KR100445009B1 - 데이터 전송 제어 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 데이터 저장/재생 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 저장매체로부터 읽어낸 트랜스포트 스트림을 디멀티플렉서를 직접 제어하지 않고 최적의 전송 속도로 디멀티플렉서로 전송시키기 위한 데이터 전송 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 트랜스포트 스트림의 비트 레이트에 따라 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 데이터의 전송 속도를 실시간적으로 제어함으로써, 트랜스포트 스트림 데이터의 비트 레이트가 달라져도 자동적으로 버퍼에서 디멀티플렉서로 인가되는 데이터의 전송 속도가 자동적으로 보정되는 효과가 발생되며, 종래의 기술에서와 같이 타임 스탬프를 기록할 필요가 없을 뿐만 아니라 디멀티플렉서를 직접 제어할 필요가 없이 방송신호를 수신하듯이 저장 매체에 저장된 데이터를 수신하는 효과가 발생된다.
Description
본 발명은 데이터 저장/재생 시스템의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 저장매체로부터 읽어낸 트랜스포트 스트림을 디멀티플렉서를 직접 제어하지 않고 최적의 전송 속도로 디멀티플렉서로 전송시키기 위한 데이터 전송 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
영상 저장/재생 장치의 하나인 PVR(Personal Video Recorder)는 개인용 녹화 재생 장치로서 영상 프로그램을 저장하기 위하여 대용량의 저장 장치(일반적으로하드 디스크 드라이브)를 내장하고 있다. 또한, PVR은 또한 텔레비전과 결합하거나 또는 텔레비전에 내장되어 안테나를 통하여 수신되는 방송신호를 사용자의 선택에 의하여 저장하고, 재생하는 프로세스를 실행한다.
튜너(도면에 미도시)로부터 전송되는 트랜스포트 스트림(TS)을 저장 모드에서 데이터 기록/저장 장치를 통하여 저장 매체에 저장시키고, 재생 모드에서 저장 매체에 저장된 트랜스포트 스트림을 읽어내어 디멀티플렉서로 전송하는 데이터 전송 기술은 종래의 기술에 따르면 크게 2가지로 분류된다.
첫 번째로 도 1에 도시된 바와 같이 타임 스탬프 데이터를 이용하는 방법이 있다.
저장 모드에서는 튜너로부터 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터(TS 데이터) 사이에 타임 스탬프 MUXER(110)에서 일정 트랜스포트 스트림 데이터가 수신되는 간격마다 타임스탬프(Timestamp)를 삽입하고, 이를 기록 수단(120-1)에 의하여 저장매체에 저장한다.
그리고 재생 모드에서는 재생 수단(120-2)에 의하여 저장 매체에 저장된 트랜스포트 스트림을 읽어들인다. 그리고 나서, 타임 스탬프 DEMUXER(130)는 읽어낸 트랜스포트 스트림에서 TS 데이터와 타임 스탬프를 분리하여 TS 데이터를 디멀티플렉서(140)로 전송하면서 타임 스탬프를 일시 저장한다.
그리고, 타임 스탬프 DEMUXER(130)는 다음 스트림을 읽어내 타임 스탬프를 비교하여 △Time Stamp 값을 구한 다음에, △Time Stamp 값만큼 디멀티플렉서(140)로 TS 데이터를 전송하는 것을 기다린 후에 읽어낸 TS 데이터를 디멀티플렉서(140)로 전송하고 다음 스트림을 저장 매체로부터 읽어들이는 방법에 의하여 데이터 속도를 제어한다.
그러면, 디멀티플렉서(140)는 입력되는 트랜스포트 스트림 데이터에 포함된 비디오 패킷 데이터, 오디오 패킷 데이터를 각각 분리하여 A/V 디코더(150)로 전송한다. 이에 따라서, 분리된 비디오 데이터 및 오디오 데이터는 A/V 디코더(150)에서 각각 복호되어 재생된다.
두 번째로 도 2에 도시된 바와 같이, 디멀티플렉싱되는 속도를 모니터링하여 디멀티플렉서(230)로 TS를 전송하고, 디멀티플렉서 자체의 시스템 클럭을 가변시켜 전송 속도 및 Demuxing 속도를 제어하는 방법이다.
이는 기록매체에서 읽어낸 TS 데이터를 SDRAM(220)에 저장한 후에, SDRAM(220)에 저장되는 TS 데이터를 즉시 디멀티플렉서(230)로 전송한다.
그러면, 디멀티플렉서(230)는 전송되는 트랜스포트 스트림에 포함된 PCR 값에 따라서 디멀티플렉서 자체의 클럭을 가변시키고, 그리고 일 예로서 MPEG-2 규격에 따라 Demuxing 작업을 하는데, 이 때 비트 레이트 모니터링 수단(240)으로 △PCR값[PCR(i')-PCR(i")] 및 패킷 카운터 값(현재 Demuxing하려고 입력되는 패킷 양)을 전달한다.
참고적으로, △PCR값을 구하는 식은 공지된 ISO/IEC 13818-1 Standard 2.4.2.2에 기재되어 있다.
비트 레이트 모니터링 수단(240)은 입력되는 △PCR값 및 패킷 카운터 값을 이용하여 트랜스포트 레이트 값을 구한다. 그리고 나서, 구해낸 트랜스포트 레이트값을 이용하여 저장 매체로부터 읽어들이는 한 블록의 데이터 양을 디멀티플렉서(230)가 처리하는데 필요한 시스템 클럭 수를 구해낼 수 있다.
이에 따라서, 비트 레이트 모니터링 수단(240)은 필요한 시스템 클럭 수만큼 디멀티플렉서 내의 시스템 클럭이 움직일 때까지 다음 TS 데이터를 저장 매체로부터 읽지 않고 기다리게 스위칭 수단(260)을 제어한다.
대기 시간이 끝나면, 위에서 언급한 프로세스를 반복한다.
따라서, 첫 번째 방식인 타임 스탬프 정보를 이용하는 경우에는, 타임 스탬프 정보를 Muxing하고, 다시 Demuxing하는 모듈이 추가되어야 하므로 자재비가 상승되는 문제점 및 트랜스포트 스트림을 가공하는 과정에서 시간 손실이 발생되는 문제점이 있었다.
그리고, 두 번째 방식을 이용하는 경우에는 디멀티플렉서 자체의 시스템 클럭을 지연시키는 장치임으로 디멀티플렉서가 이를 지원해야 하므로 시스템이 복잡해지는 문제점이 있었다. 또한, TS 데이터를 미리 Demuxing해야 전송 속도를 계산하는 과정에서 초기 일부 TS 데이터가 계산을 위해 사라지는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 디멀티플렉서를 직접 제어하지 않고 트랜스포트 스트림의 비트 레이트에 따라 버퍼에서 디멀티플렉서로 전송되는 데이터의 전송 속도를 제어하기 위한 데이터 전송 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
도 1(a) 및 (b)는 종래의 기술에 의한 타임 스탬프를 이용한 기록/재생 장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 기술에 의한 시스템 클럭 가변 기술을 적용한 재생 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 데이터 전송 제어 장치가 적용된 기록/재생 시스템의 구성도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 데이터 전송 제어 장치는 신호 처리 장치에 있어서, 저장 매체로부터 읽어낸 트랜스포트 스트림 데이터를 일시적으로 저장하는 버퍼, 상기 버퍼로부터 전송되는 트랜스포트 스트림으로부터 데이터의 종류별로 패킷을 분리하여 출력시키고, 디먹싱(Demuxing)하는 블록 단위로 프로그램 클럭 레퍼런스(PCR) 값 및 디먹싱 패킷 카운팅 값을 출력시키는 디멀티플렉서, 상기 프로그램 클럭 레퍼런스 및 디먹싱 패킷 카운팅 값으로부터 비트 전송율을 연산하고, 상기 비트 전송율을 이용하여 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 데이터 전송하기 위한 전송 목표 속도를 연산하는 전송 속도 연산부 및 상기 버퍼로부터 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터와 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 순차적으로 디멀티플렉서로 출력시키고, 세 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터부터는 상기 전송 속도 연산부에서 연산된 전송 목표 속도로 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터의 전송 속도를 제어하는 전송 속도 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 데이터 전송 제어 방법은 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 트랜스포트 스트림 데이터의 전송을 제어하는 방법에 있어서, (a) 버퍼로부터 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터와 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 순차적으로 디멀티플렉서로 출력시키는 단계, (b) 상기 디멀티플렉서에서 처리되는 블록 단위로 생성되는 프로그램 클럭 레퍼런스(PCR) 값 및 디먹싱 패킷 카운팅 값으로부터 비트 전송율을 연산하고, 상기 비트 전송율을 이용하여 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 데이터 전송하기 위한 전송 목표 속도를 연산하는 단계 및 (c) 상기 전송 목표 속도로 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터의 전송 속도를 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 데이터 전송 제어 장치가 적용된 기록/재생 시스템은 기록/재생 수단(310), 버퍼(320), 전송 속도 제어부(330), 디멀티플렉서(340), 전송 속도 연산부(350) 및 오디오/비디오 디코더(360)를 구비한다.
기록/재생 수단(310)은 재생 모드에서 기록 매체에 저장된 트랜스포트 스트림 데이터를 읽어내어 버퍼(320)로 전송한다. 기록/재생 수단(310)은 일 예로서 하드 디스크 드라이브로 구성할 수 있다.
우선, 재생 모드에서는 기록/재생 수단(310)에 의하여 저장 매체에 기록된 트랜스포트 스트림 데이터를 읽어내어 버퍼(320)에 일시 저장한다.
그리고 나서, 전송 속도 제어부(330)는 버퍼(320)에 저장된 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 디멀티플렉서(340)로 출력한다.
그러면, 디멀티플렉서(340)는 일 예로서 MPEG-2 규격에 따라 입력되는 트랜스포트 스트림 데이터로부터 비디오 패킷 데이터와 오디오 패킷 데이터를 분리하는 Demuxing 작업을 하고, 또한 트랜스포트 스트림 데이터에 포함된 타이밍 데이터인 PCR(Program Clock Reference) 데이터 및 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 Demuxing하는데 입력된 패킷 양을 카운팅한 패킷 카운터 값을 전송 속도 연산부(350)로 출력한다.
첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터의 디먹싱이 완료되어 PCR 및 패킷 카운터 값이 출력된 후에는, 전송 속도 제어부(330)는 버퍼(320)에 저장된 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 디멀티플렉서(340)로 출력한다.
그러면, 디멀티플렉서(340)는 입력되는 트랜스포트 스트림 데이터로부터 비디오 패킷 데이터와 오디오 패킷 데이터를 분리하는 Demuxing 작업을 하고, 또한 두 번째 트랜스포트 스트림 데이터에 포함된 타이밍 데이터인 PCR(Program Clock Reference) 데이터 및 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 Demuxing하는데 입력된 패킷 양을 카운팅한 패킷 카운터 값을 전송 속도 연산부(350)로 출력한다.
전송 속도 연산부(350)는 ISO/IEC 13818-1 Standard 2.4.2.2에 기재되어 있는 다음과 같은 수학식 1로부터 디멀티플렉서로 전송되는 비트 전송율(Transport_Rate) Tr(i)을 연산한다.
여기에서, i'는 현재 입력된 블록이고, i"는 한 블록 이전에 디먹싱 처리된 블록을 나타낸다.
그리고 나서, 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송하여야 할 데이터의 전송 목표 속도 S를 수학식 2로부터 구해낸다.
여기에서, Buffer_Block은 버퍼의 단위 블록의 데이터 사이즈를 나타낸다.
그러면, 전송 속도 제어부(330)는 전송 속도 연산부(350)에서 수학식 2로부터 구해낸 전송 목표 속도로 버퍼(320)로부터 디멀티플렉서(340)로 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터의 전송 속도를 제어한다.
그리고 연속적으로, 전송 속도 연산부(350)는 다음 블록의 트랜스포트 스트림 데이터의 Demuxing되는 전송율 Tr(i) 및 전송 목표 속도 S를 연산하고, 전송 속도 제어부(330)는 전송 속도 연산부(350)에서 구해낸 전송 목표 속도로 실시간적으로 버퍼(320)로부터 디멀티플렉서(340)로 전송되는 데이터의 전송 속도를 제어한다.
버퍼(320)에서 일정양의 데이터가 디멀티플렉서(340)로 빠져나가면 기록/재생 수단(310)에서 읽어낸 데이터를 버퍼(320)에 반복적으로 저장한다.
오디오/비디오 디코더(360)는 디멀티플렉서(340)에서 분리된 오디오 패킷 데이터 및 비디오 패킷 데이터를 각각 MPEG 규격에 따라서 복호처리 한다.
이와 같은 데이터 전송 제어 동작에 따라서 타임 스탬프 정보를 삽입하거나 또는 디멀티플렉서 자체의 시스템 클럭을 제어하지 않고도 실시간적으로 버퍼에서 디멀티플렉서로 전송되는 데이터의 전송 속도를 정확하게 제어할 수 있게 되었다.
본 발명은 방법, 장치, 시스템 등으로서 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필연적으로 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되어질 수 있으며 또는 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다. 프로세서 판독 가능 매체는 정보를 저장 또는 전송할 수 있는 어떠한 매체도 포함한다. 프로세서 판독 가능 매체의 예로는 전자 회로, 반도체 메모리 소자, ROM, 플레쉬 메모리, E2PROM, 플로피 디스크, 광 디스크, 하드 디스크, 광 섬유 매체, 무선 주파수(RF) 망, 등이 있다. 컴퓨터 데이터 신호는 전자 망 채널, 광 섬유, 공기, 전자계, RF 망, 등과 같은 전송 매체 위로 전파될 수 있는 어떠한 신호도 포함된다.
첨부된 도면에 도시되어 설명된 특정의 실시 예들은 단지 본 발명의 예로서 이해되어 지고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 본 발명에 기술된 기술적 사상의 범위에서도 다양한 다른 변경이 발생될 수 있으므로, 본 발명은 보여지거나 기술된 특정의 구성 및 배열로 제한되지 않는 것은 자명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 트랜스포트 스트림의 비트 레이트에 따라 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 데이터의 전송 속도를 실시간적으로 제어함으로써, 트랜스포트 스트림 데이터의 비트 레이트가 달라져도 자동적으로 버퍼에서 디멀티플렉서로 인가되는 데이터의 전송 속도가 자동적으로 보정되는 효과가 발생되며, 종래의 기술에서와 같이 타임 스탬프를 기록할 필요가 없을 뿐만 아니라 디멀티플렉서를 직접 제어할 필요가 없이 방송신호를 수신하듯이 저장 매체에 저장된 데이터를 수신하는 효과가 발생된다.
Claims (8)
- 신호 처리 장치에 있어서,저장 매체로부터 읽어낸 트랜스포트 스트림 데이터를 일시적으로 저장하는 버퍼;상기 버퍼로부터 전송되는 트랜스포트 스트림으로부터 데이터의 종류별로 패킷을 분리하여 출력시키고, 디먹싱(Demuxing)하는 블록 단위로 프로그램 클럭 레퍼런스(PCR) 값 및 디먹싱 패킷 카운팅 값을 출력시키는 디멀티플렉서;상기 프로그램 클럭 레퍼런스 및 디먹싱 패킷 카운팅 값으로부터 비트 전송율을 연산하고, 상기 비트 전송율을 이용하여 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 데이터 전송하기 위한 전송 목표 속도를 연산하는 전송 속도 연산부; 및상기 버퍼로부터 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터와 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 순차적으로 디멀티플렉서로 출력시키고, 세 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터부터는 상기 전송 속도 연산부에서 연산된 전송 목표 속도로 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터의 전송 속도를 제어하는 전송 속도 제어부를 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전송 속도 제어부는 상기 두 번째 블록의 트랜스포트스트림 데이터의 전송 시점을 상기 디멀티플렉서에서 첫 번째 블록의 프로그램 클럭 레퍼런스 및 디먹싱 패킷 카운팅 값이 출력되는 시점으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 전송 목표 속도 S는S =(Buffer_Block)/(Transport_Rate)(여기에서, Buffer_Block은 버퍼의 단위 블록 사이즈이고, Transport_Rate는 비트 전송율 임)의 수학식에 의하여 연산됨을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 Transport_Rate Tr(i)는Tr(i)=[(i'-i")×system_clk_frequency]/[PCR(i')-PCR(i")](여기에서, i'는 현재 입력된 블록이고, i"는 한 블록 이전에 디먹싱 처리된 블록을 의미함)의 수학식에 의하여 연산됨을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 장치.
- 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 트랜스포트 스트림 데이터의 전송을 제어하는 방법에 있어서,(a) 버퍼로부터 첫 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터와 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 순차적으로 디멀티플렉서로 출력시키는 단계;(b) 상기 디멀티플렉서에서 처리되는 블록 단위로 생성되는 프로그램 클럭 레퍼런스(PCR) 값 및 디먹싱 패킷 카운팅 값으로부터 비트 전송율을 연산하고, 상기 비트 전송율을 이용하여 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로의 데이터 전송하기 위한 전송 목표 속도를 연산하는 단계; 및(c) 상기 전송 목표 속도로 상기 버퍼로부터 디멀티플렉서로 전송되는 트랜스포트 스트림 데이터의 전송 속도를 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 두 번째 블록의 트랜스포트 스트림 데이터를 디멀티플렉서로 전송하는 시점은 상기 디멀티플렉서에서 첫 번째 블록의 프로그램 클럭 레퍼런스 및 디먹싱 패킷 카운팅 값이 출력되는 시점으로 결정함을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 전송 목표 속도 S는S =(Buffer_Block)/(Transport_Rate)(여기에서, Buffer_Block은 버퍼의 단위 블록 사이즈이고, Transport_Rate는 비트 전송율 임)의 수학식에 의하여 연산됨을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
- 제7항에 있어서, 상기 Transport_Rate Tr(i)는Tr(i)=[(i'-i")×system_clk_frequency]/[PCR(i')-PCR(i")](여기에서, i'는 현재 입력된 블록이고, i"는 한 블록 이전에 디먹싱 처리된 블록을 의미함)의 수학식에 의하여 연산됨을 특징으로 하는 데이터 전송 제어 방법.
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