KR101579850B1 - 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법 - Google Patents

10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 10GbE(Gigabit Ethernet) 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 영상원(VIDEO SOURCE)을 디코딩하는 영상 디코더; 영상 디코더로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합치는 송신 영상 인터페이스부; 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI방식으로 전송하는 송신측 패킷화부; 송신측 패킷화부로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ 방식으로 10GbE로 송신하거나, 10GbE로 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 전송하는 10GbE MAC부; 10GbE MAC부로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치로 전송하거나, 10GbE 네트워크 스위치로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 10GbE MAC부로 전송하는 10GbE전송부; 10GbE MAC부로부터 AXI 방식으로 전송된 64비트 영상 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부; 수신측 디패킷화로부터 디패킷화된 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하는 수신 영상 인터페이스부; 및 수신 영상 인터페이스부에서 분리된 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 영상 인코더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 제공한다.

Description

10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법{Apparatus for packetizing non compressed video in 10GbE(Gigabit Ethernet) network and method for transmitting and receiving using the same}
본 발명은 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 10GbE(Gigabit Ethernet) 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법에 관한 것이다.
고해상도 영상 및 음성을 필요로 하는 의료, 교육, 국방, 오락 등 다양한 분야에서 사용자가 쉽게 인프라에 접근할 수 있도록 진입 장벽을 낮추고 서비스 활용 폭을 넓히기 위해 비용 효율적인 시스템을 구축하고 관련 시스템의 제어 프로그램을 제공할 필요가 있다.
최근에 등장한 종래의 비압축 고품질 미디어 전송 시스템에 관한 기술들은 고가 장비들을 이용해 상용 방송 중계를 목적으로 활용되고 있으며, 각 장비들의 제어를 위한 프로그램이 비용 효율적인 특성을 포함하지 않고 있는 한계가 있다.
또한 비상용 연구 분야에 활용되고 있는 비압축 영상 전송 시스템 및 그 제어 프로그램 또한 저비용 시스템 구현, 다양한 네트워크 환경 수용 및 고품질 음성 지원 등에 대한 고려가 미흡한 상황인 문제점이 있었다.
한편 현재 대부분의 항공기는 영상신호를 주고받는 센서, 모니터, 프로세서, 저장장치 및 각종 케이블 등의 다양한 장치들로 구성되어 있다.
특히, ARINC-818, DVI, CVBS, VGA 등 여러 영상규격을 이용하여 점대점 방식으로 영상신호를 송수신하므로 LRU간 필요개수만큼 전송선로를 설비해야 하는 불편함과 복잡성의 문제를 내재하고 있다.
이미 다기능/대화면 시현기의 등장과 센서류의 발전으로 고화질 영상 시현이가능하며 이를 위해 대용량 전송매체를 요구한다.
기존의 항공기용 영상네트워크를 10GbE 기반으로 전환하고 영상정보를 10GbE 용으로 패킷화하여 네트워크 스위치에 전달하고 네트워크 스위치는 조종사가 원하는 영상을 HUD나 MFD에 전달하는 방식으로 구축하면 항공기 내부 설비의 복잡도를 감소시킬 뿐만 아니라 고화질 영상정보를 편리하게 제공할 수 있다.
그러나 이를 위해서는 연속해서 입력되는 실시간 비압축 영상데이터를 10GbE 인터페이스에 맞게 패킷화하고 네트워크를 통해 전달된 10GbE 패킷을 다시 영상데이터로 복원하는 기술을 필요로 한다.
현재까지의 Video over IP 기술은 영상데이터를 압축하고 메모리에 저장하는 이미지 프로세싱을 거쳐야 할 뿐 아니라 TCP/IP stack을 사용하는 복잡한 구조를 사용하고 있어 대부분 CPU 없이는 구현이 불가능하다.
다시 말하면 60fps SXGA급 원본 영상의 경우 초당 1,887Mbits 정보량을 갖고 있으며, HD1080p 영상의 경우 2,985Mbits 정보량을 처리해야 한다.
그러나 기존의 일반적인 100Mbps 또는 1Gbps 이더넷을 사용할 경우 H.264나 MPEG 등의 압축 기술을 통하지 않고서는 네트워크를 통한 실시간 영상 전송이 불가능하며, 영상 압축 처리로 인한 지연 시간으로 원본 영상과 최종 출력 장치간의 실시간성을 보장할 수 없다는 문제가 있고, 또한 이를 구현하기 위해 영상 압축 기술뿐만 아니라 영상 네트워크 패킷화 과정을 처리하기 위해 한 프레임 이상의 영상을 저장할 메모리와 패킷화 과정에서 CPU의 도움이 필요할 경우도 있다.
대한민국 등록특허 10-0782014호(2007년12월06일 공고) - 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그 프로그램 소스를 저장한 기록매체
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 실시간 영상 데이터를 10GbE 네트워크용으로 패킷화하고 수신측에서는 네트워크로부터 수신한 영상패킷에서 본래의 영상데이터를 복원할 수 있는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치 및 그를 이용한 영상 송수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치는 영상원(VIDEO SOURCE)을 디코딩하는 영상 디코더; 상기 영상 디코더로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합치는 송신 영상 인터페이스부; 상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송하는 송신측 패킷화부; 상기 송신측 패킷화부로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE로 송신하거나, 10GbE로 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 전송하는 10GbE MAC부; 상기 10GbE MAC부로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치로 전송하거나, 상기 10GbE 네트워크 스위치로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 상기 10GbE MAC부로 전송하는 10GbE전송부; 상기 10GbE MAC부로부터 AXI 방식으로 전송된 상기 64비트 영상 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부; 상기 수신측 디패킷화로부터 디패킷화된 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하는 수신 영상 인터페이스부; 및 상기 수신 영상 인터페이스부에서 분리된 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 영상 인코더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 송신 영상 인터페이스부는, 영상 디코더로부터 16비트 포맷의 영상 데이터를 64비트로 합친뒤 상기 송신측 패킷화부로 전송하기 위하여 4개의 쉬프트 레지스터로 구성됨을 특징으로 한다.
그리고 수신 영상 인터페이스부는, 다중화기 및 하나의 디플립플롭으로 구성되어 상기 수신측 디패킷화부로부터 전송된 64비트 영상 데이터를 원래의 16비트 포맷에 맞춰 영상 인코더로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
한편 송신 패킷화부는 내부 레지스터 초기화 및 동작 대기 상태인 IDLE 에서 송신할 데이터가 존재하고 사용자 임의의 preamble을 사용하고자 할 경우 Preamble을 통해 동기화하며, ADDR을 통해 source/destination MAC 주소를 할당하고, VLAN을 사용할 경우 VLAN header 정보를 ADDR_VLAN에서 삽입하고, TL_D에서 type/length 정보 삽입하며, VLAN이 아닌 경우 ADDR_TL_D에서 type/length 정보를 삽입하고 DATA를 payload에 삽입하여 송신하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치는 항공기내에 구성된 것을 특징으로한다.
그리고 송신 영상 인터페이스부, 송신측 패킷화부, 수신측 디패킷화부, 수신 영상 인터페이스부, 10GbE MAC부 및 10GbE 전송부은 FPGA(field-programmable gate array) 보드로 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신 방법은 영상 디코더에서 영상원(VIDEO SOURCE)을 16비트로 디코딩하여 송신 영상 인터페이스부로 송신하는 단계; 송신 영상 인터페이스부는 상기 영상 디코더로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합쳐 송신 패킷화부로 송신하는 단계; 송신 패킷화부는 상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부로 송신하는 단계; 10GbE MAC부는 상기 송신측 패킷화부로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE 전송부로 송신하거나, 상기 10GbE 전송부로부터 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 수신측 디패킷화부로 송신하는 단계; 10GbE전송부는 상기 10GbE MAC부로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치로 전송하거나, 상기 10GbE 네트워크 스위치로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 10GbE MAC부로 전송하는 단계; 10GbE MAC부로부터 AXI 방식으로 전송된 64비트 영상 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부는 64비트 영상 데이터를 디패킷화하여 수신 영상 인터페이스부로 송신하는 단계; 및 수신 영상 인터페이스부는 상기 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하여 영상 인코더로 송신하면 상기 영상 인코더는 상기 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 항공기 내부에서와 같이 폐쇄적인 네트워크가 구축되어 있으나 정보원과 목적지가 대부분 정해져 있으며 실시간의 끊김 없는 영상정보를 필요로 하는 경우에 CPU 없이도 실시간 비압축 영상데이터를 10GbE 네트워크 환경에서 송수신 할 수 있다. 즉, 10GbE 네트워크를 사용할 경우 SXGA 영상은 물로 2K 영상까지도 압축없이 다중 채널로 보낼 수 있을 정도의 전송 대역폭과 영상의 실시간성을 보장할 수 있다. 따라서 항공기내 다채널 영상 및 고해상도의 데이터 통신 요구에 적절히 대응할 수 있다.
둘째, CPU없이 FPGA를 이용하여 구현이 용이함은 물론 비용도 절감되는 구조의 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 5는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 상태 머신을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 제어부의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
도 1은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치는 예를 들면 항공기에 적용시켜 나타낸 것으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 항공기에는 항공기 본체의 여러 곳에 카메라(CAM#1 ~ CAM#4)가 설치되고, 설치된 카메라로부터 입력되는 영상은 네트워크 스위치를 통해 HUD와 MFD를 통해 항공기내에서 디스플레이된다.
이때, 항공기내 영상 채널의 증가에 따른 고속/대용량 전송을 위하여 10GbE 기반으로 영상을 전송할 필요가 있다.
도 2는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치는 도 2에 나타낸 바와 같이, DVI/HDMI 와 같은 영상원(VIDEO SOURCE)을 디코딩하는 영상 디코더(100)와, 영상 디코더(100)로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합치는 송신 영상 인터페이스부(110)와, 송신 영상 인터페이스부(110)로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송하는 송신측 패킷화부(120)와, 송신측 패킷화부(120)로부터의 AXI 방식으로 전송된 영상 데이터를 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE 전송부(140)로 전송하거나, 10GbE 전송부(140)로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface)를 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송하는 10GbE MAC부(130)와, 10GbE MAC부(130)로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치(150)로 전송하거나 10GbE 네트워크 스위치(150)로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 10GbE MAC부(130)로 전송하는 10GbE전송부(140)와, 10GbE MAC부(130)로부터 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송된 64비트 영상 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부(160)와, 수신측 디패킷화부(160)로부터 디패킷화된 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하는 수신 영상 인터페이스부(170) 및 수신 영상 인터페이스부(170)에서 분된 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 영상 인코더(180)로 구성된다.
여기서 송신 영상 인터페이스부(110), 송신측 패킷화부(120), 수신측 디패킷화부(150) 및 수신 영상 인터페이스부(160)와 10GbE MAC부(130) 및 10GbE 전송부(140)은 FPGA(field-programmable gate array) 보드로 구성한다.
이때, 이와 같이 구성하는 경우 내부가 폐쇄적인 네트워크로 구축되어 정보원과 목적지가 대부분 정해져 있으며 실시간의 끊김 없는 영상정보를 필요로 하는 경우에서 CPU 없이도 실시간 비압축 영상데이터를 10GbE 네트워크 환경에서 송수신 할 수 있으며, 특히 항공기내 다채널 영상 및 고해상도의 데이터 통신 요구에 적절히 대응할 수 있다.
그러므로 앞에서도 설명한 바와 같이 60fps SXGA급 원본 영상의 경우 초당 1,887Mbits 정보량을 갖고 있으며, HD1080p 영상의 경우 2,985Mbits 정보량을 처리해야 하는데, 기존의 일반적인 100Mbps 또는 1Gbps 이더넷을 사용할 경우 H.264나 MPEG 등의 압축 기술을 통하지 않고서는 네트워크를 통한 실시간 영상 전송이 불가능하며, 영상 압축 처리로 인한 지연 시간으로 원본 영상과 최종 출력 장치간의 실시간성을 보장할 수 없다는 문제가 있었다. 또한 이를 구현하기 위해 영상 압축 기술뿐만 아니라 영상 네트워크 패킷화 과정을 처리하기 위해 한 프레임 이상의 영상을 저장할 메모리와 패킷화 과정에서 CPU의 도움이 필요할 경우도 있다.
그러나 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 이용하는 경우 10GbE 네트워크를 사용할 수 있도록 함으로써 SXGA 영상은 물로 2K 영상까지도 압축없이 다중 채널로 보낼 수 있을 정도의 전송 대역폭과 영상의 실시간성을 보장할 수 있다. 따라서 항공기내 다채널 영상 및 고해상도의 데이터 통신 요구에 적절히 대응할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부의 일 예는 도 3에 나타낸 바와 같은데, 송신 영상 인터페이스부(110)는 영상 디코더(100)로부터 16비트 포맷의 영상 데이터를 64비트로 합친뒤 송신측 패킷화부(120)로 전송하기 위하여 4개의 쉬프트 레지스터로 구성할 수 있다.
도 4는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부는 도 4에 나타낸 바와 같은데, 수신 영상 인터페이스부(170)는 다중화기(171) 및 하나의 디플립플롭(172)으로 구성되어 수신측 디패킷화(160)로부터 전송된 64비트 영상 데이터를 원래의 16비트 포맷에 맞춰 영상 인코더(180)로 출력한다.
도 5는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 상태 머신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 상태 머신은 도 5에 나타낸 바와 같은데, 우선 IDLE은 내부 레지스터 초기화 및 동작 대기 상태에서 FIFO에 송신할 데이터가 존재하고 사용자 임의의 preamble을 사용하고자 할 경우 Preamble을 통해 동기화하고, ADDR을 통해 source/destination MAC 주소를 할당한다. 이때, VLAN을 사용할 경우 VLAN header 정보를 ADDR_VLAN에서 삽입하고, TL_D에서 type/length 정보 삽입한다. 한편 VLAN이 아닌 경우 ADDR_TL_D에서 type/length 정보를 삽입한다. 그리고 DATA를 payload에 삽입하여 송신한다.
도 6은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 제어부를 설명하기 위한 도면이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 나타낸 도면이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 송신 패킷화부의 제어부는 도 6에 나타낸 바와 같이, PREAMBLE, ADDR, ADDR_TL_D, ADDR_VLAN, TL_D 및 DATA를 도 5에 나타낸 바와 같은 상태 머신의 state에 따라 해당 데이터를 패킷 데이터로 전달하며, 이때, 도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 구성한다.
도 9는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 방법은 도 9에 나타낸 바와 같이, 영상 디코더(100)에서 DVI/HDMI와 같은 영상원(VIDEO SOURCE)을 16비트로 디코딩하여 송신 영상 인터페이스부(110)로 송신한다(S100).
송신 영상 인터페이스부(110)는 영상 디코더(100)로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합쳐 송신 패킷화부(120)로 송신한다(S110).
송신 패킷화부(120)는 송신 영상 인터페이스부(110)로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부(130)로 송신한다(S120). 이때, 송신측 패킷화부(120)는 제어부(121)와 듀얼포트 FIFO(122)로 구성되어 송신 영상 인터페이스부(110)로부터의 64비트 데이터를 패킷화한다.
그리고 10GbE MAC부(130)는 송신측 패킷화부(120)로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE 전송부(140)로 송신하거나(S130), 10GbE 전송부(140)로부터 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 수신측 디패킷화부(160)로 송신한다.
10GbE전송부(140)는 10GbE MAC부(130)로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치(150)로 전송하거나, 10GbE 네트워크 스위치(150)로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 10GbE MAC부(130)로 전송한다(S140).
10GbE MAC부(130)로부터 AXI 방식으로 전송된 64비트 영상 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부(160)는 64비트 영상 데이터를 디패킷화한다(S150).
그리고 수신측 디패킷화부(160)로부터 디패킷화된 64비트 영상 데이터는 수신 영상 인터페이스부(170)에서 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리되고(S160), 수신 영상 인터페이스부(170)에서 분리된 16비트 영상 데이터는 영상 인코더(180)에서 인코딩하여 영상 출력측인 모니터 등으로 출력한다(S170).
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
100 : 영상 디코더 110 : 송신 영상 인터페이스부
120 : 송신측 패킷화부 130 : 10GbE MAC부
140 : 10GbE 전송부 150 : 10GbE 네트워크 스위치
160 : 수신측 디패킷화부 170 : 수신 영상 인터페이스부
180 : 영상 인코더

Claims (7)

  1. 영상원(VIDEO SOURCE)을 디코딩하는 영상 디코더;
    상기 영상 디코더로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합치는 송신 영상 인터페이스부;
    상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송하는 송신측 패킷화부;
    상기 송신측 패킷화부로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE로 송신하거나, 10GbE로 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 전송하는 10GbE MAC부;
    상기 10GbE MAC부로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치로 전송하거나, 상기 10GbE 네트워크 스위치로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 상기 10GbE MAC부로 전송하는 10GbE전송부;
    상기 10GbE MAC부로부터 AXI 방식으로 전송된 상기 64비트 영상 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부;
    상기 수신측 디패킷화로부터 디패킷화된 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하는 수신 영상 인터페이스부; 및
    상기 수신 영상 인터페이스부에서 분리된 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 영상 인코더;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 송신 영상 인터페이스부는,
    상기 영상 디코더로부터 16비트 포맷의 영상 데이터를 64비트로 합친뒤 상기 송신측 패킷화부로 전송하기 위하여 4개의 쉬프트 레지스터로 구성됨을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수신 영상 인터페이스부는,
    다중화기 및 디플립플롭으로 구성되어 상기 수신측 디패킷화로부터 전송된 64비트 영상 데이터를 원래의 16비트 포맷에 맞춰 영상 인코더로 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  4. 제1항에 있어서.
    상기 송신 패킷화부는
    내부 레지스터 초기화 및 동작 대기 상태인 IDLE 에서 송신할 데이터가 존재하고 사용자 임의의 preamble을 사용하고자 할 경우 Preamble을 통해 동기화하며, ADDR을 통해 source/destination MAC 주소를 할당하고, VLAN을 사용할 경우 VLAN header 정보를 ADDR_VLAN에서 삽입하고, TL_D에서 type/length 정보 삽입하며, VLAN이 아닌 경우 ADDR_TL_D에서 type/length 정보를 삽입하고 DATA를 payload에 삽입하여 송신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치는 항공기내에 구성된 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 송신 영상 인터페이스부, 송신측 패킷화부, 수신측 디패킷화부, 수신 영상 인터페이스부, 10GbE MAC부 및 10GbE 전송부은 FPGA(field-programmable gate array) 보드로 구성됨을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치.
  7. 영상 디코더에서 영상원(VIDEO SOURCE)을 16비트로 디코딩하여 송신 영상 인터페이스부로 송신하는 단계;
    상기 송신 영상 인터페이스부는 상기 영상 디코더로부터 전송된 16비트 영상 포맷 데이터를 64비트로 합쳐 송신 패킷화부로 송신하는 단계;
    상기 송신 패킷화부는 상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부로 송신하는 단계;
    상기 10GbE MAC부는 상기 송신측 패킷화부로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE 전송부로 송신하거나, 상기 10GbE 전송부로부터 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 수신측 디패킷화부로 송신하는 단계;
    상기 10GbE전송부는 상기 10GbE MAC부로부터 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 광 케이블을 통해 10GbE 네트워크 스위치로 전송하거나, 상기 10GbE 네트워크 스위치로부터 광케이블을 통해 전송된 XAUI 또는 XGMⅡ 방식 영상 데이터를 10GbE MAC부로 전송하는 단계;
    상기 10GbE MAC부로부터 AXI 방식으로 전송된 64비트 영상 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부는 64비트 영상 데이터를 디패킷화하여 수신 영상 인터페이스부로 송신하는 단계; 및
    상기 수신 영상 인터페이스부는 상기 64비트 영상 데이터를 16비트 영상 데이터 포맷으로 분리하여 영상 인코더로 송신하면 상기 영상 인코더는 상기 16비트 영상 데이터를 인코딩하여 영상 출력측으로 출력하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 비압축 HDMI/DVI 영상 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101805850B1 (ko) * 2017-08-11 2018-01-10 유니맥스정보시스템(주) 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법
KR102001881B1 (ko) 2018-06-28 2019-07-19 주식회사 리퓨어유니맥스 다채널 비디오 트래픽 발생장치
KR102140889B1 (ko) * 2019-03-29 2020-08-05 주식회사 옵티멀 확장형 hdmi v/a 매트릭스 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070033558A (ko) * 2005-09-21 2007-03-27 삼성전자주식회사 이종 인터페이스 네트워크 시스템들 간의 데이터 전송 방법및 장치
KR100782014B1 (ko) 2006-12-18 2007-12-06 한국과학기술정보연구원 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그프로그램 소스를 저장한 기록매체
US20090257445A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Altera Corporation Pld architecture optimized for 10g ethernet physical layer solution
KR20130033338A (ko) * 2012-10-15 2013-04-03 한국항공우주산업 주식회사 항공기에 탑재되는 임무 컴퓨터 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070033558A (ko) * 2005-09-21 2007-03-27 삼성전자주식회사 이종 인터페이스 네트워크 시스템들 간의 데이터 전송 방법및 장치
KR100782014B1 (ko) 2006-12-18 2007-12-06 한국과학기술정보연구원 비압축 고품질 미디어 전송 시스템 및 그 방법과 그프로그램 소스를 저장한 기록매체
US20090257445A1 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Altera Corporation Pld architecture optimized for 10g ethernet physical layer solution
KR20130033338A (ko) * 2012-10-15 2013-04-03 한국항공우주산업 주식회사 항공기에 탑재되는 임무 컴퓨터 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AXI 10 Gigabit Ethernet Subsystem v2.0 Product Guide(Vivado Design Suite, PG157 October 1, 2014, XLINK) *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101805850B1 (ko) * 2017-08-11 2018-01-10 유니맥스정보시스템(주) 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법
KR102001881B1 (ko) 2018-06-28 2019-07-19 주식회사 리퓨어유니맥스 다채널 비디오 트래픽 발생장치
KR102140889B1 (ko) * 2019-03-29 2020-08-05 주식회사 옵티멀 확장형 hdmi v/a 매트릭스 시스템

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