KR100363177B1 - 전송 스트림 송수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 방송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SMPTE310와 DVB-ASI에 사용되는 방송 규격을 공용화 하여 전송 스트림을 효율적으로 송수신하는 장치에 관한 것이다. 전송 스트림 송수신 장치는 상이한 방송 규격을 가지는 변조된 전송 스트림을 저장하는 제1 저장수단, 상기 제1 저장수단에 전송 스트림 중 유효한 데이터를 방송 규격에 따라 동기방식으로 직렬 처리하거나 비동기 방식으로 직렬 처리하여 외부로 출력하고, 외부에서 입력되는 전송 스트림 중 유효한 데이터를 전송규격에 따라 동기 방식으로 병렬 처리하거나 비동기 방식으로 병렬 처리하는 신호처리수단, 상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 저장하는 제2 저장수단, 비디오 신호 및 오디오 신호로 분리하기 위해 방송 규격에 따라 상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 동기 방식의 전송 스트림 또는 상기 제2 저장수단에 저장된 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 선택하는 선택기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 각각의 SMPTE310 보드 및 DVB-ASI 보드를 하나의 칩으로 ASIC화하고 입출력 단자를 공용화 하여 ATSC 규격 및 DVB 규격을 따르는 장비에 상관없이 전송 스트림을 효율적으로 송수신할 수 있고, 장비의 Rear Panel의 공간을 줄일 수 있으며, 장비 구입에 따른 소비자의 경비 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

전송 스트림 송수신 장치{A apparatus for transmitting and receiving transport stream}
본 발명은 디지털 방송 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SMPTE310와 DVB-ASI에 사용되는 방송 규격을 공용화 하여 전송 스트림을 효율적으로 송수신하는 장치에 관한 것이다.
디지털 텔레비전 방송과 관련된 방송용 장비 사이에 전송 스트림을 동기 또는 비동기 방식의 시리얼로 전송하기 위한 규격으로, ATSC(Advanced Television System Committee) 지역은 SMPTE310(Society of Motion Picture and TelevisionEngineers 310) 방식을, DVB(Digital Video Broadcasting-terrestrial) 지역은 DVB-ASI(Digital Video Broadcasting-terrestrial Asynchronous Serial Interface) 방식을 선호한다. 대부분의 방송용 장비는 SMPTE310 보드와 DVB-ASI 보드를 각각 따로 장착하여 지역에 따라 각각 다른 방송 규격을 송수신하고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 SMPTE310 방식의 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도로, 8VSB(Vestigial SideBand) 디코더(10), FIFO(Fifst In First Out)(11), SMPTE310 블록(12), LPF(Low Pass Filter)(13), VCO(Voltage Controlled Oscillator)로 구성되며, 이 중 SMPTE310 블록(12)은 P/S(Parallel to Serial) 변환기(12-1), 양극 위상(Bi-phase) 코딩부(12-2), 양극 위상 디코딩부(12-3), S/P(Serial to Parallel) 변환부(12-4), PLL(Phase Locked Loop) 제어부(12-5)로 구성된다.
도 1에 도시된 장치의 동작을 설명하면, 8VSB 디코더(10)는 On-Air 8VSB 변조 신호를 복조하며 최종 출력은 2.69㎒의 8 비트 병렬 데이터를 출력한다. FIFO(11)는 버퍼 역할을 하는 메모리이다. 8VSB 디코더(10)의 출력은 188 바이트 Valid 전송 스트림, 20 바이트 Invalid 스트림, 그리고 313번째의 필드 세그먼트 구간에는 Invalid 전송 스트림을 출력한다. FIFO(11)는 8VSB 디코더(10)의 출력 중 순수한 188 바이트의 데이터 성분만 SMPTE310 블록(12)으로 전송하기 위한 버퍼 역할을 한다. P/S 변환기(12-1)는 FIFO(11)에서 출력되는 8 비트의 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환한다. 양극 위상 코딩부(12-2)는 P/S 변환기(12-1)에서 출력되는 직렬 데이터를 양극 위상 코딩하여 최종 SMPTE310 데이터를 출력한다. 양극 위상 디코딩부(12-3)는 외부에서 입력되는 양극 위상 코딩된 직렬 SMPTE310 데이터를 디코딩한다. S/P 변환부(12-4)는 양극 전압 디코딩부(12-3)에서 출력되는 디코딩된 직렬 데이터를 병렬 데이터로 변환한다. SMPTE310 규격(Protocol)은 동기 방식 전송 스트림의 직렬 전송 규격이므로 채널 변조기와 동기를 맞추어야 한다. PLL 제어부(12-5)는 8VSB 디코더(10)와 동기를 맞추기 위한 모든 블록을 제어한다. LPF(13)는 PWM(Pulse Width Modulation) 파형으로 출력되는 PLL 제어부(12-5)의 위상 어긋남을 DC 성분으로 바꾸기 위한 필터이다. 8VSB 데이터의 전송 레이트는 19.392Mbps이고, SMPTE310 블록(12)이 원할하게 동작하기 위해서는 38.785㎒의 클록이 필요하다. VCO(14)는 SMPTE310 블록(12)을 원할하게 동작시키기 위한 클록을 발생시킨다.
도 2는 종래의 DVB-ASI 방식의 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도로, COFDM/QPSK/QAM(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing/ Quadrature Phase-Shift Keying/Quadrature Amplitude Modulation) 디코더(20), 입력 FIFO(21), DVB-ASI 블록(22), 27㎒ OSC(Oscillator)(23), P/S 변환부(24), S/P 변환부(25), 출력 FIFO(26)로 구성되며, 이 중 DVB-ASI 블록(22)은 데이터/싱크 스터핑(Stuffing)부(22-1), 8비트/10비트 변환부(22-2), 싱크 디텍터(22-3), 프레임 생성부(22-4), 프레임 제어부(22-5), 10비트/8비트 변환부(22-6)로 구성된다.
도 2에 도시된 장치의 동작을 설명하면, COFDM/QPSK/QAM 디코더(20)는 On-Air COFDM/QPSK/QAM 변조 신호를 복조하며, 세 가지 중 어떤 형태로도 구성이 가능하다. 입력 FIFO(21)는 SMPTE310 블록(12)과 마찬가지로 순수한 188 바이트 데이터 성분만 추출하여 DVB-ASI 블록(22)으로 전송하기 위한 버퍼 역할을 한다. DVB-ASI의 비트 레이트는 270Mbps로 10 비트의 데이터를 직렬로 송수신한다. 따라서 10 비트 병렬 데이터의 주파수는 27㎒가 되며 COFDM/QPSK/QAM 디코더(20)에서 입력 FIFO(21)로 데이터를 기록하는 클럭은 약 6㎒ 이하이다. 또한 입력 FIFO(21)로부터 데이터를 독취하는 클럭은 27㎒이므로 입력 FIFO(21)는 수시로 언더플로우(Underflow)가 발생하며, 언더플로우가 발생하게되면 데이터가 아닌 싱크 바이트를 DVB-ASI 블록(22)으로 송신하게된다. 데이터/싱크 스터핑부(22-1)는 입력 FIFO(21)에 언더플로우가 발생하면 싱크 바이트를 전송하고 그렇지 않은 경우에는 데이터를 전송하는 일종의 멀티플렉서 역할을 한다. 8비트/10비트 변환부(22-2)는 데이터 싱크 스터핑부(22-1)에서 출력되는 병렬 8 비트 데이터를 병렬 10 비트 데이터로 변환한다. P/S 변환부(24)는 10 비트로 변환된 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하여 출력한다. S/P 변환부(25)는 외부에서 입력되는 직렬 10 비트 데이터를 병렬 10 비트 데이터로 변환한다. 싱크 디텍터(22-3)는 병렬 변환된 10 비트 데이터로부터 싱크 성분을 감지한다. 프레임 생성부(22-4)는 싱크 디텍팅 결과에 따라 병렬 10비트 데이터에 대하여 프레임을 재구성한다. 프레임 제어부(22-5)는 프레임 생성부(22-4)를 제어한다. 10비트/8비트 변환부(22-6)는 병렬 10 비트 데이터를 8 비트 데이터로 변환한다. 270㎒ 직렬 데이터를 병렬 데이터로 번환을 하면 27㎒가 된다. 그러나 보통 전송 디멀티플렉서(미도시)는 병렬 전송 스트림 데이터의 클럭 레이트를 7.5㎒ 이하로만 수신할 수 있다. 27㎒ 데이터 중 실제 싱크 스터핑된 데이터를 제외하면 실제 순수 데이터는 약 6㎒ 이하가된다. 그러므로 출력 FIFO(26)는 싱크 바이트를 제거하고 순수 데이터 성분만 약 6㎒ 이하로 떨어뜨려 전송 디멀티플렉서로 전송하기 위한 버퍼 역할을 한다.
이와 같이 종래의 기술은 ATSC 규격과 DVB 규격의 양극화 현상으로 인해 SMPTE310 보드와 DVB-ASI 보드가 별도로 존재한다. 따라서 방송 장비는 전송 스트림의 원할한 송수신을 위해 이 두 규격을 모두 만족시키는 SMPTE310 보드 및 DVB-ASI 보드 각각을 장착하여 소비자의 가격 부담을 야기하고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 각각의 SMPTE310 보드 및 DVB-ASI 보드를 하나의 칩으로 ASIC화하고 입출력 단자를 공용화 하여 ATSC 규격 및 DVB 규격을 따르는 장비에 상관없이 전송 스트림을 효율적으로 송수신하기 위한 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 SMPTE310 방식의 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 2는 종래의 DVB-ASI 방식의 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 전송 스트림 송수신 장치는 상이한 방송 규격을 가지는 변조된 전송 스트림을 저장하는 제1 저장수단; 상기 제1 저장수단에 전송 스트림 중 유효한 데이터를 방송 규격에 따라 동기방식으로 직렬 처리하거나 비동기 방식으로 직렬 처리하여 외부로 출력하고, 외부에서 입력되는 전송 스트림 중 유효한 데이터를 전송규격에 따라 동기 방식으로 병렬 처리하거나 비동기 방식으로 병렬 처리하는 신호처리수단; 상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 저장하는 제2 저장수단; 및 비디오 신호 및 오디오 신호로 분리하기 위해 방송 규격에 따라 상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 동기 방식의 전송 스트림 또는 상기 제2 저장수단에 저장된 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 선택하는 선택기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 방송 규격에 따라 상기 신호처리수단으로 입출력되는 전송 스트림을 스위칭하는 스위칭수단을 더 포함한다.
본 발명에서 상기 신호처리수단은 상기 제1 저장수단 및 외부로부터 출력되는 전송 스트림의 방송 규격을 판단하고 방송 규격에 따른 전송 스트림의 신호처리를 제어하는 제어수단; 방송 규격이 동기 방식인 경우 상기 제어수단 및 외부를 통해 입력되는 동기 방식의 전송 스트림을 직/병렬 처리하는 SMPTE310 블록; 및 벙송 규격이 비동기 방식인 경우 상기 제어수단 및 외부를 통해 입력되는 비동기 방식의 전송 스트림을 직/병렬 처리하는 DVB-ASI 블록을 포함하며, 상기 스위칭수단은 릴레이로 구성되며, 상기 제어수단의 제어 하에 상기 SMPTE310 블록 또는 상기 DVB-ASI 블록을 스위칭하여 각각의 전송 스트림을 입출력하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 전송 스트림 송수신 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.
도 3에 도시된 장치는 변조된 8VSB 방송신호(동기방식, SMPTE310 규격의 방송신호) 및 변조된 COFDM 방송신호(비동기 방식, DVB-ASI 규격의 방송신호)을 저장 및 출력하는 입력 FIFO(30), 하나의 칩으로 구현되어 입력 FIFO(30)에서 출력되는 SMPTE310 및 DVB-ASI 방송신호 및 외부에서 입력되는 SMPTE310 및 DVB-ASI 방송신호를 직/병렬 처리하는 신호처리수단(31), 신호처리된 SMPTE310 및 DVB-ASI 방송신호를 외부로 스위칭하는 제1 스위칭 수단(32), 외부로부터 입력되는 SMPTE310 및 DVB-ASI 방송신호를 신호처리수단(31)으로 스위칭하는 제2 스위칭 수단(33), 신호처리된 DVB-ASI 방송신호를 저장 및 출력하는 출력 FIFO(34), 선택 제어신호에 따라 신호처리된 SMPTE310 방송신호 또는 출력 FIFO(34)에서 출력되는 DVB-ASI 방송신호를 선택하는 멀티플렉서(34)로 구성된다.
본 발명에서 신호처리수단(31)은 입력 FIFO(30) 및 외부로부터 출력되는 SMPTE310 및 DVB-ASI 방송신호의 규격을 판단하고 제어하는 제어수단(31-1), 제어수단(31-1)의 판단 하에 방송 규격이 동기 방식인 경우 제어수단(31-1) 및 외부를 통해 입력되는 SMPTE310 방송신호를 직/병렬 처리하는 SMPTE310 블록(31-2), 제어수단(31-1)의 판단 하에 방송 규격이 비동기 방식인 경우 제어수단(31-1) 및 외부를 통해 입력되는 DVB-ASI 방송신호를 직/병렬 처리하는 DVB-ASI 블록(31-2)으로 구성된다.
이어서, 도 3을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
입력 FIFO(30)는 변조된 8VSB 방송신호(동기 방식, SMPTE310 방송신호) 및 변조된 COFDM 방송신호(비동기 방식, DVB-ASI 방송신호)를 저장하고 출력한다. 방송신호 수신단에서 변조된 SMPTE310 및 DVB-ASI 방식의 방송신호(이하, 전송 스트림이라 표기함)는 데이터, Valid 클럭으로 구분되고, 입력 FIFO(30)는 이 중 순수한 188 바이트의 데이터 성분만 신호처리수단(31)으로 전송하기 위한 버퍼 역할을 한다. 본 발명은 종래 기술과 다르게 SMPTE310 또는 DVB-ASI 방식에 관계없이 입력 FIFO(30)를 공용화한다.
제어수단(31-1)은 입력 FIFO(30)로부터 입력되는 전송 스트림으로부터 방송 ??격을 판단한다. 전송 스트림은 188 바이트로 구성되고, 헤더, 영상 및 비디오 신호로 나뉘어져 있다. 제어수단(31-1)은 전송 스트림의 헤더 부분을 검색하여 현재 입력되는 전송 스트림이 동기 방식의 SMPTE310 규격인지 비동기 방식의 DVB-ASI ??격인지 판단한다. 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 전송 스트림이 동기 방식의 SMPTE310 규격인 경우, 입력 FIFO(30)로부터 입력되는 전송 스트림을 SMPTE310 블록(31-2)으로 전송하고, 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 전송 스트림이 비동기 방식의 DVB-ASI 규격인 경우, 입력 FIFO(30)로부터 입력되는 전송 스트림을 DVB-ASI 블록(31-3)으로 전송한다.
그리고 제어수단은 외부(하드디스크 또는 CD-ROM과 같은 방송신호 저장 매체)로부터 입력되는 전송 스트림의 헤더를 검색하여, 헤더 검색 결과 전송 스트림이 동기 방식의 SMPTE310 규격인 경우, 입력 FIFO(30)로부터 입력되는 전송 스트림을 SMPTE310 블록(31-2)으로 전송하고, 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 전송 스트림이 비동기 방식의 DVB-ASI 규격인 경우, 입력 FIFO(30)로부터 입력되는 전송 스트림을 DVB-ASI 블록(31-3)으로 전송한다.
이 밖에 제어수단(31-3)은 하기에 기술하는 제1 및 제2 스위칭수단(32-33)의 스위칭을 제어하고, 멀티플렉서(35)의 선택을 제어한다.
SMPTE310 블록(31-2)은 제어수단(31-1) 및 외부를 통해 입력되는 SMPTE310 전송 스트림을 직/병렬 처리한다. 도시되지는 않았지만, SMPTE310 블록(31-2)은 P/S 변환기, 양극 위상 코딩부, 양극 위상 디코딩부, S/P 변환부, PLL 제어부로 구성되어 입력되는 SMPTE310 전송 스트림을 직병렬 처리하고, 양극 위상 코딩/디코딩 처리하고, 동기를 맞추는 동작을 수행한다.
DVB-ASI 블록(31-3)은 제어수단(31-1) 및 외부를 통해 입력되는 DVB-ASI 전송 스트림을 직/병렬 처리한다. 도시되지는 않았지만, DVB-ASI 블록(31-3)은 데이터/싱크 스터핑부, 8비트/10비트 변환부, P/S 변환부, S/P 변환부, 싱크 디텍터, 프레임 생성부, 프레임 제어부, 10비트/8비트 변환부로 구성되어 언더플로우가 발생할 때마다 전송 스트림을 전송하고, 비트 변환을 하고, 직병렬 처리하고, 싱크를 감지하고, 프레임을 재 생성하는 동작을 수행한다.
본 발명의 신호처리수단(31)은 제어수단(31-1), SMPTE310 블록(31-2), DVB-ASI 블록(31-3)이 원 칩 화되어 있기 때문에 종래 기술과 비교 시에 방송 장비의 Rear Panel의 공간을 줄일 수 있고, 장비 구입에 따른 소비자의 경비 부담을 줄일 수 있게 된다.
제1 스위칭수단(32)은 릴레이로 구성되어 제어수단(31-1)의 제어 하에 SMPTE310 블록(31-2) 또는 DVB-ASI 블록(31-3)에서 신호처리된 전송 스트림을 외부로 스위칭한다. 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 방송 규격이 SMPTE310인 경우에, 제1 스위칭 수단(32)은 SMPTE310 블록(31-2)을 스위칭하여 신호처리된 동기 방식의 전송 스트림을 외부로 출력하고, 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 방송 규격이 DVB=ASI 규격인 경우에는 DVB-ASI 블록(31-3)을 스위칭하여 신호처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 외부로 출력한다.
제2 스위칭수단(33)도 역시 릴레이로 구성되어 제어수단(31-1)의 제어 하에외부에서 입력되는 전송 스트림을 SMPTE310 블록(31-2) 또는 DVB-ASI 블록(31-3)으로 스위칭한다. 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 외부로부터 입력되는 전송 스트림의 방송 규격이 SMPTE310인 경우에, 제2 스위칭 수단(33)은 SMPTE310 블록(31-2)을 스위칭하여 SMPTE310 블록(31-2)이 동기 방식의 전송 스트림을 신호 처리하도록 하고, 제어수단(31-1)의 헤더 검색 결과 외부로부터 입력되는 전송 스트림의 방송 규격이 DVB=ASI 규격인 경우에는 DVB-ASI 블록(31-3)을 스위칭하여 DVB-ASI 블록(31-3)이 비동기 방식의 전송 스트림을 신호 처리하도록 한다.
출력 FIFO(34)는 DVB-ASI 블록(31-3)에서 신호처리된 DVB-ASI 방송신호를 저장 및 출력한다.
멀티플렉서(35)는 제어수단(31-1)의 제어 하에 SMPTE310 블록에서 신호처리된 동기 방식의 전송 스트림 또는 출력 FIFO(34)에서 출력되는 비동기 방식의 전송 스트림을 선택하여 영상 및 오디오 신호로 분리하기 위한 전송 스트림 디멀티플렉서(미도시)로 출력한다.
본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 사상 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 각각의 SMPTE310 보드 및 DVB-ASI 보드를 하나의 칩으로 ASIC화하고 입출력 단자를 공용화 하여 ATSC 규격 및 DVB 규격을 따르는 장비에 상관없이 전송 스트림을 효율적으로 송수신할 수 있고, 장비의 Rear Panel의 공간을 줄일 수 있으며, 장비 구입에 따른 소비자의 경비 부담을 줄일 수있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 상이한 방송 규격을 가지는 변조된 전송 스트림을 저장하는 제1 저장수단;
    상기 제1 저장수단에 전송 스트림 중 유효한 데이터를 방송 규격에 따라 동기방식으로 직렬 처리하거나 비동기 방식으로 직렬 처리하여 외부로 출력하고, 외부에서 입력되는 전송 스트림 중 유효한 데이터를 전송규격에 따라 동기 방식으로 병렬 처리하거나 비동기 방식으로 병렬 처리하는 신호처리수단;
    상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 저장하는 제2 저장수단; 및
    비디오 신호 및 오디오 신호로 분리하기 위해 방송 규격에 따라 상기 신호처리수단에서 병렬 처리된 동기 방식의 전송 스트림 또는 상기 제2 저장수단에 저장된 병렬 처리된 비동기 방식의 전송 스트림을 선택하는 선택기를 포함하는 전송 스트림 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방송 규격에 따라 상기 신호처리수단로 입출력되는 전송 스트림을 스위칭하는 스위칭수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 스트림 송수신 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 신호처리수단은
    상기 제1 저장수단 및 외부로부터 출력되는 전송 스트림의 방송 규격을 판단하고 방송 규격에 따른 전송 스트림의 신호처리를 제어하는 제어수단;
    방송 규격이 동기 방식인 경우 상기 제어수단 및 외부를 통해 입력되는 동기 방식의 전송 스트림을 직/병렬 처리하는 SMPTE310 블록; 및
    벙송 규격이 비동기 방식인 경우 상기 제어수단 및 외부를 통해 입력되는 비동기 방식의 전송 스트림을 직/병렬 처리하는 DVB-ASI 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 스트림 송수신 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 스위칭수단은
    릴레이로 구성되며, 상기 제어수단의 제어 하에 상기 SMPTE310 블록 또는 상기 DVB-ASI 블록을 스위칭하여 각각의 전송 스트림을 입출력하는 것을 특징으로 하는 전송 스트림 송수신 장치.
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