KR101805850B1 - Apparatus for packetizing non compressed video of multi video source in 10gigabit ethernet network and method threrof - Google Patents

Apparatus for packetizing non compressed video of multi video source in 10gigabit ethernet network and method threrof Download PDF

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KR101805850B1
KR101805850B1 KR1020170102622A KR20170102622A KR101805850B1 KR 101805850 B1 KR101805850 B1 KR 101805850B1 KR 1020170102622 A KR1020170102622 A KR 1020170102622A KR 20170102622 A KR20170102622 A KR 20170102622A KR 101805850 B1 KR101805850 B1 KR 101805850B1
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조창선
김승중
최명렬
이재완
김선태
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유니맥스정보시스템(주)
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for packetizing the non-compressed video of a multi-video source in a 10 GbE network, and a video transmitting and receiving method using the same. It is possible to discriminate a video source for generating real-time image data, perform processing for each image source, packetize a video processed for each image source, and restore original video data in a video packet received from a network in a receiving side. The apparatus includes a plurality of image sources, a transmission image interface part, a transmission image discrimination part, a transmitting side packetizing part, a 10GbE MAC part, a 10GbE transfer part, a receiving side de-packetizing part, a reception image discrimination part, a reception image interface part, and an output device.

Description

10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법{APPARATUS FOR PACKETIZING NON COMPRESSED VIDEO OF MULTI VIDEO SOURCE IN 10GIGABIT ETHERNET NETWORK AND METHOD THREROF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-type video non-compression packetizing apparatus and a video transmitting / receiving method using the same. 2. Description of the Related Art [

본 발명은 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 실시간 영상 데이터를 생성하는 영상 소스를 판별하여, 영상 소스별 처리를 수행하고, 소스별 처리가 수행된 영상을 10GbE 네트워크용으로 패킷화하고 수신측에서는 네트워크로부터 수신한 영상패킷에서 본래의 영상데이터를 복원할 수 있는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-image non-compression packetizing apparatus in a 10GbE network, and a method of transmitting and receiving images using the same. More particularly, the present invention relates to a multi- The present invention relates to a multicomponent image decompression packetization apparatus in a 10GbE network capable of restoring original image data in a video packet received from a network on the receiving side, and a method of transmitting and receiving an image using the same.

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.To reduce the barriers to entry and broaden the service utilization, it is necessary to construct a cost-effective system to control users' access to the infrastructure in various fields such as medical, education, defense, Need to provide.

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.BACKGROUND ART [0002] Techniques related to a conventional uncompressed high-quality media transmission system, which have emerged in recent years, are utilized for commercial broadcast relay using high-priced equipment, and there is a limit in that programs for controlling each equipment do not include cost-effective characteristics.

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.Also, the uncompressed image transmission system and the control program used in the emergency research field have a problem that the implementation of a low-cost system, acceptance of various network environments, and high quality voice support are insufficient.

한편 현재 대부분의 항공기는 영상신호를 주고받는 센서, 모니터, 프로세서, 저장장치 및 각종 케이블 등의 다양한 장치들로 구성되어 있다.Currently, most aircraft are composed of various devices such as sensors, monitors, processors, storage devices and various cables that exchange video signals.

특히, ARINC-818, DVI, CVBS, VGA 등 여러 영상규격을 이용하여 점대점 방식으로 영상신호를 송수신하므로 LRU간 필요개수만큼 전송선로를 설비해야 하는 불편함과 복잡성의 문제를 내재하고 있다.In particular, since the image signals are transmitted and received in a point-to-point manner by using various image standards such as ARINC-818, DVI, CVBS, and VGA, there arises a problem of inconvenience and complexity that the transmission lines need to be provided for the required number of LRUs.

이미 다기능/대화면 시현기의 등장과 센서류의 발전으로 고화질 영상 시현이가능하며 이를 위해 대용량 전송매체를 요구한다.The development of sensor and multifunctional / large-screen vision device and the development of high-resolution image is possible, and a large-capacity transmission medium is required.

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.The existing switchboard image network is converted to 10GbE base, the image information is packetized for 10GbE and delivered to the network switch, and the network switch is constructed by transmitting the image desired by the pilot to the HUD or MFD, It is possible to conveniently provide high-quality image information.

그러나 이를 위해서는 연속해서 입력되는 실시간 비압축 영상데이터를 10GbE 인터페이스에 맞게 패킷화하고 네트워크를 통해 전달된 10GbE 패킷을 다시 영상데이터로 복원하는 기술을 필요로 한다.However, in order to do this, it is necessary to packetize continuous real-time uncompressed image data to 10GbE interface and to restore 10GbE packet transmitted through the network to image data again.

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.Video over IP technology to date does not only require image processing to compress video data and store it in memory, but also it can not be implemented without a CPU because it uses a complicated structure using TCP / IP stack.

다시 말하면 60fps SXGA급 원본 영상의 경우 초당 1,887Mbits 정보량을 갖고 있으며, HD1080p 영상의 경우 2,985Mbits 정보량을 처리해야 한다. In other words, the 60fps SXGA original image has 1,887Mbits of information per second, and the HD1080p image requires 2,985Mbits of information.

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.However, when using the conventional general 100Mbps or 1Gbps Ethernet, it is impossible to transmit real-time video over the network without using compression techniques such as H.264 or MPEG. In addition, real time image transmission between the original image and the final output device There is a problem that it can not guarantee quality. In addition, in order to implement this, in addition to the image compression technology, a memory for storing one frame or more of images and a packetization process may be needed in order to process a packetizing process of a video network.

더욱이 이러한 실시간 영상 전송이 어느 한 종류의 비디오 형식에만 맞춰져 있기 때문에 영상 생성장치의 종류 달라지는 경우 전송 시스템의 재구축이 필요하거나, 별도의 시스템을 구성해야 하는 등의 불편함이 따른다.Furthermore, since the real-time image transmission is adapted to only one type of video format, if the type of the image generating apparatus is changed, it is necessary to reconstruct the transmission system or to construct a separate system.

한국등록특허 10-157985(등록일 2015.12.17.)Korean Registered Patent No. 10-157985 (Registered on Dec. 17, 2015)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 실시간 영상 데이터를 생성하는 영상 소스를 판별하여, 영상 소스별 처리를 수행하고, 소스별 처리가 수행된 영상을 10GbE 네트워크용으로 패킷화하고 수신측에서는 네트워크로부터 수신한 영상패킷에서 본래의 영상데이터를 복원할 수 있는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide an image processing apparatus, The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a multi-type video decompression packetization apparatus and a video transmission / reception method using the multi-type video decompression and packetization apparatus in a 10GbE network capable of restoring original video data from video packets received from a network.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치는 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷으로 영상을 생성하는 복수의 영상 소스; 상기 영상 소스로부터 전송된 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷의 16비트 데이터를 64비트 데이터로 합치기 위해 복수의 상기 영상 소스 각각에 대응되어 구성되는 인터페이스 유닛을 가지는 송신 영상 인터페이스부; 상기 송신 영상 인터페이스부에 의해 처리된 영상을 상기 데이터 포맷별로 판별하는 송신영상 판별부; 상기 송신영상 판별부를 통해 전달되는 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensibel 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 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부; 상기 수신측 디패킷화부로부터 디패킷화된 64비트 데이터의 종류를 상기 데이터 포맷별로 판단하는 수신 영상 판별부; 상기 수신 영상 판별부로부터 전달되는 64비트 데이터를 선택된 상기 데이터 포맷의 16비트 데이터로 분리하기 위해 상기 데이터 포맷별로 마련되는 인터페이스 유닛을 가지는 수신 영상 인터페이스부; 및 상기 수신 영상 인터페이스부에 의해 복원된 영상 데이터를 출력하는 출력장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 송신 영상 인터페이스부는, 상기 영상소스로부터 16비트 데이터를 64비트 데이터로 합치기 위하여 4개의 쉬프트 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 수신 영상 인터페이스부는 다중화기 및 디플립플롭으로 구성되어 상기 디패킷화부로부터 전송된 64비트 데이터를 16비트 데이터로 복원하는 것을 특징으로 한다.
상기 송신 영상 판별부는 상기 인터페이스 유닛으로부터 전달되는 영상데이터를 상기 데이터 포맷별로 저장하는 FIFO(First Input First Out) 저장부; 상기 영상데이터의 상기 데이터 포맷을 구분하는 판별부; 및 상기 판별부의 구분에 따라 상기 데이터 포맷별로 저장된 상기 영상데이터를 선택적으로 출력하는 실렉터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 송신측 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.
상기 송신 영상 인터페이스부, 송신측 패킷화부, 수신측 디패킷화부, 수신 영상 인터페이스부, 10GbE MAC부 및 10GbE 전송부은 FPGA(field-programmable gate array) 보드로 구성됨을 특징으로 한다.
10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신방법은 복수의 영상 소스가 각각의 데이터 포맷으로 영상을 생성하는 단계; 송신 영상 인터페이스부가 복수의 상기 영상 소스 각각에 대응되어 구성되는 인터페이스 유닛에 의해 상기 영상 소스로부터 전송되는 16비트 데이터를 64비트로 결합시키는 단계; 송신 영상 판별부가 상기 송신 영상 인터페이스부에 의해 처리된 영상을 상기 데이터 포맷별로 판별하는 단계; 상기 송신측 패킷화부가 상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부로 송신하는 단계; 상기 10GbE MAC부가 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 10GbE전송부가 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 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부가 64비트 데이터를 디패킷화하는 단계; 수신 영상 판별부가 상기 수신측 디패킷화부에 의해 디패킷화된 64비트 데이터의 종류를 상기 데이터 포맷별로 판단하는 단계: 수신 영상 인터페이스부가 상기 데이터 포맷별로 마련되는 인터페이스 유닛에 의해 상기 64비트 데이터를 16비트 데이터로 분리하는 단계; 및 출력장치가 상기 수신 영상 인터페이스부에 의해 복원된 영상 데이터를 출력하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network, comprising: a plurality of image sources for generating images in a data format according to various image standards; A transmission image interface unit having an interface unit corresponding to each of the plurality of image sources to combine 16-bit data of a data format according to various image standards transmitted from the image source into 64-bit data; A transmission image discrimination unit for discriminating the image processed by the transmission image interface unit by the data format; A transmitting packetizer for packetizing the 64-bit data transmitted through the transmission image discriminator and transmitting the packetized data in an advanced extensible interface (AXI) scheme; A 10GbE MAC unit for receiving image data transmitted from the transmission packetizing unit in the AXI format and transmitting the image data in 10GbE by XAUI or XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) method or transmitting XAUI or XGMII received in 10GbE in AXI format; A 10GbE network switch for transmitting XAUI or XGM II image data transmitted from the 10GbE MAC unit to a 10GbE network switch through an optical cable or 10GbE transmission for transmitting XAUI or XGM II image data transmitted from the 10GbE network switch through an optical cable to the 10GbE MAC unit part; A receiving side decapsulator for decompressing the 64-bit data transmitted in the AXI scheme from the 10GbE MAC unit; A receiving image discrimination unit for discriminating the type of 64-bit data decoded from the receiving-side decoded packetizing unit according to the data format; A reception image interface unit having an interface unit provided for each of the data formats so as to divide 64-bit data transmitted from the reception image discrimination unit into 16-bit data of the selected data format; And an output device for outputting the image data reconstructed by the reception image interface unit.
The transmission video interface unit may include four shift registers for combining 16-bit data into 64-bit data from the video source.
The receiving video interface unit may include a multiplexer and a D flip-flop to recover 64-bit data transmitted from the decapsulation unit into 16-bit data.
Wherein the transmission image discrimination unit comprises: a FIFO (First Input First Out) storage unit for storing image data transmitted from the interface unit according to the data format; A discrimination unit for discriminating the data format of the video data; And a selector for selectively outputting the image data stored in the data format according to the classification of the determination unit.
The transmitting packetizing unit synchronizes with the preamble when there is data to be transmitted in the IDLE which is in the initial state of the internal register initialization and operation and wants to use a preamble of the user, allocates the source / destination MAC address through the ADDR, , It inserts VLAN header information in ADDR_VLAN, inserts type / length information in TL_D, inserts type / length information in ADDR_TL_D when not VLAN, inserts DATA into payload and transmits it.
The transmission video interface unit, the transmission packetizer, the reception decapacitor, the reception video interface, the 10GbE MAC unit, and the 10GbE transmission unit are each composed of a field-programmable gate array (FPGA) board.
A method for transmitting / receiving image data using a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network includes: generating images in a plurality of image sources in respective data formats; Combining the 16-bit data transmitted from the image source by the interface unit configured by the transmission image interface unit corresponding to each of the plurality of image sources into 64 bits; The transmission image discrimination unit discriminating the image processed by the transmission image interface unit for each data format; Packetizing the 64-bit data from the transmission video interface unit and transmitting the 64-bit data from the transmission video interface unit to the 10GbE MAC unit using an Advanced Extensible Interface (AXI) scheme; The 10GbE MAC unit receives the image data transmitted in the AXI scheme from the transmission packetizing unit and transmits the image data to the 10GbE transmission unit by XAUI or XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) method, or transmits XAUI or XGMII received from the 10GbE transmission unit to the AXI To a receiving-side decapsulating unit; The 10 GbE transmission unit transmits XAUI or XGM II image data transmitted from the 10 GbE MAC unit to the 10 GbE network switch through an optical cable or transmits XAUI or XGM II image data transmitted through the optical cable from the 10 GbE network switch to the 10 GbE MAC unit ; Demultiplexing the 64-bit data from the 10GbE MAC unit into 64-bit data, the 64-bit data being transmitted in the AXI format; Wherein the receiving image determining unit determines the type of 64-bit data decoded by the receiving-side decoded packetizing unit by the data format: the receiving video interface unit converts the 64-bit data into 16-bit data by an interface unit provided for each data format Bit data; And outputting the image data reconstructed by the reception image interface unit by the output device.

본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 및 이를 이용한 영상 송수신 방법은 실시간 영상 데이터를 생성하는 영상 소스를 판별하여, 영상 소스별 처리를 수행하고, 소스별 처리가 수행된 영상을 10GbE 네트워크용으로 패킷화하고 수신측에서는 네트워크로부터 수신한 영상패킷에서 본래의 영상데이터를 복원할 수 있도록 함으로써 다양한 영상 소스를 하나의 송수신 네트워크를 이용하여 전송하도록 함으로써, 시스템의 활용성을 향상시키는 것이 가능해진다.In the 10GbE network according to the present invention, a multi-type video decompression packetization apparatus and a video transmission / reception method using the same are capable of processing an image source to generate real-time image data, It is possible to restore original video data in a video packet received from a network on a receiving side by packetizing it for a network so that various video sources can be transmitted by using one transmitting and receiving network to improve the usability of the system .

도 1은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치의 기본 개념을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치 구성을 도시한 구성 예시도.
도 3은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도.
도 4는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치의 송신 영상 판별부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도.
도 5는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부를 설명하기 위한 블록 구성도.
도 6은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부의 상태 머신을 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부의 제어를 설명하기 위한 도면.
도 8 및 도9는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a diagram for explaining a basic concept of a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network according to the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-
3 is a block diagram for explaining an example of a transmission image interface unit in a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG.
4 is a block diagram illustrating an example of a transmission image determination unit of a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a reception image interface unit in a multi-image non-compression packetizer in the 10GbE network shown in FIG. 2. FIG.
6 is a diagram for explaining a state machine of a transmitting side packetizing unit in a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2;
7 is a diagram for explaining control of a transmitting side packetizing unit in a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2;
8 and 9 are views illustrating a basic Ethernet frame format and an Ethernet VLAN frame format in a multi-image non-compression packetization apparatus in a 10 GbE network.
10 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving a video using a multi-image non-compression packetization apparatus in a 10GbE network according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 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 다종 영상 비압축 패킷화 장치 구성을 도시한 구성 예시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치는 영상소스(100)로부터 전송된 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷의 16비트 데이터를 각각의 처리를 통해 64비트로 합치는 송신 영상 인터페이스부(110)와, 송신 영상 인터페이스부(110)로부터 입력된 영상의 소스를 구분하여 패킷화부(120)에 전달하는 송신영상 판별부(115), 송신영상 판별부(115)를 통해 전달되는 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 전송하는 송신측 패킷화부(120)와, 송신측 패킷화부(120)로부터 AXI 방식으로 전송된 영상을 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 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부(160)와, 수신측 디패킷화부(160)로부터 디패킷된 영상 데이터의 영상 종류를 구분하여 출력 인터페이스부(170)에 전달하는 수신 영상 판별부(165) 및 수신 영상 판별부(165)를 통해 전달되는 디패킷화된 64비트 데이터를 16비트의 원래의 영상 데이터 포맷으로 분리하여 출력하는 수신 영상 인터페이스부(170) 및 수신 영상 인터페이스부(170)를 통해 전달되는 영상데이터를 출력하는 디스플레이 유닛(180)을 포함하여 구성된다.
여기서, 영상 소스는 DVI 소스(101)와 ARINC-818 소스(103)와 같이 서로 다른 종류의 디지털 영상 생성장치일 수 있으며, 송신 영상 인터페이스부(110)는 각각의 소스(101, 103)에 대응되는 인터페이스 유닛 즉, DVI 입력 인터페이스 유닛(111)과 ARINC-818 입력 인터페이스 유닛(113)을 구비하여, 각 영상 소스(101, 103)에서 생성되어 전달되는 영상의 처리를 수행하게 된다. 즉, 송신 영상 인터페이스부(110)의 각 유닛(111, 113)은 영상 소스별 데이터 포맷과 규격을 확인하여, 데이터를 추출하고 이를 10GbE 네트워크에서 전송가능한 64비트 데이터로 생성하여 송신 영상 판별부(115)에 전달하게 된다.
송신 영상 판별부(115)는 각각의 인터페이스 유닛(111, 113)으로부터 전달된 영상을 판별하여 송신측 패킷부(120)에 전달함으로써, 송신측 패킷부(120)가 소스 영상이 어떤 데이터 포맷의 영상인지를 확인할 수 있는 정보를 포함할 수 있게 하여 패킷화가 이루어질 수 있게 하는 역할을 한다.
여기서, 송신 영상 인터페이스부(110), 송신 영상 판별부(115), 송신측 패킷화부(120), 수신측 디패킷화부(150), 수신 영상 인터페이스부(160)와 10GbE MAC부(130) 및 10GbE 전송부(140), 수신 영상 판별부(165)는 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 다종 영상 비압축 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 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신 영상 인터페이스부(110)는 영상 소스의 종류에 따라 각각의 인터페이스 유닛(111, 113)을 포함하여 구성되며, 각 인터페이스 유닛(111, 113)은 도 3에 도시된 것과 유사한 형태의 구성을 갖는다. 즉, 인터페이스 유닛(111, 113)은 영상 소스(100)로부터 전달되는 영상 소스(100) 고유의 비트 값(예를 들어, 16비트)을 가지는 영상데이터를 64비트로 합친뒤 송신 영상 판별부(115)에 전달하기 위해 복수의 쉬프트 레이스터와 같이 데이터를 집적할 수 있는 소자로 구성될 수 있다.

도 4는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치의 송신 영상 판별부의 일 예를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신 영상 판별부(115)는 인터페이스 유닛(111, 113)으로부터 전달되는 영상 데이터의 소스 즉, 데이터 포맷을 판별하여 송신측패킷화부(120)에 전달한다. 이를 위해 송신 영상 판별부(1150)는 인터페이스 유닛(111, 113)에 추출된 영상데이터를 수용하는 FIFO와 입력되는 영상의 데이터 포맷을 감지하는 디텍터와 디텍터에 의해 출력되는 출력 값을 선택하는 실렉터를 포함하여 구성된다. FIFO는 영상의 종류별로 마련되어 각각의 인터페이스 유닛(111, 113)으로부터 영상데이터를 직접 전달받아 저장하게 된다. 이때, 판별부가 FIFO로 입력되는 영상이 DVI 인터페이스에 맞는 데이터 포맷의 영상인지 ARINC-818 인터페이스에 맞는 데이터 포맷의 영상인지 감지하게 되고, 감지결과에 따라 실렉터를 제어하여, 입력된 영상이 데이터 포맷에 따라 선별되어 송신측 패킷화부(120)로 출력되도록 하게 된다.

도 5는 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 수신 영상 인터페이스부는 영상 소스의 종류, 즉 영상 소스가 생성하는 데이터의 데이터 포맷에 따라 송신 영상 인터페이스부(110)와 마찬가지로 각각의 인터페이스 유닛(175, 176)으로 구성될 수 있다. 이러한 인터페이스 유닛(175, 176)의 구성은 도 4에 나타낸 바와 같은데, 수신 영상 판별부(165))로부터 전송된 64비트 데이터를 원래의 16비트 데이터에 맞춰 출력하게 된다.
이를 위해 수신 영상 판별부(165)는 디패킷화부(160)를 통해 입력되는 영상을 감지하고, 입력되는 영상이 어떤 데이터 포맷의 영상인지 판별하여, 판별된 데이터 포맷을 처리할 수 있는 인터페이스 유닛(175, 176)에 영상데이터를 전달하게 된다.

도 6은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부의 상태 머신을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부(120)의 상태 머신은 도 6에 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. 여기서 TL_D에 영상의 데이터 종류가 기록될 수 있고, 디패킷화부(160)에서 이 정보를 참조하여 영상의 종류를 판별하도록 할 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 7은 도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부의 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도9는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 나타낸 도면이다.
도 2에 나타낸 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 송신측 패킷화부의 제어는 도 7에 도시된 바와 같이 PREAMBLE, ADDR, ADDR_TL_D, ADDR_VLAN, TL_D 및 DATA를 도 6에 나타낸 바와 같은 상태 머신의 스테이트에 따라 해당 데이터를 패킷 데이터로 전달하며, 이때 도 8 및 도9는 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치에서 기본 이더넷 프레임 포맷과 이더넷 VLAN 프레임 포맷을 구성한다.
도 10은 본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신 방법은 도 10과 같다.
우선, 복수의 영상 소스가 각각의 데이터 포맷으로 영상을 생성한다(S10).
영상이 생성되면 송신 영상 인터페이스부(110)가 복수의 영상 소스 각각에 대응되어 구성되는 인터페이스 유닛(111, 113)에 의해 영상 소스(100)로부터 전송되는 16비트 데이터를 결합시켜 64비트 데이터로 변환한다(S20).
64비트 데이터가 입력되면 송신 영상 판별부(115)가 송신 영상 인터페이스부(110)에 의해 처리된 영상을 데이터 포맷별로 판별하여, 송신측 패킷화부에 전달한다(S30). 이를 위해, 64비트 데이터는 데이터 포맷별로 마련되는 FIFO 저장부에 저장되며, 감지부가 입력되는 영상 데이터의 종류를 판별하여 실렉터를 제어함으로써 판별된 데이터 포맷에 해당되는 FIFO 저장된 영상데이터가 송신측 패킷화부(120)에 출력되게 된다.
송신측 패킷화부(120)가 상기 송신 영상 인터페이스부로부터의 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부(130)로 송신한다(S40).
10GbE MAC부(130)가 상기 송신측 패킷화부(120)로부터 AXI 방식으로 송신된 영상 데이터를 수신하여 XAUI 또는 XGMⅡ(10 Gigabit Media Independent Interface) 방식으로 10GbE 전송부(140)로 송신하거나, 10GbE 전송부(140)로부터 수신된 XAUI 또는 XGMⅡ를 AXI 방식으로 수신측 디패킷화부(160)로 송신한다(S50).
10GbE전송부(140)가 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(S60)
10GbE MAC부(130)로부터 AXI 방식으로 전송된 64비트 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부(160)가 64비트 데이터를 디패킷화하여 수신 영상 판별부(165)에 전달한다(S70).
그리고, 수신 영상 판별부(165)가 수신측 디패킷화부(160)에 의해 디패킷화된 64비트 데이터의 종류를 데이터 포맷별로 판단한다(S80)
수신 영상 인터페이스부(165)가 상기 데이터 포맷별로 마련되는 인터페이스 유닛에 의해 상기 64비트 데이터를 16비트 데이터로 분리하게 되며(S90), 출력장치가 상기 수신 영상 인터페이스부(170)에 의해 복원된 영상 데이터를 출력게 된다(S100).
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be noted that the drawings denoted by the same reference numerals in the drawings denote the same reference numerals whenever possible, in other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. And certain features shown in the drawings are to be enlarged or reduced or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.
1 is a view for explaining the basic concept of a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network according to the present invention.
1, a plurality of cameras (CAM # 1 to CAM # 4) are installed in various parts of an aircraft body, and a plurality of cameras Images from installed and installed cameras are displayed on the aircraft through the HUD and MFD via the network switch. At this time, it is necessary to transmit the image on the basis of 10GbE for high speed / large capacity transmission according to the increase of the image channel in the aircraft.
2 is a configuration diagram illustrating a configuration of a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network according to the present invention.
Referring to FIG. 2, in a 10GbE network, a multi-image non-compression packetizing apparatus combines 16-bit data of a data format according to various image standards transmitted from an image source 100 into 64- A transmission image discrimination unit 115 for discriminating a source of an image input from the transmission image interface unit 110 and delivering the source image to the packetization unit 120 and a transmission image discrimination unit 115 A transmitting side packetizing unit 120 for packetizing 64 bit data to be transmitted and transmitting the data in an AXI (Advanced Extensible Interface) manner; and a transmitting unit 120 for transmitting the image transmitted in the AXI mode from the transmitting side packetizing unit 120 to XAUI or XGM II Or an XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) transmitted from the 10 GbE transmission unit 140 in an AXI (Advanced Extensible Interface) scheme 10GbE MAC unit 130 and the XAUI or XGM II image data transmitted from the 10GbE MAC unit 130 to the 10GbE network switch 150 through the optical cable or the XAUI Or 10GbE transmission unit 140 for transmitting XGM II format video data to the 10GbE MAC unit 130 and a 10GbE transmission unit 140 for demultiplexing 64-bit data transmitted from the 10GbE MAC unit 130 in AXI (Advanced Extensible Interface) A decrypting unit 160 and a receiving image discriminating unit 165 for discriminating the image types of the decoded image data from the receiving side decacketing unit 160 and delivering them to the output interface unit 170, Bit video data, and outputting the decoded 64-bit data to the 16-bit original video data format and outputting the separated video data through the reception video interface unit 170 and the reception video interface unit 170 And a display unit (180) for displaying an image.
Here, the image source may be a different kind of digital image generating apparatus such as the DVI source 101 and the ARINC-818 source 103, and the transmission image interface unit 110 may correspond to each of the sources 101 and 103 The DVI input interface unit 111 and the ARINC-818 input interface unit 113 perform processing of images generated and transmitted from the respective video sources 101 and 103. That is, each of the units 111 and 113 of the transmission video interface unit 110 extracts data by checking the data format and specification for each video source, generates 64-bit data that can be transmitted in the 10 GbE network, 115).
The transmission image discrimination unit 115 discriminates the image transmitted from each of the interface units 111 and 113 and transmits the image to the transmission side packet unit 120 so that the transmission side packet unit 120 can recognize the source image in any data format Information that can be recognized as a video can be included so that packetization can be performed.
Here, the transmission image interface unit 110, the transmission image determination unit 115, the transmission packetization unit 120, the reception side decipher unit 150, the reception image interface unit 160, the 10GbE MAC unit 130, The 10GbE transmission unit 140 and the reception image determination unit 165 are configured by FPGA (field-programmable gate array) boards.
In this case, when the internal configuration is configured as a closed network, most of the information sources and destinations are determined, and in the case of real-time continuous image information, real-time uncompressed image data can be transmitted and received in a 10GbE network environment without a CPU , And can cope with the demand for data communication of multi-channel video and high resolution in an aircraft in particular.
Therefore, as described above, the 60fps SXGA original image has 1,887Mbits of information per second, and the HD1080p image needs to process 2,985Mbits of information. If the conventional general 100Mbps or 1Gbps Ethernet is used, H.264 or MPEG There is a problem in that it is impossible to transmit real-time image through a network without using a compression technique, and real-time performance between the original image and the final output device can not be guaranteed due to the delay time due to the image compression processing. In order to implement this, not only image compression technology but also memory for storing one frame or more image and packets for packetizing process may be needed for CPU packetization process.
However, when a multi-type video decompression packetizing apparatus is used in the 10GbE network according to the present invention, the SXGA image can transmit a 2K image in water without compression, Can be guaranteed. Therefore, it is possible to appropriately cope with the demand for multi-channel image and high-resolution data communication in an aircraft.

3 is a block diagram for explaining an example of a transmission image interface unit in a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG.
2, the transmission image interface unit 110 includes a plurality of interface units 111 and 113 according to the types of image sources, and each interface unit 111, 113 have a configuration similar to that shown in Fig. That is, the interface units 111 and 113 combine the image data having the bit value (for example, 16 bits) inherent to the image source 100 transmitted from the image source 100 into 64 bits, Such as a plurality of shift racers, for transferring data to a plurality of shift registers.

FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of a transmission image determination unit of a multi-image non-compression packetization apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2. FIG.
4, the transmission image discrimination unit 115 discriminates the source of the image data transmitted from the interface units 111 and 113, that is, the data format, and outputs it to the transmission packetizer 120 (120) ). To this end, the transmission image discrimination unit 1150 includes a FIFO for receiving the extracted image data in the interface units 111 and 113, a detector for sensing the data format of the input image, and a selector for selecting an output value outputted by the detector . The FIFO is prepared for each type of image and directly receives and stores the image data from the respective interface units 111 and 113. At this time, the determining unit detects whether the image input into the FIFO is an image of a data format conforming to the DVI interface or an image conforming to the ARINC-818 interface, controls the selector according to the detection result, And is output to the transmission side packetization unit 120.

5 is a block diagram for explaining a reception image interface unit in the multi-image non-compression packetizer in the 10GbE network shown in FIG.
In the multi-image non-compression packetizer in the 10GbE network shown in FIG. 2, the reception image interface unit may include a plurality of interface units (not shown) similar to the transmission image interface unit 110 according to the type of image source, 175, and 176, respectively. The configuration of these interface units 175 and 176 is as shown in Fig. 4, and the 64-bit data transmitted from the received image discrimination unit 165 is output in accordance with the original 16-bit data.
To this end, the reception image discrimination unit 165 detects an input image through the decapsulation unit 160, determines an arbitrary data format of the input image, and outputs an interface unit 175, and 176, respectively.

6 is a view for explaining a state machine of a transmitting side packetizing unit in a multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG.
6, the state machine of the transmitting side packetizer 120 in the multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2 is as shown in FIG. 6. First, in the IDLE, the data to be transmitted to the FIFO If you want to use any preamble, preamble to synchronize and assign source / destination MAC address through ADDR. At this time, when VLAN is used, VLAN header information is inserted from ADDR_VLAN and type / length information is inserted in TL_D. If it is not VLAN, type / length information is inserted in ADDR_TL_D. Then insert the DATA into the payload and send it. Here, the data type of the image may be recorded in TL_D, and the decipherer 160 may determine the type of the image by referring to the information, but the present invention is not limited thereto.
FIG. 7 is a diagram for explaining control of a transmitting side packetizing unit in the multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2, and FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining control in the multi- Frame format and an Ethernet VLAN frame format.
As shown in FIG. 7, the control of the transmitting side packetizing unit in the multi-type video non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network shown in FIG. 2 is performed by using the PREAMBLE, ADDR, ADDR_TL_D, ADDR_VLAN, TL_D and DATA in the state machine 8 and 9 configure a basic Ethernet frame format and an Ethernet VLAN frame format in the multi-image non-compression packetizing apparatus in the 10GbE network according to the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method of transmitting and receiving video using a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network according to the present invention.
A method of transmitting / receiving video using a multi-image non-compression packetizer in a 10GbE network according to the present invention is shown in FIG.
First, a plurality of image sources generate images in respective data formats (S10).
When the image is generated, the transmission image interface unit 110 combines the 16-bit data transmitted from the image source 100 by the interface units 111 and 113 configured to correspond to each of the plurality of image sources, (S20).
When the 64-bit data is input, the transmission image determination unit 115 determines the image processed by the transmission image interface unit 110 according to the data format, and transmits the image to the transmission packetizer (S30). For this purpose, the 64-bit data is stored in a FIFO storage unit provided for each data format, and the FIFO-stored video data corresponding to the determined data format by controlling the selector by discriminating the type of the video data to be input to the sensing unit, (120).
The transmitting packetizer 120 packetizes the 64-bit data from the transmission video interface unit and transmits the packetized data to the 10GbE MAC unit 130 using an Advanced Extensible Interface (AXI) scheme (S40).
The 10GbE MAC unit 130 receives the image data transmitted from the transmission packetizer 120 in the AXI scheme and transmits the image data to the 10GbE transmission unit 140 in the XAUI or XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) And transmits the XAUI or XGMII received from the reception unit 140 to the reception side decapsulation unit 160 in the AXI scheme (S50).
The 10 GbE transmission unit 140 may transmit the XAUI or XGM II image data transmitted from the 10 GbE MAC unit 130 to the 10 GbE network switch 150 through the optical cable or may transmit the XAUI or XGM II image data transmitted from the 10 GbE network switch 150 through the optical cable, Or the XGM II format image data to the 10GbE MAC unit 130 (S60)
Upon receiving the 64-bit data transmitted from the 10GbE MAC unit 130 in the AXI format, the receiving side decipher unit 160 decompresses the 64-bit data and transmits the 64-bit data to the receiving image discriminator 165 (S70).
Then, the reception image discrimination unit 165 judges the type of the 64-bit data decapsulated by the reception side decipher unit 160 for each data format (S80)
The reception image interface unit 165 separates the 64-bit data into 16-bit data by the interface unit provided for each data format (S90), and the output device outputs the image reconstructed by the reception image interface unit 170 Data is output (S100).
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And the like. Accordingly, such modifications are deemed to be within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 영상 소스 110 : 송신 영상 인터페이스
111, 113 : 인터페이스 유닛 115 : 송신 영상 판별부
120 : 송신측 패킷화부 130 : 10GbE MAC부
140 : 10GbE 전송부 150 : 10GbE 네트워크 스위치
160 : 디패킷화부 165 : 수신 영상 판별부
170 : 수신 영상 인터페이스 180 : 출력장치100: Image source 110: Transmission image interface
111, 113: interface unit 115: transmission image discrimination unit
120: transmitting packetizing unit 130: 10GbE MAC unit
140: 10 GbE transmission unit 150: 10 GbE network switch
160: decapsulation unit 165: reception image discrimination unit
170: reception image interface 180: output device

Claims (7)

다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷으로 영상을 생성하는 복수의 영상 소스;
상기 영상 소스로부터 전송된 영상의 데이터 포맷과 규격을 확인하고, 데이터를 추출하고, 추출된 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷의 16비트 데이터를 64비트 데이터로 합치기 위해 복수의 상기 영상 소스 각각에 대응되어 구성되는 인터페이스 유닛을 가지는 송신 영상 인터페이스부;
데이터 포맷별로 데이터 패킷화 과정을 위해 상기 송신 영상 인터페이스부에 의해 처리된 영상을 상기 데이터 포맷별로 판별하는 송신영상 판별부;
상기 송신영상 판별부를 통해 데이터 포맷별로 선별되어 전달되는 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensibel 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 데이터를 디패킷화하는 수신측 디패킷화부;
상기 수신측 디패킷화부로부터 디패킷화된 64비트 데이터의 종류를 상기 데이터 포맷별로 판단하는 수신 영상 판별부;
상기 수신 영상 판별부로부터 전달되는 64비트 데이터를 선택된 상기 데이터 포맷의 16비트 데이터로 분리하기 위해 상기 데이터 포맷별로 마련되는 인터페이스 유닛을 가지는 수신 영상 인터페이스부; 및
상기 수신 영상 인터페이스부에 의해 복원된 영상 데이터를 출력하는 출력장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치.A plurality of image sources for generating images in a data format according to various image standards;
A data format and a size of the image transmitted from the image source are checked and extracted, and 16-bit data of a data format according to various extracted image standards is associated with each of the plurality of image sources A transmitting video interface unit having an interface unit configured;
A transmission image discrimination unit for discriminating, for each data format, an image processed by the transmission image interface unit for a data packetization process for each data format;
A transmitting packetizer for packetizing the 64-bit data selected and transmitted according to the data format through the transmission image discriminator and transmitting the 64-bit data through an advanced extensible interface (AXI) scheme;
A 10GbE MAC unit for receiving image data transmitted from the transmission packetizing unit in the AXI format and transmitting the image data in 10GbE by XAUI or XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) method or transmitting XAUI or XGMII received in 10GbE in AXI format;
A 10GbE network switch for transmitting XAUI or XGM II image data transmitted from the 10GbE MAC unit to a 10GbE network switch through an optical cable or 10GbE transmission for transmitting XAUI or XGM II image data transmitted from the 10GbE network switch through an optical cable to the 10GbE MAC unit part;
A receiving side decapsulator for decompressing the 64-bit data transmitted in the AXI scheme from the 10GbE MAC unit;
A receiving image discrimination unit for discriminating the type of 64-bit data decoded from the receiving-side decoded packetizing unit according to the data format;
A reception image interface unit having an interface unit provided for each of the data formats so as to divide 64-bit data transmitted from the reception image discrimination unit into 16-bit data of the selected data format; And
And an output device for outputting the video data reconstructed by the reception video interface unit. 제 1 항에 있어서,
상기 송신 영상 인터페이스부는,
상기 영상소스로부터 16비트 데이터를 64비트 데이터로 합치기 위하여 4개의 쉬프트 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmission video interface unit comprises:
Wherein the multiplexing unit comprises four shift registers for combining 16-bit data from the image source into 64-bit data. 제 1 항에 있어서,
상기 수신 영상 인터페이스부는
다중화기 및 디플립플롭으로 구성되어 상기 디패킷화부로부터 전송된 64비트 데이터를 16비트 데이터로 복원하는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치.The method according to claim 1,
The receiving video interface unit
Multiplexer and a D flip-flop, and restores the 64-bit data transmitted from the decapsulator to 16-bit data. 제 1 항에 있어서,
상기 송신 영상 판별부는
상기 인터페이스 유닛으로부터 전달되는 영상데이터를 상기 데이터 포맷별로 저장하는 FIFO(First Input First Out) 저장부;
상기 영상데이터의 상기 데이터 포맷을 구분하는 판별부; 및
상기 판별부의 구분에 따라 상기 데이터 포맷별로 저장된 상기 영상데이터를 선택적으로 출력하는 실렉터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치.The method according to claim 1,
The transmission image determination unit
A FIFO (First Input First Out) storage unit for storing image data transmitted from the interface unit according to the data format;
A discrimination unit for discriminating the data format of the video data; And
And a selector for selectively outputting the image data stored in the data format according to the classification of the discrimination unit. 제 1 항에 있어서,
상기 송신측 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 다종 영상 비압축 패킷화 장치.The method according to claim 1,
The transmitting packetizer
In case that there is data to be transmitted from IDLE which is in the initial state of internal register and operation, and if user wants to use preamble, it is synchronized through preamble, source / destination MAC address is allocated through ADDR, Is inserted in ADDR_VLAN, type / length information is inserted in TL_D, and type / length information is inserted in ADDR_TL_D when not a VLAN, and DATA is inserted into payload and transmitted. In the 10GbE network, Device. 제 1 항에 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 다종 영상 비압축 패킷화 장치.The method according to claim 1,
Wherein the transmission video interface unit, the transmission packetizer, the receiver decapitizer, the reception video interface, the 10GbE MAC unit, and the 10GbE transmission unit are each comprised of a field-programmable gate array (FPGA) board. Compression packetizer. 복수의 영상 소스가 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷으로 영상을 생성하는 단계;
송신 영상 인터페이스부가 복수의 상기 영상 소스 각각에 대응되어 구성되는 인터페이스 유닛에 의해 상기 영상 소스로부터 전송되는 영상의 데이터 포맷과 규격을 확인하고, 데이터를 추출하고, 추출된 다양한 영상규격에 따른 데이터 포맷의 16비트 데이터를 64비트로 결합시키는 단계;
송신 영상 판별부가 데이터 포맷별로 데이터 패킷화 과정을 위해 상기 송신 영상 인터페이스부에 의해 처리된 영상을 상기 데이터 포맷별로 판별하는 단계;
송신측 패킷화부가 데이터 포맷별로 선별되어 전달되는 64비트 데이터를 패킷화하여 AXI(Advanced eXtensible Interface) 방식으로 10GbE MAC부로 송신하는 단계;
상기 10GbE MAC부가 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 10GbE전송부가 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 데이터를 수신한 수신측 디패킷화부가 64비트 데이터를 디패킷화하는 단계;
수신 영상 판별부가 상기 수신측 디패킷화부에 의해 디패킷화된 64비트 데이터의 종류를 상기 데이터 포맷별로 판단하는 단계:
수신 영상 인터페이스부가 상기 데이터 포맷별로 마련되는 인터페이스 유닛에 의해 상기 64비트 데이터를 16비트 데이터로 분리하는 단계; 및
출력장치가 상기 수신 영상 인터페이스부에 의해 복원된 영상 데이터를 출력하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 10GbE 네트워크에서 다종 영상 비압축 패킷화 장치를 이용한 영상 송수신방법.The method comprising: generating an image in a data format according to various image standards of a plurality of image sources;
The transmission image interface unit confirms the data format and size of the image transmitted from the image source by the interface unit corresponding to each of the plurality of image sources and extracts the data, Combining 16-bit data into 64-bit;
A step of discriminating an image processed by the transmission image interface unit for the data packetization process for each data format by the transmission image determination unit;
Packetizing the 64-bit data selected and transmitted according to the data format and transmitting the packetized data to the 10 GbE MAC unit in the Advanced Extensible Interface (AXI) scheme;
The 10GbE MAC unit receives the image data transmitted in the AXI format from the transmitting packetizer and transmits the image data to the 10GbE transmission unit by XAUI or XGM II (10 Gigabit Media Independent Interface) method, or transmits the XAUI or XGMII received from the 10GbE transmission unit to the AXI To the receiving side decapsulating unit;
The 10 GbE transmission unit transmits XAUI or XGM II image data transmitted from the 10 GbE MAC unit to the 10 GbE network switch through an optical cable or transmits XAUI or XGM II image data transmitted through the optical cable from the 10 GbE network switch to the 10 GbE MAC unit ;
Demultiplexing the 64-bit data from the 10GbE MAC unit into 64-bit data, the 64-bit data being transmitted in the AXI format;
Determining a kind of 64-bit data decoded by the receiving-side decoded packetizing unit for each data format;
Separating the 64-bit data into 16-bit data by an interface unit provided in the data format of the reception video interface unit; And
And outputting the image data reconstructed by the reception image interface unit to the output apparatus. [Claim 10] The method of claim 1,
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