KR100400722B1 - 음성 안내장치 - Google Patents

Abstract

하드웨어 구성을 간단하게 하고 저비용으로 제조할 수 있도록 한 음성 안내장치에 관한 것으로, 음성 토큰별로 음성데이터를 저장하고 있는 음성 토큰 메모리와, 음성 토큰 메모리에 저장된 음성 데이터를 재생 또는 삭제시키거나 외부에서 전송된 음성 데이터를 음성 토큰 메모리에 녹음시키는 동작모드 및 해당 어드레스를 설정하기 위한 동작모드 및 어드레스 설정신호를 출력하는 제어부와, 제어부에서 출력된 동작모드 및 어드레스 설정신호에 따라 음성 데이터 재생, 녹음 또는 삭제모드 및 해당 어드레스를 지정하는 토큰 어드레스 래지스터와, 설정주기마다 토큰 어드레스 래지스터를 검색하여 재생, 녹음 또는 삭제모드일 경우 자신의 카운트값을 증가시킴으로서 음성 토큰 메모리의 어드레스를 변경시키는 토큰 카운트 래지스터와, 음성 토큰 메모리에서 재생을 위해 데이터버스를 통해 병렬로 송신되는 음성 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병렬/직렬 로직과, 외부에서 음성 토큰 메모리로 녹음하기 위해 직렬로 수신되는 음성 데이터를 병렬로 변환하는 직렬/병렬 로직을 포함하여 구성되므로 제조비용이 저렴해지고 메모리의 변조가 용이하여 활용범위가 다양하다.

Description

음성 안내장치

본 발명은 VHDL(VHSIC Hardware Discription Language)를 이용하여 하드웨어의 구성이 간단하고 제조비용을 감소시킬 수 있도록 한 음성 안내장치에 관한 것이다.

음성은 4kHz의 대역폭을 가지며, 두배의 주파수인 8kHz로 샘플링하게 되면 디지털 신호로 변환할 수 있으며, 다시 아날로그 신호로의 변환도 가능하다.

따라서 아날로그 음성신호를 디지털로 변환하는 부호화방법은 파형 부호화방법과 보코더 방법으로 구분되는데, 그중 파형 부호화방법은 아날로그 음성신호를 그대로 디지털로 변환시킨 PCM(Pulse Code Modulation)방식으로 8비트로 부호화하면 64kbps가 되며, PCM방식에는 A-law방식과 μ-law방식이 있다.

그리고 8kHz로 샘플링하면 2Mbps 하이웨이 즉, 통신로를 운용하는 교환기의 경우 32채널을 사용할 수 있다.

종래의 기술에 따른 음성 안내장치는 TTL(Transistor Transistor Logic) 및 PAL 등을 사용하여 구성되어 그 구성이 복잡하고 이해하기 힘들며, 음성 데이터 재생, 녹음 및 삭제 동작을 수행함에 있어 디버깅(Debuging) 즉, 오류수정이 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 하드웨어 구성을 간단하게 하고 저비용으로 제조할 수 있도록 한 음성 안내장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 음성 토큰별로 음성데이터를 저장하고 있는 음성 토큰 메모리와, 음성 토큰 메모리에 저장된 음성 데이터를 재생 또는 삭제시키거나 외부에서 전송된 음성 데이터를 음성 토큰 메모리에 녹음시키는 동작모드 및 해당 어드레스를 설정하기 위한 동작모드 및 어드레스 설정신호를 출력하는 제어부와, 제어부에서 출력된 동작모드 및 어드레스 설정신호에 따라 음성 데이터 재생, 녹음 또는 삭제모드 및 해당 어드레스를 지정하는 토큰 어드레스 래지스터와, 설정주기마다 토큰 어드레스 래지스터를 검색하여 재생, 녹음 또는 삭제모드일 경우 자신의 카운트값을 증가시킴으로서 음성 토큰 메모리의 어드레스를 변경시키는 토큰 카운트 래지스터와, 음성 토큰 메모리에서 재생을 위해 데이터버스를 통해 병렬로 송신되는 음성 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병렬/직렬 로직과, 외부에서 음성 토큰 메모리로 녹음하기 위해 직렬로 수신되는 음성 데이터를 병렬로 변환하는 직렬/병렬 로직을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 음성 안내장치의 구성을 나타낸 블록도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 음성 토큰 메모리 2: 음성 처리부

3: 제어부 21: 토큰 어드레스 래지스터

22, 24: 비트 카운터 23: 토큰 카운트 래지스터

25: 직렬/병렬 로직 26: 병렬/직렬 로직

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 음성 안내장치의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 음성 안내장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명에 따른 음성 안내장치는 VHDL(VHSIC Hardware Discription Language)에 의해 설계되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 64kbps로 샘플링된 음성 데이터를 저장하고 있는 음성 토큰 메모리(1), 음성 토큰 메모리(1)에 저장된 음성 데이터를 재생 또는 삭제시키거나 외부에서 전송된 음성 데이터를 음성 토큰 메모리(1)에 녹음시키는 동작모드 및 해당 어드레스를 설정하기 위한 동작모드 및 어드레스 설정신호를 출력하는 제어부(3), 제어부(3)의 동작모드 및 어드레스 설정신호에 따라 음성 데이터를 녹음, 재생 또는 삭제시키기 위한 음성 처리동작을 수행하는 음성 처리부(2)로 구성된다.

이때 음성 처리부(2)는 각 채널별로 비트 15와 비트 14로 이루어져 동작모드를 지정하기 위한 모드 래지스터를 구비한 16비트 듀얼 포트 램으로 이루어진 토큰 어드레스 래지스터(21), 토큰 어드레스 래지스터(21)를 카운트하기 위한 비트 카운터(11), 16비트 싱글 포트 램으로 이루어지고 모든 비트가 음성 토큰 메모리(1)의 어드레스 A0 ~ A15에 연결되어 설정주기마다 토큰 어드레스 래지스터(21)을 검색하고 동작모드가 재생, 녹음, 삭제일 경우 자신의 비트값을 '1'증가시켜 음성 토큰 메모리()의 어드레스를 변경시키는 토큰 카운트 래지스터(23), 토큰 카운트 래지스터(23)를 카운트하기 위한 비트 카운터(24), 외부에서 수신된 직렬 음성데이터를 데이터 버스를 통해 음성 토큰 메모리(1)에 저장할 수 있도록 병렬 음성데이터로 변환하는 직렬/병렬 로직(25), 음성 토큰 메모리(1)로부터 전송된 병렬 음성데이터를 외부로 전송할 수 있도록 직렬 음성데이터로 변환하는 병렬/직렬 로직(26)으로 구성된다.

본 발명의 동작설명에 앞서, 토큰 어드레스 래지스터(21)와 토큰 카운트 래지스터(23) 및 음성 토큰 메모리(1)의 관계를 살펴보기로 한다.

토큰 카운트 래지스터(23)의 비트와 토큰 어드레스 래지스터(21)의 비트를 어떻게 사용하느냐에 따라 각각의 음성 토큰의 시간이 결정되고, 음성 토큰의 시간이 결정되면 각 음성 토큰의 메모리 사이즈가 결정되고 그에 따라 전체 음성 토큰 메모리의 사이즈가 결정된다.

예를 들어, 비트15에서 비트0까지 모두 사용하게 되면 각 음성 토큰의 시간은 8초가 되고 메모리 사이즈는 64Kbyte가 된다.

그리고 비트14에서 비트0까지 사용하면 시간은 4초 사이즈는 32Kbyte이고, 비트12에서 비트0까지 사용하면 시간은 1초 사이즈는 8Kbyte가 되는 것이다.

또한 토큰 어드레스 래지스터(21)의 비트13에서 비트0은 음성 토큰의 개수를 결정하는 비트로서, 비트13에서 비트0이면 16384개의 음성 토큰을 가질 수 있고 비트12에서 비트0이면 8192개의 음성 토큰을 가질 수 있으며, 비트10에서 비트0이면 2048개의 음성 토큰을 가질 수 있는 것이다.

따라서 전체 음성 토큰 메모리의 시간 및 사이즈를 계산해보면, 토큰 카운트 래지스터(23)가 비트15에서 비트0까지 모두 사용하고 각각의 음성 토큰의 시간은 8초이며, 메모리 사이즈가 64Kbyte이고 토큰 어드레스 래지스터(21)가 비트13에서 비트0까지 사용하며 음성 토큰의 수가 16384개일 경우, 전체 시간은 8초×16384=131072초이고 전체 사이즈는 64Kbyte×16384=1Gbyte가 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 음성 안내장치의 음성 녹음, 재생, 삭제동작을 설명하면 다음과 같다.

제어부(3)는 토큰 어드레스 래지스터(21)의 각 채널별 모드 래지스터를 셋팅하여 아이들(Idle) 상태(모드 래지스터 '00'), 녹음(모드 래지스터 '11'), 재생(모드 래지스터 '10') 및 삭제(모드 래지스터 '01')를 결정하고 나머지 비트 즉, 비트 13 비트 0을 셋팅하여 음성 토큰 메모리(1)중 어떤 음성 토큰을 사용할 것인지를 결정한다.

그리고 하나의 음성 토큰에 비해 많은 시간을 녹음하거나 재생 또는 삭제하고자할 경우 소프트웨어의 시간 카운트를 설정하여 그 시간만큼 녹음 또는 재생하거나 삭제동작을 수행할 수 있다.

이어서 토큰 카운트 래지스터(23)는 토큰 어드레스 래지스터(21)의 각 채널별 모드 래지스터를 8kHz마다 검색하여 아이들 상태이면 토큰 카운트 래지스터(23)의 모든 비트를 '0'으로 셋팅하고, 녹음, 재생 또는 삭제일 경우 토큰 카운트 래지스터(23)의 모든 비트를 '1'증가시킨후 다시 저장한다.

이때 상술한 바와 같이, 토큰 카운트 래지스터(23)의 모든 비트는 음성 토큰 메모리(1)의 어드레스에 연결되어 있으므로 녹음, 재생, 지움모드마다 변경된다.

그리고 제어부(3)에 의해 토큰 어드레스 래지스터(21)가 녹음모드로 설정된 경우, 토큰 카운트 래지스터(23)는 8kHz마다 음성 토큰 메모리(1)의 어드레스를 변경시키며, RXHW(수신 하이웨이)를 통해 직렬로 전송되는 음성 데이터가 직렬/병렬 로직(25)에 의해 병렬로 변환되어 음성 토큰 메모리(1)에 저장된다.

이어서 제어부(3)에 의해 토큰 어드레스 래지스터(21)가 재생모드로 설정된 경우, 토큰 카운트 래지스터(23)는 8kHz마다 음성 토큰 메모리(1)의 어드레스를 변경시키며, 음성 토큰 메모리(1)에 저장된 음성 데이터를 읽고 병렬/직렬 로직(26)을 통해 직렬로 변환하여 TXHW(송신 하이웨이)를 통해 재생한다.

또한 제어부(3)에 의해 토큰 어드레스 래지스터(21)가 삭제모드로 설정된 경우, 토큰 카운트 래지스터(23)는 8kHz마다 음성 토큰 메모리(1)의 어드레스를 변경시키고 현재 사용되는 PCM방식에 따라 즉, 현재 사용되는 PCM방식이 A-law방식인 경우 0V 레벨값인 0xD5를 음성 토큰 메모리(1)에 저장하고, μ-law방식인 경우 0V 레벨값인 0xFF를 음성 토큰 메모리(1)에 저장한다.

본 발명에 따른 음성 안내장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 하드웨어의 구성이 간단 명료해 졌으므로 제조비용이 저렴해진다.

둘째, 필요에 따라 음성 토큰의 시간 및 전체 메모리 사이즈를 VHDL을 이용하여 용이하게 구성할 수 있으므로 활용범위가 다양하다.

Claims (4)

1. 음성 안내장치에 있어서,

   음성 토큰별로 음성데이터를 저장하고 있는 음성 토큰 메모리;

   상기 음성 토큰 메모리에 저장된 음성 데이터를 재생 또는 삭제시키거나 외부에서 전송된 음성 데이터를 상기 음성 토큰 메모리에 녹음시키는 동작모드 및 해당 어드레스를 설정하기 위한 동작모드 및 어드레스 설정신호를 출력하는 제어부;

   상기 제어부에서 출력된 동작모드 및 어드레스 설정신호에 따라 음성 데이터 재생, 녹음 또는 삭제모드 및 해당 어드레스를 지정하는 토큰 어드레스 래지스터;

   설정주기마다 상기 토큰 어드레스 래지스터를 검색하여 재생, 녹음 또는 삭제모드일 경우 자신의 카운트값을 증가시킴으로서 상기 음성 토큰 메모리의 어드레스를 변경시키는 토큰 카운트 래지스터;

   상기 음성 토큰 메모리에서 재생을 위해 데이터버스를 통해 병렬로 송신되는 음성 데이터를 직렬로 변환하기 위한 병렬/직렬 로직;

   외부에서 상기 음성 토큰 메모리로 녹음하기 위해 직렬로 수신되는 음성 데이터를 병렬로 변환하는 직렬/병렬 로직을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 음성 안내장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 토큰 어드레스 래지스터는 동작모드를 지정하기 위한 모드 래지스터와 해당 어드레스를 지정하기 위한 어드레스 래지스터로 이루어진 듀얼 포트 램으로 구성됨을 특징으로 하는 음성 안내장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 토큰 카운트 래지스터는 싱글 포트 램으로 구성됨을 특징으로 하는 음성 안내장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 토큰 어드레스 래지스터 및 토큰 카운트 래지스터 자체를 카운트하기 위한 비트 카운터를 더 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 음성 안내장치.