KR101269263B1 - 데이터 전송처리장치 및 그 전송방법 - Google Patents

데이터 전송처리장치 및 그 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이터 전송처리장치 및 그 전송방법에 관한 것이다. 본 발명은 복수 개의 카메라로부터 이미지데이터를 전송받아 광신호로 변환하는 신호변환부와, 상기 광신호의 이미지데이터의 에러발생 여부에 따라 상기 신호변환부로 상기 이미지 데이터 재전송을 요청하고 상기 신호변환부 및 상기 복수 개의 카메라를 제어하는 데이터 처리부를 구비한다. 상기 신호변환부는 상기 복수 개의 카메라로부터 이미지데이터를 전송받는 카메라 인터페이스와 상기 이미지데이터를 이미지 패킷으로 생성하는 이미지 패킷 생성부를 구비한다. 재전송을 위해 상기 이미지 패킷 생성부로부터 출력되는 상기 이미지 패킷을 임시로 저장하는 이미지 패킷 저장부가 구비된다. 상기 이미지 패킷을 광신호로 변환하여 전송하는 제1변환부가 구비된다. 그리고, 상기 데이터 처리부는 광신호로 변환된 상기 이미지 패킷을 수신하여 광전변환하는 제2변환부를 구비한다. 상기 이미지 패킷을 디코딩하여 상기 이미지데이터를 분리하고 에러발생 여부를 확인하여 상기 이미지 패킷의 재전송을 요청하는 이미지 패킷 디코더가 구비된다. 상기 이미지 패킷 디코더에 의해 분리된 상기 이미지데이터를 이미지처리장치로 전송하는 이미지처리장치 인터페이스가 구비된다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명에서는 광변환장치를 이용하므로 이미지데이터의 전송거리를 확대할 수 있고, 데이터의 재전송 기능을 이용하여 데이터 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
Figure R1020060069939
이미지데이터, 카메라, 전송장치, 광변환기, 프래임 그래버, 광케이블

Description

데이터 전송처리장치 및 그 전송방법{data transmission processing device and transmission method thereof}
도 1은 종래기술에 의한 데이터 전송장치의 연결구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 데이터 전송장치의 타이밍 다이어그램 예.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송처리장치의 연결구조블록도.
도 4는 본 발명에 따른 데이터 전송처리장치의 구성블록도.
도 5는 본 발명에 따른 이미지데이터 및 제어신호의 패킷구조.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 전송처리장치에 의한 데이터 전송방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 7은 본 발명에 따른 이미지처리장치 인터페이스의 타이밍 다이어그램 예.
<<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>>
100: 카메라 200: 신호변환부
202: 카메라 인터페이스 204: 이미지 패킷 생성부
206: 이미지 패킷 저장부 208: 직렬화부
210: 제1광변환부 212: 제어패킷 디코더
214: 재전송 관리부 216: 트리거 생성부
218: 제어 레지스터 220: 응답패킷 생성부
300: 데이터 처리부 310: 제2광변환부
320: 이미지 패킷 디코더 330: 이미지처리장치 인터페이스
340: 제어패킷 생성부 350: 응답패킷 디코더
본 발명은 데이터 전송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광변환장치를 이용하여 이미지데이터를 전송처리하는 데이터 전송처리장치 및 그 전송방법에 관한 것이다.
산업현장에서 사용되는 머신 비전(machine vision)은 카메라(camera)가 사람의 눈을 대신하여 생산검사를 수행하는 검사장비이다. 상기 머신 비전에서의 전송장치는 라인 스캔 카메라(line scan camera)에서 출력되는 이미지 데이터를 이미지처리장치로 전달하는 기능을 수행한다. 상기 라인 스캔 카메라는 씨씨디(CCD: charge coupled device) 출력당 40MB/s ~ 80MB/s의 데이터 전송속도를 가지며, 8배의 씨씨디 출력을 가지는 카메라도 출시되고 있다. 이에, 상기 라인 스캔 카메라의 전송속도는 160MB/s ~ 640MB/s까지 도달한다. 현재 검사장비는 상기 초고속의 라인 스캔 카메라를 사용한 대면적, 고해상도의 검사를 위해 카메라 수와 전송거리의 증가가 요구된다.
도 1은 종래기술에 의한 전송장치의 연결구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래기술에 따른 전송장치의 타이밍 다이어그램 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 전송장치에 의해 이미지 데이터가 전달되는 경로를 설명한다.
전송장치(10) 예컨대, 프레임 그래버(frame grabber)가 도 2에 도시된 바와 같이 트리거(trigger) 신호를 생성하면, 상기 트리거 신호에 따라 복수 개의 카메라(20a 내지 20d)는 라인유효(LVAL: line valid)신호와 함께 1라인의 이미지 데이터를 출력한다. 여기서, 상기 이미지 데이터는 상기 라인유효신호가 '하이(high)'일 때 유효하다. 그리고, 상기 1라인의 이미지 데이터는 수백~수만개 이상의 픽셀(pixel)로 구성된다.
상기 카메라(20)로부터 이미지데이터를 상기 전송장치(10)로 전달할 때 산업표준인 카메라 연결 표준(camera link standard)을 주로 사용한다. 상기 카메라 연결 표준의 최대 전송거리는 10m로 제한되어, 10m를 초과하게 되면 신호 감쇠가 일어나므로 신호를 재생시키거나 출력전압을 높이는 리피터(repeater)가 필요하게 된다.
그리고, 상기 카메라(20)와 전송장치(10)는 2개의 케이블로 연결된다.즉, 상기 카메라(20)에서 상기 전송장치(10)로 이미지 데이터가 전달되는 데이터 전송라인(A)과 상기 전송장치(10)에서 상기 카메라(20)로 전달되는 트리거신호 라인(B)가 각각 구비된다.
상기 이미지 데이터를 입력으로 받은 상기 전송장치(10)는 상기 복수 개의 카메라(20)로부터 전달받은 다중의 이미지 데이터를 멀티플렉싱(multiplexing)하여 이미지 처리를 담당하는 이미지처리장치(30)로 전송한다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
카메라 연결 표준에 따른 전송장치의 전송거리는 제한되고, 카메라마다 이미지데이터 전송라인과 트리거 신호라인이 각각 구비되어야 하므로 다중의 카메라를 사용하는 대규모 장비를 구성하기에는 많은 부피를 차지하여 장비설치의 어려움이 따른다.
그리고, 상기 라인은 단방향의 데이터 흐름을 가지므로 데이터 에러시 데이터를 복구할 수 없다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광변환장치를 이용하여 이미지데이터의 전송거리를 확장하고, 광케이블로 인해 전체 케이블의 부피를 줄이는 전송처리장치 및 그 전송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 다수개의 카메라를 한쌍의 제어라인으로 제어하도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 복수 개의 카메라로부터 전송되는 이미지데이터를 광신호로 변환하는 신호변환부; 상기 변환된 광신호의 이미지 데이터의 에러발생 여부에 따라 상기 신호변환부에 광신호의 재전송을 요청하며, 상기 복수 개의 카메라 및 상기 신호변환부를 제어하는 데이터처리부; 그리고 상기 데이터처리부로부터 상기 이미지데이터를 전송받아 처리하는 이미지처리장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 신호변환부는, 상기 복수 개의 카메라로부터 이미지 데이터를 전송받는 카메라 인터페이스; 상기 이미지 데이터를 이미지 패킷으로 생성하는 이미지 패킷 생성부; 상기 이미지 패킷 생성부에 의해 생성된 상기 이미지 패킷을 임시 보관하는 이미지 패킷 저장부; 상기 이미지 패킷 저장부에 보관된 상기 이미지 패킷을 직렬화하는 직렬화부; 그리고 상기 직렬화된 이미지 패킷을 광신호로 변환하고, 상기 데이터처리부로 전송하는 제1변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터처리부로부터 상기 제1변환부를 통해 전송받은 제어패킷을 디코딩하는 제어패킷 디코더부; 상기 디코딩된 제어신호에 의해 상기 카메라로부터 이미지데이터를 전송받기 위한 트리거 신호를 상기 카메라로 발생시키는 트리거 생성부; 그리고 상기 디코딩된 다른 제어신호에 의해 상기 이미지 패킷 저장부에 저장된 이미지 패킷을 재전송하는 재전송 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 패킷 생성부는 이미지데이터를 라인의 시작 및 끝을 알리는 라인 제어 패킷과 복수 개의 이미지 데이터 패킷으로 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 데이터 패킷은 패킷 종류(pkt_type), 여분(rsv), 패킷 아이디(packet ID), 카메라 아이디(cam ID), 이미지데이터, 에러 체크섬(error checksum), 패킷의 끝을 알리는 이오에프(EOP:end of packet)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 라인 제어 패킷은 식별자(LCP), 라인의 시작과 끝을 알리는 라인 제어 패킷의 종류(LCPTYPE), 패킷 아이디, 카메라 아이디, 몇 번째 라인인지를 알리는 라인 아이디(line ID), 에러 체크섬, 패킷의 끝을 알리는 이오에프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 데이터 처리부는, 상기 제1변환부로부터 출력되는 광신호를 이미지 패킷 및 응답패킷으로 변환하는 제2변환부; 상기 이미지 패킷을 디코딩하고 에러발생 여부에 따라 상기 신호변환부로 재전송을 요청하는 이미지패킷 디코더부; 상기 디코딩된 이미지데이터를 복수 개의 서브데이터로 나누어 상기 이미지 처리장치로 전송하는 이미지처리장치 인터페이스; 그리고 상기 이미지 패킷 디코더부의 재전송 요청 및 카메라와 상기 신호변환부의 제어를 위한 제어신호를 제어패킷으로 생성하여 상기 신호변환부로 전송하는 제어패킷 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지처리장치 인터페이스는 1주기에 4개의 상기 서브데이터를 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지처리장치 인터페이스는 디디알(DDR: double data rate) 또는 큐디알(QDR: quad data rate)을 적용하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지처리장치 인터페이스는 하나의 이미지 패킷에 해당하는 복수 개의 서브데이터를 전송하고 그 이미지 패킷의 정상 여부를 확인하기 위한 체크섬정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지처리장치 인터페이스는 복수 개의 카메라로부터 전송되는 상기 이미지 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어패킷은 재전송 요청신호 및 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 재전송 요청신호의 패킷은 식별자, 카메라 아이디, 재전송 요청여부를 나타내는 긍정응답 또는 부정응답(ack or nack identifier), 전송받은 이미지 패킷의 패킷 아이디, 여분, 체크섬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어신호는 트리거 소스에서 생성한 트리거 제어신호, 카메라 제어를 위한 카메라 제어신호, 상기 신호변환부의 제어 레지스터 설정을 위한 상기 신호변환부 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 트리거 제어신호의 패킷은 트리거 제어신호 식별자정보(trigger packet identifier) 및 체크섬정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카메라 제어신호의 패킷은 카메라 제어신호 식별자정보(camera UART packet identifier), 데이터(camera UART data), 체크섬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어패킷에 포함되는 신호는 상기 트리거신호, 상기 재전송 요청신호, 상기 신호변환부 제어신호, 그리고 상기 카메라 제어신호 순으로 우선순위를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 신호변환부와 상기 데이터 처리부는 광케이블을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 광케이블은 복수 개의 이미지 데이터 채널과 2개의 제어 채널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 복수 개의 카메라로부터 이미지 데이터를 전송받는 단계; 상기 전송받은 이미지 데이터를 이미지 패킷으로 생성하여 임시 저장하는 단계; 상기 이미지 패킷을 광케이블을 통해 전송하는 단계; 상기 전송된 상기 이미지 패킷을 디코딩하여 상기 이미지 데이터를 분리하고 에러발생 여부를 판단하는 단계; 그리고 상기 판단 결과에 따라 상기 이미지 데이터의 재전송을 요청하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 데이터를 전송받는 단계는, 상기 이미지 데이터의 전송요청을 위한 트리거 신호에 반응하여 상기 이미지데이터를 전송받는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 데이터 전송은 상기 트리거 신호에 의해 전송주기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 트리거 신호는 타이머 또는 포지션 인코더에 의해 전송주기가 결정되는 것을 특징으로 한다.
상기 재전송 요청에 따라 상기 저장된 이미지 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 패킷의 재전송은 상기 이미지 패킷 전송 후 일정시간 경과 후 재전송 요청신호가 도착하지 않으면 상기 이미지 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 디코딩된 상기 이미지 패킷에 포함된 이미지데이터는 복수 개의 서브데이터로 나누어 이미지처리장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 서브데이터는 1주기에 4개의 상기 서브데이터가 전송되는 것을 특징으로 한다.
하나의 이미지 패킷에 해당하는 상기 복수 개의 서브데이터를 전송한 후 상기 이미지 패킷의 정상 여부를 확인하기 위해 체크섬정보를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수 개의 카메라로부터 전송받은 이미지데이터는 하나의 라인유효구간동안 이미지처리장치로 전송되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 광변환장치를 사용하므로 이미지데이터의 전송거리를 확대하고, 전체 케이블의 부피를 감소시킨다. 그리고, 상기 이미지 데이터의 에러 발생시 재전송요구를 통해 상기 이미지데이터를 재전송 받는다.
이하, 본 발명에 의한 데이터 전송처리장치 및 그 전송방법을 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 데이터 전송처리장치의 연결구조를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
복수 개의 카메라(100)와 신호변환부(200)는 종래와 동일하게 카메라 연결 케이블 예컨대, 동축케이블로 연결된다. 그리고, 상기 카메라 연결 케이블은 상기 카메라(100)로부터 출력되는 이미지데이터가 전송되는 데이터 전송라인(A')과 상기 신호변환부(200)로부터 생성되는 트리거 신호가 전송되는 제어신호라인(B')로 구분되어 구비된다. 상기 데이터 전송라인(A')과 제어신호라인(B')는 카메라마다 각각 구비된다. 즉, 카메라가 4대인 경우, 상기 신호변환부(200)로 연결되는 케이블은 데이터 전송라인(A') 4개와 제어신호라인(B') 4개로 전체 8개가 연결된다. 이때, 상기 카메라(100)와 상기 신호변환부(200) 사이의 케이블의 길이는 최소화하는 것이 바람직하다.
상기 신호변환부(200)와 데이터 처리부(300)는 광케이블로 연결되고, 상기 광케이블은 복수 개의 이미지데이터가 전송되는 이미지데이터채널(C)과 한쌍의 제어채널(RX/TX)(D)을 포함한다. 예를 들면, 카메라가 4대인 경우, 상기 광케이블은 이미지데이터채널(C) 4개와 2개의 제어채널(D)로 구성되어 전체 6개의 광섬유로 구성된다. 그리고, 상기 데이터 처리부(300)는 주문형 버스(coustom bus)를 통해 이미지처리장치(400)로 데이터를 전송한다.
다음, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 데이터 전송처리장치의 구성을 상세하게 설명한다.
데이터 전송처리장치는 하나의 라인에 해당하는 이미지데이터를 출력하는 복수 개의 카메라(100)로부터 전달받은 상기 이미지데이터를 광신호로 변환하는 신호변환부(200) 즉, 광변환장치(optical converter)를 구비한다. 여기서, 상기 카메 라(100)는 상기 신호변환부(200)로부터 트리거 신호가 생성되면 상기 이미지데이터를 상기 신호변환부(200)로 전송한다. 상기 변환된 광신호에 포함된 상기 이미지데이터의 에러발생시 상기 신호변환부(200)로 재전송을 요청하고, 상기 이미지데이터를 이미지처리장치(400)로 전송하는 데이터 처리부(300) 즉, 프래임 그래버(frame grabber)가 구비된다. 그리고, 상기 이미지데이터를 신호처리하는 이미지처리장치(400)가 구비된다.
이어서, 상기 신호변화부(200)와 상기 데이터 처리부(300)의 구성을 상세하게 설명한다.
먼저, 상기 신호변환부(200)는 상기 복수 개의 카메라(100)로부터 상기 이미지데이터를 전송받는 카메라 인터페이스(202)와 상기 이미지데이터를 이미지 패킷으로 생성하는 이미지 패킷 생성부(204)를 구비한다. 여기서, 이미지 패킷 생성부(204)는 하나의 라인에 해당하는 상기 이미지데이터를 복수 개의 이미지 패킷과 라인 시작 및 끝을 알리는 라인 제어 패킷으로 생성한다. 상기 라인 제어 패킷은 종래기술에서 라인유효신호의 역할을 대신한다. 따라서, 본 발명에서 상기 카메라(100)는 이미지데이터 전송시 라인유효신호를 함께 전송하지 않고, 상기 이미지데이터만 전송한다.
여기서, 상기 이미지 패킷은 도 5a에 도시된 바와 같이 패킷종류(pkt_type), 여분(reserved), 패킷 아이디(packet_ID), 카메라 아이디(camera_ID), 이미지데이터, 에러 검출을 위한 체크섬(checksum), 패킷의 끝을 알리는 이오에프(EOP:end of packet)로 구성된다. 그리고, 상기 라인 제어 패킷은 도 5b에 도시된 바와 같이 식 별자(LCP:line control packet), 라인의 시작 또는 끝을 알리는 라인 제어 패킷의 종류(LCTYPE), 패킷 아이디, 카메라 아이디, 현재 라인이 몇 번째 라인인지를 알리는 라인 아이디, 이어서 에러 체크섬 및 이오에프로 구성된다. 상기 이미지 데이터 패킷과 상기 라인 제어 패킷은 도 5c와 같이 상기 라인 제어 패킷의 라인 시작 패킷과, 복수 개의 이미지 데이터 패킷과, 라인의 끝을 알리는 라인 제어 패킷 순서대로 전송된다. 상기와 같이 하나의 라인 이미지데이터를 여러 개의 이미지 패킷으로 나누어 보냄으로 데이터 에러 발생시 해당 이미지 패킷만 재전송 받기 때문에 시간 손실을 최소화하여 데이터 복구를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 이미지 패킷 생성부(204)로부터 출력되는 상기 이미지 패킷을 임시 보관하는 이미지 패킷 저장부(206)가 구비된다. 다음, 상기 이미지 패킷을 직렬화하는 직렬화부(208)와 상기 직렬화된 이미지 패킷을 광신호로 변환하여 데이터 처리부(300)로 출력하는 제1변환부(210)가 구비된다. 여기서, 제1변환부(210)는 전기신호를 광신호로 변환하거나 광신호를 전기신호로 변환하는 역할을 수행한다.
이어서, 상기 데이터 처리부(300)로부터 상기 제1변환부(210)를 통해 수신되는 제어패킷을 디코딩하여 제어신호를 분리하는 제어패킷 디코더(212)가 구비된다. 여기서, 상기 제어신호는 트리거 제어신호, 카메라 제어신호, 상기 신호변환부(200)의 제어신호, 그리고 상기 이미지데이터의 재전송 요청신호를 포함한다. 상기 제어패킷 디코더(212)에 의해 디코딩된 상기 재전송 요청신호에 따라 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 저장된 이미지 패킷을 재전송하도록 제어하는 재전송 관리부(214)가 구비된다. 상기 재전송 관리부(214)는 상기 데이터 처리부(300)로부터 재전송 요청이 있거나 상기 이미지 패킷 전송 후 일정시간 경과로 인한 타임아웃(time out)에 해당되면 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 저장된 상기 이미지 패킷을 재전송한다. 또는, 상기 재전송 관리부(214)는 상기 데이터 처리부(300)로부터 재전송 요청이 없으면 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 저장된 상기 이미지 패킷을 삭제하거나, 또는 선입선출(FIFO: first-in first-out) 방식에 따라 일정 메모리 용량에 도달하면 자동삭제되도록 한다.
그리고, 상기 제어패킷 디코더(212)에서 발생되는 트리거 제어신호에 따라 트리거 신호를 생성하는 트리거 생성부(216)가 구비된다. 여기서, 상기 트리거 신호는 상기 카메라(100)가 상기 이미지데이터를 전송하도록 상기 카메라(100)를 제어하는 구동신호이다. 상기 신호변환부(200)의 제어신호는 상기 신호변환부(200)의 모드 설정 및 진단을 위해 생성하는 신호를 포함한다. 상기한 신호변환부(200)의 제어신호에 의해 설정된 값이나 진단루틴 등을 보관하는 제어 레지스터(218)가 구비된다. 다음, 상기 카메라 제어신호 및 트리거 제어신호에 대한 응답신호를 응답패킷으로 생성하는 응답패킷 생성부(220)가 구비된다.
다음으로, 상기 데이터 처리부(300)는 상기 신호변환부(210)로부터 출력되는 광신호를 수신하여 광전변환하는 제2변환부(310)를 구비한다. 상기 제2변환부(310)에 의해 변환된 이미지 패킷을 디코딩하여 이미지 데이터를 분리하는 이미지 패킷 디코더(320)가 구비된다. 여기서, 상기 이미지 패킷 디코더(320)는 에러 발생여부를 확인한 후 정상이면 긍정응답신호(ACK) 및 에러가 있으면 부정응답신호(NACK) 즉, 재전송 요청신호를 출력한다.
그리고, 상기 디코딩된 이미지 데이터를 이미지처리장치(400)로 전송하는 이미지처리장치 인터페이스(330)가 구비된다. 여기서, 상기 이미지처리장치 인터페이스(330)는 하나의 이미지 패킷으로부터 디코딩된 이미지데이터를 전송대역폭에 맞게 복수 개의 서브데이터로 나누어 전송한다. 이때, 상기 이미지처리장치 인터페이스(330)는 디디알(DDR:double data rate) 또는 큐디알(QDR:quad data rate)의 데이터 전송모드를 사용하여 한 주기당 4개의 상기 서브데이터를 전송한다. 여기서, 상기 디디알(DDR) 모드는 한 주기당 2개의 데이터를 전송하는 방식으로, 상기 데이터 처리부(300)내에서 제공되는 클럭(clock)를 2배로 하면 상기 디디알 모드에 적용하므로 한 주기당 4개의 데이터를 전송할 수 있고, 상기 큐디알(QDR) 모드는 한 주기당 4개의 데이터를 전송한다. 그리고, 상기 이미지처리장치 인터페이스(330)는 하나의 이미지 패킷에 해당하는 복수 개의 상기 서브데이터를 전송하고, 상기 이미지 패킷의 정상 여부를 확인하기 위한 체크섬정보를 이어서 전송한다.
또한, 상기 이미지 패킷 디코더(320)에 의한 재전송 요청신호 및 제어신호 즉, 트리거 제어신호, 카메라 제어신호, 신호변환부 제어신호를 제어패킷으로 생성하는 제어패킷 생성부(340)가 구비된다. 상기 제어패킷 생성부(340)에 의해 생성되는 재전송 요청신호의 패킷은 도 5d에 도시된 바와 같이 재전송 요청신호 식별자, 카메라 아이디, 재전송 요청여부를 나타내는 긍정응답 또는 부정응답 식별자(ack/nack identifier), 전송받은 이미지 패킷의 패킷 아이디, 체크섬의 일종인 비아이피(BIP-8: bit interleaved parity)을 포함한다. 그리고, 도 5e와 같이 상기 트리거 제어신호의 패킷은 트리거 제어신호 식별자 및 체크섬을 포함하고, 도 5f에 도시된 카메라 제어신호의 패킷은 카메라 제어신호 식별자 및 데이터, 체크섬 정보를 포함한다. 상기한 제어패킷은 우선순위를 갖는데, 트리거 제어신호는 전송주기가 지켜져야하므로 가장 높은 우선순위를 갖고, 이미지 패킷의 재전송 요청신호가 다음으로 높은 우선순위를 갖으며 이어서, 카메라 제어신호 및 신호변환부 제어신호가 다음 우선순위를 갖는다. 이어, 상기 응답패킷 생성부(220)에서 생성되고, 제 1 및 제2변환부(210, 310)를 통해 전송되는 응답패킷을 디코딩하여 응답신호를 분리하는 응답패킷 디코더(350)가 구비된다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 전송처리장치에 의한 이미지데이터의 전송방법을 도 6을 참조하여 단계별로 설명한다.
신호변환부(200)는 복수 개의 카메라(100)로부터 하나의 라인에 해당하는 이미지데이터를 전송받는다(S100). 여기서, 상기 카메라(100)는 상기 신호변환부(200)의 트리거 생성부(216)에 의해 생성되는 트리거 신호를 전달받으면, 상기 이미지데이터를 전송한다. 이때, 상기 이미지데이터의 전송주기는 상기 트리거 신호에 의해 결정되는데, 상기 트리거 신호는 타이머(timer) 또는 포지션 인코더(position endoder)에 의해 전송주기가 결정된다. 예를 들면, 타이머로부터 출력된 트리거 제어신호가 제어채널(TX)을 통해 상기 신호변환부(200)의 트리거 생성부(216)로 전달되면 상기 트리거 생성부(216)에 의해 생성된 트리거 신호는 4개의 카메라(100)로 전달된다. 이때, 상기 트리거 신호에 반응하여 각 카메라(100)는 상기 이미지데이터를 출력한다.
그리고, 카메라 인터페이스(202)를 통해 상기 카메라(100)로부터 상기 이미 지데이터를 전송받은 이미지 패킷 생성부(204)는 상기 이미지데이터를 나누어 도 5a와 같은 이미지 데이터 패킷을 생성하고, 하나의 라인에 해당하는 상기 이미지 데이터의 시작과 끝을 알리는 라인 제어 패킷을 생성한다(S102). 이렇게 생성된 상기 이미지 패킷은 이미지 패킷 저장부(206)에 임시 저장된다.
이어서, 직렬화부(208)는 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 저장된 상기 이미지 패킷을 직렬화하여 출력하고, 상기 직렬화된 상기 이미지 패킷은 제1변환부(210)를 거쳐 전송된다(S104). 이때, 제1변환부(210)는 전기신호를 광신호로 변환하는 역할을 수행한다.
다음, 상기 제1변환부로(210)부터 제2변환부(310)를 통해 광신호를 전송받은 데이터 처리부(300)는 이미지 패킷 디코더(320)에 의해 상기 이미지 패킷을 디코딩하여 이미지 데이터를 분리한다(S106). 이어서, 상기 이미지 패킷 디코더(320)는 상기 이미지 패킷의 체크섬을 이용하여 에러발생 여부를 판단한다(S108).
그리고, 제108단계에서 상기 이미지 패킷이 정상인 것으로 판단되면, 이미지처리장치 인터페이스(330)는 상기 디코딩된 상기 이미지 데이터를 전송대역폭에 맞게 복수 개의 서브데이터로 나누어 이미지처리장치(400)로 출력한다(S110). 그리고, 하나의 이미지 패킷에 해당하는 복수 개의 상기 서브데이터를 전송한 후 상기 이미지 패킷의 정상여부를 확인할 수 있도록 체크섬정보를 전송한다. 여기서, 상기 이미지처리장치 인터페이스(330)는 대용량의 데이터를 전송하기 위해 큐디알(QDR) 또는 디디알(DDR)을 적용한다. 예를 들면, 하나의 이미지채널의 대역폭이 여분포함 대략 2.5Gbps라고 가정하면, 상기 이미지처리장치 인터페이스(330)의 전송대역폭으 로 카메라가 4대인 경우 1.25Gbps가 필요하다. 낮은 클럭 주파수로 대용량의 데이터를 전송하기 위해 큐디알(QDR) 전송모드를 사용한다. 32비트(bit) 데이터 버스를 사용할 경우 1클럭당 16바이트(byte)를 전송하므로 78.125MHz의 클럭으로 1.25GB/s의 대역폭을 달성할 수 있다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이 실제 데이터 처리부(300)의 클럭인 PCLK/2의 2배 클럭인 PCLK를 클럭 소스로 사용하고, 디디알(DDR) 전송모드를 사용하여 데이터를 출력시키면 1클럭에 4개의 상기 서브데이터를 전송할 수 있다. 여기서, 라인유효(LV:line valid) 및 패킷유효(PV:packet valid)가 "로우(low)"일 때 전송되는 상기 서브데이터만 유효데이터로 간주된다. 그리고, 채널(CH:channel)은 카메라 정보를 나타내는 것으로 카메라 아이디에 해당된다. 'PV'는 'PCLK'의 라이징 에지(rising edge)에 동기되고, 'LV'는 하나의 라인 이미지 데이터 전송시간 전 영역에서 유효하다. 예를 들면, 하나의 카메라 픽셀 수가 64이고 하나의 이미지 패킷 사이즈가 8, 카메라 수가 4라고 가정하면 하나의 카메라에서 라인당 8번의 패킷 전송이 일어나고 1LV 주기동안 32번 즉, 카메라당 8회의 패킷전송이 일어난다.
이어서, 상기 신호변환부(200)는 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 저장된 상기 이미지 패킷을 삭제한다. 즉, 상기 이미지 패킷 저장부(206)를 비운다.
한편, 제108단계에서 상기 이미지 패킷에 에러가 있는 것을 판단되면 상기 이미지 패킷 디코더(320)는 재전송 요청신호(NACK)를 제어패킷 생성부(304)로 발생한다. 상기 제어패킷 생성부(340)는 상기 재전송 요청신호를 제어패킷으로 생성하여 상기 제2변환부(310)를 통해 광신호로 변환하여 상기 신호변환부(200)로 전송한 다(S112). 상기 신호변환부(200)의 제어패킷 디코더(212)는 상기 전송받은 제어패킷을 디코딩하여 상기 재전송 요청신호를 분리한다. 그리고, 상기 제어패킷 디코더(212)로부터 상기 재전송 요청신호를 전송받은 재전송 관리부(214)는 상기 이미지 패킷 저장부(206)에 임시 저장된 상기 이미지 패킷을 재전송하도록 제어한다.
한편, 제104단계에서 상기 신호변환부(200)의 재전송 관리부(214)는 상기 이미지 패킷을 상기 데이터 처리부(300)로 전송한 후, 일정시간이 경과하는 동안에 상기 데이터 처리부(300)로부터 상기 이미지데이터 수신에 대한 응답신호를 수신하지 못하면 상기 이미지 패킷을 재전송한다(S114).
이와 같이, 본 발명에서는 광변환장치 및 광케이블을 이용하여 이미지데이터의 전송거리를 확대하고 전체 케이블의 부피를 줄여 다수 개의 카메라가 연결된 대용량 장비설치를 용이하게 한다. 그리고, 한 쌍의 제어라인을 통해 복수 개의 카메라를 제어하고, 재전송을 요청하여 데이터의 에러를 처리할 수 있다.
이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 전송처리장치 및 그 전송방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 광변환장치를 이용하여 데이터를 광신호로 변환하여 전송하므로 전송 거리를 확장시킬 수 있다. 그리고, 직경이 10um이내에 불과한 복수 개의 광섬유로 이루어진 광케이블을 이용하여 다수 개의 카메라를 연결하므로 전체 케이블의 부피를 줄일 수 있다.
다음으로, 한쌍의 제어채널을 사용하여 복수 개의 카메라를 제어하고, 이미지데이터의 에러발생시 재전송을 요청하여 데이터 전송에 대한 신뢰성을 증대시킬 수 있다.
그리고, 큐디알(QDR) 및 디디알(DDR)과 같은 전송모드를 적용하므로 낮은 클럭으로 대용량의 데이터 전송이 가능하다. 따라서, 멀티 드롭 버스(multi-drop bus)에 적용하여 사용할 수 있다.

Claims (29)

  1. 복수 개의 카메라로부터 전송되는 이미지데이터를 광신호로 변환하는 신호변환부; 상기 변환된 광신호의 이미지 데이터의 에러발생 여부에 따라 상기 신호변환부에 광신호의 재전송을 요청하며, 상기 복수 개의 카메라 및 상기 신호변환부를 제어하는 데이터처리부; 그리고 상기 데이터처리부로부터 상기 이미지데이터를 전송받아 처리하는 이미지처리장치를 포함하고;
    상기 신호변환부는, 상기 복수 개의 카메라로부터 이미지 데이터를 전송받는 카메라 인터페이스, 상기 이미지 데이터를 이미지 패킷으로 생성하는 이미지 패킷 생성부, 상기 이미지 패킷 생성부에 의해 생성된 상기 이미지 패킷을 임시 보관하는 이미지 패킷 저장부, 상기 이미지 패킷 저장부에 보관된 상기 이미지 패킷을 직렬화하는 직렬화부, 그리고 상기 직렬화된 이미지 패킷을 광신호로 변환하고 상기 데이터처리부로 전송하는 제1변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터처리부로부터 상기 제1변환부를 통해 전송받은 제어패킷을 디코딩하는 제어패킷 디코더부;
    상기 디코딩된 제어신호에 의해 상기 카메라로부터 이미지데이터를 전송받기 위한 트리거 신호를 상기 카메라로 발생시키는 트리거 생성부; 그리고
    상기 디코딩된 다른 제어신호에 의해 상기 이미지 패킷 저장부에 저장된 이미지 패킷을 재전송하는 재전송 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 패킷 생성부는 이미지데이터를 라인의 시작 및 끝을 알리는 라인 제어 패킷과 복수 개의 이미지 데이터 패킷으로 생성하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 패킷은 패킷 종류(pkt_type), 여분(rsv), 패킷 아이디(packet ID), 카메라 아이디(cam ID), 이미지데이터, 에러 체크섬(error checksum), 패킷의 끝을 알리는 이오에프(EOP:end of packet)를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 라인 제어 패킷은 식별자(LCP), 라인의 시작과 끝을 알리는 라인 제어 패킷의 종류(LCPTYPE), 패킷 아이디, 카메라 아이디, 몇 번째 라인인지를 알리는 라인 아이디(line ID), 에러 체크섬, 패킷의 끝을 알리는 이오에프를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 처리부는,
    상기 제1변환부로부터 출력되는 광신호를 이미지 패킷 및 응답패킷으로 변환하는 제2변환부;
    상기 이미지 패킷을 디코딩하고 에러발생 여부에 따라 상기 신호변환부로 재전송을 요청하는 이미지패킷 디코더부;
    상기 디코딩된 이미지데이터를 복수 개의 서브데이터로 나누어 상기 이미지 처리장치로 전송하는 이미지처리장치 인터페이스; 그리고
    상기 이미지 패킷 디코더부의 재전송 요청 및 카메라와 상기 신호변환부의 제어를 위한 제어신호를 제어패킷으로 생성하여 상기 신호변환부로 전송하는 제어패킷 생성부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이미지처리장치 인터페이스는 1주기에 4개의 상기 서브데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이미지처리장치 인터페이스는 디디알(DDR: double data rate) 또는 큐디알(QDR: quad data rate)을 적용하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 이미지처리장치 인터페이스는 하나의 이미지 패킷에 해당하는 복수 개의 서브데이터를 전송하고 그 이미지 패킷의 정상 여부를 확인하기 위한 체크섬정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 이미지처리장치 인터페이스는 복수 개의 카메라로부터 전송되는 상기 이미지 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어패킷은 재전송 요청신호 및 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 재전송 요청신호의 패킷은 식별자, 카메라 아이디, 재전송 요청여부를 나타내는 긍정응답 또는 부정응답(ack or nack identifier), 전송받은 이미지 패킷의 패킷 아이디, 여분, 체크섬을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어신호는 트리거 소스에서 생성한 트리거 제어신호, 카메라 제어를 위한 카메라 제어신호, 상기 신호변환부의 제어 레지스터 설정을 위한 상기 신호변환부 제어신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 트리거 제어신호의 패킷은 트리거 제어신호 식별자정보(trigger packet identifier) 및 체크섬정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 카메라 제어신호의 패킷은 카메라 제어신호 식별자정보(camera UART packet identifier), 데이터(camera UART data), 체크섬을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어패킷에 포함되는 신호는 트리거신호, 재전송 요청신호, 신호변환부 제어신호, 그리고 카메라 제어신호 순으로 우선순위를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호변환부와 상기 데이터 처리부는 광케이블을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광케이블은 복수 개의 이미지 데이터 채널과 2개의 제어 채널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송처리장치.
  20. 복수 개의 카메라로부터 이미지 데이터를 전송받는 단계;
    전송받은 이미지 데이터를 이미지 패킷으로 생성하여 임시 저장하는 단계;
    상기 이미지 패킷을 광케이블을 통해 전송하는 단계;
    전송된 상기 이미지 패킷을 디코딩하여 상기 이미지 데이터를 분리하고 에러발생 여부를 판단하는 단계; 그리고
    판단 결과에 따라 상기 이미지 데이터의 재전송을 요청하는 단계를 포함하고;
    상기 디코딩된 상기 이미지 패킷에 포함된 이미지데이터는 복수 개의 서브데이터로 나누어 이미지처리장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 이미지 데이터를 전송받는 단계는,
    상기 이미지 데이터의 전송요청을 위한 트리거 신호에 반응하여 상기 이미지데이터를 전송받는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 이미지 데이터 전송은 상기 트리거 신호에 의해 전송주기가 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 타이머 또는 포지션 인코더에 의해 전송주기가 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  24. 제 20항에 있어서,
    상기 재전송 요청에 따라 상기 저장된 이미지 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터 전송방법.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 이미지 패킷의 재전송은 상기 이미지 패킷 전송 후 일정시간 경과 후 재전송 요청신호가 도착하지 않으면 상기 이미지 패킷을 재전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  26. 삭제
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 서브데이터는 1주기에 4개의 서브데이터가 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  28. 제 20 항에 있어서,
    하나의 이미지 패킷에 해당하는 상기 복수 개의 서브데이터를 전송한 후 상기 이미지 패킷의 정상 여부를 확인하기 위한 체크섬 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  29. 제 20 항에 있어서,
    상기 복수 개의 카메라로부터 전송받은 이미지데이터는 하나의 라인유효구간동안 이미지처리장치로 전송되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
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