KR100667841B1 - 범용 ｃｐｕ를 탑재한 디지털 ｔｖ 및 이를 위한 신호 처리방법 - Google Patents

범용 ｃｐｕ를 탑재한 디지털 ｔｖ 및 이를 위한 신호 처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임베디드 CPU에 비해 고성능의 범용 CPU를 탑재한 디지털 TV 및 이를 위한 신호 처리 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하고, 시스템 부팅이 수행되는 동안 디코딩된 신호를 디스플레이 장치로 출력하도록 함으로써, 사용자는 디지털 TV의 전원을 켠 후 시스템 부팅의 완료시까지 기다릴 필요 없이 부팅 과정이 수행되는 동안에도 디지털 방송을 시청할 수 있다.

Description

범용 ＣＰＵ를 탑재한 디지털 ＴＶ 및 이를 위한 신호 처리 방법{Digital TV equipped with universal CPU and method for sinal processing therefor}
도 1은 일반적인 X86 시스템의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 X86을 탑재한 디지털 TV에서의 부팅 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV에서의 부팅 과정을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV의 신호처리 순서를 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV의 구조를 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 X86 CPU의 구조를 나타낸 블록도이다.
본 발명은 디지털 TV에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 범용 CPU를 탑재한 디지털 TV 및 여기서의 신호 처리 방법에 관한 것이다.
디지털 가전 기기의 컨버전스 경향이 가속화되며, 디지털 방송을 볼 수 있는 디지털TV는 단지 방송 수신만이 아닌 다양한 서비스를 사용자에게 제공하기 위해 게임이나 인터넷 브라우저 등의 애플리케이션을 처리하게 되었다. 이에 따라, 디지털TV는 더욱 많은 데이터를 처리할 수 있는 고사양의 CPU를 필요로 하게 되었는데, 500MHz 이상의 CPU를 필요로 하는 디지털 TV에서 사용하기에 기존의 임베디드(embedded) CPU인 ARM이나 MIPS는 한계가 있어 이들 대신 범용 CPU인 X86 프로세서를 채용한 디지털 TV가 나타나게 되었다.
도 1은 일반적인 X86 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, X86시스템은 크게 North bridge와 South bridge를 중심으로 하여 두 부분으로 구분할 수 있는데 North bridge는 CPU와 메모리, PCI 버스 등을 연결해주는 일을 하며, 빠른 데이터 전송률을 제공한다. South bridge는 하드디스크 데이터 라인, USB, ISA 버스와 같이 주변 장치를 연결하기 위한 비교적 느린 데이터 라인을 관리하며 North bridge를 통해 CPU와 연결될 수 있다.
이러한 시스템을 디지털 TV에 적용하면, MPEG 전송스트림 형식으로 수신된 디지털 방송 데이터가 MPEG 디코더에 의해 디코딩되고, 디코딩된 방송 신호는 PCI 버스를 따라 그래픽 프로세서로 보내진다. 한편, 웹 브라우저 등의 애플리케이션과 관련된 그래픽은 X86 CPU에 의해 생성되어 비디오 프로세서로 보내지며, 비디오 프로세서는 이들을 합성하고 가공하여 디스플레이 장치로 출력하게 된다.
도 2는 X86을 탑재한 디지털 TV에서의 동작 순서를 설명하기 위한 도면이다. X86 시스템은 임베디드 시스템과는 달리 범용 아키텍처이므로 전원이 인가되면 즉시 CPU와 시스템 메모리 및 주변 기기들이 통신하며 동작하는 것이 아니라, 일련의 부팅 과정을 필요로 한다. 이러한 부팅 과정은 전원 인가, 바이오스 수행, OS로딩, 디바이스 드라이버 로딩으로 구성되며, 이러한 부팅 과정이 완료된 후에야 시스템의 구성요소들이 동작하여 사용자는 비로소 디지털 방송 및 웹 브라우저와 같은 애플리케이션 그래픽을 디스플레이 장치를 통해 볼 수 있게 되는데, 이러한 부팅 과정에는 통상 8초 내지 20초 정도가 소요되므로, 사용자는 디지털 TV를 켠 후 부팅 과정이 완료되기까지 긴 시간을 기다려야 하는 문제가 있다.
본 발명은　 사용자가 전원을 켠 후 부팅 과정이 수행되는 도중에도 디지털 방송을 볼 수 있도록 하는 디지털 방송 수신 장치 및 이 디지털 방송 수신 장치에서의 신호 처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,　디지털 TV에 있어서,시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 DTV모듈; 및 상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 DTV모듈에서 출력된 신호를 소정 포트를 통해 입력받아 소정 디스플레이 장치로 출력하는 범용 CPU를 포함한다.
여기서, 상기 DTV모듈은 상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 사용자가 입력한 채널 변경 신호에 따라 수신 채널을 변경하는 신호처리부를 포함하고, 상기 리모컨신호처리부는 상기 시스템 부팅이 완료된 후 사용자가 입력한 애플리케이션 제어 신호를 상기 범용 CPU로 전달한다.
여기서, 상기 범용 CPU는 X86 프로세서이며, 상기 포트는 VIP(Video Interface Port) 인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 디지털 TV에서의 신호 처리 방법에 있어서, 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 단계; 및 상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 디코딩된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함한다.
`또한, 본 발명은 디지털 TV에 사용되는 범용 CPU 장치에 있어서, 디지털 방송 데이터를 디코딩한 신호를 입력받는 입력 포트; 및 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 입력된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 출력 포트를 포함하는데, 여기서 상기 신호는 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 외부 DTV모듈에 의해 입력된다.
또한, 본 발명은 디지털 TV에 사용되는 범용 CPU의 신호 처리 방법에 있어서, 디지털 방송 데이터를 디코딩한 신호를 입력받는 단계; 및 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 입력된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하는데, 여기서 상기 신호는 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 외부 DTV모듈에 의해 입력된다.
또한, 본 발명은 상기 디지털 TV에 사용되는 범용 CPU의 신호 처리 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV에서의 부팅 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV는 바이오스의 실행을 비롯한 일반적인 부팅 과정의 종료 여부와 관계 없이 전원만 인가되면 독자적으로 디지털 방송을 수신하여 디코딩한 후 출력하는 DTV모듈이 동작한다. 즉, 시스템에 전원이 인가되면 바이오스 수행, OS 로딩, 디바이스 드라이버(D/D) 로딩 등의 단계로 구성되는 부팅 과정이 수행되는 동안, DTV모듈이 디지털 방송을 수신하고 디코딩하여 출력함으로써 부팅이 완료되기 전에도 사용자는 TV화면에서 방송을 볼 수 있게 되는 것이다.
이 경우, 부팅 과정이 완료되기 전까지는 디바이스 드라이버들이 로드되지 않았으므로 웹 브라우저 등의 애플리케이션을 실행할 수는 없을 것이나, DTV모듈에 채널을 변경하는 리모컨 신호를 처리할 수 있는 리모컨신호처리부를 두어 부팅 과정이 완료되기 전에도 사용자가 리모컨을 이용하여 채널을 변경할 수 있도록 하는 것이 가능할 것이다. 즉, 본 발명에 의하면 X86을 이용한 디지털 TV에서 긴 부팅시간동안 다양한 애플리케이션을 제어할 수는 없지만 디지털TV로서의 기능은 이용할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV의 신호처리 순서를 나타낸 순서도이다.
시스템에 전원이 인가되면(410), 바이오스의 수행 여부와 별도로 DTV모듈을 이용하여 디지털 방송 데이터를 수신하고 디코딩한다(420). 부팅 과정이 계속되는 동안, 디코딩된 방송 신호를 디스플레이 장치로 보내 사용자가 방송을 볼 수 있도록 하는데(430), 앞서 설명한 바와 같이 부팅 과정이 완료되기 전이라도 채널을 변경하기 위한 리모컨 신호가 수신되면, 수신된 신호에 따라 수신 채널을 변경한다(440).
부팅 과정이 완료되어 시스템의 모든 구성 요소가 동작 가능한 상태가 되면(450), 디코딩된 방송 신호를 이전과 같이 바로 디스플레이 장치로 출력하는 것이 아니라, 각종 애플리케이션 관련 그래픽과 합성하고 스케일링 등의 가공 과정을 거쳐서 디스플레이 장치로 출력한다(460).
부팅 과정이 완료된 후에는 시스템의 모든 구성 요소들의 동작이 가능하므로,애플리케이션의 실행이나 종료 등 DTV모듈 자체에서 처리할 수 없는 리모컨 신호가 수신되면, 이에 따라 정상적으로 웹 브라우저나 게임 등의 다양한 애플리케이션을 제어한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 TV는 X86 CPU(500), DTV모듈(510), RAM(520), 변환기(540,550)를 포함하며, DTV모듈(510)은 디코더(511), 리모컨신호 처리부(512), 튜너(513)를 포함한다.
전술한 바와 같이, DTV모듈(510)은 시스템의 부팅 완료 여부와 관계없이 수신된 방송 데이터를 디코딩하는데, DTV모듈(510)은 디지털TV 내에 칩의 형태로 탑재될 수도 있으나, 셋탑박스 등과 같이 TV와는 별도로 구현될 수 있을 것이다.
디코더(511)는 MPEG 또는 H.264 등의 형식으로 압축된 방송 데이터를 수신하여 디코딩한 후 X86(500)으로 출력한다. 본 발명에 따르면, 부팅 과정이 수행되는 동안에도 디코더(511)에서 출력된 신호를 X86(500)이 받아 디스플레이 장치(530)로 전달해야 하는데, 부팅 과정이 완료되기 전에는 PCI버스(도시되지 않음) 등의 데이터 버스도 사용할 수 없으므로, 디코딩된 신호는 VIP(Video Interface Port)포트를 이용하여 X86(500)으로 전송된다. VIP(Video Interface Port)는 DMA엔진으로, VESA 2.0 규격에 따라 영상신호를 전송하기 위해 사용되는 포트이다. 다만, X86(500)의 VIP포트(도시하지 않음) 역시 바이오스의 수행에 의해 비로소 구동되므로, 바이오스는 전원이 인가되면 우선적으로 VIP포트를 활성화해야 할 것이다. 한편, DTV모듈(510)에서 VIP신호를 지원하지 않으면, 디코더(511)의 출력을 VIP신호로 변환하는 변환기(550)를 사용할 수도 있을 것이다.
리모컨신호처리부(512)는 시스템의 부팅 과정이 수행되는 동안 사용자가 입력한 채널 변경 신호를 수신하고, 이에 따라 튜너(513)를 제어하여 방송 채널을 변경한다. 사용자는 부팅 과정이 완료되기 전에는 채널 변경 외에 게임, 웹 브라우저 등의 애플리케이션을 제어할 수 없지만, 부팅이 완료된 후 이러한 애플리케이션 제어 신호를 입력하면, 리모컨신호처리부(512)는 이를 X86(500)으로 전달하여 X86(500)이 처리하도록 한다. 이러한 애플리케이션 제어 신호는 RS232 등의 직렬 포트를 이용하여 전송할 수 있다.
X86 CPU(500)는 부팅 과정이 수행되는 동안 디코더(511)로부터 받은 방송 신호를 디스플레이 장치(530)로 전송함으로써, 사용자가 부팅 완료 전에도 방송을 시 청할 수 있도록 한다. 또한, 부팅이 완료된 후에는 내장하고 있는 비디오 프로세서(도시하지 않음)을 이용하여 시스템 메모리인 RAM(520)에 저장된 애플리케이션 관련 그래픽과 DTV모듈(510)로부터 수신한 방송 신호를 합성 및 가공한 후 디스플레이장치(530)로 전송한다. X86(500)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
만일 X86(500)에서 디스플레이 장치(530)에 입력되어야 할 포맷의 신호를 지원하지 않는다면, 출력신호를 디스플레이 장치(530)에 적절한 포맷의 신호로 변환하는 변환기(540)를 사용할 수 있을 것이다. 예를 들면, X86(500)에서 생성한 신호가 RGB포맷이라면, 변환기(540)는 이를 수신하여 디스플레이 장치가 처리할 수 있도록 YPbPr신호로 변환한 후 디스플레이 장치(530)로 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 임베디드X86 CPU의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 임베디드X86 CPU는 DTV모듈로부터 방송 신호를 수신하는 VIP포트, 고속의 모듈들을 연결하는 InterfaceUnit0과 저속의 모듈들을 연결하는 InterfaceUnit1, 각종 애플리케이션 관련 그래픽을 생성하는 그래픽프로세서, 방송 신호 및 그래픽 신호를 저장하는 메모리, 메모리로부터 디스플레이에 표시할 데이터를 불러오는 디스플레이 컨트롤러, 방송 신호 및 애플리케이션 관련 그래픽을 가공하여 디스플레이 장치로 출력하는 비디오 프로세서 등을 포함한다.
부팅 과정이 완료되기 전, DTV모듈에서 출력한 방송 신호는 VIP포트를 통해 입력되고, InterfaceUnit1, InterfaceUnit0을 거쳐 메모리에 저장될 것이며, 디스플레이 컨트롤러는, 메모리에 저장된 방송 신호를 불러와 비디오 프로세서로 출력 하고, 비디오 프로세서는 VOP포트를 통해 입력된 방송 신호를 디스플레이 장치로 보냄으로써 사용자는 부팅 과정이 수행되는 동안에도 디지털 방송을 시청할 수 있게 된다. 따라서, 바이오스는 다른 부분보다 우선적으로 상기 신호 흐름에 필요한 블록들을 활성화해야 할 것이다.
이후, OS 및 디바이스 드라이버들이 모두 로딩되어 부팅 과정이 완료되면, 그래픽 프로세서는 게임이나 웹 브라우저 등의 다양한 애플리케이션과 관련된 그래픽을 생성한다.
비디오 프로세서는 그래픽 프로세서에서 생성한 그래픽과 방송 신호를 video mixer를 이용하여 합성하고, video scalar 및 alpha blender 등을 이용하여 스케일링 등의 가공 과정을 거친 후, VOP포트 또는 DAC을 통해 디스플레이 장치로 전송한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본 질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 고성능의 범용 CPU를 사용하는 디지털 TV가 부팅 완료 여부와 관계없이 동작하는 DTV모듈로부터 VIP를 통해 방송 신호를 전달받도록 함으로써 사용자는 디지털 TV의 전원을 켠 후 시스템 부팅의 완료시까지 기다릴 필요 없이 부팅 과정이 수행되는 동안에도 디지털 방송을 시청할 수 있다.
또한, 리모컨 신호를 처리하는 모듈을 DTV모듈단에 구현하여 시스템 부팅이 완료되기 전에도 사용자는 리모컨을 이용하여 방송 채널을 변경할 수 있다.

Claims (17)

  1. 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 DTV모듈; 및
    상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 DTV모듈에서 출력된 신호를 소정 포트를 통해 입력받아 소정 디스플레이 장치로 출력하는 범용 CPU를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 TV 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 DTV모듈은 상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 사용자가 입력한 채널 변경 신호에 따라 수신 채널을 변경하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 리모컨신호처리부는 상기 시스템 부팅이 완료된 후 사용자가 입력한 애플리케이션 제어 신호를 상기 범용 CPU로 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 범용 CPU는 X86 프로세서임을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 포트는 VIP(Video Interface Port) 임을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 DTV모듈에서 출력된 신호를 VIP 신호로 변환하여 상기 포트에 입력하는 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 리모컨신호처리부는 상기 애플리케이션 제어 신호를 RS232를 이용하여 상기 범용 CPU로 전달하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 범용 CPU에서 출력된 신호를 상기 디스플레이 장치가 처리할 수 있는 포맷으로 변환하여 상기 디스플레이 장치로 출력하는 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 변환기는 RGB신호를 YPbPr신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 디지털 TV에서의 신호 처리 방법에 있어서,
    시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 단계; 및
    상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 디코딩된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 시스템 부팅이 수행되는 동안 사용자가 입력한 채널 변경 신호에 따라 수신 채널을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10항 또는 제 11항에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  13. 디지털 TV에 사용되는 범용 CPU 장치에 있어서,
    디지털 방송 데이터를 디코딩한 신호를 입력받는 입력 포트; 및
    시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 입력된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 출력 포트를 포함하며,
    상기 신호는 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 외부 DTV모듈에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 입력 포트는 VIP 임을 특징으로 하는 장치.
  15. 디지털 TV에 사용되는 범용 CPU의 신호 처리 방법에 있어서,
    (a) 디지털 방송 데이터를 디코딩한 신호를 입력받는 단계; 및
    (b) 시스템 부팅이 수행되는 동안 상기 입력된 신호를 소정 디스플레이 장치로 출력하는 단계를 포함하며,
    상기 신호는 시스템 부팅의 완료 여부와 관계 없이 전원이 인가되면 독자적으로 상기 디지털 방송 데이터를 수신하여 디코딩하는 외부 DTV모듈에 의해 입력되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 (a)단계는 상기 신호를 VIP 를 통해 입력받는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 의한 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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