리우는 대용량의 데이타 축적장치도 실현되고 있다.
시간적으로 연속하는 영상데이타를 동시 또는 병렬적으로 다수의 사용자에게 제공하기 위해서는 고속으로 데이타를 리드, 라이트할 수 있는 대용량의 데이타 축적장치와 대용량의 데이타를 고속으로 전송할 수 있는 네트워크가 필요하게 된다. 이와 같은 데이타 축적장치를 종래의 버스를 경유해서 네트워크에 접속하면 버스상에서의 데이타집중이 문제로 된다.
또, 영상데이타는 정보처리장치가 취급하는 일반적인 텍스트데이타와는 달리 시간축상의 관리가 필요하게 된다. 즉, 사용자 단말대응에 1초당 필요한 양의 영상데이타를 정상적으로 계속해서 보내고, 출력단말에 있어서 영상에 결락이 발생하지 않도록 QOS(Ouality of Service)를 보증할 필요가 있다.
그런데, 영상데이타의 배송서비스를 위해 종래의 버스를 이용한 정보처리시스템의 구성, 즉 영상데이타를 축적하기 위한 여러개의 파일장치(또는 각각이 영상파일장치를 구비하는 여러개의 영상축적 배송장치)를 버스를 거쳐서 네트워크에 접속하는 시스템구성을 채용하면 여러개의 유닛간에서 버스사용권의 경합이 발생하여 권리를 얻은 유닛에 영상데이타의 송신기회가 주어지므로 상술한 QOS의 보증이 곤란하게 된다.
본 발명의 목적은 QOS를 보증하여 영상 또는 화상데이타를 다수의 사용자에게 병렬적으로 배송할 수 있도록 한 영상축적 배송장치 및 영상축적 배송시스템을제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 예를 들면 빨리보내기(빨리감기)나 빨리되감기의 재생과 같이 사용자단말에 있어서의 다양한 영상배송요구에 응답할 수 있는 영상축적 배송장치 및 영상축적 배송시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 임의의 프레임의 영상 또는 지정된 시간부터 영상의 배송서비스가 가능한 영상축적 배송장치 및 영상축적 배송시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 영상축적 배송시스템에서 여러개의 입력단자와 여러개의 출력단자를 갖고, 입력데이타를 지정된 출력단자로 출력하기 위한 스위치유닛, 상기 스위치유닛을 제어하기 위한 제어유닛, 상기 스위치유닛에 접속되고 각각 영상정보를 축적하기 위한 파일수단과 영상데이타를 출력하기 위한 출력수단을 갖는 적어도 1개의 영상축적 배송장치 및 상기 스위치유닛에 직접 또는 네트워크를 거쳐서 결합된 여러개의 단말장치로 이루어지며, 상기 영상축적 배송장치와 단말장치 사이의 영상데이타 전송 및 상기 단말장치와 상기 제어유닛 사이의 통신이 상기 스위치유닛을 거쳐서 실행되도록 한 것을 특징으로 한다.
더욱 구체적으로 기술하면, 상기 제어유닛은 예를 들면 상기 영상축적 배송장치내에서의 영상데이타의 저장장소를 기억하기 위한 수단을 구비하고 있고, 단말장치가 제어유닛에 대해서 임의의 영상데이타에 대해 액세스요구를 발행하면 상기 제어유닛이 스위치유닛을 제어하고, 상기 액세스대상으로 된 영상을 갖는 특정 영상축적 배송장치를 요구원 단말장치사이에 영상데이타 전송을 위한 경로를 형성하도록 되어 있다. 또, 상기 제어유닛은 각 사용자(단말장치)로부터 배송개시시간이 지정된 형태로 영상배송요구를 접수하고 해당하는 영상데이타의 배포서비스를 지정된 시간에 개시하는 기능을 구비한다.
본 발명의 영상축적 배송장치는 영상데이타를 축적하기 위한 적어도 1개의 파일수단을 구비하고, 상기 파일수단에 영상데이타의 각 프레임의 저장어드레스를 나타내는 프레임 어드레스 테이블을 상기 영상데이타와 함께 저장한 것을 특징으로 한다.
이것에 의해서, 예를 들면 빨리보내기 또는 빨리되감기의 재생요구가 있었을 때, 상기 프레임 어드레스 테이블에 따라서 상기 파일수단에서 재생에 필요한 프레임데이타를 리드한다. 또, 상기 빨리보내기 또는 빨리되감기의 재생요구에 대처하기 위해서는 상기 프레임 어드레스 테이블을 예를 들면 제1 재생속도로 재생할 제1 영상데이타의 각 프레임의 상기 파일수단내에서의 저장어드레스를 나타내기 위한 제1 프레임 어드레스 테이블과 제2 재생속도로 재생할 제2 영상데이타의 각 프레임의 상기 파일수단내에서의 저장어드레스를 나타내는 제2 프레임 어드레스 테이블로 분리해서 구성하면 좋다.
본 발명의 영상축적 배송장치의 다른 특징은 영상데이타를 저장하기 위한 제1 및 제2 데이타 축적장치를 구비하고, 배송요구받은 영상데이타 중 적어도 일부를 상기 제1 데이타 축적장치에서 리드해서 상기 제2 데이타 축적장치에 라이트하고, 상기 제2 데이타 축적장치에서 리드한 영상데이타를 요구원으로 배송하는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 제1 데이타 축적장치로서는 데이타기억용량이 큰 것 예를들면 광디스크 기억장치를 적용하고, 제2 데이타 축적장치로서는 고속응답 기억장치 예를 들면 자기디스크 장치 또는 반도체기억장치를 적용한다.
본 발명의 영상축적 배송장치의 다른 특징은 영상을 축적하기 위한 축적장치와 상기 축적장치에서 리드된 여러개의 영상스트림을 네트워크를 거쳐서 요구원장치로 배송하기 위한 배송제어수단을 구비하고, 신규의 영상스트림 배송요구(또는 비주기적인 액세스요구)가 발생했을 때 이미 배송중인 영상스트림에 의한 상기 축적장치의 액세스 점유시간과 액세스주기에 따라서 이들 액세스요구의 접수와 실행타이밍을 제어하도록 한 것에 있다.
신규의 영상스트림의 배송요구를 거절 또는 일시 보류할지 하지 않을지의 판정은 예를 들면 이미 배송서비중 또는 접수완료요구에 따른 상기 축적장치로의 액세스주기시간중의 최단 주기시간Ts, 배송중인 영상스트림에 의한 상기 축적장치의 액세스점유시간의 총합W 및 신규의 영상스트림 배송요구에 의한 상기 축적장치로의 액세스시간Wk가 조건식Ts≤(W+Wk)를 만족시키는지 만족시키지 않는지에 따라서 결정한다.
본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 다른 특징은 네트워크 또는 단말장치에 접속된 스위치수단, 상기 스위치수단에 접속된 제어장치 및 상기 스위치수단에 접속된 여러개의 영상축적 배송장치로 이루어지며, 각 영상축적 배송장치는 각각 영상데이타를 축적하기 위한 적어도 1개의 축적수단 및 상기 축적수단에서 리드된 여러개의 영상스트림을 상기 스위치수단을 거쳐서 요구원 단말장치로 배송하기 위한 배송제어수단을 구비하고, 상기 제어장치가 상기 어느 하나의 영상축적 배송장치에 있어서 배송서비스중인 영상데이타의 적어도 일부를 다른 어느 하나의 영상축적 배송장치의 축적수단으로 전사하고, 동일 영상에 관한 여러개의 배송요구원에 대해서 여러개의 영상축적 배송장치로 분담해서 배송서비스하도록 한 것이다.
본 발명에 의하면, 여러개의 영상축적 배송장치를 스위치유닛을 거쳐서 클라이언트(각종 단말장치) 및 네트워크와 접속하는 것에 의해서, 종래의 버스를 거쳐서 네트워크에 접속하는 시스템구성에 있어서의 문제를 해결하여 스루풋을 현저하게 향상시키고 있다. 스위치유닛을 적용하고 이것을 제어유닛으로 제어하는 것에 의해 영상축적 배송장치의 우선제어, 여러개의 영상배송채널의 전송레이트(전송속도)의 변경제어, 새로운 데이타리드요구가 발생한 경우의 기존데이타 배송채널의 QOS 보증이 가능하게 된다.
또, 영상데이타의 프레임데이타 어드레스 테이블을 영상데이타와 함께 데이타 축적장치에 저장해 두는 것에 의해서, 사용자가 요구한 영상을 지정된 프레임 또는 지정된 시간부터 재생개시하는 경우에도 영상데이타의 리드에 앞서서 상기 축적장치에서 리드한 프레임 어드레스 테이블을 반도체메모리와 같은 고속메모리상에 로드해 두고, 상기 메모리를 참조해서 목적데이타의 저장장소를 알 수 있으므로, 고속 응답(response)이 가능하게 된다. 상기 고속메모리상의 프레임 어드레스 테이블을 참조하면 영상데이타의 배송중에 다음에 리드할 데이타의 저장어드레스를 신속하게 파악할 수 있으므로, 데이타 축적장치에서 목적데이타를 신속하게 리드할 수 있어 영상의 QOS관리나 빨리보내기 또는 빨리되감기의 재생 등의 특수재생요구에 대처할 수 있다.
또, 영상데이타를 축적하기 위한 제1 데이타 축적장치와는 별도로 고속응답의 제2 데이타 축적장치를 마련해 두고, 제2의 데이타 축적장치를 캐시메모리로서 사용하고 상기 제2 데이타 축적장치에서 영상데이타를 배송하고 있는 동안에 제1 데이타 축적장치에서 후속 영상데이타 또는 다른 사용자에게 배송할 다른 영상데이타를 리드하고, 이것을 상기 제2 데이타 축적장치로 전송하는 것에 의해서 동일 파일(제1 데이타 축적장치)에 축적된 영상데이타를 다수의 사용자에게 병렬적으로 배송서비스할 수 있다.
제1도는 본 발명의 영상축적 배송시스템의 구성 및 이것과 접속된 클라이언트를 도시한 것으로서, (101)은 영상축적 배송시스템, (102)∼(105)는 영상축적 배송장치, (121)은 자기디스크장치, (122)는 자기테이프장치, (123)은 광디스크 쥬크박스 장치를 나타낸다. (140)은 스위치버스, (130)은 버스I/F(인터페이스), (190)은 제어유닛, (160)은 QOS관리테이블, (161)은 버스제어블럭, (162)는 스위치버스(140)을 제어하는 제어관리 신호선, (165)는 데이타제어블럭이다. 데이타제어블럭(165)는 관리정보측적수단(166)에 기억되어 있는 임의의 영상축적 배송장치에 어떤 데이타가 축적되어 있는지를 나타내는 데이타에 따라서 영상축적 배송장치(102)∼(105)를 제어한다. (110)은 리소오스제어용 신호선이다. 또, (172)는 워크스테이션(WS), (173)은 퍼스널컴퓨터, (170)은 편집용WS, (150)은 로컬에리어 네트워크(LAN), (180)은 공중망, (181)은 공중망I/F를 나타낸다.
영상축적 배송시스템(101)에서는 여러개의 영상축적 배송장치(102)∼(105)를 스위치버스(140)에 의해 상호 접속한다. 또, 전체를 제어하는 제어유닛(190)도 스위치버스(140)과 접속한다. 각 영상축적 배송장치(102)∼(105)는 리소오스제어용 신호선(110)에 의해 접속된 제어유닛(190)에 의해서 제어된다. 제어유닛(190)은 제어관리신호선(162)에 의해 스위치버스(140)과 접속한다. 각 영상축적 배송장치(102)∼(105)는 제어유닛(190)에서 명령을 입력한다.
스위치버스(140)에는 각종 영상데이타 축적장치(121)∼(123), 워크스테이션(172)나 퍼스널컴퓨터(173) 및 로컬에리어 네트워크(150)이 접속되고, 영상축적 배송시스템(101)은 상기 스위치버스(140)을 거쳐서 영상축적 배송장치간, 영상축적 배송장치와 제어유닛(190)간, 영상축적 배송장치와 클라이언트간, 제어유닛(190)과 클라이언트간, 클라이언트간의 데이타통신이 가능하다.
제어유닛(190)의 버스제어블럭(161)은 영상축적 배송장치(102)∼(105)와 스위치버스(140)의 출력단자의 접속을 기억하는 QOS관리테이블(160)을 참조하고, 제어관리신호선(162)를 통해서 스위치버스(140)을 제어하고 상기 장치간의 접속(커넥션)의 설정 및 변경, 통신의 우선순위의 설정을 실행할 수 있다. 관리테이블(160)의 상세한 것은 다음의 제7도에 도시한다. 또, 영상축적 배송시스템(101)은 공중망I/F(181)을 거쳐서 공중망(180)과 접속할 수 있다.
제2도에 스위치버스(140)의 구성예를 도시한다. (221)∼(228)은 제1도에 있어서의 영상축적 배송장치(102)∼(105)이다. 제1도의 제어유닛(190)도 영상축적 배송장치와 마찬가지로 접속된다. (231)∼(239)는 제1도의 LAN(150)에 접속되는 외부 접속단자(접속단), (255)는 버퍼블럭, (250)은 셀의 선택회로, (240)은 버퍼, (210)∼(219)는 멀티플렉서를 나타낸다. (260)은 제어블럭으로서, 제어신호선(270)에 의해 각 버퍼블럭(255)내의 셀선택회로(250)을 제어한다. 입력용스위치(201)과 출력용 스위치(202)에 의해 쌍방향통신을 가능하게 하고 있다. 스위치버스(140)은 셀단위로 정보의 전송을 실행한다.
제3도에 각 셀의 구성을 도시한다. 버스I/F(130)에 의해 데이타를 분할해서 셀을 형성한다. 각 셀에는 버스I/F(130)에 의해 동시에 헤더부가 부가된다. 헤더부에는 커넥션번호를 라이트해둔다. 헤더부는 채널식별자(301a), (301b), 셀페기 프라이오리티(우선순위)(302)를 갖고, 데이타부는 여러개의 데이타(303a), (303b), (303c)로 이루어진다. 채널식별자(301)은 데이타의 발송원이나 발송지(전송지)에 따라서 결정되는 인덱스이다.
재차 제2도를 참조한다. 스위치버스(140)에서는 커넥션설립시에 제어블럭(260)에 있어서 셀전송테이블에 제2도의 유닛(221)∼(228)과 외부접속단자(231)∼(239)를 대응시키는 커넥션을 실시한다. 데이타전송은 이 셀전송테이블에 따라 데이타의 채널식별자(301)을 참조해서 전송지가 결정된다. 제어신호선(270)에 의해 각 셀선택회로(250)을 제어한다. 셀선택회로(250)은 발송지가 대응하는 셀만을 선택하고 버퍼(240)에 큐잉하며 순차 멀티플렉서(211)로 출력하고 외부접속단자(231)∼(239)로 출력한다. 또, 버퍼(240)이 부족하여 셀폐기가 필요하게 된 경우, 셀의 헤더부에 라이트되어 있는 셀폐기 프라이오리티(302) 및 제어블럭(260)의 제어에 의해 폐기할 셀을 선택한다.
제4도에 제1도의 영상축적 배송시스템(101)에 있어서의 영상축적 배송장치(102)의 구성예를 도시한다. (400)은 영상축적 배송장치(제1도의(102)∼(105)에 대응한다), (410)은 자기디스크 등의 데이타 축적장치, (411)과 (421)은 셀렉터, (420)은 버퍼를 나타낸다. (430)과 (435)는 각각 출력드라이버와 입력드라이버이고, (460), (461)은 셀생성블럭 및 데이타합성블럭을 나타낸다. (450)은 제어블럭, (451)은 연산장치(CPU), (452)는 영상정보의 시간축을 관리하기 위한 타이머, (453)은 각 데이타 축적장치(410)의 상태를 기억하는 메모리를 나타낸다. 제1도에도 도시한 바와 같이, (110)은 제어블럭(450)과 제어유닛(190) 사이에서 명령(461)을 보내거나 또는 상황이나 요구에 대한 회답(462)를 전송한다. (471)∼(476)은 제어신호를 나타낸다.
영상축적 배송장치(102)에서는 리소오스 제어용 신호선(110)에 의해 수취하는 명령에 따라서 데이타 축적장치(410)을 제어한다. 예를 들면 데이타리드명령으로는 타이머(452)의 시간에 따라서 데이타 축적장치(410)에서 영상데이타를 리드한다. 리드된 데이타는 버스I/F(130)내의 셀생성블럭(460)에 의해 셀로 분해되어 출력드라이버(430)을 거쳐서 스위치버스(140)으로 출력된다. 또, 기존의 데이타리드명령 실행중에 새로운 리드명령이 입력된 경우, 만약 실행이 불가능하면 그러한 뜻의 회답(462)를 리소오스 제어용 신호선(110)을 거쳐서 제어유닛(190)으로 보낸다.
셀렉터(411)은 필요에 따라서 데이타 축적장치(410)과 버퍼(420)을 접속한다. 마찬가지로, 셀렉터(421)은 버퍼(420)과 셀생성블럭(460) 및 데이타합성블럭(461) 사이를 접속한다. 버퍼(420)은 필요에 따라서 입력데이타용 버퍼 또는 출력데이타용 버퍼로서 사용된다. 또, 메모리(453)에는 상기와 같은 제어를 실행하는 코드를 로드해 둔다.
영상축적 배송장치(102)는 리소오스 제어용 신호선(110)을 거쳐서 제어유닛(190)에서 영상데이타 배송명령을 받으면, 현재 배송중인 영상채널 및 영상축적 배송장치(102)내의 자원의 능력에 따라 새로운 영상데이타 배송명령을 실행할지 실행하지 않을지를 판단한다. 일단, 제어유닛(190)에 대해서 명령승낙을 실행하면, 그 이후의 영상축적 배송장치(102)내의 자원관리 및 배송할 영상데이타의 QOS는 제어블럭(450)이 관리한다. 스위치버스(140)의 관리는 제1도에 있어서의 제어유닛(190)이 관리한다.
각 영상축적 배송장치(400)의 배송능력을 미리 제어유닛(190)에 의해 기억해 두고, 각 영상축적 배송장치(400)의 현상(現狀)의 배송채널수와 전송속도에 따라 실행가능 여부를 판단하도록 해도 좋다.
제5도에 제1도의 시스템에 있어서의 데이타리드시의 동작의 개념을 도시한다. 본 도면에 있어서, (400)은 영상축적 배송장치(제1도의 (102)∼(105)에 대응), (190)은 제어유닛, (505)는 리소오스 제어용 신호선(110)에 의해 영상축적 배송장치(400)으로 보내지는 명령, (501)은 스위치버스(140)내의 스위치, (510)은 클라이언트 (제1도의 (170), (172), (173)에 대응), (520)은 클라이언트에서 영상축적 배송시스템(101)로의 요구, (521)은 데이타를 나타낸다.
클라이언트(510)이 영상축적 배송시스템(101)에 영상데이타 리드요구(520)을 발행하면 그 요구는 제어유닛(190)이 수취한다. 제어유닛(190)은 제1도에 도시한 관리정보(166)로부터 요구된 영상데이타가 어느 영상축적 배송장치(400)에 저장되어 있는지를 알 수 있다. 저장지의 영상축적 배송장치가 배송가능한 경우, 제어유닛(190)은 저장지 영상축적 배송장치(400)과 클라이언트(510) 사이에 커넥션을 설정하고, 스위치버스(140)내의 스위치(501)을 제어하여 저장지 영상축적 배송장치(400)이 출력할 영상데이타를 클라이언트(510)으로 배송한다.
본 발명에서는 영상의 축적과 배송동작을 실행하는 여러개의 영상축적 배송장치(400)을 스위치버스(140)에 병렬로 접속해 둔다, 클라이언트측에서는 1개의 영상축적 배송시스템(101)로서 액세스를 실행하면 좋다. 스위치버스(140)의 제어는 제어유닛(190)이 실행한다.
제6도에 제1도의 시스템에 있어서의 영상데이타의 영상축적 배송장치(102)∼(105)(제4도, 제5도의 (400))으로의 라이트시의 동작 개념에 대해서 도시한다. (605)는 라이트명령, (510)은 CATV국, 광고회사, TV카메라 등의 타이틀제조원인 클라이언트, (620)은 클라이언트에서 영상축적 배송시스템(101)로의 라이트요구, (621)은 라이트할 데이타를 나타낸다. 다른 구성과 동작은 제5도와 동일하다.
제7도에 영상축적 배송시스템(101)의 제어유닛(190)내의 QOS관리테이블을 도시한다. Connections(커넥션)는 일련번호이다. Source(소오스)는 클라이언트(510) 또는 영상축적 배송장치(400)중에서 정보의 발송원을 특정하는 플래그이다. Destinaiton(전송지)은 마찬가지로 정보의 수신인을 특정하는 플래그이다. Priority(프라이오리티)는 그 데이타가 TV전화 등의 리얼타임(실시간)의 데이타A인지 또는 전자우편등의 비리얼타임의 데이타B인지를 식별하는 것이다.
제8도에 제6도의 동작을 도시한다. 클라이언트(510)에서 영상축적 배송시스템(101)로 데이타를 라이트하는 동작의 흐름을 설명한다. 우선, 클라이언트(510)에서 영상축적 배송시스템(101)에 대해 영상데이타 라이트명령(801)을 발행하고, 데이타명, 데이타량, 전송속도(스루풋)(802)를 통지한다. 시스템(101)에서는 데이타관리정보 또는 리소오스 제어용 신호선(110)에서 각각의 유닛(400)의 리소오스 상태를 조사하여 라이트가능한 영상축적 배송장치(400)을 결정한다. 실행불가능한 경우에는 거절회답(803)을 클라이언트(510)에 통지하고, 실행가능한 경우에는 라이트지의 유닛(400)에 리소오스 제어용 신호선(110)을 거쳐서 발송원측의 어드레스, 데이타량, 전송속도 등의 정보를 통지한다(804). 다음에 스위치버스(140)에 의해서 영상데이타를 저장하기 위한 영상축적 배송장치(400)과 클라이언트 사이에 커넥션을 설정한다(805). 제어유닛(190)은 제7도에 도시한 QOS 관리테이블(160)에 의해 영상축적 배송장치(400)의 상태를 체크하고 라이트가능한지의 여부 또는 어떤 장치가 라이트에 적합한지를 판단해서 업데이트하여 새로 커넥션을 설정한다(806).
서버측에서는 다음에 영상축적 배송장치(400)이 클라이언트(510)으로 전송개시요구(807)을 발행한다(808). 클라이언트(510)은 데이타전송을 개시(809)하여 저장할 영상축적 배송장치(400)에 영상데이타를 라이트할 수 있다. 동작종료후에 불필요하게 된 커넥션은 파기되고 관리테이블이 업데이트된다(810).
본 발명에서는 스위치버스(140)에 영상축적 배송장치를 병렬분산접속하는 구성으로 하고 있으므로, 영상축적 배송장치의 접속대수를 변경하는 것에 의해 사용자 또는 어플리케이션이 필요한 축적용량, 영상 동시 배송능력에 용이하게 대응할 수 있다.
제9도는 영상축적 배송장치(102)의 구성의 예를 도시한 것으로서, (906)은 디스크 어레이장치, (905)는 디스크 어레이의 컨트롤러를 나타낸다. (955)는 CPU, (911)은 버스, (912), (921)은 버스로의 드라이버를 나타낸다. 또, (913)은 네트워크를 거쳐서 통신하기 위한 프로토콜 제어부, (922)는 디스크 어레이장치(906)의 파일저장형식 제어부, (930)은 스케쥴링 및 파일액세스 제어부, (931)은 서버 어플리케이션, (990)은 ATM-LAN, (915)는 ATM/AAL(ATM어댑티브층)을 나타낸다.
(510)은 클라이언트(단말장치)이고, (970)은 ATM/AAL(ATM어댑티브층), (971)은 드라이버, (972)는 프로토콜 제어부, (960)은 영상데이타 디코더, (961)은 드라이버를 나타낸다. (962)는 디코더제어부, (963)은 NTSC신호선, (981)은 비디오보드, (982)는 윈도우시스템, (983)은 클라이언트 어플리케이션을 나타낸다. 본 도면에서는 영상축적 배송장치(102)를 직접 ATM-LAN(990)에 접속한 예이다.
파일형식제어부(922)는 디스크 어레이장치(906)에서 드라이버(921)을 경유한 데이타의 저장형식과 데이타의 리드 또는 라이트시의 제어를 실행한다. 프로토콜 제어부(913)은 프로토콜 제어블럭(913)과 (972)간에서 지정(결정)되어 있는 네트워크 프로토콜에 따라서 드라이버(912)를 통해서 ATM/AAL(915)와 데이타를 입출력한다. 스케쥴링/파일액세스 제어부(930)은 디스크 어레이장치(906)의 타임스케쥴제어를 실행하는 것으로서, 파일형식제어부(922)와 프로토콜제어부(913)에 대해서 데이타의 액세스명령을 발행하고 각각의 타스크의 스케쥴링을 실행한다.
(970)은 셀의 분리 및 정보의 전송방식을 제어하는 ATM/AAL, (971)은 드라이버, (972)는 프로토콜 제어부를 나타낸다. 영상데이타 디코더(960)은 ATM-LAN(990)에서 입력되고 ATM/AAL(970) 및 프로토콜 제어부(972)에 의해 조립(편성)된 영상데이타를 디코드하여 영상신호 예를 들면 NTSC신호(963)으로 변환된다. (961)은 영상데이타 디코더(960)의 드라이버이고, 디코더제어부(962)는 영상데이타 디코더(960)을 제어한다. NTSC신호(963)은 비디오보드(981)에 입력한다. 윈도우시스템(982)는 입력된 영상신호를 클라이언트 어플리케이션(983)이 지정하는 화면상으로 출력한다.
제10도에 제9도의 영상축적 배송장치(102)를 스위치버스(1020)에 병렬접속해서 구성한 영상축적 배송시스템(101)을 도시한다.
(190)은 제어유닛, (1011)은 드라이버, (1012)는 ATM/AAL(ATM어댑티브층)을 나타낸다. (1020)은 스위치버스, (1015)는 제어신호선을 나타낸다. (950)은 클라이언트, (990)은 ATM-LAN, (1060)은 1개에 여러개를(1 : 다수 대응관계로) 접속하는 HUB, (1070)은 LAN을 나타낸다.
또, 본 도면의 영상축적 배송시스템(101)은 스위치버스(1020)에 ATM셀을 통과시키도록 한 예로서, 제어방법과 각 부의 기능은 제1도의 영상축적 배송시스템과 동일하다.
각 클라이언트(950)과 영상축적 배송장치(102), 제어유닛(190)은 각각 ATM I/F를 구비한다. LAN(1070)이 예를 들면 이더넷과 같이 ATM 이외의 네트워크인 경우는 HUB(1060)이 ATM셀과 이더넷의 패킷의 변환을 실행한다. 각 영상축적 배송장치(102)가 ATM I/F를 구비한 경우, ATM I/F를 갖는 클라이언트는 ATM-LAN, 영상축적 배송시스템(101)의 어느 쪽에도 접속할 수 있게 된다.
상기 영상축적 배송장치(102)와 영상축적 배송시스템(101)에 대해서는 제11도∼제19도를 참조해서 상세하게 설명한다.
제11도에 단일체 자기디스크장치에 있어서의 액세스단위에 대한 SCSI 인터페이스(I/F)의 스루풋을 도시한다. 자기디스크의 사양은 회전속도4500rpm, 헤드시크시간25msec, 회전대기시간13.4msec, 포맷은 1섹터가 512바이트이고, 1트랙이 59섹터로 이루어진다.
제11도A에 최악의 경우의 데이타리드에 필요한 시간을 도시한다.
자기디스크내의 데이타를 리드하는 경우, 헤드시크시간(1101)과 회전대기시간(1102)의 오버헤드가 발생한다. 헤드시크시간(1101)은 리드하고자 하는 트랙으로 헤드를 이동시키는데 필요한 시간, 회전대기시간(1102)는 헤드를 목적 트랙에 위치 결정하고 나서 액세스하고자 하는 섹터가 도달할때까지 필요한 시간이다. 디스크 리드시간(1103)은 디스크에서 리드한 데이타를 버퍼로 전송하는데 필요한 시간, SCSI전송시간(1104)는 데이타를 자기 디스크장치의 버퍼에서 SCSI 또는 그 대신에 다른 데이타전송선을 경유해서 전송하는데 필요한 시간이다. 디스크 리드동작과 SCSI 전송동작은 파이프라인형식으로 실행하는 것이 가능하고, 그 경우에는 본 도면에 도시한 시간보다 단시간에 리드를 실행할 수 있다.
제11도B에 상기 자기디스크의 데이타 액세스단위에 대한 데이타리드 스루풋을 도시한다. 액세스단위가 커짐에 따라서 오버헤드와 비율이 적어져 스루풋을 향상시킬 수 있다. 자기디스크를 효율적으로 사용하기 위해서는 본 도면의 사선부분의 단위로 액세스하는 것이 유효하게 된다.
다음에, 데이타 축적장치로서 RAID(Redundunt Array of Inexpensive Disk)3을 사용한 경우의 액세스성능에 대해서 설명한다.
제12도A에 RAID3의 구성을 도시한다.
RAID3에서는 비트단위 또는 바이트단위마다 여러개의 자기디스크(1201a)∼(1201f)에 데이타의 병렬액세스를 실행하여 스루풋을 향상시킨다. 버스(1202)에 버스I/F(1204)를 거쳐서 병렬접속된 각 자기디스크(1201a)∼(1201f)는 회전을 동기시킨다. 또, 패리티용의 자기디스크를 마련하여 블럭결함이 발생한 경우에도 데이타를 재생할 수 있도록 해도 좋다.
제12도B에 RAID3에 있어서의 데이타리드 소요시간의 최악의 경우를 도시한다.
자기디스크의 회전을 동기시키면, 헤드시크시간(1101)과 회전대기시간(1102)가 동기하고, 그 후의 디스크 리드시간(1103)과 RAID 컨트롤러상의 버퍼로의 SCSI 전송시간(1104)를 병렬로(병행해서) 실행할 수 있는 자기디스크 단일체에 비해 데이타액세스의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
버스I/F(1204) 및 버스(1202)를 거쳐서 메모리상으로 전송하는 본 도면의 구성에서는 버스전송시간(1203)을 필요로 한다 또, 자기디스크 단일체의 경우와 마찬가지로 디스크리드와 SCSI전송, 버스전송을 파이프라인형식으로 실행한 경우에는 본 도면보다 고속의 액세스가 가능하다.
다음에, 제27도를 사용해서 액세스단위를 크게 한 경우의 영상데이타의 배송방법에 대해서 설명한다.
제27도는 1개의 자기디스크장치에서 ABC의 3개의 영상데이타를 동시에 배송하는 경우의 타이밍도로서, 영상데이타의 일부A1∼A4, B3∼B7, C2∼C5를 순차리드하여 메모리상에 유지한다. 상기 메모리상에는 각각의 영상채널에 대응해서 버퍼를 마련한다. 본 도면에서는 1채널에 대해서 버퍼를 2개 마련하고, A1, A2, B1, B2, C1, C2의 6개를 준비한다.
메모리상의 영상데이타는 소정시간 유지되고, 그 후 시간축에 따라서 순차 배송출력한다. 메모리상의 영상데이타가 없어지기 전에 다음에 배송할 영상데이타 부분을 자기디스크장치에서 리드하여 다른 버퍼에 유지한다. 이상의 동작을 반복하는 것에 의해 1개의 자기디스크장치에 축적된 여러개의 영상데이타를 동시에 공급할 수 있다.
제13도에 제12도에 도시한 RAID3에 있어서 5대의 자기디스크장치를 사용한 경우의 액세스단위애 대한 데이타리드시의 스루풋을 도시한다. 사선부분의 액세스단위로 액세스하면 스루풋이 높아 효율적인 것을 알 수 있다. 또, 제11도에 도시한 단일체 디스크인 경우보다 액세스단위를 크게 하는 쪽이 효율을 더욱더 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다.
단일체 자기디스크, RAID의 어느쪽에 있어서도 액세스단위를 크게 할수록 효율이 좋다. 그러나, 여러개의 채널을 동시에 공급하는 경우, 1채널이 데이타 축적장치를 점유하는 시간이 커지므로, 신규채널의 요구 또는 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생 등의 특수재생의 요구가 클라이언트측에서 발생된 경우에는 응답이 느려진다. 그 때문에 단순히 액세스단위를 크게 할 뿐만 아니라 사용자요구, 어플리케이션에 따라 액세스단위를 설정할 필요가 있다.
제14도에 제4도의 영상축적 배송장치(102)에 있어서 자기디스크나 광디스크등의 데이타축적장치에 영상데이타를 저장하는 경우의 디스크상의 포맷구성을 도시한다. (1401)은 루트디렉토리로서, 데이타의 타이틀(NAME)(1401a)와 그 데이타의 파일정보의 블럭어드레스(blk)(1401b)가 기억되어 있다. (1405)는 영상데이타의 파일정보로서, 데이타의 라이트시간(Time Stamp)(1405a), 데이타의 소유자(1405b), 프로텍트의 종류(프로텍션)(1405c), 데이타의 압축방법(1405d), 그 데이타의 프레임 어드레스 테이블이 기록되어 있는 개시번지(Start_blk)(1405e), 프레임 어드레스 테이블의 블럭수(Num_blk)(1405f) 등을 유지하고 있다. 개시번지(1405e)에서 프레임 어드레스 테이블(1408)을 호출한다. (1408a)는 프레임번호, (1408b)는 개시번지, (1408c)는 블럭수, (1408d)는 음성 또는 화상 등의 데이타를 나타낸다. 영상 또는 음성데이타(1410)은 헤더부(1410a)와 데이타부(1410b)로 구성되고, 헤더부에 데이타부의 구성, 데이타사이즈 등의 배송시에 필요한 정보를 라이트해 둔다. 액세스단위는 자기디스크 단일체인 경우, 예를 들면 100K바이트∼512K바이트로 하고 RAID를 데이타장치로서 사용하는 경우에는 1M바이트∼2M바이트정보를 액세스단위로 한다.
제15도에 제27도의 동작을 실행할 때의 영상데이타 배송시에 있어서의 물리적인 메모리상의 구성을 도시한다. 영상축적 배송장치(102)에서는 리드요구시에 데이타축적장치에서 프레임 어드레스 테이블(1408)을 반도체메모리(제4도의 (453))상으로 로드하고, 데이타축적장치에서 리드한 데이타를 버퍼1, 버퍼0(제4도의 (420))에 확보한다. 그 후에는 프레임 어드레스 테이블(1408)에 의해 임의의 데이타의 저장어드레스를 즉시 알 수 있다. 메모리(453)에는 CPU(451)의 제어프로그램(1505), 자기디스크의 제어프로그램(1510) 등도 기억된다.
제14도에 도시한 데이타포맷 및 제15도에 도시한 메모리로의 로드를 실행하는 것에 의해 일단 액세스한 영상데이타는 다음에 리드할 프레임의 축적장치상의 어드레스를 축적장치의 액세스를 실행하지 않고 알 수 있다.
영상축적 배송장치에서는 예를 들면 제27도에 도시한 바와 같이, 데이타축적장치로 빈번하게 액세스를 실행하므로 영상데이타 이외의 데이타축적장치로의 액세스는 가능한한 실행하려 하지 않는다.
본 발명에서는 영상배송요구가 발생된 영상데이타는 우선 그 프레임 어드레스 테이블을 메모리상으로 로드하고, 그 이후는 메모리상의 정보에 따라서 데이타축적장치로 액세스한다. 이것에 의해, 데이타축적장치의 부하를 저감하여 더욱 여러개의 영상채널의 공급을 가능하게 하며, 또한 영상데이타의 리드에 필요한 시간의 파악 및 스케쥴링의 간단화를 실행할 수 있어 QOS관리를 용이하게 할 수 있다.
다음에, 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생 등의 특수재생방법에 대해서 설명한다.
제16도에 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생시의 액세스방법을 도시한다.
제16도A에 1프레임당 약 16KB로 가정한 경우의 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생시의 영상데이타 액세스방법을 도시한다. 정수배씩 프레임(1601)의 시닝(thinning)을 실행하고 데이타를 전송하는 것에 의해 특수재생을 가능하게 한다.
또, 이 경우에 영상데이타는 연속해서 저장하게 한다.
이 경우의 데이타리드에 필요한 시간을 제16도B에 도시한다. 최초의 액세스시에 헤드시크시간(1101a)는 25ms, 회전대기시간(1102)은 13.4ms, 디스크리드시간(1103)은 7.23ms(2. 16MB/s), SCSI 전송시간(1104)은 3.91ms(4MB/s)이다. 1프레임째의 데이타액세스의 헤드시크시간(1101a)는 제11도 및 제12도와 동일하지만, 2회째이후에는 데이타가 근방에 존재하므로, 헤드시크시간(1101b)는 단축된다.
통상 재생시의 자기디크스 액세스단위를 256KB로 하고 1채널당 자기디스크 점유가능 시간을 일정하게 한 경우, 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생시의 스루풋은 통상 재생시의 약 1/2로 저하한다. 이것은 통상 재생시는 256KB단위로 자기디스크로 액세스하고 있던 것을 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생시의 액세스단위가 16KB로 작아지므로 자기디스크 액세스의 오버헤드의 비율이 증가하여 스루풋이 저하하였다.
제16도C에 클라이언트측에서 재생되는 사양을 도시한다. 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생시에는 프레임레이트(전송속도)가 통상 재생시의 약 1/2로 된다. 또, 반대로 1채널당 자기디스크 점유가능 시간을 통상재생시의 약 2배로 하면 통상재생시와 동일한 프레임레이트로 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생의 특수재생을 실행할 수 있다.
제17도를 이용해서 빨리보내기 또는 빨리되감기 재생의 다른 실현방법에 대해서 설명한다. 제17도A에 프레임내 압축데이타의 통상재생용 데이타(1701)과 빨리보내기, 빨리되감기 등의 특수재생용 데이타(1702)의 형태를 도시한다. 제17도B에 프레임간 예측을 실행하는 MPEG 등의 압축데이타의 통상재생용 데이타(1703)과 특수재생용 데이타(1704)의 형태를 도시한다. 특수재생용 데이타(1704)는 통상재생용 데이타(1703)의 인트라픽쳐(intra-picture)(10), (16), (112), (118)‥‥을 모아서 만들어진다.
제17도C에 데이타 축적장치로의 저장구조를 도시하고, 통상재생용과 특수재생용의 2종류의 데이타를 미리 갖는 것이 특징이다. 영상데이타는 압축방법, 재생방법, 데이타구조 또는 재생시간 등을 기술한 제어데이타(1705), 통상재생용 데이타의 프레임 어드레스 테이블(1706), 통상재생용 액세스데이타(1707), 특수재생용 데이타의 프레임 어드레스 테이블(1708) 및 특수재생용 액세스데이타(1709)로 구성한다.
영상데이타의 리드요구가 있던 경우, 영상축적 배송장치는 메모리상으로 상기한 2개의 프레임 어드레스 테이블을 로드하고, 통상재생시에는 통상재생용 프레임 어드레스 테이블을 참조하고, 특수재생요구시에는 특수재생용 프레임 어드레스 테이블을 참조하여 영상데이타를 배송한다, 이것에 의해, 특수재생을 실현할 수 있다.
제17도A의 프레임내 압축데이타에 있어서 통상재생용 액세스데이타(1701)에 대해서 특수재생용 액세스데이타(1702)를 20배의 프레임 시닝한 데이타로 하면 이것에 의해 증가한 축적용량은 고작 5%이다.
제18도에 제12도에 따라서 설명한 RAID3을 데이타축적장치에 사용하고, 제16도에서 도시한 특수재생방법을 실행한 경우의 사양을 도시하다. RAID3에 있어서는 액세스단위를 단일체 디스크를 사용한 경우보다 액세스단위를 크게 한쪽이 데이타 액세스 스루풋이 향상한다. 제18도의 도면부호는 제12도와 제16도의 도면부호와 통일되어 있다.
통상재생시의 액세스단위를 1024KB로 한 경우의 특수재생시에 필요한 데이타 리드시간을 제18도B에 도시한다. 또, 그때의 특수재생시의 클라이언트측에서 볼 수 있는 영상데이타의 사용을 제18도C에 도시한다. 1채널에 대해 데이타축적장치 점유가능 시간을 일정하게 하면 특수재생시에는 통상재생시의 약 1/7의 프레임레이트로 한다. 액세스단위를 크게 할수록 특히 RAID를 데이타축적장치에 사용한 시스템에서는 데이타액세스를 효율좋게 실행할 수 있다. 그러나, 제18도의 방법에 의한 특수재생시의 액세스단위는 1프레임단위로 되므로 통상재생시와 특수재생시의 데이타 액세스성능의 차가 커진다.
제19도에 데이타축적장치의 다른 구성예를 도시한다.
제19도A에 있어서, (1800)은 영상축적 배송장치, (1801)은 버스, (1805)는 버스I/F, (1806)은 데이타를 일시 축적하는 버퍼, (1807)은 SCSI I/F, (1810)은 단일체 자기디스크, (1802)는 CPU, (1803)은 ATM보드, (1820)은 ATM I/F, (1850)은 ATM-LAN을 나타낸다.
CPU(1802)는 여러개의 SCSI I/F(1807)에 접속된 자기디스크(1810)의 각각으로 액세스할 수 있다. 또, 각각의 SCSI I/F(1807)에는 1개 또는 여러개의 자기디스크(1810)을 접속한다.
본 구성을 채용하고 액세스단위를 제11도에 도시한 단일체 자기디스크의 액세스단위로 하는 것에 의해 특수재생시의 프레임레이트를 통상재생시의 약 1/2로 유지한 채 전체의 데이타액세스 스루풋은 병렬화에 의해 향상시킬 수 있다. 버스(1801)의 트래픽의 집중시에는 버퍼(1806)에 의해 버스에 의한 데이타전송시간을 어긋나게 할 수 있다. 또, 버스전송중에 다른 영상데이타를 자기디스크(1810)에서 리드하는 것도 있다.
제19도B에 제19도A의 데이타축적장치에 영상데이타를 저장하는 경우의 파일구성의 1예를 도시한다. 제19도A의 각 자기디스크(1810)에 표시한 번호는 제19도B에 표시한 번호와 대응한다.
자기디스크00에는 File(파일) A, File E를 저장하고, 자기디스크10에는 File B, File F를 저장한다. 마찬가지로, 자기디스크20에는 File C, File G를, 자기디스크30에는 File D, File H를, 자기디스크01에는 File I, File M을 저장한다. 또, 자기디스크11에는 File J, File A를, 자기디스크21에는 File K, File A를, 자기디스크31에는 File L, File A를 저장한다. 여기에서, File A는 클라이언트로부터의 액세스 빈도가 높은 영상데이타이다.
제19도A의 구조의 경우, 1개의 영상데이타에 액세스요구가 집중하면 저장되어 있는 자기디스크(1810) 또는 SCSI I/F(1807)이 보틀네크(bottle-neck)로 되어 다수의 요구를 만족시키지 못할 가능성이 생긴다. 그 경우에는 제19도B에 도시한 바와 같이, 액세스빈도가 높은 영상데이타를 다른 SCSI케이블에 접속되어 있는 자기디스크(1810)에 저장하는 것에 의해 해결할 수 있다.
다음에, 영상데이타의 축적장치에 광디스크 쥬크박스를 사용한 경우에 대해서 제20도를 사용해서 설명한다.
광디스크에서는 자기디스크에 비해 비트단가가 저렴하게 되므로 영상축적장치로서 광디스크를 사용하는 것은 비용을 저감하는데 유효하다. 그러나, 1인의 사용자(또는 채널)가 임의의 광디스크를 액세스하고 있는 도중에는 다른 사용자(또는 채널)가 그 광디스크를 동시에 액세스할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명에서는 1개의 광디스크 또는 광디스크 쥬크박스 등을 동시에 다수의 사용자(채널)이 액세스할 수 있도록 하기 위해서 광디스크 축적장치내의 데이타를 자기디스크장치 등의 고속데이타 축적장치에 일시 축적해 두고, 자기디스크장치 상의 데이타를 배송하고 있는 동안에 광디스크장치 상의 다른 영상데이타를 자기디스크장치로 전송하는 바와 같은 캐시방법을 채용한다. 자기디스크장치상의 영상데이타를 클라이언트로 배송하고 있는 동안에 다음 영상데이타와는 별도로 요구되고 있는 동일 광디스크 또는 동일 광디스크 쥬크빌스 내의 영상데이타를 자기디스크장치상으로 전송한다 또, 자기디스크장치 대신에 반도체메모리 등 다른 메모리를 사용해도 좋다.
제20도A는 제1도의 영상축적 배송시스템(101)을 사용해서 상술한 캐시기능을 실현할 수 있도록 한 것이고, (121)은 고속응답 축적매체로서 자기디스크, 반도체 메모리 등을 나타낸다.
제20도B에 각 영상데이타에 있어서의 상기 캐시동작을 도시한다. (123)은 대용량 저속응답 축적장치로서 예를 들면 광디스크 쥬크박스와 같은 데이타축적장치를 나타낸다.
제20도B에 도시한 바와 같이, D1+D2+D3+∼DN을 리드하고자 하는 경우에는 축적장치(123)의 영상데이타의 일부를 순차 고속응답 축적매체(121)로 데이타카피를 실행한다. 또, 고속응답 축적매체(121)에 카피된 영상데이타를 클라이언트측으로 순차 배송한다. 배송이 종료한 영상데이타의 일부는 순차 고속응답 축적매체(121)상에서 소거해 간다.
제21도에 고속응답 축적매체(121)에 반도체메모리를 사용한 경우의 시스템구성의 1예를 도시한다. 본 도면에 있어서, (2171)은 영상축적장치, (2101), (2102), 는 광디스크 쥬크박스, (2110), (2120), (2140)은 버스I/F, (2130)은 캐시메모리를 나타낸다. 제어유닛(190)은 리소모스신호선(110)에 의해 영상축적장치(2172)와 버퍼링장치(2100)의 제어블럭(2150)으로 명령을 보내고, 제어관리신호선(162)에 의해 스위치버스(140)으로 명령을 보낸다. 제어블럭(2150)은 CPU(2151)과 타이머(2152)로 이루어진다.
제22도는 동일 광디스크 또는 동일 광디스크 쥬크박스상의 여러개의 영상데이타를 동시에 배송하는 경우의 설명도로서, 광디스크 쥬크박스(2101)상에 있는 「A」,「B」의 2종류의 영상데이타와 광디스크 쥬크박스(2102)상에 있는 「C」, 「D」의 2종류의 영상데이타를 본 발명의 캐시방식에 의해 동시에 배송하는 경우의 타이밍도를 도시한다.
광디스크 쥬크박스(2101)은 영상데이타A와 영상데이타B의 일부Ak, Bk를 교대로 리드한다. 이 경우의 데이타의 리드에는 본 도면에 도시한 바와 같이 마운트(mount)시간과 리드시간이 필요하다. 마찬가지로, 광디스크 쥬크박스(2102)에서 영상데이타C와 영상데이타D의 일부Ck, Dk를 교대로 리드한다. 이들 데이타는 스위치버스(140)을 거쳐서 버스I/F(2120)에 입력되고 순차로 도착하는 영상데이타가 메모리(2130)의 버퍼1∼5에 라이트된다. 또, 배송시간에 따라서 영상데이타를 스위치버스(140)을 거쳐서 순차 클라이언트로 배송한다. 이상의 제어는 CPU(2150) 및 제어유닛(190)이 실행한다.
제23도에 제21도의 변형예로서 자기디스크장치를 사용한 경우의 캐시기능의 데이타의 흐름을 도시한다. 도면번호는 제21도와 동일하다. 상술한 캐시기능은 제21도에 도시한 메모리(2130) 대신에 자기디스크장치를 사용해도 마찬가지로 실현할 수 있다.
제24도에 제1도의 변형예로서 리소오스 제어용 신호(110)을 리소오스 제어신호(2401)로 표시한 바와 같이 버스I/F(130)과 스위치버스(140)을 거쳐서 전송하는 것에 의해서 제1도와 동일한 기능을 실현하도록 하고 있다. 도면번호는 제1도와 동일하다.
제25도에 본 발명의 응용시스템의 예를 도시한다. 본 발명에 의한 영상축적 배송장치(101)은 각 가정(2501)용의 비디오 온 디멘드, 게임, 교육, TV전화, TV회의, 의료복지지원서비스, 각종 영상정보서비스, 홈쇼핑 등의 분야에 대해서 응용할 수 있다. 공중망(181)이나 무선국(2502)와 접속하는 것에 의해서 더욱 많은 영상정보 서비스의 네트워크를 실현할 수 있다.
영상정보 서비스로서는 경제정보, 교통정보, 도로안내, 관광/여행/숙박안내, 지정석예약, 공공서비스, 도서관정보서비스, 주택정보, 사내외 TV전화, 전자도서관, 강연, 전자비밀문서서비스, 영업판매지원, 뉴스온 디멘드, 데이타베이스의 액세스 등이 고려 된다.
제28도에 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 또 다른 구성예를 도시한다. (3101)은 영상축적 배송시스템, (3102)는 영상축적 배송장치, (3190)은 제어유닛, (3140)은 ATM스위치로서, 여러개의 영상축적 배송장치(3102-1)∼(3102-n)이 상기 ATM스위치(3140)에 의해 상호 접속되어 있다. 각 영상축적 배송장치(3102-1)∼(3102-n)에는 예를 들면 각 영상 타이틀이 분산되어 저장된다.
워크스테이션(3072), 퍼스널컴퓨터(3073) 또는 CATV 단말기 등의 클라이언트로부터의 영상배송요구는 제어유닛(3190)에 의해 접수되고, 요구받은 타이틀을 저장하고 있는 영상축적 배송장치(3102) 또는 클라이언트가 데이타관리블럭(3165)와 ATM스위치 제어블럭(3161)의 지시에 따라서 ATM/IF(3130)에서 ATM스위치(3140)으로 제어관리신호를 출력한다. ATM스위치(3140)을 거쳐서 영상축적 배송장치(3102)가 LAN(3050)으로 영상의 배송을 개시한다. 다른 구성은 제1도와 동일하다.
제29도에 영상축적 배송장치(3102)의 구성을 도시한다. (3210)은 명령입력부, (3211)은 데이타입력부, (3220)은 데이타출력부, (3230-1)∼(3230-k)는 영상채널배송 제어블럭, (3231-1∼(3231-k)는 영상채널 입력제어블럭, (3232)는 카피입력제어블럭, (3233)은 카피출력제어블럭, (3240)은 자기디스크 제어블럭, (3021)은자기디스크, (3140)은 ATM스위치를 나타낸다.
영상채널 배송 제어블럭(3230-1)∼(3230-k)는 배송요구가 있었던 각 영상타이틀과 대응하고, 각 영상타이틀의 데이타를 배송할 시간측에 따라서 배송동작하여 클라이언트측에서 영상이 흐트러지지 않도록 제어한다. 또, 각 영상채널 배송 제어블럭(3230-1)∼(3230-k)는 명령입력부(3210)으로부터의 영상타이틀의 지정, 배송의 일시정지, 배송의 종료나 빨리보내기재생, 빨리되감기재생 등의 트릭플레이 등의 명령을 받고, 이들 명령에 따라서 필요한 데이타를 자기디스크 제어블럭(3240)에 요구한다. 일단, 영상채널의 배송동작을 개시하면 클라이언트측으로 공급할 영상데이타가 고갈되지 않도록 자기디스크 제어블럭(3240)에 주기적으로 데이타리드를 요구한다. 이들 데이타리드요구는 모두 데드라인을 갖고 있고, 만약 데드라인이 지켜지지 않고 타임아웃이 발생하면, 클라이언트로의 배송영상에 흐트러짐이 발생하게 되므로 영상축적 배송장치에서는 데드라인을 지켜서 클라이언트로의 배송영상의 품질을 보증할 필요가 있다. 이 영상품질의 보증을 이하 QOS라 한다.
또, 여러개의 채널로 동시에 배송할 경우, 신규의 데이타리드요구나 일시정지로부터의 재개동작 등이 빈번하게 발생한다. 이 경우, 이미 배송서비스하고 있는 영상의 QOS를 보증하기 위해 신규의 배송요구를 일시적으로 펜딩상태로 하지 않으면 안되는 경우가 생긴다. 본 발명의 시스템에서는 액세스가 집중하고 있는 타이틀과 동일한 타이틀의 레플리카를 다른 영상축적 배송장치(3102)에 배치하는 것에 의해서 동일 장치로의 액세스집중을 분산시킬 수 있다.
이와 같은 경우, 타이틀의 레플리카는 신속하게 작성할 필요가 있으며, 또한복제원의 영상배송 서비스를 중단시키지 않고 실행하는 것이 요구된다. 이 요구는 자기디스크장치의 빈시간을 이용해서 레플리카를 버스트적으로 생성, 전송하는 것에 의해 달성할 수 있다.
또, 데이타배송요구의 형태로서 예를 들면 회사나 학교 등의 클라이언트에 대해서 교육용 영상을 배송하는 경우에 「타이틀B를 9시에 배송한다」와 같이 어떤 영상타이틀에 대해서 영상배송의 개시시간을 지정하는 경우가 있다. 또, 실시간 제어를 필요로 하지 않는 타이틀카피나 디렉토리정보의 검색 등과 같이 단발적으로 발생하는 액세스요구도 존재한다.
이와 같은 자기디스크로의 액세스를 분류하면 이하의 종류로 분류할 수 있다.
종류 [1] 주기적인 데이타액세스의 개시시에 발생하는 최초의 액세스요구로서, 가능한한 신속하게 실행하고자 하는 액세스.
종류 [2] 주기적인 데이타 액세스의 개시시에 발생하는 최초의 액세스요구로서, 배송시간이 지정되어 있는 액세스.
종류 [3] 주기적인 데이타 액세스.
종류 [4] 단발적인 데이타 액세스.
이들 데이타 액세스는 각각 다른 주기를 갖는다.
이하, 상기한 것중의 어떠한 액세스요구에 있어서도 이미 배송서비스중인 영상의 QOS를 보증하고, 각각의 영상타이틀의 데드라인에 타임아웃의 염려가 없는 스케쥴링방식 및 제어방법에 대해서 설명한다.
제11도에서 설명한 바와 같이, 자기디스크는 헤드시크나 회전대기를 위한 오버헤드를 수반하므로, 액세스단위C(바이트)와 스루풋TH(바이트/초)의 관계는 비선형적인 특성을 갖는다. 이 비선형함수를 F로 하면 디스크스루풋TH는
[수학식 1]
TH=F(C)
로 표시된다.
제31도에 상기 종류[3]의 주기타스크로 되어 있는 각 영상채널에 있어서의 자기디스크로의 리드요구와 리드 및 영상배송의 타이밍을 도시한다.
본 발명에서는 자기디스크를 효율좋게 사용하기 위해서 제31도에 도시한 바와 같이 액세스단위를 크게 함과 동시에 필요한 데이타의 선행리드를 실행한다.
예를 들면, MPEG1에 있어서 256KB데이타는 약 1. 37초의 통상 재생데이타에 대응한다. 예를 들면, 선행리드데이타A5는 버퍼상으로 일단 로드한 후, 약 1.37초의 시간내에 네트워크로 배송하고, 이 배송동작중에 다음에 배송할 영상데이타 A6의 선행리드를 실행한다. 이와 같이, 데이타의 리드동작과 데이타의 배송동작을 병렬적으로 실행하기 위해서는 2개의 데이타버퍼A, B를 교대로 사용한다.
예를 들면, 한쪽의 데이타버퍼A에 저장된 데이타의 배송이 종료하면 다음의 선행리드데이타의 리드요구를 자기디스크 제어블럭(3240)에 부여하고, 다른쪽의 데이타버퍼B의 데이타에 대해서 배송동작을 개시한다. 각각의 선행리드요구의 데드라인은 제31도에 도시한 바와 같이, 다른쪽의 데이타버퍼로부터의 데이타리드 완료시각까지로 된다.
자기디스크의 스루풋특성은 제30도에 도시한 바와 같이 꺾은선근사로 표시할 수도 있다. 본 도면에 도시한 꺾은선근사1은 피스와이즈 리니어라 불리우는 근사방법에 의한 것이다. 이것은 꺾은선근사2와 같이 더욱 간략화할 수도 있다. 본 발명의 스케쥴링은 이와 같은 근사된 스루풋특성을 적용하는 것에 의해서 하드웨어구성을 간략화하여 프로세서에 의해 계산하는 경우의 계산속도를 고속화할 수 있다.
제32도에 자기디스크로의 액세스요구(타스크)와 자기디스크에 있어서의 액세스타이밍의 관계를 도시하고, 횡축은 시간축을 나타낸다.
제32도A는 모든 타스크가 동일 주기로 발생하는 경우의 타이밍도를 도시한 것이다. 이 경우, 각각의 타스크의 개시위상을 어긋나게 하는 것에 의해서 자기디스크의 액세스를 변동시킬 수 있다. 그러나, 실제의 응용에 있어서 액세스요구되는 영상스트림의 비트레이트는 동일하지 않으므로, 각각의 영상타이틀의 선행리드 동작을 동일주기로 하는 것은 곤란하다.
제32도B는 각 타스크의 주기가 다른 경우의 타이밍도를 도시한 것이다.
영상채널 배송제어블럭에서 2이상의 리드요구가 동시에 발생한 경우에는 중복된 타스크를 시간적으로 어긋나게 해서 자기디스크를 액세스할 수 밖에 없다. 이 경우, 액세스요구가 발생하고 나서 실제의 타스크장치에서 데이타액세스가 개시될때까지의 시간지연이 크게 되면 각 액세스요구의 데드라인을 지키지 못할 가능성이 있다. 자기디스크에서의 액세스지연의 최악의 경우에는 다수의 클라이언트요구의 전부가 동일 시각에 중복되어 발생한 경우이다.
제32도C는 모든 자기디스크 액세스요구가 우연히 중복되어 발생한 경우의 타이밍도를 도시한 것이다.
다수의 액세스요구 중, 가장 짧은 액세스주기Ts를 갖는 요구A가 마지막에 실행된 경우, 데드라인의 타임아웃발생 가능성이 가장 높다. 그런데, 이와 같은 최악의 경우에 있어서 데드라인을 지킬 수 있으면, 모든 데드라인을 보증할 수 있다. 이하, 그 조건에 대해서 설명한다.
우선, 주기적인 액세스만을 주목한 경우 모든 영상스트림의 QOS를 보증하기 위한 조건은 다음과 같이 된다.
각 리드요구의 자기디스크의 점유시간을 Wn, 최단 액세스주기를 Ts로 하면,
을 만족시키고 있으면, 모든 자기디스크로의 주기적인 액세스요구의 데드라인을 보증할 수 있다.
다음에, 신규의 주기적인 액세스요구가 발생한 경우 또는 비주기의 단발적인 액세스요구가 발생한 경우에도 전 타스크의 데드라인을 보증할 수 있는 알고리듬에 대해서 설명한다. 여기에서, 대상으로 하는 액세스요구로서는
[1] 새로운 클라이언트로부터의 신규배송요구.
[2] 이미 배송중인 클라이언트로부터의 특수재생요구.
[3] 단발적인 비주기의 자기디스크로의 액세스요구가 있다.
상술한 바와 같이 데이타의 선행리드를 실행하는 방식을 채용한 경우, 특수재생요구[2]가 발생하면 이미 선행리드된 데이타는 무효로 되므로 새로 주기적인 액세스요구가 발생한 경우와 동일한 취급(처리)을 하여 이전의 액세스요구는 정지시킬 필요가 있다.
제33도A에 모든 액세스요구가 우연히 어떤 시간내에 중복되어 발생하고, 또한 신규의 액세스요구와 단발적인 액세스요구가 동시에 발생했으므로 최단주기Ts를 갖는 주기적인 액세스요구에 타임아웃이 발생한 경우의 타이밍도를 도시한다. 이와 같은 타임아웃을 방지하여 클라이언트로의 QOS를 보증하기 위해서는 예를 들면 제33도B에 도시한 바와 같이 최단주기Ts를 갖는 주기적인 액세스요구A에 대해서 데드라인을 준수할 수 있도록 신규 리드요구F의 액세스를 지연시키면 좋다.
여기에서, 신규 액세스요구F에 관한 데이타블럭의 사이즈를 Ck로 하고, 이 데이타블럭을 리드(또는 라이트)하기 위해 필요한 자기디스크 점유시간을 Wk로 하면, Wk는
[수학식 2]
Wk=Ck/F(Ck)
에 의해서 산출할 수 있다.
또, 이미 시간Tj에 발생하고 있는 신규액세스요구 또는 단발적인 액세스요구가 필요로 하는 자기디스크 점유시간을 Dj로 하고, 현재의 시각Tc에서 거슬러 올라가서 최단주기Ts내에 접수하고 있는 액세스요구의 자기디스크 점유시간의 합계를 D(total)로 하면 D(total)은
[수학식 3]
D(total)=ΣDj(if Ts>(Tc-Tj))
에 의해서 산출할 수 있다.
또, 이미 실행하고 있는 주기적인 액세스요구의 합계W(total)는
[수학식 4]
W(total)=ΣWn
에 의해서 산출할 수 있다.
여기에서, 신규의 액세스요구를 접수한 경우에도 최단주기Ts를 갖는 액세스 요구의 데드라인을 보증할 수 있는 조건은
로 된다.
조건 [2]를 만족시키는 경우에는 신규 액세스요구의 접수 가능(액세스의 실행이 가능)하고, 상기 조건[2]가 만족되지 않는 경우에는 이 요구를 일시 보류할 필요가 있다. 신규 액세스요구의 접수를 보류한 상태에서 시간이 경과하면 상기 식 3의 D(total)이 감소하여 결국에는 상기 조건 2를 만족시킬 수 있는 상태로 되므로 그때까지 보류하고 있던 액세스요구의 접수가 가능하게 된다.
제34도에 제29도의 자기디스크 제어블럭(3240)을 상세하게 도시한다. (3710)은 명령큐, (3720)은 스케쥴링 제어부, (3730)은 신규 액세스요구용의 명령큐, (3740)은 명령접수부, (3750)은 데이타입출력부를 나타낸다.
명령접수부(3740)은 각 영상채널 배송 제어블럭(3230) 또는 영상채널 입력 제어블럭(3231)로부터 자기디스크 액세스 요구명령을 수취하고, 그중 이미 주기 타스크로서 등록되어 있는 액세스요구는 명령큐(3710)으로 보내고, 새로 발생한 주기적인 액세스요구나 단발적인 액세스요구는 명령큐(3730)으로 보낸다.
명령큐(3730)에 축적된 자기디스크의 액세스요구는 스케쥴링 제어부(3720)에 의해 상술한 제어알고리듬에 따라서 즉시 명령큐(3720)으로 보내거나 또는 조건 [2]에서 설명한 바와 같이 지연시킨 후에 명령큐(3720)으로 보내진다. 명령큐(3710)으로 보내진 자기디스크로의 액세스요구는 FIFO(선입선출)형식으로 순차 실행된다.
제35도에 제34도의 스케쥴링 제어부(3720)을 상세하게 도시한다. (3810)은 주기적인 액세스요구의 최단주기Ts를 저장하기 위한 최단주기 저장 레지스터, (3811)은 비교기, (3821)은 각 영상채널 배송 제어블럭(3230) 또는 영상채널 입력 제어블럭(3231)에서 수취하는 명령의 포맷을 기억하기 위한 메모리, (3822)는 명령큐(3710)으로 보낼 명령을 저장하는 명령레지스터, (3830)은 신규 액세스요구의 자기디스크 점유시간을 산출하기 위한 자기디스크 점유시간 산출회로, (3831)은 이미 실행하고 있는 주기적인 액세스요구를 기록해 두기 위한 주기타스크의 자기디스크 점유시간 기억회로, (3832)는 신규타스크를 기억하기 위한 FIFO버퍼, (3840)은 조건[2]를 계산하기 위한 스케쥴링 판정회로를 나타낸다.
스케쥴링 제어부(3720)은 명령큐(3730)로부터 신규 액세스요구(3721)을 수취하면, 다음의 수순에 따라서 스케쥴링을 실행한다.
[1] 자기디스크 점유시간 산출회로(3830)에서 식 2의 Wk를 산출한다.
[2] 자기디스크 점유시간 기억회로(3831)에서 식 4의 W(total)를 산출한다.
[3] 신규 타스크가 주기적인 타스크인 경우, 스케쥴 판정회로(3840)에서 조건 [1]을 만족시키는지 아닌지를 판정하고, 만족시키지 않는 경우에는 이 요구를거절한다.
[4] 신규 타스크의 기억FIFO(3832)에서 식 3의 D(total)을 산출한다.
[5] 스케쥴 판정회로(3840)에서 조건 [2]를 만족시키는지를 판정하고, 조건을 만족시키지 않는 경우에는 임의의 시간이 경과한 후에 상기 [3]의 계산을 다시 실행하고 조건 [2]를 만족시키는지 아닌지의 판정을 반복한다. 조건 [2]를 만족시킨 경우에는 명령포맷(3821)에서 미리 자기디스크의 액세스에 필요한 정보만을 추출해서 저장해 둔 명령레지스터(3822)의 내용을 명령큐(3710)으로 보낸다. 또, 신규 액세스요구의 자기디스크 점유시간Wk를 Dk로 해서 신규타스크 기억FIFO(3822)에 등록한다. 주기적인 타스크의 경우에는 Wk를 주기타스크의 자기디스크 점유시간 기억회로(3831)에 등록한다. 또, 최단주기 저장 레지스터(3810)과 신규 액세스요구의 주기T를 비교기(3811)에 의해 비교하고, 주기가 Ts보다 짧은 경우에는 상기 주기T를 새로운 최단주기Ts로서 기억한다.
이상의 스케쥴링에 의해, [1] 새로운 클라이언트로부터의 신규배송요구, [2] 이미 배송중인 클라이언트로부터의 특수재생요구, [3] 단발적인 비주기의 자기디스크로의 액세스요구가 발생해도 클라이언트로 배송중인 영상의 QOS를 보증할 수 있다.
본 발명에 의하면, 영상의 배송개시시간을 지정한 배송요구에도 대응할 수 있다. 예를 들면, 배송요구시에 이 타스크를 주기적인 타스크로서 제35도에 도시한 주기타스크의 자기디스크 점유시간 기억회로(3831)에 등록해 두고, 최초의 선행리드만을 실행하여 배송개시 지정시간까지 이 영상채널을 제어하는 영상배송 제어블럭(3230)을 대기상태로 해 둔다. 배송개시의 지정시간으로 되면 상기 대기상태를 해제하고 통상의 배송서비스를 실행한다. 이것에 의해, 즉시 자기디스크 제어블럭(3102)에 리드요구가 실행되게 되지만, 이 타스크는 이미 주기적으로 실행되고 있는 타스크로서 스케쥴 판정회로(3840)이 스케쥴링을 실행하고 있으므로 상기 리드요구에 의해서 다른 배송중인 영상의 QOS가 방해될 염려는 없다.
이와 같이, 본 발명의 영상축적 배송장치 및 영상축적 배송시스템에서는 임의의 배송개시시간을 지정해서 배송요구를 실행할 수 있으므로, 예를 들면 2이상의 다른 타이틀의 영상을 임의의 시각에 서로 연결한 형태로 배송서비스하는 것이 가능하게 된다.
제36도에 CATV국에 본 발명을 응용한 예를 도시한다. (3900)은 B-ISDN(광대역공중망), (3910)은 공중망(3900)에 접속된 각종 영상타이틀을 보관하는 아카이벌 서버로서, 공중망(3900)에는 각 가정(2501)에 비디오 온 디멘드, 홈쇼핑 등의 서비스를 실행하는 CATV국(3602)가 접속되어 있다.
각 CATV국(3602)는 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템(3101)을 구비하고, 각 가정(2501)에서 영상타이틀의 배송요구를 받으면 압축영상을 각각이 갖는 네트워크(3603)을 거쳐서 요구원인 각 가정(2501)로 배송한다. 만약, 자국내의 영상축적 배송시스템(3101)에 사용자로부터 요구받은 타이틀(영상데이타)가 존재하지 않는 경우에는 아카이벌서버(3910)에 타이틀의 카피를 요구하여 원하는 영상타이틀을 카피인(copy-in)한다. 이 경우, 본 발명의 영상축적 배송시스템(3101)을 적용하는 것에 의해서 이미 다른 영상의 배송서비스중이라도 이들 배송중인 영상의 QOS를 보증하면서 아카이벌서버(3910)으로부터의 영상데이타의 카피인을 실행할 수 있다.
제37도에 제36도의 CATV국(3602)에 적용되는 영상축적 배송시스템(3101)의 바람직한 구성예를 도시한다. 기본구성은 제28도와 동일하다. 영상타이틀은 여러개의 영상축적 배송장치(3102)(3102-1∼3102-n)로 분산해서 저장되어 있다. 이 시스템구성에 있어서 인기타이틀에 액세스가 집중하면 그 타이틀을 갖는 특정한 영상축적 배송장치(3102-i)가 보틀네크로 되어 인기타이틀의 배송서비스가 제약받을 염려가 있다. 그래서, 제어유닛(3190)의 명령에 의해 인기타이틀을 다른 영상축적 배송장치(3102-j)에 카피하여 액세스를 여러개의 전송장치로 분산시키는 것에 의해 상기 보틀네크를 해소할 수 있다.
본 발명의 영상축적 배송장치(3102)를 사용하면 이미 영상을 배송하고 있는 영상채널의 QOS를 보증하면서 동일 타이틀로의 집중정도에 따라서 카피타이틀을 갖는 영상축적 배송장치 대수를 증가시켜 분산체제로 서비스요구에 대응할 수 있고, 이것과 마찬가지로 시스템을 정지시키는 일 없이 신규타이틀을 영상축적 배송장치에 추가하는 것이 가능하여 CATV국에 있어서의 비디오 온 디멘드 등의 상호작용 서비스를 논스톱으로 실현할 수 있다.
제38도C에 본 발명의 영상축적 배송장치의 예를 도시한다.
(4005)는 I/O버스, (4010), (4015)는 DMA제어, (4050)은 제어블럭, (4020)은 제어블럭내의 메모리, (4025)는 제어블럭의 기능을 실행하는 CPU, (3801)은 자기디스크, (3805)는 ATM I/F, (3806)은 네트워크를 나타낸다.
여기에서, CPU(4025)는 제29도에 도시한 영상채널 배송제어블럭(3230), 영상채널 입력 제어블럭(3231), 카피입력 제어블럭(3232), 카피출력 제어블럭(3233), 명령입력부(3210), 데이타출력부(3220), 데이타입력부(3211), 자기디스크 제어블럭(3240)의 기능을 제어프로그램에 의해 실현한다.
제38도A에 UNIS 오퍼레이팅 시스템을 사용하고 있는 종래의 계산기를 베이스로 한 영상데이타의 전송방법을 도시하고, 제38도B에 상기 제38도C의 시스템구성에 있어서의 처리의 고속화방법의 1예를 도시한다.
제38도A의 종래방법에 의하면 자기디스크(3801)에서 리드된 데이타(3802)는 CPU의 오퍼레이팅 시스템에 있어서의 커넬부가 관리하는 커넬버퍼(3803)으로 전송되고, 이것을 사용자 데이타공간(3804)에 일단 카피한 후 재차 커넬버퍼(3803)에 카피하고, ATM인터페이스(3805) 등을 거쳐서 네트워크(3806)으로 배송한다. 즉, CPU상에서 2회의 메모리카피를 필요로 한다.
제38도B에 도시한 본 발명의 방법은 메모리(4020)내의 사용자의 메모리공간(3804)에 데이타버퍼를 마련하고, 자기디스크(3801)에서 영상데이타를 DMA(직접 메모리액세스)기능에 의해서 사용자메모리공간(3804)상의 데이타버퍼로 전송하고, 네트워크(3806)으로의 데이타배송도 데이타버퍼에서 ATM I/F(3805)로 DMA기능에 의해서 직접 실행하도록 하고, 이것에 의해 CPU에 의한 메모리카피를 0회로 하여 여러개의 영상채널로의 동시 배송서비스기능을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 이들 동작의 제어는 CPU(4025)가 실행한다.
다음에, MPEG1 및 MPEG2 프로그램 스트림을 축적장치에 저장하는 구체적인 예를 제39도, 제40도를 사용해서 설명한다.
제39도에 MPEG1 스트림 또는 MPEG2 프로그램 스트림 등의 MPEG 스트림을 도시한다. 본 도면에 있어서, (5001)은 MPEG1 스트림 또는 MPEC2 프로그램 스트림이다. 이 MPEG 스트림은 여러개의 팩(5002)로 구성된다. (5003)은 팩헤더, (5004)는 패킷, (5005)는 스트림 엔드코드를 나타낸다. 팩헤더에는 시스템 클럭 레퍼런스(SCR)이라는 시스템시각 기준참조값이 부여되어 있고, MPEG스트림을 복호하는 경우에는 이 SCR에 따르는 것에 의해서 정확한 시간축에 영상을 재현할 수 있다. 각 팩(5002)에는 패킷(5004)를 포함하고 있고, 패킷(5004)에는 영상데이타용 패킷과 음성데이타용 패킷 등이 존재한다. MPEG 스트림의 마지막에는 엔드코드(5005)가 존재한다. 제17도의 MPEG영상데이타(1703)은 영상데이타용 패킷(5004)로 분할되어 팩화된다. 이 MPEG스트림을 축적장치에 저장하는 예를 제40도를 사용해서 설명한다.
제40도는 제14도의 저장형식에 대응하고 있다. 제14도에 있어서의 파일정보(1405)는 본 도면과 같이 생략할 수도 있다. 본 도면에 있어서, (1401)은 루트 디렉토리, (1401a)는 타이틀명, (5101)은 팩어드레스 테이블(5102)의 개시블럭 어드레스를 나타낸다. 팩어드레스 테이블(5102)내에 있어서 (5103)은 MPEG 스트림의 축적장치상의 개시블럭 어드레스를 나타낸다. (5104)는 MPEG 스트림의 비트레이트, (5105)는 MPEG스트림의 팩번호, (5106)은 각 팩의 개시블럭 어드레스(5103)으로부터의 저장바이트 어드레스인 팩저장 어드레스, (5107)은 각 팩의 바이트수의 용량인 팩용량을 나타낸다. (5108)은 각 팩이 인트라픽쳐를 포함하고 있는지 없는 지를 나타내고, 이것이 설정되어 있으면 I픽쳐를 포함하고 있는 것을 나타내는 팩타입이다. (5109)에는 각 팩의 SCR을 저장한다. (5110)은 제39도의 가변비트레이트의 경우의 MPEG 스트림(5001)이다. 본 도면에 도시한 팩어드레스 테이블(5102)를 각 MPEG 스트림(5110)에 부가해서 저장해 둔다. 배송요구시에는 우선 최초에 이 팩어드레스 테이블(5102)를 메모리상으로 로드한다 그 후, 이 팩어드레스 테이블(5102)의 SCR(5109)에 따라서 배송할 팩을 알 수 있다. 이것의 축적장치의 저장지 및 용량을 팩저장 어드레스(5106)과 팩용량(5107)에서 고속으로 알 수 있다. 따라서, VBR의 MPEG스트림(5110)을 시간축에 따라서 배송할 수 있게 된다. 또, 영상의 임의의 위치로부터의 배송의 요구 또는 임의의 위치로의 점프가 요구된 경우에 있어서도 이 팩어드레스 테이블(5102)를 참조하는 것에 의해 지정된 위치의 데이타의 저장장소를 고속으로 찾아낼 수 있다. 빨리보내기재생 등의 특수재생시에 있어서도 I픽쳐를 포함하는 팩만을 축적장치에서 리드하여 배송하는 것이 가능하게 된다.
다음에, 각 팩사이즈가 전부 동일하고, 각 팩의 SCR의 증가분이 동일한 콘트탄트 비트레이트(CBR)의 MPEG 스트림에 관한 경우에 대해서 설명한다. 제40도에 있어서, (5120)은 팩어드레스 테이블을 나타낸다. (5103)은 마찬가지로 개시블럭 어드레스, (5104)는 비트레이트, (5121)은 각 팩의 사이즈, (5122)는 각 팩간의 SCR의 차분SCR-인터벌을 나타낸다. (5123)은 I픽쳐 비트맵을 나타내고, 각 1비트가 각 팩에 대응하고, 이것이 설정되어 있는 경우에는 그것에 대응하는 팩이 I픽쳐를 포함하는 것을 의미한다. (5124)는 각 팩사이즈가 전부 동일하고, 각 팩의 SCR의 증가분이 동일한 콘트탄트 비트 레이트(CBR)의 MPEG 스트림을 나타낸다.
통상재생시에는 비트레이트(5104)에 따라 팩사이즈(5121)과 SCR-인터벌(5122)에 따라 축적장치에서 리드할 데이타의 어드레스를 계산할 수 있다. 또, 특수재생시에 있어서도 I픽쳐를 포함하는 팩을 I픽쳐비트맵(5123)에서 고속으로 찾아낼 수 있다. 이와 같은 콘트탄트 비트 레이트의 MPEG스트림(5124)에 있어서는 팩어드레스 테이블에 필요한 용량을 저감할 수 있다.
이상의 실시예의 설명에서 명확한 바와 같이, 본 발명의 영상축적 배송장치에 의하면, 영상데이타의 화질을 보증해서 다수 사용자에게 동시에 영상데이타를 배송할 수 있고, 영상축적용량 또는 동시서비스가 가능한 채널수에 대해서 요구에 유연하게 대응할 수 있다.
제1도는 본 발명의 영상축적 배송시스템의 1실시예를 도시한 구성도.
제2도는 제1도에 있어서의 스위치버스(140)의 구성을 도시한 도면.
제3도는 상기 스위치버스를 거쳐서 전송되는 셀의 구성을 도시한 도면.
제4도는 제1도의 장치(102)∼(105)로서 적용되는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치(400)의 기본구성도.
제5도는 상기 영상축적 배송시스템(101)에 있어서의 영상데이타의 배송동작을 도시한 도면.
제6도는 상기 영상축적 배송시스템(101)에 있어서의 영상데이타의 라이트동작을 도시한 도면.
제7도는 스위치버스(140)을 관리하기 위한 QOS관리테이블(160)을 도시한 도면.
제8도는 영상데이타 라이트동작시에 있어서의 클라이언트와 서버간의 동작의 흐름을 도시한 도면.
제9도는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치의 다른 구성예를 도시한 도면.
제10도는 제9도의 영상축적 배송장치를 적용한 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 다른 구성을 도시한 도면.
제11도는 자기디스크장치 단일체의 데이타액세스시에 필요한 시간과 데이타의 액세스단위에 대한 스루풋의 관계를 도시한 도면.
제12도는 RAID3의 구성과 데이타액세스시에 필요한 시간을 도시한 도면.
제13도는 RAID3을 데이타축적장치로서 사용한 경우의 데이타의 액세스단위에 대한 스루풋을 설명하기 위한 도면.
제14도는 데이타축적장치로의 영상데이타의 저장형식의 1예를 도시한 도면.
제15도는 영상데이타 배송을 위한 메모리구성의 1예를 도시한 도면.
제16도는 특수재생시의 액세스방법과 사양의 1예를 도시한 도면.
제17도는 특수재생을 실행하기 위한 영상데이타의 저장형식의 1예를 도시한 도면.
제18도는 RAID3을 데이타축적장치로서 사용한 경우의 특수재생시의 액세스 방법과 사양의 1예를 도시한 도면.
제19도는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치의 다른 실시예를 도시한 구성도.
제20도는 본 발명에 의한 영상데이타의 캐시시의 데이타의 흐름 및 동작을 도시한 도면.
제21도는 본 발명에 의한 영상데이타의 캐시기능을 설명하기 위한 도면.
제22도는 영상데이타의 캐시동작에 있어서의 데이타의 타이밍도.
제23도는 자기디스크에 있어서의 캐시기능의 1실시예를 도시한 도면.
제24도는 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 다른 실시예를 도시한 구성도.
제25도는 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 응용예를 도시한 도면.
제26도는 종래의 계산기시스템 구성의 1예를 도시한 도면.
제27도는 본 발명의 시스템에 있어서의 영상데이타의 배송시의 타이밍도.
제28도는 본 발명에 의한 영상축적 배송시스템의 다른 실시예를 도시한 구성도.
제29도는 상기 영상축적 배송시스템에 있어서의 영상축적 배송장치의 기능구
성도.
제30도는 영상축적 배송장치에 적용되는 자기디스크의 액세스단위에 대한 스루풋의 특성을 도시한 도면.
제31도는 영상데이타의 선행리드방식을 설명하기 위한 타이밍도.
제32도는 자기디스크로의 리드요구와 액세스관계를 도시한 타이밍도.
제33도는 본 발명에 의한 자기디스크의 스케쥴링의 1예를 도시한 타이밍도.
제34도는 자기디스크 제어블럭의 기능을 설명하기 위한 도면.
제35도는 제34도에 있어서의 스케쥴링제어부(3720)의 구성을 도시한 블럭도.
제36도는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치의 다른 응용예를 도시한 도면.
제37도는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치의 또 다른 응용예를 도시한 도면.
제38도는 본 발명에 의한 영상축적 배송장치의 다른 실시예를 도시한 도면.
제39도는 MPEG스트링을 도시한 포맷도.
제40도는 MPEG스트림의 저장방식을 도시한 도면.

Claims (4)

  1. 여러개의 영상정보를 저장하는 영상정보 축적장치와 배송장치를 구비하고, 디지탈화된 영상정보를 패킷 또는 셀로 분할하고 여러개의 영상수신단말로 배송하는 영상 축적 배송 시스템에 있어서,
    상기 영상정보 축적장치, 상기 배송장치 및 상기 영상수신단말 사이를 패킷이나 셀을 루팅하는 스위치수단과 루팅경로를 제어하는 제어수단을 구비하고,
    상기 영상수신단말은 상기 배송장치에 대해서 액세스 요구신호를 보내고,
    상기 배송장치는 수취한 상기 액세스 요구신호에 따라서 스위치수단의 루팅 경로에 대해 상기 제어수단을 사용해서 설정하고,
    상기 제어수단은 상기 영상수신단말과 상기 배송장치 사이의 경로 및 그 경로의 전송대역 등의 전송파라미터를 나타낸 테이블을 갖고, 상기 테이블에 따라서 경로를 결정하고,
    상기 스위치수단은 상기 패킷이나 상기 셀의 경로를 설정하고, 상기 영상 수신단말과 특정의 상기 배송장치를 접속하는 것을 특징으로 하는 영상 축적 배송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단이 참조한 상기 영상수신단말과 상기 배송장치 사이의 경로 및 이 경로의 전송대역 등의 전송파라미터를 나타낸 테이블을 상기 영상수신단말과 특정의 상기 배송장치가 접속되었을 때에 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상 축적 배송 시스템.
  3. 여러개의 영상정보를 저장하는 영상정보 축적수단과 배송수단을 구비하고, 디지탈화된 영상정보를 패킷 또는 셀로 분할하고 여러개의 영상수신단말로 배송하는 영상 축적 배송 장치에 있어서,
    상기 영상정보 축적수단, 상기 배송수단 및 상기 영상수신단말 사이를 패킷이나 셀을 루팅하는 스위치수단과 루팅경로를 제어하는 제어수단을 구비하고,
    상기 영상수신단말은 상기 배송수단에 대해서 액세스 요구신호를 보내고,
    상기 배송수단은 수취한 상기 액세스 요구신호에 따라서 스위치수단의 루팅 경로에 대해 상기 제어수단을 사용해서 설정하고,
    상기 제어수단은 상기 영상수신단말과 상기 배송수단 사이의 경로 및 그 경로의 전송대역 등의 전송파라미터를 나타낸 테이블을 갖고, 상기 테이블에 따라서 경로를 결정하고,
    상기 스위치수단은 상기 패킷이나 상기 셀의 경로를 설정하고, 상기 영상수신단말과 특정의 상기 배송수단을 접속하는 것을 특징으로 하는 영상 축적 배송 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어수단이 참조한 상기 영상수신단말과 상기 배송수단 사이의 경로 및이 경로의 전송대역 등의 전송파라미터를 나타낸 테이블을 상기 영상수신단말과 특정의 상기 배송수단이 접속되었을 때에 갱신하는 것을 특징으로 하는 영상 축적 배송 장치.
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