KR100617607B1 - 범용 직렬 버스 호스트 및 장치 컨트롤러를 내장한 디지털방송 수신 피씨엠씨아이에이 카드 - Google Patents

범용 직렬 버스 호스트 및 장치 컨트롤러를 내장한 디지털방송 수신 피씨엠씨아이에이 카드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디지털 방송을 시청할 목적으로 컴퓨터 시스템에 장착되어 사용되는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드로서, 하드웨어 개발 과정을 용이하게 하고 장치 제어 소프트웨어 개발을 단순화시키기 위하여 종래의 PCMCIA 인터페이스와 디지털 방송 수신부 사이에 USB 호스트 컨트롤러와 USB 장치 컨트롤러를 연결한 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드에 관한 것이다. 본 발명의 PCMCIA 카드는 PCMCIA 카드 개발을 위해 전용 ASIC이나 FPGA 등의 인터페이스 로직을 설계하지 않고도, 종래의 USB 장치 컨트롤러와 인터페이스 가능한 디지털 방송 수신부를 PCMCIA 카드 형태로 제작할 수 있고, USB용으로 개발된 장치 제어 소프트웨어를 수정 없이 사용할 수 있는 장점을 갖는다.
피씨엠씨아이에이(PCMCIA), 카드버스(CardBus), 유에스비(USB), 피씨카드(PC Card), 디지털 방송 수신

Description

범용 직렬 버스 호스트 및 장치 컨트롤러를 내장한 디지털 방송 수신 피씨엠씨아이에이 카드{PCMCIA Digital Broadcasting Reception Card With An USB Host Controller And An USB Device Controller}
도 1은 종래의 PCI 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면.
도 2는 종래의 USB 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면.
도 3은 종래의 PCMCIA 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면.
도 4는 종래의 디지털 방송 수신 카드를 제어하기 위하여, 컴퓨터 시스템의 운영 체제 소프트웨어 상에서 동작하는 소프트웨어 모듈 간의 제어 및 데이터 흐름을 개념적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 USB 호스트 및 장치 컨트롤러를 내장한 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드를 제어하기 위하여, 컴퓨터 시스템을 구동하는 운영 체제 소프트웨어 상에서 동작하는 소프트웨어 모듈 간의 제어 및 데이터 흐름을 개념적으로 도시하는 도면.
본 발명은 디지털 방송을 시청할 목적으로 컴퓨터 시스템에 장착되어 사용되는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드로서, 하드웨어 개발 과정을 용이하게 하고 장치 제어 소프트웨어 개발을 단순화시키기 위하여 종래의 PCMCIA 인터페이스와 디지털 방송 수신부 사이에 USB 호스트 컨트롤러와 USB 장치 컨트롤러를 연결한 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드에 관한 것이다.
종래로 컴퓨터 시스템의 처리 속도 향상으로 PC에서 다양한 멀티미디어 기능 구현이 가능해졌는데, 컴퓨터 시스템에서 텔레비전 시청을 가능하게 해주는 TV 수신 카드가 그 대표적인 예이다. 종래의 아날로그 TV 수신 카드는 TV 튜너 부에서 복조 된 신호를 디지털로 변환하고 PCI(Peripheral Component Interconnect)와 같은 시스템 인터페이스 버스를 통해 데이터를 전송하여 컴퓨터 화면에 표시하여 준다. 최근에 주목을 받고 있는 지상파 디지털 TV나 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)와 같은 디지털 방송도 해당 방송 수신 카드를 컴퓨터 시스템에 장착하면 시청이 가능하며, 디지털 방송의 경우 아날로그 방송과는 달리 복조 된 신호 자체가 디지털이므로 디지털 변환 과정이 불필요하고, 복조 된 스트림 데이터를 컴퓨터 시스템으로 전송하여 역 다중화 및 복호화 과정을 거치면 PC 모니터상에서 화면 재생이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 컴퓨터 시스템에서 디지털 방송 시청 을 가능하게 해주는 디지털 방송 수신 카드의 하드웨어 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 PCI 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드(이하 "PCI 수신 카드"라 약칭함)의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다. PCI 수신 카드는 도시된 PCI 버스 인터페이스(121)를 구비하여 컴퓨터 시스템(도시되지 않음)의 PCI 버스(125)에 연결되어 사용하도록 설계되었다. 상기 PCI 수신 카드는 디지털 방송 수신부(110)와 PCI 장치 컨트롤러 칩(120)으로 구성된다. 컴퓨터 시스템의 운영 체제상에서 동작하는 제어 프로그램(도시되지 않음)이 상기 디지털 방송 수신부 (110)를 제어하기 위해, 상기 PCI 버스 인터페이스(121)와 칩 내부 버스(129)를 통해 제어 버스 레지스터(122)에 제어 데이터를 제공하면, 외부 칩 제어에 적합한 제어 신호가 생성되어 외부 칩 제어 버스(151)를 통해 RF 튜너(111)와 복조기(112)를 제어하고, 상기 복조기(112)는 상기 RF 튜너(111)로부터 받은 중간주파 신호를 디지털 스트림 데이터로 복조하여 디지털 스트림 데이터 버스(152)를 통해 데이터 FIFO(123)에 저장하고, 상기 PCI 장치 컨트롤러 칩(120)은 상기 데이터 FIFO(123)에 저장된 상기 디지털 스트림 데이터를 상기 PCI 버스 인터페이스(121)를 통해 상기 PCI 버스(125)로 전달하고, 상기 PCI 버스(125)를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 전송된 상기 디지털 스트림 데이터는 상기 제어 프로그램에서 역 다중화 및 복호화 과정을 거쳐 재생된다.
이때 상기 PCI 장치 컨트롤러 칩(120)은 방송 수신용으로 특별히 설계된 미국 Conexant사의 Bt878 칩이나 Cx23880 칩; 또는 방송 수신용으로 특별히 설계된 타회사의 칩; 또는 범용으로 설계된 미국 PLX Technology사의 PCI 칩; 또는 범용으로 설계된 타회사의 칩일 수 있다. 칩은 다르더라도 디지털 방송 수신을 위해 상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하는 방식과, 데이터를 전송받아 상기 PCI 버스 (125)로 전송해 주는 방식은 유사하다. 상기 PCI 장치 컨트롤러 칩(120)에서 다른 외부 칩을 제어하기 위해 이용하는 상기 외부 칩 제어 버스(151)는 직렬 I2C (Inter Integrated Circuits) 형태가 바람직하며, 직렬 SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 직렬 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 또는 병렬 HPI(Host Port Interface)가 사용될 수 있으며, 본 발명의 명세서에 있어서 외부 제어 버스는 I2C 또는 SPI 또는 UART 또는 HPI로 구현할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 상기 디지털 방송 수신부(110)로부터 상기 디지털 스트림 데이터를 전송하는 경로인 상기 디지털 스트림 데이터 버스(152)는 일반적으로 동기 신호와 클록 신호를 포함하는 직렬 MPEG(Moving Picture Experts Group)포트 또는 병렬 MPEG 포트 또는 병렬 HPI포트가 사용될 수 있으며, 스트림 데이터 버스는 ISO/IEC 13818-1 국제 표준 하위 규격인 MPEG-2 Transport Stream(이하, "MPEG-2 TS"라 약칭함)을 동기 신호와 클록 신호와 함께 전송하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명의 명세서에서 상기 디지털 스트림 데이터 버스(152)는 이에 한정되지 않으며, 상기 디지털 방송 수신부(110)에서 출력하는 방식에 따라서 다른 형태의 스트림 데이터 구성도 가능하다고 해석되어야 한다.
한편, 컴퓨터 시스템의 주변기기의 다양한 인터페이스를 통일하고, 저속에서 고속 장치까지 지원할 수 있는 표준 인터페이스의 필요성이 대두하면서 규격화된 USB(Universal Serial Bus)는 현재 키보드, 마우스, 하드 디스크, 프린터 등 주변기기의 표준 인터페이스로 자리 잡아가고 있는데, USB 규격 2.0에서 추가된 고속 모드에서 최대 전송률이 480Mbps에 이른다. PCI가 병렬 형태 인터페이스인 반면 USB는 직렬 형태의 인터페이스이기 때문에 최대 4.5m 길이의 케이블로 주변기기를 연결하는 것도 가능한데, 따라서 컴퓨터 시스템에 부착하는 형태의 제품뿐만 아니라 케이블로 연결하는 다양한 주변기기까지도 USB 인터페이스가 선호되고 있으며, 이에 따라 기기를 제작하기 위해 사용되는 USB 컨트롤러 칩도 많은 회사로부터 다양하게 판매되고 있다. USB 컨트롤러 칩도 PCI에서처럼 특정 기능만을 사용할 수 있도록 설계된 전용 칩과 다양한 응용 분야에 사용할 수 있는 범용 칩으로 구분 지을 수 있으며, USB 방식의 인터페이스를 사용한 디지털 방송 수신 카드 제품도 이미 판매되고 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 USB 인터페이스 방식의 하드웨어 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 종래의 USB 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드(이하 "USB 수신 카드"라 약칭함)의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다. USB 수신 카드는 도시된 USB 버스 인터페이스(131)를 구비하여 컴퓨터 시스템(도시되지 않음)의 USB 버스에 연결되어 사용하도록 설계되었다. 상기 USB 수신 카드는 디지털 방송 수신부(110)와 USB 장치 컨트롤러 칩(130)으로 구성된다. 컴퓨터 시스템의 운영 체제상에서 동작하는 제어 프로그램(도시되지 않음)이 상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하기 위해, 상기 USB 버스 인터페이스(131)와 칩 내부 버스(139)를 통해 컨트 롤 엔드포인트(132)로 제어 데이터를 제공하면, 상기 USB 장치 컨트롤러 칩(130)은 이를 해석하여 내부의 제어 버스 레지스터(133)의 제어 데이터를 변경하고, 이에 따라 외부 칩 제어에 적합한 제어 신호가 발생하여, 외부 칩 제어 버스(151)를 통해 RF 튜너(111)와 복조기(112)를 제어하고, 상기 복조기(112)는 상기 RF 튜너(111)로부터 받은 중간주파 신호를 디지털 스트림 데이터로 복조하여 스트림 데이터 버스(152)를 통해 데이터 엔드포인트(134)에 저장하고, 상기 USB 장치 컨트롤러 칩(130)은 내부의 상기 데이터 엔드포인트(134)에 저장된 상기 디지털 스트림 데이터를 상기 USB 버스 인터페이스(131)를 통해 상기 USB 버스(135)로 전달한다. 상기 USB 버스(135)를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 제공된 상기 디지털 스트림 데이터는 상기 제어 프로그램에서 역 다중화 및 복호화 과정을 거쳐 재생된다.
이때 상기 USB 장치 컨트롤러 칩(130)은 방송 수신용으로 특별히 설계된 대만 ULi사의 M9207칩 또는 방송 수신용으로 특별히 설계된 타회사의 칩 또는 범용으로 설계된 미국 Cypress사의 EzUSB FX칩 또는 범용으로 설계된 타회사의 칩일 수 있다. 칩은 다르더라도 디지털 방송 수신을 위해 상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하는 방식과 데이터를 전송받아 상기 USB 버스(135)로 전송해 주는 방식은 유사하다. 상기 USB 장치 컨트롤러 칩(130)에서 다른 외부 칩을 제어하기 위해 사용되는 상기 외부 칩 제어 버스(151)와, 상기 디지털 방송 수신부(110)로부터 상기 디지털 스트림 데이터를 전송하는 경로인 상기 스트림 데이터 버스(152)는 상기 PCI 수신 카드의 설명에서 전술된 바와 같이 여러 가지 형태로 구현될 수 있다.
한편, 일반적인 데스크톱 PC에서 사용되는 PCI 확장 카드를 노트북 PC에서는 사용할 수 없으며, USB 형태의 제품도 노트북 PC에 체결되는 형태의 장착이 용이하지 않으므로 이동시에 사용하기는 불편하다. 노트북에 이러한 확장카드를 추가하기 위한 인터페이스로는 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 규격이 주로 이용되는데, PCMCIA 하위 규격에는 크게 PC Card 인터페이스와 CardBus 인터페이스가 정의되어 있다. PC Card는 ISA(Industry Standard Architecture)와 유사한 인터페이스 환경을 제공하며, 8비트 또는 16비트로 데이터 전송이 가능하다. PCI가 고속 데이터 전송의 필요성 때문에 ISA를 대체한 것처럼, PCMCIA에서는 PC Card의 속도를 개선한 CardBus라는 규격을 제정하였는데, 이 CardBus는 PCI와 같이 32비트, 33MHz 전송이 가능하다. 일반적으로 PCMCIA PC Card나 PCMCIA CardBus라고 특별히 지칭하지 않는다면, 이 두 가지의 인터페이스를 통칭하는 것으로 보아야 한다.
도 3은 종래의 PCMCIA 인터페이스 방식 디지털 방송 수신 카드(이하 "종래의 PCMCIA 수신 카드"라 약칭함)의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다. 도시된 종래의 PCMCIA 수신 카드는 PCMCIA 버스 인터페이스(141)를 가지는 PCMCIA 장치 컨트롤러 칩(140)이 사용되어 PCMCIA 버스(145)에 연결된다는 점 이외에는 동작 방식이 전술된 PCI 수신 카드와 유사하므로 설명을 생략한다.
PCI와 USB의 경우에는 전용 또는 범용 칩을 사용하여 제품 설계가 가능하였으나, PCMCIA의 경우 수신 카드의 구현을 위하여 개발에 사용할 수 있는 전용 또는 범용 칩이 나와 있지 않아, 개발자가 직접 PCMCIA 컨트롤러 칩을 FPGA(Field Programmable Gate Array)나 CPLD(Complex Programmable Logic Device)로 구현하거 나 ASIC을 만들어야 한다. FPGA, CPLD 또는 ASIC을 구현하였다 하더라도, 본 발명의 상기 디지털 방송 수신부(110)와 같은 실제 기능 구현 부의 기능이 바뀌거나 연결 신호의 사양이 바뀌게 되면 변경 부분의 인터페이스 로직 자체를 수정해주어야 하는 어려움이 있다. 예를 들어, 본 발명의 기능 구현부라고 할 수 있는 상기 디지털 방송 수신부(110)가 아닌 사운드 출력과 같은 기능 구현을 하기 위해서는, 데이터 인터페이스 로직을 입력 버퍼가 아닌 출력 버퍼를 포함하는 형태로 설계하여야 하며, 제어 신호를 I2C로 사용하다가 SPI로 변경해야 하는 경우 또한 제어 인터페이스 로직을 수정해야만 한다.
이하, 인터페이스의 차이에 따른 소프트웨어 구성에 대한 차이를 살펴보기 위하여, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 PCI, USB 및 PCMCIA 수신 카드를 동작시키기 위한 소프트웨어의 구성에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 디지털 방송 수신을 위해 컴퓨터 시스템을 구동하는 운영 체제 소프트웨어 상에서 동작하는 소프트웨어 모듈 간의 제어 및 데이터 흐름을 개념적으로 도시하는 도면이다. 응용 프로그램(200)은 디지털 방송 수신 기능을 위해 멀티미디어 API(Application Programming Interface)(201)를 통해 하위 소프트웨어 모듈을 제어한다. 상기 멀티미디어 API(201)의 제어를 받는 스트림 클래스 드라이버(202)는 하위 드라이버에서 사용되는 버스 인터페이스의 종류에 상관없이 하위 드라이버로부터 디지털 스트림 데이터를 전송받아 역 다중화기(203)로 전송하고, 상기 역 다중화기(203)는 상기 디지털 스트림 데이터를 오디오 및 비디오 스트림으로 분리하여 오디오 복호기(204)와 비디오 복호기(205)로 제공하고, 상기 오디오 복호기 (204) 및 비디오 복호기(205)는 스트림 데이터의 압축을 해제하여 재생한다.
종래의 PCI 장치 드라이버(220)는 PCI 수신 카드 하드웨어(120)를 직접 제어하며, 상기 PCI 수신 카드 하드웨어(120)로부터 전송받은 상기 디지털 스트림 데이터를 상위의 상기 스트림 클래스 드라이버(202)에 전송하는 역할을 한다. 종래의 USB 장치 드라이버(231)는 USB 버스 드라이버(230)를 통해 USB 수신 카드 하드웨어(130)를 제어하며, 상기 USB 수신 카드 하드웨어(130)와 상기 USB 버스 드라이버(230)로부터 전송받은 상기 디지털 스트림 데이터를 상위의 상기 스트림 클래스 드라이버(202)에 전송하는 역할을 한다. 종래의 FPGA, CPLD 또는 ASIC으로 설계된 장치 컨트롤러 칩을 구비한 PCMCIA 수신 카드 하드웨어(140)를 제어하기 위한 PCMCIA 장치 드라이버(241)는 PCMCIA 버스 드라이버(240)를 통해 PCMCIA 수신 카드 하드웨어(140)를 제어하며, 상기 PCMCIA 수신 카드 하드웨어(140)와 상기 PCMCIA 버스 드라이버(240)로부터 제공받은 디지털 스트림 데이터를 상위의 상기 스트림 클래스 드라이버(202)에 제공하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이 현재의 기술로 PCMCIA 인터페이스를 포함하는 디지털 방송 수신 PCMCIA카드를 구성하기 위해서는, 먼저 필요한 로직을 FPGA, CPLD 또는 ASIC으로 설계하여야 하며, 상기 FPGA, CPLD 또는 ASIC은, 실제 기능 구현부인 디지털 방송 수신부를 제어하는 외부 칩 제어 버스와의 연결부 및 제어 로직; 디지털 방송 수신부로부터 스트림 데이터를 전송받는 스트림 데이터 버스와의 연결부 및 제어 로직; 및 PCMCIA 버스와의 인터페이스를 위한 PCMCIA 인터페이스 부를 포함하여 구성하여야 한다. 이는 PCI와 USB의 경우와는 달리 PCMCIA 인터페이스 카드를 제작하 기 위해 필요한 범용 칩 또는 전용 칩이 업체에서 제공되지 않기 때문이며, PCMCIA PC Card의 경우 Socket Communication 사, Oxford Semiconductor 사, Elan 사에서 나온 칩이 있으나 이 칩들은 모두 제어 및 데이터 버스로 UART만을 제공하기 때문에 실제 필드에서 적용하기에는 많은 제약이 있고, CardBus의 경우에는 그나마 UART만 지원하는 칩도 현재로서는 찾아볼 수가 없다.
ASIC이나 FPGA 설계를 위해서는 장시간의 개발 기간이 필요함은 물론 많은 개발비가 소요되며, 전용 PCMCIA 하드웨어를 위한 장치 제어기 소프트웨어도 추가 개발하여야 하므로, 이러한 종래의 개발 방법으로는 점점 제품 수명이 단축되고 새로운 기능을 적시에 개발하여 출시해야 하는 시장 경쟁 상황에 대응해 나가기가 어려운 실정이다.
이에, 본 발명은 디지털 방송 시청을 목적으로 컴퓨터 시스템에 장착되어 사용되는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드로서, 하드웨어 개발 과정을 용이하게 하고 장치 제어 소프트웨어 개발을 단순화시키기 위하여, 종래의 PCMCIA 인터페이스와 디지털 방송 수신부 사이에 USB 호스트 컨트롤러와 USB 장치 컨트롤러를 연결하여, 전용 ASIC이나 FPGA 등의 인터페이스 로직을 설계하지 않고도, 종래의 USB 장치 컨트롤러와 인터페이스 가능한 디지털 방송 수신부를 PCMCIA 카드 형태로 제작할 수 있고, USB용으로 개발된 장치 제어 소프트웨어를 수정 없이 사용할 수 있는 PCMCIA 카드를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 일 실시 예로서, 본 발명은 컴퓨터 시스템에 PCMCIA 인터페이스를 통해 결합하여 사용되고 방송 신호로부터 특정 채널을 튜닝하여 이에 따른 디지털 스트림 데이터를 제공하는 TV 수신 카드에 있어서, RF 튜너 부가 상기 방송 신호를 제공받아 중간주파 신호로 변환하고, 복조기가 디지털 스트림 데이터로 복조하는 디지털 방송 수신부; PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부로부터 제어 신호를 제공받아 상기 디지털 방송 수신부를 제어하고, 상기 디지털 방송 수신부에서 복조 된 상기 디지털 스트림 데이터를 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 전송하는 USB 장치 컨트롤러 부; 및 상기 컴퓨터 시스템이 제공한 상기 제어 신호를 상기 USB 장치 컨트롤러 부에 전달하고, 상기 USB 장치 컨트롤러 부가 제공한 상기 디지털 스트림 데이터를 PCMCIA 버스를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 제공하는 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부를 포함하여 구성되는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드(이하 "PCMCIA 수신 카드"라 약칭함)의 내부 구성을 개념적으로 도시하는 도면이다. PCMCIA 수신 카드는 도시된 PCMCIA 버스 인터페이스(141)를 포함하는 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부 (160)를 구비하여 컴퓨터 시스템(도시되지 않음)의 PCMCIA 버스(145)에 연결되어 사용하도록 설계되었다.
상기 PCMCIA 수신 카드는 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160); USB 장 치 컨트롤러 부(130); 및 디지털 방송 수신부(110)로 구성된다.
상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)는, 컴퓨터 시스템의 상기 PCMCIA 버스(145)에 연결하기 위한 PCMCIA 버스 인터페이스(141); 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)에 대한 제어 및 데이터 제공을 하기 위한 USB 호스트 컨트롤러(161); 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)에 대한 제어 및 데이터 제공을 위한 USB 루트 허브(162); 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)와의 물리적인 연결을 위한 USB포트 1(163);및 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130) 이외의 다른 USB 기기와의 연결이 가능한 USB포트 2(164)로 구성된다. 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)는, 상기 PCMCIA 수신 카드 내 상기 USB 컨트롤러 부(130) 이외의 다른 USB 기기와의 연결을 위한 상기 USB 포트 2(164)를 구비하는 것이 바람직하며, 다만 본 발명에서는 상기 USB 포트 2(164)의 구비가 필수적인 사항은 아니므로 상기 USB 포트 2(164)를 제외한 구성도 가능하다고 해석되어야 한다. 현재 상용화된 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 칩은 NEC 사의 μPD720100와 μPD720101, VIA 사의 VT6212와 VT6214가 있으며, 이 칩들은 PCMCIA CardBus 인터페이스를 가지는 USB 호스트 컨트롤러로서, 본 발명의 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부에 사용 가능한 칩이다.
상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)는, 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)에 USB 버스(135)를 통해 접속하기 위한 USB 버스 인터페이스(131); 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)로부터 제공된 제어 신호를 전달하기 위한 내부 제어 버스(139); 상기 내부 제어 버스(139)를 통해 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)로부터 상기 제어 신호를 제공받아 외부 제어를 하는 컨트롤 엔드포 인트(132); 상기 컨트롤 엔드포인트(132)로부터 상기 제어 신호를 제공받아 상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하는 제어 버스 레지스터(133); 및 상기 디지털 방송 수신부(110)에서 제공된 디지털 스트림 데이터를 저장하는 데이터 엔드포인트 (134)로 구성된다.
상기 디지털 방송 수신부(110)는 방송 신호를 선국하는 RF 튜너(111) 및 복조기(112)로 구성된다.
상기 컴퓨터 시스템의 제어 소프트웨어(도시되지 않음)로부터 상기 PCMCIA 버스(145)를 통해 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)로 제어 신호가 제공되면, 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)는 상기 제어 신호를 상기 USB 호스트 컨트롤러(161)로 전달하고, 상기 USB 호스트 컨트롤러(161)는 상기 제어 신호를 상기 USB 루트 허브(162)로 전달하고, 상기 USB 루트 허브는 상기 제어 신호를 상기 USB 포트 1(163)과 상기 USB 버스(135)를 통해 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)의 상기 USB 버스 인터페이스(131)로 제공한다. 상기 USB 버스 인터페이스(131)로 전달된 상기 제어 신호는 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130) 내부 제어 버스(139)를 통해 상기 컨트롤 엔드포인트(132)로 전달되고, 이때 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)를 제어하는 칩 내부 펌웨어(도시되지 않음)의 상기 컨트롤 엔드포인트(132) 처리부에서 상기 제어 버스 레지스터(133)를 수정하면, 상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하기 적당한 제어 신호가 발생하여 상기 디지털 방송 수신부(110)의 상기 RF 튜너부 (111)와 상기 복조기(112)를 제어한다.
상기 디지털 방송 수신부(110)를 제어하기 위한 외부 제어 버스(151)의 신호 구성은 I2C 방식의 신호가 바람직하며, 디지털 방송 수신부의 제어 방식에 따라 SPI 또는 UART 또는 HPI 형태로 구성되는 신호일 수 있다. 다만, 본 발명은 제어 방식에 있어서 이에 한정되지 않으며, 특정 방식이 단독으로 사용될 수도 있고 두가지 이상의 방식이 병행해서 사용될 수도 있다고 해석되어야 한다.
상기 RF 튜너(111)는 상기 USB 장치 제어 컨트롤러 부(130)로부터 상기 외부 제어 버스(151)를 통해 제어 신호를 받고, 방송 신호를 선국하여 상기 복조기(112)에 중간주파 신호를 제공하고, 상기 복조기(112)는 상기 USB 장치 제어 컨트롤러 부(130)로부터 상기 외부 제어 버스(151)를 통해 제어 신호를 받고, 중간주파 신호를 상기 디지털 스트림 데이터로 복조하여 상기 USB 장치 제어 컨트롤러 부(130)의 데이터 엔드포인트(134)로 전송한다.
상기 디지털 방송 수신부(110)가 디지털 TV 방송의 수신부인 경우, 상기 RF 튜너(111)에서 상기 복조기(112)로 전달되는 중간주파 신호는 VSB(Vestigial Side Band), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 등의 방식으로 변조되어 디지털 비디오/오디오 데이터가 삽입되어 있는 44 MHz 중간주파 아날로그 신호인 것이 바람직하며, 6 MHz 중간주파 또는 다른 주파수의 중간주파 아날로그 신호일 수 있다.
상기 디지털 방송 수신부(110)가 지상파 DMB 방송의 수신부인 경우, 상기 RF 튜너(111)에서 상기 복조기(112)로 전달되는 중간주파 신호는 OFDM 등의 방식으로 변조되어 디지털 비디오/오디오/데이터가 삽입되어 있는 38.192 MHz 중간주파 아날 로그 신호인 것이 바람직하며, 2.048 MHz 또는 850 KHz 또는 다른 주파수의 중간주파 아날로그 신호일 수 있다. 다만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 상기 디지털 방송 수신부(110)의 상기 RF 튜너(111)와 상기 복조기(112)의 구성에 따라 다른 주파수를 중간주파 신호로 하는 상기 디지털 방송 수신부(110)의 구성도 가능하다고 해석되어야 한다.
상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)는 상기 데이터 엔드포인트(134)에 저장된 상기 디지털 데이터 스트림을 상기 USB 버스 인터페이스(131); 상기 USB 버스(135); 상기 USB 포트 1(163); 상기 USB 루트 허브(162); 상기 USB 호스트 컨트롤러(161); 상기 PCMCIA 버스 인터페이스(141); 및 상기 PCMCIA 버스(145)를 순서대로 거쳐 상기 컴퓨터 시스템으로 제공한다. 상기 컴퓨터 시스템은 이를 소프트웨어적으로 역 다중화 및 복호화하여 상기 컴퓨터 시스템상에서 재생한다.
상기 디지털 방송 수신부(110)로부터 상기 USB 장치 컨트롤거부(130) 및 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)를 거쳐 상기 컴퓨터 시스템으로 제공되는 상기 디지털 데이터 스트림은 다양한 형식으로 구성하는 것이 가능한데, 디지털 TV 방송인 경우에는 MPEG-2 규격에 대응하도록 구성하여, MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호 및 상기 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호를 위한 클록 신호와 동기 신호가 포함된 데이터 스트림 버스가 바람직하다. 다만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 디지털 방송 규격 혹은 상기 디지털 방송 수신부(110)의 구성에 따라 다른 형태의 데이터 스트림 구성도 가능하다고 해석되어야 한다.
현재의 칩 설계 기술에 따르면 지상파 DMB 수신기의 경우 상기 복조기(112) 에 지상파 DAB(Digital Audio Broadcasting) 규격(ETSI EN 300 401)의 Eureka-147에 대응하는 역 다중화기를 포함하는 것이 가능한데, 이때 상기 역 다중화기를 포함하는 복조기에서는 지상파 DAB Eureka-147 패킷에 삽입된 지상파 DMB 스트림 이외에, 상기 지상파 DAB Eureka-147 패킷에 삽입된 다른 멀티미디어 및/또는 다른 데이터 방송을 추출하는 것도 가능하다. DAB Eureka-147 패킷에 다중화되어 있는 데이터는 먼저 FIC(Fast Information Channel)와 MSC(Main Service Channel)로 나눌 수 있으며, MSC는 다시 DAB 오디오 스트림, DMB 비디오 스트림, 데이터 방송 패킷 등으로 나눌 수 있다. 따라서 지상파 DMB 방송 수신의 경우, 상기 디지털 방송 수신부(110)로부터 복조 및 역 다중화되어 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130) 및 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)를 거쳐 상기 컴퓨터 시스템으로 제공되는 상기 디지털 데이터 스트림은 다양한 형식으로 구성하는 것이 가능한데, 지상파 DMB 스트림을 MPEG-2 규격에 대응하도록 구성하여, MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호 및 상기 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호를 위한 클록 신호와 동기 신호가 포함된 데이터 스트림 버스가 바람직하다. 다만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 구현 방식에 따라 FIC, MSC, DAB 오디오 스트림, DMB 비디오 스트림, 및/또는 데이터 방송 패킷 등을 각각 별개로 또는 두 가지 이상을 조합하여 전송할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다고 해석되어야 한다.
현재의 칩 설계 기술에 따르면 상기 RF 튜너(111)와 상기 복조기(112)를 하나의 칩으로 설계하여 상기 디지털 방송 수신부(110)를 구성하는 것이 가능하며, 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)와 상기 복조기(112)를 하나의 칩으로 설계하는 것 도 가능하다. 또한, 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)와 상기 디지털 방송 수신부 (110)를 하나의 칩으로 설계하는 것도 가능하며, 본 발명의 명세서에서는 이를 기능별로 설명하기 위해 구분한 것이며, 동일한 기능을 통합된 형태의 칩을 이용하여 구성하더라도 동일한 방법으로 구현한 것으로 해석되어야 한다.
도 6은 컴퓨터 시스템을 구동하는 운영 체제 소프트웨어 상에서 본 발명에 따른 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드를 제어하기 위한, 소프트웨어 모듈 간의 제어 및 데이터 흐름을 개념적으로 도시하는 도면이다. 응용 프로그램(200)은 디지털 방송 수신 제어를 위해 멀티미디어 API(201)를 통해 하위 소프트웨어 모듈을 제어한다. 상기 멀티미디어 API(201)로부터 전달된 제어 신호는 스트림 클래스 드라이버(202); USB 장치 드라이버(231); USB 버스 드라이버(230); 및 PCMCIA 버스 드라이버(260)를 순서대로 거쳐 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)로 제공되며, 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)는 상기 제어 신호를 USB 장치 컨트롤러 부(130)에 제공하여 상기 디지털 방송 수신부(110) 하드웨어를 제어한다. 상기 디지털 방송 수신부(110) 하드웨어에서 복조 된 상기 디지털 스트림 데이터는 상기 USB 장치 컨트롤러 부(130)와 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부(160)를 순서대로 거쳐 상기 PCMCIA 버스 드라이버(260)로 제공되고, 상기 PCMCIA 버스 드라이버(260)는 상기 디지털 스트림 데이터를 상기 USB 버스 드라이버(230) 및 상기 USB 장치 드라이버(231)를 통해 상기 스트림 클래스 드라이버(202)에 제공한다. 상기 스트림 클래스 드라이버(202)는 상기 멀티미디어 API(201)에게 상기 디지털 스트림 데이터가 전송되고 있음을 알려주고, 상기 멀티미디어 API(201)가 역 다중화기(203)를 제 어하고, 상기 역 다중화기(203)는 상기 스트림 클래스 드라이버(202)에 저장된 상기 디지털 스트림 데이터를 오디오 및 비디오 스트림으로 분리하여 오디오 복호기(204)와 비디오 복호기(205)로 제공하고, 상기 오디오 복호기(204) 및 비디오 복호기(205)는 스트림 데이터의 압축을 해제하여 재생한다.
상기 스트림 클래스 드라이버(202)는 윈도 운영 체제에서 제공되는 드라이버 구조에 따른 장치 드라이버로, 따라서 상기 USB 장치 드라이버(231)는 상기 USB 버스 드라이버(230)를 통해 제공받은 상기 디지털 스트림 데이터를 상위의 상기 스트림 클래스 드라이버(202)를 통해 상기 역 다중화기(203)로 제공하는 것이 바람직하며, 상기 USB 버스 드라이버(230)를 통해 제공받은 상기 디지털 스트림 데이터를 상위의 스트림 클래스 드라이버(202)를 통하지 않고 상기 응용 프로그램(200)으로 직접 제공하고, 상기 응용 프로그램(200)은 상기 멀티미디어 API(201)을 통하지 않고 상기 USB장치 드라이버(231)를 직접 제어하고, 상기 디지털 스트림 데이터를 제공받아 직접 역 다중화기(203)로 제공하는 것도 가능하다. 다만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 상기 응용 프로그램(200)이 직접 상기 USB 장치 드라이버(231)에 연결되는 형태로 구성하는 것도 가능하다고 해석되어야 한다.
본 발명의 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드는, 전용 ASIC이나 FPGA 등의 인터페이스 로직을 설계하거나 전용 PCMCIA 장치 제어기 소프트웨어를 개발하지 않고도, USB 장치의 하드웨어 구성을 그대로 사용하고 USB용으로 개발된 장치 제어 소프트웨어를 수정 없이 사용할 수 있으며, 따라서 FPGA, CPLD 또는 ASIC 설계에 필 요한 개발 기간의 단축 및 비용 절감의 효과가 있고, 더욱 이른 시간에 원하는 기능을 PCMCIA 카드 형태로 제작할 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims (8)

  1. 컴퓨터 시스템에 PCMCIA 인터페이스를 통해 결합하여 사용되고 방송 신호로부터 특정 채널을 튜닝하여 이에 따른 디지털 스트림 데이터를 제공하는 TV 수신 카드에 있어서, RF 튜너 부가 상기 방송 신호를 제공받아 중간 주파 신호로 변환하고, 복조기가 상기 디지털 스트림 데이터로 복조하는 디지털 방송 수신부; PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부로부터 제어 신호를 제공받아 상기 디지털 방송 수신부를 제어하고, 상기 디지털 방송 수신부에서 복조 된 상기 디지털 스트림 데이터를 상기 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 제공하는 USB 장치 컨트롤러 부; 및 상기 컴퓨터 시스템에서 제공받은 상기 제어 신호를 상기 USB 장치 컨트롤러 부에 제공하고, 상기 USB 장치 컨트롤러로부터 상기 디지털 스트림 데이터를 제공받아 PCMCIA 버스를 통해 상기 컴퓨터 시스템으로 전송하는 PCMCIA USB 호스트 컨트롤러 부를 포함하여 구성되는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PCMCIA 인터페이스 부가 PCMCIA 하위 규격인 PC Card 인터페이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PCMCIA 인터페이스 부가 PCMCIA 하위 규격인 CardBus 인터페이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 RF 튜너 부와 상기 복조기가 하나의 칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복조기와 상기 USB 장치 컨트롤러 부가 하나의 칩으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 RF 튜너 부는 디지털 TV 방송 신호를 중간주파 신호로 변환하여 상기 복조기에 제공하고, 상기 복조기는 상기 USB 장치 컨트롤러 부에 디지털 스트림 데이터를 제공하고, 상기 디지털 스트림 데이터는 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호, 및 상기 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호를 위한 동기신호와 클록 신호를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 RF 튜너 부는 DMB 방송 신호를 중간주파 신호로 변환하여 상기 복조기에 제공하고, 상기 복조기는 상기 USB 장치 컨트롤러 부에 디지털 스트림 데이터를 제공하고, 상기 디지털 스트림 데이터는 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호, 및 상기 MPEG-2 트랜스포트 스트림 신호를 위한 동기신호와 클록 신호를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 RF 튜너 부는 DMB 방송 신호를 중간주파 신호로 변환 하여 상기 복조기에 제공하고, 상기 복조기는 Eureka-147 역 다중화기를 내장하여 구성되고, 상기 Eureka-147 역 다중화기를 내장한 복조기가 상기 USB 장치 컨트롤러 부에 제공하는 상기 디지털 스트림 데이터는 Eureka-147 패킷 스트림을 역 다중화한 FIC, MSC, DAB 오디오 스트림, DMB 비디오 스트림 또는/및 데이터 방송 스트림을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 방송 수신 PCMCIA 카드.
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